2019版高中化学 第2章2.2.2 化学反应的限度练习 鲁科版必修2.doc

1第第 2 2 课时课时 化学反应的限度化学反应的限度课后篇巩固提升巩固提升 A A 组 1 1.下列对化学反应限度的叙述,错误的是( ) A.任何可逆反应都有一定的限度 B.化学反应达到限度时,正逆反应速率相等 C.化学反应的限度与时间的长短无关 D.化学反应的限度是不可改变的 解析当一个化学反应在一定条件下达到化学平衡时,改变反应的条件,化学平衡可能会被打破,从而在新的条件下建立新的平衡。 答案 D2 2.在一定温度下可逆反应 H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡的标志是( ) A.单位时间内反应掉n mol I2同时生成 2n mol HI B.有 1 mol HH 键断裂,同时有 1 mol II 键形成 C.容器内压强不再随时间而变化 D.H2、I2、HI 的浓度之比为 112 解析反应未达到平衡状态时,单位时间内反应掉n mol I2同时生成 2n mol HI,故 A 错误;有 1 mol HH 键断裂,等效于 1 mol II 键断裂,同时有 1 mol II 键形成,说明达到平 衡状态,故 B 正确;从反应开始到平衡,容器内压强始终不变,故 C 错误;当体系达平衡状态时, H2、I2、HI 的浓度之比可能为 112,也可能不是 112,与各物质的初始浓度及转化率 有关,故 D 错误。 答案 B3 3.如图所示是可逆反应 2HI(g)H2(g)+I2(g)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.t2t3,各物质的浓度不再发生变化 B.t2t3,反应不再发生 C.t2t3,各物质的浓度之比一定等于 211 D.若向容器中加入 2 mol HI,则最终可生成 1 mol H2和 1 mol I2 解析由图像知:t2时刻起反应达到平衡,各组分的浓度保持不变,A 项正确;但平衡后,反应仍在进行,只不过此时正、逆反应速率相等,浓度不再变化,B 项错;达到平衡后,各组分的浓度 并没有确定的比值关系,C 项错;因该反应是可逆反应,加入 2 mol HI,则最终生成 H2和 I2的 物质的量一定小于 1 mol,D 项错。 答案 A4 4.一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,进行反应 A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理 量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的是( ) 混合气体的密度 容器内气体的压强 混合气体的总物质的量 B 的物质的量浓 度A.B.C.D.2解析因为 A 为固体,反应前后气体的体积不变,始终不变,而气体的质量却在变化。当气体质量不变时即达到平衡,而=,所以不变可作为反应达到平衡状态的标志。答案 A5 5.已知 N2(g)+3H2(g)2NH3(g),现向一密闭容器中充入 1 mol N2和 3 mol H2,在高温、高 压和催化剂存在条件下发生反应。下列有关说法正确的是( ) A.最终可以生成 2 mol NH3 B.达到化学平衡状态时,正反应和逆反应的速率都为 0 C.达到化学平衡状态时,容器中 N2、H2和 NH3的物质的量之比为 132 D.达到化学平衡状态时,N2、H2和 NH3的物质的量浓度不再变化 解析反应为可逆反应,反应物不能完全转化,故 A 错误;达到化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等但不为 0,故 B 错误;反应的外界条件不确定,反应物的转化率不确定,则不 能确定平衡时各物质的物质的量关系,故 C 错误;当达到化学平衡状态时,各物质的浓度不再 改变,故 D 正确。 答案 D6 6.在密闭容器中进行 X(g)+4Y(g)2Z(g)+3Q(g)的反应,其中 X、Y、Z、Q 的开始浓度分别 为 0.1 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.3 mol·L-1,当反应达到平衡后,各物质 的浓度不可能是( )A.c(X)=0.15 mol·L-1B.c(Y)=0.9 mol·L-1 C.c(Z)=0.3 mol·L-1D.c(Q)=0.5 mol·L-1 解析对于反应 X(g)+4Y(g)2Z(g)+3Q(g),若反应正向进行,则 X、Y、Z、Q 的浓度范围依次是 00.1 mol·L-1、00.4 mol·L-1、0.20.4 mol·L-1、0.30.6 mol·L-1;若反应逆向 进行,则 X、Y、Z、Q 的浓度范围依次是 0.10.2 mol·L-1、0.40.8 mol·L-1、00.2 mol·L-1、00.3 mol·L-1,故 B 项不可能。 答案 B7 7.向某体积固定的密闭容器中加入 0.3 mol A、0.1 mol C 和一定量(未知)的 B 三种气体, 一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如右图所示。已知在反应过程中混合气体的平 均相对分子质量没有变化。请回答: (1)密闭容器的体积是 L。 (2)若t1=15 s 时,则t0t1阶段以 C 物质浓度变化表示的反应速率为v(C)= 。 (3)写出反应的化学方程式: 。 (4)B 的起始物质的量是 。 解析(1)根据加入 0.3 mol A,图像中的浓度为 0.15 mol·L-1可知,容器的体积为 2 L;(2)t0t1阶段 C 物质浓度变化为 0.11 mol·L-1-0.05 mol·L-1=0.06 mol·L-1,故t0t1阶段以 C 物质浓度变化表示的反应速率为v(C)=0.06 mol·L-1÷15 s=0.004 mol·L-1·s-1;(3)反 应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化,说明该反应是一个等体积反应,根据浓度3变化量之比等于化学方程式中的化学计量数之比,可写出化学方程式为:3A(g)B(g) +2C(g);(4)根据化学方程式 3A(g)B(g)+2C(g)知,B 的物质的量的变化量是 C 的一半,故 B 的物质的量的变化量是 0.06 mol,因此 B 的起始物质的量是 0.04 mol。 答案(1)2 (2)0.004 mol·L-1·s-1(3)3A(g)B(g)+2C(g) (4)0.04 mol B B 组 1 1.可逆反应 2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在恒容密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是( ) 单位时间内生成n mol O2的同时,生成 2n mol NO2 单位时间内生成n mol O2的同时,生成 2n mol NO NO2、NO、O2的反应速率的比为 221 的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.B. C.D. 解析单位时间内生成n mol O2是正反应,同时生成 2n mol NO2为逆反应,且化学反应速率之比等于化学计量数之比,故正逆反应速率相等,故正确;均表示正反应,故错误;无 论反应是否达到平衡状态,均有此关系,故错误;一氧化氮和氧气为无色气体,二氧化氮 为红棕色气体,故混合气体的颜色不再变化可作为达到化学平衡状态的依据,故正确;密度=,总质量不变,体积不变,故混合气体的密度不再改变不能作为达到平衡状态的依据,故错误;平均相对分子质量=,总质量不变,总物质的量会变,故混合气体的平均相对分子质量不再变化可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故正确。 答案 A2 2.在容积一定的密闭容器中,反应 2AB(g)+C(g)达到平衡后,升高温度容器内气体的密度 增大,则下列叙述正确的是( ) A.正反应是吸热反应,且 A 不是气态 B.正反应是放热反应,且 A 是气态 C.其他条件不变,加入少量 C,物质 A 的转化率增大 D.改变压强对该平衡的移动无影响 解析升高温度,容器内气体的密度大,说明气体的物质的量增大,则 A 一定不是气体,且平衡正向移动,即正反应方向为吸热反应,A 项正确、B 项错误;加入少量的 C,平衡逆向移动,A 的 转化率减小,C 项错误;该反应为气体体积增大的反应,则改变压强可以使平衡移动,D 项错误。答案 A3 3.在一定条件下,向某容器中充入 N2和 H2合成 NH3,以下叙述错误的是( ) A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零 B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后减小为零 C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后保持恒定 D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后与逆反应速率相等且都保持恒定 解析开始时反应物的浓度大,正反应速率大,逆反应速率开始时为零;随着反应的进行反应4物的浓度逐渐减小,正反应速率减小,逆反应速率增大,最后达到平衡时各物质的浓度不再改 变,正、逆反应速率也不再变化。 答案 B4 4.(1)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的化学方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g), 该反应为放热反应且每生成 2 mol NH3,放出 92.4 kJ 的热量。 当合成氨反应达到平衡状态后,改变某一外界条件(不改变 N2、H2和 NH3的量),反应速率与 时间的关系如下图所示。图中表示反应处于化学平衡状态的时间段(t1时刻后)为 。 (2)在一定温度下,向一个容积为 1 L 的容器中通入 2 mol 氮气和 8 mol 氢气及固体催化剂,使 之反应。已知平衡时容器内气体的压强为起始时的 80%。 N2的转化率为 。 反应达到平衡时,放出热量为 (填序号)。 A.小于 92.4 kJ B.等于 92.4 kJ C.大于 92.4 kJ D.可能大于或小于或等于 92.4 kJ (3)下列能证明反应已达化学平衡的标志为 。 A.压强不变 B.体系的温度不变 C.N2、H2、NH3的分子数之比为 132 D.气体总质量不变 解析(1)v(正)=v(逆)时,表明反应处于化学平衡状态,故t2t3,t4t5段时反应达到平衡。(2)气体的压强为起始的 80%,则气体的物质的量也为起始时的 80%,则减少量为 20%,因 此,反应后气体的总物质的量减少(2 mol+8 mol)×20%=2 mol。N2 + 3H22NH3 132n=2 1 mol3 mol2 mol2 mol 因此反应中有 1 mol N2和 3 mol H2反应生成 2 mol NH3,则反应放出热量为 92.4 kJ,N2转化率为×100%=50%。(3)因该反应是气体分子数减少且正反应为放热的反应,故压强、温度不变能证明反应 达到化学平衡,反应达平衡时,N2、H2、NH3的浓度不再变化,与化学计量数之比无关,C 不符 合题意。气体的总质量始终保持不变,D 项也不符合题意。 答案(1)t2t3,t4t5 (2)50% B (3)AB5 5.在溶液中,反应 A+2BC 分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A) =0.100 mol·L-1、c(B)=0.200 mol·L-1及c(C)=0 mol·L-1。反应物 A 的浓度随时间的变 化如下图所示。5请回答下列问题: (1)与比较,和分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是: ; ; (2)实验平衡时 B 的转化率为 ;实验平衡时 C 的浓度为 ; (3)该反应的 H 0,判断理由是 ; (4)该反应进行到 4.0 min 时的平均反应速率: 实验:vB= ; 实验:vC= 。 解析(1)与相比,平衡时反应物 A 的浓度不变,但达到平衡所用的时间缩短,说明化学平衡没有发生移动,只是反应速率加快了,由于该反应是在溶液中进行的,改变压强不会影响化 学反应速率,改变温度会改变化学反应速率和使化学平衡移动,所以反应应为使用了催化 剂。与相比,达到平衡时间缩短,A 的平衡浓度减小,说明化学平衡向正反应方向移动了,故 改变的反应条件为升高了温度,该反应的正反应是吸热反应。 (2)对于实验 A + 2BC 初始浓度/(mol·L-1)0.1000.2000 变化浓度/(mol·L-1)0.0400.0800.040 平衡浓度/(mol·L-1)0.0600.1200.040故 B 的平衡转化率为:×100%=40%对于实验 A + 2BC 初始浓度/(mol·L-1)0.1000.2000 变化浓度/(mol·L-1)0.0600.1200.060 平衡浓度/(mol·L-1)0.0400.0800.060 故实验达到平衡时 C 的浓度为 0.060 mol·L-1。 (4)该反应进行到 4.0 min 时,实验中,A 的浓度为 0.072 mol·L-1,减少了 0.028 mol·L-1,则参加反应的 B 的量为 0.056 mol·L-1,故vB=0.014 mol·L-1·min-1;实验中,A 的浓度为0.064 mol·L-1,减少了 0.036 mol·L-1,生成的 C 的浓度为 0.036 mol·L-1,vC=60.009 mol·L-1·min-1。 答案(1)加催化剂;达到平衡的时间缩短,平衡时 A 的浓度未变 温度升高;达到平衡的时间缩短,平衡时 A 的浓度减小 (2)40%(或 0.4) 0.060 mol·L-1 (3)> 升高温度平衡 向正反应方向移动,故该反应是吸热反应(4)0.014 mol·L-1·min-1 0.009 mol·L-1·min-1 6 6.导学号 15184040 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/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上图中,A点处v(正) v(逆)(用“大于” “小于”或“等于”填空)。 (2)图中表示 NO2变化的曲线是 。用 O2表示从 02 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.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)图中表明A点的反应时间小于 1 s,表中表明在 01 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。表中表明,上述反应从开始到 平衡,n(NO)减小 0.020 mol-0.007 mol=0.013 mol,则n(NO2)增加 0.013 mol。上述反应容 器的容积为 2 L,则平衡时c(NO2)为 0.006 5 mol·L-1,则表示 NO2变化的曲线是 b。表中表 明,在 02 s 内n(NO)减小 0.020 mol-0.008 mol=0.012 mol,则n(O2)减小 0.006 mol,容器容积为 2 L,则c(O2)减小 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。 (3)化学平衡状态中正、逆反应速率相等,v正(NO2)=2v逆(O2)体现了上述反应中正、逆 反应速率相等,v(NO2)=2v(O2)则不可以。上述反应,在达到平衡之前气体总物质的量不守恒,则 在恒温、恒容下气体总压强不守恒;在达到平衡之后气体总物质的量守恒,则在恒温、恒容 下气体总压强守恒。总之,上述反应的容器内压强保持不变,说明反应已经到达平衡。上述 反应,在达到平衡前后气体质量守恒,由于容器容积不变,则容器内的密度不变不能说明反应 达到平衡。 (4)其他条件一定,升高温度或增大反应物的浓度或使用催化剂,都能使化学反应速率增 大;反之,可使化学反应速率减小。 答案(1)大于 (2)b 1.5×10-3 mol·L-1·s-1(3)bc (4)bcd7