高中化学鲁科版必修2习题：-第2章第2节第2课时-化学反应的限度-习题含解析

1[基础达标]1．下列各组反应中，不属于可逆反应的是()A．N2＋3H2=======高温、高压催化剂2NH3和2NH3=======高温、高压催化剂N2＋3H2B．H2＋I2=====△2HI和2HI=====△H2＋I2C．2H2＋O2=====点燃2H2O和2H2O=====通电2H2↑＋O2↑D．2SO2＋O2=====催化剂△2SO3和2SO3=====催化剂△2SO2＋O2解析：选C。根据可逆反应的定义，在相同条件下，既能向正向反应进行，又能向逆向反应进行的反应叫做可逆反应。C中反应条件不同，所以，C中的反应不是可逆反应。2．在2NO2N2O4这一可逆反应中，下列状态中，属于平衡状态的是()A．NO2全部转变成N2O4的状态B．v正(NO2)＝v逆(N2O4)的状态C．N2O4不再分解的状态D．混合物中，NO2的百分含量不再改变的状态解析：选D。化学平衡状态的特征：逆、等、动、定、变。因为是可逆反应，故NO2不可能全部转变成N2O4，A错；“正、逆反应速率相等”要符合两个要点：速率之比等于化学计量数之比，且要体现正、逆两个方向才行，v正(NO2)＝2v逆(N2O4)才能体现正、逆反应速率相等，B错；化学平衡是动态平衡，平衡时N2O4仍在分解，C错；NO2的百分含量不再改变，即浓度不变，D对。3．Cl2溶于水发生反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，在该反应的平衡体系中通入少量H37Cl，则一段时间后37Cl可能存在于()A．HClB．HCl和HClOC．HCl和Cl2D．HCl、HClO和Cl2解析：选D。可逆反应达到的平衡，是一种动态平衡，参与反应的物质只要含有氯元素最终都可能含有37Cl。4．下列说法中，可以证明反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是()A．1个NN键断裂的同时，有3个N—H键形成B．1个NN键断裂的同时，有6个N—H键断裂C．1个NN键断裂的同时，有6个N—H键形成D．1个NN键断裂的同时，有3个H—H键断裂解析：选B。由化学方程式可知，无论反应是否达到平衡，每当有一个N≡N键断裂时肯定有3个H—H键断裂，同时有6个N—H键形成，C、D都不能说明反应已达平衡状态；当有6个N—H键断裂时，有1个N≡N键断裂，或一个N≡N键断裂的同时又有一个N≡N形成，说明反应已达平衡状态。5.如下图是某一化学反应从反应开始至达到化学平衡时的正、逆反应速率的变化情况，下列有关叙述正确的是()2A．反应开始时，只加入了反应物B．反应开始时，只加入了产物C．反应开始时，既加入了反应物又加入了产物，反应正向进行达平衡D．反应开始时，既加入了反应物又加入了产物，反应逆向进行达平衡解析：选D。刚开始时v正≠0、v逆≠0，说明既加入了反应物又加入了产物，v逆变小，v正变大说明反应逆向进行。6．在200℃时，将amolH2(g)和bmolI2(g)充入到体积为VL的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝______，c(I2)＝______，而c(HI)＝______，所以化学反应速率______最大，而________最小(为零)。(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c(H2)______，c(I2)______，而c(HI)______，从而化学反应速率v(正)______，而v(逆)______。(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将__________。解析：可逆反应发生时，正反应速率越来越小，逆反应速率越来越大，反应物的浓度越来越小，生成物的浓度越来越大，平衡时，各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强都将保持不变。答案：(1)aVmol/LbVmol/L0v(正)v(逆)(2)减小减小增大减小增大(3)相等保持不变7．一定温度下，在容积为VL的密闭容器中进行反应：aN(g)bM(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示：(1)此反应的化学方程式中ab＝________。(2)t1到t2时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为________。(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是________。A．反应中M和N的物质的量之比为1∶1B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化C．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化D．单位时间内每消耗amolN，同时生成bmolME．混合气体的压强不随时间的变化而变化解析：(1)化学计量数之比等于物质的量之比，所以a∶b＝(8mol－2mol)∶(5mol－2mol)＝2∶1，该反应的化学方程式为2N(g)M(g)。3(2)v(M)＝4mol－3mol（t2－t1）min×VL＝1（t2－t1）Vmol·L－1·min－1。(3)达到平衡状态时，各组分的浓度不再发生变化，物质的量之比不变，不能说明物质的量相等，A选项错误；该反应的反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律，反应前后，混合气体的质量始终不变，B选项错误；该反应为气体体积减小的反应，若反应没有达到平衡状态，反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小，当该量不再发生变化时，则说明反应达到了平衡状态，C和E选项正确；消耗amolN和生成bmolM都表示的是正反应速率，没有体现逆反应速率的大小，不能说明反应达到了平衡状态，D选项错误。答案：(1)2(2)1（t2－t1）Vmol·L－1·min－1(3)CE[能力提升]8．在可逆反应X＋3Y3Z(正反应吸热)中，X、Y、Z是三种气体，为了有利于Z的生成，应采用的反应条件是()A．高温高压B．高温低压C．低温高压D．低温低压解析：选A。有利于Z的生成，就是使化学平衡正向移动。由于该反应的正反应是气体体积减小的吸热反应，故可采取高温高压的方法使平衡正向移动。9．对一定条件下，在密闭容器中已达到平衡状态的可逆反应：NO2＋CONO＋CO2，下列说法中不正确的是()A．从开始反应至达到平衡状态，容器内压强始终保持不变B．达到平衡时，NO2、CO2、NO、CO的物质的量不一定相等C．平衡体系中气体总的物质的量等于开始反应时体系中气体总的物质的量D．达到平衡时，NO和CO2的物质的量之和等于NO2和CO的物质的量之和解析：选D。达平衡时，生成物的总物质的量与反应物的总物质的量不一定相等，故D错误。10．一定温度下，可逆反应2NO22NO＋O2在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成nmolO2，同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2，同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1④混合气体的密度不再改变⑤混合气体的颜色不再改变⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变A．①⑤⑥B．①③⑤C．②④⑥D．以上全部解析：选A。①生成nmolO2，则消耗2nmolNO2，表明生成NO2的速率等于消耗NO2的速率，能表示v(正)＝v(逆)。②表示同一方向的反应速率，不能表示v(正)＝v(逆)。③只要发生反应，不论反应是否达到平衡，NO2、NO、O2的反应速率之比都为2∶2∶1，它不能反映可逆反应是否达到平衡状态。④体系的质量恒定，容器的容积恒定，混合气体的密度始终不变，不能表明反应达平衡状态。⑤颜色的深浅决定于有色物质NO2的浓度，混合气体颜色不变，说明NO2的浓度不再4改变，能说明反应已达平衡状态。⑥该反应前后气体的总物质的量不相等，混合气体的平均相对分子质量不再改变，能说明反应已达平衡状态。11．用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)Si3N4(s)＋12HCl(g)＋Q(Q0)，一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是()A．3v正(N2)＝v正(H2)B．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)C．混合气体密度保持不变D．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6解析：选C。利用化学反应速率之比等于方程式化学计量数之比可知A项叙述不能说明v(正)＝v(逆)，不能判断反应达到平衡状态；B项均表示正反应，无论反应是否处于平衡状态，都成立；D项表示的浓度关系与是否平衡无关；混合气体密度不变说明气体质量不变，而平衡移动则气体质量改变，所以C项表示达到平衡状态。12．一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是()A．在0～50min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等B．溶液酸性越强，R的降解速率越小C．R的起始浓度越小，降解速率越大D．在20～25min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.04mol·L－1·min－1解析：选A。从图中可以看出，pH＝2和pH＝7在50min时，R的浓度都等于零，降解率为100%，A选项正确；溶液酸性越强，pH越小，单位时间内R的浓度变化越大，降解速率越快，B选项错误；反应物的浓度越大，反应速率越快，C选项错误；在20～25min，pH＝10的R其浓度变化量为(0.6－0.4)×10－4mol·L－1＝2×10－5mol·L－1，则v(R)＝2×10－5mol·L－15min＝4×10－6mol·L－1·min－1，D选项错误。13．在某一容积为5L的密闭容器内，加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O(g)，在催化剂存在的条件下高温加热，发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示。5(1)根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为________；反应平衡时c(H2)＝________。(2)判断该反应达到平衡的依据是________(填序号)。A．CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等B．CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等C．CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化D．正、逆反应速率都为0解析：(1)由图可知第10min时反应达到平衡，所以v(CO)＝v(CO2)＝Δc（CO2）t＝0.03mol·L－110min＝0.003mol·(L·min)－1，反应时转化的浓度之比＝化学方程式的化学计量数之比，所以Δc(H2)＝Δc(CO)＝0.03mol·L－1。(2)达到平衡的标志是各物质的百分含量保持一定，浓度不变，正、逆反应速率相等且不为0。答案：(1)0.003mol·(L·min)－10.03mol·L－1(2)AC14．常温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)＝13mol，nt(NH3)＝6mol，则a的值为________。(2)反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8L(标准状况下)，其中NH3的体积分数为25%。计算平衡时NH3的物质的量为________。(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比n始∶n平＝________。(写最简整数比，下同)(4)原气体中，a∶b＝________。(5)达到平衡时混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝________。解析：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)n始/molab0n转/molx6nt/mol136根据上述关系，解得x＝3，所以a＝13＋3＝16。(2)平衡时，n(NH3)＝716.8L÷22.4L·mol－1×25%＝8mol。(3)可利用差量法计算。假设反应过程中混合气体总物质的量减少y。N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)Δn1mol3mol2mol2mol8mo