鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度第2课时当堂检测题

第2课时　化学反应的限度

必备知识基础练

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

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 mol NO的同时,消耗x mol 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)

3. 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 mol·L-1·min-1

4.(2022全国高一同步练习)已建立平衡的某可逆反应,当改变条件使平衡向正反应方向移动时,下列叙述正确的是(　　)

①正反应速率一定大于逆反应速率　②正、逆反应速率均增大　③反应物的浓度一定降低　④生成物的产量一定增加

⑤生成物的体积分数一定增加

A.①②④ B.②③⑤

C.①④ D.③⑤

5.工业合成氨的反应为N2+3H22NH3(正反应放热),该反应在一定条件下的密闭容器中进行。下列关于该反应的说法不正确的是(　　)

A.达到平衡时,反应速率:v(正)=v(逆)≠0

B.使用催化剂可加快反应速率,提高生产效率

C.降低温度平衡正向移动

D.若在密闭容器加入1 mol N2和过量的H2,最后能生成2 mol NH3

6.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

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。 

关键能力提升练

以下选择题有1~2个选项符合题意。

8.将0.2 mol·L-1的KI溶液和0.05 mol·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② B.②和④

C.③和④ D.①

9.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 mol·L-1、0.6 mol·L-1、

0.4 mol·L-1,当达到平衡时,下列数据可能正确的是(　　)

A.X为0.25 mol·L-1,Z为0.5 mol·L-1

B.Y为1.2 mol·L-1

C.X为0.3 mol·L-1,Z为0.3 mol·L-1

D.Z为0.6 mol·L-1

10.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.①②④⑤ B.①②⑤

C.②⑤⑥ D.①③④⑥

11.一定条件下,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的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0.1 mol·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 mol·L-1<c1<0.15 mol·L-1

D.达到平衡时,正、逆反应速率均相等

12.Ⅰ.某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。将质量相同的粉末状和块状的MnO2分别加入盛有15 mL 5%的H2O2溶液的大试管中,并用带火星的木条测试,结果如下:

(1)写出上述实验中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)实验结果表明,催化剂的催化效果与　　　　　　　　　有关。 

(3)某同学在10 mL H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰,放出气体的体积(标准状况)与反应时间的关系如图所示,则A、B、C三点所表示的反应速率最慢的是　　　　。 

Ⅱ.某反应在容积为5 L的恒容密闭容器中进行,在0~3 分钟内各物质物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体,且A气体有颜色)。

(4)该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)反应开始至2分钟时,B的平均反应速率为　　　　　　　。 

(6)能说明该反应已达到平衡状态的是　　　　(填字母)。 

a.v(A)=2v(B)

b.容器内各物质的物质的量相等

c.v逆(A)=v正(C)

d.容器内气体的颜色保持不变

学科素养创新练

13.(2021北京大兴区高一期末)工业制硫酸中的一步重要反应是SO2的催化氧化。在2 L密闭容器中,充入SO2和O2,在催化剂、500 ℃的条件下发生反应。请结合下图中数据,回答下列问题。

(1)该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)反应开始至2 min末,以SO2的浓度变化表示该反应的平均速率是　　　　　　　　　　;2 min时,反应是否达到化学平衡状态?　　　　　　(填“是”或“否”)。 

(3)下列说法不正确的是　　　　(填字母,下同)。 

a.催化剂可以增大化学反应速率

b.改变温度或压强,可以实现SO2的完全转化

c.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度

d.若仅增大容器容积,则该化学反应速率增大

(4)下列情况,能说明该反应一定达到化学平衡状态的是　　　　　。 

a.单位时间内消耗1 mol SO2,同时生成1 mol SO3

b.SO2的物质的量保持不变

c.正、逆反应速率相等且不等于零

d.SO2的浓度与SO3的浓度相等

参考答案

1.C　2.D　3.C

4.C　平衡正向移动,正反应速率一定大于逆反应速率,①符合题意;若减小压强使平衡正向移动,则正、逆反应速率均减小,②不符合题意;如果加压使平衡正向移动,则反应物的浓度增大,③不符合题意;平衡正向移动,则生成物的物质的量增大,产量一定增加,④符合题意;增大反应物浓度,虽然平衡正向移动,但生成物的体积分数不一定增加,⑤不符合题意。综合以上分析,只有①④符合题意。

5.D

6.B　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,即二氧化碳的体积分数始终不变,D项错误。

7.答案 (1)x　2NO2N2

(2)0.4 mol·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 mol·L-1,y的浓度增大了4 mol·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)==0.4 mol·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。

8.D

9.D　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 mol·L-1<c(X)<0.4 mol·L-1,0 mol·L-1<c(Y)<1.2 mol·L-1,0 mol·L-1<c(Z)<0.8 mol·L-1。X为0.25 mol·L-1,Z应该为0.3 mol·L-1,A项错误;Y不可能为1.2 mol·L-1,B项错误;X为0.3 mol·L-1,Z应该为0.2 mol·L-1,C项错误;Z为0.6 mol·L-1是可能的,D项正确。

10.B　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。

11.CD　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 mol·L-1,Z的浓度为0.1 mol·L-1,因为Z的浓度开始不是0,故Z的浓度变化小于0.1 mol·L-1,由方程式可知,X的浓度变化量小于0.05 mol·L-1,故c1<0.15 mol·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 mol·L-1<c1<0.15 mol·L-1,故C项正确;达到平衡时,正、逆反应速率相等,故D项正确。

12.答案 (1)2H2O22H2O+O2↑

(2)催化剂的表面积　(3)C　(4)2A+B2C

(5)0.1 mol·L-1·min-1　(6)cd

解析 Ⅰ.(1)H2O2在二氧化锰作为催化剂的条件下发生分解反应生成水和氧气,发生反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。

(2)实验结果表明,粉末状二氧化锰作为催化剂时反应剧烈,反应速率较快,故催化剂的催化效果与催化剂的表面积有关。

(3)随着反应的进行,过氧化氢的浓度逐渐减小,反应速率逐渐变慢,则A、B、C三点所表示的反应速率最慢的是C。

Ⅱ.(4)根据题给信息知,A、B的物质的量随反应的进行逐渐减小最后不变,C的物质的量随反应的进行逐渐增大最后不变,则A、B为反应物,C为生成物,反应为可逆反应,A、B、C的物质的量变化分别为2 mol、1 mol和2 mol,则该反应的化学方程式为2A+B2C。

(5)根据题意可知,反应进行到2 min时B的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1。

(6)a.没有明确正、逆反应速率,v(A)=2v(B)不能说明反应达到平衡状态,错误;b.容器内各物质的物质的量相等,反应不一定达到平衡状态,错误;c.v逆(A)=v正(C),正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,正确;d.容器内气体的颜色保持不变,说明A的浓度保持不变,反应达到平衡状态,正确,选cd。

13.答案 (1)2SO2+O22SO3

(2)1.25 mol·L-1·min-1　否　(3)bd　(4)bc

解析 (1)SO2和O2在催化剂、500 ℃的条件下发生反应生成SO3,反应的化学方程式为2SO2+O22SO3。

(2)反应开始至2 min末,以SO2的浓度变化表示该反应的平均速率是=1.25 mol·L-1·min-1;根据题图中信息可知,2 min后,SO2与SO3的物质的量还在变化,故反应还没有达到化学平衡状态。

(3)催化剂可同等程度地改变正、逆反应的反应速率,a正确;反应是可逆的,改变温度或压强,也不能实现SO2的完全转化,b不正确;通过调控反应条件,如适当降温或增大压强,可以提高该反应进行的程度,c正确;若仅增大容器容积,则压强减小,该化学反应速率减小,d不正确。

(4)单位时间内消耗1 mol SO2,同时生成1 mol SO3,均表示正反应,不能说明正、逆反应速率相等,无法说明反应达到平衡状态,a不符合题意;SO2的物质的量保持不变,说明反应各成分保持不变,反应达到平衡状态,b符合题意;正、逆反应速率相等且不等于零,则反应达到平衡状态,c符合题意;SO2的浓度与SO3的浓度相等,不能说明各成分是否保持不变,无法说明反应达到平衡状态,d不符合题意。