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课时跟踪检测（十一） 化学反应的限度和化学反应条件的控制
A——基础过关练
1．下列属于可逆反应的是( )
A．2SO2＋O22SO3
B．SO3＋H2O===H2SO4
C．HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
D．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
解析：选A A项中的反应属于可逆反应。
2．下列对于化学反应的限度的叙述，错误的是( )
A．任何可逆反应都有一定的限度
B．化学反应达到限度时，正逆反应速率相等
C．化学反应的限度与时间的长短无关
D．化学反应的限度是不可改变的
解析：选D 任何可逆反应都有一定的限度，当反应达到限度时，即反应达到化学平衡，此时v(正)＝v(逆)，对同一可逆反应，达到化学平衡时，当外界条件不变时，反应的限度不变，与时间长短无关，但当外界条件发生改变，引起v(正)与v(逆)不相等时，化学平衡被破坏，化学反应的限度也会发生改变。
3．下列对于一定条件下的某可逆反应的说法中错误的是( )
A．反应开始时，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大
B．达到平衡时，同一物质的正逆反应速率相等
C．达到平衡时，各组分的物质的量浓度不变
D．达到平衡时，各组分的物质的量浓度都相等
解析：选D 对于一定条件下的可逆反应，反应开始时，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大；达到平衡时，v正＝v逆，各组分的物质的量浓度不再改变，但不一定都相等。
4．对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在混合气体一定量的18O2，足够长的时间后，18O原子( )
A．只存在于O2中
B．只存在于O2和SO3中
C．只存在于O2和SO2中
D．存在于SO2、O2和SO3中
解析：选D 当充入一定量18O2后，18O2可以与SO2反应生成含18O的SO3，随着逆反应的进行，18O原子会存在于SO2、O2和SO3中。
5．可逆反应H2＋I2(g)2HI达到平衡的标志是( )
A．混合气体的颜色不再改变
B．v(H2)∶v(I2)∶v(HI)＝1∶1∶2
C．混合气体的密度保持不变
D．H2、I2、HI分子个数比为1∶1∶2
解析：选A A项，HI为无色气体，I2为紫红色气体，当混合气体的颜色不再变化时，c(I2)不变，反应达到化学平衡状态；B项，未指明速率表示的反应方向，不一定平衡；C项，该反应反应前后气体的体积不变，在密闭容器中气体的质量不变，气体的密度一直不变，则混合气体的密度不变，不一定达到化学平衡状态；D项，当可逆反应达到平衡时，容器内物质H2、I2和HI的分子个数比为1∶1∶2时，浓度可能仍会变化，不一定达到化学平衡状态。
6.如图是可逆反应：X2＋3Y22Z2在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是( )
A．t2～t3时，各物质的浓度不再发生变化
B．t2时，反应未达到限度
C．t2～t3时，反应已停止进行
D．t1时，反应只向正反应方向进行
解析：选A t2～t3时正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，各物质的浓度不再发生变化，A正确；t2时正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，即反应达到限度，B错误；t2～t3时正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，但反应速率不为0，反应没有停止，C错误；t1时正反应速率大于逆反应速率，反应向正反应方向进行的同时也向逆反应方向进行，只是向正反应方向进行的程度大，D错误。
7．合成氨工业为人类解决粮食问题做出了巨大贡献。一定条件下，在密闭容器中进行合成氨反应：N2＋3H22NH3，当正、逆反应速率相等且不等于零时，下列说法不正确的是( )
A．N2、H2完全转化为NH3
B．N2、H2、NH3在容器中共存
C．反应已达到化学平衡状态
D．N2、H2、NH3的浓度不再改变
解析：选A 反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，A错误；正、逆反应速率相等且不等于零时，反应达到平衡状态，B、C、D正确。
8．在一定条件下，可逆反应2AB＋3C在四种状态中处于平衡状态的是( )
选项
正反应速率
逆反应速率
A
vA＝2 mol·L－1·min－1
vB＝2 mol·L－1·min－1
B
vA＝2 mol·L－1·min－1
vC＝2 mol·L－1·min－1
C
vA＝1 mol·L－1·min－1
vB＝2 mol·L－1·min－1
D
vA＝1 mol·L－1·min－1
vC＝1.5 mol·L－1·min－1
解析：选D 正反应速率和逆反应速率相等时，化学反应达到平衡状态。通过化学方程式中的化学计量数进行变换比较，A项，vA＝2 mol·L－1·min－1，vB＝1 mol·L－1·min－1时达到平衡状态；B项，vA＝2 mol·L－1·min－1，vC＝3 mol·L－1·min－1时达到平衡状态；C项，vA＝1 mol·L－1·min－1，vB＝0.5 mol·L－1·min－1时达到平衡状态。
9．在200 ℃时，将a mol H2和b mol I2(g)充入到体积为V L 的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H22HI。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝___________________________________________，c(I2)＝__________，而c(HI)＝__________，所以化学反应速率________最大，而________最小(为零)。
(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(H2)________，c(I2)________，c(HI)______，从而使化学反应速率v(正)________，v(逆)________。
(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强都将________________。
解析：反应开始时，c(H2)和c(I2)为最大值，正反应速率最大，由于此时c(HI)为0，逆反应速率最小为0，随着反应的进行，c(H2)和c(I2)越来越小，正反应速率越来越小，逆反应速率逐渐变大，直到平衡时，v(正)＝v(逆)。
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
10.某温度时，在2 L密闭容器中某一气态反应的A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析求得：
(1)该反应的化学方程式为______________________________。
(2)反应开始至4 min时，A的平均反应速率为___________________________________。
(3)4 min时，正、逆反应速率的大小关系：v(正)________v(逆)(填“＞”“＜”或“＝”，下同)，8 min时，v(正)________v(逆)。
解析：由图像可知：前4 min内，v(A)＝＝0.05 mol·L－1·min－1, v(B)＝＝0.025 mol·L－1·min－1，故v(A)∶v(B)＝2∶1，即反应方程式为2AB。在4 min时，可逆反应尚未达到平衡，故此时v(正)＞v(逆)。在8 min时，可逆反应已达到平衡，此时v(正)＝v(逆)。
答案：(1)2AB (2)0.05 mol·L－1·min－1 (3)＞ ＝
B——提能增分练
1．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 ⑤将煤气化处理 ⑥通入足量的空气
A．①③④⑤ B．②③⑤⑥
C．③④⑤⑥ D．①②③④
解析：选C 燃料的着火点不可改变且与燃烧效率无关。
2．可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．3v正(N2)＝v正(H2)
B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D．v正(N2)＝3v逆(H2)
解析：选C A项，关系式两端都表示正反应速率不能判断；错误；B项，当2v正(N2)＝v逆(NH3)时，反应达平衡状态，错误；C项，关系式表明反应达到平衡状态，正确；D项，当3v正(N2)＝v逆(H2)时，反应达平衡状态，错误。
3.对于密闭容器中的反应：N2＋3H22NH3，在673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A．NH3在点a′的正反应速率比点b′的正反应速率更小
B．点c反应达到平衡
C．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D．点e处c(NH3)不再变化
解析：选D A项，随着反应的进行，反应物的浓度减小，正反应速率逐渐减小，则a′点的正反应速率比b′点大，错误；B项，c点反应物和生成物的物质的量相等，没有达到平衡状态，错误；C项，d点和e点都处于平衡状态，n(N2)不变，d点和e点n(N2)相等，错误；D项，e点处于平衡状态，点e处c(NH3)不再变化，正确。
4．一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A．混合气体的密度不再变化
B．反应容器中Y的质量分数不变
C．X的分解速率与Y的消耗速率相等
D．单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X
解析：选C 因Z为固体，若未达到平衡，混合气体的密度会发生变化，A项可作平衡标志；C项中X的分解速率与Y的消耗速率之比等于2∶1时才达到平衡。
5．可以充分说明可逆反应P(g)＋Q(g)R(g)＋S(g)在恒温条件下达到平衡状态的事实是( )
A．反应器内的压强不随时间的变化而变化
B．反应器内P、Q、R、S四种气体共存
C．生成P的速率与生成S的速率相等
D．生成1 mol P的同时有1 mol Q生成
解析：选C 对于该反应，反应前后气体的物质的量不变，无论是否达平衡，压强一直保持不变，而且生成1 mol P必有1 mol Q生成，并保持P、Q、R、S四种气体共存。
6．在一定条件下，反应2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(g)达到平衡状态的标志是( )
A．单位时间内生成2n mol A，同时生成n mol D
B．容器内压强不随时间而变化
C．单位时间内生成n mol B，同时消耗1.5n mol C
D．容器内混合气体密度不随时间而变化
解析：选A 正逆反应同时在进行，单位时间内生成2n mol A，同时生成n mol D，A正确；单位时间内生成 n mol B，同时消耗1.5n mol C，说明的都是逆反应方向，不一定是平衡状态，C错误；因为本反应反应前后气体总体积不变，不论反应开始进行，还是达到平衡，体系的压强始终不变，B错误；本反应是一个气态反应，在恒容条件下，混合气体的密度无论起始还是达到平衡，始终不变，D错误。
7．在一密闭容器中进行反应：2SO2＋O22SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2和SO3浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )
A．SO2为0.4 mol·L－1、O2为0.2 mol·L－1
B．SO2为0.25 mol·L－1
C．SO3为0.4 mol·L－1
D．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1
解析：选B 假设SO2、O2完全转化为SO3，则c(SO2)＝c(O2)＝0，c(SO3)＝0.4 mol·L－1；假设SO3完全转化为SO2和O2，则c(SO2)＝0.4 mol·L－1，c(O2)＝0.2 mol·L－1，c(SO3)＝0，而可逆反应的特点是反应不能进行到底，故A、C错误，B正确；又因为反应物SO2和生成物SO3不可能同时减小，故D错误。
8．在一定温度下，将固体X和气体Y各0.16 mol充入2 L 密闭容器中，发生反应：X(s)＋Y(g)2Z(g)，一段时间后反应达到平衡。反应过程中测定的数据如表：
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列说法正确的是( )
A．反应0～2 min内Z的平均速率v(Z)＝0.04 mol·L－1·min－1
B．容器内压强保持不变时反应达到平衡
C．该温度下，增加X的量，正反应速率加快
D．降低Z的浓度，一段时间后，正反应速率增大，逆反应速率减小
解析：选B 由表中数据可知，2 min内Y的物质的量变化量为0.16 mol－0.12 mol＝0.04 mol，浓度变化量是0.02 mol·L－1，则v(Y)＝＝0.01 mol·L－1·min－1，速率之比等于化学计量数之比，则v(Z)＝2v(Y)＝0.02 mol·L－1·min－1，A错误；正反应体积增大，因此容器内压强保持不变时反应达到平衡，B正确；X是固体，增加X的量，反应速率不变，C错误；降低Z的浓度，逆反应速率减小，正反应速率瞬间不变，然后逐渐减小，D错误。
9．在2 L密闭容器中，800 ℃时反应2NO＋O22NO2体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)如图表示各物质浓度的变化曲线，A点处，v(正)________v(逆)，A点正反应速率________B点正反应速率。(用“大于”“小于”或“等于”填空)
(2)图中表示O2变化的曲线是________。用NO2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝___________________________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是________。
a．容器内压强保持不变 b．v(NO)＝2v(O2)
c．容器内的密度保持不变 d．v逆(NO2)＝2v正(O2)
(4)能使该反应的反应速率增大的是________。
a．适当升高温度 b．及时分离出NO2气体
c．增大O2的浓度 d．选择高效的催化剂
解析：(1)A点处生成物的浓度仍然增加，反应向正反应方向进行，因此v(正)大于v(逆)，A点反应物浓度大于B点反应物浓度，因此正反应速率A点大于B点。
(2)图中c、d表示的曲线浓度降低，是反应物。根据表中数据可知起始时NO的浓度是0.02 mol÷2 L＝0.01 mol·L－1，所以c表示NO，则表示O2变化的曲线是d。用NO2表示从0～2 s内该反应的平均速率v(NO2)＝v(NO)＝＝0.003 mol·L－1·s－1。
(3)a项，反应前后气体体积发生变化，则当容器内压强保持不变时，说明反应达到平衡状态，正确；b项，v(NO)＝2v(O2)，式中没有指明反应方向，不一定达到平衡状态，错误；c项，反应过程中气体质量和容积始终不变，因此容器内的密度始终不变，则容器内的密度保持不变，不能说明达到平衡状态，错误；d项，反应速率之比是相应的化学计量数之比，则v逆(NO2)＝2v正(O2)＝v正(NO2)，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，正确。
(4)a项，适当升高温度反应速率加快，正确；b项，及时分离出NO2，气体浓度降低，反应速率降低，错误；c项，增大O2的浓度反应速率加快，正确；d项，选择高效的催化剂反应速率加快，正确。
答案：(1)大于 大于 (2)d 0.003 mol·L－1·s－1 (3)ad (4)acd
10．t ℃时，将2 mol SO2和1 mol O2通入体积为2 L的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：2SO2＋O22SO3(g)，2 min时反应达到平衡，此时测得反应物O2还剩余0.8 mol。请填写下列空白：
(1)从反应开始到化学平衡，生成SO3的平均反应速率为________；平衡时SO2的转化率为____________。
(2)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是________。
A．容器内压强不再发生变化
B．SO2的体积分数不再发生变化
C．容器内气体原子总数不再发生变化
D．相同时间内消耗2n mol SO2的同时消耗n mol O2
E．相同时间内消耗2n mol SO2的同时生成n mol O2
(3)t ℃时，若将物质的量之比为1∶1的SO2和O2混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中，反应达到平衡时，混合气体体积减少了20%。SO2的转化率为______________________。
解析：(1) 2SO2 ＋ O2 2SO3(g)
起始浓度/(mol·L－1) 1 0.5 0
转化浓度/(mol·L－1) 0.2 0.1 0.2
平衡浓度/(mol·L－1) 0.8 0.4 0.2
v(SO3)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，
α(SO2)＝×100%＝20%。
(3)设SO2、O2的物质的量均为1 mol，反应过程中减小了0.4 mol，即反应了0.8 mol SO2，SO2的转化率为80%。
答案：(1)0.1 mol·L－1·min－1 20% (2)ABE (3)80%
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