高中化学苏教版 (2019)必修 第二册专题6 化学反应与能量变化第一单元 化学反应速率与反应限度第二课时复习练习题

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1.[2023江西南昌三中期中]下列关于可逆反应的叙述中,不正确的是( )
A.任何可逆反应都有一定的反应限度
B.反应条件改变,可逆反应的反应限度可能改变
C.可逆反应达到平衡时,反应停止
D.可逆反应达到平衡时,正、逆反应速率一定相等
2.[2023江苏盐城响水清源中学月考]有关反应2NH3的说法正确的是( )
A.升高温度可减慢反应速率
B.使用催化剂可提高反应速率
C.达到平衡时,v(正)=v(逆)=0
D.达到平衡时,H2转化率可达100%
3.[2023江苏徐州树恩高级中学月考]在恒温恒容下,反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g),达到平衡状态的标志是( )
A.c(A)不再变化
B.A、B、C、D的反应速率之比为2∶2∶3∶1
C.单位时间内生成n ml B,同时消耗1.5n ml C
D.容器内各气体浓度相等
4.[2023江苏淮安淮阴中学期末]硫酸是一种重要的化工产品,目前硫酸的主要生产方法是“接触法”,其主要反应之一为2SO2+O22SO3。下列有关该反应的说法不正确的是( )
A.SO2和O2不可能全部转化为SO3
B.达到平衡后,正、逆反应速率相等且均为0
C.该反应从开始到平衡的过程中,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.工业上生产SO3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
5.[2023福建福安一中月考]某温度下,在2 L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为 。
(2)反应起始至t min(设t=5),Z的平均反应速率是 ,X的转化率为 (用百分数表示),Y的体积分数为 。
(3)下列可判断反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.体系的压强保持不变
C.混合气体的密度不变
D.生成1 ml Z的同时生成2 ml X
E.混合气体的平均相对分子质量不变
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6.在10 L密闭容器中,1 ml A和3 ml B在一定条件下反应:A(g)+xB(g)2C(g)。2 min后反应达到平衡时,测得混合气体共3.4 ml,生成0.4 ml C,则下列计算结果正确的是( )
A.平衡时,物质的量之比n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶11∶4
B.x值等于3
C.达到平衡时,A转化了0.2 ml
D.B的平均反应速率为0.4 ml·L-1·min-1
7.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应),673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.c点处正反应速率和逆反应速率相等
B.a点的正反应速率比b点的大
C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
D.在t2时刻,正反应速率大于逆反应速率
8.[2023江苏盐城响水中学校考期中]一定条件下,恒容的密闭容器中,对于可逆反应3X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度(单位: ml·L-1)分别为c1、c2、c3(均不为零),达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度分别为0.3 ml·L-1、0.3 ml·L-1、0.2 ml·L-1,则下列判断合理的是( )
A.c1∶c2=1∶3
B.达到化学平衡状态时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.达到化学平衡状态时,容器内的压强不再变化
D.c1的取值范围为0.39.[2023江苏宿迁泗阳县实验高级中学校考阶段练习]一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述错误的是( )
A.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为
0.079 ml·L-1·s-1
B.反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 ml·L-1
C.反应开始到10 s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)
10.[2023江苏徐州阶段练习]回答下列问题。
(1)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下的),实验记录如表(氢气体积为累计值):
①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”或“5~6 min”)。
②反应后期速率变慢的主要原因是 。
③第“3~4 min”时间段以盐酸浓度表示的该反应速率(设溶液体积不变)是 。
(2)某温度下,在一个2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,填写下列空白:
①从开始至2 min,X的平均反应速率为 。
②该反应的化学方程式为 。
③1 min时,反应速率的大小关系为v(正) (填“>”“<”或“=”)v(逆)。
④下列能说明反应已达平衡的是 (填字母)。
a.X、Y、Z三种气体的浓度相等
b.气体混合物物质的量不再改变
c.反应速率v(X)∶v(Y)=3∶1
d.(单位时间内消耗X的物质的量)∶(单位时间内消耗Z的物质的量)=3∶2
11.硫-碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
Ⅰ.SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI
Ⅱ.2HIH2+I2(g)
Ⅲ.2H2SO42SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是 (填字母,下同)。
A.反应Ⅲ易在常温下进行
B.反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
C.循环过程需补充H2O
D.循环过程产生1 ml O2的同时产生1 ml H2
(2)在一定条件下,容积不变的密闭容器中,能说明反应Ⅱ达到化学平衡状态的是 。
A.混合气体的颜色不再变化
B.混合气体的密度不再改变
C.反应混合物中各组分物质的浓度相等
D.H2、HI、I2三种物质的反应速率之比为1∶2∶1
E.容器中气体压强不变
(3)一定温度下,向1 L密闭容器中加入1 ml HI(g),发生反应Ⅱ,H2的物质的量随时间的变化如图所示。
①0~2 min内的平均反应速率v(HI)= 。
②下列说法正确的是 (填字母)。
A.对任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量的减小或生成物物质的量的增加来表示
C.在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率不再改变
D.增大反应物的浓度、降低反应的温度都能增大反应速率
③A点的逆反应速率v逆(H2) (填“大于”“小于”或“等于”)B点的正反应速率v正(H2)。
学科素养创新练
12.Ⅰ.在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入一容积为2 L的密闭容器中,X和Y两物质的浓度随时间变化情况如图。
(1)该反应的化学方程式为(生成物或反应物用符号X、Y表示): 。
(2)a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是 。
Ⅱ.以下是关于化学反应2SO2+O22SO3的两个素材。
素材1:某温度和压强下,2 L容器中,在不同时间点测得密闭体系中三种物质的物质的量如下。
素材2:反应在不同条件下进行时,SO2的转化率(SO2的转化率是反应的SO2的量占起始SO2的量的百分数,SO2的转化率越大,化学反应的限度越大)如下。
回答问题:
(3)根据素材1计算20~30 s期间,用二氧化硫表示的化学反应平均速率为 。
(4)根据素材2分析得到,提高该化学反应限度的途径有 。
(5)根据素材1、素材2分析得到,要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应条件是
。
第2课时 化学反应的限度 化学平衡状态
1.C 解析 可逆反应不能完全进行,则任何可逆反应都有一定的反应限度,达到了化学平衡状态即达到了该反应的限度,A正确;在一定条件下,反应达到平衡状态,条件改变,则平衡发生移动,故化学反应的限度可以通过改变条件而改变,B正确;当一个化学反应在一定条件下达到平衡时,正、逆反应速率相等,且不为零,反应并未停止,C错误;化学反应达到限度时,即达到平衡状态,则正、逆反应速率相等,D正确。
2.B 解析 升高温度反应速率加快,A错误;使用催化剂可以加快反应速率,B正确;化学平衡为动态平衡,平衡时v(正)=v(逆)≠0,C错误;该反应为可逆反应,反应不能进行到底,因此达到平衡时,H2转化率小于100%,D错误。
3.A 解析 化学反应达到平衡状态时,各物质浓度不再随时间延长而改变,c(A)不再变化,说明反应一定达到平衡状态,A符合题意;任意时刻,用不同物质表示的速率比都等于系数比,A、B、C、D的反应速率之比为2∶2∶3∶1,反应不一定平衡,B不符合题意;单位时间内生成nmlB,同时消耗1.5nmlC,都代表逆方向,不能判断正、逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,C不符合题意;容器内各气体浓度相等,不能判断各物质浓度是否随时间延长而改变,反应不一定平衡,D不符合题意。
4.B 解析 该反应为可逆反应,故SO2和O2不可能全部转化为SO3,A正确;反应达到平衡后,正反应速率和逆反应速率相等,是动态平衡,反应速率不可能为0,B错误;该反应从开始到平衡的过程中,反应物浓度不断减小,生成物浓度不断增大,故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,达到平衡,C正确;工业上生产SO3时,既要考虑转化率又要考虑反应时间,即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,D正确。
5.答案(1)2X3Y+Z (2)0.04 ml·L-1·min-1 33.3% 37.5% (3)BDE
解析 (1)由图像可以看出X为反应物,Y和Z为生成物,当反应达到tmin时,Δn(X)=0.8ml,Δn(Y)=1.2ml,Δn(Z)=0.4ml,化学反应中,各物质的物质的量变化值与化学计量数呈正比,则Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=2∶3∶1,所以反应的化学方程式为2X3Y+Z。
(2)反应起始至5min,v(Z)==0.04ml·L-1·min-1;X的转化率=×100%≈33.3%;相同条件下,气体的体积分数等于其物质的量分数,则Y的体积分数=×100%=37.5%。
(3)X、Y、Z的化学计量数不相等,则X、Y、Z的反应速率也不会相等,三者反应速率相等不能说明反应达到化学平衡状态,A错误;反应前后的物质的量改变,则当体系的压强保持不变,能说明反应达到化学平衡状态,B正确;根据ρ=,由于反应体系的体积不变,气体的总质量不变,则混合气体的密度不变,不能说明反应达到化学平衡状态,C错误;当生成1mlZ的同时生成2mlX,说明正、逆反应速率相等,达到平衡状态,D正确;根据M=,由于反应前后的物质的量改变,气体的总质量不变,则混合气体的平均相对分子质量改变,当混合气体的平均相对分子质量不变时,能说明反应达到化学平衡状态,E正确。
6.C 解析 A(g)+xB(g)2C(g)
起始/ml130
转化/ml0.20.2x0.4
平衡/ml0.83-0.2x0.4
则0.8ml+3ml-0.2xml+0.4ml=3.4ml,x=4,B错误;平衡时,物质的量之比为0.8∶(3-0.8)∶0.4=4∶11∶2,A错误;达到平衡时,A转化了0.2ml,C正确;v(B)==0.04ml·L-1·min-1,D错误。
7.B 解析 c点反应物和生成物的物质的量仍在变化,没有达到平衡状态,所以正、逆反应速率不相等,A错误;从a点到b点,氢气的物质的量在逐渐减小,即其物质的量浓度在逐渐减小,所以正反应的反应速率在逐渐减小,即a点的正反应速率比b点的大,B正确;d点和e点都处于平衡状态,n(N2)不变,即d点和e点处n(N2)相等,C错误;在t2时刻,该反应处于化学平衡状态,所以正、逆反应速率相等,D错误。
8.C 解析 X和Y平衡时的浓度之比为1∶1,消耗量之比或生成量之比都为1∶1,因此起始浓度之比也为1∶1,即c1∶c2=1∶1,故A错误;达到化学平衡状态时,正、逆反应速率相等,则Y和Z的生成速率之比为3∶2,故B错误;反应前后气体分子数不等,达到化学平衡状态时,压强不再改变,故C正确;反应为可逆反应,物质不可能完全转化,若反应向正反应方向进行,则c1<0.6,若反应向逆反应方向进行,则c1>0,故有09.B 解析 反应开始到10s,Z的物质的量增多1.58ml,用Z表示的反应速率为=0.079ml·L-1·s-1,故A正确;反应开始到10s,X的物质的量减少了0.79ml,X的物质的量浓度减少了0.395ml·L-1,故B错误;反应开始到10s时,Y的转化率为×100%=79.0%,故C正确;反应开始到10s,X、Y物质的量都减少0.79ml、Z物质的量增多1.58ml,X、Y是反应物,Z是生成物,系数比等于变化量比,所以反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),故D正确。
10.答案(1)①3~4 min ②盐酸浓度降低 ③0.15 ml·L-1· min-1
(2)①0.075 ml·L-1· min-1 ②3X+Y2Z ③> ④bd
解析 (1)①0~1min内生成50mL氢气,1~2min内生成70mL氢气,2~3min内生成104mL氢气,3~4min内生成168mL氢气,4~5min内生成80mL氢气,5~6min内生成30mL 氢气,所以3~4min反应速率最大。②随反应进行,盐酸浓度减小,反应后期速率变慢的主要原因是盐酸浓度降低。③第“3~4min”时间段,生成氢气的物质的量为=0.0075ml,所以消耗盐酸的物质的量为0.015ml,以盐酸浓度表示的该反应速率是=0.15ml·L-1·min-1。
(2)①从开始至2min,X物质的量减少0.3ml,X的平均反应速率为=0.075ml·L-1·min-1。②X、Y物质的量减少,Z物质的量增大,X、Y是反应物、Z是生成物,X、Y、Z的变化量分别为0.3ml、0.1ml、0.2ml,该反应的化学方程式为3X+Y2Z。③根据图像,1min时反应正向进行,反应速率的大小关系为v(正)>v(逆)。④X、Y、Z三种气体的浓度相等,不能判断浓度是否发生改变,反应不一定平衡,故不选a;反应前后气体系数和不同,气体物质的量是变量,气体混合物物质的量不再改变,反应一定达到平衡状态,故选b;反应速率v(X)∶v(Y)=3∶1,不能判断正、逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选c;(单位时间内消耗X的物质的量)∶(单位时间内消耗Z的物质的量)=3∶2,正、逆反应速率比等于系数比,反应一定达到平衡状态,故选d。
11.答案 (1)C (2)A (3)①0.1 ml·L-1·min-1
②C ③小于
解析 (1)Ⅰ中生成2mlH2SO4需消耗4ml水,而Ⅲ中分解2mlH2SO4生成2ml水,所以循环过程中需补充水。
(2)A.混合气体的颜色不再变化,说明I2的浓度不变,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故A正确;B.反应前后气体质量和体积不变,混合气体的密度始终不改变,无法判断正、逆反应速率是否相等,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;C.物质浓度和起始量、变化量有关,反应混合物中各组分物质的浓度相等不能说明反应达到平衡状态,故C错误;D.速率之比等于化学方程式的系数之比,H2、HI、I2三种物质的反应速率之比为1∶2∶1,不发生变化,不能说明反应达到平衡状态,故D错误;E.反应前后气体的化学计量数不变,压强始终不变,容器中气体压强不变不能说明反应达到平衡状态,故E错误。故选A。
(3)①v(HI)==0.1ml·L-1·min-1。②A.反应速率大,反应现象不一定越明显,如酸碱中和反应速率很快,但反应没有明显现象,故A错误;B.化学反应速率常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示,故B错误;C.在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率相等,不再改变,故C正确;D.增大反应物的浓度能增大反应速率,降低反应的温度能减慢反应速率,故D错误。选C。③由于B点反应物浓度大于A点反应物浓度,所以B点H2正反应速率大于A点H2的正反应速率,而A点v'正(H2)=v逆(H2)。
12.答案 (1)Y2X (2)b、d (3)0.007 5 ml·L-1·s-1
(4)增大压强或选择适宜的温度 (5)温度为600 ℃,压强为1 MPa
解析 (1)0~10min时Y的物质的量浓度减少0.2ml·L-1,X的物质的量浓度增加0.4ml·L-1,所以该反应的化学方程式为Y2X。
(2)X、Y的物质的量浓度不再发生变化时,反应达到平衡状态,a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是b、d。
(3)素材1中20~30s期间消耗二氧化硫0.15ml,用二氧化硫表示的化学反应平均速率为v(SO2)==0.0075ml·L-1·s-1。
(4)分析素材2可知,压强越大,转化率越大;随温度升高,转化率先上升后下降。因此,提高该化学反应限度的途径有增大压强或选择适宜的温度。
(5)素材1中SO2的转化率为α(SO2)=×100%=90%,要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应条件是温度为600℃,压强为1MPa。
时间/min
1
2
3
4
5
6
氢气体积/mL
50
120
224
392
472
502
时间/s
n(SO2)/ml
n(O2)/ml
n(SO3)/ml
0
1
0.5
0
10
0.7
0.35
0.3
20
0.5
0.25
0.5
30
0.35
0.175
0.65
40
0.2
0.1
0.8
50
0.1
0.05
0.9
60
0.1
0.05
0.9
70
0.1
0.05
0.9
压强/MPa
转化率/%
300℃
400℃
600℃
0.1
93.5
99.2
73.7
0.5
96.9
99.6
85.8
1
97.8
99.7
90.0
10
99.3
99.9
96.4