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化学反应的限度 专项练
2025年高考化学复习备考
一、单选题(共15题)
1.下列各组两个反应互为可逆反应的是
①H2+Cl22HCl与2HClH2↑+Cl2↑
②H2SO4(浓)+2HBr=2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
③2NO2=N2O4与N2O4=2NO2
④CO2+H2O=H2CO3与H2CO3=H2O+CO2↑
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
2.一定条件下,向1L恒容密闭容器中充入0.1mol A和0.3mol B发生反应:,当反应达平衡时,不可能存在的数据是
A. B.
C. D.
3.可逆反应X2+3Y22Z3,在反应过程中,反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示,下列叙述不正确的是
A.t1时,正反应速率大于逆反应速率
B.t1~t2,逆反应速率逐渐减小
C.t2时,正反应速率与逆反应速率相等
D.t2~t3,各物质的浓度不再发生变化
4.下列关于化学平衡的叙述中错误的是
A.化学平衡针对的是可逆反应
B.给定条件下的化学平衡指可逆反应达到了最大限度
C.达到平衡时,正反应速率降低为零,逆反应速率达到最大值
D.达到平衡时,各物质的浓度不再变化
5.下列说法中不正确的是
A.当可逆反应达到平衡时,就是此反应在该条件下能达到的限度
B.当可逆反应达到平衡时,此反应的正反应速率和逆反应速率相等
C.延长反应时间,不能使2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3
D.化学反应达到其限度后,反应就停止了
6.在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:(甲),(乙),当下列物理量不再发生变化时:①混合气体的密度;②反应容器中生成物的百分含量;③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比;④混合气体的压强;⑤混合气体的总物质的量。其中能表明(甲)和(乙)都达到化学平衡状态的是
A.①②③ B.②③⑤ C.①③④ D.①②④⑤
7.一定条件下,在2L密闭容器中发生反应:。开始时充入4 mol A、6 mol B和2 mol C,在2 min末测得C的物质的量为3 mol。下列说法正确的是
A.2 min末,A的浓度为2.5
B.2 min末,B的转化率为16.7%
C.用C的浓度变化表示反应的平均速率为0.75
D.若将容器的体积变为3L,其他条件不变,则化学反应速率减慢
8.人们可通过改变条件来调控化学反应的速率与限度,使其向着对人类更有益的方向发展。下列条件的改变不是从化学反应速率与限度的角度考虑的是
A.橡胶轮胎中加入防老化剂
B.燃煤中加入CaO
C.化工生产时将金属矿石粉碎再进行预处理
D.制取时使用催化剂
9.是工业上制造氮肥的重要反应,该反应的正反应为放热反应,下列说法正确的是
A.使用催化剂不影响反应速率
B.和的总能量低于总能量
C.增大的浓度可以提高化学反应速率
D.合适的条件下,和能100%转化为
10.硫酸是重要的化工原料,广泛用于制造肥料、燃料电池、电子元件、纺织品、医药品等。催化制备的反应:在体积可变的密闭容器中进行。关于该反应的说法正确的是
A.缩小容器体积增大压强,能减慢反应速率
B.升高温度能减慢反应速率
C.使用恰当的催化剂能加快反应速率
D.0.4与0.2充分反应生成0.4
11.目前国际空间站处理CO2废气涉及的反应为CO2+4H2CH4+2H2O。下列关于该反应的说法正确的是
A.钌催化剂能加快该反应的速率
B.升高温度能减慢该反应的速率
C.达到平衡时,CO2能100%转化为CH4
D.达到平衡时,反应速率为0
12.一定温度下,在2L密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.该反应是可逆反应
B.5min时,反应停止
C.反应的化学方程式为
D.反应开始到5min,
13.一定条件下,恒容密闭容器中发生反应。下列能说明该反应达到平衡状态的是
A.的物质的量保持不变
B.气体分子总数保持不变
C.与的浓度相等
D.同时存在
14.在化学反应中,有时存在“一种物质过量,另一种物质仍不能完全反应”的特殊情况,下列反应中属于这种情况的是
①过量的Zn与18mo1/L硫酸溶液反应;
②过量的氢气与少量的氮气在催化剂存在一定条件下充分反应;
③过量的水与一定量氯气;
④过量的铜与浓硫酸;
⑤过量的铜与稀硝酸;
⑥过量的稀硫酸与块状石灰石;
⑦常温下过量浓硫酸与铝
A.②③⑤⑥⑦ B.②③④⑥⑦ C.①④⑤⑥ D.①②③④⑤
15.为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标况下,中含有O原子数目为
B.与足量的铁反应转移的电子数目是
C.和充分反应,产物中含原子数为
D.和的混合物中,所含中子数为
二、非选择题(共2题)
16.I.将、和在恒温恒容的密闭容器中发生:反应。
(1)下列说明反应达到平衡状态的是 (填序号)。
①气体密度不变;
②混合气体的总物质的量不变;
③混合气体的平均相对分子质量不变;
④和的物质的量之比不变;
⑤消耗的与消耗的速率相等;
⑥消耗=生成;
(2)达到平衡时,的取值范围 。
II.碘及其化合物在生产生活中有重要作用。将0.4mol氢气和0.2mol碘蒸气放入2L密闭容器中进行反应:,反应经过5min测得碘化氢的浓度为,碘蒸气的浓度为
(3)前5min平均反应速率 。的转化率为 。
(4)生成的的体积分数为 (保留三位有效数字)。
17.在一定条件下,向V L密闭容器中充入和,发生反应。
(1)反应刚开始时,由于 , ,而 ,所以化学反应速率 最大,而 最小(为零)(填“v(正)”或“v(逆)”)。
(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 (填“增大”“减小”或“不变”下同), ,而 ,从而化学反应速率v(正) ,而v(逆) 。
(3)当反应进行到时v(正)与v(逆) 时,此时可逆反应达到最大限度,若保持外界条件不变时,混合物中各组分的物质的量、浓度、质量分数、体积分数及总压强都 。
(4)以下是反应:在不同条件下达到平衡状态时的转化率。
压强 转化率 温度 0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 10 MPa
400℃ 99.2% 99.6% 99.7% 99.9%
500℃ 93.5% 96.9% 97.8% 99.3%
600℃ 73.7% 85.8% 89.5% 96.4%
试回答下列问题:
①提高该化学反应限度的途径: 。
②要实现的转化率为93.5%,需控制的反应条件是 。
参考答案:
1.C
①中反应条件不同,不是可逆反应;②中物质不同,前者反应物是浓硫酸,后者生成物是稀硫酸,不是可逆反应;③、④在相同条件下,同时向正逆两个方向进行的反应,为可逆反应;
2.C
A.若平衡时,则反应消耗0.1molB,,故不选A;
B.若平衡时,则反应消耗0.06molB,同时消耗0.03mol的A,则A的浓度为0.07mol/L,故不选B;
C.若平衡时,则反应消耗0.2molB,同时消耗0.1mol的A,则A的浓度为0,故选C;
D.若平衡时,则反应消耗0.18molB,同时消耗0.09mol的A,则A的浓度为0.01 mol/L、B的浓度为0.12 mol/L,故不选D;
3.B
A.根据图示可知:反应从正反应方向开始,在t1时,反应未达到平衡状态,此时正反应速率大于逆反应速率,A正确;
B.t1~t2,反应正向进行,随着反应的进行,生成物的浓度逐渐增大,则逆反应速率逐渐增大,B错误;
C.t2时,反应恰好达到平衡状态,此时正反应速率与逆反应速率相等,C正确;
D.在t2~t3时,外界条件不变,正反应速率和逆反应速率都不变,因此平衡混合物中各物质的浓度不再发生变化,D正确;
4.C
A.化学平衡研究的是可逆反应在一定条件下进行的最大程度,A正确;
B.给定条件下的化学平衡,是指可逆反应在该条件下反应物的转化率所能达到的最大限度,B正确;
C.达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,但都大于零,C错误;
D.达到平衡时,正逆反应速率相等,各物质的浓度保持不变,D正确;
5.D
A.当一个可逆反应达到平衡状态时,这个反应在该条件下反应物的转化率最大,所以就是这个反应在该条件下所能达到的限度,A正确;
B.对于可逆反应,达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,B正确;
C.2SO2+O22SO3是可逆反应,无论怎样控制条件,反应物的转化率不可能达到100%,即2 mol SO2与1 mol O2反应不会生成2 mol SO3,C正确;
D.化学反应达到其限度后,正反应速率等于逆反应速率,反应达到动态平衡状态,反应并没有停止,D错误;
6.A
①混合气体密度不变,甲反应是气体体积减小的反应,甲容器中气体体积不变,质量会变,密度也变,能判断达到平衡,由于乙反应中A为固体,则气体的总质量不确定,容器的容积不变,所以密度始终不变,可以判断乙是平衡状态;
②反应容器中生成物的百分含量不变是平衡标志;
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比,说明正逆反应速率相同,反应甲、乙达到平衡状态;
④恒温时,气体压强不再改变,乙反应的两边气体的体积相同且都是气体,压强始终不变,所以压强不变无法判断乙是否达到平衡状态,可以判断甲达到平衡状态;
⑤甲反应是气体体积减小的反应,乙是气体体积不变的反应,混合气体的总物质的量不变说明甲达到平衡状态,乙不能判断是否达到平衡状态。
其中能表明(甲)和(乙)都达到化学平衡状态的是①②③,故选A。
7.D
A.在2min末测得C的物质的量是3mol,则C的物质的量变化量为1mol,根据计量系数与反应物质的量变化量关系,A的物质的量变化量为1.5×1mol=1.5mol,2 min末用A 的浓度变化表示反应的平均速率为=1.25mol/L,故A错误;
B.在2min末测得C的物质的量是3mol,则C的物质的量变化量为1mol,根据计量系数与反应物质的量变化量关系,B的物质的量变化量为0.5×1mol=0.5mol,2 min末,B的转化率为=8.3%,B错误;
C.在2min末测得C的物质的量是3mol,则C的物质的量变化量为1mol,用C的浓度变化表示反应的平均速率为,C错误;
D.若将容器的体积变为3L,其他条件不变,反应体系各组分的浓度减小,化学反应速率降低,故D正确;
8.B
A.橡胶轮胎中加入防老化剂可以延缓橡胶老化的时间,是从化学反应速率角度考虑的, A不符合题意;
B.燃煤中加入CaO的主要目的是脱除其中的硫元素,防止硫元素在燃烧过程中转变为二氧化硫气体,不是从化学反应速率与限度的角度考虑的,B符合题意;
C.金属矿石粉碎后再进行预处理,可增大矿石的接触面积,从而加快后续的溶浸速率,C不符合题意;
D.制取时使用催化剂可以加快反应速率,是从化学反应速率角度考虑的,D不符合题意;
9.C
A.加入催化剂能增大反应速率,A错误;
B.反应放热,故和的总能量高于总能量,B错误;
C.反应物的浓度增大,反应速率增大,C正确
D.该反应为可逆反应,反应物的转化率不可能达到100%,D错误;
10.C
A.缩小容器体积增大压强,能加快反应速率,A项错误;
B.升高温度能加快反应速率,B项错误;
C.使用恰当的催化剂能加快反应速率,C项正确;
D.由于该反应是可逆反应,0.4与0.2充分反应,生成的少于0.4,D项错误;
11.A
A.催化剂能加快该反应的速率,A正确 ;
B.升高温度能加快该反应的速率,B错误;
C.达到平衡时,此反应为可逆反应,CO2不能100%转化为CH4,C错误;
D.达到平衡时,反应速率不为0,D错误;
12.B
A.据分析,该反应存在限度、故是可逆反应,A正确;
B. 5min时,反应达平衡、是动态平衡,不是反应停止, B错误;
C.据分析反应的化学方程式为,C正确;
D. 反应开始到5min, n(C)= 0.2 mol,υ(C) ==0.02 mol/(L·min), D正确;
13.A
A.正向反应,氢气物质的量减少,当的物质的量保持不变,说明达到平衡,故A符合题意;
B.该反应是等体积反应,气体分子数始终不变,因此当气体分子总数保持不变,则不能说明达到平衡,故B不符合题意;
C.与的浓度相等,不能说明达到平衡,只能说浓度不再改变,则达到平衡,故C不符合题意;
D.同时存在,只能说是可逆反应,不能说达到平衡,故D不符合题意。
14.B
①锌不论与浓硫酸还是稀硫酸都能反应,一种物质过量时,另一种能完全反应,故不符合题意;
②合成氨是一个可逆反应,无论如何充分反应,都不能完全反应而达到百分之百,故符合题意;
③氯气与水的反应是可逆反应,无论如何充分反应,都不能完全反应而达到百分之百,故符合题意;
④铜不能与稀硫酸反应,无论铜怎么过量,都不能完全消耗完硫酸,故符合题意;
⑤铜能与稀硝酸能反应,铜过量时,另一种物质硝酸能完全反应,故不符合题意;
⑥稀硫酸与块状石灰石反应生成微溶物硫酸钙,附着在碳酸钙表面阻止反应的进一步发生,故符合题意;
⑦常温下,金属铝遇到浓硫酸会钝化,无论浓硫酸怎么过量,都不能消耗完金属铝,故符合题意;
②③④⑥⑦符合题意,故选B。
15.D
A.标准状况下,三氧化硫为固体,无法计算22.4L三氧化硫的物质的量和含有的氧原子数目,故A错误;
B.铁和氯气共热反应生成氯化铁,则1mol氯气与足量的铁反应转移的电子数目1mol×2×NAmol—1=2NA,故B错误;
C.二氧化硫和氧气的催化氧化反应是可逆反应,可逆反应不可能完全反应,则充分反应时,生成三氧化硫中原子数需要小于2mol×NAmol—1=2NA,故C错误;
D.和含有的中子数都为9,摩尔质量都是20g/mol,则和的混合物中含有的中子数为×10×NAmol—1=9NA,故D正确;
16.(1)②③⑤
(2)0(3) 0.01mol·L-1·min-1 50%
(4)33.3%
(1)恒温恒容条件下,对于气体反应而言,密度一直保持不变,不能用密度不变来判断是否达到平衡状态,①错误;该条件下,左右两边气体系数和不相等的反应,总压不变、混合气体的总物质的量不变、混合气体的平均相对分子质量不变均可判断是否达到平衡状态,②③正确;该反应的加入量为、和,即和投料比与化学方程式的系数一致,反应过程中二者的物质的量之比一直保持不变,不能说明化学平衡状态,④错误;依据化学方程式可知化学反应速率比为,所以消耗的与消耗的速率相等和 =2时,可以说明达到化学平衡状态,所以⑤正确、⑥错误;
故答案为②③⑤;
(2)该反应的加入量为、和,假设反应完全向正反应方向转化来求算的最大值,计算如下:
假设反应完全向逆反应方向转化来求算的最小值,计算如下:
但是对于可逆反应而言,是不可能完全转化的,所以数值一定达小于最大值,大于最小值;
故答案为0(3)0.4mol氢气和0.2mol碘蒸气放入2L密闭容器中进行反应,所以两者的起始浓度分别为、,且反应经过5min测得碘化氢的浓度为,碘蒸气的浓度为,可以列出三段式如下:
所以,前5min平均反应速率;的转化率为;
故答案为;;
(4)由物质的量与气体体积的计算公式可知,气体体积与物质的量成正比,求生成的的体积分数相当于求生成的的物质的量分数,通过平衡三段式可知,5min时,、、的物质的量分别为、、,所以的物质的量分数(保留三位有效数字)为
故答案为。
17.(1) 0 v(正) v(逆)
(2) 减小 减小 增大 减小 增大
(3) 相等 保持不变
(4) 增大压强或降低温度的方法等 500℃、0.1 MPa
(1)反应刚开始时,V L容器中充入和,,,未加入三氧化硫,则0,反应刚开始时,反应物浓度最大,生成物的浓度为0,则正反应速率v(正)最大,逆反应速率v(逆) 最小;
(2)随着反应的进行,反应物被消耗,减小,减小,生成物逐渐增加,增大,浓度越小反应速率越慢,则v(正)减小,浓度越大反应速率越快,则v(逆)增大;
(3)当反应的正、逆反应速率相等时,反应达到最大限度,此时反应混合物中各组分的物质的量、浓度、质量分数、体积分数及总压强都将保持不变;
(4)①由表可知,其他条件相同下,增大压强,的转化率增大;降低温度,的转化率增大;则提高该化学反应限度的途径:增大压强或降低温度的方法等;
②由表数据可知,要实现的转化率为93.5%,需控制的反应条件是500℃、0.1 MPa。
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