鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度精练

基础课时落实(十一)

(建议用时：40分钟)

[基础过关练]

1．下列关于化学反应限度的叙述错误的是(　　)

A．不同的化学反应，限度可能不同

B．可以通过改变温度来控制化学反应的限度

C．可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度

D．当一个化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应速率相等

C　[反应限度主要取决于反应的本身；温度可使化学平衡移动；延长时间不可以改变反应的限度；达到平衡时，v(正)＝v(逆)≠0。]

2．对于可逆反应M＋NQ达到平衡时，下列说法正确的是 (　　)

A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等

B．M、N全部变成了Q

C．反应物和生成物的浓度都保持不变

D．正、逆反应速率均为0

C　[一个可逆反应达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行，同时各组分的浓度保持不变，但不一定相等。]

3．反应2SO2＋O22SO3达到平衡状态后，下列说法正确的是(　　)

A．三氧化硫的生成速率与分解速率相等

B．二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比是2∶1∶2

C．二氧化硫与氧气不再化合生成三氧化硫

D．降低温度，原化学平衡状态未被破坏

A　[可逆反应达到平衡状态以后，正、逆反应速率相等，则三氧化硫的生成速率与分解速率相等，A项正确；平衡时二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比不一定是2∶1∶2，还与物质的初始浓度以及转化率有关系，B项错误；可逆反应达到平衡状态以后，正、逆反应速率相等，但不为0，平衡时二氧化硫与氧气仍然反应生成三氧化硫，C项错误；降低温度，原化学平衡状态被破坏，D项错误。]

4．可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在体积不变的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是(　　)

A．单位时间内生成n mol O2的同时消耗2n mol NO2

B．单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO

C．NO2、NO、O2表示的浓度数值之比为2∶2∶1的状态

D．NO2的物质的量不再改变的状态

D　[O2的生成表示的是正反应速率，而NO2的消耗表示的也是正反应速率，两者速率方向相同，不能表示反应达到平衡状态；同样，NO生成表示的也是正反应速率，B项也不能表示反应达到平衡状态；各组成成分浓度关系与是否平衡无必然联系；各组成成分的物质的量不变表示反应达到平衡状态。]

5．一定条件下的密闭容器中，在下列四种状态下，可逆反应2X(g)Y(g)＋3Z(g)达到平衡状态的是(　　)

C　[判断可逆反应是否达到平衡状态时，可以将用不同物质表示的反应速率转化成同一物质正、逆两个方向的反应速率，若二者相等，则反应达到平衡状态。将A、B、C、D四项中的逆反应速率均转化为用X表示的逆反应速率，分别为4 mol·L－1·min－1、3 mol·L－1·min－1、1 mol·L－1·min－1、 mol· L－1·min－1，只有C项v(正)＝v(逆)，可以说明反应达到平衡状态。]

6．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 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.2 mol·L－1，则平衡时各物质的浓度不可能是(　　)

A．X为0.2 mol·L－1

B．Y为0.1 mol·L－1

C．Z为0.3 mol·L－1

D．Z为0.1 mol·L－1时，Y为0.45 mol·L－1

A　[若将0.2 mol·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 mol·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 mol·L－1。]

7．一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)，以下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 mol Y的同时生成2 mol X

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项可作为平衡标志；C项中X的分解速率与Y的消耗速率之比等于2∶1时反应才达到平衡。]

8．对于反应A(g)＋B(g)3C(g)(正反应为放热反应)，下述为平衡状态标志的是(　　)

①单位时间内A、B生成C的分子数与分解C的分子数相等　②外界条件不变时，A、B、C浓度不随时间变化　③体系温度不再变化　④体系的压强不再变化　⑤体系的分子总数不再变化

A．①②　 B．①②③

C．①②③④  D．①②③④⑤

D　[①正、逆反应速率相等；②浓度不变，说明已达平衡；③如果该反应没有达到平衡则反应要和外界有能量的交换，必然导致体系温度改变，现在体系温度不变，说明已达平衡；④、⑤由于该反应是一个体积改变的反应，没有达到平衡之前，压强是改变的，分子总数也是改变的，只有平衡了，二者才不再改变，故①②③④⑤均正确。]

9．对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列判断正确的是(　　)

A．2 mol SO2和足量的O2反应，必定生成2 mol SO3

B．当v(正)>v(逆)时，随着反应的进行，反应物的物质的量逐渐减小

C．正反应速率之比为v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2时，反应达到平衡

D．反应达到平衡后，升高温度，平衡不一定发生移动

B　[该反应为可逆反应，不论条件怎样改变，反应不可能进行完全，A项错误；v(正)>v(逆)表示单位时间内反应物反应掉的物质的量比生成的物质的量大；在可逆反应里，各物质表示的反应速率之比等于系数之比，此时反应不一定达到平衡；升高温度，平衡向吸热方向移动，平衡一定发生移动。]

10．在200 ℃时，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。

(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝______，所以化学反应速率________最大，而________最小(为零)。

(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)___________，从而化学反应速率v(正)________，而v(逆)________。

(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。

[解析]　可逆反应发生时，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，反应物的浓度逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大，平衡时，各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强都将保持不变。

[答案]　(1)mol·L－1　mol·L－1　0　v(正)　v(逆)　(2)减小　减小　增大　减小　增大　(3)相等　保持不变

11．在2 L的密闭容器中有如图所示的反应，看图按要求回答下列问题：

Ⅰ　　　　　　　　　　Ⅱ

(1)图中，反应物：Ⅰ是________，Ⅱ是___________________。

(2)写出反应方程式：

Ⅰ__________________________________________________，

Ⅱ__________________________________________________。

(3)在图Ⅱ中，以0～10 s内的平均反应速率计算，t＝6 s时A的浓度是________mol·L－1。

[解析]　在图Ⅰ和图Ⅱ中，都是A的浓度随反应的进行不断减少至不变，B、C的浓度随反应的进行不断增加至不变，所以A为反应物，B、C为生成物。不同的是图Ⅰ中A的最终浓度为0，图Ⅱ中不为0，所以图Ⅰ中的反应是不可逆反应，而图Ⅱ中的反应是可逆反应。图Ⅱ中，10 s时，变化的c(A)＝1.2 mol·L－1－0.8 mol·L－1＝0.4 mol·L－1，所以6 s时变化的c(A)＝6 s×＝0.24 mol·L－1，此时c(A)＝0.96 mol·L－1。

[答案]　 (1)A　A　(2)3A===2B＋C　AB＋2C

(3)0.96

12．在一体积为10 L的容器中，通入一定量的CO和H2O，850 ℃时发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。

(1)CO和H2O浓度变化如图，则0～4 min的平均反应速率v(CO)＝________ mol·L－1·min－1。

(2)如图中4～5 min该反应________(填“是”或“否”)处于平衡状态，判断理由______________________________________________。

[解析]　(1)v(CO)＝＝＝0.03 mol·L－1·min－1。

(2)平衡时，反应物或生成物的浓度不再发生改变。

[答案]　(1)0.03　(2)是　c(CO)和c(H2O)不随时间的延长发生变化

[拓展培优练]

13．在373 K时，密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生如下反应：NO2＋SO2NO＋SO3，平衡时，下列叙述正确的是(　　)

①NO和SO3的物质的量一定相等　②NO2和SO2的物质的量一定相等　③体系中的总物质的量一定等于反应开始时总物质的量　④SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等

A．①和②　　 B．②和③

C．①和③　　 D．③和④

C　[①充入的是NO2和SO2，又NO和SO3的系数之比为1∶1，其物质的量一定相等；②充入NO2、SO2的量不知道，平衡时不一定相等；③反应过程中压强保持不变，则总物质的量保持不变；④充入SO2、NO2的量不确定，则平衡时反应物和生成物不一定相等。]

14．(易错题)在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是(　　)

A．反应的化学方程式为2MN

B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡

C．t3时，正反应速率大于逆反应速率

D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍

D　[由曲线可知，N物质的量减少，是反应物，M物质的量增加，是生成物，A不正确。横坐标t2对应纵坐标数值为4，纵坐标是物质的量，不是速率，B不正确。t3时刻以后，M、N物质的量不再改变，反应达到平衡状态，v(正)＝v(逆)，C不正确。t1时刻N的物质的量为6 mol，M的物质的量为3 mol，D正确。]

15．(素养题)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的是(　　)

A．2v(NH3)＝v(CO2)

B．密闭容器中总压强不变

C．密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变

D．密闭容器中二氧化碳的体积分数不变

B　[NH3和CO2均为生成物，故2v(NH3)＝v(CO2)不能证明正、逆反应速率相等，A项错误；密闭容器中总压强不变，说明气体总物质的量不变，正、逆反应速率相等，B项正确；因为反应物是固体，所以整个密闭容器中混合气体的平均摩尔质量是个定值，始终不变，C项错误；因为反应物是固体，容器中氨气和二氧化碳的物质的量之比始终为2∶1，即氨气的体积分数不变，D项错误。]

16．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．a点的正反应速率比b点的小

B．c点处反应达到平衡

C．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不一样

D．e点处反应已达到平衡

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点的，A项不正确；c点时n(H2)、n(NH3)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项不正确；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，故两点处n(N2)相等，C项不正确、D项正确。]

17．在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol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____________，反应达平衡时，c(H2)为_______________。

(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

[解析]　(1)由图分析10 min达到平衡，CO2浓度增加了0.03 mol·L－1，则CO浓度减小0.03 mol·L－1，所以v(CO)＝＝0.003 mol·L－1·min－1，由于起始时，H2浓度为0，所以达到平衡时c(H2)为0.03 mol·L－1。

(2)化学平衡是动态平衡，是正、逆反应速率相等，并不是停止反应。CO减少的速率是正反应速率，CO2减少的速率是逆反应速率，当二者相等时，v正(CO)＝v逆(CO2)，可逆反应达到平衡。反应达到平衡时，各组分的浓度不再发生变化。

[答案]　(1)0.003 mol·L－1·min－1　0.03 mol·L－1  (2)①③