鲁科版高中化学必修2课后练习化学反应的限度

第2课时 化学反应的限度

课后篇巩固提升

夯实基础·轻松达标

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

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: 。

(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。

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

mol·L-1,Z应该为0.3 mol·L-1,A项错误;Y为1.2 mol·L-1不可能,B项错误;X为0.3 mol·L-1,Z应该为0.2 mol·L-1,C项错误;Z为0.6 mol·L-1是可能的,D项正确。

4.在一定温度下的恒压容器中,进行可逆反应A(g)+B(g)C(g)+2D(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是( )

①反应混合物的密度不再改变 ②混合气体的平均相对分子质量不再改变 ③C和D的物质的量之比为1∶2 ④体系压强不再改变 ⑤C的质量分数不再改变 ⑥v(A)∶v(C)=1∶1

A.①②④⑤ B.①②⑤

C.②⑤⑥ D.①②③④⑤⑥

答案B

解析①一定温度下的恒压容器中,反应混合物的密度不再改变,说明气体的物质的量不变,故能确定题给反应达到平衡状态;②因为A(g)+B(g)C(g)+2D(g)反应前后计量数之和不等,所以混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明气体的物质的量不变,正、逆反应速率相等,达平衡状态;③C和D的物质的量之比为1∶2,不能说明反应达到平衡,故不选;④因为在一定温度下的恒压容器中,压强一直不变,故不选;⑤C的质量分数不再改变,说明气体的物质的量不变,正、逆反应速率相等,达平衡状态;⑥v(A)∶v(C)=1∶1,未体现正、逆反应速率的关系,故不选。所以能说明该反应达到平衡状态的是①②⑤。

5.一定条件下,对于可逆反应X(g)+4Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分別为0.1 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0.1 mol·L-1,则下列判断正确的是( )

A.c1∶c2=4∶1

B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为1∶2

C.c1的取值范围为0 mol·L-1

D.若反应正向进行,X、Y的转化率相等

答案D

解析由方程式可得,X、Y按1∶4反应,又因为平衡时X、Y的浓度之比为1∶4,所以X、Y起始浓度之比也为1∶4,故A项错误;平衡时,不同物质表示的正、逆反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比,所以Y和Z的生成速率之比为4∶2,即2∶1,故B项错误;若反应开始向右进行并达到平衡,平衡时X的浓度为0.1 mol·L-1,Z的浓度为0.1 mol·L-1,因为Z的浓度开始不是0,故Z的浓度变化小于0.1 mol·L-1,由方程式可知,X的浓度变化量小于0.05 mol·L-1,故c1<0.15