人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度第2课时习题

十一　化学反应的限度　化学反应条件的控制答案解析P179

　　　　　　　　　 (40分钟　70分)

一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)

1.下列说法中不正确的是 (　　)

A.当一个可逆反应达到平衡状态时,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,这个反应的正反应速率和逆反应速率相等

C.可以通过控制反应条件,使2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3

D.化学反应的限度可以通过改变条件来改变

2.对于可逆反应M+NQ达到平衡时,下列说法正确的是 (　　)

A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等

B.M、N全部变成了Q

C.反应物和生成物的浓度都保持不变

D.反应已经停止

3.(2020·长沙高一检测)下列措施可以提高燃料燃烧效率的是 (　　)

①提高燃料的着火点　②降低燃料的着火点

③将固体燃料粉碎　④将液体燃料雾化处理

⑤将煤进行气化处理　⑥通入适当过量的空气

A.①③④⑤　　　　　　B.②③⑤⑥

C.③④⑤⑥ D.①②③④

4.生活中家庭常用的燃料气体有三种:天然气、水煤气和液化石油气。

天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4+2O2CO2+2H2O,C3H8+5O23CO2+4H2O,现有一套以天然气为燃料的灶具,今改为烧液化石油气,应采用的正确措施是              (　　)

A.减少空气进入量,增大石油气进入量

B.增大空气进入量,减少石油气进入量

C.减少空气进入量,减少石油气进入量

D.增大空气进入量,增大石油气进入量

5.常温下,在2 L密闭容器中加入一定量的MoS2、H2、Na2CO3发生反应:MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)。能说明该反应达到平衡状态的是(　　)

A.2v正(H2)v逆(CO)

B.容器内气体的密度不变

C.消耗4 mol H2同时生成2 mol CO

D.CO与H2O的物质的量浓度的比值不变

6.如图所示是425 ℃时,在1 L密闭容器中发生化学反应的浓度随时间的变化示意图。

下列叙述错误的是 (　　)

A.图①中t0时,三种物质的物质的量相同

B.图①中t0时,反应达到平衡状态

C.图②中的逆反应为H2(g)+I2(g)2HI(g)

D.图①②中当c(HI)=3.16 mol·L-1时,反应达到平衡状态

7.(2020·吉林高一检测)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),下列能说明反应达到平衡状态的是              (　　)

A.体系压强保持不变

B.混合气体颜色保持不变

C.SO3和NO的体积比保持不变

D.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2

8.用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的反应物发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是              (　　)

A.气体的质量不再改变

B.氯化氢的转化率不再改变

C.断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键

D.n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)=4∶1∶2∶2

9.氨基甲酸铵是白色斜方晶状晶体或晶状粉末,主要用作磷化铝中间体,也用于医药。将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(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)。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c(NH3)∶c(CO2)=2∶1

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

10.

某温度时,在容积为3 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。由图中数据分析,下列结论错误的是              (　　)

A.该反应的化学方程式为2Z+Y3X

B.反应开始至2 min末,X的化学反应速率为0.2 mol·L-1·s-1

C.该反应是由正、逆反应同时开始的,最终建立平衡

D.若增加或减少X的物质的量,化学反应速率一定会发生明显的变化

二、非选择题(本题包括2小题,共30分)

11.(18分)在一定条件下,向V L密闭容器中充入a mol SO2和b mol O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。

(1)反应刚开始时,由于c(SO2)=　　　　,c(O2)=　　　　,而c(SO3)=　　　　,所以化学反应速率　　　　最大,而　　　　最小(为零)(填“v(正)”或“v(逆)”)。 

(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(SO2)　　　　(填“增大”“减小”或“不变”,下同),c(O2)　　　　,而c(SO3)　, 

从而化学反应速率v(正)　　　　,而v(逆)　。 

(3)当反应进行到v(正)与v(逆)　　　　时,此时可逆反应达到最大限度,若保持外界条件不变时,混合物中各组分的物质的量、浓度、质量分数、体积分数及总压强都　　　　。 

(4)以下是反应:2SO2+O22SO3在不同条件下达到平衡状态时SO2的转化率。

试回答下列问题:

①提高该化学反应限度的途径:　。 

②要实现SO2的转化率为93.5%,需控制的反应条件是　　　　　　　　　　　　。 

12.

(12分)(2020·三亚高一检测)一定温度下,在容积为V L的密闭容器中进行反应:a N(g)b M(g),M、N的物质的量随时间的变化曲线如图所示:

(1)此反应的化学方程式中=　　　　。 

(2)t1到t2时刻,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

　　　　　　　　　 (20分钟　30分)

一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)

13.一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(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、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,则下列判断正确的是              (　　)

A.c1∶c2=3∶1

B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3

C.X、Y的转化率不相等

D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1

14.(2020·商丘高一检测)在4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol 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 mol C,经测定D的浓度为0.5 mol·L-1,下列判断正确的是              (　　)

A.x=1

B.B的转化率为20%

C.平衡时A的浓度为1.50 mol·L-1

D.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%

二、非选择题(本题包括1小题,共20分)

15.(2020·廊坊高一检测)NO2与SO2混合可发生放热反应:NO2+SO2SO3+NO。在100 ℃下将1 mol NO2与1 mol SO2的混合气体置于绝热(不与外界进行热交换)恒容密闭容器中发生上述反应。

(1)SO2的正反应速率随时间变化的趋势如图所示,则下列说法正确的是　　　(填字母,下同)。 

A.反应在c点达到平衡状态

B.反应物浓度:a点小于b点

C.当Δt1=Δt2时,SO2的平均反应速率:ab段小于bc段

D.当Δt1=Δt2时,SO2的消耗量:ab段大于bc段

(2)判断此反应达到平衡状态的标志是　　　　。 

A.体系的压强不再发生变化

B.混合气体的密度不变

C.混合气体的平均相对分子质量不变

D.各组分的物质的量浓度不再改变

E.体系的温度不再发生变化

F.v正(NO2)=v逆(NO)

1.C　2.C　

3.C　着火点是固有性质,不能改变,①②错误;③④⑤⑥都可以使燃料与氧气充分接触,正确。

4.B　从化学方程式可知,单位体积的甲烷比液化石油气燃烧消耗O2少,若改烧液化石油气,必须增大进空气量或减少进石油气量。

5.B　达到化学平衡时,应有v正(H2)=2v逆(CO),故A错误;恒容容器内气体的密度不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,故B正确;消耗4 mol H2一定同时生成2 mol CO,不一定平衡,故C错误;从反应开始投料,CO与H2O的物质的量浓度的比值一直不变,故D错误。

6.B　图①中t0时,H2、I2、HI的物质的量浓度相等但未保持不变,没有达到平衡状态,B项错。

7.B　由于该反应为前后气体体积相等的反应,体系的压强始终保持不变,故不能以压强不变作为判断反应是否达到平衡的条件,A错误。混合气体颜色保持不变,证明NO2浓度保持不变,即达到平衡状态,B正确。SO3与NO的体积比始终保持1∶1,C错误。消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应,D错误。

8.B　反应物和生成物均为气体,气体的总质量始终不变,A错误;反应正向进行时,HCl的转化率升高;反应逆向进行时,HCl的转化率降低,当HCl的转化率不再改变时,可以说明可逆反应达到平衡状态,B正确;断开4 mol H—Cl键和生成4 mol H—O键均表示正反应方向的反应速率,不能据此判断反应是否达到平衡状态,C错误;反应达到平衡状态时,各反应物和生成物的物质的量保持不变,但各物质的物质的量之比等于对应的化学计量数之比,不能判断反应是否达到平衡状态,D错误。

9.C　v正(NH3)=2v逆(CO2)证明反应达到平衡状态,A项错误;该反应为有固体参与的非等体积反应,且容器体积不变,所以压强、密度均可作判断化学反应是否达到平衡状态的标志,该反应为固体的分解反应,所以NH3、CO2的体积分数始终为定值(NH3为),CO2为,B、D项错误,C项正确。

10.B　从图中横、纵坐标及曲线的变化趋势可找到X、Y、Z转化的物质的量之比,即可写出该反应的化学方程式2Z+Y3X,故A项正确;根据化学反应速率的计算公式,可求出X的化学反应速率:v(X)=≈0.001 1 mol·L-1·s-1,故B项错误;根据题图中曲线均不通过原点,可判断该可逆反应是由正、逆反应同时开始的,故C项正确。因X为气体,改变其物质的量,必然会导致其浓度的改变,因此化学反应速率也会随之改变,故D项正确。

11.【解析】可逆反应发生时,c(反应物)越来越小,c(生成物)越来越大,v(正)越来越小,v(逆)越来越大,当v(正)=v(逆),反应达到最大限度,即达到平衡状态,此时各组分的物质的量、浓度、百分含量及总压强都保持不变。在化工生产中,往往需要考虑反应的快慢和反应后所得产物的产率。前者研究的是化学反应速率,后者研究的是化学平衡即化学反应的限度,对于一个特定的化学反应来说,外部条件对化学反应速率和化学反应限度都存在一定的影响。因此,选择适宜的反应条件,既可以增大反应速率,缩短生产周期,又可以达到较大的反应限度,从而获得较大的产率。

答案:(1)mol·L-1　mol·L-1　0　v(正)　v(逆)　(2)减小　减小　增大　减小　增大　(3)相等　保持不变

(4)①增大压强或降低温度的方法等

②500 ℃、0.1 MPa

12.【解析】(1)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)==mol·L-1·min-1。(3)物质的量之比为1∶1,不能说明物质的量不再变化,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,当气体的总物质的量和压强不再发生变化时,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都表示的是正反应速率,没有体现逆反应速率的大小,不能说明反应达到了平衡状态,D选项错误。

答案:(1)2　(2)mol·L-1·min-1　(3)CE

13.D　平衡浓度之比为1∶3,转化浓度亦为1∶3,故c1∶c2=1∶3,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2,B不正确;由可逆反应的特点可知0<c1<0.14 mol·L-1。

14.B　由题意可知,平衡时n(D)=0.5 mol·L-1×4 L=2 mol,生成2 mol C的同时生成2 mol D,所以x=2。

由　　　　3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)

起始/mol 6 5 0 0

转化/mol 3 1 2 2

平衡/mol 3 4 2 2

可知,B的转化率α(B)=×100%=20%,平衡时c(A)==0.75 mol·L-1。由x=2可知反应前后气体的物质的量不变,容器内气体的压强不变。

15.【解析】(1)反应达到平衡状态时,反应速率应保持不变,A项错误;随着反应的进行,反应物浓度越来越小,所以反应物浓度:a点大于b点,B项错误;由图可知,Δt1=Δt2时,ab段的平均反应速率小于bc段,SO2的消耗量:ab段小于bc段,C项正确,D项错误。(2)该反应为气体体积不变的放热反应,在绝热的条件下进行,则体系的温度是不断升高的,直至平衡状态。根据上面的分析可知,反应过程中温度升高,体积不变,则体系压强增大,当体系的压强不再发生变化,则说明反应已经处于平衡状态,A项正确;该反应中混合气体的体积不变,质量不变,所以混合气体的密度不随反应的进行而改变,故不能作为达到平衡状态的标志,B项错误;反应前后混合气体的质量和物质的量都不变,所以混合气体的平均相对分子质量不随反应的进行而改变,故不能作为达到平衡状态的标志,C项错误;各组分的物质的量浓度不再改变,则反应处于平衡状态,D项正确;根据上面的分析可知,当体系的温度不再发生变化,则反应处于平衡状态,E项正确;v正(NO2)=v逆(NO),则反应处于平衡状态,F项正确。

答案:(1)C　(2)ADEF