2.2 化学反应的限度 同步练习题2023-2024学年高二上学期鲁科版（2019）化学选择性必修1

2.2 化学反应的限度 同步练习题 一、单选题 1．可以作为判断化学平衡发生移动的标志是 A．反应混合物各组分的浓度发生改变 B．正、逆反应速率发生改变 C．反应物的转化率发生改变 D．压强发生改变 2．五氯化磷是有机合成中重要的氯化剂，可以由三氯化磷氮化得到：。某温度下，在容积恒定为的密闭容器中充入和，一段时间后反应达到平衡状态，不同时刻的物质的量如下表所示： 0 50 150 250 350 0 0.24 0.36 0.40 0.40 下列说法不正确的是 A．升高温度，平衡向逆反应方向移动 B．加压平衡向正反应方向移动，平衡常数增大 C．内的平均反应速率 D．平衡时，的转化率是 3．和在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应，分别生成和CO。 反应A： 反应B： 控制和初始投料比为1∶3时，温度对平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。下列说法正确的是 A．250℃后产率随温度升高而下降的原因是反应A为放热反应 B．投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度，能提高的产率 C．获取甲醇最适宜的温度是A点对应温度 D．开发低温高效的催化剂可以提高转化为的平衡转化率 4．向一恒温恒容密闭容器中充入1molA和3molB发生反应  ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A．当时，表明反应已达到平衡状态 B．A的平衡转化率： C．时改变的条件是向容器中加入C D．若在后充入氦气，化学平衡不移动 5．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是 A．合成反应，为提高的产率，理论上应采取相对较低的温度 B．实验室中常用排饱和食盐水的方式收集氯气 C．对于CO(g)+(g)(g)+NO(g)的平衡体系，增大压强可使颜色变深 D．红棕色的加压后颜色先变深再变浅 6．如图所示曲线a表示放热反应X(g)＋Y(g)Z(g)＋M(g)＋N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是    A．升高温度 B．加大X的投入量 C．加催化剂 D．减小压强 7．向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 A． B．两点的正反应速率： C．此反应在任意温度下都可自发进行 D．当容器内气体的平均相对分子质量不变时，反应达平衡状态 8．某1L恒容密闭容器发生反应：  。向容器中通入0.2molM和nmolN发生上述反应，测得M的平衡转化率与投料比以及温度的关系如图。下列说法正确的是 A． B．时，C点的平衡常数值为2500 C．当时，反应达到平衡 D．其它条件不变，增大压强，可使B点移向C点 9．根据如图有关图像，说法正确的是 2X(g)+Y(g)⇌2Z(g)∆H 2N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)∆H<0 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)∆H=-43kJ/mol I II III A．由图I知，反应在T1、T3处达到平衡，且该反应的ΔH<0 B．由图II知，t1-t6时间段内反应在t6时刻，NH3体积分数最小 C．由图II知，t3时采取降低反应体系温度的措施 D．图III表示在10L容器、850℃时的反应，由图知，到4min时，反应放出5.16kJ的热量 10．甲醇-水催化重整可获得H2.其主要反应为 反应Ⅰ  CH3OH(g) + H2O(g) = CO2(g) + 3H2(g)  ΔH = 49.4 kJ·mol−1 反应Ⅱ  CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)  ΔH = 41.2 kJ·mol−1 在1.0×105Pa、n始(H2O)∶n始(CH3OH)=1.2时，若仅考虑上述反应，平衡时CO的选择性、CH3OH的转化率和H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性= × 100％ 下列说法正确的是 A．一定温度下，增大可提高CO的选择性 B．平衡时CH3OH的转化率一定大于H2O的转化率 C．图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化 D．一定温度下，降低体系压强，反应Ⅰ的平衡常数增大 二、填空题 11．已知反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线如下图所示：    则可知该反应的ΔH 0填“>”或“<”，温度对 填“吸热”或“放热”反应速率影响大。 12．如图所示(a中活塞的质量与筒壁的摩擦力不计；与K相连的细管的体积也忽略不计)。在标准状况下： (1)b中气体与水不接触，打开K足够长时间后，a中气体体积减少(ΔV)的范围是： 。 (2)在上述(1)之后，快速推a中活塞至a中气体全部进入b中，观察到的现象是 ，原因是 。 (3)若固定a中活塞如图所示，打开K，移走b的密封套，足够长时间后，观察到液面上升，其中涉及的化学反应方程式为 。 13．下 面四张图是用计算机制作的在密闭容器里，在不同条件下进行的异构化反应X Y的进程图解。图中的白色方块是X，蓝色方块是Y。 (1) 图中的纵坐标表示 (填入 物理量，下同)；横坐标表示 。 (2)平衡常数K最小的图是 。 (3)平衡常数K最大的图是 。 (4)平衡常数K=1的图是 。 14．在5L的恒温恒容密闭容器中充入1moLCO和4molH2，加入催化剂发生反应，测得CO及CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。 图中前4分钟内氢气的平均反应速率为 ，第 min(填数字)反应达到平衡，达到平衡时氢气的浓度为 。 15．在某温度下，将H2和I2各0.10 mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(H2)=0.005 0mol/L。 (1)通过计算求该反应的平衡常数 。 (2)在上述温度下，该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20 mol，通过计算求达到化学平衡状态时各物质的浓度 。 16．已知在某一温度下，在一个2L的密闭容器中放入4molN2O5气体后会发生如下两个反应：①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)；②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。在某温度下达到平衡后c(O2)=2.2mol·L-1，c(N2O)=0.7mol·L-1。 求：(1)反应中N2O5的分解率 。 (2)反应①在该温度下的化学平衡常数 。 (3)平衡与起始时的压强之比 。 参考答案： 1．C 【解析】A．若反应前后气体分子数相等，增大或减小压强，反应物和生成物浓度都发生改变，正、逆反应速率仍然相同，平衡不移动，故A错误； B．若加入催化剂，正、逆反应速率同等程度地改变，平衡不移动，故B错误； C．转化率是指某一反应物转化的百分率，反应物的转化率改变，则化学平衡一定发生移动，故C正确； D．对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，压强改变时，平衡不移动，故D错误； 答案选C。 2．B 【解析】A．该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，A项正确； B．平衡常数只受温度影响，增大压强，K不变，B项错误； C．根据化学反应中用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，内的平均反应速率，C项正确； D．平衡时，的转化率是，D项正确； 故选：B。 3．B 【解析】A．由图可知，250℃后二氧化碳的转化率增大，甲醇的产率减小、一氧化碳的转化率增大，说明250℃后，甲醇的选择性降低导致甲醇的产率减小，故A错误； B．投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，甲醇的产率增大，故B正确； C．由图可知，250℃为获取甲醇最适宜的温度，故C错误； D．高效的催化剂可以降低反应的活化能，化学反应速率增大，但化学平衡不移动，二氧化碳转化为甲醇的转化率不变，故D错误； 故选B。 4．B 【解析】A．当3v正(A)=v逆(C)时，方向相反且化学反应速率之比等于化学计量数之比，即正逆反应速率相等，表明反应已达到平衡状态，A项正确； B．由图可知，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，瞬间正反应速率不变，然后增大，可知改变的条件是加入生成物，则t2时改变的条件是向容器中加入C，平衡逆向移动，则A的平衡转化率α：α(I)>α(II)，B项错误； C．由图可知，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，瞬间正反应速率不变，然后增大，可知改变的条件是加入生成物，则t2时改变的条件是向容器中加入C，C项正确； D．若在t3min后充入氦气，各物质的浓度不变，化学平衡不移动，D项正确； 答案选B。 5．C 【解析】A．合成氨反应为放热反应，为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施，有利于平衡向正反应方向移动，故A不符合题意； B．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，能用勒沙特列原理解释，故B不符合题意； C．对CO(g)+(g)(g)+NO(g)，平衡体系增加压强，体积缩小浓度增大，使颜色变深，但平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，故C符合题意； D．红棕色的存在2(g) N2O4(g) 加压后体积缩小浓度增大，平衡向右移动，颜色先变深再变浅，故D不符合题意； 故答案为C。 6．C 【解析】A．升高温度，反应速率加快，但平衡逆向移动，X的转化率降低，故不选A； B．加大X的投入量，平衡正向移动，X的转化率降低，故不选B； C．加催化剂，反应速率加快，平衡不移动，X的转化率不变，故选C；     D．减小压强，反应速率减慢，故不选D； 7．C 【解析】A．越大，甲烷的转化率越小，相同温度下x1甲烷的转化率大于x2，则，A正确； B．b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，则反应速率，B正确； C．a、b投料比相同，升高温度，甲烷的转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，正向，正向体积增大则，时T较大，故该反应高温自发，C错误； D．都是气体参加的反应，正向体积增大，则平均相对分子量是个变值，平均相对分子量不变时各组分含量不再变化，达到平衡，D正确； 故选C。 8．B 该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，M的平衡转化率减小，则，增大，相等于增大M的物质的量，平衡正向移动，M的平衡转化率减小，以此解答。 【解析】A．由分析可知，，A错误； B．时，A点M的平衡转化率为80%，列出“三段式” A点的平衡常数值K==2500，A点和C点温度相等，平衡常数也相等，B正确； C．当时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，C错误； D．该反应是气体体积减小的反应，其它条件不变，增大压强，平衡正向移动，M的平衡转化率增大，D错误； 故选B。 9．B 【解析】A．根据图I，T2℃下反应物体积分数达到最小，生成物的体积分数达到最大，T2℃反应达到平衡，T1℃没有达到平衡，T2℃以后，X的体积分数增大，Z的体积分数减小，随着温度的升高，平衡向逆反应方向进行，正反应方向为放热反应，即△H＜0，故A错误； B．t2时刻正逆反应速率相等，平衡不移动，根据图像Ⅱ，t3后，反应向逆反应方向进行，NH3的量减少，t5后，反应又向逆反应方向进行，NH3的量又减少，故在t6时刻，NH3体积分数最小，故B正确； C．根据图像Ⅱ，t3时，正逆反应速率都降低，改变的因素是降低温度，或减小压强，根据图像Ⅱ，t3时，反应向逆反应方向移动，如果降低温度，该反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，即υ正>υ逆，不符合图像，t3时刻采取的是减小压强，故C错误； D．根据图Ⅲ，0到4 min变化的物质的量为0.12 mol·L-1×10 L=1.2 mol，即放出的热量为1.2 mol×43 kJ·mol-1=51.6 kJ，故D错误； 故答案为B。 10．B 根据已知反应Ⅰ CH3OH(g) + H2O(g) = CO2(g) + 3H2(g)  ΔH = 49.4 kJ·mol−1，反应Ⅱ CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)  ΔH = 41.2 kJ·mol−1，且反应①的热效应更大，温度升高的时候对反应①影响更大一些，根据选择性的含义，升温时CO选择性增大，同时CO2的选择性减小，所以图中③代表CO的选择性，①代表CO2的选择性，②代表H2的产率，以此解题。 【解析】A．增大，平衡正向移动，可提高CH3OH的转化率，A错误； B．由于n始(H2O)∶n始(CH3OH)=1.2，H2O过量，故平衡时CH3OH的转化率一定大于H2O的转化率，B正确； C．由分析可知②代表H2的产率，C错误； D．反应Ⅰ的平衡常数只与温度有关，温度不变，反应Ⅰ的平衡常数不变，D错误； 故选B。 11． < 吸热 【解析】根据图像信息，t1时温度升高，正逆反应速率均增大，逆反应速率增大程度大于正反应速率，则正反应为放热反应，ΔH<0，温度对吸热反应速率影响大。 12．(1)0.5V L＜ΔV＜V L (2) b中气体颜色先变深后变浅 体积缩小，气体密度变大，颜色加深，随后2NO2⇌N2O4，平衡正向移动，NO2浓度变小 (3)4NO+3O2+2H2O=4HNO3 【解析】（1） 打开K后，NO与O2发生反应：2NO+O2=2NO2，若V L NO完全反应消耗O2的体积0.5V L；若a中V L O2参加反应，反应后气体体积减小V L，反应产生的NO2会进一步发生反应：2NO2⇌N2O4，且发生的该反应为可逆反应，a中气体体积减少(ΔV)的范围，则0.5V L＜ΔV＜V L； （2） 在上述(1)之后，快速推a中活塞至a中气体全部进入b中，由于体积缩小，气体密度变大，c(NO2)增大，使气体颜色加深，后又会发生反应：2NO2⇌N2O4，使平衡正向移动，导致c(NO2)有所减小，气体颜色比压缩的瞬间变浅，因此观察到的现象是：b中气体颜色先变深后变浅； （3） 若固定a中活塞如图所示，打开K，移走b的密封套，足够长时间后，观察到液面上升，这是由于发生了化学反应，方程式为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3。 13． A 和B的摩尔百分数(或答：物质的量的分数或物质的量的百分数) 时间，分(或答：以分为单位的反应进程) B A C 【解析】(1)反应XY为可逆反应，图示表示反应从正反应方向开始，反应由反应物X转化为生成物Y的反应过程，其中横坐标表示反应时间，纵坐标表示反应物或生成物的物质的量或物质的量的含量； (2)化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时生成物浓度与反应物浓度的比。当反应达到平衡时，生成物Y的浓度越小，反应物X的浓度越大，则化学平衡常数K就越小。根据图示四个选项中，生成物浓度最小、反应物浓度最大的是选项B，故化学平衡常数最小的是选项B； (3)若反应达到平衡时生成物浓度最大，反应物浓度最小，则化学平衡常数最大。根据图示四个选项可知：选项A中生成物浓度最大、反应物浓度最小，故化学平衡常数K最大的图是选项A； (4)该反应是反应前后气体物质的量相等的反应，若反应物X与生成物Y的平衡浓度相等，则化学平衡常数K=1。根据图示可知：选项C在平衡时反应物X与生成物Y浓度相等，故二者的比值为1，则化学平衡常数K=1，故合理选项是C。 14． 0.05mol/(L·min) 10 0.5mol/L 【解析】CO在0～4min内物质的量减少了1mol－0.5mol＝0.5mol，浓度是0.1mol/L，根据方程式CO+2H2CH3OH可知消耗氢气是0.2mol/L，则前4分钟内氢气的平均反应速率为0.2mol/L÷4min＝0.05mol/(L·min)；反应达到平衡状态物质的物质的量不变，图象中10min时反应达到平衡状态；平衡时生成甲醇是0.75mol，根据方程式可知消耗氢气是1.5mol，浓度是1.5mol÷5L＝0.3mol/L，氢气的起始浓度是4mol÷5L＝0.8mol/L，所以达到平衡时氢气的浓度=0.8mol/L－0.3mol/L＝0.5mol/L。 15． 4 c(H2)=c(I2)=0.01mol/L，c(HI)=0.02mol/L 【解析】（1）根据三段式可知 所以求该反应的平衡常数。 （2）在上述温度下，该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20 mol，则根据三段式可知 因此，解得x＝0.01，因此达到化学平衡状态时各物质的浓度c(H2)=c(I2)=0.01mol/L，c(HI)=0.02mol/L。 16． 75% 3.52mol·L-1 21：10 设分解的N2O5的物质的量为x，分解的N2O3的物质的量为y，根据三段式结合c(O2)=2.2mol·L-1，c(N2O)=0.7mol·L-1列式计算出x、y，再分析解答。 【解析】设分解的N2O5的物质的量为x，分解的N2O3的物质的量为y，则 因此c(O2)==2.2mol·L-1，c(N2O)==0.7mol·L-1，解得：x=3mol，y=1.4mol， (1)反应中N2O5的分解率=×100%=75%，故答案为：75%； (2)反应①在该温度下的化学平衡常数==3.52mol·L-1，故答案为：3.52mol·L-1； (3)平衡与起始时的压强之比=气体的物质的量之比=×100%=，故答案为：21：10。 【点睛】正确书写三段式是解答本题的关键。本题的易错点为(3)，要注意同温同体积时，气体的压强之比=物质的量之比。 学科网（北京）股份有限公司 $$