化学必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度第2课时复习练习题

第2课时　化学反应的限度和化学反应条件的控制

1．下列各组反应中，不属于可逆反应的是(　　)

A．N2＋3H22NH3和2NH3N2＋3H2

B．H2＋I22HI和2HIH2＋I2

C．2H2＋O22H2O和2H2O2H2↑＋O2↑

D．2SO2＋O22SO3和2SO32SO2＋O2

答案　C

解析　根据可逆反应的定义，在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能同时进行的反应叫做可逆反应，所以C中的反应不属于可逆反应，故选C。

(1)可逆反应的特点

①正反应、逆反应同时进行。

②正反应、逆反应发生的条件相同。

③在可逆反应体系中，正反应和逆反应均不可能进行到底。各反应物、生成物同时存在，反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能全部转化为反应物。

④正反应、逆反应方向的热效应相反。若正反应是吸(放)热反应，则逆反应是放(吸)热反应。

(2)化学平衡的研究对象是可逆反应，只有可逆反应才存在化学平衡状态。

(3)不同条件下，同一可逆反应的化学反应限度不同；相同条件下，不同反应的化学反应限度也不同。

2．可逆反应达到化学平衡状态的重要特征是(　　)

A．反应停止了

B．正、逆反应的速率都为0

C．正、逆反应都还在进行

D．正、逆反应的速率相等且不为0

答案　D

解析　化学平衡状态时v正＝v逆，但反应并不是停止了，D正确。

3．在容器中充入SO2和只由18O组成的氧气(18O2)。在一定条件下达到平衡时，18O(　　)

A．只存在于O2中

B．只存在于O2和SO3中

C．只存在于SO2和SO3中

D．SO3、SO2和O2中都有可能存在

答案　D

解析　该反应是可逆反应，生成SO3的同时，SO3还会分解，则平衡时，容器中三种物质中都含有18O，D正确。

4．下列说法中不正确的是(　　)

A．当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该条件下所能达到的限度

B．当一个可逆反应达到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等

C．可以通过控制反应条件，使2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3

D．化学反应的限度可以通过改变条件来改变

答案　C

解析　对于可逆反应，达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，反应物的转化率最大，A、B正确；2SO2＋O22SO3是可逆反应，无论怎样控制条件，反应物的转化率不可能达到100%，即2 mol SO2与1 mol O2反应不会生成2 mol SO3，C错误；化学反应的限度可通过改变条件，如温度、压强等来改变，D正确。

5．在容积不变的密闭容器中进行反应X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g)，已知反应中X、Y的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到化学平衡时，各物质的浓度可能是(　　)

A．X为0.05 mol·L－1   B．Y为0.1 mol·L－1

C．Z为0.2 mol·L－1   D．W为0.1 mol·L－1

答案　A

解析　假定完全反应，则：

X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g)　

  0.1  0.2      0     0

  0.1  0.1     0.2    0.1

  0   0.1      0.2   0.1

由于该反应为可逆反应，物质不能完全转化，所以平衡时浓度范围：0 mol·L－1<c(X)<0.1 mol·L－1,0.1 mol·L－1<c(Y)<0.2 mol·L－1,0 mol·L－1<c(Z)<0.2 mol·L－1,0 mol·L－1<W<0.1 mol·L－1，故A正确，B、C、D错误。

6．可逆反应H2＋I2(g)2HI达到平衡的标志是(　　)

A．混合气体的颜色不再改变

B．v(H2)∶v(I2)∶v(HI)＝1∶1∶2

C．混合气体的密度保持不变

D．H2、I2、HI分子个数比为1∶1∶2

答案　A

解析　A项，HI为无色气体，I2为紫红色气体，当混合气体的颜色不再变化时，c(I2)不变，反应达到化学平衡状态；B项，未指明速率表示的反应方向，不一定平衡；C项，该反应反应前后气体的体积不变，在密闭容器中气体的质量不变，气体的密度一直不变，则混合气体的密度不变，不一定达到化学平衡状态；D项，容器内物质H2、I2和HI的分子个数比为1∶1∶2时，不一定达到化学平衡状态。

7．在一定条件下，使一定量的A和B气体混合发生反应：2A(g)＋3B(g)4C(g)。下列描述中，说明反应已经达到平衡状态的是(　　)

A．各物质的浓度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4

B．混合气体中各物质的浓度相等

C．单位时间内，若消耗了a mol A，同时也消耗了2a mol C

D．混合气体的体积是反应开始前的

答案　C

解析　各物质的浓度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4，无法判断各组分的浓度是否继续变化，则无法判断反应是否达到平衡状态；混合气体中各物质的浓度相等，无法判断各组分的浓度是否还发生变化，则无法判断反应是否达到平衡状态；单位时间内，若消耗了a mol A，同时也消耗了2a mol C，表示正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态；混合气体的体积是反应开始前的，无法判断各组分的浓度是否继续变化，则无法判断反应是否达到平衡状态。

8．一定条件下的某可逆反应，其正反应速率v(正)和逆反应速率v(逆)随反应时间t的变化如图所示。下列判断不正确的是(　　)

A．t1时刻，v(正)>v(逆)

B．t2时刻，v(正)＝v(逆)

C．t2时刻，反应达到最大限度

D．t3时刻，反应停止

答案　D

解析　A项，由图像知，在t1时刻，v(正)>v(逆)，正确；B项，t2时刻，v(正)＝v(逆)，反应处于平衡状态，正确；C项，t2时刻，反应处于平衡状态，该反应达到最大限度，正确；D项，t3时刻，反应处于平衡状态，此时反应仍在进行，反应并未停止，错误。

9．合成氨工业为人类解决粮食问题做出了巨大贡献。一定条件下，在密闭容器中进行合成氨反应：N2＋3H22NH3，当正、逆反应速率相等且不等于零时，下列说法不正确的是(　　)

A．N2、H2完全转化为NH3

B．N2、H2、NH3在容器中共存

C．反应已达到化学平衡状态

D．N2、H2、NH3的浓度不再改变

答案　A

解析　反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，A错误；正、逆反应速率相等且不等于零时，反应达到平衡状态，B、C、D正确。

10．将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：

NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。

可以判断该分解反应已经达到平衡的是(　　)

①2v(NH3)＝v(CO2)　②密闭容器中总压强不变　③密闭容器中混合气体的密度不变　④密闭容器中氨气的体积分数不变

A．①②  B．②③  C．③④  D．①④

答案　B

解析　①不能表示正、逆反应速率相等；②反应正向进行则压强增大，总压强不变时，说明反应已达平衡状态；③恒容条件下，混合气体的密度ρ＝，反应正向进行时，m(气)增大，V(容器)不变，气体的密度增大，因此密度不变，说明m(气)不变，反应达到平衡；④反应物是固体，NH3的体积分数始终为。

11．在2 L密闭容器中，800 ℃时反应2NO＋O22NO2体系中，n(NO)随时间的变化如下表：

(1)如图表示各物质浓度的变化曲线，A点处，v(正)________v(逆)，A点正反应速率________B点正反应速率。(用“大于”“小于”或“等于”填空)

(2)图中表示O2变化的曲线是________。用NO2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝______________。

(3)能使该反应的反应速率增大的是________。

a．适当升高温度   b．及时分离出NO2气体

c．增大O2的浓度   d．选择高效的催化剂

(4)可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容密闭容器中进行：

①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2

②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO

③用NO2、NO和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率比为2∶2∶1

④混合气体的颜色不再改变

⑤混合气体的密度不再改变

⑥混合气体的压强不再改变

⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变

可表示该反应达到化学平衡状态的是________。

答案　(1)大于　大于　(2)d　0.003 mol·L－1·s－1

(3)acd　(4)①④⑥⑦

解析　(1)A点处生成物的浓度仍然增加，反应向正反应方向进行，因此v(正)大于v(逆)，A点反应物浓度大于B点反应物浓度，因此正反应速率A点大于B点。

(2)图中c、d表示的曲线浓度降低，是反应物。根据表中数据可知起始时NO的浓度是0.02 mol÷2 L＝0.01 mol·L－1，所以c表示NO，则表示O2变化的曲线是d。用NO2表示从0～2 s内该反应的平均速率v(NO2)＝v(NO)＝＝0.003 mol·L－1·s－1。

(3)a项，适当升高温度反应速率加快，正确；b项，及时分离出NO2，气体浓度降低，反应速率降低，错误；c项，增大O2的浓度反应速率加快，正确；d项，选择高效的催化剂反应速率加快，正确。

(4)①中单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，而生成n mol O2必同时消耗2n mol NO2，故v正(NO2)＝v逆(NO2)，说明反应已达到化学平衡状态。②中无论是否达到化学平衡状态，单位时间内生成n mol O2的同时都会生成2n mol NO，故不能说明反应已达到平衡状态。③中无论是否达到化学平衡状态，各物质所表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比。④混合气体的颜色不再改变，则表示体系中各物质的物质的量浓度不再变化，说明反应已达到化学平衡状态。⑤体积固定，气体的质量反应前后不变，无论是否达到化学平衡状态，气体的密度始终不变。⑥恒容密闭容器中，反应前后气体的体积不相等的反应，压强不变，意味着各物质的含量不再变化，说明反应达到化学平衡状态。⑦由于反应前后气体的质量不变，且反应前后气态物质的化学计量数之和不相等，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，说明反应达到化学平衡状态。

“惰性气体”对化学平衡的影响