新教材適用2023-2024學年高中化學專題6化學反應與能量變化第1單元化學反應速率與反應限度第2課時化學反應的限度課后習題蘇教版必修第二冊

第2課時化學反應的限度基礎鞏固1.假設某化學反應的反應過程如圖所示,觀察分析,符合圖中變化的化學反應為()。A.A2+3B22AB3B.2AB2+B22AB3C.2A2B+5B24AB3D.2AB2+B22AB3答案:D解析:由圖可知反應物用AB2、B2表示,生成物用AB3表示,反應后反應物與生成物共存,說明反應不能進行到底,為可逆反應,結(jié)合反應前后原子守恒可知化學方程式為2AB2+B22AB3。2.現(xiàn)向一密閉容器中充入1molN2和3molH2,在一定條件下發(fā)生反應N2+3H22NH3。下列有關說法正確的是()。A.達到化學平衡時,正反應和逆反應的速率都為0B.達到化學平衡時,N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化C.達到化學平衡時,N2將完全轉(zhuǎn)化為NH3D.達到化學平衡時,N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度一定相等答案:B解析:A項,達到化學平衡時,正反應和逆反應的速率相等,但都不為0,錯誤;B項,達到化學平衡時,N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再發(fā)生變化,正確;C項,達到化學平衡時,N2不能完全轉(zhuǎn)化為NH3,錯誤;D項,達到化學平衡時,N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再發(fā)生變化,但不一定相等,錯誤。3.化學反應2SO2(氣體)+O2(氣體)2SO3(氣體)在硫酸工業(yè)中有重要應用。關于該反應的敘述正確的是()。A.無限延長化學反應的時間能改變化學反應的限度B.SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量之比為2∶1∶2時達到平衡狀態(tài)C.該反應達到化學平衡狀態(tài)時,正反應速率和逆反應速率相等且等于零D.若開始加入SO2和18O2,達到化學平衡時18O存在于三種物質(zhì)中答案:D解析:達到化學反應的限度后,延長反應時間無法改變化學反應的限度,A項錯誤;SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量不再發(fā)生改變時,達到平衡狀態(tài),B項錯誤;該反應達到化學平衡狀態(tài)時,正反應速率和逆反應速率相等,化學平衡為動態(tài)平衡,化學反應速率不為零,C項錯誤;若開始加入SO2和18O2,根據(jù)可逆反應的特點可知平衡時18O存在于三種物質(zhì)中,D項正確。4.在5mL0.1mol·L-1KI溶液中滴加0.1mol·L-1FeCl3溶液5~6滴后,再進行下列實驗,其中可證明FeCl3溶液與KI溶液的反應是可逆反應的實驗是()。A.再滴加AgNO3溶液,觀察是否有AgI沉淀產(chǎn)生B.加入CCl4振蕩后,觀察下層液體顏色C.加入CCl4振蕩后,取上層清液,滴加AgNO3溶液,觀察是否有AgCl沉淀產(chǎn)生D.加入CCl4振蕩后,取上層清液,滴加KSCN溶液,觀察是否出現(xiàn)紅色答案:D解析:KI溶液與FeCl3溶液反應的離子方程式為2Fe3++2I-2Fe2++I2,根據(jù)題目條件可知KI溶液過量,所以要證明該反應為可逆反應,只需證明有Fe3+存在即可,可以用KSCN溶液檢驗。5.可逆反應H2(氣體)+I2(氣體)2HI(氣體)達到平衡的標志是()。A.混合氣體的顏色不再改變B.v(H2)∶v(I2)∶v(HI)=1∶1∶2C.混合氣體的密度保持不變D.H2、I2、HI的分子個數(shù)比為1∶1∶2答案:A解析:A項,HI為無色氣體,碘蒸氣為紫紅色氣體,當混合氣體的顏色不再變化時,c(I2)不變,反應達到化學平衡狀態(tài),正確;B項,未指明速率所表示的反應方向,反應不一定達到化學平衡狀態(tài),錯誤;C項,該反應前后氣體的體積不變,在密閉容器中氣體的質(zhì)量不變,氣體的密度一直不變,則混合氣體的密度不變不一定達到化學平衡狀態(tài),錯誤;D項,當可逆反應達到平衡時,容器內(nèi)物質(zhì)H2、I2和HI的分子個數(shù)比為1∶1∶2時,濃度可能仍會變化,不一定達到化學平衡狀態(tài),錯誤。6.某溫度下,將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生反應:NO2(氣體)+SO2(氣體)SO3(氣體)+NO(氣體),下列不能說明反應達到平衡狀態(tài)的是()。A.體系中氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變B.SO2和NO的體積分數(shù)保持不變C.每消耗1molSO3的同時消耗1molNO2D.v正(NO2)=v逆(SO3)答案:A解析:A項,由于該反應為氣體體積不變的反應,因此氣體總物質(zhì)的量不變,又因為反應前后都是氣體,因此氣體總質(zhì)量不變,根據(jù)M=mn知,氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變,不能判斷反應達到平衡狀態(tài);B項,SO2和NO的體積分數(shù)保持不變,說明各物質(zhì)的量保持不變,能說明反應達到平衡狀態(tài);C項,每消耗1molSO3的同時生成1molNO2,此時正反應速率=逆反應速率,能說明反應達到平衡狀態(tài);D項,正、逆反應速率相等,7.一定條件下,可逆反應2AB+3C在四種狀態(tài)中處于平衡狀態(tài)的是()。選項正反應速率逆反應速率Av(A)=2mol·L-1·min-1v(B)=2mol·L-1·min-1Bv(A)=2mol·L-1·min-1v(C)=2mol·L-1·min-1Cv(A)=1mol·L-1·min-1v(B)=2mol·L-1·min-1Dv(A)=1mol·L-1·min-1v(C)=1.5mol·L-1·min-1答案:D解析:利用A物質(zhì)的正反應速率,通過化學方程式中的化學計量數(shù)進行計算,可求得B或C的正反應速率。正反應速率和逆反應速率相等時,化學反應達到平衡狀態(tài)。A項,正反應v(A)=2mol·L-1·min-1,則逆反應v(B)=1mol·L-1·min-1時平衡;B項,正反應v(A)=2mol·L-1·min-1,則逆反應v(C)=3mol·L-1·min-1時平衡;C項,正反應v(A)=1mol·L-1·min-1,則逆反應v(B)=0.5mol·L-1·min-1時平衡。8.在某一容積為5L的密閉容器內(nèi),加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O,在催化劑存在的條件下加熱,發(fā)生如下反應:CO(氣體)+H2O(氣體)CO2(氣體)+H2(氣體),反應中CO2的濃度隨時間變化情況如圖所示。據(jù)此回答下列問題。(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),反應開始至達到平衡時,CO的反應速率為;反應達到平衡時,c(H2)=。

(2)判斷該反應達到平衡的依據(jù)是。

①CO減少的化學反應速率和CO2減少的化學反應速率相等②CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等③CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化④正、逆反應速率都為0答案:(1)0.003mol·L-1·min-10.03mol·L-1(2)①③解析:(1)由圖可知10min時達到平衡,所以v(CO)=v(CO2)=ΔcΔt=0.03mol·L-110min=0.003mol·L-1·min-1。方程式中的化學計量數(shù)之比=反應時轉(zhuǎn)化的濃度之比,所以c(H9.在一定條件下,氣體A與氣體B反應生成氣體C。反應過程中,反應物與生成物的濃度隨時間變化的曲線如圖。回答下列問題。(1)該反應的化學方程式為

。

(2)0~t1s內(nèi)A的反應速率為。

(3)反應后與反應前的壓強之比為。

(4)(t1+10)s時,A氣體的體積分數(shù)為,此時v正(A)(填“>”“<”或“=”)v逆(B)。(5)下列關于該反應的說法正確的是。

a.到達t1s時反應已停止b.在t1s之前,B氣體的消耗速率大于它的生成速率c.在t1s時,C氣體的正反應速率等于逆反應速率答案:(1)3A+B2C(2)0.6t1mol·L(3)9∶13(4)22.2%>(5)bc解析:(1)從0到t1s時,Δc(A)=0.8mol·L-1-0.2mol·L-1=0.6mol·L-1,Δc(B)=0.5mol·L-1-0.3mol·L-1=0.2mol·L-1,Δc(C)=0.4mol·L-1,三者之比為Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.6mol·L-1∶0.2mol·L-1∶0.4mol·L-1=3∶1∶2,反應后三種物質(zhì)共存,說明該反應為可逆反應,所以化學方程式為3A+B2C。(2)0~t1s內(nèi)A的反應速率為0.6mol·L-1t1(3)相同條件下,壓強之比等于氣體的物質(zhì)的量之比,反應前氣體的總物質(zhì)的量為1.3mol,反應后氣體的總物質(zhì)的量為0.9mol,故反應后與反應前的壓強之比為9∶13。(4)A氣體的體積分數(shù)為0.2mol0.2mol+0.3mol+0.4mol=29≈22.2%;在t1~(t1+10)s反應處于平衡狀態(tài),v正(5)a項,可逆反應不可能停止,錯誤;b項,在t1s之前,反應未達平衡,仍然向正反應方向進行,故B氣體的消耗速率大于它的生成速率,正確;c項,在t1s時,反應達到平衡,故C氣體的正反應速率等于逆反應速率,正確。10.在一個容積為2L的恒容密閉容器中,800℃時發(fā)生反應2NO(氣體)+O2(氣體)2NO2(氣體),體系中n(NO)隨時間的變化如下表。時間/s012345n0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)如圖所示,表示NO2變化曲線的是。

(2)用O2表示0~2s內(nèi)該反應的平均速率v(O2)=。

(3)能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是。

A.v(NO2)=2v(O2)B.容器內(nèi)壓強保持不變C.v逆(NO)=2v正(O2)D.容器內(nèi)密度保持不變答案:(1)b(2)0.0015mol·L-1·s-1(3)BC解析:(1)由平衡體系2NO(氣體)+O2(氣體)2NO2(氣體)知,NO2為生成物,n(NO2)=Δn(NO)=0.020mol-0.007mol=0.013mol,c(NO2)=0.013mol2L=0.0065mol·L-1,故表示NO2變化的曲線為(2)0~2s內(nèi)參加反應的NO的物質(zhì)的量為0.020mol-0.008mol=0.012mol,參加反應的O2的物質(zhì)的量為0.006mol,v(O2)=0.006mol2L×2s=0.0015mol·L(3)A項中未指明正、逆反應速率,無法說明該反應是否達到平衡狀態(tài);該反應前后氣體物質(zhì)的量不相等,當容器內(nèi)壓強保持不變時,說明該反應已達到平衡狀態(tài),B項正確;C項中正、逆反應速率相等,說明該反應已達到平衡狀態(tài);氣體總質(zhì)量不變,氣體總體積不變,無論該反應是否達到平衡,容器內(nèi)密度始終保持不變,D項無法說明該反應是否達到平衡狀態(tài)。能力提升1.在恒溫、恒容下,當反應容器內(nèi)總壓強不隨時間變化時,下列可逆反應一定達到平衡的是()。A.3M(氣體)+2N(氣體)P(氣體)+4Q(氣體)B.M(氣體)+2N(氣體)3P(氣體)+Q(固體)C.M(氣體)+N(氣體)P(氣體)D.以上都達到平衡答案:C解析:A、B項,所給反應是反應前后氣體物質(zhì)的量相等的反應,反應容器內(nèi)總壓強不隨時間變化,因此容器內(nèi)總壓強不變,不能確定反應處于平衡狀態(tài),錯誤;C項,所給反應是反應前后氣體物質(zhì)的量不相等的反應,若反應容器內(nèi)總壓強不隨時間變化,此時氣體的總物質(zhì)的量不變,可以確定反應處于平衡狀態(tài),正確。2.一定條件下,對于可逆反應X(氣體)+3Y(氣體)2Z(氣體),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為0),達到平衡時,X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,則下列判斷正確的是()。A.c1∶c2=3∶1B.平衡時,Y和Z的生成速率之比為2∶3C.反應消耗的X和Y的物質(zhì)的量相等D.c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1答案:D解析:X、Y平衡濃度之比為1∶3,轉(zhuǎn)化濃度之比亦為1∶3,故c1∶c2=1∶3,反應消耗的X和Y的物質(zhì)的量不相等,A、C兩項不正確;平衡時v生成(Y)表示逆反應速率,v生成(Z)表示正反應速率,v生成(Y)∶v生成(Z)應為3∶2,B項不正確;由可逆反應的特點可知0<c1<0.14mol·L-1,D項正確。3.在兩個恒容的密閉容器中進行下列兩個可逆反應。甲:C(固體)+H2O(氣體)CO(氣體)+H2(氣體);乙:CO(氣體)+H2O(氣體)CO2(氣體)+H2(氣體)?，F(xiàn)有下列狀態(tài)。①混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變②恒溫時,氣體壓強不再改變③各氣體濃度相等④斷裂H—O鍵速率是斷裂H—H鍵速率的2倍⑤混合氣體密度不變⑥單位時間內(nèi),消耗水蒸氣的質(zhì)量與生成氫氣的質(zhì)量比為9∶1其中能說明甲、乙容器中的反應均達到化學平衡狀態(tài)的是()。A.①②④ B.③⑤ C.⑤⑥ D.④答案:D解析:①乙反應前后氣體的物質(zhì)的量不變,無論是否達到平衡狀態(tài),混合氣體的平均相對分子質(zhì)量都不改變,不合題意;②乙反應前后氣體的物質(zhì)的量不變,恒溫時,無論是否達到平衡狀態(tài),氣體壓強都不改變,不合題意;③各氣體濃度相等,反應不一定達到平衡狀態(tài),不合題意;④斷裂H—O鍵速率是斷裂H—H鍵速率的2倍,可說明正、逆反應速率相等,反應達到化學平衡狀態(tài),符合題意;⑤乙反應是全部由氣體參加的反應,無論反應是否達到化學平衡狀態(tài),混合氣體的密度都不變,不合題意;⑥單位時間內(nèi),消耗水蒸氣的質(zhì)量與生成氫氣的質(zhì)量比為9∶1,描述的是正反應速率之間的關系,不能說明反應達到化學平衡狀態(tài),不合題意。綜上分析可知,④能夠說明甲、乙容器中的反應均達到化學平衡狀態(tài)。4.將氣體A、B置于固定容積為2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應。3A(氣體)+B(氣體)2C(氣