2025人教版高中化学必修第二册强化练习题--第2课时　化学反应的限度（含解析）

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2025人教版高中化学必修第二册
第2课时　化学反应的限度
基础过关练
题组一　对化学反应限度的理解
1.(2024天津二十一中月考)下列关于化学反应限度的说法正确的是(　　)
A.一个可逆反应达到的平衡状态,就是这个反应在该条件下不再反应
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等且为零
C.平衡状态是一种静止的状态,反应物和生成物的浓度相等
D.化学反应的限度可以通过改变条件而改变
2.(教材习题改编)在一定条件下,某可逆反应X2+Y2 2XY的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.t1时刻,反应逆向进行
B.t2时刻,反应停止进行
C.t3时刻,反应已达该条件下的限度
D.t1~t2时刻,反应物的量逐渐增多
3.(2024江西上饶期中)在密闭容器中发生反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到一定限度时,各物质的浓度可能是(　　)
A.X为0.2 mol·L-1
B.Y为0.1 mol·L-1
C.Z为0.4 mol·L-1
D.Z为0.1 mol·L-1时,Y为0.4 mol·L-1
题组二　化学平衡状态的判断
4.(2024安徽合肥六校期中联考)在一定条件下,对于密闭容器中进行的反应为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是(　　)
A.SO2、O2、SO3在容器中共存
B.SO2、O2、SO3的浓度均不再改变
C.SO2、O2、SO3浓度之比为2∶1∶2
D.正、逆反应速率相等且均等于零
5.(2023山东枣庄三中月考)在紫外线的作用下,氧气可生成臭氧:3O2(g) 2O3(g)。在一恒容密闭容器中发生该反应,能说明该反应达到平衡状态的是(　　)
A.单位时间内生成2 mol O3,同时消耗3 mol O2
B.O2的消耗速率为0.3 mol·L-1·s-1,O3的消耗速率为0.2 mol·L-1·s-1
C.容器内,两种气体的浓度相等
D.气体密度不再改变
6.(易错题)(2024福建福州期中)将1 mol固体A置于体积不变的真空密闭容器中(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其分解:A(s) 2B(g)+C(g)。下列可以判断该反应已达到化学平衡状态的是(　　)
A.物质的浓度:c(B)=2c(C)
B.混合气体的密度保持不变
C.B的体积分数不变
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
7.(经典题)下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是(　　)
A.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),反应体系中相同时间内,生成H—H键的数目与断开H—O键的数目之比为1∶2
B.2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),混合气体的总物质的量不再改变
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.H2(g)+I2(g) 2HI(g),恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
题组三　化学反应条件的控制
8.(2024云南昭通期末)化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中,不恰当的是(　　)
A.利用钠在点燃的条件下与氧气反应,制备过氧化钠
B.为防止火灾,在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C.为加快KClO3的分解速率而加入MnO2
D.降温加快H2O2的分解速率
9.(2024河南新乡月考)下列关于工业合成氨反应的说法不正确的是(　　)
A.使用铁触媒作催化剂,可提高合成氨反应的速率
B.使用铁触媒作催化剂,500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应
C.合成氨采用的压强通常为10 MPa~30 MPa,因为该压强下铁触媒的活性最高
D.合成氨工业采用高压,能缩短反应达到平衡的时间
10.(2024上海吴淞中学段考)下列措施可以提高燃料燃烧效率的是(　　)
①提高燃料的着火点
②降低燃料的着火点
③将固体燃料粉碎
④将液体燃料雾化处理
⑤将煤进行气化处理
⑥通入过量的空气
A.①③④⑤　　　　　　B.②③⑤⑥
C.③④⑤⑥　　　　　　D.①②③④
11.以下是反应2SO2+O22SO3在不同条件下达到平衡状态时SO2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)对于可逆反应的限度,你有哪些理解
　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　。
(2)提高该化学反应限度的途径:　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)要实现SO2的转化率为93.5%,需控制的反应条件是　　　　 　　　　　　　。
题组四　化学平衡的简单计算
12.(2023河南开封期中)T ℃时,向5 L恒容密闭容器中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)。1 min后反应达到平衡状态,测得容器中H2(g)的体积分数为25%,下列说法正确的是(　　)
A.1 min内,v(H2)=0.1 mol·L-1·s-1
B.反应达平衡时,I2的转化率为25%
C.容器内混合气体的压强不变时,可以判断反应已达到平衡状态
D.反应达平衡时,容器中H2、HI的浓度之比为1∶2
13.(2024湖南名校期中联考)一定温度下,将1 mol A(g)和1 mol B(g)充入容积为2 L的恒容真空密闭容器中,发生反应2A(g)+xB(g) 4C(g),经历4 min达到平衡状态,此时体系中有0.4 mol的B(g)和0.4 mol·L-1的C(g)。下列说法正确的是(　　)
A.x=2
B.0~4 min内用A(g)表示的平均反应速率为0.05 mol·L-1·min-1
C.混合气体的密度不再发生变化时,说明反应达到平衡状态
D.平衡时压强是起始时压强的0.8
能力提升练
题组一　化学平衡状态的分析与判断
(2024广西南宁三中、北海中学联考)常温下,往烧杯中加入10 mL
1 mol·L-1 FeCl3溶液和10 mL 2 mol·L-1 KI溶液,c(I-)随时间变化如图所示,不考虑溶液混合时体积的改变。下列说法正确的是(　　)
A.c0=2
B.烧杯中发生反应的离子方程式为2Fe3++2I- 2Fe2++I2
C.8 min时,往烧杯中滴加KSCN溶液,溶液不变红
D.3~8 min内,Fe3+的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1
2.(2024天津名校联考,)以下可逆反应,在给定的条件下一定达到了化学平衡状态的是(　　)
A.2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(在恒容条件下,气体颜色不再改变)
B.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)(在恒容容器中,容器内压强不再改变)
C.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(在恒压条件下,总质量不再改变)
D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(在混合气体中,NH3的体积分数为33.3%)
题组二　化学反应速率与化学平衡的综合考查
3.(2023四川师范大学附属中学期中)100 ℃时,把0.5 mol N2O4通入容积为5 L的真空密闭容器中,立即出现红棕色。反应进行到2 s时,NO2的浓度为0.02 mol·L-1。60 s时,反应已达到平衡状态,此时容器内的压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是(　　)
A.0~2 s内用N2O4表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
B.在2 s时容器内的压强为开始时的1.1倍
C.平衡时,n(N2O4)=0.25 mol
D.平衡时,N2O4的转化率为40%
4.(2024安徽卓越县中联盟期中联考)三氯硅烷(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。已知SiHCl3(g)在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)。向容积为1 L的恒容密闭容器中充入2 mol SiHCl3(g),测得相同时间内反应体系中SiHCl3(g)的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示,已知:b点之前未达到平衡,b点之后(包括b点)达到平衡。
下列说法错误的是(　　)
A.a点SiHCl3的转化率为15%
B.若达到b点所用时间为t1 min,t1 min内,v (SiH2Cl2)= mol·L-1·min-1
C.a点SiCl4的物质的量浓度为0.15 mol·L-1
D.a点的正反应速率大于c点的逆反应速率
答案与分层梯度式解析
第2课时　化学反应的限度
基础过关练
1.D　化学平衡是动态平衡,可逆反应达到平衡状态时,该反应在该条件下仍然继续进行,正、逆反应速率相等但不为零,反应物和生成物的浓度不再发生改变但浓度不一定相等,A、B、C三项错误;改变条件,化学平衡被破坏,会在新的条件下达到新的平衡,化学反应的限度可以通过改变条件而改变,D正确。
2.C　t1时刻,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,A项错误;t2时刻,反应达到平衡状态,正、逆反应速率相等且不为0,反应没有停止,B项错误;t3时刻,反应已达到平衡状态,即达到了该条件下的限度,C项正确;t1~t2时刻,反应正向进行,反应物的量逐渐减少,D项错误。
3.B　可逆反应中的各成分是不能完全转化的,反应可能正向进行,也可能逆向进行,所以当反应达到一定限度时各物质的浓度范围为0方法指导　利用极限法解决问题,因反应是可逆的,所以物质浓度应在极限浓度内。
4.B　可逆反应中反应物和生成物共存,所以SO2、O2、SO3在容器中共存不能说明反应达到平衡状态,A错误;SO2、O2、SO3的浓度均不再变化,说明反应达到平衡状态,B正确;SO2、O2、SO3的浓度之比为2∶1∶2无法判断是否为平衡状态,C错误;化学平衡是动态平衡,平衡时反应速率不为0,D错误。
5.B　A项,生成O3和消耗O2均是正反应方向,不能说明反应达到平衡状态;B项,消耗O2是正反应方向,消耗O3是逆反应方向,且两者速率之比等于化学计量数之比,故正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态;C项,两种气体浓度相等不一定是浓度保持不变的状态,不能说明反应达到平衡状态;D项,该反应在体积不变的容器中进行,气体密度为定值,不能说明反应达到平衡状态。
6.B　c(B)=2c(C)不能说明正、逆反应速率相等,不能确定反应是否达到平衡状态,A错误;容器体积始终不变,而反应中气体的质量为变量,则混合气体的密度不变,说明反应已达平衡状态,B正确;只有生成物为气体,生成B、C的物质的量之比为定值,B的体积分数不变不能说明反应已达平衡状态,C错误;只有生成物为气体,生成B、C的物质的量之比为定值,则混合气体的平均摩尔质量为定值,其保持不变不能说明反应已达平衡状态,D错误。
7.A　生成H—H键与断开H—O键都表示正反应方向,不能说明反应达到平衡状态,A符合题意;反应前后气体分子数不相等,则反应前后混合气体的总物质的量不相等,当混合气体的总物质的量不变时,说明反应达到平衡状态,B不符合题意;恒温、恒容下,CaCO3(s) CO2(g)+CaO(s)反应体系中,当气体密度保持不变时,说明二氧化碳的质量不再变化,则反应达到平衡状态,C不符合题意;恒温、恒容下,H2(g)+I2(g) 2HI(g)反应体系中气体的颜色保持不变,说明碘蒸气的浓度不再变化,反应达到平衡状态,D不符合题意。
8.D　Na和O2在点燃或加热条件下反应生成Na2O2,A正确;为防止火灾,在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火,B正确;MnO2可以催化KClO3的分解,C正确;降温会减慢H2O2的分解速率,D错误。
9.C　使用催化剂可提高合成氨反应的速率,A项正确;500 ℃左右催化剂的活性比室温大,化学反应速率快,B项正确;铁触媒的活性与压强无关,C项错误;合成氨工业采用高压,能加快反应速率,缩短反应达到平衡的时间,D项正确。
10.C　理论上,提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积,并通入过量的空气。燃料的着火点是其固有的性质,不可改变,故①②项措施不可行。
11.答案　(1)可逆反应中的反应物不能全部转化为生成物;可逆反应中某物质的逆反应速率与其正反应速率相等时,生成物和反应物的浓度不再变化,该反应就达到了限度;改变反应条件可以改变化学反应的限度(合理即可)
(2)增大压强或在一定范围内降低温度(合理即可)
(3)500 ℃、0.1 MPa
解析　在化工生产中,往往需要考虑反应的快慢和反应后所得产物的产率。前者研究的是化学反应速率,后者研究的是化学平衡即化学反应的限度,对于一个特定的化学反应来说,外部条件对化学反应速率和化学反应限度都存在一定的影响。因此,选择适宜的反应条件,既可以增大反应速率,缩短生产周期,又可以达到较大的反应限度,从而获得较大的产率。
12.D　该反应是气体体积不变的反应,由平衡时氢气的体积分数为25%可知,平衡时氢气的物质的量为25%×2 mol=0.5 mol,由反应的化学方程式可知,平衡时碘的物质的量为0.5 mol、碘化氢的物质的量为(1 mol-0.5 mol)×2=1 mol。1 min内,氢气的反应速率为=0.1 mol·L-1·min-1,A错误;平衡时碘的物质的量为0.5 mol,则碘的转化率为×100%=50%,B错误;该反应是气体体积不变的反应,容器内混合气体的压强恒定不变,则容器内混合气体的压强不变不能说明正、逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,C错误;平衡时氢气的物质的量为0.5 mol,碘化氢的物质的量为1 mol,容器中氢气和碘化氢的浓度之比等于物质的量之比为1∶2,D正确。
13.B　达到平衡时,C的物质的量为0.4 mol·L-1×2 L=0.8 mol,反应消耗的B的物质的量为1 mol-0.4 mol=0.6 mol,则x∶4=0.6 mol∶0.8 mol,解得x=3,A错误;0~4 min内用A(g)表示的平均反应速率v(A)==0.05 mol·L-1·min-1,B正确;容器容积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度不变,因此混合气体的密度不再发生变化时,不能说明反应已达平衡,C错误;反应消耗的B的物质的量为0.6 mol,反应消耗的A的物质的量为0.4 mol,平衡时A、B、C的物质的量分别为0.6 mol、0.4 mol、0.8 mol,则平衡时体系中总的物质的量为1.8 mol,故平衡时压强是起始时压强的1.8 mol÷2 mol=0.9,D错误。
能力提升练
1.B　往烧杯中加入10 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液和10 mL 2 mol·L-1 KI溶液,Fe3+能将I-氧化为I2。c0==1,A错误;根据题图可知I-最终共消耗了0.2 mol·L-1×20×10-3 L=4×10-3 mol,I-有剩余,Fe3+剩余(1×10×10-3-4×10-3) mol>0,说明烧杯中发生的反应为可逆反应,离子方程式为2Fe3++2I- 2Fe2++I2,往烧杯中滴加KSCN溶液,溶液变红,B正确、C错误;3~8 min内,Fe3+的平均反应速率等于I-的平均反应速率,为 mol·L-1·min-1=0.016 mol·L-1·min-1,D错误。
2.A　在恒容条件下,混合气体的颜色不再改变,表明NO2的浓度保持不变,则反应达到平衡状态,A符合题意;对于反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),反应前后气体体积不变,在恒容容器中,不管反应是否达到平衡,容器内压强始终不变,B不符合题意;对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),不管反应进行到何种程度,混合气体的总质量始终不变,则在恒压条件下,总质量不再改变时,反应不一定达到平衡状态,C不符合题意;对于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),混合气体中NH3的体积分数为33.3%,可能是反应过程中的某个阶段,不一定是平衡状态,D不符合题意。
3.B　本题分别给出了2 s和平衡时的数据,可利用三段式列出起始、转化、2 s时或平衡时的数据,进行综合分析:
2 s时,列三段式如下:
N2O4(g) 2NO2(g)
起始(mol): 0.5 0
转化(mol): 0.05 0.10
2 s时(mol): 0.45 0.10
平衡时,设有x mol N2O4参加反应,列三段式如下:
N2O4(g) 2NO2(g)
起始(mol): 0.5 0
转化(mol): x 2x
平衡(mol): 0.5-x 2x
根据平衡时容器内压强为开始时的1.6倍,可得=1.6,解得x=0.3。
根据上述分析可知0~2 s内v(N2O4)==0.005 mol·L-1·s-1,A项错误;2 s时气体总的物质的量为0.45 mol+0.10 mol=0.55 mol,则2 s时容器内压强与开始时容器内压强之比为0.55∶0.5=11∶10,即2 s时容器内的压强为开始时的1.1倍,B项正确;平衡时体系中含0.2 mol N2O4,C项错误;平衡时N2O4的转化率为×100%=60%,D项错误。
反思升华　解答关于化学平衡的计算题,一般都可根据题中数据,利用三段式法进行综合分析。准确找出起始、转化、平衡(或某时刻)的数据,根据v=或v=计算化学反应速率;根据反应前后密闭容器中压强变化或某物质的体积分数等,计算反应物和生成物的变化等;反应物的转化率=×100%。
4.D　向容积为1 L的恒容密闭容器中充入2 mol SiHCl3(g),a点SiHCl3的物质的量分数为85%,设a点时SiHCl3转化了2x mol,利用三段式分析如下:
2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)
起始/mol 2 0 0
转化/mol 2x x x
a点/mol 2-2x x x
×100%=85%,解得x=0.15,则a点SiHCl3的转化率为15%,SiCl4的物质的量浓度为0.15 mol·L-1,A、C项正确;b点SiHCl3的物质的量分数为78%,设此时SiHCl3转化了2y mol,利用三段式分析如下:
2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)
起始/mol 2 0 0
转化/mol 2y y y
b点/mol 2-2y y y
×100%=78%,解得y=0.22,t1 min内用SiH2Cl2表示该反应的平均反应速率为 mol·L-1·min-1= mol·L-1·min-1,B项正确;其他条件相同时,温度越高,反应速率越快,a、c两点正反应速率va(正)21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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