人教版（2019）高中化学必修第二册 《化学反应的限度》分层测评（含答案）

第三节 化学反应的速率和限度
第二课时 化学反应的限度和化学反应条件的控制
学业分层测评
[学业达标]
1．下列对可逆反应的认识正确的是(　　)
A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应
B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应
C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫做可逆反应
D．电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应是可逆反应
2．下列关于可逆反应的说法中正确的是(　　)
A．可逆反应就是既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应
B．在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又分解成二氧化硫和氧气，因此该反应是可逆反应
C．对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100%
D．碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这两个反应是可逆反应
3．硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的产量常被视为一个国家工业发达水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，“接触法”生产硫酸的主要反应原理之一是SO2的接触氧化，有关接触氧化反应2SO2＋O2 2SO3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
4．对化学反应限度的叙述不正确的是(　　)
①任何可逆反应都有一定的限度；
②化学反应的限度是不可改变的；
③化学反应的限度与时间的长短无关；
④化学反应达到限度时，正逆反应的速率相等；
⑤达到平衡时，反应停止了，正、逆反应速率都为零
A．①④ B．②⑤
C．②③　　 D．⑤
5．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．反应已经停止
6．下列各关系式中能说明反应N2＋3H22NH3已达平衡状态的是(　　)
A．3v正(N2)＝v正(H2)
B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D．v正(N2)＝3v逆(H2)
7．在一定温度下，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到化学平衡状态的标志是(　　)
A．单位时间内生成n mol H2，同时就有n mol HI生成
B．单位时间内有n mol H2生成，同时就有n mol I2生成
C．容器内气体的总压强不随时间的变化而变化
D．1个H—H键断裂的同时，有2个H—I键断裂
8．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在体积不变的密闭容器中反应，下列叙述表示处于化学平衡状态的是(　　)
A．N2、H2、NH3的浓度比为1∶3∶2的状态
B．混合气体的密度不随时间而变化
C．当有1 mol N≡N断裂时，有6 mol N—H断裂
D．单位时间内消耗a mol N2的同时，消耗3a mol的H2的状态
9．可逆反应2NO22NO＋O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是(　　)
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
A．①④ B．②③
C．①③④ D．①②③④
10．200 ℃时，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为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0 mol·L－1·min－1)；
(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都将________。
11．一定温度下，在容积为V L的密闭容器中进行反应：aN(g)bM(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示：
(1)此反应的化学方程式中＝________。
(2)t1到t2时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为________________。
(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A．反应中M与N的物质的量之比为1∶1
B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D．单位时间内每消耗a mol N，同时生成b mol M
E．混合气体的压强不随时间的变化而变化
12．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一定容积的密闭容器中进行，则下列说法或结论中，能够成立的是(　　)
A．其他条件不变仅将容器的体积缩小一半，反应速率减小
B．反应达平衡状态时：v(CO)正＝v(H2O)逆
C．保持体积不变，充入少量He气体使体系压强增大，反应速率一定增大
D．其他条件不变，适当增加C(s)的质量会使反应速率增大
13．一定条件下，对于反应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)。达平衡时，X、Y、Z浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.08 mol·L－1，则下列判断不合理的是(　　)
①c1∶c2＝1∶3　②平衡时，Y和Z的生成速率之比2∶3　③X和Y的转化率不相等　④c1的取值范围为0A．①② B．③④ C．①④ D．②③
14．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：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(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0～2s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
第三节 化学反应的速率和限度
第二课时 化学反应的限度和化学反应条件的控制
学业分层测评答案解析
[学业达标]
1．下列对可逆反应的认识正确的是(　　)
A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应
B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应
C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫做可逆反应
D．电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应是可逆反应
【解析】　A、D项两反应的条件不相同，错误；B项，未强调同条件。
【答案】　C
2．下列关于可逆反应的说法中正确的是(　　)
A．可逆反应就是既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应
B．在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又分解成二氧化硫和氧气，因此该反应是可逆反应
C．对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100%
D．碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这两个反应是可逆反应
【解析】　可逆反应是指在相同条件下，能同时向正、逆反应方向进行的反应。可逆反应强调两点：相同条件和同时双向进行，B正确；A项中没有说明相同条件和同时进行；C项，由于是可逆反应，所以其反应物的转化率不可能达到100%；D项中的两组反应，由于反应条件不同，不能称为可逆反应，错误。
【答案】　B
3．硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的产量常被视为一个国家工业发达水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，“接触法”生产硫酸的主要反应原理之一是SO2的接触氧化，有关接触氧化反应2SO2＋O2 2SO3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】　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。在达到平衡的过程中，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。
【答案】　B
4．对化学反应限度的叙述不正确的是(　　)
①任何可逆反应都有一定的限度；
②化学反应的限度是不可改变的；
③化学反应的限度与时间的长短无关；
④化学反应达到限度时，正逆反应的速率相等；
⑤达到平衡时，反应停止了，正、逆反应速率都为零
A．①④ B．②⑤
C．②③　　 D．⑤
【解析】　任何可逆反应都有一定的限度，所以①对；条件改变，可使原平衡发生移动，所以②错；化学反应的限度与反应的时间的长短无关，所以③对；化学平衡后，正逆反应速率相等，但都大于0，是动态平衡，所以④对、⑤错。
【答案】　B
5．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．反应已经停止
【解析】　平衡时反应物、生成物的浓度之比应从两个方面考虑：一是反应物的起始浓度，二是化学方程式中的化学计量数。如2 mol M与1 mol N反应，无论怎样反应，M与N的浓度永远不相等，所以“M、N、Q三种物质的浓度一定相等”这种说法是错误的，A错误；此反应是可逆反应，B错误；反应物和生成物的浓度都保持不变，可以说明反应达到平衡状态，但未停止，C正确，D错误。
【答案】　C
6．下列各关系式中能说明反应N2＋3H22NH3已达平衡状态的是(　　)
A．3v正(N2)＝v正(H2)
B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D．v正(N2)＝3v逆(H2)
【解析】　A项中都是正反应速率，不能确定是否达到平衡；B项说明v正(N2)≠ v逆(N2)，不是平衡状态；C项中v正(H2)＝v逆(H2)，处于平衡状态；D项v正(N2)≠v逆(N2)，不是平衡状态。
【答案】　C
7．在一定温度下，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到化学平衡状态的标志是(　　)
A．单位时间内生成n mol H2，同时就有n mol HI生成
B．单位时间内有n mol H2生成，同时就有n mol I2生成
C．容器内气体的总压强不随时间的变化而变化
D．1个H—H键断裂的同时，有2个H—I键断裂
【解析】　选项A，生成H2是逆反应，生成HI是正反应，根据化学方程式中的化学计量数关系，如果正、逆反应速率相等，则生成n mol H2的同时应有2n mol HI生成，因此A选项并没有达到化学平衡；选项B，生成H2和生成I2均是逆反应，没有说明正反应速率，且不管平衡是否建立，只要反应进行，生成H2和I2的物质的量之比始终为1∶1，因此B选项并不一定达到化学平衡；选项C，该反应前后气体总的物质的量保持不变，在其他条件一定时，反应从开始到反应达到平衡状态时，压强就一直保持不变，故气体总的压强不变不能说明反应已经达到平衡状态；选项D，断裂H—H键是正反应，断裂H—I键是逆反应，根据化学方程式的化学计量数关系，断裂1个H—H键的同时，有2个H—I键断裂，其正反应速率等于逆反应速率，因此D选项一定达到了化学平衡状态。
【答案】　D
8．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在体积不变的密闭容器中反应，下列叙述表示处于化学平衡状态的是(　　)
A．N2、H2、NH3的浓度比为1∶3∶2的状态
B．混合气体的密度不随时间而变化
C．当有1 mol N≡N断裂时，有6 mol N—H断裂
D．单位时间内消耗a mol N2的同时，消耗3a mol的H2的状态
【解析】　A中，N2、H2、NH3的浓度比等于化学计量数之比时，不能确定是否处于平衡状态，因为无法以v正＝v逆和浓度是否不变进行判断；B中，因容器的体积不变，而混合气体的总质量不改变，则无论平衡与否，混合气体的密度均不变化；C中，当有1 mol N≡N断裂时，相当于生成2 mol NH3(1 mol NH3中含有3 mol N—H)，即生成6 mol N—H，与有6 mol N—H断裂符合v正(NH3)＝v逆(NH3)，故处于化学平衡状态；D中，消耗a mol N2的同时消耗3a mol H2是同向的，不管平衡与否，只要N2和H2反应就一定符合该比例。
【答案】　C
9．可逆反应2NO22NO＋O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是(　　)
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
A．①④ B．②③
C．①③④ D．①②③④
【解析】　①表示v正＝v逆，正确。②不能表示v正＝v逆，不正确。③只要发生反应，v(NO2)∶v(NO)∶v(O2)＝2∶2∶1，不正确。④混合气体颜色不变，说明各物质浓度不变，正确。
【答案】　A
10．200 ℃时，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为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0 mol·L－1·min－1)；
(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都将________。
【解析】　开始时，c(H2)和c(I2)为最大值，正反应速率最大，由于此时没有HI，逆反应速率最小，为0，随着反应的进行，c(H2)和c(I2)越来越小，正反应速率越来越小，逆反应速率逐渐变大，直到平衡，v正＝v逆。
【答案】　(1) mol·L－1　 mol·L－1
0 mol·L－1　v正　v逆
(2)减小　减小　增大　减小　增大
(3)相等　保持不变
11．一定温度下，在容积为V L的密闭容器中进行反应：aN(g)bM(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示：
(1)此反应的化学方程式中＝________。
(2)t1到t2时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为________________。
(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A．反应中M与N的物质的量之比为1∶1
B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D．单位时间内每消耗a mol N，同时生成b mol M
E．混合气体的压强不随时间的变化而变化
【解析】　(1)化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，所以a∶b＝(8 mol－2 mol)∶(5 mol－2 mol)＝2∶1，该反应的化学方程式为2N(g)M(g)。
(2)v(M)＝＝ mol·L－1·min－1。
(3)达到平衡状态时，各组分的浓度不再发生变化，物质的量之比不变，不能说明物质的量相等，A选项错误；该反应的反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律，反应前后，混合气体的质量始终不变，B选项错误；该反应为气体体积减小的反应，若反应没有达到平衡状态，反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小，当该量不再发生变化时，则说明反应达到了平衡状态，C和E选项正确；消耗a mol N和生成b mol M都表示的是正反应速率，没有体现逆反应速率的大小，不能说明反应达到了平衡状态，D选项错误。
【答案】　(1)2　(2) mol·L－1·min－1　(3)CE
[能力提升]
12．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一定容积的密闭容器中进行，则下列说法或结论中，能够成立的是(　　)
A．其他条件不变仅将容器的体积缩小一半，反应速率减小
B．反应达平衡状态时：v(CO)正＝v(H2O)逆
C．保持体积不变，充入少量He气体使体系压强增大，反应速率一定增大
D．其他条件不变，适当增加C(s)的质量会使反应速率增大
【解析】　A项，体积减小，容器内气体的压强增大，反应速率增大，故错误。C项，保持体积不变，充入少量氦气使体系压强增大，但反应气体的浓度不变，所以反应速率不变，故错误。D项，改变固体的量不能改变化学反应速率，故错误。
【答案】　B
13．一定条件下，对于反应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)。达平衡时，X、Y、Z浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.08 mol·L－1，则下列判断不合理的是(　　)
①c1∶c2＝1∶3　②平衡时，Y和Z的生成速率之比2∶3　③X和Y的转化率不相等　④c1的取值范围为0A．①② B．③④ C．①④ D．②③
【解析】　分析浓度变化关系：X(g)＋3Y(g)2Z(g)
c起始/mol·L－1 c1 c2 c3
c平衡/mol·L－1 0.1 0.3 0.08
反应的化学方程式中反应物化学计量数之比为1∶3，所以反应中X和Y必然以1∶3消耗，因为达平衡时X和Y浓度之比为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，①正确；平衡时Y和Z的生成速率之比应该和化学方程式对应化学计量数之比相等，故Y和Z的生成速率之比为3∶2，②错误；由于起始时反应物是按化学方程式化学计量数之比配料，故X和Y转化率相等，③错误；运用极限法，假设Z完全转化为反应物，c1的极限值为0.14 mol·L－1，而题设c1>0，反应又是可逆的，故④也正确。
【答案】　D
14．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：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(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0～2s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 mol－0.007 mol＝0.013 mol
c(NO2)＝＝0.006 5 mol·L－1
故表示NO2变化曲线的为b。
v(NO)＝＝＝＝0.003 mol·L－1·s－1，则v(O2)＝v(NO)＝0.001 5 mol·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 mol·L－1·s－1　(3)bc
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