高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度第2课时达标测试

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第2课时 化学反应的限度


学业水平考试达标练


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


解析：选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；达平衡时，v(正)＝v(逆)≠0。


2．(2019·青岛高一检测)对于可逆反应M＋3N2Q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．反应混合物各组分的浓度不再变化


D．反应已经停止


解析：选C M、N、Q的浓度都不随时间变化而变化时，该反应达到平衡，平衡时M、N、Q的浓度不一定相等，故A错误，C正确；可逆反应不能进行到底，则M、N的转化率不可能为100%，故B错误；平衡时反应没有停止，仍在进行，但是正反应速率和逆反应速率相等，故D错误。


3．(2019·聊城高一检测)根据描述判断下列反应不属于可逆反应的是( )


A．1 ml N2和4 ml H2在一定条件下充分反应，N2的转化率为13%


B．将SO3 加入一密闭容器中并在一定条件下充分反应，反应后容器中有SO3、SO2、O2


C．将装有NO2(红棕色)和N2O4(无色)混合气体的烧瓶浸入冰水中，气体颜色变浅


D．2 ml H2在1 ml O2中燃烧生成2 ml H2O,2 ml H2O电解生成2 ml H2和1 ml O2


解析：选D N2与H2反应的物质的量的比是1∶3，若将1 ml N2和4 ml H2混合，在一定条件下充分反应，氢气过量，N2的转化率为13%，证明该反应为可逆反应，A不符合题意；将SO3 加入一密闭容器中并在一定条件下充分反应，若反应完全，反应后容器中将不再含有SO3，但事实上反应后容器中有SO3、SO2、O2，证明该反应为可逆反应，B不符合题意；将装有NO2(红棕色)和N2O4(无色)混合气体的烧瓶浸入冰水中，气体颜色变浅，说明具备NO2(红棕色)转化为N2O4(无色)的反应完全，但物质未反应完全，证明NO2与N2O4存在反应：2NO2N2O4，该反应为可逆反应，C不符合题意；2 ml H2在1 ml O2中燃烧生成2 ml H2O,2 ml H2O电解生成2 ml H2和1 ml O2，说明H2O分解反应是完全彻底的反应，不是可逆反应，D符合题意。


4．(2019·济南高一检测)对处于化学平衡的体系，从化学平衡与化学反应速率的关系可知( )


A．化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动


B．化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化


C．正反应进行的程度大，正反应速率一定大


D．只有在催化剂存在下，才会发生化学反应速率变化而化学平衡不移动的情况


解析：选B 使用催化剂时，正、逆反应速率同等程度改变，平衡并不移动，A错误；化学平衡移动的过程就是由v(正)＝v(逆)变为v(正)≠v(逆)，再转化为v′(正)＝v′(逆)的过程，B正确；反应进行的程度和反应速率无必然联系，故反应进行的程度大，正反应速率不一定大，C错误；对于类似H2(g)＋I2(g)2HI(g)的反应，其他条件不变，缩小体积时，H2(g)、I2(g)、HI(g)的浓度同等程度增大，正、逆反应速率同等程度增大，故平衡不移动，D错误。


5．一定温度下，体积一定的容器内发生可逆反应3X(g)＋Y(g) 4Z(g)，达到平衡的标志是( )


A．密度不随时间变化


B．3v正(X)＝v逆(Y)


C．单位时间内生成3n ml X，同时消耗n ml Y


D．压强不随时间变化


解析：选C 容器容积不变，混合气体总质量不变，则密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，故A错误；3v正(X)＝v逆(Y)，不满足化学计量数关系，说明正反应速率＜逆反应速率，该反应没有达到平衡状态，故B错误；单位时间内生成3n ml X，同时消耗n ml Y，表示的是正逆反应速率，且满足计量数关系，说明达到平衡状态，故C正确；由3X(g)＋Y(g)4Z(g)可知，该反应前后的化学计量数之和相等，所以压强不再变化的状态不一定是平衡状态，故D错误。


6．在已达到平衡的可逆反应2SO2＋O22SO3中，充入由 18O组成的氧气一段时间后，18O存在于下列物质中的( )


A．多余的氧气中


B．生成的三氧化硫中


C．氧气和二氧化硫中


D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中


解析：选D 化学平衡是动态平衡，18O2的加入定会与SO2结合生成含 18O的SO3，同时含 18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使SO2、O2中也含有 18O，因此 18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。


7．一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( )


解析：选C 判断可逆反应是否达到平衡状态，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 ml·L－1·min－1、3 ml·L－1·min－1、1 ml·L－1·min－1、eq \f(4,3) ml·L－1·min－1，只有C项v(正)＝v(逆)，可以说明反应达到平衡状态。


8．(2019·德州期中)一定温度下，可逆反应A2(g)＋B2(g) 2AB(g)达到平衡状态的标志是( )


A．单位时间内生成 n ml A2，同时生成n ml AB


B．单位时间内生成2n ml AB，同时生成n ml B2


C．体系内的总压不随时间变化


D．单位时间内生成n ml A2，同时生成n ml B2


解析：选B 化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质浓度不变，由此衍生的一些物理量不变，注意此化学方程式的特点是反应前后气体体积不变的可逆反应。单位时间内生成n ml A2，同时生成n ml AB，正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，故A项错误；单位时间内生成2n ml AB，同时生成n ml B2，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B项正确；反应前后气体体积相等，所以压强不变不能说明各组分浓度不变，反应不一定达到平衡状态，故C项错误；单位时间内生成n ml A2，同时生成n ml B2，都是逆反应方向，无法证明是否达到平衡状态，故D项错误。


9．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


解析：选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。


10．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是( )


A．达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)


B．若单位时间内生成x ml NO的同时，消耗x ml NH3，则反应达到平衡状态


C．达到化学平衡后，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大


D．平衡后，再充入NH3，由于其他物质浓度不变，反应速率虽增大，平衡不会发生移动


解析：选A 根据不同物质表示同一反应时的速率关系，可知 eq \f(4,5)v逆(O2)＝v逆(NO)，代入A中表达式知v正(O2)＝v逆(O2)，A项正确；NO的生成与NH3的消耗均表示正反应，在任意时刻都成比例，B项不正确；达到平衡后，增加容器体积，反应物、生成物浓度同时减小，正、逆反应速率同时减小，C项不正确；平衡后，增大反应物浓度，反应速率增大，平衡发生移动，D项不正确。


11.(2019·德州期中)在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 ml的A和0.2 ml的B, 在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：A(g)＋2B(g)===C(g)＋3D(g)，反应中C的浓度随时间变化情况如图，根据图中数据，反应开始至达到平衡时，化学反应速率为( )





A．v(A)＝0.000 6 ml·L－1·min－1


B．v(B)＝0.006 ml·L－1·min－1


C．v(C)＝0.03 ml·L－1·min－1


D．v(D)＝0.001 ml·L－1·min－1


解析：选B 由图可知10 min时到达平衡，v(C)＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(0.03 ml·L－1,10 min)＝0.003 ml·L－1·min－1。根据化学计量数之比＝反应速率之比，所以v(A)＝v(C)＝0.003 ml·L－1·min－1；v(B)＝2v(C)＝0.006 ml·L－1·min－1；v(D)＝3v(C)＝0.009 ml·L－1·min－1。


12．180 ℃时将0.5 ml H2和1 ml CO2通入1 L的恒容密闭容器中，反应生成甲醇蒸汽(CH3OH)和某无机副产物，测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示，下列说法中正确的是( )





A．该反应的化学方程式：


2CO2＋4H22CH3OH＋O2


B．在0～3 min内H2的平均化学反应速率为0.1 ml·L－1·min－1


C．当容器内混合气体密度不再变化时，表明反应已经达到平衡状态


D．在3～10 min内，反应仍未达到平衡状态


解析：选B 由图知，消耗n(CO2)＝(1－0.9) ml＝0.1 ml，生成n(H2)＝(0.5－0.2)ml＝0.3 ml，生成n(CH3OH)＝0.1 ml，同一反应中参加反应的各物质的物质的量之比等于其分子个数之比，则n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)＝0.1 ml∶0.3 ml∶0.1 ml＝1∶3∶1，根据原子守恒知，还生成H2O，所以反应方程式为CO2＋3H2CH3OH＋H2O，故A错误；v(H2)＝eq \f(\f(Δn,V),Δt)＝eq \f(0.3 ml,1 L×3 min)＝0.1 ml·L－1·min－1，故B正确；反应前后气体总质量不变、容器体积不变，则反应前后气体密度始终不变，所以气体密度不能作为平衡状态的判断标准，故C错误；在3 min时各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态，则在3～10 min内，反应达到平衡状态，故D错误。


13．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)＝________ ml·L－1·min－1。


(2)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)＝eq \f(ΔcCO,Δt)＝eq \f(0.20－0.08 ml·L－1,4 min)＝0.03 ml·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)不发生变化


14．(2019·朝阳区高一检测)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)A点处v(正)________v(逆)，A点正反应速率________B点正反应速率(填“大于”“等于”或“小于”)。





(2)图中表示NO2变化的曲线是________。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________。


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


(4)能使该反应的反应速率增大的是__________。


a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度


c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂


解析：(1)A点，反应未达平衡，由表中数据知n(NO)随反应进行不断减小，说明反应从正向开始，所以A点v(正)>v(逆)；A点处反应物的浓度大于B点，所以A点正反应速率大于B点。(2)图中纵坐标为浓度，平衡时消耗n(NO)＝0.020 ml－0.007 ml＝0.013 ml，生成n(NO2)＝0.013 ml。平衡时c(NO2)＝0.006 5 ml·L－1，所以NO2的变化曲线为b。0～2 s内，NO的消耗浓度为＝eq \f(0.020 ml－0.008 ml,2 L)＝0.006 ml·L－1，故v(O2)＝eq \f(0.006 ml·L－1,2×2 s)＝1.5×10－3 ml·L－1·s－1。(3)a表示是同一方向的速率，在任何时候都成立，而d中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。(4)分离出NO2气体后，浓度减小，反应速率减慢，而升高温度，选择高效催化剂及增大反应物浓度都会使反应速率增大。


答案：(1)大于 大于


(2)b 1.5×10－3 ml·L－1·s－1 (3)bc (4)bcd


15．Ⅰ.已知NO2和N2O4之间发生可逆反应：2NO2(g)(红棕色) N2O4(g)(无色)。


(1)在烧瓶A和B中盛有相同浓度的NO2与N2O4的混合气体，中间用止水夹夹紧，浸入到盛有水的烧杯中，如图所示：





分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH4NO3固体，观察到的现象：A中气体红棕色加深，B中_____________。这说明，当条件改变时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立起新的平衡，即发生________________________________________________________。


(2)如图是在一定温度下，某固定容积的密闭容器中充入一定量的NO2气体后，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，反应未达到平衡，NO2浓度在减小


b．t2时，反应达到平衡，反应不再进行


c．t2～t3，各物质浓度不再变化


d．t2～t3，各物质的浓度相等


e．O～t2，N2O4浓度增大


f．反应过程中气体的颜色不变


解析：(1)浓硫酸的稀释是放热过程，硝酸铵的溶解是吸热过程，所以盛有浓硫酸的烧杯中溶液温度升高、溶解硝酸铵的烧杯中溶液温度降低，A中气体颜色加深，说明正反应是放热反应，降低温度平衡正向移动，所以B中红棕色变浅。这说明，当条件改变时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立起新的平衡，即发生化学平衡的移动。(2)t1时，反应未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，所以平衡正向移动，则NO2浓度在减小，故a正确；t2时，正逆反应速率相等，所以反应达到平衡，反应仍然进行，为动态平衡状态，故b错误；t2～t3，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，所以各物质浓度不再变化，但各物质的浓度不相等，故c正确，d错误；O～t2，正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，则N2O4浓度增大，故e正确；反应过程中气体的颜色变浅，达到平衡后颜色不再改变，故f错误。


答案：(1)红棕色变浅 化学平衡的移动 (2)ace


16．甲醇(CH3OH)可作为新型汽车动力燃料，以下是甲醇在工业上的制备过程：





请回答下列问题：


(1)在一定条件下反应室Ⅰ中发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。将1 ml CH4和2 ml H2O通入反应室Ⅰ(设反应室容积为10 L)，10 min末有0.1 ml CO生成，则10 min内反应的平均速率v(H2)＝________ ml·L－1·min－1。


(2)在容积不变的条件下，不能说明反应室Ⅰ中的反应已达到平衡状态的是________(填字母)。


a．CO的物质的量不再改变


b．容器内的压强保持不变


c．CH4的消耗速率与生成速率相等


d．容器内的密度保持不变


(3)在容积为1 L的反应室Ⅱ中充入1 ml CO与2 ml H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，当反应达平衡时，CO的转化率为80%，则平衡前后的压强之比为________(最简整数比)。


解析：(1)10 min内v(CO)＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(\f(0.1 ml,10 L),10 min)＝0.001 ml·L－1·min－1，根据反应速率之比等于化学计量数之比，所以v(H2)＝3v(CO)＝3×0.001 ml·L－1·min－1＝0.003 ml·L－1·min－1。(2) CO是生成物，若未达到平衡，则CO的物质的量就会发生变化，所以CO的物质的量不再改变，说明反应达到平衡状态，a不符合题意；该反应在恒容密闭容器中进行，反应前后气体的物质的量改变，若容器内的压强保持不变，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，b不符合题意；CH4的消耗速率与生成速率相等，则甲烷的物质的量不变，反应处于平衡状态，c不符合题意；反应在恒容密闭容器内进行，反应混合物都是气体，无论反应是否进行，也无论反应是否处于平衡状态，容器内的密度始终保持不变，因此不能根据气体密度不变判断平衡状态，d符合题意。


(3) CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)


开始/ml 1 2 0


转化/ml 0.8 1.6 0.8


平衡/ml 0.2 0.4 0.8


平衡时气体的总物质的量为n(后)＝0.2 ml＋0.4 ml＋0.8 ml＝1.4 ml，反应开始时的总物质的量为n(前)＝1 ml＋2 ml＝3 ml，由于容器的容积不变，所以反应前后的压强比等于气体的物质的量的比，故p(前)∶p(后)＝n(前)∶n(后)＝3∶1.4＝15∶7。


答案：(1)0.003 (2)d (3)15∶7反应速率
A
B
C
D
v(正)/(ml·L－1·min－1)
v(X)＝2
v(X)＝1
v(X)＝1
v(X)＝2
v(逆)/(ml·L－1·min－1)
v(Y)＝2
v(Y)＝1.5
v(Z)＝1.5
v(Z)＝2
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/ml
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007