2012年高一化学同步练习：《化学反应的限度》（苏教版必修2）

化学反应的限度
1．(2011年厦门高一检测)CO和H2在一定条件下可以合成乙醇：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化学平衡，对于可逆反应，反应不能进行到底，所以A不正确；化学平衡为动态平衡，正逆反应速率相等且不为零，B项不正确；C项不能说明正逆反应速率相等，不正确。正确答案为D。
解析：选A。升温，无论是正反应，还是逆反应，速率均加快，A项错误；对于反应前后气体物质的量变化的反应，总压不变可说明反应达平衡状态，B项正确；达平衡后，各组分的速率保持不变，C项正确；由于CO和CO2的计量数相等，故当两者同时消耗的量相等时，实质反映了同一物质v(正)＝v(逆)，说明了反应达到平衡，D项正确。
3．(2011年莆田高一检测)某温度下，在一固定容积的容器中进行如下反应：下列情况一定能说明反应已达到限度的是(　　)
A．压强不再随时间而改变时
B．气体的总质量不再改变时
C．混合气体中各组成成分的含量不再改变时
D．单位时间内每消耗1 mol I2，同时有2 mol HI生成时
解析：选C。A中容器内的总压强始终不随时间变化，A不正确；B中气体的总质量始终不改变，B不正确；D中消耗I2和生成HI均为正反应速率，D不正确。
4．一定条件下，可逆反应，在四种状态下处于平衡状态的是(　　)
正反应速率
逆反应速率
A
v(A)＝2 mol·(L·min)－1
v(B)＝2 mol·(L·min)－1
B
v(A)＝2 mol·(L·min)－1
v(C)＝2 mol·(L·min)－1
C
v(A)＝1 mol·(L·min)－1
v(B)＝2 mol·(L·min)－1
D
v(A)＝1 mol·(L·min)－1
v(C)＝1.5 mol·(L·min)－1
解析：选D。正反应速率和逆反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比，反应达化学平衡。
5．在密闭容器中进行下列反应该反应为吸热反应，达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
(1)增加C的用量，平衡__________，c(CO)________。
(2)减小密闭容器的体积，保持温度不变，则平衡____________，c(CO2)________。
(3)通入N2，保持密闭容器的体积和温度不变，则平衡____________，c(CO2)________。
(4)保持密闭容器的体积不变，升高温度，则平衡____________，c(CO2)________。
答案：(1)不移动　不变
(2)向逆反应方向移动　增大
(3)不移动　不变
(4)向正反应方向移动　减小
一、单项选择题
A．反应容器中压强不随时间变化而变化
B．反应容器中P、Q、R、S四者共存
C．P和R的生成速率相等
D．反应容器中总的物质的量保持不变
解析：选A。这是一个反应前后气体体积发生变化的反应，所以反应容器中压强不随时间变化而变化时，反应达到化学平衡。
2．(2010年高考大纲全国卷)在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于(　　)
A．5%　　 B．10%
C．15% D．20%
解析：选C。达到平衡时，H2转化的物质的量为8 mol×25%＝2 mol。在一定条件下，N2与H2发 生反应：
起始物质的量/mol　2　8　　　　　　0
转化物质的量/mol　　 2　　　　　 
平衡物质的量/mol　　 6　　　　　 
同温同压下，气体的体积比等于其物质的量之比，故平衡时氮气的体积分数为×100%≈15%。
A．不变 B．增大
C．减小 D．无法判断
解析：选C。可以假设原来在容积为1 L的容器中通入了1 mol NO2，达平衡后NO2%＝a，然后又通入1 mol NO2，具体过程假设如下。
起始量/mol 6 5 0 0
转化量/mol 3 1 2 2
平衡量/mol 3 4 2 2
所以，B的转化率为：×100%＝20%
平衡时A的浓度为：＝0.75 mol·L－1
＝＝＝1∶1。
5．硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应的说法不正确的是(　　)
A．该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B．达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为零
C．一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始到达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等
D．在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
解析：选B。对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到一定程度。从反应开始到达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，最终正、逆反应速率相等，即达到平衡，此时反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化，但反应并没有停止，正、逆反应都依然进行着。
6．(2011年金华高一检测)在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是(　　)
A．反应的化学方程式为
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
解析：选D。从图象可知，t1时N的物质的量是6 mol，M的物质的量是3 mol，故“N的浓度是M浓度的2倍”是正确的；t1时M的物质的量增加了1 mol，N的物质的量减少了2 mol，可得出反应的化学方程式为t2时，M、N的物质的量相等，但反应速率不相等，反应尚未达到平衡，此后M、N的物质的量还在变化；t3时，M、N的物质的量保持不变，说明反应已达到平衡状态，则正反应速率等于逆反应速率。
二、不定项选择题
7．某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是(　　)
①原混合气体的体积为1.2V L
②原混合气体的体积为1.1V L
③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L
④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L
A．②③　 B．②④
C．①③ D．①④
解析：选A。设起始A和B的体积分别为aL、bL。
　　　　　　
起始的体积/L a b 0
转化的体积/L 0.05V 0.15V 0.1V
平衡时体积/L a－0.05V b－0.125V 0.1V
a－0.05V＋b－0.15V＋0.1V＝V
a＋b＝1.1V。
8．一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再改变时，表明反应：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．气体的总物质的量
解析：选BC。由于A是固体，反应前后气体体积不发生变化，所以气体的总物质的量始终不随时间变化，A、D不正确。
A．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成
B．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂
C．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂
D．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成
解析：选AC。N≡N键断裂和H—H键断裂均为正反应速率，B不正确；N≡N键断裂和N—H键形成均为正反应速率，D不正确。
解析：选AD。反应正向进行后，气体的密度增大，即反应的正向是气体体积变小的方向，可得1＋a>b。列三种量，
X(g)　＋　aY(g)??　bZ(g)
起始 1 a
转化 0.5 0.5a 0.5b
平衡 0.5 0.5a 0.5b
据题意
＝，即＝
可得2b＝1＋a。
三、非选择题
11．以化学平衡移动原理为依据，解释以下事实。
(1)在氨水中加入氢氧化钠溶液，有氨气逸出____________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)合成氨工业中将氨气液化，可以提高氨的产量_________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)用热水溶解碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)，可提高去污能力______________________________________________________________________________。
(4)打开冰冻啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：根据化学平衡移动原理，讨论外界条件对化学平衡的影响，确定平衡移动的方向，这是解题的依据。
答案：(1)氨水中存在两个平衡，溶解平衡和电离平衡：
当加入NaOH溶液，平衡体系中OH－的浓度增大，使上述平衡向逆反应方向移动，故氨气逸出
(2)合成氨的反应：氨气在混合气体中有一定含量，若将氨气液化，使氨气不断离开平衡体系，致使合成氨的反应向正反应方向移动，故可提高氨的产量
12．已知可逆反应：请回答下列问题：
在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________，c(P)为__________。
解析：M转化的物质的量浓度为0.6 mol·L－1，则N反应的物质的量浓度也是0.6 mol·L－1，所以N的转化率为：×100%＝25%。c(P)＝2.4 mol·L－1×25%＝0.6 mol·L－1
答案：25%　0.6 mol·L－1
13．(2011年扬州中学高一学科竞赛)在2 L容器中有3种物质进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图所示，反应在t时刻达到平衡
(1)该反应的化学方程式是_______________________________________________。
(2)反应起始至t时刻，Y的平均反应速率是________。
(3)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
解析：(1)由图象知，从0～t时刻，n(X)减小，n(Y)增大，n(Z)增大，可以确定X为反应物，Y、Z为生成物，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)＝＝＝＝ mol·(L·min)－1。
(3)化学平衡是一种动态平衡，故A错；在t时刻之前，可逆反应尚未达到化学平衡，此时v正(X)>v逆(X)，故B对；在t时刻，可逆反应已达化学平衡，此时正、逆反应速率相等，故C对；在t时刻达到化学平衡是因为此时反应混合物中各组分的浓度不再变化，故D错。
答案：　(2) mol·(L·min)－1　(3)BC
14．将化合物A的蒸气2 mol充入0.5 L容器中加热，发生分解反应反应到3 min时，容器中A的浓度为1.6 mol/L，并测得这段时间内，用C的浓度变化表示的平均反应速率v(C)＝1.2 mol/(L·min)。
(1)求化学方程式中的计量数n的值；
(2)以B的浓度变化表示该反应的平均速率。
解析：(1)　　　　　　
反应开始时的浓度  0 0
3 min末时的浓度 1.6 mol/L
则v(A)＝
＝0.8 mol/(L·min)。
根据“同一反应中各物质的反应速率之比等于反应方程式中各物质的化学计量数之比”有：
v(A)∶v(C)＝2∶n
0．8 mol/(L·min)∶1.2 mol/(L·min)＝2∶n
n＝3。
(2)由v(A)∶v(B)＝2∶1，则v(B)＝×v(A)＝×0.8 mol/(L·min)＝0.4 mol/(L·min)。
答案：(1)3　(2)0.4 mol/(L·min)