化學(xué)反應(yīng)的限度-化學(xué)反應(yīng)條件的控制-(精練)(人教版必修第二冊(cè))解析

6.2.3化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制【合格性測(cè)試】1．下面關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的限度的敘述中，正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)的限度都相同B．可以通過(guò)改變溫度控制化學(xué)反應(yīng)的限度C．可以通過(guò)延長(zhǎng)化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間改變化學(xué)反應(yīng)的限度D．當(dāng)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在一定條件下達(dá)到限度時(shí)，反應(yīng)即停止【答案】B【解析】化學(xué)反應(yīng)不同，限度不同，A錯(cuò)誤；可以改變外界條件(如溫度)控制化學(xué)反應(yīng)的限度，B正確；化學(xué)反應(yīng)的限度與反應(yīng)時(shí)間無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定條件下達(dá)到限度時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)并未停止，D錯(cuò)誤。2．在一定溫度下，可逆反應(yīng)2A(g)＋3B(g)2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()A．A的生成速率與C的分解速率相等B．單位時(shí)間生成2nmolA，同時(shí)生成3nmolBC．A、B、C的濃度不再變化D．A、B、C的分子數(shù)之比為2:3:2【答案】C【解析】A項(xiàng)，A的生成速率與C的分解速率都表示逆反應(yīng)速率；B項(xiàng)，不管反應(yīng)是否平衡，單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA的同時(shí)一定生成3nmolB，即v正不一定等于v逆；A、B、C的濃度不再變化，表明已達(dá)到平衡狀態(tài)；但平衡狀態(tài)時(shí)A、B、C的分子數(shù)之比不一定為2:3:2，D不正確。3．在一定溫度下，某反應(yīng)A＋BC體系中，n(B)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化如下表：t/min012345n(B)/mol0.0800.0360.0280.0200.0200.020該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間區(qū)域?yàn)?)A．1～2min B．1～3minC．2～3min D．3～5min【答案】D【解析】當(dāng)n(B)不再隨時(shí)間發(fā)生變化時(shí)，即達(dá)到平衡狀態(tài)，D正確。4．在一定條件下，向某容器中充入N2和H2合成NH3，以下敘述錯(cuò)誤的是()A．開始反應(yīng)時(shí)，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零B．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后減小為零C．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后保持恒定D．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后與逆反應(yīng)速率相等且都保持恒定【答案】B【解析】隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，一段時(shí)間后，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，但此時(shí)反應(yīng)并沒有停止，只不過(guò)v(正)＝v(逆)≠0，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。5．下列說(shuō)法正確的是()A．密閉容器中充入1molN2和3molH2可生成2molNH3B．一定條件下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，該反應(yīng)就達(dá)到了這一條件下的最大限度C．對(duì)于任何反應(yīng)增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率均增大D．化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，條件改變，原平衡狀態(tài)不會(huì)被破壞【答案】B【解析】N2與H2生成NH3的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，1molN2與3molH2不能完全反應(yīng)生成2molNH3，A項(xiàng)不正確；壓強(qiáng)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的一個(gè)因素，但并不適合于所有的反應(yīng)，必須有氣體參與的反應(yīng)才適合，C不正確；化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，該平衡是建立在一定條件下的平衡，如果條件改變，平衡將發(fā)生移動(dòng)，D項(xiàng)不正確。6．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)限度的說(shuō)法正確的是()A．一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)，就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下不再反應(yīng)B．當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等C．平衡狀態(tài)是一種靜止的狀態(tài)，反應(yīng)物和生成物的濃度已經(jīng)不再改變D．化學(xué)反應(yīng)的限度不可以通過(guò)改變條件而改變【答案】B【解析】當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物達(dá)到最大轉(zhuǎn)化率，這就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度，不是不再反應(yīng)，仍在進(jìn)行，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，B項(xiàng)正確；化學(xué)平衡狀態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡，一旦條件改變，平衡就可能被破壞，化學(xué)反應(yīng)的限度也就可能隨之改變，C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。7.如圖是可逆反應(yīng)：X2＋3Y22Z2在反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系曲線，下列敘述正確的是()A．t2～t3時(shí)，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化B．t2時(shí)，反應(yīng)未達(dá)到限度C．t2～t3時(shí)，反應(yīng)已停止進(jìn)行D．t1時(shí)，反應(yīng)只向正反應(yīng)方向進(jìn)行【答案】A【解析】t2～t3時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，A正確；t2時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，即反應(yīng)達(dá)到限度，B錯(cuò)誤；t2～t3時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，但反應(yīng)速率不為0，反應(yīng)沒有停止，C錯(cuò)誤；t1時(shí)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的同時(shí)也向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，只是向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度大，D錯(cuò)誤。8．下列哪種說(shuō)法可以證明反應(yīng)N2＋3H22NH3達(dá)到平衡狀態(tài)()A．1個(gè)N≡N鍵形成的同時(shí)，有3個(gè)H—H鍵形成B．1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有3個(gè)H—H鍵斷裂C．1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有6個(gè)N—H鍵斷裂D．1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有6個(gè)N—H鍵形成【答案】C【解析】對(duì)于同一種物質(zhì)，斷裂化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等時(shí)，反應(yīng)即達(dá)平衡。1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，應(yīng)該有3個(gè)H—H鍵形成或者6個(gè)N—H鍵斷裂才能生成1個(gè)N≡N鍵。而不論反應(yīng)是否達(dá)到平衡，只要有1個(gè)N≡N鍵斷裂，肯定會(huì)有3個(gè)H—H鍵斷裂、有6個(gè)N—H鍵形成。9．工業(yè)煉鐵是在高爐中進(jìn)行的，高爐煉鐵的主要反應(yīng)是：①2C＋O2eq\o(=,\s\up8(高溫))2CO；②Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up8(高溫))2Fe＋3CO2。該煉鐵工藝中，焦炭的實(shí)際用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需要的量。其主要原因是()A．CO過(guò)量B．CO與鐵礦石接觸不充分C．煉鐵高爐的高度不夠D．反應(yīng)①②都有一定限度【答案】D【解析】反應(yīng)①②都是可逆反應(yīng)，都有一定的限度，因此反應(yīng)①中的碳和反應(yīng)②中的CO不能完全轉(zhuǎn)化，致使焦炭的實(shí)際用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需要的量。10．在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L和0.2mol/L，則平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度不可能是()A．X為0.2mol/LB．Y為0.1mol/LC．Z為0.3mol/LD．Z為0.1mol/L時(shí)，Y為0.45mol/L【答案】A【解析】若將0.2mol/L的Z完全轉(zhuǎn)化為X和Y。此時(shí)，X的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L，而該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故X的物質(zhì)的量濃度一定小于0.2mol/L。【等級(jí)性測(cè)試】11．在一定溫度下，向密閉容器中充入一定量的NO2和SO2，發(fā)生反應(yīng)：NO2＋SO2NO＋SO3，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列敘述正確的是()A．SO2和SO3的物質(zhì)的量一定相等B．NO2和SO3的物質(zhì)的量一定相等C．反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量一定等于反應(yīng)開始時(shí)NO2和SO2的總物質(zhì)的量D．SO2、NO2、NO、SO3的物質(zhì)的量一定相等【答案】C【解析】題中沒有給出各物質(zhì)的投料情況，NO2、SO2和SO3的量之間沒有必然的關(guān)系，可能相等，也可能不等，A、B、D錯(cuò)；該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，故反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量一定等于反應(yīng)開始時(shí)NO2和SO2的總物質(zhì)的量，C正確。12．下列說(shuō)法不正確的是()A．當(dāng)平衡體系中各物質(zhì)的濃度相等時(shí)，化學(xué)反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)B．對(duì)某一可逆反應(yīng)，當(dāng)正、逆反應(yīng)速率相等時(shí)，各組分的濃度一定保持不變C．甲、乙兩個(gè)容積相同、溫度恒定且密閉容器中，分別充入2molNH3、1molN2和3molH2，平衡時(shí)，甲和乙的壓強(qiáng)是相同的D．化學(xué)平衡建立前，v(正)≠v(逆)，達(dá)到化學(xué)平衡后v(正)＝v(逆)【答案】A【解析】達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)各組分濃度保持不變，但不一定相等，A錯(cuò)誤；可逆反應(yīng)正、逆反應(yīng)速率相等時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)，各組分濃度保持不變，B正確；兩容器中是加入不同物質(zhì)建立的等效平衡，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，兩容器中壓強(qiáng)相等，C正確；化學(xué)平衡建立前正、逆反應(yīng)速率不等，但達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，D正確。13．一定溫度下，在某恒容的密閉容器中，建立化學(xué)平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。下列敘述中不能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化B．v正(CO)＝v逆(H2O)C．生成nmolCO的同時(shí)生成nmolH2D．1molH—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2molH—O鍵【答案】C【解析】A項(xiàng)，由于該反應(yīng)前后氣體體積改變，當(dāng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。B項(xiàng)，CO的正反應(yīng)速率等于其逆反應(yīng)速率，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。C項(xiàng)，生成CO、H2均表示反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，沒有表示出正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系，不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。D項(xiàng)，H—H鍵斷裂和H—O鍵斷裂是兩個(gè)相反的反應(yīng)方向，1molH—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2molH—O鍵，即消耗1molH2的同時(shí)消耗了1molH2O，可知H2的消耗量等于其生成量，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。14．硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品，硫酸的消耗量常被視為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的一種標(biāo)志。目前硫酸的重要生產(chǎn)方法是“接觸法”，有關(guān)接觸氧化反應(yīng)2SO2＋O2eq\o(,\s\up8(一定條件下),\s\do5())2SO3的說(shuō)法不正確的是()A．該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故在一定條件下二氧化硫和氧氣不可能全部轉(zhuǎn)化為三氧化硫B．達(dá)到平衡后，反應(yīng)就停止了，故此時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等且均為0C．一定條件下，向某密閉容器中加入2molSO2和1molO2，則從反應(yīng)開始到達(dá)平衡的過(guò)程中，正反應(yīng)速率不斷減小，逆反應(yīng)速率不斷增大，某一時(shí)刻，正、逆反應(yīng)速率相等D．在利用上述反應(yīng)生產(chǎn)三氧化硫時(shí)，要同時(shí)考慮反應(yīng)所能達(dá)到的限度和化學(xué)反應(yīng)速率兩方面的問題【答案】B【解析】對(duì)于可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō)，在一定條件下反應(yīng)物不可能全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，反應(yīng)只能進(jìn)行到一定限度。在達(dá)到平衡的過(guò)程中，正反應(yīng)速率不斷減小，逆反應(yīng)速率不斷增大，最終正、逆反應(yīng)速率相等，即達(dá)到平衡，此時(shí)反應(yīng)物和生成物的濃度都不再隨時(shí)間的變化而變化，但反應(yīng)并沒有停止，正、逆反應(yīng)都依然進(jìn)行著。15.一定條件下，發(fā)生可逆反應(yīng)：4NH3(g)＋5O2(g)eq\o(,\s\up8(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))4NO(g)＋6H2O(g)，下列敘述中，不能作為此可逆反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是()A．NH3的消耗速率等于NO的生成速率B．NH3的消耗速率等于NO的消耗速率C．NH3的濃度和NO的濃度都不發(fā)生改變D．密閉容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生改變【答案】A【解析】當(dāng)v正＝v逆時(shí)，為平衡狀態(tài)，A項(xiàng)敘述均表示正反應(yīng)速率，且反應(yīng)過(guò)程中二者恒相等，故不能判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；B項(xiàng)敘述前者表示正反應(yīng)速率，后者表示逆反應(yīng)速率，當(dāng)二者相等時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中體系壓強(qiáng)增大，當(dāng)壓強(qiáng)不再改變時(shí)，則達(dá)到平衡狀態(tài)。16．在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up8(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))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，O2為0.2molB．SO2為0.25molC．SO2、SO3均為0.15molD．SO3為0.4mol【答案】B【解析】由于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)為可逆反應(yīng)，只有SO3完全轉(zhuǎn)化為SO2和O2時(shí)，才能得到A項(xiàng)數(shù)據(jù)，但反應(yīng)不能完全進(jìn)行，A錯(cuò)誤；反應(yīng)逆向進(jìn)行可能得到SO2為0.25mol，B正確；根據(jù)硫原子守恒，SO2、SO3物質(zhì)的量之和應(yīng)為0.4mol，C錯(cuò)誤；SO2和O2完全轉(zhuǎn)化為SO3時(shí)才能得到0.4molSO3，但該反應(yīng)不可能進(jìn)行到底，D錯(cuò)誤。17．如圖所示是425℃時(shí)，在1L密閉容器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的濃度隨時(shí)間的變化示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．圖①中t0時(shí)，三種物質(zhì)的物質(zhì)的量相同B．圖①中t0時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．圖②中的逆反應(yīng)為H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)D．圖①②中當(dāng)c(HI)＝3.16mol·L－1時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)【答案】B【解析】圖①中t0時(shí)，H2、I2、HI的物質(zhì)的量相等但未保持不變，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，B項(xiàng)錯(cuò)。18．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高溫加熱，發(fā)生如下反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反應(yīng)中CO2的濃度隨時(shí)間變化情況如圖：(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)，CO的化學(xué)反應(yīng)速率為________，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(H2)＝________。(2)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是________(填序號(hào))。①CO減少的速率和CO2減少的速率相等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【答案】(1)0.003mol/(L·min)0.03mol·L－1(2)①③【解析】(1)由圖分析10min達(dá)到平衡，CO2濃度增加了0.03mol/L，則CO濃度減小0.03mol/L，所以v(CO)＝eq\f(0.03mol/L,10min)＝0.003mol/(L·min)，由于起始時(shí)，H2濃度為0，所以達(dá)到平衡時(shí)c(H2)＝0.03mol/L；(2)CO減少的速率是正反應(yīng)速率，CO2減小速率是逆反應(yīng)速率，可作為判斷化學(xué)平衡的依據(jù)。19．t1℃時(shí)，將2molSO2和1molO2通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，此時(shí)測(cè)得反應(yīng)物O2還剩余0.8mol，請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)從反應(yīng)開始到達(dá)化學(xué)平衡，生成SO3的平均反應(yīng)速率為____________；平衡時(shí)SO2轉(zhuǎn)化率為________。(2)下列敘述能證明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________(填標(biāo)號(hào))。A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化B．SO2的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化C．容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化D．相同時(shí)間內(nèi)消耗2nmolSO2的同時(shí)消耗nmolO2E．相同時(shí)間內(nèi)消耗2nmolSO2的同時(shí)生成nmolO2(3)t2℃時(shí)，若將物質(zhì)的量之比n(SO2)∶n(O2)＝1∶1的混合氣體通入一個(gè)恒溫恒壓的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體體積減少了20%。SO2的轉(zhuǎn)化率為________?！敬鸢浮?1)0.1mol·L－1·min－120%(2)ABE(3)80%【解析】(1)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始濃度/(mol·L－1)10.5轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L－1)0.20.10.2平衡濃度/(mol·L－1)0.80.40.2v(SO3)＝eq\f(0.2mol·L－1,2min)＝0.1mol·L－1·min－1平衡時(shí)SO2轉(zhuǎn)化率＝eq\f(0.2mol·L－1,1mol·L－1)×100%＝20%。(2)反應(yīng)前后體積不同，即壓強(qiáng)不再發(fā)生變化達(dá)到平衡，A正確；SO2的體積分?jǐn)?shù)不再改變，達(dá)到平衡狀態(tài)，B正確；反應(yīng)中遵循原子守恒，不能由此判斷是否平衡，C錯(cuò)誤；反應(yīng)同向進(jìn)行，不能由此判斷是否平衡，D錯(cuò)誤；消耗2nmolSO2的同時(shí)生成nmolO2，即符合正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，E正確。(3)設(shè)SO2、O2的物質(zhì)的量均為1mol，反應(yīng)過(guò)程中總物質(zhì)的量減小了2mol×20%＝0.4mol，由2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，可知當(dāng)總的物質(zhì)的量減小0.4mol時(shí)，SO2反應(yīng)了0.8mol，其轉(zhuǎn)化率為80%。20．在2L密閉容器內(nèi)，800℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)體系中，n(NO)隨時(shí)間的變化如表：時(shí)間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上述反應(yīng)________(填“是”或“不是”)可逆反應(yīng)，在第5s時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化