2.3.2 化學反應的限度同步練 2023-2024學年高一下學期化學魯科版（2019）必修2

高中化學必修2PAGEPAGE1第2章化學鍵化學反應規(guī)律第3節(jié)化學反應的快慢和限度第2課時化學反應的限度基礎過關1.對于可逆反應：M+NQ達到平衡時,下列說法正確的是 ()A.M、N、Q3種物質的濃度一定相等B.M、N全部變成了QC.反應混合物中各成分的百分組成不再變化D.反應已經(jīng)停止2.在一定溫度下體積不變的密閉容器中,可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)達到平衡狀態(tài)的標志是 ()A.各物質的濃度相等B.A、B、C、D的濃度之比為1∶3∶2∶2C.正反應速率與逆反應速率均為零D.正反應速率與逆反應速率相等3.對處于化學平衡的體系,從化學平衡與化學反應速率的關系可知 ()A.化學反應速率變化時,化學平衡一定發(fā)生移動B.化學平衡發(fā)生移動時,化學反應速率一定變化C.正反應進行的程度大,正反應速率一定大D.只有在催化劑存在下,才會發(fā)生化學反應速率變化而化學平衡不移動的情況4.如圖是可逆反應X2+3Y22Z在反應過程中的反應速率(υ)與時間(t)的關系曲線,下列敘述不正確的是 ()A.t1、t2時,用不同物質表示正、逆反應速率有2υ(X2)=υ(Z)B.t2時,反應已達到了一定限度C.t2～t3,反應不再發(fā)生D.t2～t3,各物質的濃度不再發(fā)生變化5.催化還原是解決溫室效應及能源問題的重要手段之一。在恒容密閉容器中,CO2和H2在催化劑作用下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下列說法能充分說明該反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)的是()A.CO2、H2、CH3OH、H2O的濃度相等B.CO2、H2、CH3OH、H2O的濃度均不再發(fā)生變化C.單位時間內(nèi)消耗1molCO2,同時生成1molCH3OHD.CO2、H2、CH3OH、H2O的分子數(shù)之比為1∶3∶1∶16.在密閉容器中通入一定量的HI氣體,使其在一定條件下發(fā)生反應:2HI(g)H2(g)+I2(g)。下列敘述中,一定屬于平衡狀態(tài)的是 ()A.HI、H2、I2的濃度相等B.混合氣體的顏色不再變化C.混合氣體的總壓強不再變化D.υ(HI)∶υ(H2)∶υ(I2)=2∶1∶17.用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件,能大幅度提高發(fā)動機的熱效率。工業(yè)上用化學氣相沉積法制備氮化硅,其反應如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)。一定條件下,在密閉恒容的容器中,能表示上述反應達到化學平衡狀態(tài)的是()A.υ逆(N2)=3υ正(H2)B.υ正(HCl)=4υ正(SiCl4)C.混合氣體密度保持不變D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶68.500℃時,將2molN2和2.25molH2充入體積為10L的恒容密閉容器中,反應達到平衡時,NH3的濃度不可能是 ()A.0.1mol·L-1 B.0.12mol·L-1C.0.05mol·L-1 D.0.16mol·L-19.恒溫恒容條件下,能說明反應A(s)+2B(g)C(g)+D(g)一定處于化學平衡狀態(tài)的是 ()A.混合氣體的密度不再改變B.容器內(nèi)的壓強保持不變C.C與D的物質的量相等D.消耗1molB的同時生成0.5molD10.合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要意義。對于密閉容器中的反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在673K、30MPa下,n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關系如圖所示。下列敘述正確的是 ()A.點a的正反應速率比點b的小B.點c處反應達到平衡C.點d(t1時刻)和點e(t2時刻)處n(N2)不一樣D.點e處反應達到平衡能力提升11.某化學實驗小組同學設計如圖所示裝置,燒瓶A、B中裝有相同濃度的NO2和N2O4的混合氣體,中間用止水夾K夾緊,燒杯甲中盛放100mL6mol·L-1的鹽酸,燒杯乙中盛放100mL的冷水,兩燒杯液體溫度相同。現(xiàn)向燒杯甲的溶液中放入25gNaOH固體,同時向燒杯乙中放入25gNH4NO3固體,攪拌使之溶解。(1)寫出燒瓶中存在的反應的化學方程式____________________________________,

實驗前燒瓶中氣體呈________色。

(2)請將該實驗探究的題目補充完整____________________________。

(3)分別向甲、乙燒杯中加NaOH固體和NH4NO3固體后,某同學又用溫度計測量兩燒杯中液體的溫度,發(fā)現(xiàn)甲中溫度____________,乙中溫度________________,原因是________________________。同時發(fā)現(xiàn)A瓶中氣體顏色變深,B瓶中氣體顏色變淺。

(4)由此,該小組同學得出的結論是__________________________________________。

12.一定條件下,對于反應X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)。達平衡時,X、Y、Z濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1和0.08mol·L-1,則下列判斷不合理的是 ()①c1∶c2=1∶3②平衡時,Y和Z的生成速率之比為2∶3③X和Y的轉化率不相等④c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1A.①② B.③④ C.①④ D.②③13.在一定溫度下,容器內(nèi)某一反應中M、N的物質的量隨反應時間變化的曲線如圖所示,下列表述正確的是 ()A.反應的化學方程式為2MNB.t2時,正、逆反應速率相等,達到平衡C.t3時,正反應速率大于逆反應速率D.t1時,N的濃度是M濃度的2倍14.已知:轉化率=某一反應物轉化的量÷該反應物的初始量×100%。在一密閉容器中加入A、B、C三種氣體,保持溫度一定,在t1～t4時刻測得各物質的濃度如下表。據(jù)此判斷下列結論不正確的是 ()測定時刻/st1t2t3t4c(A)/(mol·L-1)6322c(B)/(mol·L-1)53.533c(C)/(mol·L-1)12.533A.在t4時刻,該反應處于化學平衡狀態(tài)B.t3時,A的轉化率比B的轉化率高C.t1至t2時刻,該反應的速率為3mol·L-1·s-1D.該反應的化學方程式是2A(g)+B(g)C(g)15.氫氣是合成氨的重要原料,合成氨反應的化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。該反應為放熱反應且每生成2molNH3,放出92.4kJ的熱量。(1)當合成氨反應達到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量),反應速率與時間的關系如圖所示。圖中表示反應處于化學平衡狀態(tài)的時間段(t1時刻后)為___________。

(2)在一定溫度下,向一個容積為1L的容器中通入2mol氮氣和8mol氫氣及固體催化劑,使之反應。已知平衡時容器內(nèi)氣體的壓強為起始時的80%。①N2的轉化率(反應物的轉化濃度與該反應物的起始濃度比值的百分比)為____________。

②反應達到平衡時,放出熱量為________(填序號)。

A.小于92.4kJB.等于92.4kJC.大于92.4kJD.可能大于或小于或等于92.4kJ(3)下列能證明反應已達化學平衡的標志為______(填序號)。

A.壓強不變B.體系的溫度不變C.N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1∶3∶2D.υ正(N2)=13υ正(H216.在2L密閉容器內(nèi),800℃時反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中,n(NO)隨時間的變化如表:時間(s)012345n(NO)(mol)0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)A點處υ(正)______υ(逆),A點正反應速率__________B點正反應速率(填“大于”“等于”或“小于”)。

(2)圖中表示NO2變化的曲線是________。用O2表示從0～2s內(nèi)該反應的平均速率υ=______。

(3)能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是______。

a.υ(NO2)=2υ(O2)b.容器內(nèi)壓強保持不變c.υ逆(NO)=2υ正(O2)d.容器內(nèi)密度保持不變(4)能使該反應的反應速率增大的是__________。

a.及時分離出NO2氣體b.適當升高溫度c.增大O2的濃度d.選擇高效催化劑

參考答案基礎過關1.【答案】C【解析】反應達到平衡時,各濃度不再變化,反應物不能完全轉化為生成物,反應仍在進行沒有停止。2.【答案】D【解析】各物質的濃度相等時,該反應不一定達到平衡狀態(tài),與反應物初始濃度及轉化率有關,選項A錯誤;A、B、C、D的濃度之比為1∶3∶2∶2,不能說明各組分的濃度不再變化,無法判斷是否達到了平衡狀態(tài),選項B錯誤;達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,但不等于零,選項C錯誤;正逆反應速率相等,且不等于零時,反應達到平衡狀態(tài),選項D正確。3.【答案】B【解析】使用催化劑時,正、逆反應速率同等程度增大,平衡并不移動,A錯誤;化學平衡移動的過程就是由υ(正)=υ(逆)變?yōu)棣?正)≠υ(逆),再轉化為υ'(正)=υ'(逆)的過程,B正確;反應進行的程度和反應速率無必然聯(lián)系,故反應進行的程度大,正反應速率不一定大,C錯誤;對于類似H2(g)+I2(g)2HI(g)的反應,其他條件不變,縮小體積時,H2(g)、I2(g)、HI(g)的濃度同等程度增大,正、逆反應速率同等程度增大,故平衡不移動,D錯誤。4.【答案】C【解析】對于任何化學反應,無論在何時,用不同物質表示同一反應的化學反應速率時,均存在反應速率之比等于化學計量數(shù)之比,A項正確;t2～t3,反應達到一定的限度,但沒有停止,B項正確,C項錯誤;此時各物質的濃度不再發(fā)生變化,D項正確。5.【答案】B【解析】當體系達到平衡狀態(tài)時,CO2、H2、CH3OH、H2O的濃度可能相等,也可能不相等,故A錯誤;當CO2、H2、CH3OH、H2O的濃度均不再變化,說明正、逆反應速率相等,達到平衡狀態(tài),故B正確;消耗CO2和生成CH3OH都是正反應,無法確定正反應速率和逆反應速率的關系,不能確定是否達到平衡狀態(tài),故C錯誤;當體系達到平衡狀態(tài)時,CO2、H2、CH3OH、H2O的分子數(shù)不再發(fā)生變化,而不是它們的分子數(shù)之比不變,故D錯誤。6.【答案】B【解析】反應體系中各物質濃度相等不一定是平衡狀態(tài),A錯誤;三種物質中只有I2有顏色,既然顏色不變,說明I2的量不再增多也不再減少,則一定是平衡狀態(tài),B正確;因為該反應反應前后氣體總物質的量不變,所以無論是否平衡,體系總壓強都不變,故C錯誤;在任何條件下,用各物質表示的化學反應速率之比都等于化學計量數(shù)之比,D錯誤。7.【答案】C【解析】利用化學反應速率之比等于方程式中化學計量數(shù)之比可知,A項應為3υ逆(N2)=υ正(H2),才表示υ(正)=υ(逆),故A錯誤;B項均表示正反應速率,無論反應是否處于平衡狀態(tài),都成立,B錯誤;混合氣體密度不變,說明體系中混合氣體質量不變,若未達到平衡,則混合氣體質量改變,所以C項表示達到平衡狀態(tài);D項表示的濃度關系與是否平衡無關,錯誤。8.【答案】D【解析】由題意知,該反應中N2過量。假設2.25molH2完全參與反應,則生成NH3的濃度為0.15mol·L-1,由于該反應是可逆反應,H2不可能完全轉化生成NH3,故平衡時NH3的濃度小于0.15mol·L-1。9.【答案】A【解析】混合氣體的質量不再變化,由于是在恒容條件下,說明反應已處于平衡狀態(tài),A正確;氣體系數(shù)前后相等,壓強是個恒量,B錯誤;C與D的物質的量相等不能說明濃度不再改變,所以不能說明反應達到平衡狀態(tài),C錯誤;消耗1molB的同時生成0.5molD均表示正反應速率,所以不能說明反應達到平衡狀態(tài),D錯誤。10.【答案】D【解析】由圖可知,a點時n(H2)比b點大,即反應物濃度大,所以a點的正反應速率大于b點,A項錯誤,雖然c點時n(H2)=n(NH3),但二者的物質的量仍在隨時間發(fā)生變化,故c點并沒達到平衡,B項錯誤;由于在t1、t2時,n(H2)、n(NH3)不再隨時間發(fā)生變化,表明反應已達到平衡,故d、e兩點處n(N2)相等,C項錯誤,D項正確。能力提升11.【答案】(1)2NO2N2O4紅棕(2)溫度對化學平衡的影響(3)升高降低甲中固體NaOH溶解放熱,中和鹽酸也放熱,溶液溫度升高,乙中NH4NO3溶解吸熱,溶液溫度降低(4)溫度升高時,2NO2N2O4向逆反應方向移動,溫度降低時,向正反應方向移動,溫度能影響化學平衡的移動【解析】燒瓶中的NO2和N2O4存在著相互轉化反應,2NO2N2O4,NO2紅棕色,N2O4無色,燒瓶中氣體呈紅棕色,從實驗操作可看出,該小組同學欲探究溫度對化學平衡的影響。NaOH固體溶解且與鹽酸發(fā)生中和反應均放熱,使甲燒杯中溶液溫度升高,平衡2NO2N2O4向左移動,氣體顏色變深;NH4NO3溶于水吸熱,使乙燒杯中溶液溫度降低,平衡2NO2N2O4向右移動,B瓶中氣體顏色變淺。12.【答案】D【解析】分析濃度變化關系:X(g)+3Y(g)2Z(g)c起始/(mol·L-1) c1 c2 c平衡/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.08化學方程式中反應物化學計量數(shù)之比為1∶3,所以反應中X和Y必然以1∶3消耗,因為達平衡時X和Y濃度之比為1∶3,故c1∶c2=1∶3,①正確;平衡時,Y和Z的生成速率之比應該和化學方程式中計量數(shù)之比相等,故Y和Z的生成速率之比為3∶2,②錯誤;由于起始時反應物是按方程式計量數(shù)之比配料,故X和Y轉化率相等,③錯誤;運用極限法,假設Z完全轉化為反應物,c1的極限值為0.14mol·L-1,而題設c1>0,反應又是可逆的,故④正確。13.【答案】D【解析】從曲線變化的趨勢看,n(N)逐漸減小,n(M)逐漸增加。當t=0時,n(M)、n(N)均不為0,分別為2mol、8mol;t1時N由8mol減至6mol,減少2mol,M增加1mol,說明M、N之間的反應可表示為2NM;t1時M為3mol,N為6mol,即N的濃度為M的2倍;t2時M、N兩物質的物質的量相等,且為4mol,并非正、逆反應速率相等;t3時,M、N的物質的量不隨時間改變,是化學平衡的特征,說明正、逆反應速率相等。14.【答案】C【解析】由表中數(shù)據(jù)可知,在t3時刻開始,該反應中各組分的濃度保持不變,處于化學平衡狀態(tài),A正確;t3時,A的轉化率(6-26×100%≈66.7%)比B的轉化率(5-35×100%=40%)高,B正確;化學反應速率必須指明以哪種反應物來表示,C不正確;達平衡時A、B、C的物質的量濃度改變的量之比為4∶2∶2=2∶1∶1,根據(jù)化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比,故該反應的化學方程式是15.【答案】(1)t2～t3、t4～t5(2)①50%②B(3)AB【解析】(1)υ正=υ逆時,表明反應處于化學平衡狀態(tài),故t2～t3,t4～t5段符合。(2)氣體的壓強為起始的80%,則氣體的物質的量也為起始時的80%,則減少量為20%,因此,反應后氣體的總物質的量減少(2mol+8mol)×20%=2mol。N2(g)