2020-2021学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册6.2化学反应的限度 化学反应条件的控制课时跟踪检测有答案和解析

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课时跟踪检测 化学反应的限度 化学反应条件的控制
1．下列各组反应不属于可逆反应的是(　　)
A．N2＋3H22NH3和2NH3N2＋3H2
B．H2＋I22HI和2HIH2＋I2
C．2H2＋O22H2O和2H2O2H2↑＋O2↑
D．2SO2＋O22SO3和 2SO32SO2＋O2
2．下列关于化学反应限度的说法正确的是(　　)
A．当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B．可以通过延长化学反应时间改变化学反应限度
C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度不再改变
D．化学反应的限度不可以通过改变条件而发生改变
3．化学反应条件的控制具有重要的现实意义。下列选项，反应条件的控制不恰当的是(　　)
A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
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
4．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)，恒温恒容时，反应体系中气体的颜色保持不变
B．2NO2(g)N2O4(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变
C．CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)，恒温恒容时，反应体系中气体的密度保持不变
D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
5．某同学为探究FeCl3与KI反应是否存在反应限度，设计了如下实验方案(FeCl3溶液、KI溶液浓度均为0.1 mol/L)，最合理的方案是(　　)
A．方案1　　　　　　　　 B．方案2
C．方案3 D．方案4
6．在容积不变的密闭容器中进行反应X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g)，已知反应中X、Y的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下，当反应达到化学平衡时，各物质的浓度可能是(　　)
A．X为0.05 mol/L
B．Y为0.1 mol/L
C．Z为0.2 mol/L
D．W为0.1 mol/L
7．可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系能说明反应已达到平衡状态的是(　　)
A．3v正(N2)＝v正(H2)
B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D．v正(N2)＝3v逆(H2)
8．在恒温、恒容下，当反应容器内总压强不随时间变化时，下列可逆反应一定达到平衡的是(　　)
A．3M(g)＋2N(g)P(g)＋4Q(g)
B．M(g)＋2N(g)3P(g)＋Q(s)
C．M(g)＋N(g)P(g)
D．以上都达到平衡
9．(双选)一定温度下，在某容器中进行如下可逆反应，当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态的是(　　)
A．恒容时发生反应：A(g)＋B(g)3C(g)
B．恒压时发生反应：A(g)＋B(g)2C(g)
C．恒容时发生反应：A(g)＋2B(g)2C(g)＋D(g)
D．恒压时发生反应：A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)
10．(双选)反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是(　　)
A．容器内的温度不再变化
B．容器内的压强不再变化
C．相同时间内，断开H—H的数目与断裂N—H的数目之比为1∶2
D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
11．t ℃时，将2 mol SO2和1 mol O2通入体积为2 L的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：2SO2＋O22SO3(g)，2 min 时反应达到平衡，此时测得反应物O2还剩余0.8 mol，请填写下列空白：
(1)从反应开始到化学平衡，生成SO3的平均反应速率为________；平衡时SO2的转化率为____________。
(2)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．容器内压强不再发生变化
B．SO2的体积分数不再发生变化
C．容器内气体原子总数不再发生变化
D．相同时间内消耗2n mol SO2的同时消耗n mol O2
E．相同时间内消耗2n mol SO2的同时生成n mol O2
12．在2 L密闭容器中，800 ℃时发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)。体系中，c(NO)随时间的变化如表所示：
时间(s) 0 1 2 3 4 5
c(NO)(mol/L) 0.10 0.05 0.04 0.03 0.03 0.03
(1)分析上表，该反应达到平衡状态所需时间是____。
(2)右图中表示NO2的浓度变化曲线的是________。
(3)用NO表示0～2 s该反应的平均速率v＝________。
(4)v(NO)∶v(O2)＝________。
(5)达到平衡状态时O2的转化率为________。
13．在一密闭容器中加入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1～t4时刻测得各物质的浓度如表。据此判断下列结论正确的是(　　)
测定时刻/s t1 t2 t3 t4
c(A)/(mol/L) 6 3 2 2
c(B)/(mol/L) 5 3.5 3 3
c(C)/(mol/L) 1 2.5 3 3
A．在t3时刻反应已经停止
B．A的转化率比B的转化率低
C．在容器中发生的反应为2A＋B2C
D．在t2～t3内A的平均反应速率为mol/(L·s)
14．(双选)对于密闭容器中的反应：N2＋3H22NH3，在673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．NH3在点a′的正反应速率比点b′的正反应速率更大
B．点c反应达到平衡
C．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D．点e处c(NH3)不再变化
15．CO2可转化成有机物实现碳循环。在容积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(1)从3 min到9 min，v(H2)＝_____ mol/(L·min)。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2O
D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)平衡时CO2的转化率为________。
(4)平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是________。
(5)一定温度下，第9 min时v逆(CH3OH)________(填“大于”“小于”或“等于”)第3 min时v正(CH3OH)。
16.一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度变化与时间的关系如图所示。
(1)t1 min时，正、逆反应速率的大小关系为v正________(填“＞”“＜”或“＝”)v逆。
(2)0～4 min内，CO2的转化率为________，CO的平均反应速率v(CO)＝________。
(3)下列条件的改变能减慢上述反应的反应速率的是________(填序号，下同)。
①降低温度　②减少铁粉的质量　③保持压强不变，充入He使容器的体积增大　④保持体积不变，充入He使体系压强增大
(4)下列选项能说明上述反应已达平衡状态的是________。
①v(CO2)＝v(CO)　②单位时间内生成n mol CO2的同时生成n mol CO　③容器中气体压强不随时间的变化而变化　④容器中气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
1. 解析：选C　根据可逆反应的定义，在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。所以，C中的反应不是可逆反应。
2. 解析：选A　当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，就是这个反应在该条件下所能达到的限度，A项正确；化学反应的限度与反应时间无关，B项错误；平衡状态是一种动态平衡，C项错误；改变反应条件，如浓度、温度、压强等，化学反应的限度可能发生改变，D项错误。
3. 解析：选D　A项，防止铁生锈，可在其表面涂一层防锈油漆，阻止铁与潮湿的空气接触；B项，面粉厂、加油站周围的空气中飘浮着可燃性的气体或粉尘，遇明火可能会发生爆炸，所以面粉厂、加油站均要严禁烟火；C项，MnO2对KClO3的分解起催化作用，可以加快化学反应速率；D项，降温会减慢H2O2的分解速率。
4. 解析：选D　A项，反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断。H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)恒温恒容时，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，达到了平衡状态；B项，2NO2(g)===N2O4(g)是反应前后气体系数变化的反应，当恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变，达到了平衡状态；C项，CaCO3(s)===CO2(g)＋CaO(s)恒温恒容时，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，反应达到平衡状态；D项，3H2(g)＋N2(g)===2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1，不能证明正逆反应速率相等，反应不一定是平衡状态。
5. 解析：选D　KI溶液和FeCl3溶液发生氧化还原反应生成Fe2＋和I2，反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，Fe3＋少量时，向反应后的溶液中加入CCl4，若下层呈紫红色，则说明生成碘，向上层清液中滴加KSCN溶液，溶液显红色，发生反应Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，说明Fe3＋没有反应完，则反应存在限度，故D正确。
6. 解析：选A　假定完全反应，则：
　　　　　　　 X(g)＋ Y(g)2Z(g)＋W(g)
开始(mol/L): 0.1 0.2 0 0
变化(mol/L): 0.1 0.1 0.2 0.1
平衡(mol/L): 0 0.1 0.2 0.1
由于该反应为可逆反应，物质不能完全转化，所以平衡时浓度范围：0 ＜c(X)＜0.1 mol/L,0.1 mol/L＜c(Y)＜0.2 mol/L，0＜c(Z)＜0.2 mol/L,0＜c(W)＜0.1 mol/L，故A项正确，B、C、D项错误。
7. 解析：选C　A项，关系式两端都表示正反应速率，不能判断，不符合题意；B项，当2v正(N2)＝v逆(NH3)时，反应达平衡状态，不符合题意；C项，关系式表明反应达到平衡状态，符合题意；D项，当3v正(N2)＝v逆(H2)时，反应达平衡状态，不符合题意。
8. 解析：选C　A、B项，所给反应是反应前后气体体积相等的反应，反应容器内总压强不随时间变化，因此容器内总压强不变，不能确定反应处于平衡状态；C项，是反应前后气体体积不相等的反应，若反应容器内总压强不随时间变化，此时气体的物质的量不变，可以确定反应处于平衡状态。
9. 解析：选AD　A项，恒容时发生反应A(g)＋B(g)3C(g)，气体的总质量始终不变，反应前后气体总物质的量发生变化，当气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态；B项，恒压时发生反应A(g)＋B(g)2C(g)，混合气体的总质量和总物质的量均不变，平均摩尔质量不再改变，不能说明反应达到平衡状态；C项，恒容时发生反应A(g)＋2B(g)2C(g)＋D(g)，混合气体的总质量和总物质的量始终不变，平均摩尔质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态；D项，恒压时发生反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)，反应前后混合气体的总质量发生变化，混合气体的总物质的量一定，气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态。
10. 解析：选AC　A项，因该反应在恒压绝热容器中进行且为放热反应，当容器内的温度不再变化时，说明不再放出热量，可以判断反应已达平衡状态；B项，因反应在恒压条件下进行，压强始终不变，无法判断反应是否达平衡状态；C项，断开H—H与断裂N—H的反应方向相反，且数目之比为3∶(2×3)＝1∶2，说明反应达到平衡状态；D项，容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，无法判断反应是否达平衡状态。
11. 解析：　　　　　　 2SO2 ＋ O2 2SO3(g)
起始浓度(mol/L)　　 1　　 　 0.5　　0
转化浓度(mol/L) 0.2 0.1 0.2
平衡浓度(mol/L) 0.8 0.4 0.2
v(SO3)＝＝0.1 mol/(L·min)，
α(SO2)＝×100%＝20%。
答案：(1)0.1 mol/(L·min)　20%　(2)ABE
12. 解析：(1)达到平衡状态时，体系中反应物、生成物浓度不再改变，3 s后c(NO)不再变化，达到平衡状态所需时间是3 s。(2)反应中NO2的浓度增大，表示NO2的浓度变化曲线是a。(3)根据v＝，用NO表示0～2 s该反应的平均速率v＝＝0.03 mol/(L·s)。(4)v(NO)∶v(O2)＝2∶1。
(5)O2的转化率＝×100%＝×100%＝70%。
答案：(1)3 s　(2)a　(3)0.03 mol/(L·s)　(4)2∶1　(5)70%
13. 解析：选D　A错误，在t3时刻反应达到平衡状态，反应没有停止；B错误，A的转化率＝×100%≈67%，B的转化率＝×100%＝40%，故A的转化率比B的转化率高；C错误，在容器中发生的反应为2A＋BC；D正确，利用公式可求算在t2～t3内A的平均反应速率为 mol/(L·s)。
14. 解析：选AD　A项，随着反应的进行，反应物的浓度减小，正反应速率逐渐减小，则a′点的正反应速率比b′点大，正确；B项，c点反应物和生成物的物质的量相等，但没有达到平衡状态，错误；C项，d点和e点都处于平衡状态，n(N2)不变，d点和e点n(N2)相等，错误；D项，e点处于平衡状态，点e处c(NH3)不再变化，正确。
15. 解析：(1)从3 min到9 min，v(CO2)＝
＝ mol/(L·min)，则v(H2)＝3v(CO2)＝0.125 mol/(L·min)。
(2)A项，反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即题图中交叉点)时反应速率仍然在发生变化，没有达到平衡状态；B项，密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中气体总质量和容积始终保持不变，所以混合气体的密度不随时间的变化而变化，不能说明反应达到平衡状态；C项，单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2O，均表示正反应速率，不能说明反应达到平衡状态；D项，CO2的体积分数在混合气体中保持不变，说明反应达到平衡状态。
(3)平衡时CO2的物质的量浓度变化量为0.75 mol/L，则CO2的转化率为×100%＝75%。
(4) CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
起始量/mol 1 3 0 0
转化量/mol 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量/mol 0.25 0.75 0.75 0.75
则平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是×100%＝30%。
(5)第9 min时反应达到平衡状态，则第9 min时v逆(CH3OH)小于第3 min时v正(CH3OH)。
答案：(1)0.125　(2)D　(3)75%　(4)30%　(5)小于
16. 解析：(1)根据图像可知，在t1 min后，CO浓度增大、CO2浓度减小，说明t1 min时反应未达到平衡，反应正向进行，因此v正＞v逆。(2)根据图像可知，反应开始时CO2的浓度是0.7 mol/L，4 min时CO2浓度是0.2 mol/L，所以0～4 min内，CO2的转化率为×100%≈71.4%；0～4 min内CO的平均反应速率v(CO)＝＝0.125 mol/(L·min)。(3)①降低温度，化学反应速率降低，符合题意；②由于固体的浓度始终不变，所以减少铁粉的质量对反应速率没有影响，不符合题意；③保持压强不变，充入He使容器的体积增大，反应体系中各气体的浓度降低，化学反应速率降低，符合题意；④保持体积不变，充入He使体系压强增大，由于体系中各气体的浓度不变，所以化学反应速率不变，不符合题意。(4)①未指明正、逆反应速率，因此不能判断是否为平衡状态；②单位时间内生成n mol CO2的同时必然会消耗n mol CO，又生成n mol CO，则CO的物质的量不变，反应达到平衡状态；③该反应是反应前后气体体积不变的反应，即体系的压强始终不变，因此不能据此判断反应是否为平衡状态；④因该反应不是纯气体反应，若容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化，说明气体的质量不再发生变化，则反应达到平衡状态。
答案：(1)＞　(2)71.4%　0.125 mol/(L·min)　(3)①③　(4)②④