人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度精练

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[基础过关练]
1．下列各组反应互为可逆反应的是( )
①2NaHCO3eq \(=====,\s\up10(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O与CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3 ②SO2＋H2O===H2SO3与H2SO3===SO2↑＋H2O ③2SO2＋O2eq \(=====,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))2SO3与2SO3eq \(=====,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))2SO2＋O2 ④NH3＋HCl===NH4Cl与NH4Cleq \(=====,\s\up10(△))NH3↑＋HCl↑
A．只有①② B．只有②③
C．②③④ D．①②④
[答案] B
2．可逆反应达到最大反应限度的本质特征是( )
A．反应停止了
B．正、逆反应的速率均为零
C．正、逆反应都还在继续进行
D．正、逆反应的速率相等且不为零
[答案] D
3．在一密闭容器中放入1 ml X，进行可逆反应2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的变化关系如图所示，下列叙述正确的是( )
A．t1时，只有正反应在进行
B．t2～t3时间段，反应停止
C．t2时，容器内有1.5 ml Y
D．t2～t3时间段，X、Y的物质的量均没有发生变化
D [t1时，正、逆反应速率都大于零，都在进行，A错误；t2～t3时间段，正、逆反应速率都大于零，反应仍在进行，X、Y的物质的量均没有发生变化，B错误，D正确；t2时，反应达到平衡，但X不能完全转化为Y，故Y小于1.5 ml，C错误。]
4．在恒温下的密闭容器中，有可逆反应：2NO＋O22NO2(正反应为放热反应)，不能说明已经达到平衡状态的是( )
A．正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等
B．反应容器中压强不变
C．混合气体颜色深浅保持不变
D．混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
A [该反应是一个反应前后气体物质的量不相等的反应，因此混合气体的平均相对分子质量、压强以及颜色保持不变，即说明达到平衡。A中表示的速率虽然方向相反，但速率之比不等于化学计量数之比，即应该是正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率的2倍相等，故A错。]
5．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器容积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其分解：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是( )
A．2v(NH3)＝v(CO2)
B．密闭容器中NH3与CO2的物质的量之比不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
C [A项，未指明其速率是代表正反应速率还是逆反应速率，且倍数关系也不正确；由于得到的气体中NH3与CO2的体积比恒为2∶1，且体系中只有这两种气体，故NH3的体积分数始终不变，B、D项不能说明反应是否达到平衡状态。该反应中NH2COONH4为固体，容器容积不变，故当混合气体密度不变时，说明反应达到平衡状态，C项正确。]
6．在200 ℃时，将a ml H2(g)和b ml I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________。而c(HI)＝________，所以化学反应速率________最大，则________最小(为0)。
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，从而化学反应速率v(正)________，而v(逆)________。
(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时，此可逆反应达到了最大限度。若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率都将________。
[解析] 本题主要考查化学平衡建立的过程，开始时，c(H2)和c(I2)为最大值，正反应速率最大，由于此时没有HI，逆反应速率最小，为0，随着反应的进行，c(H2)和c(I2)越来越小，正反应速率越来越小，逆反应速率逐渐变大，直到平衡，v(正)＝v(逆)。
[答案] (1)eq \f(a,V) ml·L－1 eq \f(b,V) ml·L－1 0 v(正) v(逆) (2)减小 减小 增大 减小 增大 (3)相等 保持不变
[拓展培优练]
7．一定条件下，对于反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时，X、Y、Z浓度分别为0.1 ml·L－1、0.3 ml·L－1和0.08 ml·L－1，则下列判断不合理的是( )
①c1∶c2＝1∶3 ②平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3 ③平衡时X和Y的转化率不相等 ④c1的取值范围为0A．①② B．③④ C．①④ D．②③
D [分析浓度变化关系：X(g)＋3Y(g)2Z(g)
c起始 c1 c2 c3
c平衡/(ml·L－1) 0.1 0.3 0.08
反应的化学方程式中反应物化学计量数之比为1∶3，所以反应中X和Y必然以物质的量之比为1∶3的比例消耗，因为达平衡时X和Y浓度之比为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，①正确；平衡时Y和Z的生成速率之比应该和化学方程式对应化学计量数之比相等，故Y和Z的生成速率之比为3∶2，②错误；由于起始时反应物的物质的量之比等于化学方程式中相应化学计量数之比，故平衡时X和Y的转化率相等，③错误；运用极限法，假设Z完全转化为反应物，c1的极限值为0.14 ml·L－1，而题设c1>0，反应又是可逆的，④正确。]
8．(易错题)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
D [化学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点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达到平衡，A错误；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。]
9．(素养题)在一定温度下，4 L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图：
(1)比较t2时刻，正、逆反应速度大小v正________v逆。(填“＞”“＝”或“＜”)，理由是___________________。
(2)若t2＝2 min，计算反应开始至t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为__________________。
(3)t3时刻化学反应达到平衡，反应物的转化率为________。
(4)如果升高温度，则v逆________(填“增大”“减小”或“不变”)。
[解析] (1)t2时刻，反应物逐渐减小，生成物逐渐增多，反应未达平衡且正向进行，v正＞v逆。
(2)v＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(4 ml－2 ml,4 L×2 min)＝0.25 ml·L－1·min－1。
(3)t3时刻化学反应达到平衡，剩余2 ml N，则转化6 ml N，转化率为eq \f(8－2ml,8 ml)×100%＝75%。
(4)升高温度，反应速率增大。
[答案] (1)＞ t2时未达平衡，反应向正反应方向进行v正减小，v逆增大
(2)0.25 ml·L－1·min－1 (3)75%
(4)增大