高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 2_3_2 化學(xué)反應(yīng)的限度 化學(xué)反應(yīng)條件的控制課時訓(xùn)練（含解析）新人教版必修2

第2課時化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制課時訓(xùn)練11化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制基礎(chǔ)夯實(shí)1.下列反應(yīng)不屬于可逆反應(yīng)的是()A.SO2溶于水和H2SO3分解B.H2與I2化合成HI和HI分解C.SO2與O2化合成SO3和SO3分解D.NH3與HCl化合生成NH4Cl和NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl解析:可逆反應(yīng)是指在相同條件下同時向正反兩個方向進(jìn)行的反應(yīng),而D項中兩個反應(yīng)的條件不同。答案:D2.對于可逆反應(yīng):M+NQ達(dá)到平衡時,下列說法中正確的是()A.M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等B.M、N全部變成了QC.反應(yīng)混合物中各成分的百分組成不再變化D.反應(yīng)已經(jīng)停止解析:可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時,v(正)=v(逆)>0,反應(yīng)仍在進(jìn)行,M、N、Q的濃度不再發(fā)生變化,但它們不一定相等。答案:C3.工業(yè)煉鐵是在高爐中進(jìn)行的,高爐煉鐵的主要反應(yīng)是:2C+O22CO;Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。該煉鐵工藝中,焦炭的實(shí)際用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計算所需要的量。其主要原因是()A.CO過量B.CO與鐵礦石接觸不充分C.煉鐵高爐的高度不夠D.反應(yīng)都有一定限度解析:研究表明,反應(yīng)都是可逆反應(yīng),都有一定的限度,因此反應(yīng)中的碳和反應(yīng)中的CO不能完全轉(zhuǎn)化,致使焦炭的實(shí)際用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計算所需要的量。答案:D4.一定溫度下,在某恒容的密閉容器中,建立化學(xué)平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列敘述中不能說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A.體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化B.v正(CO)=v逆(H2O)C.生成n mol CO的同時生成n mol H2D.1 mol HH鍵斷裂的同時斷裂2 mol HO鍵解析:A項,由于該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不相等的反應(yīng),當(dāng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時,說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài);B項,根據(jù)v正(CO)=v逆(H2O),可知CO的正反應(yīng)速率等于其逆反應(yīng)速率,說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài);C項,生成CO、H2均表示反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,沒有表示出正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系,不能說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài);D項,HH鍵斷裂和HO鍵斷裂是兩個相反的反應(yīng)方向,1 mol HH鍵斷裂的同時斷裂2 mol HO鍵,即消耗1 mol H2的同時消耗了1 mol H2O,可知H2的消耗量等于其生成量,說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。答案:C5.在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2 molL-1、0.1 molL-1、0.2 molL-1,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,可能存在的數(shù)據(jù)是()A.SO2為0.4 molL-1、O2為0.2 molL-1B.SO2為0.25 molL-1C.SO2、SO3均為0.15 molL-1D.SO3為0.4 molL-1解析:假設(shè)該時刻的SO3全部轉(zhuǎn)化為SO2和O2,則SO2、O2的濃度將分別達(dá)到0.4 molL-1、0.2 molL-1;而假設(shè)該時刻的SO2和O2全部化合生成SO3,則SO3的濃度將達(dá)到0.4 molL-1。因?yàn)樵摲磻?yīng)是可逆反應(yīng),三種物質(zhì)必將同時存在(即可逆反應(yīng)中的物質(zhì)均不可能100%轉(zhuǎn)化),很顯然,A、D兩項是不可能的。要得到C項中的數(shù)據(jù)必須是SO2和SO3同時消耗而減少,這不符合S原子守恒,也是不可能的。答案:B6.在恒溫、恒容條件下,不能表示H2(g)+I2(g)2HI(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A.單位時間內(nèi)消耗a mol H2的同時消耗2a mol HIB.容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時間變化C.容器內(nèi)H2、I2不再減少,HI不再增加D.混合氣體的顏色不再發(fā)生變化解析:化學(xué)反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g),反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)沒有發(fā)生變化,不管反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),容器內(nèi)的總壓強(qiáng)始終不隨時間變化,B項不能表示反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。答案:B7.硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品,硫酸的消耗量常被視為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的一種標(biāo)志。目前硫酸的重要生產(chǎn)方法是“接觸法”,有關(guān)接觸氧化反應(yīng)2SO2+O22SO3的說法不正確的是()A.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),故在一定條件下二氧化硫和氧氣不可能全部轉(zhuǎn)化為三氧化硫B.達(dá)到平衡后,反應(yīng)就停止了,故此時正、逆反應(yīng)速率相等且均為0C.一定條件下,向某密閉容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,則從反應(yīng)開始到達(dá)平衡的過程中,正反應(yīng)速率不斷減小,逆反應(yīng)速率不斷增大,某一時刻,正、逆反應(yīng)速率相等D.在利用上述反應(yīng)生產(chǎn)三氧化硫時,要同時考慮反應(yīng)所能達(dá)到的限度和化學(xué)反應(yīng)速率兩方面的問題解析:對于可逆反應(yīng)來說,在一定條件下反應(yīng)物不可能全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物,反應(yīng)只能進(jìn)行到一定限度。在達(dá)到平衡的過程中,正反應(yīng)速率不斷減小,逆反應(yīng)速率不斷增大,最終正、逆反應(yīng)速率相等,即達(dá)到平衡,此時反應(yīng)物和生成物的濃度都不再隨時間的變化而變化,但反應(yīng)并沒有停止,正、逆反應(yīng)都依然進(jìn)行著。答案:B8.在合成氨反應(yīng)中,下列說法可以確定反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A.當(dāng)有1 mol 鍵斷裂的同時,有3 mol HH鍵斷裂B.當(dāng)有1 mol 鍵斷裂的同時,有6 mol NH鍵形成C.當(dāng)有1 mol 鍵斷裂的同時,有6 mol HH鍵形成D.當(dāng)有1 mol 鍵斷裂的同時,有6 mol NH鍵斷裂解析:化學(xué)反應(yīng)可看作反應(yīng)物化學(xué)鍵的斷裂和生成物化學(xué)鍵的形成過程。N2+3H22NH3,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,有v(正)=v(逆),也就是當(dāng)有1 mol N2參加反應(yīng)的同時有2 mol NH3分解,即1 mol 鍵斷裂的同時,有6 mol NH鍵斷裂,D項正確。答案:D9.在2 L的密閉容器中有3種物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),X、Y、Z的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示,反應(yīng)在t1 min時達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)0t1 min內(nèi),Y的平均反應(yīng)速率為。(3)下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是。A.t1 min時,該反應(yīng)已停止B.t1 min之前,X的消耗速率大于它的生成速率C.t1 min時,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率D.t1 min時,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)是因?yàn)榇藭r反應(yīng)物的總物質(zhì)的量與生成物的總物質(zhì)的量相等解析:(1)由題給圖像知,0t1 min內(nèi),n(X)減小,n(Y)、n(Z)增大,可以確定X為反應(yīng)物,Y、Z為生成物,從反應(yīng)開始至t1 min時,X、Y、Z的物質(zhì)的量的變化關(guān)系為n(X)n(Y)n(Z)=0.81.20.4=231,故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2X3Y+Z。(2)v(Y)= molL-1min-1。(3)化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡,A項錯誤;t1 min之前,可逆反應(yīng)尚未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),此時物質(zhì)X的正、逆反應(yīng)速率大小關(guān)系為v(正)>v(逆),B項正確;t1 min時,可逆反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),此時正、逆反應(yīng)速率相等,C項正確;t1 min時,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)是因?yàn)榇藭r正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度不再隨時間的變化而發(fā)生改變,D項錯誤。答案:(1)2X3Y+Z(2) molL-1min-1(3)BC10.往2 L密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定條件下發(fā)生合成氨反應(yīng),2 min時達(dá)到平衡。測得平衡混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)為25%,則:(1)02 min內(nèi),v(NH3)=。(2)H2在平衡混合氣中的體積分?jǐn)?shù)=。(3)平衡時容器的壓強(qiáng)與起始時的壓強(qiáng)之比為。解析:設(shè)02 min內(nèi),消耗的N2的物質(zhì)的量為x,則 N2+3H22NH3起始物質(zhì)的量/mol130變化物質(zhì)的量/molx3x2x平衡時物質(zhì)的量/mol1-x3-3x2x則有=25%,解得x=0.4 mol,v(NH3)=0.2 molL-1min-1,H2在平衡混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為100%=56.25%,平衡時容器的壓強(qiáng)與起始時的壓強(qiáng)之比為3.24=45。答案:(1)0.2 molL-1min-1(2)56.25%(3)45能力提升1.對可逆反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列敘述正確的是()A.NH3、O2、NO、H2O(g)同時存在時,則反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)B.單位時間內(nèi)生成x mol NO,同時消耗x mol NH3時,說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)C.達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,若增大容器體積,則正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大D.化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系是3v正(NH3)=2v正(H2O)解析:四種氣體同時存在時,不能說明可逆反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài),A項錯誤;NO的生成與NH3的消耗均表示正反應(yīng),B項錯誤;達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,增大容器體積,反應(yīng)物、生成物濃度同時減小,正、逆反應(yīng)速率同時減小,C項錯誤;在反應(yīng)的任意狀態(tài)總有v正(NH3)v正(H2O)=46,即3v正(NH3)=2v正(H2O),D項正確。答案:D2.導(dǎo)學(xué)號52090066(2016河南南陽測試)如圖曲線a表示釋放能量的反應(yīng)X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)進(jìn)行過程中X的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的關(guān)系。若改變起始條件,使反應(yīng)過程按b曲線進(jìn)行,可采取的措施是()A.升高溫度B.加大X的投入量C.加催化劑D.增大體積解析:由圖可知:a曲線換為b曲線,只是縮短達(dá)到平衡的時間,即加快了反應(yīng)速率而平衡沒有移動,加入催化劑能同等程度加快正逆反應(yīng)速率,而平衡不移動,故C對,而A、B、D中的措施都會使平衡發(fā)生移動。答案:C3.一定溫度下的恒容容器中,下列哪些物理量不再發(fā)生變化時,表明反應(yīng)A(g)+2B(g)C(g)+D(g)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)()混合氣體的壓強(qiáng)混合氣體的密度B的物質(zhì)的量濃度混合氣體的總物質(zhì)的量混合氣體的平均相對分子質(zhì)量混合氣體的總質(zhì)量混合氣體的總體積A.B.C.D.解析:由于反應(yīng)物、生成物全部是氣體,且反應(yīng)在恒容容器中進(jìn)行,反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變,故反應(yīng)過程中氣體的密度一直保持不變,故不符合題意。答案:B4.導(dǎo)學(xué)號52090067一定溫度下,在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示:下列描述正確的是()A.從反應(yīng)開始到10 s,用Z表示的反應(yīng)速率為0.158 molL-1s-1B.從反應(yīng)開始到10 s,X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79 molL-1C.從反應(yīng)開始到10 s時,Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)Z(g)解析:從反應(yīng)開始到10 s時,X的量減少了1.20 mol-0.41 mol=0.79 mol,Y的量減少了1.00 mol-0.21 mol=0.79 mol,Z增加了1.58 mol,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)2Z(g),D項錯誤。用Z表示的反應(yīng)速率為=0.079 molL-1s-1,A項錯誤。X物質(zhì)的量濃度減少了=0.395 molL-1,B項錯誤。答案:C5.在一密閉容器中通入A、B、C三種氣體,保持一定溫度,在t1t4 s時測得各物質(zhì)的濃度如表,則下列判斷正確的是()測定時刻/s濃度t1t2t3t4c(A)/(molL-1)6322c(B)/(molL-1)53.533c(C)/(molL-1)12.533A.在t3 s時反應(yīng)已經(jīng)停止B.t3t4 s內(nèi)正、逆反應(yīng)速率不相等C.在容器中發(fā)生的反應(yīng)為A(g)+B(g)C(g)D.在t2t3 s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率為 molL-1s-1解析:由題給數(shù)據(jù)可知,t3 s時可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),此時,v(正)=v(逆)0,A項錯誤;t3t4 s內(nèi),A、B、C的濃度沒有發(fā)生變化,反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài),正、逆反應(yīng)速率相等,B項錯誤;達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,A、B、C的濃度變化量之比為422=211,故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)+B(g)C(g),C項錯誤;t2t3 s內(nèi),c(A)=1 molL-1,故用A表示的該時間段的平均化學(xué)反應(yīng)速率為 molL-1s-1,D項正確。答案:D6.在一定條件下,將3 mol A和1 mol B兩種氣體混合于固定容積為2 L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)。2 min時該反應(yīng)達(dá)到平衡,生成了0.8 mol D,并測得C的濃度為0.2 molL-1。下列判斷錯誤的是()A.x=1B.平衡時B與C的濃度之比為32C.平衡時A與B的轉(zhuǎn)化率相等,均為40%D.平衡時加入少量D可提高該反應(yīng)的反應(yīng)速率解析:生成C的物質(zhì)的量為0.2 molL-12 L=0.4 mol,濃度變化的量與化學(xué)計量數(shù)成正比,故x=1,A項正確;B減少的量為0.4 mol,平衡時濃度為(1 mol-0.4 mol)2 L=0.3 molL-1,B項正確;B的轉(zhuǎn)化率為100%=40%,同樣可計算出A的轉(zhuǎn)化率也為40%,C項正確;因D為固體,平衡時加入少量D,各物質(zhì)的濃度沒有改變,故反應(yīng)速率不變,D項錯誤。答案:D7.在2 L密閉容器中,800 時反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中,n(NO)隨時間的變化如下表:時間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上述反應(yīng)(填“是”或“不是”)可逆反應(yīng)。(2)如圖所示,表示NO2變化曲線的是。用O2表示從02 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=。(3)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填序號)。A.v(NO2)=2v(O2)B.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變C.v逆(NO)=2v正(O2)D.容器內(nèi)密度保持不變解析:(1)該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。(2)由平衡體系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)知,NO2為生成物,n(NO2)=n(NO)=0.020 mol-0.007 mol=0.013 molc(NO2)=0.006 5 molL-1故表示NO2變化曲線的為b。v(NO)=0.003 molL-1s-1,則v(O2)=v(NO)=0.001 5 molL-1s-1。(3)A項中未指明正、逆反應(yīng)速率,故無法說明該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài);由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不相等的反應(yīng),當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變時,說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),故B項正確;C項中已說明正、逆反應(yīng)速率相等,故說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);由于氣體總質(zhì)量不變,氣體總體積也不變,因此,無論該反應(yīng)是否達(dá)到平衡,容器內(nèi)密度保持不變,故D項無法說明該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。答案:(1)是(2)b0.001 5 molL-1s-1(3)BC8.導(dǎo)學(xué)號52090068在容積為5 L的密閉容器中,加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O(g),在催化劑存在的條件下高溫加熱,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),并放出熱量。反應(yīng)中CO2的濃度隨時間變化的曲線如圖所示。(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時,CO的化學(xué)反應(yīng)速率為;反應(yīng)達(dá)到平衡時c(H2)=。(2)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填字母)。A.單位時間內(nèi)CO消耗的物質(zhì)的量和CO2消耗的物質(zhì)的量相等B.CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等C.CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化D.正、逆反應(yīng)速率都為0解析:(1)由題圖可知從第10 min時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則v(CO)=v(CO2)=0.003 molL-1min-1;反應(yīng)時轉(zhuǎn)化的濃度之比=化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比,所以c(H2)=c(H2)=c(CO2)=0.03 molL-1。(2)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是各物質(zhì)的百分含量保持一定,濃度保持不變,正、逆反應(yīng)速率相等且不為0。答案:(1)0.003 molL-1min-10.03 molL-1(2)AC