2021学年第2节 化学反应的限度习题

这是一份2021学年第2节 化学反应的限度习题，共15页。试卷主要包含了单选题，共15小题，非选择题，共5小题等内容，欢迎下载使用。
第二节化学反应限度（一） 一、单选题，共15小题1．在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)，平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示，则下列说法正确的是（    ）A．该反应的ΔH＞0B．若该反应在T1℃、T2℃时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2C．在T2℃时，若反应体系处于状态D，则此时υ正＞υ逆D．若状态B、C、D的压强分别为p(B)、p(C)、p(D)，则p(C)=p(D)＞p(B)2．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，673 K，30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系示意图如图所示。下列叙述中正确的是(　　)A．c点处正反应速率和逆反应速率相等B．a点处正反应速率比b点处的大C．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同D．t2点时刻，正反应速率大于逆反应速率3．下列叙述一定能判断某化学平衡发生移动的是（    ）A．混合物中各组分的浓度改变 B．正、逆反应速率改变C．混合物中各组分的体积分数改变 D．混合体系的压强发生改变4．我国科学家研制出与合成甲醇的高效催化剂。下列有关该反应的说法错误的是A．有利于减排 B．反应生成甲醇和水C．有利于碳资源循环利用 D．该高效催化剂提高了的平衡转化率5．现有下列四个图象：下列反应中符合上述全部图象的是（    ）A．B．C．D．6．在容积为的刚性密闭容器中，进行可逆反应：并达到平衡。在此过程中以Y的浓度改变表示的反应速率、与时间t的关系如图所示，则图中阴影部分的面积表示（    ）A．X的浓度的变化量 B．Y的浓度的减小量C．Z的物质的量的变化量 D．Y的物质的量的减小量7．向一容积不变的密闭容器中充入和发生反应，在时达到平衡，若保持混合气体总物质的量不变而改变某一反应条件，使平衡发生移动（如图所示），则下列说法正确的是（    ）A．容器内气体颜色变深，平均相对分子质量不变B．平衡不移动，混合气体密度增大C．的转化率增大，HI的平衡浓度减小D．t0时改变的条件为减小体积或升高体系温度8．已知某温度下可逆反应：，反应物的初始浓度分别为，；达到平衡后，M的平衡转化率为60%，则此时平衡常数K的数值为（    ）A． B． C．1 D．29．X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b molY充入一密闭容器中，发生反应。达到平衡时，若三者的物质的量满足，则Y的转化率为（    ）A． B．C． D．10．对于恒容密闭容器中发生的可逆反应，下列能说明反应达到化学平衡状态的是（    ）A．断开一个键的同时有6个键生成B．混合气体的密度不变C．混合气体的平均摩尔质量不变D．、、的分子个数比为1：3：211．密闭容器中进行反应M(g)+N(g)R(g)+2L(?)，R的体积分数φ随时间的变化情况如图所示。下列叙述正确的是A．正反应为吸热反应，L是气体 B．正反应为吸热反应，L是固体或液体C．正反应为放热反应，L是气体 D．正反应为放热反应，L是固体或液体12．可以充分说明反应P（g）＋Q（g）R（g）＋S（g）在恒温下已达到平衡的是A．反应容器内的压强不随时间改变B．反应容器内P、Q、R、S四者共存C．P的生成速率和S的生成速率相等D．反应容器内的气体总物质的量不随时间变化13．在密闭容器中进行一段时间后，达到平衡状态。下列说法正确的是（    ）A．、不再化合B．、、的浓度不再变化C．、、的质量相等D．改变条件，、、的浓度也不再变化14．在两个恒温恒容的密闭容器中分别进行下列两个可逆反应：（甲），（乙），当下列因素不再发生变化时，可以表明甲和乙均达到平衡状态的是（    ）①混合气体的密度        ②生成物的百分含量③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比④混合气体的压强        ⑤固体的质量⑥混合气体的总物质的量A．①②③④⑤⑥ B．①②③⑤C．①②③ D．②③⑥15．在一定温度下的密闭容器中，加入1mol CO和1mol H2O发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，达到平衡时测得n(H2)=0.5mol，下列说法不正确的是A．在该温度下，反应的平衡常数K=1 B．平衡常数与反应温度无关C．CO的平衡转化率为50% D．平衡时n(H2O)=0.5mol  二、非选择题，共5小题16．反应在容积为的密闭容器中进行，A的初始浓度为。温度和条件下，A的浓度与时间的关系如图所示。试回答下列问题：（1）上述反应的温度__________（填“>”“<”或“=”，下同），平衡常数_______。（2）温度为时，后反应达到平衡状态，A的转化率为70%，则反应的平衡常数________。17．有科学家正在研究用碳与一氧化氮反应处理环境问题C（s）+2NO（g）CO2（g）+N2（g）△H(1)实验方案中有下列措施：①采用加热提高反应速率，②使用催化剂提高反应速率，③使用加压提高NO转化率，④使CO2转化成干冰从体系用脱离，提高NO的转化率，你认为可行的是_________。(2)这个反应的平衡常数表达式是_________________；(3)在恒容恒温密闭容器中，科学家得到下列实验数据    时间（min）浓度（mol/L）NON2CO200.10000100.0580.0210.021200.0400.0300.030300.0400.0300.030 反应在该温度下的平衡常数K=_________________；(4)若在(3)的实验中30min时开始升温，36min时达平衡，测得NO的转化率变为50%，则该反应的△H_______0（填“＞”、“＜”、“=”），判断的理由是___________________；(5)若科学家在30min后改变了某一条件，反应进行到40min时达平衡浓度分别为c（NO）=0.032mol/L，c（N2）=0.034mol/L，c（CO2）=0.017mol/L，则改变的条件可能是______，判断的依据是____________________。18．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)+Q 　(Q>0)(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K＝_________．(2)降低温度，该反应K值_________，二氧化硫转化率_________，正反应速度_________．(以上均填增大、减小或不变)(3)600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是_________．据图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因_____________________(用文字表达)；10 min到15 min的曲线变化的原因可能是_________(填写编号)．A．加了催化剂                                  B．缩小容器体积C．降低温度                                    D．增加SO3的物质的量19．现有反应aA(g)＋bB(g)pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，则（1）该反应的逆反应是____反应（填“吸热或放热），且a＋b___p(填“＞”“＜”或“＝”)。（2）减压时，A的质量分数______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。（3）若加入B(体积不变)，则A的转化率________，B的转化率________。（4）若升高温度，则平衡时，B、C的浓度之比将________。（5）若B是有色物质，A、C均为无色物质，则加入C(体积不变)时混合物的颜色________(填“变浅”“变深”或“不变”，下同)，而维持容器内气体的压强不变，充入氖气时，混合物的颜色________。20．高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO（固）＋CO（气）⇌Fe（固）＋CO2（气）ΔH＞0（1）则该反应中平衡常数表达式K＝_________________（2）已知1100℃时K＝0.263。温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值_______平衡常数K值___（均填增大，减小或不变）.（3）1100℃时测得高炉中c(CO2)＝0.025mol·L－1，c(CO)＝0.1mol·L－1，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态________（选填是或否），此时化学反应速率v正____v逆（选填＞，＜，＝）。参考答案1．C【详解】A．升高温度，NO浓度增大，平衡逆向移动，逆向是吸热个，正向为放热反应，故A错误；B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，因此K2＜K1，故B错误；C．在T2℃时，若反应体系处于状态D，D向平衡方向移动，浓度减低，则为正向移动，因此υ正＞υ逆，故C正确；D．该反应是等体积反应，B、D温度相同，物质的量相同，因此p(D)=p(B)，C、D物质的量相等，温度C大于D点，因此压强p(C)＞p(D)，故D错误。综上所述，答案为C。2．B【分析】在N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)反应中，随着反应的进行，反应物的物质的量逐渐减少，生成物的物质的量逐渐增多，当达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应物和生成物的物质的量不再改变，曲线为水平直线，以此判断题中各项。【详解】A. c点反应物和生成物的物质的量仍在变化，没有达到平衡状态，所以正逆反应速率不相等，故A错误；B. 从a点到b点，氢气的物质的量浓度在逐渐减少，所以正反应的反应速率在逐渐降低，即点a的正反应速率比点b的大，故B正确。C. d点和e点都处于平衡状态，n(N2)不变，即d点和e点n(N2)相等，故C错误；D. 在t2时刻，该反应处于化学平衡状态，所以正逆反应速率相等，故D错误。故选B。3．C【详解】对于反应前后气体体积相等的可逆反应，如，改变体系压强会使各组分的浓度改变相同倍数，正、逆反应速率改变相同倍数，但平衡不发生移动，所以A、B、D项错误。4．D【详解】A. 用生产甲醇，有利于减排，故A正确；B. 根据质量守恒知反应生成甲醇和水，故B正确；C. 与合成甲醇，甲醇在燃烧后产生二氧化碳，所以有利于碳资源循环利用，故C正确；D. 催化剂只能加快反应速率，对的平衡转化率没有影响，故D错误；答案选D。5．B【详解】图a，温度不变的情况下增大压强，生成物的浓度减小，说明平衡逆移，则正反应为气体分子数增大的反应；压强不变的情况下，升高温度，生成物浓度增大，说明平衡正移，则正反应为吸热反应；图b，升高温度生成物浓度变大，说明正反应为吸热反应；图c，温度不变的情况下增大压强，平均相对分子质量增大，说明增大压强平衡往气体分子数减小的方向进行；压强不变的情况下，升高温度，平均相对分子质量减小，说明平衡向气体分数数目增大的方向进行，且此方向为吸热反应；图d，增大压强，平衡向逆方向进行。综上所述反应符合条件。故答案选：B。6．B【详解】由可知，与t的乘积为Y的浓度消耗量，与t的乘积为Y的浓度生成量，所以阴影部分的面积为Y的浓度消耗量与Y的浓度生成量的差，即为Y的浓度的减小量，也等于Z的浓度的增加量，同时是X浓度减小量的2倍，答案选B。7．A【详解】A．由图像分析可知，反应是一个放热且反应前后气体物质的量不变的反应，条件改变后，正、逆反应速率均增大，但是逆反应速率大于正反应速率，说明平衡逆向移动，逆向移动会使的转化率变小，的物质的量增加，则混合气体的颜色变深，A正确；B．由于混合气体总物质的量不变，总质量不变且容器的容积不变，所以混合气体的平均相对分子质量和密度不发生改变，B错误；C．由A可知，的转化率变小，C错误；D．减小体积相当于增大压强，该反应为前后气体物质的量不变的反应，增大压强不影响平衡移动，D错误；答案选A。8．B【详解】根据“三段式”法分析：，；故B符合题意。综上所述，答案为B。9．B【详解】设参加反应的X的物质的量为n mol，建立三段式得到，根据，得到(a－n) mol＋(b－2n) mol＝2n mol，解得，因此Y的转化率为，故B符合题意。综上所述，答案为B。10．C【详解】A．断开键与生成键是同一个反应方向，不能判定反应是否达到平衡状态，故A不选；B．该反应为纯气体反应，气体的总质量为定值，故恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，不能判定反应是否达到平衡状态，故B不选；C．平均摩尔质量，反应过程中m始终不变，若不变，则n不变，说明反应已达平衡，故选C；D．当体系达平衡状态时，c（N2）﹕c（H2）﹕c（NH3）可能为1﹕3﹕2，也可能不是1﹕3﹕2，与各物质的初始浓度及转化率有关，故D不选。答案选C。11．C【分析】由图象可知，温度为T1时，根据到达平衡的时间可知P2＞P1，且压强越大，R的含量越低，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为气体体积增大的反应；压强为P1时，根据到达平衡的时间可知T2＞T1，且温度越高，R的含量越低，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。【详解】由上述分析可知，正反应放热，L是气体，故C正确；
答案选C。【点睛】本题注意根据图象判断温度、压强的大小，根据温度、压强对平衡移动的影响分析。12．C【详解】A．该反应为体积不变的可逆反应，反应容器内的压强不随时间改变时，不能说明反应处于平衡状态，A错误；B．任何的可逆反应中，反应物和生成物都同时存在，无法判断是否达到平衡状态，B错误；C．P的生成速率和S的生成速率之比为1：1，正逆反应速率相等，能说明反应达到了平衡状态，C正确；D．该反应方程式两边气体的物质的量不变，所以反应容器内气体的总物质的量不变时，不能说明反应达到平衡状态，D错误；答案选C。13．B【详解】A．达到平衡时，正、逆反应仍在进行，只是正、逆反应速率相等，故A不选；B．达到平衡时，各组分的质量或浓度不再发生变化，故选B；C．达到平衡时，个组分的质量或浓度不在发生变化，但各组分的质量或浓度不一定相等，故C不选；D．化学平衡是动态平衡，若条件改变引起平衡移动时，、、的浓度会随之改变，故D不选。答案选B14．B【详解】①反应甲、乙均有固体参与，混合气体的密度不变，说明反应达到平衡状态，正确；②生成物的百分含量不变，说明各组分物质的量不变，反应达到平衡状态，正确；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比，说明正、逆反应速率相等，正确；④反应乙中混合气体的压强始终不变，不正确；⑤固体质量不变说明其他物质的质量不变，反应达到平衡状态，正确；⑥反应乙中混合气体的总物质的量始终不变，不正确；故选B。15．B【详解】 A. 设容器体积为1L，则平衡时各组分浓度都为0.5mol/L，则在该温度下，反应的平衡常数K=，A正确；B. 平衡常数只与反应温度有关，B错误；C. CO的平衡转化率为，C正确；    D. 平衡时n(H2O)=0.5mol，D正确；答案为B。16．<    <        【详解】（1）温度为时反应达到平衡所用的时间短，所以；温度越高，平衡时越小，可判断该反应的正反应为吸热反应，则升高温度K增大，即；（2）后反应达到平衡状态，A的转化率为70%，则A转化的浓度为，反应有三段式：，则平衡常数。17．①②④            ＜    升温后NO的转化率减小，说明升温平衡逆向移动，正反应放热    分离出部分CO2    因为降温时反应正向移动，生成物浓度都增大，加压平衡不移动，各组分浓度都增大，只能是分离出部分二氧化碳，平衡正向移动，才会导致c（NO）和c（CO2）减小，c（N2）增大    【详解】(1)①升温正逆反应速率都增大，故采用加热提高反应速率可行；②催化剂能够加快反应速率，使用催化剂提高反应速率可行；③该反应前后气体体积相等，加压平衡不移动，使用加压提高NO转化率不可行；④分离出生成物平衡正向移动，使CO2转化成干冰从体系用脱离，提高NO的转化率可行；故答案为①②④；(2)C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)△H，化学平衡常数K=═，故答案为K=；(3)根据表格数据可知，20s后反应达到平衡状态，K===，故答案为；(4)原平衡中NO的转化率为×100%=60%，升温后NO的转化率变为50%，说明升温平衡逆向移动，正反应放热，△H＜0，故答案为＜；升温后NO的转化率减小，说明升温平衡逆向移动，正反应放热；(5)改变了某一条件，达到新的平衡时，c(NO)和c(CO2)减小，c(N2)增大，只能是分离出部分二氧化碳，因为降温时反应正向移动，生成物浓度都增大，加压平衡不移动，各组分浓度都增大，只能是分离出部分二氧化碳，平衡正向移动，才会导致c(NO)和c(CO2)减小，c(N2)增大，故答案为分离出部分二氧化碳；因为降温时反应正向移动，生成物浓度都增大，加压平衡不移动，各组分浓度都增大，只能是分离出部分二氧化碳，平衡正向移动，才会导致c(NO)和c(CO2)减小，c(N2)增大。【点睛】本题考查了影响化学反应速率的因素、化学平衡常数及其计算。本题的易错点和难点为(5)，可以从影响平衡移动的因素(温度、浓度、压强)三个方面依次分析判断。18．    增大    增大    减小    15－20 min和25－30 min    增加了O2的量    AB    【解析】（1）可逆反应2SO2（g）+O2 （g）⇌2SO3（g）的平衡常数k=，故答案为；
（2）该反应正反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，平衡常数k增大，二氧化硫转化率增大，降低温度反应速率减小，故答案为增大、增大、减小；
（3）反应混合物各物质的物质的量不变化，说明反应处于平衡状态，由图可知在15-20min和25-30min出现平台，各组分的物质的量不变，反应处于平衡状态；由图可知，反应进行至20min时，平衡向正反应移动，瞬间只有氧气的浓度增大，应是增大了氧气的浓度；由图可知，反应向正反应进行，10min到15min反应混合物单位时间内的变化量增大，说明反应速率增大，10min改变瞬间，各物质的物质的量不变。A．加了催化剂，增大反应速率，故A正确；B．缩小容器体积，增大压强，增大反应速率，故B正确；C．降低温度反应速率降低，故C错误；D．10min改变瞬间，各物质的物质的量不变，不是增加SO3的物质的量，故D错误；故选AB，故答案为15-20min和25-30min；增加了O2的量；AB。
点睛：考查平衡常数、平衡移动、平衡影响元素、化学平衡图象等。图象问题解题步骤：（1）看懂图象：①弄清纵坐标与横坐标的意义；②弄清线的走向和变化趋势；③弄清起点、拐点、交点、终点的意义；④看定量图象中有关量的多少；（2）联想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。19．放热    ＞    增大    增大    减小    减小    变深    变浅    【详解】(1)达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大，说明温度升高平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，逆反应为放热反应，当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，说明压强减小平衡向逆反应方向移动，则方程式中反应物的气体的计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和，故答案为放热；＞；(2)减压平衡向逆反应方向移动，则A的质量分数增大，故答案为增大； (3)在反应容器中加入一定量的B，反应物B的浓度增大，平衡向正反应方向移动，则A的转化率增大，而B的转化率减小，故答案为增大；减小；(4)正反应吸热，则升高温度平衡向正反应方向移动，B的物质的量减小，C的物质的量增多，所以二者的比值将减小，故答案为减小；(5)若B是有色物质，A、C均无色，则加入C平衡向逆反应方向移动，B的浓度增大，则颜色加深，而维持容器内压强不变，充入氖气时，体积增大，对于反应体系来说，相当于减小压强，则平衡向逆反应方向移动，但移动的量远小于体积增大的因素，则B的浓度减小，颜色变浅，故答案为变深；变浅。20．    增大    增大    否    >    【详解】(1)FeO(固)+CO(气)⇌Fe(固)+CO2(气)△H>0，平衡常数K=，故答案为；(2)已知1100℃时K=0.263，ΔH＞0，反应是吸热反应，温度升高，化学平衡正向移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值会增大，平衡常数增大；故答案为增大；增大；(3)1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol⋅L−1，c(CO)=0.1mol⋅L−1，浓度商Q==0.25<K=0.263，说明平衡正向进行，反应未达到平衡，v正>v逆，故答案为否；>。