高中化学人教版 (2019)必修 第二册化学反应的速率与限度巩固练习

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[学业达标]
1．假设某化学反应的反应过程如图所示，观察分析，符合图中变化的化学反应为( )
A.A2＋3B2⇌2AB3
B．2AB2＋B2⇌2AB3
C．2A2B＋5B2===4AB3
D．2AB2＋B2===2AB3
2．下列反应中不属于可逆反应的是( )
A．Pb＋PbO2＋2H2SO4 eq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电)) 2PbSO4＋2H2O
B．N2＋3H2 eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂)) 2NH3
C．Cl2＋H2O⇌HCl＋HClO
D．2NO2⇌N2O4
3．下列关于化学反应限度的说法正确的是( )
A．一个可逆反应达到的平衡状态，就是这个反应在该条件下不再反应
B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
C．平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度已经不再改变
D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
4．在一定温度下，可逆反应2A(g)＋3B(g)⇌2C(g)达到平衡的标志是( )
A．A的生成速率与C的分解速率相等
B．单位时间生成2n ml A，同时生成3n ml B
C.A、B、C的浓度不再变化
D．A、B、C的分子数之比为2∶3∶2
5．一定条件下，在密闭容器中进行反应：
3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g) eq \(,\s\up7(高温)) Si3N4(s)＋12HCl(g)
能表示上述反应达到化学平衡状态的是( )
A．v逆(N2)＝3v正(H2)
B．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)
C．混合气体密度保持不变
D．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6
6．一定温度下，在某恒容的密闭容器中，建立化学平衡：C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)。下列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是( )
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n ml CO的同时生成n ml H2
D．1 ml H—H键断裂的同时断裂2 ml H—O键

7．一定条件下，将A、B、C三种气体各1 ml通入一个密闭容器中发生反应：2A＋B⇌2C，达到化学反应限度时，B的物质的量可能是( )
A．0 B．0.5 ml
C．1 ml D．1.5 ml
8．在密闭容器中发生反应X(g)＋3Y(g)⇌2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 ml·L－1、0.3 ml·L－1和0.2 ml·L－1，则平衡时各物质的浓度不可能是( )
A．X为0.2 ml·L－1
B．Y为0.1 ml·L－1
C．Z为0.3 ml·L－1
D．Z为0.1 ml·L－1时，Y为0.45 ml·L－1
9．在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生反应：NO2＋SO2⇌NO＋SO3，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是( )
A．SO2和SO3的物质的量一定相等
B．NO2和SO3的物质的量一定相等
C．反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量
D．SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
[等级突破]
10．如图所示是425℃时，在1 L密闭容器中发生化学反应的浓度随时间的变化示意图。
下列叙述错误的是( )
A．图①中t0时，三种物质的物质的量相同
B．图①中t0时，反应达到平衡状态
C．图②中的逆反应为H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)
D.图①②中当c(HI)＝3.16 ml·L－1时，反应达到平衡状态
11．在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入1.0 ml HCl和0.3 ml O2，加入催化剂发生反应：
4HCl(g)＋O2(g)⇌2Cl2(g)＋2H2O(g)，
HCl、O2的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.t2时，v(正)＝v(逆)
B．加入催化剂，反应速率不变
C．t1时容器内气体的总压强比t2时的大
D．t3时，容器中c(Cl2)＝c(H2O)＝0.4 ml·L－1
12．[2022·武汉高一检测]在一密闭容器中通入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1～t4 s时测得各物质的浓度如表，则下列判断正确的是( )
A.在t3 s时反应已经停止
B.t3～t4 s内正、逆反应速率不相等
C.在容器中发生的反应为A(g)＋B(g)⇌C(g)
D.在t2～t3 s内A的平均反应速率为 eq \f(1,t3－t2) ml·－1·s－1
13．下列说法正确的是 ( )
A.H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变
B.C(s)＋H2O(g)⇌H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡
C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(？)＋B(g)⇌2C(？)已达平衡，则A、C不能同时是气体
D.1 ml N2和3 ml H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 ml NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1
14．在2 L容器中3种物质间进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图。反应在t时刻达到平衡，依图所示：
(1)该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)反应起始至t，Y的平均反应速率是________________________________________________________________________。
(3)X的转化率是________________________________________________________________________。
(4)关于该反应的说法正确的是________。
A.到达t时刻该反应已停止
B.在t时刻之前X的消耗速率大于它的生成速率
C.在t时刻正反应速率等于逆反应速率
D.在t时刻达到平衡是因为此时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等
15．在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 ml的CO和0.2 ml的H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：
CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)，反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：
(1)根据图中数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为________，反应达到平衡时，c(H2)＝________。
(2)判断该反应达到平衡的依据是________(填序号)。
①CO减少的速率和CO2减少的速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
16．汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，某新型催化剂能促使NO、CO转化为两种无毒气体。T ℃时，将0.8 ml NO和0.8 ml CO充入容积为2 L的密闭容器中，模拟汽车尾气转化，容器中NO的物质的量随时间变化如图。
(1)将NO、CO转化为两种无毒气体的化学方程式是__________________。
(2)反应开始至10 min，v(NO)＝________ml·L－1·min－1。
(3)下列说法正确的是________。
a.新型催化剂可以加快NO、CO的转化
b.该反应进行到10 min时达到化学平衡状态
c.平衡时CO的浓度是0.4 ml·L－1
课时作业11 化学反应的限度 化学反应条件的控制
1．解析：由图可知反应物用AB2、B2表示，生成物用AB3表示，反应后反应物与生成物共存，说明反应不能进行到底，为可逆反应，结合反应前后原子守恒可知反应方程式为2AB2＋B2⇌2AB3。
答案：B
2．答案：A
3．解析：当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，反应物达到最大转化率，这就是这个反应在该条件下所能达到的限度，不是不再反应，反应仍在进行，A项错误；当一个可逆反应进行到平衡状态时，正、逆反应速率相等，B项正确；化学平衡状态是一种动态平衡，一旦条件改变，平衡就可能被破坏，化学反应的限度也就可能随之改变，C、D两项错误。
答案：B
4．解析：A项，A的生成速率与C的分解速率都表示逆反应速率；B项，不管反应是否平衡，单位时间内生成2n ml A的同时一定生成3n ml B，即v正不一定等于v逆；A、B、C的浓度不再变化，表明已达到平衡状态；但平衡状态时A、B、C的分子数之比不一定为2∶3∶2，D不正确。
答案：C
5．解析：v逆(N2)和v正(H2)表示不同的反应方向，且速率之比等于化学计量数之比，则表明反应处于平衡状态，A错误。v正(HCl)和v正(SiCl4)表示同一反应方向，无论是否平衡，均成立，B错误。由于生成物中Si3N4为固体，正反应为气体质量减少的反应，当气体的密度不变时，表明反应处于平衡状态，C正确。浓度关系与平衡与否无关，D错误。
答案：C
6．解析：A项，由于该反应前后气体体积改变，当体系的压强不再发生变化时，说明反应已达到化学平衡状态。B项，CO的正反应速率等于H2O(g)的逆反应速率，说明反应已达到化学平衡状态。C项，生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行，没有表示出正、逆反应速率的关系，不能说明反应已达到化学平衡状态。D项，H—H键断裂和H—O键断裂是两个相反的反应方向，1 ml H—H键断裂的同时断裂2 ml H—O键，即消耗1 ml H2的同时消耗了1 ml H2O，可知H2的消耗量等于其生成量，说明反应已达到化学平衡状态。
答案：C
7．解析：根据题意知，该反应是可逆反应。反应向正反应方向进行，假设A全部转化为C，消耗A 1 ml，B只消耗0.5 ml；反应向逆反应方向进行，假设C完全转化为A和B，则B的物质的量变为1.5 ml。由于是可逆反应，所以B的物质的量范围为0.5 ml＜n(B)＜1.5 ml，四个选项中只有C符合，C项正确。
答案：C
8．解析：若将0.2 ml·L－1的Z完全转化为X和Y。此时，X的物质的量浓度为0.2 ml·L－1，而该反应为可逆反应，故X的物质的量浓度一定小于0.2 ml·L－1。
答案：A
9．解析：题中没有给出各物质的投料情况，NO2、SO2和SO3的量之间没有必然的关系，可能相等，也可能不等，A、B、D错；该反应反应前后气体分子数不变，故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量，C正确。
答案：C
10．解析：图①中t0时，H2、I2、HI的物质的量相等但未保持不变，没有达到平衡状态，B项错。
答案：B
11．解析：t2时刻以后，反应物的量还在减少，反应还在正向进行，v(正)>v(逆)，A错误；加入合适的催化剂能改变化学反应速率，B错误；反应4HCl(g)＋O2(g)⇌2Cl2(g)＋2H2O(g)是气体体积减小的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量减少，恒容容器内压强减小，故t1时容器内气体的总压强比t2时的大，C正确；t3时，O2的物质的量为0.1 ml，减少了0.2 ml，则生成的Cl2和H2O的物质的量均为0.4 ml，故容器中c(Cl2)＝c(H2O)＝0.2 ml·L－1，D错误。
答案：C
12．解析：由题给数据可知，t3 s时可逆反应达到化学平衡状态，此时，v(正)＝v(逆)≠0，A项错误；t3～t4 s内，A、B、C的浓度没有发生变化，反应处于化学平衡状态，正、逆反应速度相等，B项错误；达到化学平衡状态时，A、B、C的浓度变化量之比为4∶2∶2＝2∶1∶1，故该反应的化学方程式为2A(g)＋B(g)⇌C(g)，C项错误；t2～t3 s内，Δc(A)＝1 ml·L－1，故用A表示的该时间段的平均化学反应速率为 eq \f(1,t3－t2) ml·L－1·s－1，D项正确。
答案：D
13．解析：该可逆反应反应前后气体化学计量数之和不变，缩小反应容器容积，相当于加压，正、逆反应速率同等程度增大，A项错误；在反应达到平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡后，碳的质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达到平衡，B项正确；若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数之和不等，故A、C可能同时均为气体，C项错误；合成氨的反应为3H2(g)＋N2(g)⇌2NH3(g)，实际参与反应的n(H2)＝3 ml×10%＝0.3 ml，氨气分解时实际消耗的n(NH3)＝2 ml×10%＝0.2 ml，同时生成0.3 ml H2，同一反应中，消耗与生成等量同一物质，能量变化值相等，则Q1＝Q2，D项错误。
答案：B
14．解析：(1)由图像知，从0～t，n(X)减小，n(Y)增加，n(Z)增加，可以确定X为反应物，Y、Z为生成物，从0～t，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.8∶1.2∶0.4＝2∶3∶1。
故该反应的化学方程式为：2X⇌3Y＋Z。
(2)v(Y)＝ eq \f(Δc（Y）,Δt) ＝ eq \f(Δn（Y）,V·Δt) ＝ eq \f(1.2 ml,2 L×t min) ＝ eq \f(0.6,t) ml·L－1·min－1。
(3)α(X)＝ eq \f(0.8,2.4) ×100%＝33.3%。
(4)t之前，v正>v逆；t时刻为平衡状态，则v正＝v逆。
答案：(1)2X⇌3Y＋Z (2) eq \f(0.6,t) ml·L－1·min－1
(3)33.3% (4)BC
15．解析：(1)由图分析10 min达到平衡，CO2浓度增加了0.03 ml·L－1，则CO浓度减小0.03 ml·L－1，所以v(CO)＝ eq \f(0.03 ml·L－1,10 min) ＝0.003 ml·L－1·min－1，由于起始时，H2浓度为0，所以达到平衡时c(H2)＝0.03 ml/L；(2)CO减少的速率是正反应速率，CO2减小速率是逆反应速率，可作为判断化学平衡的依据。
答案：(1)0.003 ml·L－1·min－1 0.03 ml·L－1
(2)①③
16．解析：(1)NO和CO在催化剂存在的条件下反应产生无毒的N2和CO2，然后根据原子守恒和得失电子守恒，可得该反应的化学方程式为2CO＋2NO eq \(,\s\up7(催化剂)) N2＋2CO2。(2)v(NO)＝ eq \f(\f(（0.8－0.4） ml,2 L),10 min) ＝0.02 ml·L－1·min－1。(3)催化剂可以加快反应速率，所以使用新型催化剂可以加快NO、CO的转化，a正确；根据图示可知，该反应进行到10 min时，NO的物质的量不再发生变化，说明反应达到化学平衡状态，b正确 ；平衡时CO的物质的量是0.4 ml，由于容器的容积为2 L，所以CO浓度是0.2 ml·L－1，c错误。
答案：(1)2CO＋2NO eq \(,\s\up7(催化剂)) N2＋2CO2 (2)0.02 (3)ab
浓度
测定时刻/s
t1
t2
t3
t4
c(A)/(ml·L－1)
6
3
2
2
c(B)/(ml·L－1)
5
3.5
3
3
c(C)/(ml·L－1)
1
2.5
3
3