2.2 化学反应的限度 同步练习题（含解析） 2023-2024学年高二上学期鲁科版（2019）化学选择性必修1

2.2 化学反应的限度 同步练习题
一、选择题
1．下列不能用平衡移动原理解释的是
A．工业合成氨体系中及时分离氨气以提高原料转化率
B．工业上SO2催化氧化成SO3的反应，选用常压条件而不选用高压
C．将装有NO2的密封玻璃球浸在热水中，玻璃球颜色加深
D．用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，可减少Cl2的损失
2．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应Cl2(g) +2HI(g)2HCl(g)+I2(s)。下列证据说明该反应达到平衡状态的是
①正反应和逆反应的速率都为零；
②容器内各组分的浓度相等；
③容器内各组分的质量分数不再改变；
④单位时间内生成n mol Cl2的同时生成2n mol HCl
⑤单位时间内m mol Cl2断键发生反应，同时2m mol HI也断键发生反应
⑥容器内气体分子总数不再改变；
⑦容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变；
⑧容器内压强不再改变；
⑨容器内气体的密度不再改变；
⑩混合气体的颜色不再改变。
A．①②③④⑥⑧⑩ B．②③④⑤⑦⑧⑨
C．③④⑤⑥⑧⑨⑩ D．③④⑥⑦⑧⑨⑩
3．下列关于化学平衡的说法正确的是
A．在一定条件下，化学平衡向正反应方向移动，则说明正反应速率变大
B．化学平衡常数只受温度影响，温度越高，化学平衡常数越大
C．对同一化学反应来说，平衡常数越大，达平衡时，正反应进行的程度越大
D．化学反应达到平衡状态时，各物质的百分含量相等
4．C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g) ΔH＞0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温；②恒容通入惰性气体；③增加H2O(g)浓度；④缩小体积，增大压强；⑤加催化剂；⑥增加C2H4浓度，能提高C2H4 转化率的是
A．①②④ B．①④⑥ C．①③④ D．③⑤⑥
5．某温度下，H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数，该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如表所示，下列判断不正确的是
起始浓度 甲 乙 丙
/mol·L 0.010 0.020 0.020
/mol·L 0.010 0.010 0.020
A．平衡时，乙中的转化率大于60%
B．平衡时，甲中的转化率是60%，丙中的体积分数是20%
C．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢
D．平衡时，丙中是甲中的2倍，是0.012 mol·L
6．在其他条件不变时，只改变某一条件，化学反应aA（g）+bB（g）cC（g）的平衡的变化图像如图（图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率），据此分析下列说法正确的是（）
A．在图像反应I中，说明升高温度，K值增大
B．在图像反应Ⅱ中，说明该正反应为吸热反应
C．在图像反应Ⅲ中，若T1＞T2，则该反应一定不能自发进行
D．在图像反应Ⅰ中，若p2＞p1，则有a7．某同学控制适当条件，将反应Ag+Fe3+ Ag++Fe2+设计成如图所示的原电池装置(已知电流表指针偏向与电子的流向相同，盐桥中装有含有硝酸钾的琼胶)。下列有关判断不正确的是
A．若电流表指针向左转，则盐桥中的K+向右烧杯中移动
B．若电流表指针归零时，则反应达到平衡状态
C．若电流表指针向右偏转，则银电极发生氧化反应
D．上述实验能说明其他条件不变时Ag+与Fe3+的氧化性强弱与其离子浓度有关
8．下列能用勒夏特列原理解释的是
A．加入催化剂能使合成氨的反应速率加快
B．红棕色的NO2加热后颜色变深
C．SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂
D．H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深
9．下面四个选项中能证明可逆反应N2+3H2 2NH3达到化学平衡的是
A．v正(N2)=v正(H2) B．v逆(N2)=v逆(H2)
C．v正(N2)=v逆(N2) D．v正(N2)=v逆(H2)
10．对于可逆反应：，在恒压容器中进行，下列说法能说明反应达到平衡的有：
①单位时间内生成的同时生成
②的物质的量浓度之比为
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④混合气体的密度不再改变
A．②③④ B．①②③ C．①②④ D．①③④
二、填空题
11．(1)在容积为VL的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1 (填“大于”“小于”或“等于”)p2。
②在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO与2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，平衡常数 。
(2)已知在温度T时，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=0.32，在该温度下，已知c始(CO)=1 mol·L-1，c始(H2O)=1 mol·L-1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应 (填“已经”或“没有”)达到平衡，原因是 。此时刻v正 (填“>”或“<”)v逆。
12．密闭容器中mA(g)+nB(g) pC(g)，反应达到平衡，经测定增大压强P时，A的转化率随P而变化的曲线如下图。则：
(1)增大压强，A的转化率 平衡向 移动，达到平衡后，混合物中C的浓度 。
(2)上述化学方程式中的系数m、n、p的正确关系是 ，
(3)当降低温度时，C的浓度减小，正反应是 热反应。
13．在一定温度下，将2molA和2molB两种气体相混合于体积为2L的某密闭容器中(容积不变)，发生如下反应：3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，ΔH<0，2min末反应达到平衡状态(温度不变)，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol·L-1，请填写下列空白：
(1)x的值等于 。
(2)该反应的化学平衡常数K= ，升高温度时K值将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)A物质的转化率为 。
(4)若维持温度不变，在原平衡混合物的容器中再充入4molC和4molD，欲使达到新的平衡时，各物质的物质的量分数与原平衡相同，则至少应再充入B的物质的量为 mol。达到新平衡时A的物质的量为n(A)= mol
14．按要求回答下列问题：
(1)已知：I.H2O(g) = H2(g) +O2(g) ΔH = +241.8kJ/mol
II.C(s) + O2(g) = CO(g) ΔH = -110.5kJ/mol
III.C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH = -393.5kJ/mol
①上述反应中，属于吸热反应的是 (填序号)。
②表示C的燃烧热的热化学方程式为 (填序号)。
③写出CO燃烧的热化学方程式 。
(2)在密闭容器中，通入a mol N2和b mol H2，在一定条件下反应达到平衡时，容器中剩余c mol N2。
①达到平衡时，生成NH3的物质的量为 ，H2的转化率为 。
②若把容器的容积缩小一半，则正反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，逆反应速率 ，N2的转化率 。
15．某研究小组查阅资料发现与的反应具有可逆性，推测亚铁盐与饱和碘水的混合液中会存在，并据此设计实验1(如下图所示)。发现溶液未变红。该小组对溶液未变红的原因进行了如下探究。
I.初步探究
实验2：用煮沸冷却后的蒸馏水重新配制两种饱和溶液进行实验，实验记录如下表。
编号 饱和溶液 饱和碘水 石蜡油 操作 溶液 现象
2-1 1滴 不加热 1滴 无明显现象
2-2 1滴 加热一段时间后冷却 1滴 无明显现象
(1)研究小组同学根据所查阅资料写出的与反应的离子方程式为 。
(2)实验2中，加入石蜡油的目的是 。
(3)小组同学做出推断：反应速率不是导致实验1中溶液未变红的主要原因，他们的理由是 。
II.查阅资料，继续探究：(资料)为不溶于水的白色固体。
实验3：
(4)试管a的实验现象说明滤液1中含有 。
(5)试管b中，加入溶液后所产生实验现象的原因是 。
(6)甲同学对实验3提出了质疑，认为其实验现象并不能证明氧化了。他提出如下假设：
i.可能是氧化了；
ii.可能是空气中的氧化了。
他设计、实施了实验4，实验记录如下表。
编号 实验操作 实验现象
4 在试管中加入1滴溶液，蒸馏水，1滴试剂，一段时间后加入1滴溶液 溶液不变红
①试剂a是 。
②依据实验4，甲同学做出判断： 。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．工业合成氨体系中及时分离氨气，并将未反应的N2、H2再加入合成塔，既减少了生成物浓度，同时也增大反应物浓度，可以使平衡正向移动，从而可以提高原料转化率，A不符合题意；
B．工业上SO2催化氧化成SO3的反应是气体体积减小的反应，高压有利于SO2转化为SO3，选用常压条件而不选用高压，是常压下SO2的转化率很高，同时高压对设备要求也相应提高，导致经济成本也会相应增大，B符合题意；
C．NO2存在化学平衡：2NO2(g)N2O4(g)，该反应是气体体积减小的放热反应，将装有NO2的密封玻璃球浸在热水中，温度升高，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致玻璃球中c(NO2)增大，气体物质颜色加深，C不符合题意；
D．Cl2与反应存在化学平衡：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，使用饱和食盐水时，由于HCl在水中溶解度很大，可以除去杂质HCl，同时由于溶液中c(Cl-)增大，化学平衡逆向移动，导致Cl2溶解量、反应量减小，因此可减少Cl2的损失，D不符合题意；
故合理选项是B。
2．D
解析：①化学平衡的特征是正反应和逆反应的速率相等，但都不为零，不合题意；②化学平衡的特征是容器内各组分的浓度保持不变而不是相等，不合题意；③化学平衡的特征是容器内各组分的质量分数不再改变，符合题意；④单位时间内生成n mol Cl2表示逆反应速率，同时生成2n mol HCl表示正反应速率，根据反应速率之比等于化学计量系数比可知，正、逆反应速率相等，说明反应达到化学平衡，符合题意；⑤单位时间内m mol Cl2断键发生反应表示正反应速率，同时2m mol HI也断键发生反应表示正反应速率，故不能说明达到化学平衡，不合题意；⑥由于I2为固体，故反应前后气体的分子数发生改变，则容器内气体分子总数不再改变，说明反应达到化学平衡，符合题意；⑦根据反应方程式可知，该反应为气体平均摩尔质量减小的反应，所以容器内气体平均摩尔质量不再改变时，反应即处于平衡状态，符合题意；⑧由于I2为固体，故反应前后气体的分子数发生改变，即容器的压强一直在改变，故容器内压强不再改变说明反应达到化学平衡了，符合题意；⑨由于I2为固体，故反应前后气体的质量改变，即容器内的气体的密度一直在改变，故容器内气体的密度不再改变说明反应达到化学平衡了，符合题意；⑩容器内气体颜色不再改变，说明氯气的浓度不变，则反应处于平衡状态，符合题意；综上分析可知，③④⑥⑦⑧⑨⑩符合题意，故答案为：D。
3．C
解析：A．在一定条件下，化学平衡向正反应方向移动，只能说明该时刻正反应速率比逆反应速率大，不能说正反应速率变大，A错误；
B．化学平衡常数只受温度影响，温度升高，化学平衡向吸热反应方向移动。若正反应是吸热反应，升高温度化学平衡常数增大；若正反应是放热反应，则升高温度，化学平衡逆向移动，导致化学平衡常数减小，B错误；
C．化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，对同一化学反应来说，化学平衡常数越大，表明反应达平衡时，正反应进行的程度越大，C正确；
D．当化学反应达到平衡状态时，任何一组分的消耗速率与产生速率相等，该物质的浓度不变，但各物质的百分含量不一定相等，D错误；
故合理选项是C。
4．C
解析：①该反应为放热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，乙烯的转化率增大，故①正确；
②恒容通入惰性气体，反应体系中各物质的浓度都不变，化学反应速率不变，平衡不移动，乙烯的转化率不变，故②错误；
③增加反应物水蒸气的浓度，平衡向正反应方向移动，乙烯的转化率增大，故③正确；
④该反应是气体体积减小的反应，缩小体积，增大压强，平衡向正反应方向移动，乙烯的转化率增大，故④正确；
⑤加催化剂，化学反应速率增大，平衡不移动，乙烯的转化率不变，故⑤错误；
⑥增加反应物乙烯的浓度，平衡向正反应方向移动，但乙烯的转化率减小，故⑥错误；
①③④正确，故选C。
5．D
解析：A．对甲容器进行三段式分析，故K=，解得x=0.006mol，此时甲容器中CO2的转化率为： =60%，平衡时，而乙容器与甲容器相比可知，乙容器增大了H2的浓度，平衡正向移动，则CO2的转化率增大即的转化率大于60%，A正确；
B．由A项分析可知，平衡时，甲中的转化率是60%，分析反应特征和甲、丙容器反应条件可知，甲、丙两容器发生等效平衡，即H2的体积分数不变，则有H2%==20%，故丙中的体积分数是20%，B正确；
C．由反应物浓度越大反应速率越快可知，反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢，C正确；
D．分析反应特征和甲、丙容器反应条件可知，甲、丙两容器发生等效平衡，结合C项分析可知，平衡时，丙中是甲中的2倍，是2(0.01-0.006)mol/L=0.008 mol·L，D错误；
故答案为：D。
6．D
解析：A．由图中反应I可知，当压强一定时，升高温度A的转化率α(A)减小，则平衡逆向移动，所以升高温度K值减小，故A不选；
B．在图像反应Ⅱ中，反应在T1温度下比T2温度先达到平衡，所以T1＞T2，又因为T1温度下的n(C)小于T2温度下的n(C)，说明正反应为放热反应，故B不选；
C．根据图3所知，增大压强，A的转化率不变，说明反应前后气体的计量数之和向等，若T1＞T2，升高温度，A的转化率降低，正反应为放热放应，如果，则该反应能自发进行，故C不选；
D．在图像反应Ⅰ中，若p2＞p1，A的转化率α(A)在p2时小于p1时的转化率，说明增大平衡逆向移动，则反应物的气体计量数和小于生成物的气体计量数之和，即a+b＜c，又由于b＞0，所以a＜c，故选D。
答案选D
7．A
解析：A．若电流表指针向左转，则石墨电极为负极、Ag电极为正极，原电池中阳离子流向正极，所以盐桥中的K+向左烧杯中移动，A错误；
B．若电流表指针归零时，说明不再有电流产生，正逆反应速率相等，反应达到平衡，B正确；
C．若电流表指针向右偏转，则Ag电极为负极，失电子发生氧化反应，C正确；
D．当Ag+浓度较大时，平衡逆向移动，此时Ag+的氧化性强于Fe3+，当Fe3+浓度较大时平衡正向移动，此时Fe3+的氧化性大于Ag+，即其他条件不变时Ag+与Fe3+的氧化性强弱与其离子浓度有关，D正确；
综上所述答案为A。
8．B
解析：A．加入催化剂能降低反应的活化能，使合成氨的反应速率加快，但化学平衡不移动，则加入催化剂能使合成氨的反应速率加快不能用勒夏特列原理解释，故A不符合题意；
B．二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，气体颜色加深，则红棕色的二氧化氮加热后颜色变深能用勒夏特列原理解释，故B符合题意；
C．加入催化剂能降低反应的活化能，使二氧化硫催化氧化成三氧化硫的反应速率加快，但化学平衡不移动，则使二氧化硫催化氧化成三氧化硫的反应需要使用催化剂能不能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；
D．氢气和碘蒸气生成碘化氢的反应是气体体积不变的可逆反应，增大压强，化学平衡不移动，则氢气、碘蒸气和碘化氢平衡时的混合气体加压后颜色变深不能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意；
故选B。
9．C
解析：当可逆反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变，含量不变；用不同物质表示正逆反应速率时，速率之比和各物质前面的系数成正比，用同一物质表示的正、逆反应速率则相等，据此可知能够表示可逆反应N2+3H2 2NH3达到化学平衡的是v正(N2)=v逆(N2)，故合理选项是C。
10．D
解析：①单位时间内生成nmolO2时，是正反应速率，同时生成2nmolNO2，是逆反应速率，正反应速率与逆反应速率相等，反应达到平衡状态；
②当NO2、NO、O2的物质的量浓度之比为2：2：1时，反应不一定处于平衡状态；
③反应前后质量不变，反应是一个气体物质的量增大的反应，混合气体的平均摩尔质量一直改变，故当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，反应达到平衡状态；
④反应前后质量不变，反应是一个气体体积增大的反应，混合气体的密度一直改变，故当混合气体的密度不再改变时，反应达到平衡状态；
故选D。
二、填空题
11．小于 增大 不变 没有 Qc＜K ＞
解析：(1)①温度相同时p2压强下CO转化率高，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是体积减小的可逆反应，增大压强平衡正向进行，转化率增大，则p1小于p2。
②在其他条件不变的情况下，再增加amol CO与2amol H2，相当于增大压强，平衡正向进行，因此达到新平衡时，CO的转化率增大，温度不变，所以平衡常数不变。
(2)根据三段式可知
此时浓度熵为＜0.32，所以反应没有达到平衡状态，此时v正＞v逆。
12．增大 正向 增大 m+n＞p 吸热
解析：(1)由图示可知增大压强A的转化率增大，由反应mA(g)+nB(g) pC(g)可知A为反应物，所以增大压强平衡正向移动，在新的平衡下C的浓比旧平衡时C的浓度大，故答案为：增大；正向；增大；
(2)因增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，又由(1)分析可得，增大压强平衡正向移动，所以m+n＞p，故答案为：m+n＞p；
(3)降低温度平衡向放热反应方向移动，当温度降低时，C的浓度减小，说明平衡逆向移动，则逆反应为放热反应，正反应为吸热反应，故答案为：吸热。
13．减小 60% 4 3.2
解析：(1)C的浓度为0.4mol·L-1，因为容器体积是2L因此C为0.8mol，与D产量相同，故反应中的计量数相同，x是2。
(2)列式求算：
由平衡常数计算公式。因为该反应ΔH<0，是放热反应，故升高温度反应逆向进行，K值减小。
(3) A物质的转化率=。
(4)与原平衡等效，则A与B的物质的量之比为1：1，将4molC和4molD完全转化为A和B，得到6molA和2molB，加上原来的物质的量之后，A为8mol，B为4mol，要使A、B的物质的量相等，还需要加入4molB，达到新平衡后，A的物质的量分数与原来相同，为20%，新平衡时A的物质的量为16mol×20%=3.2mol。
14．(1) I III CO(g)+ O2(g) = CO2(g) △H = -283.0 kJ/mol
(2)2(a-c)mol 增大 增大 增大
解析：（1）①ΔH＞0为吸热反应，ΔH＜0为反热反应，所以只有I属于吸热反应，故答案为：I；
②燃烧热：101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所释放的能量为燃烧热，据此分析III为C的燃烧热的热化学方程式，故答案为：III；
③由加合法可知III-II可得CO燃烧的热化学方程式为CO(g)+ O2(g) = CO2(g) △H = -283.0 kJ/mol，故答案为：CO(g)+ O2(g) = CO2(g) △H = -283.0 kJ/mol；
（2）①由题意可得三段式所以，平衡时生成NH3的物质的量为mol；H2的转化率为，故答案为：2(a-c)mol；；
②把容器的容积缩小一半，则容器中各物质的浓度增大，化学反应速率加快；由于该反应为气体体积减小的反应，根据勒夏特列原理可知平衡正向移动，则N2的转化率增大，故答案为为：增大；增大；增大。
15．(1)2Fe3++2I-2Fe2++I2
(2)隔绝空气中的O2，防止O2氧化Fe2+
(3)实验2中，采取了增大反应物浓度、升高温度的措施提高化学反应速率，但溶液仍未变红
(4)Fe3+
(5)加入 KSCN 后，Fe3+先与 SCN-反应生成 Fe(SCN)3，溶液变红；Ag+与 SCN-反应生成 AgSCN，使平衡 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 逆向移动，红色褪去，产生白色沉淀
(6)0.1 mol/LAgNO3 溶液 假设 i、ii 均不成立
解析：(1)
Fe3+具有强氧化性，I-具有还原性。Fe3+与I-发生氧化还原反应的离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2；
(2)
实验2中，石蜡油密度小不溶于水，加入石蜡油后浮在水面隔绝空气中的O2，防止O2氧化Fe2+，故此处填：隔绝空气中的O2，防止O2氧化Fe2+；
(3)
小组同学做出推断：反应速率不是导致实验1中溶液未变红的主要原因，他们的理由是采取了增大反应物浓度、升高温度的措施提高化学反应速率，但溶液仍未变红，故此处填：实验 2 中，采取了增大反应物浓度、升高温度的措施提高化学反应速率，但溶液仍未变红；
(4)
试管a的加入1滴KSCN溶液变红色说明含有Fe3+；
(5)
加入KSCN后，Fe3+先与SCN-反应生成Fe(SCN)3，溶液变红，Ag+与SCN-反应生成AgSCN，使平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移动，红色褪去，产生白色沉淀；
(6)
①需要验证是否是AgNO3氧化了Fe2+，所以试剂a是0.1 mol/L AgNO3溶液；
②依据实验4，知反应后没有Fe3+，说明假设ⅰ、ⅱ均不成立，故此处填：假设ⅰ、ⅱ均不成立