高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度综合训练题

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度综合训练题，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。


(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.下列关于化学反应限度的说法中正确的是( )
A.Cl2溶于水发生了可逆反应
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正向反应速率和逆向反应速率相等且等于零
C.平衡状态时,各物质的浓度保持相等
D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
【解析】选A。A项,发生了可逆反应:Cl2+H2OHCl+HClO,正确;B项,达到平衡状态,v正=v逆≠0,错误;C项,达到平衡状态,各物质的浓度保持不变,不一定相等,错误;D项,一定条件下化学反应达到限度,改变浓度、温度或压强,平衡可能改变,错误。
【补偿训练】
下列反应中可判断为可逆反应的是( )
A.氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,氯化氢受热分解生成氢气和氯气
B.氮气与氢气在高温、高压、催化剂作用下可以生成氨气,同时氨气又分解为氮气和氢气
C.单质溴可以置换出碘,氯气又可以置换出溴
D.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸在光照条件下可分解为盐酸和氧气
【解析】选B。正、逆两方向的反应条件相同且同时进行时属于可逆反应。A条件不一样,错误;CD反应物、生成物不一样,错误。
2.(2019·长沙高一检测)下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化处理 ⑤将煤进行气化处理 ⑥通入适当过量的空气
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥
C.③④⑤⑥D.①②③④
【解析】选C。着火点是固有性质,不能改变,①②错误;③④⑤⑥都可以使燃料与氧气充分接触,正确。
3.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 ml·、0.1 ml·L-1、0.2 ml·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 ml·L-1,O2为0.2 ml·L-1
B.SO2为0.25 ml·L-1
C.SO3为0.4 ml·L-1
D.SO2、SO3均为0.15 ml·L-1
【解析】选B。化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不可能完全转化的,所以平衡时各物质的浓度范围为000.05) ml·L-1=0.25 ml·L-1,故D错误。
4.某可逆反应达到平衡状态时,下列说法正确的是( )
①正反应和逆反应同时进行,两者的速率完全相等
②反应物和生成物同时存在,两者的浓度相同
③混合物的组成比例不会因时间而改变
A.① B.①③ C.② D.①②③
【解析】选B。可逆反应达到平衡状态时,v(正)=v(逆)≠0,且各组分的含量保持不变,故①③正确;而反应物和生成物浓度相同,只是反应达到的某一特殊状态,并不一定达到平衡。
5.(2019·聊城高一检测)CO和H2在一定条件下可以合成乙醇:2CO(g)+4H2(g)
CH3CH2OH(g)+H2O(g),下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是 ( )
A.CO全部转化为乙醇
B.正反应和逆反应的化学反应速率均为零
C.CO和H2以1∶2的物质的量之比反应生成乙醇
D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
【解析】选D。可逆反应的最大限度即达到化学平衡状态,对于可逆反应,反应不能进行到底,A错;化学平衡为动态平衡,正、逆反应速率相等且不为零,B错;CO和H2以1∶2的物质的量之比反应,不能说明正、逆反应速率相等,C错。
【补偿训练】
一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(s),下列叙述不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A.混合气体的密度不再变化
B.反应容器中Y的质量分数不变
C.X的分解速率与Y的消耗速率相等
D.单位时间内生成1 ml Y的同时生成2 ml X
【解析】选C。因Z为固体,若未达到平衡,混合气体的密度会发生变化,A项可作平衡标志;C项中X的分解速率与Y的消耗速率之比等于2∶1时才符合要求。
6.(2019·韶山高一检测)一定条件下,体积为10 L的密闭容器中,1 ml X和1 ml Y进行反应:2X(g)+Y(g)Z(g)正反应为放热反应,经60 s达到平衡,生成
0.3 ml Z。下列说法正确的是( )
A.以X浓度变化表示的反应速率为0.001 ml·L-1·s-1
B.反应经过60 s时一定能达到化学平衡
C.反应放出的热量可用于提高反应速率
D.反应达到平衡时,n(X)∶n(Y)=1∶1
【解析】选C。生成0.3 ml Z,则消耗0.6 ml X,则60 s内以X浓度变化表示的反应速率为0.001 ml·L-1·s-1,但A没有说明时间段,A错误;在该条件下,
60 s达到平衡,其他条件下时间可能改变,B错误;反应放出的热量使反应温度升高,可用于提高反应速率,C正确;反应达到平衡时,n(X)∶n(Y)=0.4 ml∶
0.7 ml=4∶7,D错误。
7.X、Y、Z为三种气体,把a ml X和b ml Y充入一密闭容器中,发生反应X+2Y2Z。达到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为( )
A.×100% B.×100%
C.×100%D.×100%
【解析】选B。设反应达平衡时消耗Y的物质的量为x。则:
X + 2Y2Z
起始量/mlab0
转化量/mlxx
平衡量/mla-b-xx
依题意可得:(a-)+(b-x)=x,解得
x= ml
Y的转化率为×100%=×100%。
8.(2019·洛阳高一检测)一定条件下,发生可逆反应:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),下列叙述中,不能作为此可逆反应已经达到化学平衡状态的标志的是( )
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的浓度和NO的浓度都不发生改变
D.密闭容器内的压强不发生改变
【解析】选A。当v正=v逆时,为平衡状态,A项叙述均表示正反应速率,且反应过程中二者恒相等,故不能判断可逆反应达到平衡状态;B项叙述前者表示正反应速率,后者表示逆反应速率,当二者相等时,可逆反应达到平衡状态;该反应为气体体积增大的反应,在反应过程中体系压强增大,当压强不再改变时,则达到平衡状态。
9.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义。对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。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e处反应达到平衡
【解析】选D。由图可知,a点时n(H2)比b点大,即反应物浓度大,所以a点的正反应速率大于b点,A项错误,虽然c点时n(H2)=n(NH3),但二者的物质的量仍在随时间发生变化,故c点并没达到平衡,B项错误,由于在t1、t2时,n(H2)、n(NH3)不再随时间发生变化,表明反应已达到平衡,故d、e两点处n(N2)相等,C项错误,D项正确。
【互动探究】(1)上图中逆反应速率最大的点是哪个?
提示:d、e。随着反应的进行逆反应速率逐渐增大,达到平衡时速率不再改变,故逆反应速率d=e>c>b>a。
(2)合成氨反应采用“673 K、30 MPa”的原因是什么?
提示:该温度下速率较快且氨气的产率较高,温度低反应速率低,生产成本高;该压强下氨气产率已经很高,如果再增大压强对设备的要求就高,生产成本提高。
10.(2019·济宁高一检测)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),下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是 ( )
①混合气体的密度不变
②容器内气体的压强不变
③混合气体的总物质的量不变
④B的物质的量浓度不变
⑤v正(C)=v逆(D)
⑥v正(B)=2v逆(C)
A.①④⑤⑥ B.②③⑥
C.②④⑤⑥D.只有④
【解析】选A。①容积恒定的密闭容器中,混合气体密度不变,也就是质量不变,对于有固体参加或者有固体生成的反应来说,质量不变说明已经达到平衡。②这是一个反应前后压强不变的反应,压强不变不能说明反应达到平衡。③该反应是反应前后气体的化学计量数不变的反应,也就是气体物质的量不变的反应,不能用物质的量是否变化衡量反应是否达到平衡。④B的物质的量浓度不变说明生成B的量与消耗B的量相等,也就是正逆反应速率相等,此时反应达到平衡。⑤v正(C)=v逆(D),说明正逆反应速率相等,此时反应达到平衡。⑥v正(B)=2v逆(C),说明正逆反应速率相等,此时反应达到平衡。
二、非选择题(本题包括2小题,共20分)
11.(10分)(2017·南平高一检测)Ⅰ.对于4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,试回答有关的问题:
(1)常选用哪些物质浓度的变化来表示该反应的速率______;
(2)为了提高生成SO2的速率,可以采用的措施是________。
A.增加FeS2的量 B.增大O2的浓度
C.升高温度D.减小压强
Ⅱ.某可逆反应在某体积为5 L的密闭容器中进行,在从0～3分钟各物质的量的变化情况如图所示(A,B,C均为气体)
(3)该反应的化学方程式为______________;
(4)在一定温度下,体积不变的密闭容器中,上述反应达到平衡的标志是________(填字母)。
A.气体总质量保持不变
B.A、B、C的浓度都相等
C.A、B、C的浓度不再发生变化
D.A、B、C的分子数之比为2∶1∶2
E.正反应和逆反应都已停止
F.容器内气体密度不再发生变化
【解析】Ⅰ.(1)FeS2与Fe2O3为固体,不能用来表示反应速率,O2与SO2为气体,可用O2与SO2浓度的变化来表示该反应的速率。
(2)A.FeS2为固体,增加FeS2的量,不影响化学反应速率,错误;B.增大O2的浓度,反应物浓度变大,反应速率加快,正确;C.升高温度,化学反应速率加快,正确;D.减小压强,反应速率减小,错误。
Ⅱ.(3)根据图象可知A、B物质的量减少,为反应物,C物质的量增大为生成物,2分钟时达到平衡,该反应为可逆反应,0～2分钟A、B、C物质的量改变量分别为2 ml、1 ml、2 ml,所以该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)2C(g)
(4)A.根据质量守恒,不论反应是否平衡,气体总质量保持不变,所以气体总质量保持不变不能判断反应达到平衡,错误;B.A、B、C的浓度是否相等与反应是否平衡无关,错误;C.A、B、C的浓度不再发生变化,说明正反应速率等于逆反应速率,说明反应达到平衡,正确;D.A、B、C的分子数之比与反应是否平衡无关,错误;E.反应平衡时正反应速率等于逆反应速率,不是0,错误;F.根据质量守恒定律,气体质量不变,容器的体积固定,则不论是否平衡,密度保持不变,所以容器内气体密度不再发生变化,不能判断反应达到平衡,错误。
答案:Ⅰ.(1)O2、SO2 (2)BC
Ⅱ.(3)2A(g)+B(g)2C(g) (4)C
12. (10分)在一定条件下,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图。回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为____________。
(2)0～t1 s内A的反应速率为________。
(3)反应后与反应前的压强之比为________。
(4)(t1+10)s时,A气体的体积分数为________,此时v正(A)________(填“>”“<”或“=”)v逆(B)。
(5)关于该反应的说法正确的是________(填字母)。
a.到达t1 s时反应已停止
b.在t1 s之前B气体的消耗速率大于它的生成速率
c.在t1 s时C气体的正反应速率等于逆反应速率
【解析】(1)从0到t1 s时,Δc(A)=0.8 ml·L-1-0.2 ml·L-1=0.6 ml·L-1,
Δc(B)=0.5 ml·L-1-0.3 ml·L-1=0.2 ml·L-1,Δc(C)=0.4 ml·L-1,三者之比为Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.6 ml·L-1∶0.2 ml·L-1∶0.4 ml·L-1=3∶1∶2,所以化学方程式为3A+B2C。
(2)0～t1 s内A的反应速率为= ml·L-1·s-1。
(3)压强之比等于物质的量之比,为9∶13。
(4)A气体的体积分数为=≈22.2%;在t1～(t1+10)s反应处于平衡状态,v正(A)=3v逆(B),故v正(A)>v逆(B)。
(5)a项,可逆反应不可能停止,错误;b项,在t1 s之前,反应未达平衡,仍然向正反应方向进行,故B气体的消耗速率大于它的生成速率,正确;c项,在t1 s时,反应达到平衡,故C气体的正反应速率等于逆反应速率,正确。
答案:(1)3A+B2C (2) ml·L-1·s-1 (3)9∶13 (4)22.2% > (5)bc
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)
13.一定条件下,容积固定的密闭容器中对于可逆反应X(g)+3Y(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的浓度分别为0.1 ml·L-1、0.3 ml·L-1、0.08 ml·L-1,则下列判断不合理的是( )
A.c1∶c2=1∶3
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.达到平衡时,容器内的压强不再变化
D.c1的取值范围为0 ml·L-1【解析】选B。设X转化的浓度为x,
X(g) + 3Y(g) 2Z(g)
初始c1c2c3
转化x3x2x
平衡0.1 ml·L-10.3 ml·L-10.08 ml·L-1
则c1∶c2=(x+0.1 ml·L-1)∶(3x+0.3 ml·L-1)=1∶3,故A正确;平衡时,正、逆反应速率相等,则Y和Z的生成速率之比为3∶2,故B错误;反应前后气体的体积不等,达到平衡状态时,压强不变,故C正确;反应为可逆反应,物质不可能完全转化,故有014.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状态的是( )
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中NH3与CO2的物质的量之比不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
【解析】选C。A项,未指明其速率是代表正反应速率还是逆反应速率,且倍数关系也不正确;由于得到的气体中NH3与CO2的体积比恒为2∶1,且体系中只有这两种气体,故NH3的体积分数始终不变,B、D项不能说明是平衡状态。该反应中NH2COONH4为固体,当压强或气体密度不变时,反应达到平衡状态, C项能说明是平衡状态。
二、非选择题(本题包括1小题,共18分)
15.在2 L密闭容器内,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
(1)上述反应________(填“是”或“不是”)可逆反应。
(2)如图所示,表示NO2变化曲线的是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v=________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号)。
a.v(NO2)=2v(O2)
b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2)
d.容器内密度保持不变
【解析】(2)由平衡体系2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)知,NO2为生成物,n(NO2)=
Δn(NO)=0.020 ml-0.007 ml=0.013 ml,
c(NO2)==0.006 5 ml·L-1
故表示NO2变化曲线的为b。
v(NO)====0.003 ml·L-1·s-1,则v(O2)=v(NO)=
0.001 5ml·L-1·s-1。
(3)a项中未指明正、逆反应速率,故无法说明该反应是否达到平衡状态;由于该反应是反应前后气体体积不相等的反应,当容器内压强保持不变时,说明该反应已达到平衡状态,故b项正确;c项中已说明正、逆反应速率相等,故说明该反应已达到平衡状态;由于气体总质量不变,气体总体积也不变,因此,无论该反应是否达到平衡,容器内密度总保持不变,故d项无法说明该反应是否达到平衡状态。
答案:(1)是 (2)b 1.5×10-3 ml·L-1·s-1
(3)bc
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