2020版新教材高中化学第2章化学键化学反应规律第3节第2课时化学反应的限度课后练习含解析鲁科版必修第二册

2020版新教材高中化学第2章化学键化学反应规律第3节第2课时化学反应的限度课后练习含解析鲁科版必修第二册

第2课时　化学反应的限度 ‎1.下列对于可逆反应2M(g)+N(g)2P(g)达到平衡时的说法正确的是(　　)‎ A.M、N全部变成了P B.反应已经停止 C.反应混合物中各组分的浓度不再改变 D.v(M)∶v(N)=2∶1‎ 答案C 解析题给反应是可逆反应,所以反应物不可能完全转化为生成物,存在反应限度,故A错误;反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,但反应并没有停止,故B错误;反应混合物中各成分的浓度不再改变是反应达到平衡状态的依据,故C正确;v(M)∶v(N)=2∶1,未体现正、逆反应速率关系,故D错误。‎ ‎2.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是(　　)‎ A.若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态 B.达到化学平衡时,若增大容器容积,则正反应速率减小,逆反应速率增大 C.化学反应速率关系是2v正(NH3)=3v正(H2O)‎ D.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)‎ 答案D 解析若单位时间内生成x mol NO的同时,一定消耗x mol NH3,不能体现正、逆反应速率相等,故A错误;达到化学平衡时,若增大容器容积,则物质的浓度减小,正、逆反应速率均减小,故B错误;化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比,根据化学方程式可知3v正(NH3)=2v正(H2O)成立,故C错误;化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比,根据化学方程式可知4v正(O2)=5v逆(NO),故D正确。‎ ‎3.反应2SO2+O22SO3达到平衡状态后,下列说法正确的是(　　)‎ A.三氧化硫的生成速率与分解速率相等 B.二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比是2∶1∶2‎ C.二氧化硫与氧气不再化合生成三氧化硫 D.降低温度,原化学平衡状态未被破坏 答案A 解析可逆反应达到平衡状态以后正、逆反应速率相等,则三氧化硫的生成速率与分解速率相等,A项正确;平衡时二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比不一定是2∶1∶2,还与物质的初始浓度以及转化率有关系,B项错误;可逆反应达到平衡状态以后正、逆反应速率相等,但不为0,平衡时二氧化硫与氧气仍然反应生成三氧化硫,C项错误;降低温度,原化学平衡状态被破坏,D项错误。‎ ‎4.‎ 在一定温度下,容器内某一反应aNbM的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示,下列表述正确的是(　　)‎ A.a∶b=1∶2‎ - 8 -‎ B.t2时,逆反应速率大于正反应速率 C.t3时,正、逆反应速率相等,达到平衡 D.t1时,v(N)的反应速率是‎2‎t‎1‎ mol·L-1·min-1‎ 答案C 解析由图像可知,反应中M的物质的量逐渐增多,N的物质的量逐渐减少,则在反应中N为反应物,M为生成物,根据图像,在相等的时间内消耗的N和M的物质的量之比a∶b=2∶1,选项A错误;由图可知t2时反应没有达到平衡,此时正反应速率大于逆反应速率,选项B错误;由图可知t3时,反应达到平衡,正、逆反应速率相等,选项C正确;容器的容积未知,且v(N)的反应速率也只能算出平均速率,选项D错误。‎ ‎5.一定温度下,可逆反应3X(g)+Y(g)2Z(g)达到化学平衡的标志是(　　)‎ A.单位时间内生成3n mol X,同时消耗n mol Y B.X的生成速率与Z的生成速率相等 C.X、Y、Z的浓度相等 D.X、Y、Z的分子数之比为3∶1∶2‎ 答案A 解析X的生成代表逆反应方向,Y的消耗代表正反应方向,二者物质的量的变化符合化学计量数之比,A项正确;X、Z的生成分别代表了逆反应和正反应方向,但二者比例不符合化学方程式中的计量数比,B项错误;达到平衡时,各物质浓度不一定相等,C项错误;达到平衡时,分子数不一定符合化学计量数之比,D项错误。‎ ‎6.在T ℃,将1 mol N2和3 mol H2充入体积为1 L的密闭容器中发生反应,一段时间后达到平衡。在相同温度下,测得容器压强是反应前的0.9倍。则N2的转化率为(　　)‎ A.15% B.20%‎ C.25% D.30%‎ 答案B 解析设N2的转化率为x,根据三段式法分析:‎ ‎　　 　N2+3H22NH3‎ 开始/mol　1　　3　　　　0‎ 转化/mol　x　　3x　　　2x 平衡/mol 1-x　3-3x　　2x 平衡时压强是反应前的0.9倍,则‎(1-x)+(3-3x)+2x‎(1+3)‎=0.9,x=0.2,N2的转化率为20%,B项正确。‎ ‎7.一定温度下,某恒容密闭容器中含有NO2、N2O4两种气体,反应开始至达到平衡状态过程中,两种物质的浓度随时间的变化如图所示:‎ ‎(1)表示NO2浓度变化的曲线是　　　　　(填“x”或“y”),写出相应的化学方程式:　。 ‎ - 8 -‎ ‎(2)从反应开始至达到平衡的过程中,用N2O4表示的反应速率v(N2O4)=　　　　　　　。a、b两点对应状态中,x代表的物质的反应速率相对大小为v(a)　　　　v(b)。 ‎ ‎(3)若平衡后改变温度,容器中气体的平均摩尔质量变大,则反应向生成　　　　　(填“NO2”或“N2O4”)的方向进行。 ‎ 答案(1)x　2NO2N2O‎4‎‎　‎(2)0.4 mol·L-1·min-1　>　(3)N2O4‎ 解析(1)根据图像,到达平衡时x的浓度降低了8 mol·L-1,y的浓度增大了4 mol·L-1,因此表示NO2浓度变化的曲线是x,反应的化学方程式为2NO2N2O4。(2)从反应开始至达到平衡的过程中,用N2O4表示的反应速率v(N2O4)=ΔcΔt‎=‎‎4mol·‎L‎-1‎‎10min=0.4 mol·L-1·min-1;a、b两点对应状态中,a点时c(NO2)较大,则NO2的反应速率v(a)>v(b);(3)若平衡后改变温度,容器中气体的平均摩尔质量变大,说明气体的物质的量变小,则反应向生成N2O4的方向进行。‎ 提升能力·跨越等级 ‎1.将0.2 mol·L-1的KI溶液和0.05 mol·L-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3++2I-2Fe2++I2”的是(　　)‎ 实验 编号 实验操作 实验现象 ‎①‎ 滴入KSCN溶液 溶液变红色 ‎②‎ 滴入AgNO3溶液 有黄色沉淀生成 ‎③‎ 滴入K3[Fe(CN)6]溶液 有蓝色沉淀生成 ‎④‎ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色 已知:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)。‎ A.①和② B.②和④‎ C.③和④ D.①‎ 答案D 解析将0.2 mol·L-1的KI溶液和0.05 mol·L-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,根据方程式可知碘离子过量,因此只需要证明溶液中含Fe3+即可说明此反应为可逆反应,能建立化学平衡。①向溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红,则说明溶液中有Fe3+,即能说明反应存在平衡,①正确;②由于碘离子过量,所以向溶液中滴入AgNO3溶液一定有黄色沉淀生成,不能说明反应存在平衡,②错误;③无论反应存不存在平衡,溶液中均存在Fe2+,滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀生成,③错误;④无论反应存不存在平衡,溶液中均有I2,滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色,故不能证明存在平衡,④错误。‎ ‎2.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,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)。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是(　　)‎ A.2v(NH3)=v(CO2)‎ B.密闭容器中总压强不变 C.密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变 D.密闭容器中二氧化碳的体积分数不变 答案B 解析2v(NH3)=v(CO2)不能证明正、逆反应速率相等,A项错误;密闭容器中总压强不变,说明气体总物质的量不变,正、逆反应速率相等,B项正确;因为反应物是固体,所以整个密闭容器中混合气体的平均摩尔质量是个定值,始终不变,C项错误;因为反应物是固体,容器中氨气和二氧化碳的物质的量之比始终为2∶1,即氨气的体积分数不变,D项错误。‎ - 8 -‎ ‎3.密闭容器中进行如下反应X(g)+3Y(g)2Z(g),X、Y、Z起始浓度分别是0.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.4 mol·L-1,当达到平衡时,下列数据可能正确的是(　　)‎ A.X为0.25 mol·L-1,Z为0.5 mol·L-1‎ B.Y为1.2 mol·L-1‎ C.X为0.3 mol·L-1,Z为0.3 mol·L-1‎ D.Z为0.6 mol·L-1‎ 答案D 解析根据可逆反应平衡时反应物和生成物共存的特点可知,平衡时各物质浓度范围为0 mol·L-1甲>丙　(3)3~4 min　因该反应是放热反应,3~4 min时体系温度高,温度对反应速率的影响占主导作用　(4)AC　(5)BC 解析(1)经测定前4 s内v(C)=0.05 mol·L-1·s-1,生成C的物质的量浓度是0.05 mol·L-1·s-1×4 s=0.2 mol·L-1,此时消耗A是0.8 mol·L-1-0.5 mol·L-1=0.3 mol·L-1,则a∶c=3∶2;平衡时消耗A与B分别是0.6 mol·L-1、0.2 mol·L-1,则a∶b=3∶1,所以该反应的化学方程式为3A(g)+B(g)2C(g)。‎ - 8 -‎ ‎(2)如果都用物质A表示反应速率,则根据化学反应速率之比等于相应的化学计量数之比可知甲、乙、丙中用A表示的反应速率分别是0.3 mol·L-1·s-1、0.36 mol·L-1·s-1、0.24 mol·L-1·s-1,所以甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。‎ ‎(3)0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min、5~6 min内生成氢气的体积分别是50 mL、70 mL、104 mL、168 mL、80 mL、30 mL,因此反应速率最大的时间段是3~4 min,这是由于该反应是放热反应,此时温度高,温度对反应速率的影响占主导作用。‎ ‎(4)CH3COONa与H+反应生成弱酸醋酸,H+浓度降低,反应速率减小,随着反应的进行,H+又逐渐电离出来,所以生成的氢气体积几乎不变,A项正确;加入NaNO3溶液,在酸性溶液中NO‎3‎‎-‎具有强氧化性,与金属反应不能得到氢气,B项错误;KCl溶液相当于稀释,氢离子浓度降低,反应速率减小,且生成的氢气体积不变,C项正确;Na2CO3溶液消耗H+产生二氧化碳,最终生成的氢气体积减少,D项错误。‎ ‎(5)单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI不满足反应速率之比等于相应的化学计量数之比,反应没有达到平衡状态,A项错误;一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂分别代表正、逆反应速率,且满足反应速率之比是相应的化学计量数之比,说明达到平衡状态,B项正确;温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化说明单质碘的浓度不再发生变化,达到平衡状态,C项正确;反应速率v(H2)=v(I2)=‎1‎‎2‎v(HI),没有指明反应速率的方向,不能说明反应达到平衡状态,D项错误;反应前后气体体积不变,温度和体积一定时,容器内压强始终不变,不能说明反应达到平衡状态,E项错误;密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,所以温度和体积一定时,混合气体的密度不再变化,不能说明反应达到平衡状态,F项错误。‎ - 8 -‎