化学鲁科版（2019）必修第二册2.3.2 化学反应的限度 课时作业（含解析）

课时作业11　化学反应的限度
[学业达标]
1．下列不属于可逆反应的是(　　)
A.N2＋3H22NH3
B.CO2＋H2O H2CO3
C.2NO2 N2O4
D.Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O
2．下列有关反应限度的说法错误的是(　　)
A.某条件下可逆反应达到限度之前，逆反应速率逐渐增大可能与生成物浓度逐渐增大有关
B.可逆反应的限度不随反应条件的改变而改变
C.化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率
D.炼铁高炉尾气中CO含量不随高炉高度改变而改变，是因为有关反应达到了限度
3．在一定条件下，向某密闭容器中充入N2和H2合成NH3。以下叙述错误的是(　　)
A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零
C.随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定
D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定
4．一定条件下的某可逆反应，其正反应速率(v正)和逆反应速率(v逆)随反应时间(t)的变化如图所示。下列判断不正确的是(　　)
A.t1时刻，v正>v逆
B.t2时刻，v正＝v逆
C.t2时刻，反应达到最大限度
D.t3时刻，反应停止
5．在体积可变的密闭容器中发生可逆反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)。能作为该反应达到化学平衡状态的标志的是(　　)
A.单位时间内生成n mol O2的同时生成n mol NO2
B.NO2、NO、O2三者的物质的量浓度之比为2∶2∶1
C.混合气体的密度不再改变
D.容器中气体压强不再变化
6．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是(　　)
A.H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B.2NO2(g) N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C.CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D.3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比为3∶1
7．下列叙述不能说明某化学平衡肯定发生移动的是(　　)
A.反应体系的温度改变
B.反应混合物中各组分的百分含量改变
C.正、逆反应速率改变
D.反应物的转化率改变
8．某温度时，反应X(g) 4Y(g)＋Z(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(此式表示1 mol X完全反应放出的热量是Q kJ)在2 L恒容密闭容器中进行，X和Z的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.0～2 min内，X的平均反应速率为0.25 mol·L－1·min－1
B.第t min时，该反应达到平衡状态
C.第5 min及以后，X的生成速率与Z的生成速率相等且保持不变
D.0～5 min内，反应放出的热量为1.6Q kJ
9．在一固定容积的密闭容器中，加入4 L X(g)和6 L Y(g)，发生如下反应：X(g)＋nY(g) 2R(g)＋W(g)，反应达到平衡时，测知X和Y的转化率分别为25%和50%，则化学方程式中n为(　　)
A.4 B．3
C.2 D．1
10．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间的变化曲线如图，下列表述中正确的是(　　)
A.反应的化学方程式为2M N
B.t2时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡
C.t3时，正反应速率大于逆反应速率
D.t1时，N的浓度是M的浓度的2倍
[等级突破]
11．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，使反应SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)在一定条件下达到平衡，正反应速率随时间变化的曲线如图所示。由图可得出的正确结论是(　　)
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度：a点小于b点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
12．碳足量，反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一个可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　)
①增加碳的量且表面积保持不变
②将容器的体积缩小一半
③保持体积不变， 充入He使体系压强增大
④保持压强不变，充入He使容器体积变大
A.①④ B．②③
C.①③ D．②④
13．某体积可变的密闭容器内盛有适量的A和B的混合气体，发生反应：A＋3B2C，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反应达平衡时气体A消耗掉0.05V L
④反应达平衡时气体B消耗掉0.05V L
A.②③ B．②④
C.①③ D．①④
14．T℃时，将2 mol气体A和1 mol气体B充入容积为2 L的恒容密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋B(g) xC (g)，2 min时化学反应达到平衡(温度仍为T℃)，此时B还有0.6 mol，并测得C的浓度为0.6 mol·L－1。请回答下列问题：
(1)该反应达到平衡的标志是________。
a.容器中的压强保持不变
b.A的生成速率与B的消耗速率之比为2∶1
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.A的百分含量保持不变
e.B和C的物质的量浓度之比为1∶x
(2)x＝________。
(3)从反应开始到达到平衡时，用B表示的该反应的平均反应速率v(B)＝________。
(4)化学反应达到平衡时，A的转化率为________。
15．(1)向2 L密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下发生合成氨反应，2 min时达到平衡。测得平衡混合气体中NH3的体积分数为25%，则：
①0～2 min内，v(NH3)＝________。
②H2在平衡混合气体中的体积分数为________。
③平衡时容器的压强与起始时的压强之比为________。
(2)某温度时，在一个2 L的密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：
①该反应的化学方程式为________________________________。
②从开始至2 min，B的平均反应速率为________；
平衡时，C的浓度为________，A的转化率为________。
③下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是________(填序号)。
A.A、B、C的物质的量之比为3∶1∶3
B.相同时间内消耗3 mol A，同时生成3 mol C
C.相同时间内消耗3n mol A，同时消耗n mol B
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E.B的体积分数不再发生变化
④在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是________(填序号)。
A.加催化剂
B.降低温度
C.容积不变，充入A
D.容积不变，从容器中分离出A
16．Ⅰ.用酸性KMnO4溶液和H2C2O4(草酸)溶液的反应研究影响反应速率的因素，反应的离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计的实验方案如下(KMnO4溶液已酸化)，实验装置如图甲所示：
实验序号 A溶液 B溶液
① 20 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液
② 20 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液
(1)该实验探究的是________对化学反应速率的影响。
(2)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下)，则在2 min末，c(MnO)＝________mol·L－1(假设混合溶液的体积为50 mL)。
(3)小组同学发现反应速率变化如图乙，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：
①产物Mn2＋是反应的催化剂；
②________________________。
Ⅱ.当温度高于500 K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为________________________________。
(2)在恒温恒容密闭容器中，下列能判定上述反应达到平衡状态的是________。
a.体系压强不再改变
b.H2的浓度不再改变
c.气体的密度不随时间改变
d.单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1
课时作业11　化学反应的限度
1．解析：可逆反应必须在同一条件下同时进行，D中两个方向的反应的条件不同且不是同时进行，故不属于可逆反应。
答案：D
2．解析：某条件下可逆反应达到限度之前，生成物浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大可能与生成物浓度逐渐增大有关，故A正确；可逆反应的限度会随反应条件的改变而改变，故B错误；反应物在平衡状态下的转化率最大，产物的产率最高，故C正确；有关反应达到了化学平衡状态，各组分的含量不会随着时间的改变而变化，故D正确。
答案：B
3．解析：随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，一段时间后，反应达到平衡状态，此时v(正)＝v(逆)≠0，故B项错误。
答案：B
4．解析：根据题中图像可知在t1时刻，v正>v逆，A项正确；t2时刻，v正＝v逆，反应处于化学平衡状态，在题述条件下该反应达到最大限度，B、C项正确；t3时刻，反应处于化学平衡状态，此时反应仍然在进行，只是各物质的浓度都保持不变，D项错误。
答案：D
5．解析：单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，表明该反应达到化学平衡状态，故A错误；达到化学平衡状态时，NO2、NO、O2三者的物质的量浓度之比可能为2∶2∶1，也可能不是，与各物质的初始浓度及转化率有关，故B错误；混合气体的密度不再改变，说明体积一定，该反应达到化学平衡状态，故C正确；由于容器体积可变，容器中气体压强不再变化，不能说明反应达到化学平衡状态，故D错误。
答案：C
6．解析：A项，H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴单质的浓度不再变化，表明该反应达到平衡状态；B项，2NO2(g) N2O4(g)恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变，表明该反应达到平衡状态；C项，CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)恒温、恒容下，反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值，质量变化，体积不变，所以密度变化，当气体密度保持不变时，表明该反应达到平衡状态；D项，3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比为3∶1，不能证明正、逆反应速率相等，该状态不一定是平衡状态。
答案：D
7．解析：正、逆反应速率改变后可能v正＝v逆，则平衡不移动。
答案：C
8．解析：0～2 min内，X的平均反应速率为＝0.25 mol·L－1·min－1，故A正确；0～5 min内，X的物质的量浓度减小，Z的物质的量浓度增大，反应向正反应方向进行，第t min时未达到平衡状态，故B错误；第5 min及以后，X、Z的浓度不再改变，该反应处于平衡状态，X和Z的化学计量数相等，则X的生成速率与Z的生成速率相等且保持不变，故C正确；0～5 min内，消耗X的物质的量是(0.9 mol·L－1－0.1 mol·L－1)×2 L＝1.6 mol，则反应放出的热量是1.6Q kJ，故D正确。
答案：B
9．解析：设X转化a L，
　X(g)＋nY(g) 2R(g)＋W(g)
起始： 4 L 6 L
转化： a L an L
则∶＝25%∶50%＝1∶2，n＝3，故选B。
答案：B
10．解析：由图像可知，反应中M的物质的量逐渐增多，N的物质的量逐渐减少，则在反应中N为反应物，M为生成物。在相等的时间内N和M的物质的量的变化量之比为2∶1，所以反应的化学方程式应为2N M，故A错误；t2时，反应没有达到平衡，此时反应继续向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，故B错误；t3时，反应达到平衡，正、逆反应速率相等，故C错误；t1时，N的物质的量为6 mol，M的物质的量为3 mol，N的浓度是M的浓度的2倍，故D正确。
答案：D
11．解析：化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，且保持不变，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达到平衡，A错误；a到b时正反应速率增加，反应物浓度不断减小，B错误；随着反应的进行，反应物浓度减小，但正反应速率增大，说明体系温度升高，正反应是放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；因为反应一直正向进行，且a～c段正反应速率一直在增大，故SO2的转化率：a～b段小于b～c段，D正确。
答案：D
12．解析：①碳是固体，增加碳的量且表面积保持不变，不影响反应速率；②将容器的体积缩小一半，气体物质的浓度增大，反应速率增大；③保持体积不变，充入He使体系压强增大，但参加反应的气体的浓度不变，则反应速率不变；④保持压强不变，充入He使容器体积变大，参加反应的气体的浓度减小，反应速率减小；故选C。
答案：C
13．解析：平衡时生成C的体积为V L×10%＝0.1V L，则：
A　　＋　　3B2C　　　ΔV(体积减小)
1 3 2 2
0．05V L 0.15V L 0.1V L 0.1V L
原混合气体的体积为V L＋0.1V L＝1.1V L，反应达平衡时气体A消耗掉0.05V L，气体B消耗掉0.15V L，故选A。
答案：A
14．解析：2 min时化学反应达到平衡(温度仍为T℃)，此时B还有0.6 mol，转化的B为1 mol－0.6 mol＝0.4 mol，c(B)转化＝＝0.2 mol·L－1，测得C的浓度为0.6 mol·L－1，则＝，解得x＝3。
　　　2A(g)＋B(g) 3C(g)
初始(mol) 2 1 0
转化(mol) 0.8 0.4 1.2
平衡(mol) 1.2 0.6 1.2
(1)a项，计算可知，x＝3，该反应为反应前后气体体积不变的反应，则容器中的压强保持不变不能判定该反应已达平衡状态；b项，A的生成速率与B的消耗速率之比为2∶1，说明正、逆反应速率相等，该反应达到平衡状态；c项，混合气体的总质量、体积不变，则容器内混合气体的密度保持不变不能判断反应达到平衡状态；d项，A的百分含量保持不变，表明该反应已达平衡状态；e项，由上述分析可知，题述条件下反应达到化学平衡时，B和C的物质的量浓度之比为1∶2。(2)由上述分析可知，x＝3。(3)用B表示的该反应的平均反应速率v(B)＝＝0.1 mol·L－1·min－1。(4)化学反应达到平衡状态时，A的转化率为×100%＝40%。
答案：(1)bd　(2)3　(3)0.1 mol·L－1·min－1　(4)40%
15．解析：(1)发生合成氨反应3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)，设转化的氮气的物质的量为x mol，则
　　　　3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)
起始量/mol 3 1 0
转化量/mol 3xx2x
平衡量/mol 3－3x 1－x 2x
达到平衡时气体总物质的量为(3－3x＋1－x＋2x) mol＝(4－2x) mol，测得平衡混合气体中NH3的体积分数为25%，则＝25%，解得x＝0.4；①0～2 min内，v(NH3)＝＝0.2 mol·L－1·min－1；②H2在平衡时的体积分数为×100%＝56.25%；③平衡时容器内的压强与起始时压强之比为(4－2×0.4) mol∶(1＋3) mol＝4∶5。
(2)①根据图示可知A的浓度减小，B、C浓度增大，反应物为A，生成物为B和C；各物质浓度的变化量分别为Δc(A)＝(2.4－1.2) mol·L－1＝1.2 mol·L－1，Δc(C)＝1.2 mol·L－1，Δc(B)＝0.4 mol·L－1，2 L的密闭容器中，在2 min时间内，三者化学计量数之比为1.2 mol·L－1∶1.2 mol·L－1∶0.4 mol·L－1＝3∶3∶1，所以该反应的化学方程式为3A 3C＋B。②Δc(B)＝0.4 mol·L－1，从开始至2 min，B的平均反应速率为＝0.2 mol·L－1·min－1；平衡时，C的浓度为1.2 mol·L－1；A的转化率为×100%＝50%。③A、B、C的物质的量之比为3∶1∶3时，正、逆反应速率不一定相等，不能判定反应已达到化学平衡状态，A错误；相同时间内消耗3 mol A，同时生成3 mol C，都代表正反应速率，不能判定反应已达到化学平衡状态，B错误；相同时间内消耗3n mol A，生成n mol B，同时消耗n mol B，说明B的正、逆反应速率相等，达到平衡状态，C正确；A、B、C均为气态，反应前后气体的总质量不变，不能判定反应已达到化学平衡状态，D错误；B的体积分数不再发生变化，说明B的量不再变化，达到平衡状态，E正确。④加催化剂可改变反应的反应速率，正催化剂可使反应速率增大，A错误；降低温度，反应速率减慢，B正确；容积不变，充入A，反应物浓度增大，反应速率加快，C错误；容积不变，从容器中分离出A，反应物浓度减小，反应速率减慢，D正确。
答案：(1)①0.2 mol·L－1·min－1　②56.25%　③4∶5
(2)①3A 3C＋B
②0.2 mol·L－1·min－1　1.2 mol·L－1　50%　③CE　④BD
16．解析：Ⅰ.(1)由题表中数据可知，只有H2C2O4溶液的浓度不同，可知该实验探究的是浓度对化学反应速率的影响。(2)实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下)，可知参加反应的n(MnO)＝×＝4×10－5 mol，则在2 min末，c(MnO)＝＝0.005 2 mol·L－1。(3)t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：①产物Mn2＋是反应的催化剂；②反应放热。
Ⅱ.(1)利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，根据原子守恒可知，还生成了H2O，反应的化学方程式为2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)。(2)a项，该反应为气体体积减小的反应，所以体系压强不再改变，能判定该反应达到平衡状态；b项，H2的浓度不再改变，能判定该反应达到平衡状态；c项，气体的质量、体积始终不变，所以密度始终不变，气体的密度不随时间改变不能判定该反应达到平衡状态；d项，单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1，均表示正反应速率，不能判定该反应达到平衡状态。
答案：Ⅰ.(1)浓度　(2)0.005 2　(3)反应放热
Ⅱ.(1)2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)
(2)ab