2024苏教版高中化学必修第二册同步练习题--第2课时　化学反应的限度 化学平衡状态（含解析）

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2024苏教版高中化学必修第二册同步
第2课时　化学反应的限度　化学平衡状态
基础过关练
题组一　可逆反应
1.(经典题)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可逆反应
C.在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
D.2H2+O22H2O与2H2O 2H2↑+O2↑互为可逆反应
2.(2022河南郑州月考)在密闭容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g) 2Z(g),其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是(　　)
A.c(Z)=0.5 mol·L-1
B.c(Y2)=0.5 mol·L-1
C.c(X2)=0.2 mol·L-1
D.c(Y2)=0.6 mol·L-1
题组二　化学反应的限度
3.(经典题)下列对化学反应限度的叙述中,不正确的是 (　　)
A.任何可逆反应在给定条件下都有一定的限度,不同反应的限度不同
B.可逆反应的反应物最大转化率不能达到100%,所以可逆反应不容易发生
C.化学反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度均不再改变,但物质间的转化仍在进行
D.改变反应条件,化学反应的限度可能改变
4.(2023福建福州格致中学期中)如图是反应A+2B C的速率(v)和时间(t)关系图,有关叙述错误的是 (　　)
A.t1~t2内,反应依然进行着
B.t1~t2内,反应处于平衡状态
C.0~t1内,c(A)、c(B)不断减小,c(C)不断增大
D.t1~t2内,c(A)、c(B)、c(C)相等,且不再变化
5.制硫酸时,接触室中发生反应:2SO2+O2 2SO3。下列有关说法不正确的是 (　　)
A.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
B.上述条件下达到化学平衡时,各组分浓度保持一定
C.通过调控反应的条件,可以提高反应进行的程度
D.延长反应物在接触室内的时间,可使SO2全部转化为SO3
6.(经典题)(2022广东十五校联盟联考)将0.2 mol·L-1 KI溶液和0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验。已知:Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应产生蓝色沉淀。能说明反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2有一定限度的是 (　　)
实验 编号 实验操作 实验现象
① 滴入KSCN溶液 溶液变为血红色
② 滴入硝酸酸化的AgNO3溶液 有黄色沉淀生成
③ 滴入K3[Fe(CN)6]溶液 有蓝色沉淀生成
④ 滴入淀粉溶液 溶液变为蓝色
A.① B.②和④ C.③和④ D.③
7.取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴,继续加入2 mL CCl4,充分振荡,静置。下列有关该实验的说法不正确的是 (　　)
A.下层CCl4层呈紫红色
B.取少量上层溶液,滴加AgNO3溶液,若有黄色沉淀产生,则表明KI与FeCl3的反应存在限度
C.取少量上层溶液,滴加KSCN溶液,若溶液显血红色,则表明KI与FeCl3的反应存在限度
D.该实验中KI与FeCl3反应后(未加CCl4),溶液中存在Fe3+、Fe2+、I-、I2等微粒
题组三　化学平衡状态的判断标志
8.(2023河北保定唐县第二中学月考)在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列叙述能说明反应一定达到平衡的是 (　　)
A.各物质的浓度相等
B.各物质在体系中的百分含量相等
C.单位时间内消耗量2n(H2)=3n(NH3)
D.体系内正反应速率:v(N2)∶v(H2)=1∶3
9.(2023湖北宜城第一中学、枣阳一中等六校期中)反应X(s)+2Y(g) 2W(g),一定温度下,在恒容的密闭容器中,加入1 mol X和2 mol Y发生反应,下列说法正确的是 (　　)
A.当容器中气体的压强不再改变时,表明该反应一定已达到平衡状态
B.当达到平衡状态时,X和Y的转化率之比为1∶2
C.当Y与W的物质的量浓度之比为1∶1时,表明该反应一定已达到平衡状态
D.当容器内气体的密度不再改变时,表明该反应一定已达到平衡状态
10.(经典题)(2022江西赣州期中)某温度下,在一恒容密闭容器中进行反应:A(g)+3B(g) 2C(g),下列情况一定能说明反应已达到平衡状态的是(　　)
①单位时间内,有1 mol A反应,同时有2 mol C生成
②容器内气体压强不随时间而变化
③单位时间内,有2 mol C生成,同时有1 mol A生成
④用A、B、C表示的该反应的化学反应速率之比为1∶3∶2
⑤气体的平均摩尔质量不随时间而变化
⑥气体的密度不随时间而变化　　　　　　　　　　　　　　　
A.③④⑤⑥ B.①②③
C.②④⑥ D.②③⑤
11.一定温度下,向恒容密闭容器中加入一定量的A(s)发生反应:3A(s) B(g)+2C(g),下列描述中能说明该反应达到平衡状态的是(　　)
①v逆(B)=2v正(C)
②单位时间内生成a mol B,同时消耗2a mol C
③容器中的压强不再变化
④混合气体的密度不再变化
⑤B的体积分数不再变化
A.①②③ B.②③④
C.④⑤ D.①④⑤
能力提升练
题组一　化学平衡状态的判断标志
1.(2022安徽皖西南联盟月考)下列反应达平衡状态的是 (　　)
A.3Z(s)X(g)+2Y(g):恒容密闭容器中投入一定量Z,反应一段时间后,c(X)∶c(Y)=1∶2
B.2HI(g)H2(g)+I2(g):两个H—I键断裂的同时生成一个H—H键
C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g):恒温恒容条件下体系压强不变
D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g):恒温恒容条件下气体密度不变
2.(2023江苏南京航空航天大学附属高级中学期中)对于反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),下列有关说法不正确的是 (　　)
A.在容器中充入4 molNH3和5 mol O2,一定条件下充分反应,反应结束后,电子转移的物质的量为20 mol
B.在恒容密闭容器内,反应达到平衡后,通入Ar,压强增大,但v(正)和v(逆)都不变
C.断裂1 mol N—H键的同时,断裂1 mol O—H键,说明该反应达到平衡状态
D.当混合气体的平均摩尔质量不变时,说明该反应达到平衡状态
题组二　有关化学平衡的简单计算
3.(2022湖北鄂北六校期中联考)在一定条件下,将3 mol A气体和 1 mol B气体通入容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),2 min末该反应达到平衡,生成 0.8 mol D,并测定C的浓度为0.2 mol·L-1。下列叙述错误的是(　　)
A.x=1
B.2 min内A的反应速率为0.6 mol·L-1·min-1
C.达平衡时,B转化的物质的量为0.4 mol
D.若体系的压强不变,则表明该反应达到平衡状态
4.对利用甲烷消除NO2污染进行研究:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。在2 L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。下列说法正确的是 (　　)
温度 n(CH4)/mol
0 min 10 min 20 min 40 min 50 min
T1 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
T2 0.50 0.30 0.18 0.15 0.15
A.T1温度下,0~20 min内,CH4的反应速率为0.012 5 mol·L-1·min-1
B.T1温度下,40 min时甲烷的转化率为20%
C.T1温度下,40 min时NO2的浓度为0.20 mol·L-1
D.0~10 min内,CH4的反应速率:T1>T2
5.(2023辽宁部分学校联考月考)某温度下,在容积为2 L的密闭容器中X(g)、Y(g)、Z(g)发生反应时物质的量的变化如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.该反应的化学方程式为2X(g)+2Y(g) Z(g)
B.若t1=5,0~t1 min内,v(X)=0.08 mol·L-1·min-1
C.t0 min时刻,X(g)的体积分数约为43.5%
D.t1 min时刻,v正=v逆=0
答案与分层梯度式解析
第2课时　化学反应的限度　化学平衡状态
基础过关练
1.C 2.B 3.B 4.D 5.D 6.A 7.B 8.C
9.D 10.D 11.B
1.C　A项,两个反应中的后者需要浓硫酸,而前者H2SO4的浓度未限定,错误;B项,未强调在相同条件下,错误;D项,两反应的反应条件不同,错误。
2.B　若反应正向进行,假定完全反应,则:
X2(g)+3Y2(g) 2Z(g)
起始/(mol·L-1) 0.1　 0.3　 0.2
变化/(mol·L-1) 0.1　 0.3　 0.2
完全反应/(mol·L-1) 0　 0　 0.4
若反应逆向进行,假定完全反应,则:
X2(g)+3Y2(g) 2Z(g)
起始/(mol·L-1) 0.1　 0.3　 0.2
变化/(mol·L-1) 0.1　 0.3　 0.2
完全反应/(mol·L-1) 0.2　 0.6　 0
由于为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为03.B　任何可逆反应在给定条件下都有一定的限度,但化学反应不同,限度不同,A正确;可逆反应的反应物不可能完全转化,反应物的转化率不可能达到100%,但有些可逆反应容易发生,如氨气与水的反应就是容易发生的可逆反应,B错误;当化学反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,但反应没有停止,物质间的转化仍在进行,C正确;化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变,D正确。
4.D　由图可知,t1~t2内,正、逆反应速率相等,但不等于0,所以t1~t2内反应达到平衡,但反应依然进行着,A、B正确;0~t1内为平衡的形成过程,反应物A、B的浓度不断减小,生成物C的浓度不断增大,C正确; t1时正、逆反应速率相等,反应达到平衡,所以t1~t2内反应物和生成物的浓度保持不变,但不能说明反应物和生成物的浓度相等,D错误。
5.D　使用催化剂可加快反应速率,提高生产效率,A正确;当可逆反应达到平衡时,各组分浓度保持一定,B正确;可调控温度、压强等反应条件,提高反应进行的程度,C正确;该反应是可逆反应,延长反应时间无法使SO2全部转化为SO3,D错误。
6.A　将0.2 mol·L-1KI溶液和0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,I-过量,若不是可逆反应,Fe3+会全部转化为Fe2+,故只需要证明溶液中含Fe3+,即能证明反应2Fe3++2I-2Fe2++I2有一定限度。向混合液中滴入KSCN溶液,溶液变为血红色,则说明溶液中有Fe3+,①正确;向混合液中滴入硝酸酸化的AgNO3溶液,有黄色沉淀生成,溶液中I-过量,无论反应是否有一定限度,都会有黄色沉淀生成,②错误;无论反应是否有一定限度,混合液中均存在Fe2+,滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀生成,③错误;无论反应是否有一定限度,混合液中均有I2,滴入淀粉溶液,均变为蓝色,④错误。
7.B　KI和FeCl3发生反应生成I2,CCl4能萃取溶液中的I2,CCl4的密度比水大,所以在下层,A正确;KI和FeCl3发生反应,KI过量,滴加AgNO3溶液,有黄色沉淀产生,不能说明KI与FeCl3的反应存在限度,B错误;KI和FeCl3发生反应,因KI过量,若不是可逆反应,Fe3+会全部转化为Fe2+,取少量上层溶液并滴加KSCN溶液,溶液显血红色,说明溶液中还有Fe3+,则表明该反应存在限度,C正确;KI和FeCl3发生反应,该反应存在限度,溶液中存在Fe3+、Fe2+、I-、I2等微粒,D正确。
8.C　各物质的浓度不再改变,说明达到平衡,但不一定相等,A错误;各物质在体系中的百分含量不变时反应达到平衡,B错误;单位时间内消耗H2表示正反应速率,单位时间内消耗NH3表示逆反应速率,n(H2)∶n(NH3)=3∶2,说明反应达到平衡,C正确;无论反应是否达到平衡,体系内正反应速率:v(N2)∶v(H2)=1∶3,D错误。
9.D　因为反应前后气体分子数相等,随反应进行气体的压强始终不变,当容器中气体的压强不再改变时,反应不一定达到平衡状态,A不正确;反应前,加入1 mol X和2 mol Y,起始投入量之比等于化学计量数之比,当达到平衡状态时,X和Y的转化率之比为1∶1,B不正确;当Y与W的物质的量浓度之比为1∶1时,反应物的转化率为50%,正、逆反应速率不一定相等,则该反应不一定达到平衡状态,C不正确;平衡前,气体的质量在不断改变,则气体的密度不断改变,当容器内气体的密度不再改变时,反应达到平衡状态,D正确。
10.D　单位时间内,有1 mol A反应,同时有2 mol C生成,无法说明反应已达到平衡状态,①错误;正反应为气体物质的量减小的反应,在恒容密闭容器中,气体压强为变量,则容器内压强不随时间而变化说明反应已达到平衡状态,②正确;单位时间内,有2 mol C生成,同时有1 mol A生成,说明正、逆反应速率相等,则反应已达到平衡状态,③正确;未指明正、逆反应速率,无法说明反应已达到平衡状态,④错误;气体的总质量不变,正反应为气体物质的量减小的反应,故气体的平均摩尔质量为变量,当气体的平均摩尔质量不随时间而变化,说明反应已达到平衡状态,⑤正确;恒容密闭容器,气体质量不变,则气体的密度为定值,气体的密度不随时间而变化无法说明反应已达到平衡状态,⑥错误。
11.B　①平衡时应有2v逆(B)=v正(C),错误;②单位时间内生成a mol B,同时消耗2a mol C,说明正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,正确;③容器中的压强不再变化,说明气体的物质的量不再变化,反应达平衡状态,正确;④混合气体的密度不再变化,说明气体的质量不再变化,反应达平衡状态,正确;⑤因为生成的B和C的物质的量之比是固定的,所以B的体积分数不变不能说明反应达平衡状态,错误。
能力提升练
1.C 2.A 3.B 4.C 5.C
1.C　A项,反应开始后容器内一直存在c(X)∶c(Y)=1∶2,所以c(X)∶c(Y)=1∶2不能说明反应达平衡状态,错误;B项,两个H—I键断裂的同时生成一个H—H键,不能说明反应达平衡状态,错误;C项,反应前后气体物质的量不相等,所以恒温恒容条件下体系压强不变,说明反应达到平衡状态,正确;D项,恒温恒容,气体质量也不变,则气体密度是个定值,气体密度不变不能说明反应达平衡状态,错误。
2.A　4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,在容器中充入4 mol NH3和5 mol O2,电子转移的物质的量小于20 mol,A错误;在恒容密闭容器内,反应达到平衡后,通入Ar,压强增大,各反应物和生成物的浓度都不发生变化,v(正)和v(逆)都不变,B正确;断裂1 mol N—H键的同时,断裂1 mol O—H键,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,C正确;若反应正向进行,则气体总质量不变,总物质的量增大,混合气体的平均摩尔质量减小,当混合气体的平均摩尔质量不变,说明该反应达到平衡状态,D正确。
3.B　列三段式:
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)
开始/mol 3 1 0 0
转化/mol 1.2 0.4 0.4x 0.8
平衡/mol 1.8 0.6 0.4x 0.8
平衡时C的浓度是0.2 mol·L-1,所以有0.2 mol·L-1×2 L=0.4x mol,解得x=1,A正确;2 min内A的反应速率为=0.3 mol·L-1·min-1,B错误;根据三段式可知B转化的物质的量为0.4 mol,C正确;因为反应在恒容密闭容器中进行,且反应前后气体物质的量不相等,故体系压强是变量,则体系压强不变,表明该反应达到平衡状态,D正确。
4.C　T1温度下,0~20 min内,v(CH4)= = 0.006 25 mol·L-1·min-1,A错误;40 min时,Δn(CH4)=0.50 mol- 0.10 mol=0.40 mol,甲烷的转化率为×100%=80%,B错误;T1温度下40 min时,反应处于平衡状态,CH4的物质的量的变化量为 0.40 mol,NO2的物质的量的变化量为0.80 mol,浓度为=0.20 mol·L-1,C正确;T1温度下,0~10 min内Δn(CH4)=0.15 mol,T2温度下,0~10 min内Δn(CH4)=0.20 mol,则0~ 10 min内,CH4的反应速率:T15.C　Y、Z的物质的量增大、X的物质的量减小,所以X是反应物、Y和Z是生成物,到t1 min时达到平衡,物质的量变化值之比等于化学计量数之比,即X、Y、Z化学计量数之比为0.4∶0.4∶0.2=2∶2∶1,则该反应的化学方程式为2X(g) 2Y(g)+Z(g),A错误;若t1=5,0~ t1 min内,v(X)==0.04 mol·L-1· min-1,B错误;t0 min时刻,Y和X的物质的量相等,它们的改变值相等,它们均改变了0.3 mol,则Y、X均为0.5 mol,Z为0.15 mol,X(g)的体积分数=×100%≈43.5%,C正确;t1 min时刻,处于平衡状态,则v正=v逆≠0,D错误。
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