新教材高中化学课时跟踪检测十一化学反应的限度及反应条件的控制 人教版必修第二册

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课时跟踪检测（十一） 化学反应的限度及反应条件的控制 A级—学业水平考试达标练 ‎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 解析：选B　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，某反应A＋BC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 解析：选D　当n(B)不再随时间发生变化时，即达到平衡状态，D正确。‎ ‎3．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 解析：选B　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。‎ ‎4．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，今改用液化石油气，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 7‎ 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 解析：选B　结合天然气和液化石油气燃烧的化学方程式可知，等物质的量的两燃料燃烧时，后者需要空气较多，故应增大空气进入量或减少石油气进入量，B正确。‎ ‎5．中国锅炉燃烧采用沸腾炉的逐渐增多，采用沸腾炉的好处在于(　　)‎ ‎①增大煤炭燃烧时的燃烧热并形成清洁能源 ‎②减少炉中杂质气体(如SO2等)的形成 ‎ ‎③提高煤炭的热效率并减少CO的排放 ‎④使燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率 A．①② B．③④‎ C．①③ D．②④‎ 解析：选B　燃烧炉只是促使燃料燃烧充分，提高燃料的利用率并减少CO的排放，并不能增大煤炭燃烧时的燃烧热，也无法减少SO2气体的形成。‎ ‎6.如图是可逆反应：X2＋3Y22Z2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．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)‎ 7‎ 解析：选A　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。‎ ‎8．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 解析：选B　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。‎ ‎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 解析：选D　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(g)，在催化剂存在的条件下高温加热，发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示。‎ 7‎ ‎(1)根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为______；反应平衡时c(H2)＝___________________________________________________________________。‎ ‎(2)判断该反应达到平衡的依据是________(填标号)。‎ A．CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等 B．CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 C．CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化 D．正、逆反应速率都为零 解析：(1)由图可知第10 min时反应达到平衡，即v(CO)＝v(CO2)＝＝＝0.003 mol·L－1·min－1，反应时转化的浓度之比＝化学方程式的化学计量数之比，即Δc(H2)＝Δc(CO2)＝0.03 mol·L－1。‎ ‎(2)达到平衡状态的标志是各物质的百分含量保持一定，浓度不变，正、逆反应速率相等且不为0。‎ 答案：(1)0.003 mol·L－1·min－1　0.03 mol·L－1　(2)AC ‎11．在‎2 L容器中有3种物质进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图。反应在t时刻达到平衡，如图所示：‎ ‎(1)该反应的化学方程式是_________________________________________________。‎ ‎(2)反应起始至t，Y的平均反应速率是________。 ‎ ‎(3)关于该反应的说法正确的是________(填标号)。 ‎ A．到达t时刻该反应已停止 B．在t时刻之前X的消耗速率大于它的生成速率 C．在t时刻正反应速率等于逆反应速率 D．在t时刻达到平衡是因为此时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等 解析：(1)由图像知，从0～t，n(X)减小，n(Y)增加，n(Z)增加，可以确定X为反应物，Y、Z为生成物，从0～t，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.8∶1.2∶0.4＝2∶3∶1。故该反应的化学方程式为2X3Y＋Z。‎ ‎(3)化学平衡是一种动态平衡，故A错；在t 7‎ 时刻之前，可逆反应尚未达到化学平衡，此时v正(X)>v逆(X)，故B对；在t时刻，可逆反应已达化学平衡，此时正、逆反应速率相等，故C对；在t时刻达到平衡是因为此时反应混合物中各组分的浓度不再变化，故D错。‎ 答案：(1)2X3Y＋Z　(2) mol·L－1·min－1　(3)BC B级—选考等级考试增分练 ‎1．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 解析：选B　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。‎ ‎2．常温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。‎ ‎(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)＝13 mol，nt(NH3)＝6 mol，则a的值为____________。‎ ‎(2)反应达平衡时，混合气体的体积为‎716.8 L(标准状况下)，其中NH3的体积分数为25%，计算平衡时NH3的物质的量为__________________。‎ ‎(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比为________(写最简整数比，下同)。‎ ‎(4)原气体中a∶b＝_____________________。‎ ‎(5)达到平衡时混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝_____________________。‎ 解析：(1)反应进行到某时刻t时生成6 mol NH3，消耗3 mol N2和9 mol H2，则a－3＝13，解得a＝16。‎ ‎(2)平衡时‎716.8 L(标准状况下)气体的物质的量为32 mol，则n(NH3)＝32 mol×25%＝8 mol。‎ ‎(3)根据三段式法有：‎ ‎　　　　 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)‎ 起始/mol　　 16　　　b 转化/mol 　　4　　　12　　　　　 8‎ 平衡/mol　　 12　　b－12　　　　8‎ 7‎ 则12＋(b－12)＋8＝32，解得b＝24；‎ 原混合气体物质的量＝a＋b＝16＋24＝40，平衡时混合气体为32 mol，即n始∶n平＝5∶4。‎ ‎(4)原混合气体中a∶b＝16∶24＝2∶3。‎ ‎(5)平衡时N2、H2、NH3分别为12 mol、12 mol和8 mol，即n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝3∶3∶2。‎ 答案：(1)16　(2)8 mol　(3)5∶4　(4)2∶3　(5)3∶3∶2‎ ‎3．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________。‎ 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%。‎ 7‎ 答案：(1)0.1 mol·L－1·min－1　20%‎ ‎(2)ABE　(3)80%‎ ‎4．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 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。‎ 答案：(1)是　65%　(2)b　1.5×10－3mol·L－1·s－1　(3)bc 7‎