第二章化学键化学反应规律第三节化学反应的快慢和限度第2课时化学反应的限度等级性测试鲁科版必修第二册 7页

第2课时　化学反应的限度 等级性测试 ‎1．以下对可逆反应的叙述中，不正确的是(　　)‎ A．任何可逆反应都有一定的限度 B．氢气和氧气点燃生成水和电解水这两个反应不是可逆反应 C．可逆反应达到最大限度时至少有一种反应物反应完全 D．可逆反应达到限度时，正、逆反应速率相等 解析：选C。可逆反应是在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应，此类反应无法进行完全，都有一定的限度，故C项错误。‎ ‎2．一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，进行反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是(　　)‎ ‎①混合气体的密度　②容器内气体的压强　③混合气体的总物质的量　④B的物质的量浓度 A．①④　　　　　　　　 B．②③‎ C．②③④ D．④‎ 解析：选A。因为A为固体，反应前后气体的体积不变，容器内气体的压强和混合气体的总物质的量始终不变，而气体的质量却在变化，当气体质量不变时即达到平衡状态，而ρ＝，所以ρ不变可作为反应达到平衡状态的标志。‎ ‎3．已知汽车尾气无害化处理的反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，下列说法不正确的是(　　)‎ A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低 B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率 C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定 D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡 解析：选A。升高温度、使用催化剂都会使化学反应速率加快，既包括正反应速率也包括逆反应速率，A选项错误，B选项正确。反应达到平衡后，正反应速率和逆反应速率相等，C、D选项正确。‎ ‎4．如图所示是可逆反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)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(　　)‎ - 7 -‎ A．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化 B．t2～t3，反应不再发生 C．t2～t3，各物质的浓度之比一定等于2∶1∶1‎ D．若向容器中加入2 mol HI，则最终可生成1 mol H2和1 mol I2‎ 解析：选A。由图像可知，t2时反应达到平衡状态，各组分的浓度保持不变，A项正确；但平衡后，反应仍在进行，只不过此时正、逆反应速率相等，各物质浓度不再发生变化，B项错；达到平衡后，各组分的浓度并没有确定的比值关系，C项错；因该反应是可逆反应，加入2 mol HI时，最终生成H2和I2的物质的量一定小于1 mol，D项错。‎ ‎5．反应：2SO2＋O22SO3在一定条件下的密闭容器中进行。已知反应的某一时刻SO2、O2、SO3浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当达到平衡时，可能存在的数据为(　　)‎ A．SO2为0.4 mol·L－1、O2为0.2 mol·L－1‎ B．SO2为0.25 mol·L－1‎ C．SO2、SO3均为0.25 mol·L－1‎ D．SO3为0.4 mol·L－1‎ 解析：选B。由题目中的数据可知，达到平衡时，SO3不可能全部变为SO2与O2，即SO2达不到0.4 mol·L－1，O2也达不到0.2 mol·L－1，A错误；达到平衡时，SO2与SO3不可能都增多，C错误；达到平衡时，SO2与O2也不能全部转化为SO3，即SO3达不到0.4 mol·L－1，D错误。‎ ‎6．在下列说法中，可以说明恒容密闭容器中的反应：P(g)＋Q(g)R(g)＋S(g)已达平衡状态的是(　　)‎ A．反应容器内压强不随时间变化 B．P和S的生成速率相等 C．容器内P、Q、R、S四者物质的量浓度之比为1∶1∶1∶1‎ D．反应容器内气体的总物质的量不随时间变化 解析：选B。该反应前后气体的化学计量数相等，容器内压强始终不变，A错误；P的生成速率等于S的消耗速率，若P和S的生成速率相等，则正、逆反应速率相等，B正确；反应容器内P、Q、R、S四者物质的量浓度之比为1∶1∶1∶1，但不一定不变，所以不一定达到平衡状态，C错误；该反应前后气体的化学计量数相等，气体的总物质的量始终不变，D错误。‎ ‎7．下列各关系式中能说明反应N2＋3H22NH3已达平衡状态的是(　　)‎ A．3v正(N2)＝v正(H2)　　　 B．v正(N2)＝v逆(NH3)‎ C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)‎ 解析：选C。A项中都是正反应速率，不能确定是否达到平衡状态；B项中v正(N2)≠v逆(N2)，‎ - 7 -‎ 不是平衡状态；C项中v正(H2)＝v逆(H2)，处于平衡状态；D项中v正(N2)≠v逆(N2)，不是平衡状态。‎ ‎8．一定条件下，可逆反应2A(g)B(g)＋3C(g)在下列四种状态中，反应处于平衡状态的是(　　)‎ 选项 正反应速率 逆反应速率 A v(A)＝2 mol·L－1·min－1‎ v(B)＝2 mol·L－1·min－1‎ B v(A)＝2 mol·L－1·min－1‎ v(C)＝2 mol·L－1·min－1‎ C v(A)＝1 mol·L－1·min－1‎ v(B)＝2 mol·L－1·min－1‎ D v(A)＝1 mol·L－1·min－1‎ v(C)＝1.5 mol·L－1·min－1　‎ 解析：选D。将逆反应速率根据化学方程式统一折算成用A表示的速率，即逆反应速率表示A的生成速率，正反应速率表示A的消耗速率，二者相等，则说明反应达到了平衡状态。‎ ‎9．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)在一定条件下达到平衡，正反应速率随时间变化的曲线如图所示。‎ 下列由图可得出的结论正确的是(　　)‎ A．反应在c点达到平衡状态 B．反应物浓度：a点小于b点 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 解析：选D。化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡状态，A错误；a到b时正反应速率增大，反应物浓度随时间变化不断减小，B错误；随着反应的进行，反应物浓度减小，但正反应速率增大，说明体系温度升高，正反应是放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；因为正反应速率：a～b段小于b～c段，Δt1＝Δt2，故SO2的转化率：a～b段小于b～c段，D正确。‎ ‎10．在溶液中，反应A＋2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)＝0.100 mol·L－1、c(B)＝0.200 mol·L－1及c(C)＝0 mol·L－1。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。‎ - 7 -‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：‎ ‎②________________________________________________________________________; ‎ ‎③________________________________________________________________________。‎ ‎(2)实验②平衡时B的转化率为________；实验③平衡时C的浓度为________。‎ ‎(3)该反应进行到4.0 min时的平均反应速率：‎ 实验②：vB＝________； 实验③：vC＝________。 ‎ 解析：(1)②与①相比，平衡时反应物A的浓度不变，但达到平衡所用的时间缩短，说明化学平衡没有发生移动，只是反应速率加快了，由于该反应是在溶液中进行的，改变压强不会影响化学反应速率，改变温度会改变化学反应速率和使化学平衡移动，所以反应②应为使用了催化剂。③与①相比，达到平衡时间缩短，A的平衡浓度减小，说明化学平衡向正反应方向移动，故改变的反应条件为升高温度，该反应的正反应是吸热反应。‎ ‎(2)对于实验②　　　　A　＋　2B　C 初始浓度/(mol·L－1) 0.100 0.200 0‎ 变化浓度/(mol·L－1) 0.040 0.080 0.040‎ 平衡浓度/(mol·L－1) 0.060 0.120 0.040‎ 故平衡时B的转化率为×100%＝40%；‎ 对于实验③　　　　　　A　＋　2BC 初始浓度/(mol·L－1) 0.100 0.200 0‎ 变化浓度/(mol·L－1) 0.060 0.120 0.060‎ 平衡浓度/(mol·L－1) 0.040 0.080 0.060‎ 故达到平衡时C的浓度为0.060 mol·L－1。‎ ‎(3)该反应进行到4.0 min时，实验②中，A的浓度为0.072 mol·L－1，减少了0.028 mol·L－1，则参加反应的B的浓度为0.056 mol·L－1，故vB＝＝0.014 mol·L－1·min－1；实验③中，A的浓度为0.064 mol·L－1，减少了0.036 mol·L－1，‎ - 7 -‎ 生成的C的浓度为0.036 mol·L－1，故vC＝＝0.009 mol·L－1·min－1。‎ 答案：(1)加催化剂；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变　升高温度；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小　(2)40%　0.060 mol·L－1‎ ‎(3)0.014 mol·L－1·min－1　0.009 mol·L－1·min－1‎ ‎11．Ⅰ.一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。‎ ‎(1)从反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为__________。‎ ‎(2)该反应的化学方程式为_____________________________________。‎ Ⅱ.在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比。‎ ‎(1)一定能证明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是__________(填序号，下同)。‎ ‎(2)一定能证明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是__________。‎ 解析：Ⅰ.(1)从反应开始到10 s时，Z的物质的量增加了1.58 mol，则用Z表示的反应速率为＝0.079 mol·L－1·s－1。‎ ‎(2)根据图像可知，X和Y的物质的量减小，是反应物，平衡时变化量分别是1.20 mol－0.41 mol＝0.79 mol、1.00 mol－0.21 mol＝0.79 mol；Z的物质的量增加了1.58 mol，Z是生成物。根据物质的量的变化量之比等于相应的化学计量数之比可知，该反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)。‎ Ⅱ.混合气体的密度是混合气体的总质量与容器容积的比值；混合气体的平均相对分子质量是混合气体的总质量与总物质的量的比值；混合气体颜色的深浅与有色气体的浓度有关；在任何时刻各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比。‎ ‎(1)反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是反应前后气体体积减小的可逆反应，因此混合气体的压强、混合气体的总物质的量和混合气体的平均相对分子质量不变均可以说明反应达到平衡状态。‎ ‎(2)反应I2(g)＋H2(g)2HI(g)是反应前后气体体积不变的可逆反应，由于碘是有色气体，则混合气体的颜色不变可以说明反应达到平衡状态。‎ 答案：Ⅰ.(1)0.079 mol·L－1·s－1‎ - 7 -‎ ‎(2)X(g)＋Y(g)2Z(g)‎ Ⅱ.(1)①③④　(2)⑤‎ ‎12．在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g)pZ(g)＋qQ(g)，式中m、n、p、q为化学计量数。在0～3 min内，各物质的物质的量的变化如下表所示：‎ 物质 X Y Z Q 起始/mol ‎0.7‎ ‎1.0‎ ‎2 min末/mol ‎0.8‎ ‎2.7‎ ‎0.8‎ ‎2.7‎ ‎3 min末/mol ‎0.8‎ 已知：2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，v(Z)∶v(Y)＝1∶2。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)2 min内Z的反应速率v(Z)＝__________。‎ ‎(2)起始时n(Y)＝__________、n(Q)＝__________。‎ ‎(3)化学方程式中m＝____________、n＝____________、p＝__________、q＝__________。‎ ‎(4)对于该反应，能增大正反应速率的措施是________(填字母，下同)。‎ A．增大容器体积 B．移走部分Q C．通入大量X D．升高温度 ‎(5)该反应达到化学平衡状态时，下列说法正确的是__________。‎ A．反应停止了 B．正反应速率与逆反应速率均为0‎ C．反应物与生成物浓度相等 D．正反应速率与逆反应速率相等 解析：(1)0～2 min内，Z的物质的量浓度的改变量为＝0.1 mol·L－1，则2 min内用Z表示的反应速率为＝0.05 mol·L－1·min－1。‎ ‎(2)因为v(Z)∶v(Y)＝1∶2，则说明Z、Y的物质的量的变化量之比为1∶2，因为Z减少了0.2 mol，所以Y增加了0.4 mol，则Y起始时的物质的量为2.7 mol－0.4 mol＝2.3 mol。因为2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，说明Q的物质的量的变化量为0.075 mol·L－1·min－1×2 L×2 min＝0.3 mol，则起始时Q的物质的量为2.7 mol＋0.3 mol＝3.0 mol。‎ ‎(3)各物质的物质的量的变化量之比等于其化学计量数之比，所以m∶n∶p∶q＝0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol＝1∶4∶2∶3，则m＝1，n＝4，p＝2，q＝3。‎ ‎(4)增大容器体积，物质的量浓度减小，反应速率减慢，故A错误；移走部分Q，Q的物质的量浓度减小，反应速率减慢，故B错误；通入大量X，X的浓度增大，反应速率加快，故C正确；升高温度，反应速率加快，故D正确。‎ - 7 -‎ ‎(5)反应达到平衡状态时，反应没有停止，正、逆反应速率相等但不为0，反应物和生成物的浓度不一定相等，故选D。‎ 答案：(1)0.05 mol·L－1·min－1‎ ‎(2)2.3 mol　3.0 mol ‎(3)1　4　2　3‎ ‎(4)CD ‎(5)D - 7 -‎