化學(xué)反應(yīng)的限度(備作業(yè))(解析版)

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度課時(shí)2化學(xué)反應(yīng)的限度一.單選題1．下列各組反應(yīng)互為可逆反應(yīng)的是()①2NaHCO3eq\o(=,\s\up10(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O與CO2＋H2O＋Na2CO3=2NaHCO3②SO2＋H2O=H2SO3與H2SO3=SO2↑＋H2O③2SO2＋O2eq\o(=,\s\up10(催化劑),\s\do10(△))2SO3與2SO3eq\o(=,\s\up10(催化劑),\s\do10(△))2SO2＋O2④NH3＋HCl=NH4Cl與NH4Cleq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋HCl↑A．只有①② B．只有②③C．②③④ D．①②④[答案]B2．可逆反應(yīng)達(dá)到最大反應(yīng)限度的本質(zhì)特征是()A．反應(yīng)停止了B．正、逆反應(yīng)的速率均為零C．正、逆反應(yīng)都還在繼續(xù)進(jìn)行D．正、逆反應(yīng)的速率相等且不為零[答案]D3．在一密閉容器中放入1molX，進(jìn)行可逆反應(yīng)2X(g)3Y(g)，反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖所示，下列敘述正確的是()A．t1時(shí)，只有正反應(yīng)在進(jìn)行B．t2～t3時(shí)間段，反應(yīng)停止C．t2時(shí)，容器內(nèi)有1.5molYD．t2～t3時(shí)間段，X、Y的物質(zhì)的量均沒(méi)有發(fā)生變化[答案]D[解析]t1時(shí)，正、逆反應(yīng)速率都大于零，都在進(jìn)行，A錯(cuò)誤；t2～t3時(shí)間段，正、逆反應(yīng)速率都大于零，反應(yīng)仍在進(jìn)行，X、Y的物質(zhì)的量均沒(méi)有發(fā)生變化，B錯(cuò)誤，D正確；t2時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，但X不能完全轉(zhuǎn)化為Y，故Y小于1.5mol，C錯(cuò)誤。4．在恒溫下的密閉容器中，有可逆反應(yīng)：2NO＋O22NO2(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))，不能說(shuō)明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．正反應(yīng)生成NO2的速率和逆反應(yīng)生成O2的速率相等B．反應(yīng)容器中壓強(qiáng)不變C．混合氣體顏色深淺保持不變D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化而變化[答案]A[解析]該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)，因此混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量、壓強(qiáng)以及顏色保持不變，即說(shuō)明達(dá)到平衡。A中表示的速率雖然方向相反，但速率之比不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即應(yīng)該是正反應(yīng)生成NO2的速率和逆反應(yīng)生成O2的速率的2倍相等，故A錯(cuò)。5．將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器容積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其分解：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)?？梢耘袛嘣摲纸夥磻?yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．2v(NH3)＝v(CO2)B．密閉容器中NH3與CO2的物質(zhì)的量之比不變C．密閉容器中混合氣體的密度不變D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變[答案]C[解析]A項(xiàng)，未指明其速率是代表正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，且倍數(shù)關(guān)系也不正確；由于得到的氣體中NH3與CO2的體積比恒為2∶1，且體系中只有這兩種氣體，故NH3的體積分?jǐn)?shù)始終不變，B、D項(xiàng)不能說(shuō)明反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。該反應(yīng)中NH2COONH4為固體，容器容積不變，故當(dāng)混合氣體密度不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)正確。6．一定條件下，對(duì)于反應(yīng)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(dá)平衡時(shí)，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(shí)，Y和Z的生成速率之比為2∶3③平衡時(shí)X和Y的轉(zhuǎn)化率不相等④c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L－1A．①②B．③④C．①④D．②③[答案]D[解析]分析濃度變化關(guān)系：X(g)＋3Y(g)2Z(g)c起始c1c2c3c平衡/(mol·L－1)0.10.30.08反應(yīng)的化學(xué)方程式中反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶3，所以反應(yīng)中X和Y必然以物質(zhì)的量之比為1∶3的比例消耗，因?yàn)檫_(dá)平衡時(shí)X和Y濃度之比為1∶3，故c1∶c2＝1∶3，①正確；平衡時(shí)Y和Z的生成速率之比應(yīng)該和化學(xué)方程式對(duì)應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比相等，故Y和Z的生成速率之比為3∶2，②錯(cuò)誤；由于起始時(shí)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故平衡時(shí)X和Y的轉(zhuǎn)化率相等，③錯(cuò)誤；運(yùn)用極限法，假設(shè)Z完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，c1的極限值為0.14mol·L－1，而題設(shè)c1>0，反應(yīng)又是可逆的，④正確。7．(易錯(cuò)題)向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，使反應(yīng)SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)在一定條件下達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。由圖可得出的正確結(jié)論是()A．反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)B．反應(yīng)物濃度：a點(diǎn)小于b點(diǎn)C．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量D．Δt1＝Δt2時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段[答案]D[解析]化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是各物質(zhì)的濃度不再改變，其實(shí)質(zhì)是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，且保持不變，c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率顯然還在改變，故一定未達(dá)到平衡，A錯(cuò)誤；a到b時(shí)正反應(yīng)速率增加，反應(yīng)物濃度不斷減小，B錯(cuò)誤；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，但正反應(yīng)速率增大，說(shuō)明體系溫度升高，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，C錯(cuò)誤；因?yàn)榉磻?yīng)一直正向進(jìn)行，且a～c段正反應(yīng)速率一直在增大，故SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段，D正確。8.在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反應(yīng)過(guò)程中某一時(shí)刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),可能存在的數(shù)據(jù)是()。A.SO2為0.4mol·L-1,O2為0.2mol·L-1B.SO2為0.25mol·L-1C.SO2、SO3均為0.15mol·L-1D.SO3為0.4mol·L-1答案:B解析:首先采用極限法分析。若反應(yīng)向右進(jìn)行到底,則有:c(SO2)=0,c(O2)=0,c(SO3)=0.4mol·L-1;若反應(yīng)向左進(jìn)行到底,則有:c(SO2)=0.4mol·L-1,c(O2)=0.2mol·L-1,c(SO3)=0?；瘜W(xué)反應(yīng)的限度決定了可逆反應(yīng)中的各種成分是不可能完全轉(zhuǎn)化的,所以平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度范圍為0<c(SO2)<0.4mol·L-1,0<c(O2)<0.2mol·L-1,0<c(SO3)<0.4mol·L-1,A、D錯(cuò)誤;若SO2為0.15mol·L-1,則轉(zhuǎn)化的SO2的濃度為(0.2-0.15)mol·L-1=0.05mol·L-1,此時(shí)SO3的濃度為(0.2+0.05)mol·L-1=0.25mol·L-1,C錯(cuò)誤。9.某溫度時(shí),在容積為3L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析,下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()。A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Z+Y3XB.反應(yīng)開始至2min末,X的化學(xué)反應(yīng)速率為0.2mol·L-1·s-1C.該反應(yīng)是由正、逆反應(yīng)同時(shí)開始的,最終建立平衡D.若增加或減少X的物質(zhì)的量,化學(xué)反應(yīng)速率一定會(huì)發(fā)生明顯的變化答案:B解析:從題圖中橫、縱坐標(biāo)及曲線的變化趨勢(shì)可找到X、Y、Z轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量之比,即可寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Z+Y3X,故A項(xiàng)正確;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算公式,可求出X的化學(xué)反應(yīng)速率:v(X)=0.8mol-0.4mol3L×2min×60s·min-1≈0.0011mol·L-1·s-1,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)題圖中曲線均不通過(guò)原點(diǎn),可判斷該可逆反應(yīng)是由正、逆反應(yīng)同時(shí)開始的,故C項(xiàng)正確。因容器容積一定,10.將1mol純凈的A置于真空密閉容器中(假設(shè)容器容積不變,固體試樣體積忽略不計(jì)),在恒定溫度下使其分解達(dá)到平衡:A(s)2B(g)+C(g),下列可以判斷該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()。A.反應(yīng)速率:vB(正)=vC(逆)B.B的體積分?jǐn)?shù)不變C.氣體的密度保持不變D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變答案:C解析:根據(jù)方程式可知反應(yīng)速率:vB(正)=2vC(逆)時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),A項(xiàng)錯(cuò)誤;體系中氣體只有B、C,無(wú)論是否達(dá)到了平衡狀態(tài),體積比始終是2∶1,B、C的體積分?jǐn)?shù)始終不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)ρ=mV,容器容積不變,反應(yīng)物A是固體,只要反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),氣體的質(zhì)量就會(huì)改變,當(dāng)達(dá)到了平衡狀態(tài)后,氣體的密度不再改變,C項(xiàng)正確;體系中氣體只有B、C,無(wú)論是否達(dá)到了平衡狀態(tài),B和C的物質(zhì)的量比始終是2∶1,混合氣體的平均摩爾質(zhì)量始終保持不變,D11.NO2與SO2混合可發(fā)生放熱反應(yīng):NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。在100℃下將1molNO2與1molSO2的混合氣體置于絕熱(不與外界進(jìn)行熱交換)恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)。SO2的正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是(填字母,下同)。

A.反應(yīng)在C點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)B.反應(yīng)物濃度:A點(diǎn)小于B點(diǎn)C.當(dāng)Δt1=Δt2時(shí),SO2的平均反應(yīng)速率:AB段小于BC段D.當(dāng)Δt1=Δt2時(shí),SO2的消耗量:AB段大于BC段答案:C解析:反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),反應(yīng)速率應(yīng)保持不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度越來(lái)越小,所以反應(yīng)物濃度:A點(diǎn)大于B點(diǎn),B項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖可知,AB段的平均反應(yīng)速率小于BC段,所以Δt1=Δt2時(shí),SO2的消耗量:AB段小于BC段,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。二.非選擇題12．在200℃時(shí)，將amolH2(g)和bmolI2(g)充入到體積為VL的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。(1)反應(yīng)剛開始時(shí)，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________。而c(HI)＝________，所以化學(xué)反應(yīng)速率________最大，則________最小(為0)。(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)混合物中各組分濃度的變化趨勢(shì)為c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，從而化學(xué)反應(yīng)速率v(正)________，而v(逆)________。(3)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到v(正)與v(逆)________時(shí)，此可逆反應(yīng)達(dá)到了最大限度。若保持外界條件不變時(shí)，混合物中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率都將________。[解析]本題主要考查化學(xué)平衡建立的過(guò)程，開始時(shí)，c(H2)和c(I2)為最大值，正反應(yīng)速率最大，由于此時(shí)沒(méi)有HI，逆反應(yīng)速率最小，為0，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，c(H2)和c(I2)越來(lái)越小，正反應(yīng)速率越來(lái)越小，逆反應(yīng)速率逐漸變大，直到平衡，v(正)＝v(逆)。[答案](1)eq\f(a,V)mol·L－1eq\f(b,V)mol·L－10v(正)v(逆)(2)減小減小增大減小增大(3)相等保持不變13．(素養(yǎng)題)在一定溫度下，4L密閉容器內(nèi)某一反應(yīng)中氣體M、氣體N的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖：(1)比較t2時(shí)刻，正、逆反應(yīng)速度大小v正________v逆。(填“＞”“＝”或“＜”)，理由是___________________。(2)若t2＝2min，計(jì)算反應(yīng)開始至t2時(shí)刻用M的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為__________________。(3)t3時(shí)刻化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為________。(4)如果升高溫度，則v逆________(填“增大”“減小”或“不變”)。[解析](1)t2時(shí)刻，反應(yīng)物逐漸減小，生成物逐漸增多，反應(yīng)未達(dá)平衡且正向進(jìn)行，v正＞v逆。(2)v＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(4mol－2mol,4L×2min)＝0.25mol·L－1·min－1。(3)t3時(shí)刻化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，剩余2molN，則轉(zhuǎn)化6molN，轉(zhuǎn)化率為eq\f(8－2mol,8mol)×100%＝75%。(4)升高溫度，反應(yīng)速率增大。[答案](1)＞t2時(shí)未達(dá)平衡，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行v正減小，v逆增大(2)0.25mol·L－1·min－1(3)75%(4)增大14.一定溫度下,在容積為VL的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):aN(g)bM(g),M、N的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如下圖所示:(1)此反應(yīng)的化學(xué)方程式中ab=(2)t1到t2時(shí)刻,以M的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為。

(3)下列敘述能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填字母)。

A.反應(yīng)中M與N的物質(zhì)的量之比為1∶1B.混合氣體的總質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化C.混合氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的變化而變化D.單位時(shí)間內(nèi)每消耗amolN,同時(shí)生成bmolME.混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化答案:(1)2(2)1(t2-(3)CE解析:(1)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于物質(zhì)的量的變化量之比,所以a∶b=(8mol-2mol)∶(5mol-2mol)=2∶1,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2N(g)M(g)。(2)v(M)=4mol-3mol(t2(3)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),各組分的濃度不再發(fā)生變化,物質(zhì)的量相等不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài),A選項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物都是氣體,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)前后,混合氣體的質(zhì)量始終不變,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),若反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)過(guò)程中氣體的總物質(zhì)的量和壓強(qiáng)始終在減小,當(dāng)氣體的總物質(zhì)的量和壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時(shí),則說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),C和E選項(xiàng)正確;消耗amolN和生成bmolM都表示的是正反應(yīng)速率,沒(méi)有體現(xiàn)正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),D選項(xiàng)錯(cuò)誤。15.在2L的恒容密閉容器內(nèi),800℃時(shí)進(jìn)行反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g),已知n(NO)隨時(shí)間的變化如下表:時(shí)間/s012345n(NO)/mol0.0200