第6章　化学反应与能量 分层作业11　化学反应的限度　化学反应条件的控制--2025人教版化学必修第二册同步练习题（含答案）

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2025人教版化学必修第二册
分层作业11　化学反应的限度　化学反应条件的控制
A 级　必备知识基础练
题组1.化学反应的限度及平衡状态的判断
1.(2024·天津河东区高一期中)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.(2024·北京第一次学业水平合格考)一定温度下,在恒容、密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。当反应达到化学平衡状态时,下列说法正确的是(　　)
A.SO2全部转化为SO3
B.SO2和SO3的浓度一定相等
C.正、逆反应速率相等且等于零
D.SO2、O2、SO3的浓度不再发生变化
3.(2024·福建宁德高一期中)在一定条件下的恒容密闭容器中发生可逆反应4X(g)3Y(g)+Z(s),下列不能说明该反应达到化学平衡状态的是(　　)
A.X、Y、Z的物质的量之比为4∶3∶1
B.体系压强不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.3v正(X)=4v逆(Y)
4.(2024·黑龙江哈尔滨高一期末)可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在固定容积的密闭容器中进行,下列能判断反应达到化学平衡状态的是(　　)
A.单位时间内生成n mol O2同时生成2n mol NO
B.v(NO2)=2v(O2)
C.混合气体的颜色不再改变
D.混合气体的密度不再改变
题组2.化学反应条件的控制
5.(2024·宁夏固原高一期末)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.橡胶轮胎中加入抗老剂
B.燃煤中加入CaO
C.汽车排气管中使用三元催化器
D.工业合成氨不断移去液氨
6.(2024·浙江杭州高一期末)下列关于化学反应的调控措施说法不正确的是(　　)
A.硫酸工业中,为使黄铁矿充分燃烧,可将矿石粉碎
B.硝酸工业中,氨的氧化使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
C.合成氨工业中,为提高氮气和氢气的利用率,采用循环操作
D.对于合成氨的反应,如果调控好反应条件,可使一种反应物的转化率达到100%
B 级　关键能力提升练
7.(2024·广东梅州高一期末)化学反应的调控对于工业生产具有积极意义,下列关于调控措施的说法错误的是(　　)
A.硫酸工业中,为提高SO2的转化率,通入的空气越多越好
B.工业合成氨,从生产实际条件考虑,不盲目增大反应压强
C.工业合成氨,考虑催化剂的活性选择400~500 ℃的反应温度
D.炼铁高炉的进风口设置在下端有利于燃料充分利用
8.(2024·广东深圳高一期中)工业制硫酸的一步重要反应是SO2的催化氧化。在2 L密闭容器中,充入SO2和足量O2在催化剂、500 ℃的条件下发生反应。SO2、SO3的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.该反应的化学方程式是2SO2+O22SO3
B.反应到2 min时,达到了化学平衡状态
C.反应开始至5 min末,以SO2浓度的变化表示该反应的平均反应速率是1.6 mol·L-1·min-1
D.5 min时,逆反应速率达到最大
9.(2024·浙江温州十校高一期中)一定温度下,在容积为2 L的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。反应过程中的部分数据如表所示:
t/min n/mol
N2 H2 NH3
0 1.0 3.0 0
3 0.875 2.625 0.24
6 0.8 2.4 0.4
9 0.8 2.4 0.4
下列说法正确的是(　　)
A.t=6 min时该反应刚好达到平衡状态
B.0~3 min内,用NH3表示的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1
C.该反应达到化学反应限度时,N2的转化率为80%
D.容器内气体的平均相对分子质量保持不变,说明该反应已达到化学平衡状态
10.(2024·广西河池高一期中)某温度时,在一个2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是(　　)
A.容器内压强不再发生变化
B.容器内气体的密度不再发生变化
C.相同时间内生成2n mol的Z的同时消耗n mol的Y
D.正逆反应速率相等且等于0
11.(2024·江苏徐州高一期末)T1温度下,向2 L的密闭容器中充入NO,在催化剂作用下发生反应:NO(g)NO2(g)+X(g)(未配平),反应过程中部分数据如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.X可能为N2O
B.0~1 min用X表示的反应速率为 mol·L-1·min-1
C.T1温度下,测得容器内气体颜色保持不变,表明反应达到化学平衡状态
D.增大NO气体的浓度、升高反应体系的温度,均能提高反应速率
C 级　学科素养拔高练
12.(2024·湖南长沙雅礼中学高一检测)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,回答下列问题。
(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)反应达到平衡时体系的压强是开始时的　　　　　　　。
(4)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是　　　　(填字母)。
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
(5)在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是　　　　(填字母)。
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
答案：
1.D　解析 一个可逆反应达到平衡状态,化学平衡是一个动态平衡,这个反应在该条件下仍然继续进行反应,正、逆反应速率相等,A错误;当一个可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等但不为零,B错误;平衡状态是一种动态平衡,反应物和生成物的浓度不再发生改变但浓度不一定相等,C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.D　解析 可逆反应有限度,SO2不能全部转化为SO3,A错误;平衡状态时SO2和SO3的浓度不变,但不一定相等,B错误;平衡状态是动态平衡,故正、逆反应速率相等且大于零,C错误;SO2、O2、SO3的浓度不再变化,说明反应已达化学平衡状态,D正确。
3.A　解析 平衡时,各组分的含量不变,而不是与化学计量数成比例,因此X、Y、Z的物质的量之比为4∶3∶1不能说明反应达到平衡,A错误;该反应前后气体化学计量数之和不相等,体系压强不再变化,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,B正确;混合气体的密度不再变化,ρ=,说明气体的质量不变,该反应达平衡状态,C正确;3v正(X)=4v逆(Y),说明正、逆反应速率相等,该反应达到平衡,D正确。
4.C　解析 单位时间内生成n mol O2同时生成2n mol NO,都是正反应速率,无法判断是否达到平衡状态,A错误;v(NO2)=2v(O2)没有说明为正反应速率还是逆反应速率,无法据此判断平衡状态,B错误;该反应中只有二氧化氮有颜色,当混合气体的颜色不再改变时,表明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,C正确;该反应中气体总质量、容器容积为定值,则混合气体的密度始终不变,不能根据混合气体的密度判断平衡状态,D错误。
5.B　解析 橡胶轮胎中加入抗老剂,是为了减慢老化速率,A错误;燃煤中加入CaO,是为了除去对环境有污染的二氧化硫气体,与化学反应速率与限度无关,B正确;催化剂可改变反应速率,C错误;工业合成氨不断移去液氨,可以降低氨气浓度,使平衡正向移动,D错误。
6.D　解析 硫酸工业中,将矿石粉碎可以增大反应物的接触面积,有利于黄铁矿的充分燃烧,A正确;硝酸工业中,氨的氧化使用催化剂,可以降低反应的活化能,增大反应速率,提高生产效率,B正确;合成氨工业中,分离出液氨的混合气体中含有的氮气和氢气采用循环操作,有利于提高氮气和氢气的利用率,C正确;合成氨反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,故调控反应条件不可能使反应物的转化率达到100%,D错误。
7.A　解析 在实际生产中为了增大二氧化硫的转化率通入稍过量的空气,若空气通入量过多,不仅会增大能源消耗,还会增大动力消耗,对设备的要求也高,A错误;工业合成氨,从生产实际条件考虑,不盲目增大反应压强,若压强过大,不仅会增大能源消耗,还会增大动力消耗,对设备的要求也高,B正确;工业合成氨,400~500 ℃时催化剂的活性最大,有利于提高反应速率、提高氨气产量,故选择400~500 ℃的反应温度,C正确;炼铁高炉的进风口设置在下端,固体从设备顶部加入,则有助于固体和气体充分接触,有利于燃料充分利用,D正确。
8.D　解析 SO2与O2的反应为可逆反应,该反应的化学方程式为2SO2+O22SO3,A错误;反应到2 min时,SO2的物质的量在逐渐减小,SO3的物质的量在逐渐增加,该反应未达到平衡状态,B错误;反应开始至5min末,SO2物质的量的减少量为8 mol,则以SO2浓度的变化表示该反应的平均反应速率v==0.8 mol·L-1·min-1,C错误;5 min时,反应达到平衡状态,逆反应速率达到最大,D正确。
9.D　解析 根据表格数据可知,6 min以后各种物质的浓度不再发生变化,说明此时反应已经达到平衡状态,可能是此时恰好达到平衡状态,也可能在6 min之前就已经达到平衡状态,不能据此判断为t=6 min时该反应刚好达到平衡状态,A错误;0~3 min内,用NH3表示的平均反应速率为v(NH3)==0.04 mol·L-1·min-1,B错误;该反应达到化学反应限度时,N2的转化率为×100%=20%,C错误;反应在恒温、恒容密闭容器中进行,气体的体积不变,反应前后气体的物质的量发生了改变,若容器内气体的平均相对分子质量保持不变,说明气体的物质的量不变,则该反应已达到化学平衡状态,D正确。
10.A　解析 根据图像,X、Y物质的量减少,Z物质的量增多,X、Y是反应物,Z是生成物,X、Y、Z的变化量分别是0.3 mol、0.1 mol、0.2 mol,则化学方程式为3X(g)+Y(g)2Z(g)。
反应前后气体计量数和不同,压强是变量,容器内压强不再发生变化,反应一定达到平衡状态,A正确;反应前后气体总质量不变、容器容积不变,密度是恒量,容器内气体的密度不再发生变化,反应不一定平衡,B错误;相同时间内生成2n mol的Z的同时消耗n mol的Y,不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,C错误;反应达到平衡,正逆反应速率相等但不等于0,D错误。
11.B　解析 若X为N2O,则3NO(g)NO2(g)+N2O(g),NO2、NO的变化量比为1∶3,与图像相符,A正确;由图像可知,NO、NO2的变化量比为3∶1,根据得失电子守恒,反应方程式为3NO(g)NO2(g)+N2O(g),X是N2O,0~1 min内NO减少2 mol,生成 mol N2O,用N2O表示的反应速率为 mol·L-1·min-1,B错误;T1温度下,测得容器内气体颜色保持不变,则表明各成分的浓度不再变化,反应达到化学平衡状态,C正确;反应物浓度越大、反应温度越高,反应速率越快,则增大NO气体的浓度、升高反应体系的温度,均能提高反应速率,D正确。
12.答案 (1)3A(g)3C(g)+B(g)
(2)0.2 mol·L-1·min-1　1.2 mol·L-1　50%
(3)
(4)CE
(5)BD
解析 (1)根据题图可知反应物为A,生成物为B和C;各物质浓度的变化量分别为Δc(A)=2.4 mol·L-1-1.2 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,A、C、B的化学计量数之比为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(g)3C(g)+B(g)。
(2)从开始至2 min,Δc(B)=0.4 mol·L-1,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%。
(3)压强之比等于气体的物质的量之比,也等于物质的量浓度之比,反应前气体的总物质的量浓度为2.4 mol·L-1,反应后气体的总物质的量浓度为1.2 mol·L-1+1.2 mol·L-1+0.4 mol·L-1=2.8 mol·L-1,反应达到平衡时体系的压强是开始时的。
(4)A、B、C的物质的量之比为3∶1∶3的状态,正、逆反应速率不一定相等,仅仅是反应的一种特殊情况,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,反应速率同向,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,同时消耗n mol B,也生成了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,恒为定值,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。
(5)加催化剂,加快反应速率,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,浓度减小,反应速率减慢,D正确。
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