课下巩固训练12 化学反应限度 化学反应条件的控制-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019 单选）

[课下巩固训练(十二)]　化学反应限度　化学反应条件的控制 【基础达标练】 1．已知反应NO2(g)＋SO2(g)⥫⥬SO3(g)＋NO(g)，起始时向某密闭容器中通入1 mol NO2、2 mol S18O2。反应达到平衡后，下列有关说法正确的是(　　) A．NO2中不可能含18O B．有1 mol N18O生成 C．S18O2的物质的量不可能为0.8 mol D．SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，说明该反应达到平衡 解析：选C。该反应为可逆反应，则通入1 mol NO2、2 mol S18O2，反应达到平衡后，SO2、SO3、NO、NO2均含18O，故A错误；该反应为可逆反应，反应物不可能完全消耗，所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2，不可能有1 mol N18O生成，故B错误；该反应为可逆反应，反应物不可能完全消耗，所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2，消耗的NO2、S18O2都小于1 mol，所以S18O2的物质的量不可能为0.8 mol，故C正确；该反应为可逆反应，SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，不能说明该反应达到平衡，故D错误。 2．500 ℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，NH3的浓度不可能是(　　) A．0.1 mol·L-1 B．0.12 mol·L-1 C．0.05 mol·L-1 D．0.16 mol·L-1 解析：选D。由题干信息可知，N2和H2发生反应生成NH3，反应的化学方程式为N2＋3H22NH3，该反应中N2过量，假设2.25 mol H2完全反应，则生成NH3的物质的量为1.5 mol，浓度为0.15 mol·L-1，但该反应是可逆反应，H2不可能完全转化为NH3，因此达到平衡时，NH3的浓度小于0.15 mol·L-1，D选项符合题意。 3．在5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液中滴加1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液，充分振荡后，再进行下列实验，其中可证明该反应有一定限度的是(　　) A．滴加AgNO3溶液，观察是否有黄色沉淀产生 B．加入CCl4振荡静置后，取上层清液，滴加KSCN溶液，观察是否出现红色 C．加入CCl4振荡静置后，观察下层液体颜色 D．加入CCl4振荡静置后，取上层清液，滴加AgNO3溶液，观察是否有黄色沉淀产生 解析：选B。向5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液中滴加1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液，发生反应2I－＋2Fe3+===2Fe2+＋I2，KI过量，反应后的溶液中若含有Fe3+，则说明2I－＋2Fe3+===2Fe2+＋I2是可逆反应。 4．在一定温度下的恒容密闭容器中，不能说明反应A(s)＋2B(g)⥫⥬C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是(　　) A．混合气体的压强不再变化 B．混合气体的密度不再变化 C．混合气体平均相对分子质量不再发生变化 D．反应物A的质量不再发生变化 解析：选A。A．反应前后气体的化学计量数之和相等，即压强恒定，不随反应的进行发生变化，当压强不变时，不能说明反应达到平衡状态；B．反应物中有固体，生成物全是气体，反应前后气体的质量不相等，恒容密闭容器中气体体积不变，故密度随反应的进行发生变化，则当密度不变时，证明达到平衡状态；C．该反应反应前后气体的质量不相等，物质的量相等，混合气体平均相对分子质量随反应的进行发生变化，则当混合气体平均相对分子质量不变时，证明达到平衡状态；D．反应物A的质量随反应的进行发生变化，则其不变时，证明达到平衡状态。 5．生活中家庭常用的燃料气体有三种：天然气、水煤气和液化石油气。天然气和液化石油气燃烧的主要反应式依次为CH4＋2O2CO2＋2H2O、C3H8＋5O23CO2＋4H2O。要将一套以天然气为燃料的灶具，改为烧液化石油气，应采用的正确措施是(　　) A．减少空气进入量，增大石油气进入量 B．增大空气进入量，减少石油气进入量 C．减少空气进入量，减少石油气进入量 D．增大空气进入量，增大石油气进入量 解析：选B。等体积液化石油气消耗氧气的量大于甲烷，将天然气灶具改为液化石油气用，需要减少石油气进入量，增大空气进入量，以提高液化石油气的燃烧效率。 6．(2024·河北沧州期末)硫酸是重要的化工原料，广泛用于制造肥料、燃料电池、电子元件、纺织品、医药品等。SO2催化制备SO3的反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)在体积可变的密闭容器中进行。关于该反应的说法正确的是(　　) A．缩小容器体积增大压强，能减慢反应速率 B．升高温度能减慢反应速率 C．使用恰当的催化剂能加快反应速率 D．0.4 mol SO2与0.2 mol O2充分反应生成0.4 mol SO3 解析：选C。缩小容器体积增大压强，能加快反应速率，A项错误；升高温度能加快反应速率，B项错误；使用恰当的催化剂能加快反应速率，C项正确；由于该反应是可逆反应，0.4 mol SO2与0.2 mol O2充分反应，生成的SO3少于0.4 mol，D项错误。 7．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)⥫⥬4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是(　　) A．达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO) B．单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大 D．当NH3和O2的化学反应速率之比为4∶5时，反应达到平衡状态 解析：选A。已知化学平衡的特征为正、逆反应速率相等，生成NO和消耗NH3均表示正反应，故当单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，不能说明反应达到平衡状态，B错误；达到化学平衡时，若增加容器体积，则反应物、生成物的浓度均减小，则正反应速率减小，逆反应速率减小，C错误；已知化学平衡的特征为正、逆反应速率相等，当NH3和O2的化学反应速率均为正反应速率，故其比为4∶5时，不能说明反应达到平衡状态，D错误。 8．在2 L密闭容器中，800 ℃时，反应2NO(g)＋O2(g)⥫⥬2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表所示。 时间/s 0 1 2 3 4 5 nNO/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)上图中，A点处v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 (2)图中表示NO2变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝______________________________________________。 (3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_____________(填字母，下同)。 a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变 c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内的密度保持不变 (4)下列能使该反应的反应速率增大的是________。 a．向容器中充入氩气 b．适当升高温度 c．增大O2的浓度 d．选择高效的催化剂 解析：(1)图中表明A点的反应时间小于1 s，表格中数据表明在0～1 s内n(NO)呈减小状态，则反应2NO(g)＋O2(g)⥫⥬2NO2(g)在向右进行，v正＞v逆。(2)上述反应向右进行，则c(NO)由逐渐减小到保持不变。表格中数据表明上述反应从开始到平衡，n(NO)的减小量为0.020 mol－0.007 mol＝0.013 mol，则n(NO2)的增加量为0.013 mol。上述反应容器的容积为2 L，则平衡时c(NO2)＝0.006 5 mol·L-1，则表示NO2变化的曲线是b。表格中数据表明，在0～2 s内n(NO)减小量为0.020 mol－0.008 mol＝0.012 mol，则n(O2)的减小量为0.006 mol，容器容积为2 L，则Δc(O2)＝0.003 mol·L-1，反应时间为2 s，根据v＝计算得v(O2)＝1.5×10-3 mol·L-1·s-1。 答案：(1)大于　(2)b　1.5×10-3 mol·L-1·s-1　(3)bc　(4)bcd 【能力提升练】 9．(2024·河北唐山期中)已知反应2X(g)＋Y(g)⥫⥬2Z(g)。某研究小组将4 mol X和2 mol Y置于一容积不变的密闭容器中，测定不同时段内X的转化率，得到如下表数据： t/min 2 4.5 5 6 X的转化率 30% 40% 70% 70% 根据以上信息作出的下列判断中不正确的是(　　) A．随着反应的进行，混合气体的密度不会改变 B．反应在5.5 min时，v正(X)＝v逆(Z) C．6 min时，容器中剩余0.6 mol Y D．其他条件不变，将X的物质的量改为10 mol，则可得4 mol Z 解析：选D。由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则随着反应的进行，混合气体的密度不会改变，A正确；由表格中数据可知，5 min时反应达到平衡，则反应在5.5 min时，反应处于平衡状态，由物质的反应速率之比等于化学计量数之比可知，反应速率v正(X)＝v逆(Z) ，B正确；由表格中数据可知，5 min时反应达到平衡，X的转化率为70%，则反应在6 min时，反应处于平衡状态，由方程式可知，容器中剩余Y的物质的量为2 mol－4 mol×70%×＝0.6 mol，C正确；该反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，则其他条件不变，将X的物质的量改为10 mol，2 mol Y不可能完全转化，所以由方程式可知，Z的物质的量小于4 mol，D错误。 10．(2024·江西赣州联考)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，在一定条件下发生反应SO2(g)＋NO2(g)⥫⥬SO3(g)＋NO(g)，正反应速率随时间变化的示意图如图，下列结论中正确的是(　　) A．反应在c点到达平衡 B．SO2浓度：a点小于c点 C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．Δt1＝Δt2，ab段NO2的消耗量大于bc段NO2的消耗量 解析：选C。由题干图示信息可知，c点正反应速率还在改变，达到平衡时是正、逆反应速率相等且不再变化，即反应在c点未到达平衡，A错误；随着反应的进行，SO2浓度越来越小，即SO2浓度：a点大于c点，B错误；从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，故反应物的总能量高于生成物的总能量，C正确；由图可知，bc段的正反应速率大于ab段，若Δt1＝Δt2，则ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量，D错误。 11．某科研小组对碳酸锰与空气反应制备二氧化锰的条件进行了研究，获得了三幅关于反应物的转化率和反应条件关系的示意图。下列对于反应条件的选择不正确的是(　　) A．温度350 ℃左右(或325～375 ℃) B．水分含量为30%左右(或水分含量为20%～40%) C．湿空气中焙烧 D．干空气中焙烧 解析：选D。由转化率与焙烧时间的关系图可知，在干空气中焙烧，焙烧所需时间较长，浪费较多能源，D错误。 12．(2024·黑龙江哈尔滨期中)将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中发生反应3A(g)＋B(g)⥫⥬xC(g)＋2D(g)，经2 min后测得D的浓度为0.5 mol·L-1，c(A)∶c(B)＝3∶5，以C表示的平均速率v(C)＝0.25 mol·L-1·min-1，下列说法正确的是(　　) A．反应速率v(B)＝0.25 mol·L-1·min-1 B．该反应方程式中，x＝1 C．2 min时，A的转化率为60% D．2 min时，A的物质的量为1.5 mol 解析：选D。根据题意得v(D)＝25 mol·L-1·min-1，则根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知v(B)＝v(D)＝0.125 mol·L-1·min-1，A错误；根据题意得v(D)＝0.25 mol·L-1·min-1，以C表示的平均速率v(C)＝0.25 mol·L-1·min-1，根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知x＝2，B错误；2 min时，D的物质的量是0.5 mol/L×2 L＝1 mol，所以消耗A、B的物质的量分别是1.5 mol、0.5 mol，设A、B起始物质的量均为y，则剩余A、B的物质的量分别是(y－1.5) mol、(y－0.5) mol，根据c(A)∶c(B)＝3∶5，解得＝3∶5，解得y＝3 mol，所以2 min时，A的物质的量为3 mol－1.5 mol＝1.5 mol，D正确；A的转化率为×100%＝50%，C错误。 13．某温度下在4 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。 (1)该反应的化学方程式是___________________________________。 (2)该反应达到平衡状态的标志是______(填字母)。 A．Y的体积分数在混合气体中保持不变 B．X、Y的反应速率比为3∶1 C．容器内气体压强保持不变 D．容器内气体的总质量保持不变　　　 E．生成1 mol Y的同时消耗2 mol Z (3)2～5 min内用X表示的化学反应速率为________。 解析：(1)根据图知，随着反应的进行，X、Y的物质的量逐渐减少，Z的物质的量逐渐增加，则X和Y是反应物，Z是生成物，反应达到平衡时，Δn(X)＝(1.0－0.4) mol＝0.6 mol、Δn(Y)＝(1.0－0.8) mol＝0.2 mol、Δn(Z)＝(0.5－0.1) mol＝0.4 mol，同一可逆反应中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量的变化量之比等于其化学计量数之比，X、Y、Z的计量数之比＝0.6 mol∶0.2 mol∶0.4 mol＝3∶1∶2，则该反应的化学方程式为3X(g)＋Y(g)⥫⥬2Z(g)。 (2)Y的体积分数在混合气体中保持不变，说明各物质的量不变，反应达到平衡状态， A正确；X、Y的反应速率比为3∶1时，如果反应速率都是指同一方向的反应速率，则该反应不一定达到平衡状态， B错误；该反应前后气体物质的量发生变化，随着反应进行，容器内压强减小，当容器内气体压强保持不变时，各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态， C正确；各物质均为气态，反应前后容器内气体的总质量一直保持不变，不能判定反应是否达到平衡状态， D错误；无论反应是否达到平衡状态都存在生成1 mol Y同时消耗2 mol Z，速率同向，不能据此判断平衡状态， E错误。 (3)2～5 min内，Δn(X)＝(0.7－0.4) mol＝0.3 mol，则用X表示的化学反应速率为v＝025 mol/(L·min)。 答案：(1)3X(g)＋Y(g)⥫⥬2Z(g) (2)AC　(3)0.025 mol·L-1·min-1 14．300 ℃时，向2 L的恒容密闭容器中，充入2 mol CO2(g)和2 mol H2(g)使之发生反应CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)，测得各物质的物质的量浓度变化如图所示： (1)由图可知，CO2(g)的浓度随时间的变化为曲线__________(填“a”“b”或“c”)；0～2 min内的平均反应速率v(CO2)为___________________________________。 (2)已知反应至2 min时(未达到平衡)，改变了某一反应条件。由图可知，0～2 min内CH3OH(g)的生成速率________(填“大于”“小于”或“等于”)2～4 min内CH3OH(g)的生成速率。据图判断，2 min时改变的反应条件可能是__________(填字母)。 A．加入催化剂 B．升高温度 C．降低温度 D．增加H2的物质的量 (3)5 min时，CO2(g)的转化率(反应时消耗CO2的物质的量占起始投入CO2的物质的量的百分比)为____________，此时容器内气体总压强与反应前容器内气体总压强之比为_________。 解析：(1)图中CO2(g)和H2(g)的起始浓度均为1 mol/L，发生反应为CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)，则c(CO2)、c(H2)均减小，并且Δc(CO2)∶Δc(H2)＝1∶3，所以图中曲线a表示CO2，b表示H2，c表示CH3OH或H2O，0～2 min内Δc(CO2)＝1.0 mol/L－0.9 mol/L＝0.1 mol/L，0～2 min内v(CO2)＝0.1 mol/L÷2 min＝0.05 mol/(L·min)。 (2)由图可知，0～2 min内Δc(CH3OH)＝0.1 mol/L，2～4 min内Δc(CH3OH)＝0.3 mol/L－0.1 mol/L＝0.2 mol/L，因此0～2 min内CH3OH(g)的生成速率小于2～4 min内CH3OH(g)的生成速率。加入催化剂加快反应速率，A符合；升高温度加快反应速率，B符合；降低温度，反应速率减小，C不符合；2 min时氢气的浓度不变，所以不能是增加H2的物质的量，D不符合。(3)由图可知，5 min时CO2(g)的Δc(CO2)＝1.0 mol/L－0.7 mol/L＝0.3 mol/L，则CO2(g)的转化率为×100%＝30%；恒温恒容条件下，气体的总压强之比等于其物质的量之比，起始时气体共4 mol，5 min时气体共(0.1＋0.3×2＋0.7) mol/L×2 L＝2.8 mol，则5 min时容器内压强与反应前容器内压强之比为2.8 mol∶4 mol＝7∶10。 答案：(1)a　0.05 mol·L-1·min-1　(2)小于　AB　(3) 30%　7∶10 学科网（北京）股份有限公司 $$