2019_2020学年高中化学专题2化学反应与能量转化第1单元化学反应速率与反应限度第2课时化学反应的限度练习苏教版必修2.doc

第2课时　化学反应的限度
课时跟踪检测
基础达标·对点练
知识点一：可逆反应的判断及特点
1．下列各组反应中，属于可逆反应的一组是(　　)
A．2H2O2H2↑＋O2↑，2H2＋O22H2O
B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3，NH4HCO3NH3↑＋H2O↑＋CO2↑
C．H2＋I22HI,2HIH2↑＋I2↑
D．2Ag＋Br22AgBr,2AgBr2Ag＋Br2
解析：条件不同，不是可逆反应，故A、B、D错误；条件相同，既能向生成物方向进行，同时又能向反应物方向进行的反应是可逆反应，故C正确，答案选C。
答案：C
2．可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在密闭容器中进行，一段时间后测得c(N2)＝1.5 mol/L，c(H2)＝0.6 mol/L，c(NH3)＝1.5 mol/L，则此反应达到平衡后，下列数据可能正确的是(　　)
A．c(N2)＝2.25 mol/L B．c(NH3)＝1.9 mol/L
C．c(H2)＝0.3 mol/L D．c(N2)＝1.3 mol/L
解析：因为反应是可逆的，转化率达不到100%，若氨气向逆方向转化，应有c(N2)<1.5 mol/L＋×1.5 mol/L＝2.25 mol/L，c(H2)<0.6 mol/L＋×1.5 mol/L＝2.85 mol/L；若氮气和氢气向正方向转化，氮气过量，应有c(N2)>1.5 mol/L－×0.6 mol/L＝1.3 mol/L，c(NH3)<1.5 mol/L＋×0.6 mol/L＝1.9 mol/L，故1.3 mol/L<c(N2)<2.25 mol/L,0<c(H2)<2.85 mol/L，0<c(NH3)<1.9 mol/L。则符合以上范围的只有C选项，答案选C。
答案：C
知识点二：化学反应限度及化学反应达平衡判断
3．下列关于化学反应的限度的叙述中，正确的是(　　)
A．任何化学反应的限度都相同
B．可以通过改变温度控制化学反应的限度
C．可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度
D．当一个化学反应在一定条件下达到最大限度时，反应速率也最大
解析：在一定条件下的可逆反应达平衡后，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种表面上静止的“平衡状态”就是这个可逆反应所能达到的限度。化学反应不同，限度不同，选项A错误；可以改变外界条件控制化学反应的限度，选项B正确；化学反应的限度与反应时间的长短无关，选项C错误；当化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应速率相等，反应未停止，选项D错误。答案选B。
答案：B
4．一定条件下，某反应达到化学平衡时，下列说法错误的是(　　)
A．正反应速率等于逆反应速率
B．各物质的浓度不再改变
C．反应停止了
D．该反应达到最大限度
解析：化学平衡的实质就是正反应速率等于逆反应速率，故A正确；达到化学平衡时，各物质的多少不再改变，各物质的浓度不再改变，故B正确；化学平衡是动态平衡，反应并没有停止，故C错误；达到化学平衡时，各物质的多少不再改变，该反应达到最大限度，故D正确。故选C。
答案：C
5．如图是可逆反应X2＋3Y22Z2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(　　)

A．t1时，只有正反应方向
B．t1时，反应到达限度
C．t2～t3，反应不再发生
D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化
解析：t1时，既有正反应方向又有逆反应方向，A错误；t1时正逆反应速率不相等，反应没有到达限度，B错误；t2～t3时反应达到平衡，但反应速率不为0，反应仍然发生，C错误；t2～t3时反应达到平衡，各物质的浓度不再发生变化，D正确，答案选D。
答案：D
6．一定条件下，可逆反应2AB＋3C，在以下四种情况中处于平衡状态的是(　　)

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：化学反应到达平衡时，同一物质的正逆反应速率相等。A物质的正反应速率v(A)＝2 mol·L－1·min－1，逆反应速率v(B)＝2 mol·L－1·min－1，则逆反应速率v(A)＝4 mol·L－1·min－1，A的正逆反应速率不相等，所以该反应未达到平衡状态，故A错误；同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，A物质的正反应速率是2 mol·L－1·min－1，C的逆反应速率为2 mol·L－1·min－1，A的逆反应速率为 mol·L－1·min－1，所以A的正逆反应速率不等，故B错误；同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，A物质的正反应速率是1 mol·L－1·min－1，B的逆反应速率为2 mol·L－1·min－1，A的逆反应速率为4 mol·L－1·min－1，所以A的正逆反应速率不等，故C错误；同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，A物质的正反应速率是1 mol·L－1·min－1，C的逆反应速率为1.5 mol·L－1·min－1，A的逆反应速率为1 mol·L－1·min－1，所以A的正逆反应速率相等，故D正确，故选D。
答案：D
7．在一定温度下，反应A2(g)＋B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是(　　)
A．单位时间内生成n mol A2，同时生成n mol AB
B．容器内总压强不随时间改变
C．单位时间内生成2n mol AB，同时生成n mol B2
D．任何时间内A2、B2的物质的量之比为定值
解析：单位时间内生成n mol A2，必定消耗2n mol AB，而同时生成n mol AB，这说明单位时间内AB的量发生了变化，该反应未达平衡状态，A错；因该反应是化学计量数不改变的反应，所以无论从正反应开始，还是从逆反应开始，反应过程中，气体的物质的量不变，故气体压强始终不变，B错；单位时间内生成2n mol AB，必定消耗n mol B2，同时生成n mol B2，这说明单位时间内B2的量不再变化，反应到达平衡状态，C正确；反应到达平衡状态时，各物质的浓度不再变化，而不是指各物质的浓度之间存在某种关系，D错。
答案：C
8．在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，不能表明反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)已达平衡的是(　　)
A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．B的物质的量浓度
D．混合气体的平均相对分子质量
解析：A项，该反应气体物质的量无变化，容器内的总压强一直不随时间变化， 所以混合气体的压强不再变化时，不能表示达到化学平衡状态；B项，该反应气体的体积无变化，随着反应进行，气体质量在变化，混合气体的密度随着变化，当混合气体的密度不再变化时，表明反应达到平衡状态；C项，随着反应进行，B的物质的量发生变化，B的物质的量浓度随着发生变化，当B的物质的量浓度不再变化时，表明反应达到平衡状态；D项，该反应气体的物质的量无变化，随着反应进行，气体质量在变化，混合气体的平均相对分子质量随着变化，当混合气体的平均相对分子质量不再变化时，表明反应达到平衡状态。故选A。
答案：A
9．下列说法中可以说明2HI(g) H2(g)＋I2(g)已达到平衡状态的是(　　)
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③c(HI)＝c(I2)
④反应速率v(H2)＝v(I2)＝0.5v(HI)
⑤c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝2∶1∶1
⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再发生变化
⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再发生变化
A．①②⑤⑨⑩ B．②⑥⑨
C．⑥⑦⑩ D．全部
解析：单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI时，正逆反应速率不等，反应没有达到平衡状态，故①错误；反应过程中有一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂，说明正逆反应速率相等，证明反应达到平衡状态，故②正确；c(HI)＝c(I2)的状态不一定是平衡状态，故③错误；反应进行的过程中，反应速率始终满足v(H2)＝v(I2)＝0.5v(HI)，不一定是平衡状态，故④错误；c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝2∶1∶1的状态不一定是平衡状态，故⑤错误；温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化，说明是平衡状态，故⑥正确；温度和体积一定时，混合气体的物质的量始终不变，容器内压强始终不变，不一定是平衡状态，故⑦错误；混合气体的质量和气体的总物质的量始终不变，混合气体的平均相对分子质量也始终不变，不一定是平衡状态，故⑧错误；温度和体积一定时，混合气体的颜色不再发生变化，说明c(I2)不变，是平衡状态，故⑨正确；温度和压强一定时，混合气体的质量和气体的总物质的量始终不变，混合气体的平均相对分子质量也始终不变，不一定是平衡状态，故⑩错误，故答案为B。
答案：B
10．某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：

(1)该反应的化学方程式为__________________________________________________________________。
(2)反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率为________。
(3)若X、Y、Z均为气体，则反应起始时与平衡后的压强之比是________。
(4)以下说法能表示该反应已达平衡状态的是________。
A．X、Y、Z的浓度之比是1∶2∶3
B．X的消耗速率和Y的生成速率相等
C．Z的浓度保持不变
D．单位时间内生成0.03 mol Z的同时生成0.02 mol的Y
解析：(1)由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z 为生成物，且反应物没有完全转化，是可逆反应；则Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.75 mol∶0.5 mol∶0.75 mol＝3∶2∶3，则反应的化学方程式为3X＋2Y3Z。
(2)反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率为＝0.125 mol/(L·min)。
(3)根据阿伏加德罗定律可知，恒容恒温条件下，压强与气体的物质的量成正比，若X、Y、Z均为气体，则反应起始时与平衡后的压强之比是2 mol∶(0.25＋0.5＋0.75) mol＝4∶3。
(4)X、Y、Z的浓度之比是1∶2∶3时，反应不一定是平衡状态，故A错误；X的消耗速率和Y的生成速率相等，正逆反应速率不相等，不是平衡状态，故B错误；Z的浓度保持不变，一定是平衡状态，故C正确；单位时间内生成0.03 mol Z的同时生成0.02 mol的Y，正逆反应速率相等，是平衡状态，故D正确，答案为CD。
答案：(1)3X＋2Y3Z　(2)0.125 mol/(L·min)　(3)4∶3　(4)CD
能力提升·速达标
1．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，673 K,30 MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．点a的正反应速率比点b的小
B．点c处反应达到平衡
C．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处于相同的平衡状态
解析：从图中可看出，反应向正方向进行，曲线到达水平位置时建立平衡状态。所以点a、b、c都尚未达到平衡，点d、e处于相同平衡状态，所以n(N2)相等，选项A中a点时的反应物浓度大于b，故正反应速率a大。
答案：D
2．恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。
(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)＝13 mol，nt(NH3)＝6 mol，计算a的值：________。
(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L(标况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量：________。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写最简整数比，下同)n(始)∶n(平)＝________。
(4)原混合气体中，a∶b＝________。
(5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)＝________.
解析：(1)由反应方程式得：
　　　　 　N2＋3H22NH3
开始(mol)　　　a　　b　　　0
t时刻(mol) 13 6
在t时刻生成6 mol NH3，消耗了3 mol N2，所以a＝13＋3＝16。(2)分析题意知：n(NH3)平＝×25%＝8 mol。(3)平衡混合气体的物质的量为：n平＝n(N2)平＋n(H2)平＋n(NH3)平＝＝32 mol。
由方程式知　 N2　＋　3H22NH3
开始(mol) a b 0
转化(mol) 4 12 8
平衡(mol) a－4 b－12 8
分析题意，a－4＋b－12＋8＝32，a＋b＝40。
因a＝16，故b＝24。n(始)∶n(平)＝5∶4。(4)原混合气体中，a∶b＝16∶24＝2∶3。(5)平衡时，N2的转化率为×100%＝25%，H2的转化率为×100%＝50%，故α(N2)∶α(H2)＝1∶2。
答案：(1)16　(2)8 mol　(3)5∶4　(4)2∶3　(5)1∶2
3．2 mol H2O和2 mol CO置于1 L容器中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可逆反应：
2H2O(g) 2H2＋O2,2CO＋O22CO2。
(1)当上述系统达到平衡时，欲求其混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是________和________，或________和________。(填它们的分子式)
(2)若平衡时O2和CO2的物质的量分别为n(O2)平＝a mol，n(CO2)平＝b mol。试求n(H2O)平＝________。(用含a、b的代数式表示)
解析：(1)在同一反应容器中连续发生两个反应。只有H2O(g)分解了，CO才能被O2氧化，两反应相互制约，同时达到平衡，但第一个反应中H2O和H2的浓度与第二个反应无关；第二个反应中CO和CO2的浓度与第一个反应无关。
(2)从原子守恒的角度分析，由CO生成CO2分子内增加的O原子来源于H2O，另外O2中的O原子也来源于H2O，因此反应的H2O分子的物质的量为n(H2O)反应＝2n(O2)＋n(CO2)＝(2a＋b)mol，则平衡时H2O的物质的量为n(H2O)平＝(2－2a－b)mol。
答案：(1)H2　H2O　CO　CO2　(2)(2－2a－b)mol

8