化学第二节 化学反应的速率与限度第3课时课时作业

这是一份化学第二节 化学反应的速率与限度第3课时课时作业，共11页。试卷主要包含了在密闭容器中进行反应，5 ml·L-1B等内容，欢迎下载使用。

第3课时　化学反应的限度　化学反应条件的控制
合格考达标练
1.(2021天津耀华中学高一检测)下列有关化学反应速率与化学反应限度的叙述错误的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.化学反应速率是表示化学反应快慢的物理量
B.一般情况下,升高温度能加快化学反应速率
C.可逆反应达到化学反应限度时,反应就静止不动了
D.可逆反应达到化学反应限度时,正反应速率等于逆反应速率
答案C
解析化学反应速率是表示化学反应快慢的物理量,A正确。一般情况下,升高温度,分子(或离子)的运动速率加快,彼此之间接触几率增大,发生反应的几率增大,故化学反应速率加快,B正确。可逆反应达到化学反应限度时,反应并未停止,对于同一物质来说,其消耗速率与生成速率相等,但不等于0,C错误。可逆反应达到化学反应限度时,各物质的浓度保持不变,正反应速率等于逆反应速率,D正确。

2.在一密闭容器中放入1 mol 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 mol Y
D.t2~t3时间段,X、Y的物质的量均没有发生变化
答案D
解析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 mol,C错误。
3.(2021山东烟台高一期中)恒容密闭容器中进行的可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g),下列不能说明该反应达到平衡状态的是(　　)
A.单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
B.混合气体的颜色不再改变
C.混合气体的压强不再改变的状态
D.混合气体的密度不再改变的状态
答案D
解析单位时间内生成n mol O2,必然消耗2n mol NO2,同时生成2n mol NO2,则该反应达到平衡状态,A不符合题意;恒容条件下,混合气体的颜色不再改变,则c(NO2)不变,该反应达到平衡状态,B不符合题意;混合气体的压强不变,说明气体的总物质的量不变,则该反应达到平衡状态,C不符合题意;恒容条件下进行反应,混合气体的总质量不变,则密度始终不变,不能判断是否达到平衡状态,D符合题意。
4.一定温度下,在某恒容的密闭容器中,建立化学平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是(　　)
A.体系的压强不再发生变化
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成n mol CO的同时生成n mol H2
D.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
答案C
解析A项,由于该反应是一个反应前后气体分子总数不相等的反应,当体系的压强不再发生变化时,说明反应已达到化学平衡状态;B项,根据v正(CO)=v逆(H2O)=v逆(CO),可知CO的正反应速率等于其逆反应速率,说明反应已达到化学平衡状态;C项,生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行,没有表示出正、逆反应速率的关系,不能说明反应已达到化学平衡状态;D项,H—H键断裂和H—O键断裂是两个相反的反应方向,1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键,即消耗1 mol H2的同时消耗了1 mol H2O,可知H2的消耗量等于其生成量,说明反应已达到化学平衡状态。
5.在密闭容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g),其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡状态时,各物质的浓度有可能是(　　)
A.c(Z)=0.5 mol·L-1 B.c(Y2)=0.5 mol·L-1
C.c(X2)=0.2 mol·L-1 D.c(Y2)=0.6 mol·L-1
答案B
解析该反应是可逆反应,无论正向还是逆向反应都不能进行到底,若反应正向进行完全,则c(Z)=0.4 mol·L-1,若反应逆向进行完全,则c(X2)=0.2 mol·L-1,c(Y2)=0.6 mol·L-1,则有0 6.硫酸是一种重要的化工产品,硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前硫酸的重要生产方法是“接触法”,有关接触氧化反应2SO2+O22SO3的说法不正确的是(　　)
A.该反应为可逆反应,故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B.达到平衡后,反应就停止了,故此时正、逆反应速率相等且均为0
C.一定条件下,向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,则从反应开始到达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等
D.在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
答案B
解析对于可逆反应来说,在一定条件下反应物不可能全部转化为产物,反应只能进行到一定限度。2 mol SO2和1 mol O2从开始反应到达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,最终正、逆反应速率相等,即达到化学平衡,此时反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化,但反应并没有停止,正、逆反应都依然进行着。
7.一定温度下,在容积为V L的密闭容器中进行反应aN(g)bM(g),M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示:

(1)此反应的化学方程式中ab=　　　　　。 
(2)t1~t2 min内,以M的浓度变化表示的平均反应速率为　　　　　。 
(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是　　　　　(填字母)。 
A.反应中M与N的物质的量之比为1∶1
B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内每消耗a mol N,同时生成b mol M
E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
答案(1)2　(2)1(t2-t1)×V mol·L-1·min-1
(3)CE
解析(1)反应中各物质的化学计量数之比等于物质的量的变化量之比,所以a∶b=(8 mol-2 mol)∶(5 mol-2 mol)=2∶1,该反应的化学方程式为2N(g)M(g)。
(2)v(M)=4mol-3mol(t2-t1) min×VL=1(t2-t1)×V mol·L-1·min-1。
(3)达到平衡状态时,各组分的浓度不再发生变化,M和N的物质的量之比不变,不能说明二者的物质的量不再改变,A选项错误;该反应的反应物和生成物都是气体,根据质量守恒定律,反应前后,混合气体的质量始终不变,B选项错误;该反应为气体体积减小的反应,若反应没有达到平衡状态,反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小,当该量不再发生变化时,则说明反应达到了平衡状态,C和E选项正确;消耗a mol N和生成b mol M都表示的是正反应方向,没有体现正、逆反应速率相等,不能说明反应达到了平衡状态,D选项错误。
等级考提升练
8.(2021天津第一中学高一期末)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:(甲)2X(g)Y(g)+Z(s);(乙)A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时:①混合气体的密度　
②反应容器中生成物的百分含量　③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于计量数之比　
④混合气体的压强　⑤混合气体的总物质的量。其中能表明(甲)和(乙)都达到化学平衡状态的是(　　)
A.①②③ B.①②③⑤
C.①②③④ D.①②③④⑤
答案A
解析甲中Z是固体,乙中A是固体,混合气体的密度不变时,两个反应均达到平衡状态,①正确;两个反应容器中生成物的百分含量不变,两个反应均已达到平衡,②正确;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,表明甲和乙均达到平衡状态,③正确;乙反应前后气态物质的化学计量数相等,恒容条件下,气体的总物质的量和混合气体的压强始终不变,不能说明反应达平衡状态,④、⑤均错误。
9.(双选)(2021江苏宿迁高一期中)在一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于容积为2 L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)。2 min末该反应达到平衡,此时生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol·L-1。下列判断错误的是(　　)
A.x=1
B.平衡时B与C的浓度之比为2∶3
C.A与B的转化率相等,均为40%
D.由体系中混合气体的密度不变,不能判断该反应已达到平衡状态
答案BD
解析根据不同物质的物质的量变化之比等于化学计量数之比,则有x∶2=Δn(C)∶Δn(D)=(0.2 mol·L-1×2 L)∶0.8 mol=1∶2,x=1,A正确;Δc(B)=Δc(C)=0.2 mol·L-1,所以平衡时B与C的浓度之比为(12 mol·L-1-0.2 mol·L-1)∶0.2 mol·L-1=3∶2,B错误;Δn(A)=3Δn(C)=3×0.2 mol·L-1×2 L=1.2 mol,A的转化率为40%,Δn(B)=Δn(C)=0.2 mol·L-1×2 L=0.4 mol,B的转化率为40%,C正确;因为D为固体,所以该反应是气体质量减小的反应,只有达到平衡时,体系中混合气体的密度才不变,D错误。
10.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
答案C
解析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。
11.在一密闭容器中通入A、B、C三种气体,保持一定温度,在t1~t4 s时测得各物质的浓度如表,则下列判断正确的是(　　)
浓度
测定时刻/s
t1
t2
t3
t4
c(A)/(mol·L-1)
6
3
2
2
c(B)/(mol·L-1)
5
3.5
3
3
c(C)/(mol·L-1)
1
2.5
3
3

A.在t3 s时反应已经停止
B.t3~t4 s内正、逆反应速率不相等
C.在容器中发生的反应为A(g)+B(g)C(g)
D.在t2~t3 s内A的平均反应速率为1t3-t2 mol·L-1·s-1
答案D
解析由题给数据可知,t3 s时可逆反应达到化学平衡状态,此时,v(正)=v(逆)≠0,A项错误;t3~t4 s内,A、B、C的浓度没有发生变化,反应处于化学平衡状态,正、逆反应速率相等,B项错误;达到化学平衡状态前,A、B、C的浓度变化量之比为4∶2∶2=2∶1∶1,故该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)C(g),C项错误;t2~t3 s内,Δc(A)=1 mol·L-1,故用A表示的该时间段的平均化学反应速率为1t3-t2 mol·L-1·s-1,D项正确。
12.(2021山西朔州重点中学高一期中)向恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,逆反应速率随时间的变化如图所示。由图可得出的正确结论是(　　)

A.从a点到c点过程中反应物的浓度逐渐增大
B.从图像可知该反应一定为放热反应
C.c点时,反应达到最大限度
D.Δt1=Δt2时,SO2的浓度变化a~b段小于b~c段
答案C
解析由图可知,a点到c点过程中v(逆)逐渐增大,说明生成物浓度逐渐增大,则反应物的浓度逐渐减小,A错误;随着反应的进行,生成物浓度逐渐增大,v(逆)逐渐增大,根据图示不能判断温度对反应的影响,故不能判断该反应是吸热反应还是放热反应,B错误;c点后v(逆)保持不变,说明生成物浓度不变,则该反应达到最大限度,C正确;图中a~b段反应速率比b~c段反应速率大,则Δt1=Δt2时,SO2的浓度变化a~b段大于b~c段,D错误。
13.(双选)(2021辽宁抚顺一中高一期中)某反应充分反应前后如图所示,图中涉及的物质均为气体,关于该反应的下列说法不正确的是(　　)

A.该反应可表示为AB2(g)+B2(g)2AB3(g)
B.若反应开始加入1 mol B2(g),则不可能生成2 mol AB3(g)
C.达到平衡时,反应速率:v(AB2)=v(AB3)、2v(AB2)=v(B2)
D.相同时间内,若c(AB2)变化1.0 mol·L-1,则c(B2)变化为0.05 mol·L-1
答案AC
解析根据图示可得该反应为2AB2(g)+B2(g)2AB3(g),A错误;该反应是可逆反应,开始加入1 mol B2(g),则不可能生成2 mol AB3(g),B正确;达到平衡时,根据反应速率之比等于其化学计量数之比可得反应速率:v(AB2)=v(AB3)、v(AB2)=2v(B2),C错误;相同时间内,c(AB2)、c(B2)的变化值之比等于其化学计量数之比,若c(AB2)变化1.0 mol·L-1,则c(B2)变化为0.05 mol·L-1,D正确。
14.(2021山东实验中学高一检测)向某容积固定的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间的变化如图所示。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。请回答下列问题:

(1)密闭容器的容积是　　　　　 L。 
(2)若t1=15时,则0~t1 s内以C的物质的量浓度的变化表示的反应速率v(C)=　　　　　　。 
(3)写出反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)B的起始的物质的量是　　　　　。 
答案(1)2　(2)0.004 mol·L-1·s-1
(3)3A(g)B(g)+2C(g)
(4)0.04 mol
解析(1)开始时加入0.3 mol A,c(A)=0.15 mol·L-1,则容器的体积为0.3mol0.15mol·L-1=2 L。
(2)由图可知,0~t1 s内Δc(C)=0.06 mol·L-1,若t1=15时,则有v(C)=0.06mol·L-115 s=0.004 mol·L-1·s-1。
(3)0~t1 s内c(A)减小0.09 mol·L-1,c(C)增加0.06 mol·L-1,其变化值之比为3∶1,由于“在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化”,说明该反应是反应前后气体分子总数不变的反应,从而推知反应为3A(g)B(g)+2C(g)。
(4)结合化学方程式可知,0~t1 s内Δc(C)=0.06 mol·L-1,则有Δc(B)=0.03 mol·L-1,故起始时B的物质的量为(0.05 mol·L-1-0.03 mol·L-1)×2 L=0.04 mol。
15.在容积为5 L的密闭容器中,加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O(g),在催化剂存在的条件下高温加热,发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),并放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的曲线如图所示。

(1)根据图中数据,从反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为　　　　　　　　　　　　;反应达到平衡时c(H2)=　　　　。 
(2)判断该反应达到平衡状态的依据是　　　　　(填字母)。 
A.单位时间内CO消耗的物质的量和CO2消耗的物质的量相等
B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
D.正、逆反应速率都为0
答案(1)0.003 mol·L-1·min-1　0.03 mol·L-1
(2)AC
解析(1)由题图可知,从第10 min时反应达到平衡状态,则v(CO)=v(CO2)=Δc(CO2)Δt=0.03mol·L-110min=0.003 mol·L-1·min-1;反应达到平衡时c(H2)=Δc(H2)=Δc(CO2)=0.03 mol·L-1。
(2)可逆反应达到化学平衡状态时,各物质的百分含量保持一定,各物质浓度保持不变,正、逆反应速率相等且不为0。
新情境创新练
16.在2 L恒容密闭容器中,800 ℃时发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007

(1)上述反应　　　　(填“是”或“不是”)可逆反应。 
(2)如图所示,表示NO2变化曲线的是　　　。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=　　　　。 

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是　　　(填序号)。 
A.v(NO2)=2v(O2)
B.容器内压强保持不变
C.v逆(NO)=2v正(O2)
D.容器内混合气体的密度保持不变
答案(1)是　(2)b　0.001 5 mol·L-1·s-1
(3)BC
解析(1)该反应是可逆反应。
(2)由平衡体系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)知,NO2为生成物,达到平衡时n(NO2)=Δn(NO)=0.020 mol-0.007 mol=0.013 mol
c(NO2)=0.013mol2 L=0.006 5 mol·L-1
故表示NO2变化曲线的为b。
0~2 s内,v(NO)=Δc(NO)Δt=Δn(NO)V·Δt=0.020mol-0.008mol2 L×2 s=0.003 mol·L-1·s-1,
则v(O2)=12v(NO)=0.001 5 mol·L-1·s-1。
(3)A项中未指明正、逆反应速率,故无法说明该反应是否达到平衡状态;由于该反应是反应前后气体体积不相等的反应,当容器内压强保持不变时,说明该反应已达到平衡状态,故B项正确;C项中已说明正、逆反应速率相等,故说明该反应已达到平衡状态;由于气体总质量不变,气体总体积也不变,因此,无论该反应是否达到平衡,容器内混合气体的密度保持不变,故D项无法说明该反应是否达到平衡状态。