高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度第2课时综合训练题

第2章　化学键　化学反应规律

第3节　化学反应的快慢和限度

第2课时　化学反应的限度

基础过关练

题组一　可逆反应的特征

1.当可逆反应:2SO2+O22SO3达到平衡后,通入18O2,再次达到平衡时,18O存在于              (　　)

A.SO3和O2中 B.SO2和SO3中

C.SO2、O2和SO3中 D.SO2和O2中

2.化学反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)是一个可逆反应,在持续加热的条件下,向密闭容器中充入2 mol H2和3 mol I2蒸气,充分反应后,该密闭容器内              (　　)

A.2 mol H2已耗尽

B.3 mol I2蒸气已耗尽

C.HI的物质的量等于4 mol

D.HI的物质的量小于4 mol

题组二　化学反应的限度

3.(2020黑龙江哈尔滨高一期中)下列关于化学反应限度的说法中正确的是 (　　)

A.一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度

B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正向反应速率和逆向反应速率相等且等于零

C.平衡状态时,各物质的浓度保持相等

D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变

4.(2020宁夏银川一中高一下期中)下列有关反应限度的说法错误的是 (　　)

A.某条件下可逆反应达到限度之前,逆反应速率逐渐增大可能与生成物浓度逐渐增大有关

B.可逆反应的限度不随反应条件的改变而改变

C.化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率

D.炼铁高炉尾气中CO含量不随高炉高度改变而改变,是因为有关反应达到了限度

5.(2020江苏无锡江阴二中等四校高一下期中)反应2NO+2CO N2+2CO2可应用于汽车尾气的净化,下列关于该反应的说法正确的是              (　　)

A.升高温度能减慢反应速率

B.减小CO浓度能加快反应速率

C.使用恰当的催化剂能加快反应速率

D.达到化学平衡时,NO能100%转化为产物

题组三　化学平衡的移动

6.(2021甘肃武威高二期末)有关化学平衡的移动,下列说法正确的是 (　　)

A.凡能影响可逆反应速率的因素,都能使化学平衡发生移动

B.加热能使正反应速率加快,逆反应速率减慢,平衡向吸热反应方向移动

C.增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动

D.改变压强都会使有气体参加的反应的化学平衡发生移动

7.(2020浙江杭州七校高二期中)某可逆反应已建立了化学平衡,当改变条件使平衡正向移动时,下列叙述正确的是              (　　)

①生成物的质量分数一定增加

②任一生成物总量一定增加

③反应物的转化率一定增大

④反应物的浓度一定降低

⑤正反应速率一定大于逆反应速率

A.②⑤ B.②③⑤ C.①②④ D.②④⑤

题组四　化学平衡时的反应速率及特征

8.在500 ℃和催化剂存在的条件下,某固定容积的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(正反应放热)。下列有关说法正确的是              (　　)

A.达到化学平衡时,混合气体中SO3的质量分数不再变化

B.在上述条件下,SO2能完全转化为SO3

C.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率相等且都为零

D.达到平衡时,SO2和SO3的浓度一定相等

9.在一定条件下,向某密闭容器中充入N2和H2合成NH3。以下叙述错误的是 (　　)

A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零

B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后减小为零

C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后保持恒定

D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后与逆反应速率相等且都保持恒定

10.一定条件下的某可逆反应,其正反应速率(v正)和逆反应速率(v逆)随反应时间(t)的变化如图所示。下列判断不正确的是              (　　)

A.t1时刻,v正>v逆

B.t2时刻,v正=v逆

C.t2时刻,反应达到最大限度

D.t3时刻,反应停止

能力提升练

题组一　化学平衡状态的判断

1.(2021河北邯郸高二期末,)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:FeO(s)+CO(g)CO2(g)+Fe(s)。该可逆反应达到平衡的标志是              (　　)

A.v(CO2)=v(CO)

B.单位时间生成CO2与CO的质量相等

C.容器内的总压强不再随时间而变化

D.混合气体的平均相对分子质量不变

2.(2020江西南昌第十中学高二期末,)在恒温、恒容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,表明该反应已达到平衡状态的是              (　　)

①混合气体的压强

②混合气体的密度

③各气态物质的物质的量浓度

④气体的总物质的量

⑤混合气体的平均相对分子质量

A.②③⑤ B.①②③

C.①②③⑤ D.①③④⑤

3.(2020山东章丘四中高二阶段测试,)一定温度下,可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中反应, 达到平衡状态的标志是              (　　)

①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO2

②v正(NO)=v逆(NO2)

③每消耗32 g氧气,同时生成60 g NO

④混合气体的压强不再改变

⑤混合气体的颜色不再改变

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变

⑦混合气体的密度不再改变

A.①④⑤⑥ B.①②③⑤

C.①②③④⑤ D.①②③④⑤⑥

4.(2020辽宁丹东凤城第一中学高二上学期月考,)100 ℃时,将0.1 mol N2O4置于1 L密闭的烧瓶中,然后将烧瓶放入100 ℃的恒温槽中,烧瓶内的气体逐渐变为红棕色:N2O4(g)2NO2(g)。下列结论不能说明上述反应在该条件下已经达到平衡状态的是              (　　)

①N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比为1∶2

②NO2生成速率与NO2消耗速率相等

③烧瓶内气体的压强不再变化

④烧瓶内气体的质量不再变化

⑤NO2的物质的量浓度不再改变

⑥烧瓶内气体的颜色不再加深

⑦烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化

⑧烧瓶内气体的密度不再变化

A.②③⑥⑦ B.①④⑧

C.只有①④ D.只有⑦⑧

题组二　化学平衡的计算

5.(2020安徽六安一中高一期末,)在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L-1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度降低为0.30 mol·L-1。下列有关判断正确的是              (　　)

A.x+y<z B.平衡向正反应方向移动

C.B的转化率增大 D.C的体积分数下降

6.()某温度时,反应X(g) 4Y(g)+Z(g)　ΔH=-Q kJ·mol-1(此式表示1 mol X完全反应放出的热量是Q kJ)在2 L恒容密闭容器中进行,X和Z的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是              (　　)

 A.0~2 min内,X的平均反应速率为0.25 mol·L-1·min-1

B.第t min时,该反应达到平衡状态

C.第5 min及以后,X的生成速率与Z的生成速率相等且保持不变

D.0~5 min内,反应放出的热量为1.6Q kJ

7.(2020山东枣庄八中高二上期中,)在一固定容积的密闭容器中,加入4 L X(g)和6 L Y(g),发生如下反应:X(g)+nY(g) 2R(g)+W(g),反应达到平衡时,测知X和Y的转化率分别为25%和50%,则化学方程式中n为              (　　)

A.4 B.3 C.2 D.1

8.()T ℃时,将2 mol气体A和1 mol气体B充入容积为2 L的恒容密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+B(g) xC(g),2 min时化学反应达到平衡(温度仍为T ℃),此时B还有0.6 mol,并测得C的浓度为0.6 mol·L-1。请回答下列问题:

(1)该反应达到平衡的标志是　　　　　　。 

a.容器中的压强保持不变

b.A的生成速率与B的消耗速率之比为2∶1

c.容器内混合气体的密度保持不变

d.A的百分含量保持不变

e.B和C的物质的量浓度之比为1∶x

(2)x=　　　　　　。 

(3)从反应开始到达到平衡时,用B表示的该反应的平均反应速率v(B)=　　　　　　。 

(4)化学反应达到平衡时,A的转化率为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析

第2章　化学键　化学反应规律

第3节　化学反应的快慢和限度

第2课时　化学反应的限度

基础过关练

1.C　化学平衡是动态平衡,故平衡时混合物中18O存在于SO2、O2和SO3中,故选C。

2.D　该反应为可逆反应,不能进行彻底,当充入2 mol H2和3 mol I2蒸气时,I2蒸气过量,应根据H2的量计算,若H2完全反应则生成4 mol HI,由于H2不能完全反应,故生成HI的物质的量小于4 mol。

3.A　平衡状态就是一个可逆反应在该条件下所能达到的限度,A正确;反应达到平衡状态时v正=v逆≠0,各物质浓度保持不变但不一定相等,且当外界条件发生改变时,这种状态可能会发生改变,B、C、D错误。

4.B　某条件下可逆反应达到限度之前,生成物浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大可能与生成物浓度逐渐增大有关,故A正确;可逆反应的限度会随反应条件的改变而改变,故B错误;反应物在平衡状态下的转化率最大,产物的产率最高,故C正确;有关反应达到了化学平衡状态,各组分的含量不会随着时间的改变而变化,故D正确。

5.C　升高温度,反应速率加快,故A错误;减小CO浓度,反应速率减慢,故B错误;使用恰当的催化剂,能加快反应速率,故C正确;该反应为可逆反应,则NO不可能100%转化为产物,故D错误。

6.C　增大压强可能能加快反应速率,但平衡可能不移动,如反应前后气体体积不变的反应,故A错误;加热正、逆反应速率均加快,平衡向吸热的方向移动,故B错误;增大反应物的浓度,向使反应物浓度减小的方向移动,即平衡正向移动,故C正确;可能为反应前后气体体积不变的反应,改变压强平衡不移动,故D错误。

7.A　①若是由于减少生成物的量引起的平衡正向移动,则该生成物的质量分数应减小,①错误;②平衡正向移动,则生成物的量增多,②正确;③若是由于增大反应物的量使得平衡正向移动,则该反应物的转化率减小,③错误;④若是由于增大反应物的浓度使得平衡正向移动,则该反应物的浓度可能增大,④错误;⑤平衡正向移动,则正反应速率一定大于逆反应速率,⑤正确;综上所述正确的是②⑤,故A项正确。

8.A　达到化学平衡时,正、逆反应速率相等,混合气体中SO3的质量分数不再变化,故A正确;可逆反应中,反应物的转化率不可能为100%,SO2不能完全转化为SO3,故B错误;达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率相等,但不为零,故C错误;达到化学平衡时,SO2和SO3的浓度不再改变,但不一定相等,故D错误。

9.B　随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,一段时间后,反应达到平衡状态,此时v(正)=v(逆)≠0,故B项错误。

10.D　根据题中图像可知在t1时刻,v正>v逆,A项正确;t2时刻,v正=v逆,反应处于化学平衡状态,在题述条件下该反应达到最大限度,B、C项正确;t3时刻,反应处于化学平衡状态,此时反应仍然在进行,只是各物质的浓度都保持不变,D项错误。

能力提升练

1.D　未指明反应方向,A错误;单位时间生成CO2与CO的质量相等,则v正≠v逆,B错误;该反应为反应前后气体体积不变的反应,反应过程中压强始终不变,因此容器内的总压强不再随时间而变化,且温度恒定,不能说明该反应已达平衡状态,C错误;平均相对分子质量不变时,CO2和CO的物质的量的百分含量不变,说明该反应达到平衡状态,D正确。

2.A　①无论是否达平衡状态,该反应反应前后压强为定值,不能根据压强判断平衡状态,故①错误; ②混合气体的密度不变,反应达到平衡状态,故②正确;③各气态物质的物质的量浓度不变,说明该反应达到平衡状态,故③正确;④该反应中混合气体的总物质的量始终不变,故④错误;⑤混合气体的总质量为变量、总物质的量始终不变,则混合气体的平均相对分子质量为变量,当混合气体的平均相对分子质量不再变化时,说明该反应达到平衡状态,故⑤正确。

3.D　①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO2,说明反应v正(O2)=v逆(O2),故正确;②v正(NO)=v逆(NO2)=v逆(NO),故正确;③每消耗32 g氧气,同时生成60 g NO,说明该反应的正反应速率等于逆反应速率,该反应达到平衡状态,故正确;④该反应为反应前后气体体积不相等的反应,当混合气体的压强不再改变时,说明该反应达到平衡状态,故正确;⑤混合气体的颜色不再改变,说明NO2气体的浓度不再变化,该反应达到平衡状态,故正确;⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明该反应达到平衡状态,故正确;⑦反应在体积固定的密闭容器中进行,气体的总质量及容器的体积始终不变,混合气体的密度始终不改变,密度不变不能作为平衡状态的标志,故错误。

4.B　①无论反应是否达到平衡状态,N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比都是1∶2,所以N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比为1∶2,不能说明已达平衡状态;②NO2生成速率与NO2消耗速率相等,正、逆反应速率相等,说明已达平衡状态;③该反应为反应前后气体体积发生变化的反应,烧瓶内气体的压强不再变化,说明正、逆反应速率相等,已经达到平衡状态;④对于该反应烧瓶内气体的质量始终不变,因此烧瓶内气体的质量不再变化不能说明该反应已达平衡状态;⑤NO2的物质的量浓度不再改变,说明正、逆反应速率相等,已经达到平衡状态;⑥烧瓶内气体的颜色不再加深,说明正、逆反应速率相等,反应已经达到平衡状态;⑦烧瓶内气体的总质量不变,该反应反应前后气体体积发生变化,当烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化时,说明混合物中各物质的物质的量不再变化,该反应已经达到平衡状态;⑧密度=质量÷体积,气体的总质量不变,气体体积不变,所以密度不变,不能说明已达平衡状态。综上所述,①④⑧符合题意,故选B。

5.D　首次平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L-1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度降低为0.30 mol·L-1,说明减小压强平衡向逆反应方向移动。即逆反应方向为气体体积增大的方向,所以x+y>z,A错误;由上述分析可知平衡向逆反应方向移动,B错误;平衡向逆反应方向移动,B的转化率降低,C错误;平衡向逆反应方向移动,C的体积分数下降,故D正确。

6.B　0~2 min内,X的平均反应速率为=0.25 mol·L-1·min-1,故A正确;0~5 min内,X的物质的量浓度减小,Z的物质的量浓度增大,反应向正反应方向进行,第t min时未达到平衡状态,故B错误;第5 min及以后,X、Z的浓度不再改变,该反应处于平衡状态,X和Z的化学计量数相等,则X的生成速率与Z的生成速率相等且保持不变,故C正确;0~5 min内,消耗X的物质的量是(0.9 mol·L-1-0.1 mol·L-1)×2 L=1.6 mol,则反应放出的热量是1.6Q kJ,故D正确。

7.B　设X转化a L,

　　　　X(g)+nY(g) 2R(g)+W(g)

起始: 4 L 6 L

转化: a L an L

则∶=25%∶50%=1∶2,n=3,故选B。

8.答案　(1)bd　(2)3　(3)0.1 mol·L-1·min-1　(4)40%

解析　2 min时化学反应达到平衡(温度仍为T ℃),此时B还有0.6 mol,转化的B为1 mol-0.6 mol=0.4 mol,c(B)转化==0.2 mol·L-1,测得C的浓度为0.6 mol·L-1,则=,解得x=3。

　　　　　　2A(g)+B(g) 3C(g)

初始(mol) 2 1 0

转化(mol) 0.8 0.4 1.2

平衡(mol) 1.2 0.6 1.2

(1)a项,计算可知x=3,该反应为反应前后气体体积不变的反应,则容器中的压强保持不变不能判定该反应已达平衡状态;b项,A的生成速率与B的消耗速率之比为2∶1,说明正、逆反应速率相等,该反应达到平衡状态;c项,混合气体的总质量、体积不变,则容器内混合气体的密度保持不变不能判断反应达到平衡状态;d项,A的百分含量保持不变,表明该反应已达平衡状态;e项,由上述分析可知,题述条件下反应达到化学平衡时,B和C的物质的量浓度之比为1∶2。(2)由上述分析可知x=3。(3)用B表示的该反应的平均反应速率v(B)==0.1 mol·L-1·min-1。(4)化学反应达到平衡状态时,A的转化率为×100%=40%。