化学反应的限度-化学反应条件的控制--(精练)(人教版必修第二册)解析.docx

6.2.3 化学反应的限度　化学反应条件的控制
【合格性测试】
1．下面关于化学反应的限度的叙述中，正确的是(　　)
A．化学反应的限度都相同
B．可以通过改变温度控制化学反应的限度
C．可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度
D．当一个化学反应在一定条件下达到限度时，反应即停止
【答案】B　
【解析】化学反应不同，限度不同，A错误；可以改变外界条件(如温度)控制化学反应的限度，B正确；化学反应的限度与反应时间无关，C错误；当化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应速率相等，反应并未停止，D错误。
2．在一定温度下，可逆反应2A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡的标志是(　　)
A．A的生成速率与C的分解速率相等
B．单位时间生成2n mol A，同时生成3n mol B
C．A、B、C的浓度不再变化
D．A、B、C的分子数之比为2:3:2
【答案】C
【解析】A项，A的生成速率与C的分解速率都表示逆反应速率；B项，不管反应是否平衡，单位时间内生成n mol A的同时一定生成3n mol B，即v正不一定等于v逆；A、B、C的浓度不再变化，表明已达到平衡状态；但平衡状态时A、B、C的分子数之比不一定为2:3:2，D不正确。
3．在一定温度下，某反应A＋BC体系中，n(B)随反应时间(t)的变化如下表：
t/min
0
1
2
3
4
5
n(B)/mol
0.080
0.036
0.028
0.020
0.020
0.020
该反应处于平衡状态的时间区域为(　　)
A．1～2 min　　　　　　　 B．1～3 min
C．2～3 min D．3～5 min
【答案】D　
【解析】当n(B)不再随时间发生变化时，即达到平衡状态，D正确。
4．在一定条件下，向某容器中充入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
【答案】B
【解析】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，但此时反应并没有停止，只不过v(正)＝v(逆)≠0，故B项错误。
5．下列说法正确的是(　　)
A．密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2可生成2 mol NH3
B．一定条件下，可逆反应达到平衡状态，该反应就达到了这一条件下的最大限度
C．对于任何反应增大压强，化学反应速率均增大
D．化学平衡是一种动态平衡，条件改变，原平衡状态不会被破坏
【答案】B　
【解析】N2与H2生成NH3的反应为可逆反应，1 mol N2与3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3，A项不正确；压强是影响化学反应速率的一个因素，但并不适合于所有的反应，必须有气体参与的反应才适合，C不正确；化学平衡是一种动态平衡，该平衡是建立在一定条件下的平衡，如果条件改变，平衡将发生移动，D项不正确。
6．下列关于化学反应限度的说法正确的是(　　)
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不再反应
B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
C．平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度已经不再改变
D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
【答案】B
【解析】当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，反应物达到最大转化率，这就是这个反应在该条件下所能达到的限度，不是不再反应，仍在进行，A项错误；当一个可逆反应进行到平衡状态时，正、逆反应速率相等，B项正确；化学平衡状态是一种动态平衡，一旦条件改变，平衡就可能被破坏，化学反应的限度也就可能随之改变，C、D两项错误。
7.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
【答案】A　
【解析】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。
8．下列哪种说法可以证明反应N2＋3H22NH3达到平衡状态(　　)
A．1个N≡N键形成的同时，有3个H—H键形成
B．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂
C．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂
D．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成
【答案】C
【解析】对于同一种物质，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等时，反应即达平衡。1个N≡N键断裂的同时，应该有3个H—H键形成或者6个N—H键断裂才能生成1个N≡N键。而不论反应是否达到平衡，只要有1个N≡N键断裂，肯定会有3个H—H键断裂、有6个N—H键形成。
9．工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：①2C＋O22CO；②Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。该炼铁工艺中，焦炭的实际用量远远高于按照化学方程式计算所需要的量。其主要原因是(　　)
A．CO过量
B．CO与铁矿石接触不充分
C．炼铁高炉的高度不够
D．反应①②都有一定限度
【答案】D

【解析】反应①②都是可逆反应，都有一定的限度，因此反应①中的碳和反应②中的CO不能完全转化，致使焦炭的实际用量远远高于按照化学方程式计算所需要的量。
10．在密闭容器中发生反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L和0.2 mol/L，则平衡时各物质的浓度不可能是(　　)
A．X为0.2 mol/L
B．Y为0.1 mol/L
C．Z为0.3 mol/L
D．Z为0.1 mol/L时，Y为0.45 mol/L
【答案】A
【解析】若将0.2 mol/L的Z完全转化为X和Y。此时，X的物质的量浓度为0.2 mol/L，而该反应为可逆反应，故X的物质的量浓度一定小于0.2 mol/L。
【等级性测试】
11．在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生反应：NO2＋SO2NO＋SO3，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是(　　)
A．SO2和SO3的物质的量一定相等
B．NO2和SO3的物质的量一定相等
C．反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量
D．SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
【答案】C
【解析】题中没有给出各物质的投料情况，NO2、SO2和SO3的量之间没有必然的关系，可能相等，也可能不等，A、B、D错；该反应反应前后气体分子数不变，故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量，C正确。
12．下列说法不正确的是(　　)
A．当平衡体系中各物质的浓度相等时，化学反应一定达到平衡状态
B．对某一可逆反应，当正、逆反应速率相等时，各组分的浓度一定保持不变
C．甲、乙两个容积相同、温度恒定且密闭容器中，分别充入2 mol NH3、1 mol N2和3 mol H2，平衡时，甲和乙的压强是相同的
D．化学平衡建立前，v(正)≠v(逆)，达到化学平衡后v(正)＝v(逆)
【答案】A　
【解析】达到化学平衡状态时各组分浓度保持不变，但不一定相等，A错误；可逆反应正、逆反应速率相等时，达到平衡状态，各组分浓度保持不变，B正确；两容器中是加入不同物质建立的等效平衡，达到平衡状态时，两容器中压强相等，C正确；化学平衡建立前正、逆反应速率不等，但达到平衡状态时正、逆反应速率相等，D正确。
13．一定温度下，在某恒容的密闭容器中，建立化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。下列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是(　　)
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n mol CO的同时生成n mol H2
D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
【答案】C
【解析】A项，由于该反应前后气体体积改变，当体系的压强不再发生变化时，说明反应已达到化学平衡状态。B项，CO的正反应速率等于其逆反应速率，说明反应已达到化学平衡状态。C项，生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行，没有表示出正、逆反应速率的关系，不能说明反应已达到化学平衡状态。D项，H—H键断裂和H—O键断裂是两个相反的反应方向，1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键，即消耗1 mol H2的同时消耗了1 mol H2O，可知H2的消耗量等于其生成量，说明反应已达到化学平衡状态。
14．硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前硫酸的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应2SO2＋O22SO3的说法不正确的是(　　)
A．该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B．达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为0
C．一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始到达平衡的过程中，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．在利用上述反应生产三氧化硫时，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
【答案】B　
【解析】对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到一定限度。在达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，最终正、逆反应速率相等，即达到平衡，此时反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化，但反应并没有停止，正、逆反应都依然进行着。

15.一定条件下，发生可逆反应：4NH3(g)＋ 5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述中，不能作为此可逆反应已经达到化学平衡状态的标志的是(　　)
A．NH3的消耗速率等于NO的生成速率
B．NH3的消耗速率等于NO的消耗速率
C．NH3的浓度和NO的浓度都不发生改变
D．密闭容器内的压强不发生改变
【答案】A
【解析】当v正＝v逆时，为平衡状态，A项叙述均表示正反应速率，且反应过程中二者恒相等，故不能判断可逆反应达到平衡状态；B项叙述前者表示正反应速率，后者表示逆反应速率，当二者相等时，可逆反应达到平衡状态；该反应为气体体积增大的反应，在反应过程中体系压强增大，当压强不再改变时，则达到平衡状态。
16．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为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，O2为0.2 mol
B．SO2为0.25 mol
C．SO2、SO3均为0.15 mol
D．SO3为0.4 mol
【答案】B　
【解析】由于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)为可逆反应，只有SO3完全转化为SO2和O2时，才能得到A项数据，但反应不能完全进行，A错误；反应逆向进行可能得到SO2为0.25 mol，B正确；根据硫原子守恒，SO2、SO3物质的量之和应为0.4 mol，C错误；SO2和O2完全转化为SO3时才能得到0.4 mol SO3，但该反应不可能进行到底，D错误。
17．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
【答案】B
【解析】图①中t0时，H2、I2、HI的物质的量相等但未保持不变，没有达到平衡状态，B项错。
18．在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：

(1)根据图中数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为________，反应达到平衡时，c(H2)＝________。
(2)判断该反应达到平衡的依据是________(填序号)。
①CO减少的速率和CO2减少的速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
【答案】(1)0.003 mol/(L·min)　0.03 mol·L－1　(2)①③
【解析】(1)由图分析10 min达到平衡，CO2浓度增加了0.03 mol/L，则CO浓度减小0.03 mol/L，所以v(CO)＝＝0.003 mol/(L·min)，由于起始时，H2浓度为0，所以达到平衡时c(H2)＝0.03 mol/L；(2)CO减少的速率是正反应速率，CO2减小速率是逆反应速率，可作为判断化学平衡的依据。
19．t1℃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，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)，2 min时反应达到化学平衡，此时测得反应物O2还剩余0.8 mol，请填写下列空白：
(1)从反应开始到达化学平衡，生成SO3的平均反应速率为____________；平衡时SO2转化率为________。
(2)下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是________(填标号)。
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)t2℃时，若将物质的量之比n(SO2)∶n(O2)＝1∶1的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________。
【答案】(1)0.1 mol·L－1·min－1　20% (2)ABE　(3)80%
【解析】(1)　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
起始浓度/(mol·L－1)　 1　　　0.5
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
平衡时SO2转化率＝×100%＝20%。
(2)反应前后体积不同，即压强不再发生变化达到平衡，A正确；SO2的体积分数不再改变，达到平衡状态，B正确；反应中遵循原子守恒，不能由此判断是否平衡，C错误；反应同向进行，不能由此判断是否平衡，D错误；消耗2n mol SO2的同时生成n mol O2，即符合正逆反应速率相等，达到平衡状态，E正确。
(3)设SO2、O2的物质的量均为1 mol，反应过程中总物质的量减小了2 mol×20%＝0.4 mol，由2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，可知当总的物质的量减小0.4 mol时，SO2反应了0.8 mol，其转化率为80%。
20．在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
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)上述反应________(填“是”或“不是”)可逆反应，在第5 s时，NO的转化率为________________。
(2)如图中表示NO2变化曲线的是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________________________________________________________________________。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是____________。
a．v(NO2)＝2v(O2)　　　 b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内密度保持不变
【答案】(1)是　65%　(2)b　1.5×10－3mol·L－1·s－1　(3)bc
【解析】(1)由表格中数据可知反应进行至3 s时，NO的物质的量保持不变，可说明该反应为可逆反应。反应至5 s时，消耗n(NO)＝0.020 mol－0.007 mol＝0.013 mol，即NO的转化率＝×100%＝65%。(2)随着反应不断进行，c(NO2)逐渐增大，达到平衡时消耗0.013 mol NO，即c(NO2)最大值为0.013 mol÷2 L＝0.006 5 mol·L－1，即曲线b可表示NO2浓度变化。0～2 s内反应中消耗0.020 mol－0.008 mol＝0.012 mol NO，则消耗0.006 mol O2，v(O2)＝＝1.5×10－3mol·L－1·s－1。(3)未指明反应进行的方向，无法判断是否达到平衡，a错误；反应前后体积不同，当压强保持不变时，达到平衡状态，b正确；NO和O2的速率符合化学计量数关系且方向不同，达到平衡状态，c正确；容器内密度始终保持不变，不能判断是否达到平衡状态，d错误。