高中鲁科版 (2019)第3节 化学反应的快慢和限度第2课时一课一练

这是一份高中鲁科版 (2019)第3节 化学反应的快慢和限度第2课时一课一练，共9页。试卷主要包含了9倍,则++2x=0等内容，欢迎下载使用。

课后篇巩固提升


夯实基础·轻松达标


1.下列对于可逆反应2M(g)+N(g)2P(g)达到平衡时的说法正确的是( )


A.M、N全部变成了P


B.反应已经停止


C.反应混合物中各组分的浓度不再改变


D.v(M)∶v(N)=2∶1


答案C


解析题给反应是可逆反应,所以反应物不可能完全转化为生成物,存在反应限度,故A错误;反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,但反应并没有停止,故B错误;反应混合物中各成分的浓度不再改变是反应达到平衡状态的依据,故C正确;v(M)∶v(N)=2∶1,未体现正、逆反应速率关系,故D错误。


2.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )


A.若单位时间内生成x ml NO的同时,消耗x ml NH3,则反应达到平衡状态


B.达到化学平衡时,若增大容器容积,则正反应速率减小,逆反应速率增大


C.化学反应速率关系是2v正(NH3)=3v正(H2O)


D.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)


答案D


解析若单位时间内生成x ml NO的同时,一定消耗x ml NH3,不能体现正、逆反应速率相等,故A错误;达到化学平衡时,若增大容器容积,则物质的浓度减小,正、逆反应速率均减小,故B错误;化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比,根据化学方程式可知3v正(NH3)=2v正(H2O)成立,故C错误;化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比,根据化学方程式可知4v正(O2)=5v逆(NO),故D正确。


3.反应2SO2+O22SO3达到平衡状态后,下列说法正确的是( )


A.三氧化硫的生成速率与分解速率相等


B.二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比是2∶1∶2


C.二氧化硫与氧气不再化合生成三氧化硫


D.降低温度,原化学平衡状态未被破坏


答案A


解析可逆反应达到平衡状态以后正、逆反应速率相等,则三氧化硫的生成速率与分解速率相等,A项正确;平衡时二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比不一定是2∶1∶2,还与物质的初始浓度以及转化率有关系,B项错误;可逆反应达到平衡状态以后正、逆反应速率相等,但不为0,平衡时二氧化硫与氧气仍然反应生成三氧化硫,C项错误;降低温度,原化学平衡状态被破坏,D项错误。


4.





在一定温度下,容器内某一反应aNbM的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示,下列表述正确的是( )


A.a∶b=1∶2


B.t2时,逆反应速率大于正反应速率


C.t3时,正、逆反应速率相等,达到平衡


D.t1时,v(N)的反应速率是2t1 ml·L-1·min-1


答案C


解析由图像可知,反应中M的物质的量逐渐增多,N的物质的量逐渐减少,则在反应中N为反应物,M为生成物,根据图像,在相等的时间内消耗的N和M的物质的量之比a∶b=2∶1,选项A错误;由图可知t2时反应没有达到平衡,此时正反应速率大于逆反应速率,选项B错误;由图可知t3时,反应达到平衡,正、逆反应速率相等,选项C正确;容器的容积未知,且v(N)的反应速率也只能算出平均速率,选项D错误。


5.一定温度下,可逆反应3X(g)+Y(g)2Z(g)达到化学平衡的标志是( )


A.单位时间内生成3n ml X,同时消耗n ml Y


B.X的生成速率与Z的生成速率相等


C.X、Y、Z的浓度相等


D.X、Y、Z的分子数之比为3∶1∶2


答案A


解析X的生成代表逆反应方向,Y的消耗代表正反应方向,二者物质的量的变化符合化学计量数之比,A项正确;X、Z的生成分别代表了逆反应和正反应方向,但二者比例不符合化学方程式中的计量数比,B项错误;达到平衡时,各物质浓度不一定相等,C项错误;达到平衡时,分子数不一定符合化学计量数之比,D项错误。


6.在T ℃,将1 ml N2和3 ml H2充入体积为1 L的密闭容器中发生反应,一段时间后达到平衡。在相同温度下,测得容器压强是反应前的0.9倍。则N2的转化率为( )


A.15%B.20%


C.25%D.30%


答案B


解析设N2的转化率为x,根据三段式法分析:


N2+3H22NH3


开始/ml 1 3 0


转化/ml x 3x 2x


平衡/ml 1-x 3-3x 2x


平衡时压强是反应前的0.9倍,则(1-x)+(3-3x)+2x(1+3)=0.9,x=0.2,N2的转化率为20%,B项正确。


7.一定温度下,某恒容密闭容器中含有NO2、N2O4两种气体,反应开始至达到平衡状态过程中,两种物质的浓度随时间的变化如图所示:





(1)表示NO2浓度变化的曲线是 (填“x”或“y”),写出相应的化学方程式: 。


(2)从反应开始至达到平衡的过程中,用N2O4表示的反应速率v(N2O4)= 。a、b两点对应状态中,x代表的物质的反应速率相对大小为v(a) v(b)。


(3)若平衡后改变温度,容器中气体的平均摩尔质量变大,则反应向生成 (填“NO2”或“N2O4”)的方向进行。


答案(1)x 2NO2N2O4 (2)0.4 ml·L-1·min-1 > (3)N2O4


解析(1)根据图像,到达平衡时x的浓度降低了8 ml·L-1,y的浓度增大了4 ml·L-1,因此表示NO2浓度变化的曲线是x,反应的化学方程式为2NO2N2O4。(2)从反应开始至达到平衡的过程中,用N2O4表示的反应速率v(N2O4)=ΔcΔt=4ml·L-110min=0.4 ml·L-1·min-1;a、b两点对应状态中,a点时c(NO2)较大,则NO2的反应速率v(a)>v(b);(3)若平衡后改变温度,容器中气体的平均摩尔质量变大,说明气体的物质的量变小,则反应向生成N2O4的方向进行。


提升能力·跨越等级


1.将0.2 ml·L-1的KI溶液和0.05 ml·L-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3++2I-2Fe2++I2”的是( )





已知:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)。


A.①和②B.②和④


C.③和④D.①


答案D


解析将0.2 ml·L-1的KI溶液和0.05 ml·L-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,根据方程式可知碘离子过量,因此只需要证明溶液中含Fe3+即可说明此反应为可逆反应,能建立化学平衡。①向溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红,则说明溶液中有Fe3+,即能说明反应存在平衡,①正确;②由于碘离子过量,所以向溶液中滴入AgNO3溶液一定有黄色沉淀生成,不能说明反应存在平衡,②错误;③无论反应存不存在平衡,溶液中均存在Fe2+,滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀生成,③错误;④无论反应存不存在平衡,溶液中均有I2,滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色,故不能证明存在平衡,④错误。


2.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化学平衡的是( )


A.2v(NH3)=v(CO2)


B.密闭容器中总压强不变


C.密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变


D.密闭容器中二氧化碳的体积分数不变


答案B


解析2v(NH3)=v(CO2)不能证明正、逆反应速率相等,A项错误;密闭容器中总压强不变,说明气体总物质的量不变,正、逆反应速率相等,B项正确;因为反应物是固体,所以整个密闭容器中混合气体的平均摩尔质量是个定值,始终不变,C项错误;因为反应物是固体,容器中氨气和二氧化碳的物质的量之比始终为2∶1,即氨气的体积分数不变,D项错误。


3.密闭容器中进行如下反应X(g)+3Y(g)2Z(g),X、Y、Z起始浓度分别是0.2 ml·L-1、0.6 ml·L-1、0.4 ml·L-1,当达到平衡时,下列数据可能正确的是( )


A.X为0.25 ml·L-1,Z为0.5 ml·L-1


B.Y为1.2 ml·L-1


C.X为0.3 ml·L-1,Z为0.3 ml·L-1


D.Z为0.6 ml·L-1


答案D


解析根据可逆反应平衡时反应物和生成物共存的特点可知,平衡时各物质浓度范围为0 ml·L-1

4.在一定温度下的恒压容器中,进行可逆反应A(g)+B(g)C(g)+2D(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是( )


①反应混合物的密度不再改变 ②混合气体的平均相对分子质量不再改变 ③C和D的物质的量之比为1∶2 ④体系压强不再改变 ⑤C的质量分数不再改变 ⑥v(A)∶v(C)=1∶1


A.①②④⑤B.①②⑤


C.②⑤⑥D.①②③④⑤⑥


答案B


解析①一定温度下的恒压容器中,反应混合物的密度不再改变,说明气体的物质的量不变,故能确定题给反应达到平衡状态;②因为A(g)+B(g)C(g)+2D(g)反应前后计量数之和不等,所以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,正、逆反应速率相等,达平衡状态;③C和D的物质的量之比为1∶2,不能说明反应达到平衡,故不选;④因为在一定温度下的恒压容器中,压强一直不变,故不选;⑤C的质量分数不再改变,说明气体的物质的量不变,正、逆反应速率相等,达平衡状态;⑥v(A)∶v(C)=1∶1,未体现正、逆反应速率的关系,故不选。所以能说明该反应达到平衡状态的是①②⑤。


5.一定条件下,对于可逆反应X(g)+4Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分別为0.1 ml·L-1、0.4 ml·L-1、0.1 ml·L-1,则下列判断正确的是( )


A.c1∶c2=4∶1


B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为1∶2


C.c1的取值范围为0 ml·L-1

D.若反应正向进行,X、Y的转化率相等


答案D


解析由方程式可得,X、Y按1∶4反应,又因为平衡时X、Y的浓度之比为1∶4,所以X、Y起始浓度之比也为1∶4,故A项错误;平衡时,不同物质表示的正、逆反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比,所以Y和Z的生成速率之比为4∶2,即2∶1,故B项错误;若反应开始向右进行并达到平衡,平衡时X的浓度为0.1 ml·L-1,Z的浓度为0.1 ml·L-1,因为Z的浓度开始不是0,故Z的浓度变化小于0.1 ml·L-1,由方程式可知,X的浓度变化量小于0.05 ml·L-1,故c1<0.15 ml·L-1,若反应开始向左进行并达到平衡,平衡时X、Y的浓度之比为1∶4,等于化学计量数之比,可以是Z分解生成,因为X的起始浓度大于0,所以0 ml·L-1

6.(双选)在4 L密闭容器中充入6 ml A气体和5 ml B气体,在一定条件下发生反应3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2 ml C,经测定,D的浓度为0.5 ml·L-1,下列判断正确的是( )


A.x=2


B.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%


C.平衡时A的浓度为1.50 ml·L-1


D.B的转化率为20%


答案AD


解析0.5 ml·L-1×4 L=2 ml,则平衡时生成C与D的物质的量相同,结合反应可知x=2,则根据三段式法分析:


3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)


开始/ml 6 5 0 0


转化/ml 3 1 2 2


平衡/ml 3 4 2 2


由上述分析可知,x=2,A项正确;


题给反应是反应前后气体体积不变的反应,即压强始终不变,B项错误;平衡时A的浓度为3ml4 L=0.75 ml·L-1,C项错误;


平衡时B的转化率为1ml5ml×100%=20%,D项正确。


7.在2 L密闭容器中进行反应pZ(g)+qQ(g)mX(g)+nY(g),式中m、n、p、q为化学计量数。在0~3 min末,各物质的物质的量的变化如下表所示:





已知:0~2 min末v(Q)=0.075 ml·L-1·min-1,v(Z)∶v(Y)=1∶2。


请回答下列问题:


(1)0~2 min末X的反应速率v(X)= 。


(2)起始时n(Y)= 。


(3)3 min末是否达到平衡 (填“是”或“否”)。


(4)对于该反应,能增大正反应速率的措施是 (填序号,下同)。


A.缩小容器体积B.移走部分Q


C.通入大量He气D.升高温度


答案(1)0.025 ml·L-1·min-1 (2)2.3 ml (3)是


(4)AD


解析(1)0~2 min末X的浓度由0.35 ml·L-1变为0.40 ml·L-1,所以v(X)=0.4ml·L-1-0.35 ml·L-12min=0.025 ml·L-1·min-1。


(2)v(Z)∶v(Y)=1∶2,则p∶n=1∶2,0~2 min末Z反应掉1 ml-0.8 ml=0.2 ml,则同时生成Y为0.2 ml×2=0.4 ml,则起始时n(Y)=2.7 ml-0.4 ml=2.3 ml。


(3)2 min末和3 min末Z的物质的量相等,则说明已经达到平衡。


(4)缩小容器体积,反应物浓度增大,正反应速率加快,故A正确;移走部分Q,反应物浓度减小,正反应速率减小,故B错误;通入大量He气,反应物浓度不变,正反应速率不变,故C错误;升高温度,正反应速率增大,故D正确。


8.某温度时,向某V L的密闭容器中充入3 ml H2(g)和3 ml I2(g),发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),已知生成2ml HI时,该反应放出的热量为26.5 kJ,





测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。请回答下列问题:


(1)V= L。


(2)该反应达到最大限度的时间是 s,该段时间内的平均反应速率v(HI)= ml·L-1·s-1。


(3)该反应达到平衡状态时, (填“吸收”或“放出”)的热量为 kJ。


(4)判断反应达平衡的依据是 (填序号)。


①H2消耗的速率和I2消耗的速率相等 ②H2、I2、HI的浓度比为1∶1∶2 ③H2、I2、HI的浓度都不再发生变化 ④该条件下正、逆反应速率都为零 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再发生变化


⑥气体的颜色不再发生变化


答案(1)3 (2)5 0.316 (3)放出 62.8 (4)③⑥


解析(1)根据图像知,氢气和碘的初始物质的量浓度为1 ml·L-1,所以容器的体积=3ml1ml·L-1=3 L。


(2)当反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,根据图像可知,反应达到最大限度的时间为5 s,v(HI)=ΔcΔt=(1.58-0)ml·L-15 s=0.316 ml·L-1·s-1。


(3)该反应的正反应是放热反应,所以当反应达到平衡状态时会放出热量,根据碘化氢的物质的量和反应热之间的关系式得,放出的热量为1.58ml·L-1×3 L×26.5 kJ·ml-12ml≈62.8 kJ。


(4)H2消耗的速率和I2消耗的速率相等,都是正反应,不能判断反应达到平衡状态,故①错误;H2、I2、HI的浓度之比为1∶1∶2,该反应不一定达到平衡状态,还与反应物初始浓度及转化率有关,故②错误;H2、I2、HI的浓度都不再发生变化,该反应正、逆反应速率相等,达到平衡状态,故③正确;正、逆反应速率都为零,该反应没有开始进行,所以一定没有达到平衡状态,平衡状态下正、逆反应速率相同且不为0,故④错误;反应前后气体质量和气体物质的量不变,混合气体的平均相对分子质量始终不发生变化,故⑤错误;气体的颜色不再发生变化,说明碘单质浓度不变,说明反应达到平衡状态,故⑥正确。


贴近生活·拓展创新


★Ⅰ.已知反应aA(g)+bB(g)cC(g),在某温度下,向2 L的密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。





(1)经测定前4 s内v(C)=0.05 ml·L-1·s-1,则该反应的化学方程式为 。


(2)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为甲:v(A)=0.3 ml·L-1·s-1;乙:v(B)=0.12 ml·L-1·s-1;丙:v(C)=9.6 ml·L-1·min-1,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 (用甲、乙、丙表示)。


Ⅱ.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气(气体体积已折合成标准状况),实验记录如表(累计值):





(3)哪一时间段反应速率最大 (填0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min、5~6 min,下同),原因是 。


(4)如果反应太剧烈,为了减缓反应而又不减少产生氢气的量,他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液,你认为可行的是 (填字母)。


A.CH3COONaB.NaNO3溶液


C.KCl溶液D.Na2CO3溶液


Ⅲ.(5)下列说法可以证明反应H2(g)+I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是 。


A.单位时间内生成n ml H2的同时,生成n ml HI


B.一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂


C.温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化


D.反应速率v(H2)=v(I2)=12v(HI)


E.温度和体积一定时,容器内压强不再变化


F.温度和体积一定时,混合气体的密度不再变化


答案(1)3A(g)+B(g)2C(g) (2)乙>甲>丙 (3)3~4 min 因该反应是放热反应,3~4 min时体系温度高,温度对反应速率的影响占主导作用 (4)AC (5)BC


解析(1)经测定前4 s内v(C)=0.05 ml·L-1·s-1,生成C的物质的量浓度是0.05 ml·L-1·s-1×4 s=0.2 ml·L-1,此时消耗A是0.8 ml·L-1-0.5 ml·L-1=0.3 ml·L-1,则a∶c=3∶2;平衡时消耗A与B分别是0.6 ml·L-1、0.2 ml·L-1,则a∶b=3∶1,所以该反应的化学方程式为3A(g)+B(g)2C(g)。


(2)如果都用物质A表示反应速率,则根据化学反应速率之比等于相应的化学计量数之比可知甲、乙、丙中用A表示的反应速率分别是0.3 ml·L-1·s-1、0.36 ml·L-1·s-1、0.24 ml·L-1·s-1,所以甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。


(3)0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min、5~6 min内生成氢气的体积分别是50 mL、70 mL、104 mL、168 mL、80 mL、30 mL,因此反应速率最大的时间段是3~4 min,这是由于该反应是放热反应,此时温度高,温度对反应速率的影响占主导作用。


(4)CH3COONa与H+反应生成弱酸醋酸,H+浓度降低,反应速率减小,随着反应的进行,H+又逐渐电离出来,所以生成的氢气体积几乎不变,A项正确;加入NaNO3溶液,在酸性溶液中NO3-具有强氧化性,与金属反应不能得到氢气,B项错误;KCl溶液相当于稀释,氢离子浓度降低,反应速率减小,且生成的氢气体积不变,C项正确;Na2CO3溶液消耗H+产生二氧化碳,最终生成的氢气体积减少,D项错误。


(5)单位时间内生成n ml H2的同时生成n ml HI不满足反应速率之比等于相应的化学计量数之比,反应没有达到平衡状态,A项错误;一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂分别代表正、逆反应速率,且满足反应速率之比是相应的化学计量数之比,说明达到平衡状态,B项正确;温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化说明单质碘的浓度不再发生变化,达到平衡状态,C项正确;反应速率v(H2)=v(I2)=12v(HI),没有指明反应速率的方向,不能说明反应达到平衡状态,D项错误;反应前后气体体积不变,温度和体积一定时,容器内压强始终不变,不能说明反应达到平衡状态,E项错误;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,所以温度和体积一定时,混合气体的密度不再变化,不能说明反应达到平衡状态,F项错误。实验


编号
实验操作
实验现象
①
滴入KSCN溶液
溶液变红色
②
滴入AgNO3溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入K3[Fe(CN)6]溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
物质
X
Y
Z
Q
起始/ml
0.7
1
2 min末/ml
0.8
2.7
0.8
2.7
3 min末/ml
0.8
时间/min
1
2
3
4
5
6
氢气体


积/mL
50
120
224
392
472
502