高中化学必修2 6.2.2 化学反应的限度和化学反应条件的控制 练习新新解析版）

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6.2.2  化学反应的限度 化学反应条件的控制 练习（解析版）1．可逆反应2SO2+ O22SO3达到平衡的标志是①消耗2 mol SO2的同时生成2 mol SO3② SO2、O2与SO3的物质的量之比为2∶1∶2③反应混合物中，SO3的质量分数不再改变A．①② B．①③ C．只有③ D．只有①【答案】C【详解】①消耗2molSO2的同时生成2molSO3，即V正（SO2）=V正（SO3），速率同向，不能确定是否达到平衡，故①错误；②SO2、O2与SO3的物质的量之比为2：1：2，这与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关，不能确定是否达到平衡，故②错误；③反应混合物中，SO3的质量分数不再改变，即各物质的浓度保持不变，能确定是否达到平衡，故③正确；故选：C。2．在一定温度下，容积一定的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)，当下列物理量不再发生变化时，表明反应已达平衡的是①混合气体的密度 ②混合气体的压强 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量A．①② B．②③ C．①③ D．①④【答案】C【详解】①A是固体，反应两边气体的质量不相等，而体积不变，若混合气体的密度不变，说明达到了平衡状态； ②反应两边气体的化学计量数都是2，总的气体物质的量不会变化，混合气体的压强也不会发生变化，压强不变不能说明反应达到平衡状态；③B的物质的量浓度是化学反应处于平衡状态的特征；④反应两边气体的化学计量数都是2，总的气体物质的量不会变化，不能说明反应达到平衡状态；综上所述，表明反应已达平衡的是①③，答案选C。 3．一定温度下的恒容密闭容器中，反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是（ ）A．容器内n(A2):n(B2):n(AB)＝1:1:2B．容器内气体的密度不随时间变化C．容器内气体的总压强不随时间变化D．单位时间内生成2n mol AB，同时生成n mol A2【答案】D【详解】A、平衡时各种物质的浓度不再发生变化，但各种的浓度之间不一定满足某种关系，A不能说明；B、密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，B不能说明；C、该反应是体积不变的可逆反应，所以容器内气体的压强始终是不变的，C不能说明；D、单位时间内生成2n mol AB，同时生成n mol A2，反应速率的方向相反，且满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，可以说明反应达到平衡状态；答案选D。4．可逆反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是(   )①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2②单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①④⑥ B．②③⑤ C．①③④ D．①②③④⑤⑥【答案】A【详解】①单位时间内生成n mol O2，同时生成2n molNO2，说明反应v正=v逆，达到平衡状态，故①正确；②单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO，两者均表示正反应速率，不能说明达到平衡状态，故②错误；③无论反应是否达到平衡状态，反应速率之比都等于化学计量数之比，不能说明达到平衡状态，故③错误；④混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，反应达到平衡状态，故④正确；⑤混合气体的体积不变，质量不变，气体的密度始终不变，不能作平衡状态的标志，故⑤错误；⑥反应前后气体的化学计量数之和不相等，混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明气体的物质的量不变，能够说明反应达到平衡状态，故⑥正确；达到平衡状态的标志有①④⑥，故选A。5．在密闭容器中于一定条件下进行下列反应：2SO2+O22SO3，当达到平衡时通入18O2，再次平衡时，18O存在于A．SO2、O2    B．SO2、SO3    C．SO2、O2、SO3    D．O2、SO3【答案】C【解析】该反应是可逆反应，生成三氧化硫的同时，三氧化硫又分解生成二氧化硫和氧气，因此平衡后三种物质均存在18O，答案选C。6．下列有关化学反应速率及限度的描述错误的是A．催化剂能改变化学反应的速率B．一定条件下的可逆反应，反应物的转化率不可能达到100%C．有气体参加的反应，通过压缩体积增大压强，可以使反应速率增大D．当化学反应达到其最大限度时，反应就停止了【答案】D【详解】A.加入合适的催化剂，可以加快化学反应速率，A项正确，不符合题意；B.可逆反应反应到一定程度，存在限度，反应物不可能达到100% ，B项正确，不符合题意；C. “有气体参加的反应，通过压缩体积增大压强”，则可以增大气体反应物的浓度，故能使反应速率增大，C正确，不符合题意；D.“当化学反应达到其最大限度时”，达化学平衡状态，υ正=υ逆≠0，即为一种动态平衡，反应并没有停止，D错误，符合题意；本题答案选D。7．下列反应体系中，不属于可逆反应的是(　　)A．氮气和氢气合成氨B．二氧化硫与氧气化合生成三氧化硫C．水电解生成氢气和氧气与氢气在氧气中燃烧生成水D．密封容器内二氧化氮和四氧化二氮可以相互转化【答案】C【解析】分析：在相同条件下既能向正反应方向进行，也能向逆反应方向进行的反应属于可逆反应。详解：A. 氮气和氢气合成氨的同时氨气又分解生成氮气和氢气，是可逆反应，A错误；B. 二氧化硫与氧气化合生成三氧化硫的同时三氧化硫分解生成氧气和二氧化硫，是可逆反应，B错误；C. 水电解生成氢气和氧气与氢气在氧气中燃烧生成水的反应条件不同，不是可逆反应，C正确；D. 密封容器内二氧化氮和四氧化二氮可以相互转化属于可逆反应，D不正确。答案选C。8．下列关于化学反应限度的说法中正确的是(　　)A．改变外界条件不能改变化学反应的限度B．当某反应在一定条件下达到反应限度时即达到了化学平衡状态C．当某反应体系中气体的压强不再改变时，该反应一定达到反应限度D．当某反应达到限度时，反应物和生成物的浓度一定相等【答案】B【详解】A、改变影响化学平衡的条件，化学平衡被破坏，平衡移动，即改变化学反应的限度，故A 错误；B、在一定条件下的可逆反应经过一定的时间后，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种表面上静止的“平衡状态”就是这个可逆反应所能达到的限度，故B正确；C、体系压强可能自始至终都不发生变化，故C错误；D、反应达到限度时，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应物和生成物的浓度不一定相等，故D错误；故选B。9．下列事实能说明氯气与水的反应是可逆反应的是(　　)A．氯水的漂白作用    B．氯水呈黄绿色，溶液显酸性C．氯水与氢氧化钠反应    D．氯水与锌反应产生氢气【答案】B【解析】分析：能说明氯气与水的反应是可逆反应的事实：改变外界因素，可以引起化学平衡的移动即可，据氯水中的成分以及性质来回答。详解：A、氯水的漂白作用是因为其中含有次氯酸，和氯气与水的反应是可逆反应无关，A错误；B、氯水呈黄绿色说明其中含有部分氯气分子，说明氯气和水的反应是可逆的，B正确；C、氯水与NaOH反应的原因可以是氯水中的盐酸、次氯酸和氢氧化钠之间的反应，与氯气和水的反应是可逆的之间没有关系，C错误；D、氯水与锌反应产生氢气是因为氯水中含有盐酸的缘故，和氯气和水的反应是可逆的之间没有关系，D错误；答案选B。10．下列关于反应速率与化学反应限度的说法正确的是（     ）A．对于任意化学反应，其他条件不变时，增大压强都一定能加快化学反应速率B．化学平衡状态不一定是该反应在给定条件下的最大限度C．可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率相等且都为0D．反应速率用于衡量化学反应进行的快慢，决定反应速率的主要因素是反应物的性质【答案】D【解析】A. 对于任意化学反应，其他条件不变时，增大压强不一定都能加快化学反应速率，压强只能适用于有气体参加的反应，A错误；B. 化学平衡状态是该反应在给定条件下的最大限度，B错误；C. 可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率相等但不为0，C错误；D. 反应速率用于衡量化学反应进行的快慢，决定反应速率的主要因素是反应物的性质，D正确，答案选D。11．已知299 K时，合成氨反应 N2(g ) + 3H2 ( g )2NH3( g ) △H = －92.0 kJ/mol，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为（忽略能量损失）A．一定大于92.0 kJ B．一定等于92.0 kJC．一定小于92.0 kJ D．不能确定【答案】C【详解】N2 (g ) + 3H2 ( g )2NH3 ( g ) △H = －92.0 kJ/mol指299K，1molN2与3molH2完全反应生成2molNH3放出92.0kJ的热量；由于该反应为可逆反应，反应物的转化率小于100%，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量一定小于92.0kJ，答案选C。12．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是(　　)A．化学方程式：2MNB．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡C．t3时，正反应速率大于逆反应速率D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍【答案】D【详解】A.由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是：2NM；A项错误；B.t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速度，反应未到达平衡状态，B项错误；C.t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达平衡状态，此时正、逆反应速率相等。C项错误；D．t1时刻，N的物质的量为6mol，M的物质的量为3mol，在相同的体积下，N的浓度为M浓度的2倍，D项正确；13．工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键放出的能量分别为436 kJ、391 kJ、946 kJ。则：(1)若1 mol氮气完全反应生成氨气可放出的能量为________ kJ。(2)如果将1 mol氮气和3 mol氢气混合，使充分反应，反应放出的能量总小于上述数值，为什么？___________。(3)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10分钟后，生成10 mol 氨气，则用氮气表示的化学反应速率是________ mol·L−1·min−1。(4)一定条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是________。a．正反应速率和逆反应速率相等b．正反应速率最大，逆反应速率为0c．氮气的转化率达到最大值d．氮气和氢气的浓度相等e．N2、H2和NH3的体积分数相等f．反应达到最大程度(5)根据题目所给条件，判断影响该反应速率的因素有________、________、__________。【答案】92    该反应是可逆反应，1 mol氮气和3 mol 氢气不能完全反应，放出的能量总是小于92 kJ    0.25    acf    温度    压强    催化剂    【详解】（1）由化学方程式3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)可知，1mol氮气完全反应需要消耗3 mol氢气，可生成2 mol 氨气。拆开3 mol H—H键和1 mol N≡N键需要吸收的能量为436 kJ×3＋946 kJ＝2254 kJ，但是生成2 mol氨气即生成6 mol N—H键可放出能量391 kJ×6＝2346 kJ，因此放出的能量为2346 kJ－2254 kJ＝92 kJ。（2）由于该反应是可逆反应，1 mol氮气和3 mol氢气不能完全反应，因此放出的能量总是小于92 kJ 。（3）Δc(NH3)＝10 mol÷2 L＝5 mol·L－1，v(NH3)＝5 mol·L－1÷10 min＝0.5 mol·L－1·min－1，反应速率之比是化学计量数之比，则v(N2)＝1/2v(NH3)＝0.25 mol·L－1·min－1。（4）a．反应达到化学平衡时正反应速率和逆反应速率相等，a正确；b．反应达到化学平衡时正反应速率和逆反应速率相等，但不为0，b错误；c．反应达到化学平衡时氮气的转化率达到最大值，c正确；d．反应达到化学平衡时氮气和氢气的浓度不再发生变化，但二者不一定相等，d错误；e．反应达到化学平衡时N2、H2和NH3的体积分数不再发生变化，但不一定相等，e错误；f．反应达到化学平衡时即表明反应达到最大程度，f正确；答案选acf；（5）根据题意“反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂”可知该反应的速率受温度、压强和催化剂的影响。14．以下是反应：2SO2＋O22SO3在不同条件下达到平衡状态时SO2的转化率。       压强转化率温度0.1 MPa0.5 MPa1 MPa10 MPa400 ℃99.2%99.6%99.7%99.9%500 ℃93.5%96.9%97.8%99.3%600 ℃73.7%85.8%89.5%96.4% 试回答下列问题：(1)提高该化学反应限度的途径：                                                                                                                                                。(2)要实现SO2的转化率为93.5%，需控制的反应条件是                        。【答案】　(1)由表可知，要提高反应限度，可以采取增大压强或在一定范围内降低温度的方法等(2)500 ℃、0.1 MPa【详解】在化工生产中，往往需要考虑反应的快慢和反应后所得产物的产率。前者研究的是化学反应速率，后者研究的是化学平衡即化学反应的限度，对于一个特定的化学反应来说，外部条件对化学反应速率和化学反应限度都存在一定的影响。因此，选择适宜的反应条件，既可以增大反应速率，缩短生产周期，又可以达到较大的反应限度，从而获得较大的产率。