基础小练2 化学反应的限度 化学平衡状态(含答案)2024-2025学年高一化学必修2(苏教版2019)

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名称 基础小练2 化学反应的限度 化学平衡状态(含答案)2024-2025学年高一化学必修2(苏教版2019)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-02-13 15:52:51

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文档简介

基础小练2 化学反应的限度 化学平衡状态
【夯实基础】
1. 下列说法正确的是(  )
A. 当一个化学反应在一定条件下达到限度时,反应物转化率最大
B. 化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度相等时的状态
C. 达到化学平衡时,正、逆反应速率均为零
D. 可以通过延长化学反应的时间来改变反应限度
2. (2023南通如皋长江高级中学月考)一定温度下某密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。下列说法正确的是(  )
A. 当c(N2)∶c(NH3)=1∶2时,该反应达到化学平衡状态
B. 采用铁作催化剂,可提高H2的平衡转化率
C. 增大压强,正反应速率增大,逆反应速率减小
D. 合成氨时采用500 ℃的高温是为了提高反应速率
3. (2024扬州大学附属中学月考)能够说明 H2(g)+I2(g) 2HI(g)(HI为无色气体)已达平衡状态的是(  )
A. 恒温恒容时,体系的颜色不再发生变化的状态
B. v正(H2)=v逆(HI)时的状态
C. 一个H—H断裂的同时有2个H—I形成
D. 恒温恒容时,反应混合物总质量保持不变的状态
4. (2024扬州邗江中学期中)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下发生反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g),正反应速率随时间变化的示意图如图所示。下列叙述不正确的是(  )
A. 反应物浓度:a点大于b点
B. 从a点到c点,正反应速率逐渐增大,说明该反应是放热反应
C. 从c点到d点,正反应速率逐渐减小,说明浓度的变化对反应速率的影响程度大于温度的变化对反应速率的影响程度
D. 反应在c点达到平衡状态
5. 一定条件下,将5 mol SO2和5 mol O2投入容积为4 L的恒容密闭容器中发生反应,如图表示该反应过程中SO2的物质的量[n(SO2)]随反应时间(t)的变化。下列叙述正确的是(  )
A. 当反应达到平衡时,c(SO3)=3 mol/L
B. 当反应达到平衡时,O2的转化率为60%
C. 10 s内SO2的平均化学反应速率v(SO2)=0.025 mol/(L·s)
D. a点对应的化学反应速率:v正(O2)=2v逆(SO3)
【提升素养】
6. (2023镇江中学期中)对于反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-904 kJ/mol,下列有关说法正确的是(  )
A. 恒温恒容密闭容器中充入4 mol NH3和 5 mol O2充分反应后放出热量904 kJ
B. 该反应中反应物的键能之和大于生成物的键能之和
C. 断裂1 mol N—H的同时,断裂1 mol O—H,说明该反应达到平衡状态
D. 增大容器的体积,v(正)增大、v(逆)减小
7. (2024常州溧阳期末)温度一定时,在某恒压容器中发生反应2C(s)+2NO2(g) N2(g)+2CO2(g),部分反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示(曲线m、n)。下列说法正确的是(  )
A. t2 min时,反应达平衡状态
B. t1时刻反应速率:v正(NO2)>2v逆(N2)
C. 反应过程中,容器内气体的质量保持不变
D. 平衡后充入1 mol Ar,此时化学反应速率增大
8. (2024徐州期末)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面发生反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨气浓度(单位:10-3mol/L)随时间的变化如下表所示,根据下表数据分析,下列说法不正确的是(  )
编号 催化剂表面积 时间/min
0 20 40 60 80
① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
② a 1.20 0.80 0.40 0.19 0.19
③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
A. 实验①,0~20 min,v(N2)=1.00×10-5mol/(L·min)
B. 实验②,反应体系压强不变时,反应达到平衡状态
C. 其他条件不变时,增大氨气浓度,化学反应速率一定增大
D. 其他条件不变时,0~40 min,增大催化剂的表面积,化学反应速率增大
9. (2024连云港七校期中联考)实验探究是化学研究的重要手段。
Ⅰ. 工业上利用反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)合成氨气。在1×105 Pa和25 ℃时,反应的ΔH=-92.4 kJ/mol,回答下列问题。
(1) 在1×105 Pa和25 ℃时,将1 mol N2和足量H2充分反应后,________(填“吸收”或“放出”)的热量为Q,则Q________(填“>”“<”或“=”)92.4 kJ。
(2) 合成氨反应在恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应已达化学平衡状态的是________(填字母,下同)。
a. 2v正(N2)=v逆(NH3)
b. n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=1∶3∶2
c. 容器中气体的密度不随时间而变化
d. 容器中压强不变
(3) 实验室中某小组在2 L密闭容器中进行合成氨反应,测出反应中各物质的物质的量变化如图,则反应进行到2 min时用NH3表示的平均反应速率为__________________,H2的转化率为________。
Ⅱ. 某实验小组通过锌粒与稀硫酸反应的实验,研究影响反应速率的因素,并绘制出甲、乙两种图像。
甲 乙
(4) 图甲中,t1~t2速率明显加快的主要原因是____________________,t2~t3反应速率降低的主要原因是____________________。
(5) 图乙中,a为锌粒与足量稀硫酸反应产生氢气的体积随时间变化情况,其他条件不变,添加适量的________,能使a变为b,其原理是___________________
_____________________________________________________。
A. CuSO4 B. H2O
C. Na2SO4溶液 D. 浓硫酸
基础小练2 化学反应的限度 化学平衡状态
1. A 当一个化学反应在一定条件下达到限度时,反应物的转化率最大,A正确;化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度不再变化时的状态,不一定相等,B错误;化学平衡是动态平衡,达到化学平衡时,同种物质的正、逆反应速率相等但不等于零,C错误;不能通过延长反应的时间来改变反应的限度,但是可以通过改变温度、压强等影响平衡的条件来改变反应限度,D错误。
2. D 浓度之比不变不能作为判断平衡标志,浓度不变才能作为判断化学平衡的标志,A错误;采用铁作催化剂,可以提高反应速率,但不影响平衡,因此不能提高H2的平衡转化率,B错误;增大压强,容器体积减小,各气体浓度均增大,故正反应速率增大,逆反应速率也增大,C错误;合成氨时采用500 ℃的高温,催化剂的催化活性最大,是为了提高反应速率,D正确。
3. A 平衡时各物质的物质的量、浓度等不再发生变化,所以混合气体的颜色不再变化,说明反应达到平衡状态,A符合题意;当v正(H2)=v逆(HI)时,反应没有达到平衡状态,B不符合题意;无论反应是否达到平衡状态,反应过程中有一个H—H断裂的同时必有两个H—I形成,所以不能证明反应达到平衡状态,C不符合题意;该反应为纯气体的反应,反应前后气体的总质量守恒,所以无论反应是否达到平衡状态,混合物的总质量都保持不变,D不符合题意。
 化学平衡状态的判断依据
4. D a点到b点时正反应速率增大,反应物浓度随时间不断减小,A正确;从a点到c点,反应物浓度减小,但是反应速率加快,说明此时温度升高,则该反应是放热反应,B正确;该反应为放热反应,从c点到d点,温度继续升高,但是反应速率减慢,则说明浓度的变化对反应速率的影响程度大于温度的变化对反应速率的影响程度,C正确;化学平衡状态的实质是正反应速率等于逆反应速率,c点对应的正反应速率还在改变,未达平衡,D错误。
5. C 由图可知反应达到平衡时,SO2消耗5 mol-2 mol=3 mol,结合反应可知生成SO3的物质的量为3 mol,c(SO3)==0.75 mol/L,A错误;由以上分析可知达到平衡时消耗3 mol SO2,则O2消耗1.5 mol,O2的转化率=×100%=30%,B错误;10 s内SO2的平均速率v(SO2)==0.025 mol/(L·s),C正确;a点达到平衡状态,正逆反应速率相等,不同物质的速率之比等于化学计量数之比,则对应的化学反应速率:2v正(O2)=v逆(SO3),D错误。
6. C 根据热化学方程式可知4 mol NH3和5 mol O2完全反应时放出904 kJ热量,但可逆反应不能反应完全,充入4 mol NH3和5 mol O2充分反应后放出热量小于904 kJ,A错误;因该反应正向为放热反应,则反应物的键能之和小于生成物的键能之和,B错误;断裂1 mol N—H的同时,应形成1 mol O—H,但是又同时断裂1 mol O—H,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C正确;增大容器的体积,各种气体的浓度均减小,正逆反应速率均减小,D错误。
7. B 在t2时刻以后,反应物、生成物的物质的量还在发生改变,说明此时反应未达到平衡状态,A错误;在t1时刻,Δn(m)∶Δn(n)=(2.0-1.2) mol∶(0.4-0) mol=0.8 mol∶0.4 mol=2∶1,结合化学方程式中物质反应转化关系可知,m表示NO2的物质的量随时间的变化,n表示N2的物质的量随时间的变化,此时反应正向进行,未达到平衡状态,因此v正(NO2)>v逆(NO2),结合反应计量关系可知:v逆(NO2)=2v逆(N2),故存在:v正(NO2)>2v逆(N2),B正确;反应物C是固体,在反应过程中,若反应正向进行,则气体的质量会增大,反之,若反应逆向进行,则气体质量会减小,故反应过程中,容器内气体的质量发生改变,C错误;恒压容器内,平衡后充入1 mol Ar,容器体积变大,则各组分的浓度变小,则此时化学反应速率变小,D错误。
 忽视“恒压条件”,误认为是“恒容条件”,恒温恒容条件下,充入惰性气体,反应速率不变;恒温恒压条件下,充入惰性气体,反应速率减小。
8. C 实验①,0~20 min,v(NH3)===2.00×10-5 mol/(L·min),根据不同物质的反应速率之比等于计量系数之比可知氮气的速率为 v(N2)=1.00×10-5 mol/(L·min),A正确;由于反应正向是气体体积缩小的反应,气体压强不变说明反应达到了平衡,B正确;实验①、实验②中0~20 min、 20 ~40 min氨气浓度变化量都是4.00×10-4 mol/L,实验②中60 min 时反应达到平衡状态,实验①和实验②催化剂表面积相同,实验①中氨气初始浓度是实验② 中氨气初始浓度的两倍,实验①中60 min时反应未达到平衡状态,相同条件下,增加氨气浓度,反应速率并没有增大,C错误;结合实验①③的数据,催化剂表面积越大,反应速率越快,D正确。
9. (1) 放出 < (2) ad 
(3) 0.05 mol/(L·min) 30% (4) 反应放热温度升高 硫酸浓度降低 (5) D 提高稀硫酸的浓度加快反应速率
解析:(1) 在1×105 Pa和25 ℃时,该反应的ΔH=-92.4 kJ/mol,ΔH<0,为放热反应,将1 mol N2和足量H2充分反应后,放出的热量为Q,由于该反应是可逆反应,因此Q<92.4 kJ。(2) 2v正(N2)=v逆(NH3),不同物质表示正逆反应速率,且速率之比等于化学计量数之比,说明正反应速率等于逆反应速率,反应达到平衡状态,a符合题意;n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=1∶3∶2,不能说明v正=v逆,b不符合题意;体系中物质均为气体,气体总质量不变,容器恒容密闭,根据ρ=可知,混合气体的密度始终保持不变,不能判断反应是否达到平衡状态,c不符合题意;反应为前后气体分子数不同的反应,压强随反应的进行发生变化,当压强不变时,反应达到平衡状态,d符合题意。(3) 反应进行到2 min时,NH3的物质的量从0增加到0.2 mol,即v(NH3)==0.05 mol/(L·min),反应前H2的物质的量为1.0 mol,2 min时为0.7 mol,即消耗了0.3 mol,转化率=×100%=30%。(5) 由图乙可知,b的反应速率比a快,产生H2的量与a相同,即添加试剂起到加快反应速率的作用,添加CuSO4,Zn与硫酸铜反应生成ZnSO4和Cu,消耗Zn使得H2生成量减少,A不符合题意;加入水后,稀硫酸浓度减小,反应速率减慢,B不符合题意;Na2SO4溶液中有水,且不与反应物反应,起到降低稀硫酸浓度的作用,反应速率减慢,C不符合题意;浓硫酸可提高H2SO4的浓度,加快反应速率,由于稀硫酸足量,产生氢气的量与锌有关,则加入的浓硫酸不影响产生氢气的量,D符合题意。