内容正文:
课时跟踪检测(三) 化学反应的限度
一、选择题
1.下列对可逆反应的认识正确的是 ( )
A.SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr与2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O互为可逆反应
B.既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C.在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
D.2H2+O22H2O与2H2O2H2↑+O2↑互为可逆反应
2.在某密闭容器中发生可逆反应Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(g),达到平衡后通入37Cl2,再次达到平衡时37Cl存在于( )
A.Cl2中 B.Cl2、PCl3中
C.PCl5中 D.PCl5、Cl2、PCl3中
3.在密闭容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g),其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是 ( )
A.c(Z)=0.5 mol·L-1
B.c(Y2)=0.5 mol·L-1
C.c(X2)=0.2 mol·L-1
D.c(Y2)=0.6 mol·L-1
4.在一定条件下,某可逆反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是 ( )
A.t1时刻,反应逆向进行
B.t2时刻,反应停止
C.t3时刻,反应已达该条件下的限度
D.t1~t2时刻,反应物的量逐渐增多
5.在一定温度下,向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2,发生反应:NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g),当化学反应达到平衡时,下列叙述正确的是 ( )
A.SO2和SO3的物质的量一定相等
B.NO2和SO3的物质的量一定相等
C.反应后混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量
D.SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
6.一定条件下,可逆反应2A(g)B(g)+3C(g),在下列四种状态中,处于平衡状态的是 ( )
正反应速率
逆反应速率
A
vA=2 mol·L-1·min-1
vB=2 mol·L-1·min-1
B
vA=2 mol·L-1·min-1
vC=2 mol·L-1·min-1
C
vA=1 mol·L-1·min-1
vB=2 mol·L-1·min-1
D
vA=1 mol·L-1·min-1
vC=1.5 mol·L-1·min-1
7.(2025·济南高一期末)在一定温度下的恒容密闭真空容器中,使一定量纯净的NH2COONH4发生反应(固体试样体积忽略不计):NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是 ( )
A.CO2的体积分数不再改变
B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.2v正(NH3)=v逆(CO2)
8.某温度下,在一恒容密闭容器中进行反应:A(g)+3B(g)2C(g),下列情况一定能说明反应已达到平衡状态的是 ( )
①单位时间内,有1 mol A反应,同时有2 mol C生成
②容器内气体压强不随时间而变化 ③单位时间内,有2 mol C生成,同时有1 mol A生成 ④用A、B、C表示的该反应的化学反应速率之比为1∶3∶2 ⑤气体的平均摩尔质量不随时间而变化 ⑥气体的密度不随时间而变化
A.③④⑤⑥ B.①②③
C.②④⑥ D.②③⑤
9.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是 ( )
A.SO2为0.6 mol·L-1,O2为0.4 mol·L-1
B.SO2为0.6 mol·L-1
C.SO2、SO3均为0.3 mol·L-1
D.SO3为0.8 mol·L-1
10.一定温度下,在1 L恒容密闭容器中发生反应:2M(g)N(g),测得N的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.0~5 min内,用N表示的平均反应速率为0.2 mol·L-1·min-1
B.5 min时,M的正反应速率小于M的逆反应速率
C.5 min时容器内压强大于10 min容器内压强
D.25 min时,该反应处于平衡状态
11.在一定条件下,将3 mol A气体和1 mol B气体通入容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),2 min末该反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测定C的浓度为0.2 mol·L-1。下列叙述错误的是 ( )
A.x=1
B.2 min内A的反应速率为0.6 mol·L-1·min-1
C.达平衡时,B转化的物质的量为0.4 mol
D.若体系的压强不变,则表明该反应达到平衡状态
12.(2025·佛山南海区南海中学阶段检测)一定条件下铁可以和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.t1 min时该化学反应达到平衡状态
B.在4 min时v正>v逆
C.4 min内,CO2的转化率约为71.4%
D.4 min内,CO的平均反应速率
v(CO)=0.25 mol·L-1·min-1
13.对利用甲烷消除NO2污染进行研究:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。在2 L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。下列说法正确的是 ( )
0
10
20
40
50
T1
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
0.50
0.30
0.18
0.15
0.15
A.T1温度下,0~20 min内,CH4的反应速率为0.012 5 mol·L-1·min-1
B.T1温度下,40 min时甲烷的转化率为20%
C.T1温度下,40 min时NO2的浓度为0.20 mol·L-1
D.0~10 min内,CH4的反应速率:T1>T2
二、非选择题
14. (9分)298 K时,将20 mL 3x mol·L-1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:As(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)As(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(As)与反应时间(t)的关系如图所示。
(1)下列可判断反应达到平衡的是 (填字母)。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I-)=2v(As)
c.c(As)/c(As)不再变化
d.c(I-)=y mol·L-1
(2)tm时,v正 (填“大于”“小于”或“等于”)v逆。
(3)tm时v逆 (填“大于”“小于”或“等于”)tn时v逆,理由是 。
课时跟踪检测(三)
1.选C A项,两个反应中的后者需要浓硫酸,而前者H2SO4的浓度未限定,不互为可逆反应,错误;B项,未说明在相同条件下,错误;D项,两反应的反应条件不同,不互为可逆反应,错误。
2. 选D 当反应达到平衡后,向容器中通入37Cl2,化学平衡正向移动,反应产生的PCl5中含有37Cl,该反应是可逆反应,含有37Cl的PCl5会部分分解产生Cl2、PCl3,因此Cl2、PCl3中也存在37Cl,则最终反应再次达到平衡时37Cl存在于PCl5、Cl2、PCl3中。
3.选B 若反应正向进行,假设完全反应,则
X2(g)+3Y2(g)2Z(g)
起始/(mol·L-1): 0.1 0.3 0.2
变化/(mol·L-1): 0.1 0.3 0.2
完全反应/(mol·L-1):0 0 0.4
若反应逆向进行,假设完全反应,则
X2(g)+3Y2(g)2Z(g)
起始/(mol·L-1): 0.1 0.3 0.2
变化/(mol·L-1): 0.1 0.3 0.2
完全反应/(mol·L-1): 0.2 0.6 0
由于为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2 mol·L-1、0<c(Y2)<0.6 mol·L-1、0<c(Z)<0.4 mol·L-1,综上分析只有B项正确。
4.选C t1时刻,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,A错误;t2时刻,反应达到平衡状态,正、逆反应速率相等且不等于0,反应没有停止,B错误;t3时刻,反应处于平衡状态,反应已达该条件下的限度,C正确;t1~t2时刻,反应正向进行,反应物的量逐渐减少,D错误。
5.选C 题中没有给出各物质的投料情况,NO2、SO2、NO和SO3的量之间没有必然的关系,可能相等,也可能不相等,A、B、D项错误;该反应反应前后气体分子数不变,故反应后混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量,C项正确。
6.选D 将逆反应速率根据化学方程式统一换算成用A表示的速率,来表示A的生成速率,正反应速率表示A的消耗速率,二者相等,则说明反应达到了平衡状态。
7.选B 混合气体中氨气、二氧化碳物质的量之比为定值2∶1,自反应开始二氧化碳的体积分数就不变,故A错误;该反应是固体的分解反应,且容器体积不变,则密闭容器中混合气体的密度为变量,当混合气体的密度不变时,表明达到平衡状态,故B正确;密闭容器中氨气和二氧化碳的物质的量之比不变,所以混合气体的平均摩尔质量始终不变,无法判断平衡状态,故C错误;v正(NH3)=2v逆(CO2),表示的是正逆反应速率,且满足化学计量数关系,说明达到平衡状态,故D错误。
8.选D 单位时间内,有1 mol A反应,同时有2 mol C生成,表示的均为正反应速率,①错误;正反应为气体物质的量减小的反应,在恒容密闭容器中,气体压强为变量,则容器内压强不随时间而变化说明反应已达到平衡状态,②正确;单位时间内,有2 mol C生成,同时有1 mol A生成,说明正、逆反应速率相等,则反应已达到平衡状态,③正确;未指明正、逆反应速率,无法说明反应已达到平衡状态,④错误;气体的总质量不变,正反应为气体物质的量减小的反应,故气体的平均摩尔质量为变量,当气体的平均摩尔质量不随时间而变化,说明反应已达到平衡状态,⑤正确;恒容密闭容器,气体质量不变,则气体的密度为定值,气体的密度不随时间而变化无法说明反应已达到平衡状态,⑥错误。
9.选B 根据反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知,若SO2浓度为0.6 mol·L-1,则O2、SO3浓度分别为0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,存在这种可能,故B正确,A错误;根据题干可知,SO2浓度为0.3 mol·L-1时,SO3浓度为0.5 mol·L-1,反之SO3浓度为0.3 mol·L-1时,SO2浓度为0.5 mol·L-1,故C错误;SO3浓度为0.8 mol·L-1时,SO2和O2完全反应,但是该反应为可逆反应,SO2和O2不可能反应完全,故D错误。
10. 选B 0~5 min内,用N表示的平均反应速率为=0.2 mol·L-1·min-1,A正确;5 min后,N的物质的量还在增加,说明此时反应还在正向进行,M的正反应速率大于M的逆反应速率,B错误;反应2M(g)N(g)是气体体积减小的反应,5~10 min内,平衡正向移动,气体总体积减小,压强减小,则5 min时容器内压强大于10 min容器内压强,C正确;25 min后N的物质的量不变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D正确。
11.选B 列三段式:
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)
开始/mol 3 1 0 0
转化/mol 1.2 0.4 0.4x 0.8
平衡/mol 1.8 0.6 0.4x 0.8
平衡时C的浓度是0.2 mol·L-1,所以有0.2 mol·L-1×2 L=0.4x mol,解得x=1,A正确;2 min内A的反应速率为=0.3 mol·L-1·min-1,B错误;根据三段式可知B转化的物质的量为0.4 mol,C正确;因为反应在恒容密闭容器中进行,且反应前后气体物质的量不相等,故体系压强是变量,则体系压强不变,表明该反应达到平衡状态,D正确。
12.选C t1 min后CO、CO2的浓度继续改变,t1 min时该化学反应没有达到平衡状态,故A错误;在4 min时CO、CO2的浓度不再继续改变,反应达到平衡状态,v正=v逆,故B错误;4 min内,CO2的浓度减小0.5 mol·L-1,转化率约为×100%≈71.4%,故C正确;4 min内,CO的浓度增大0.5 mol·L-1,平均反应速率v(CO)==0.125 mol·L-1·min-1,故D错误。
13.选C T1温度下,0~20 min内,v(CH4)==0.006 25 mol·L-1·min-1,A错误;40 min时,Δn(CH4)=0.50 mol-0.10 mol=0.40 mol,甲烷的转化率为×100%=80%,B错误;T1温度下40 min时,反应处于平衡状态,CH4的物质的量的变化量为0.40 mol,NO2的物质的量的变化量为0.80 mol,其浓度为=0.20 mol·L-1,C正确;T1温度下,0~10 min内Δn(CH4)=0.15 mol,T2温度下,0~10 min内Δn(CH4)=0.20 mol,则0~10 min内,CH4的反应速率:T1<T2,D错误。
14.解析:(1)a项,随反应进行,溶液的pH不断降低,当pH不再变化时,说明反应达到平衡;b项,速率之比等于化学计量数之比,该结论在任何时刻都成立,故无法判断反应是否达到平衡;c项,随反应进行,c(As)不断增大,c(As)不断减小,当二者比值不变时,说明二者浓度不再改变,则反应达到平衡状态;d项,由图像并结合方程式可知,平衡时c(I-)=2y mol·L-1,故当c(I-)=y mol·L-1时,反应未达到平衡。
(2)由图像可知tm时刻后c(As)仍在不断增加,说明反应还在正向进行,故此时v正大于v逆。
(3)tm到tn时刻,反应一直正向进行,生成物的浓度逐渐增大,所以逆反应速率不断增大,故tm时v逆小于tn时v逆。
答案:(1)ac (2)大于 (3)小于 tm时生成物浓度较低
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