第2章 第3节 第2课时 化学反应的限度(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

[基础训练] 1．(2023·北宣化一中高一月考)下列反应不属于可逆反应的是(　　) A．二氧化硫溶于水 B．氨溶于水 C．水电解生成H2和O2与H2在O2中燃烧生成H2O D．工业合成氨 解析　在相同条件下SO2溶于水生成亚硫酸与亚硫酸分解同时进行，SO2＋H2OH2SO3，属于可逆反应，故A错误；在相同条件下氨气溶于水生成一水合氨与一水合氨分解同时进行，NH3＋H2ONH3·H2O，属于可逆反应，故B错误；水电解生成H2和O2，反应条件是通电，H2在O2中燃烧生成水的反应条件为点燃，两者反应条件不一样，不属于可逆反应，故C正确；工业合成氨时，在相同条件下氮气和氢气反应生成氨气与氨气分解同时进行，N2＋3H22NH3，属于可逆反应，故D错误。 答案　C 2．下列有关化学反应限度的说法不正确的是(　　) A．任何可逆反应都有一定的限度 B．化学反应的限度是可以改变的 C．化学反应的限度与反应进行时间的长短有关 D．化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等 解析　可逆反应不能进行到底，在一定条件下，当正、逆反应速率相等时，达到反应限度，所以任何可逆反应都有一定的限度，故A、D正确；当外界条件发生变化时，反应限度可能发生改变，故B正确；无论时间多长，可逆反应都不可能进行到底，反应限度与时间的长短无关，但达到反应限度需要一定时间，二者不能混淆，故C错误。 答案　C 3．(2023·中山二中高一月考)如图是可逆反应X＋3Y2Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是(　　) A．t2～t3时，各物质的浓度不再发生变化 B．t2时，反应未达到限度 C．t2～t3时，反应已停止进行 D．t1时，反应只向正反应方向进行 解析　t2～t3时正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，各物质的浓度不再发生变化，A正确；t2时正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，即反应达到限度，B错误；t2～t3时正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，但反应速率不为0，反应没有停止，C错误；t1时正反应速率大于逆反应速率，反应向正反应方向进行的同时也向逆反应方向进行，只是向正反应方向进行的程度大，D错误。 答案　A 4．对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，下列判断正确的是(　　) A．2 mol SO2和足量的O2反应，必定生成2 mol SO3 B．当v(正)>v(逆)时，随着反应的进行，反应物的物质的量逐渐减小 C．正反应速率之比为v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2时，反应达到平衡 D．反应达到平衡后，升高温度，平衡不一定发生移动 解析　该反应为可逆反应，不论条件怎样改变，反应不可能进行完全，A项错误；v(正)>v(逆)表示单位时间内反应物反应掉的物质的量比生成的物质的量大，B项正确；在可逆反应里，各物质表示的反应速率之比等于系数之比，此时反应不一定达到平衡，C项错误；升高温度，平衡向吸热方向移动，平衡一定发生移动，D项错误。 答案　B 5．在两个恒温恒容的密闭容器中进行下列两个反应： 甲中：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)； 乙中：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。 下列状态能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是(　　) A．混合气体平均相对分子质量不再改变 B．气体压强不再改变 C．混合气体密度不变 D．单位时间内，消耗水的质量与消耗氢气的质量之比为9∶1 解析　甲中反应物气体相对分子质量为18，产物的平均相对分子质量为15，相对分子质量是变量，混合气体平均相对分子质量不再改变，反应达到平衡状态；乙中反应气体总质量不变、气体总物质的量不变，相对分子质量是恒量，混合气体平均相对分子质量不再改变，反应不一定达到平衡状态，故A不选；甲中气体物质的量是变量，容器体积不变，压强是变量，压强不变，反应一定达到平衡状态；乙中气体物质的量是恒量，容器体积不变，压强是恒量，压强不变，反应不一定达到平衡状态，故B不选；甲中有固体参与反应，气体总质量是变量，容器体积不变，密度是变量，混合气体密度不变，反应一定达到平衡状态；根据质量守恒，乙中气体总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，混合气体密度不变，反应不一定达到平衡状态，故C不选；单位时间内，消耗水的质量与消耗氢气的质量之比为9∶1，说明正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故D选。 答案　D 6．(2023·杭州模拟)某同学为探究FeCl3与KI反应是否存在反应限度，设计了如下实验方案(FeCl3溶液、KI溶液浓度均为0.1 mol·L－1)，最合理的方案是(　　) A．方案1 B.方案2 C．方案3 D．方案4 解析　KI溶液和FeCl3溶液发生氧化还原反应生成Fe2＋和I2，反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，Fe3＋少量时，向反应后的溶液中加入CCl4，若液体分层且下层呈紫红色，则说明生成碘，向上层清液中滴加KSCN溶液，溶液显血红色，发生反应Fe3＋＋3SCN－===Fe3，说明Fe3＋没有反应完，则反应存在限度，故D正确。 答案　D 7．(2023·长沙一中高一期中)某化工厂生产Z的反应为X(g)＋2Y(g)2Z(g)，温度、压强对Y的转化率的影响如表所示： 压强/MPa Y的转化率/%　　　　　 温度/℃　　　　　　　 0.1 0.5 1 10 400 99.2 99.6 99.7 99.9 500 93.5 96.9 97.8 99.3 600 73.7 85.8 89.5 96.4 工业合成Z的适宜条件是(　　) A．高温、高压 B.低温、高压 C．常温、常压 D．常压、较高温度 解析　该反应为可逆反应，根据表格中数据可知，随着温度的升高，Y的转化率逐渐降低；随着压强的增大，Y的转化率逐渐增大。为了尽可能地提高反应的转化率，应尽量选择较低的温度和较高的压强条件。但由于温度较低时；反应速率很慢，且在400～500 ℃时，压强的变化对转化率的影响并不明显，结合工业生产的设备、成本条件等因素考虑，应选择在常压、较高温度的条件下进行工业合成，故选D。 答案　D 8．某温度时，在2 L恒容密闭容器中充入0.9 mol A(g)、0.6 mol B(g)、0.3 mol C(g)，发生反应3A(g)＋B(g)2C(g)，各物质的物质的量的变化关系如图所示，回答下列问题： (1)图中表示物质A的变化曲线为__________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 (2)0～5 min内，v(B)＝__________ mol·L－1·min－1。 (3)反应达到平衡时，c(C)＝__________ mol·L－1。 (4)若仅改变下列一个条件，推测该反应的速率发生的变化(填“增大”“减小”或“不变”)： ①降低温度，化学反应速率__________； ②充入少量不参加反应的稀有气体，化学反应速率__________； ③将容器的体积压缩至原来的一半，化学反应速率__________。 (5)t1 min时，反应__________(填“达到”或“没有达到”)化学平衡；5 min时，v(正)__________(填“>”“<”或“＝”)v(逆)。 解析　(1)在2 L恒容密闭容器中充入0.9 mol A(g)，则图中表示物质A的变化曲线为Ⅲ。 (2)在2 L恒容密闭容器中充入0.6 mol B(g)，平衡时B物质的量为0.4 mol，则0～5 min内，v(B)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。(3)反应达到平衡时，C的物质的量为0.7 mol，则c(C)＝＝0.35 mol·L－1。 (4)①降低温度，化学反应速率减小；②充入少量不参加反应的稀有气体，压强虽然增大，但反应物浓度未变，因此化学反应速率不变；③将容器的体积压缩至原来的一半，压强增大，浓度增大，则化学反应速率增大。 (5)t1 min后反应物还在减少，说明t1 min时，反应没有达到化学平衡；5 min时反应物浓度不再改变，说明达到平衡即v(正)＝v(逆)。 答案　(1)Ⅲ　(2)0.02　(3)0.35　(4)①减小　②不变　③增大　(5)没有达到　＝ 9．在2 L密闭容器中，800 ℃时反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)如图中A点处，v(正)________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，A点正反应速率________B点正反应速率。 (2)图中表示NO2的变化的曲线是________(填字母)。 用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。 (3)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)能使该反应的反应速率增大的是________。 a．及时分离出NO2气体 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)A点，反应未达平衡，由表中数据知n(NO)随反应进行不断减小，说明反应从正向开始，所以A点v(正)>v(逆)；A点处反应物的浓度大于B点，所以A点正反应速率大于B点。(2)图中纵坐标为浓度，平衡时消耗n(NO)＝0.020 mol－0.007 mol＝0.013 mol，生成n(NO2)＝0.013 mol。平衡时c(NO2)＝0.006 5 mol·L－1，所以NO2的变化曲线为b。0～2 s 内，v(O2)＝v(NO)＝×＝1.5×10－3mol·L－1·s－1。(3)v(NO2)＝2v(O2)未指明v(正)、v(逆)，不能表明是平衡状态，该反应遵循质量守恒定律，且容器的体积未变化，所以容器内的密度在平衡与不平衡时都不变化。(4)分离出NO2气体后，浓度减小，反应速率减慢，而升高温度，加入催化剂及增大反应物浓度都会使反应速率增大。 答案　(1)大于　大于 (2)b　1.5×10－3 mol·L－1·s－1 (3)bc (4)bcd [能力提升] 10．在下列四种条件下，都能表明已经达到平衡状态的可逆反应是(　　) Ⅰ.恒温恒容时，气体的压强不再改变； Ⅱ.恒温恒压时，气体的体积不再改变； Ⅲ.恒温恒容时，气体的密度不再改变； Ⅳ.恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变。 A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) B．H2(g)＋I2(g)2HI(g) C．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) D．NH2COONH4(s)CO2(g)＋2NH3(g) 解析　该反应的反应物和生成物都是气体，恒温恒容条件下，不管反应是否达到平衡，气体的密度始终不变，Ⅲ条件下不能说明反应达到平衡，A错误；该反应为等体积反应，恒温恒容条件下，不管反应是否达到平衡，气体的压强、密度和平均相对分子质量均不改变，恒温恒压条件下，气体体积不变也不能说明反应达到平衡，四个条件均不能说明反应达到平衡状态，B错误；该反应为气体体积增大的反应，且反应物中有固体，恒温恒容条件下，气体的压强不变、密度不变、平均相对分子质量不变均可说明反应达到平衡，同时恒温恒压条件下，气体的体积不变可说明反应达到平衡，C正确；该反应的反应物中没有气体，生成物中二氧化碳和氨气的物质的量之比始终为1∶2，则不管反应是否达到平衡，恒温恒容状态下，气体的平均相对分子质量始终不变，D错误。 答案　C 11．(双选)(2023·江苏海安高一月考)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)在一定条件下达到平衡，正反应速率随时间变化的曲线如图所示。 由图可得出的正确结论是(　　) A．反应在c点未达到平衡状态 B．反应物浓度：a点小于b点 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 解析　化学反应达到平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，且保持不变，c点之后正反应速率还在改变，故一定未达到平衡，A正确；a到b时正反应速率增加；反应物浓度不断减小，B错误；随着反应的进行，反应物浓度减小，但正反应速率增大，说明体系温度升高，正反应是放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；因为反应一直正向进行，且a～c段正反应速率一直在增大，故SO2的转化率：a～b段小于b～c段，D正确。 答案　AD 12．一定温度下，向2 L密闭容器中加入足量C(s)并充入2 mol H2O(g)，发生反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，反应过程中测得如下数据，下列说法错误的是(　　) t/min 0 2 4 6 8 10 n(H2)/mol 0 0.8 1.4 1.8 1.8 …… A.6 min时，反应达到平衡状态，各组分的物质的量均不再改变 B．0～2 min时间段内，v(H2)＝0.2 mol·L－1·min－1 C．该条件下，无论反应多长时间，c(H2)＜1 mol·L－1 D．保持温度和体积不变，8 min时向该容器中充入少量He(g)，平衡将会向逆反应方向移动 解析　根据表格中的数据，6 min和8 min中的n(H2)的物质的量相同，因此达到了平衡状态，达到平衡状态时，各组分的物质的量均不变，A项正确；0～2 min时间段内，v(H2)＝＝0.2 mol·L－1·min－1，B项正确；2 mol H2O完全反应生成2 mol H2，氢气的浓度为1 mol·L－1，但反应是可逆反应，2 mol H2O不能完全反应，因此无论反应多长时间，c(H2)＜1 mol·L－1，C项正确；保持温度和体积不变，8 min时向该容器中充入少量He(g)，各组分的浓度不变，平衡不移动，D项错误。 答案　D 13．某温度下，在2 L恒容的密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。 据图回答： (1)该反应的化学方程式可表示为________________________。 (2)反应起始至t min(设t＝5)，X的平均反应速率是____________。 (3)在t min时，该反应达到了__________状态，下列可判断反应已达到该状态的是________(填字母)。 A．X、Y、Z的反应速率相等 B．X、Y的反应速率比为2∶3 C．混合气体的密度不变 D．生成1 mol Z的同时生成2 mol X (4)从开始到t秒末X的转化率是________。 (5)一定能使该反应的反应速率增大的措施有________(填字母)。 A．其他条件不变，及时分离出产物 B．适当降低温度 C．其他条件不变，增大X的浓度 D．保持体积不变，充入Ar气使容器内压强增大 (6)在一个体积固定的密闭容器中，进行的可逆反应A(s)＋3B(g)3C(g)。下列叙述中表明可逆反应一定达到平衡状态的是________(填序号)。 ①C的生成速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B ③B的浓度不再变化 ④混合气体总的物质的量不再发生变化 ⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶3 ⑥混合气体的密度不再变化 解析　(1)由题图像可以看出，X的物质的量逐渐减小，则X为反应物，Y、Z的物质的量逐渐增多，则Y、Z为生成物，当反应到达t min时，Δn(X)＝0.8 mol，Δn(Y)＝1.2 mol，Δn(Z)＝0.4 mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝2∶3∶1，则反应的化学方程式为2X(g)3Y(g)＋Z(g)；(2)某物质的化学反应速率等于这段时间内浓度的变化量与这段时间的比值，故X的平均反应速率v(X)＝＝＝0.08 mol·L－1·min－1；(3)t min时体系中各物质的物质的量不再发生变化，说明反应已经达到了化学平衡状态；由于各物质的化学计量数不等，则X、Y、Z的反应速率相等不能说明是否达到平衡状态，故A错误；由于化学反应速率之比等于化学计量数之比，但没有明确物质的生成速率还是反应速率，当X为消耗速率，Y为生成速率时，无论是否达到平衡状态，X、Y的反应速率比都为2∶3，故B错误；由于反应在体积不变的密闭容器中进行，反应过程中气体的体积不变，质量不变，则混合气体的密度不变，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；生成1 mol Z的同时生成2 mol X，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确；(4)转化率等于这段时间内反应掉的物质的物质的量与物质的总物质的量的比值，故物质X的转化率＝×100%≈33.3%；(5)其他条件不变，及时分离出产物，由于反应物的浓度不发生变化，故不会增大反应速率，A错误；适当降低温度，使单位体积内活化分子百分数降低，降低反应速率，B错误；增大X的浓度可以增大单位体积内X的活化分子百分数，增大反应速率，C正确；体积不变充入Ar气，单位体积内活化分子百分数不变，反应速率不变，D错误；(6)同一物质的分解速率与生成速率相同，说明正逆反应速率相同，可以说明反应达到平衡状态，①正确；化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，都存在单位时间生成a mol A，同时生成3a mol B，②错误；反应达到平衡时各组分浓度不再发生变化，可以说明反应达到平衡状态，③正确；气体反应物与气体生成物的化学计量数之和相等，无论是否达到平衡状态，混合气体总的物质的量都不变，④错误；平衡时各物质的物质的量取决于起始配料比以及转化的程度，各组分物质的量的比不能作为判断是否达到平衡状态的依据，⑤错误；A为固体，混合气体的密度不变化，说明气体的总质量不变，反应达到平衡状态，⑥正确。 答案　(1)2X(g)3Y(g)＋Z(g)　(2)0.08 mol·L－1·min－1　(3)化学平衡　D　(4)33.3%　(5)C　(6)①③⑥ 学科网（北京）股份有限公司 $$