1、第2课时化学反应的限度夯实基础轻松达标1.下列对于可逆反应2M(g)+N(g)2P(g)达到平衡时的说法正确的是()A.M、N全部变成了PB.反应已经停止C.反应混合物中各组分的浓度不再改变D.v(M)v(N)=21答案C解析题给反应是可逆反应,所以反应物不可能完全转化为生成物,存在反应限度,故A错误;反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,但反应并没有停止,故B错误;反应混合物中各成分的浓度不再改变是反应达到平衡状态的依据,故C正确;v(M)v(N)=21,未体现正、逆反应速率关系,故D错误。2.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是()A.若单
2、位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态B.达到化学平衡时,若增大容器容积,则正反应速率减小,逆反应速率增大C.化学反应速率关系是2v正(NH3)=3v正(H2O)D.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)答案D解析若单位时间内生成xmolNO的同时,一定消耗xmolNH3,不能体现正、逆反应速率相等,故A错误;达到化学平衡时,若增大容器容积,则物质的浓度减小,正、逆反应速率均减小,故B错误;化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比,根据化学方程式可知3v正(NH3)=2v正(H2O)成立,故C错误;化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比,根据化
3、学方程式可知4v正(O2)=5v逆(NO),故D正确。3.反应2SO2+O22SO3达到平衡状态后,下列说法正确的是()A.三氧化硫的生成速率与分解速率相等B.二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比是212C.二氧化硫与氧气不再化合生成三氧化硫D.降低温度,原化学平衡状态未被破坏答案A解析可逆反应达到平衡状态以后正、逆反应速率相等,则三氧化硫的生成速率与分解速率相等,A项正确;平衡时二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比不一定是212,还与物质的初始浓度以及转化率有关系,B项错误;可逆反应达到平衡状态以后正、逆反应速率相等,但不为0,平衡时二氧化硫与氧气仍然反应生成三氧化硫,C项错误;降低温度,原
4、化学平衡状态被破坏,D项错误。4.在一定温度下,容器内某一反应aNbM的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示,下列表述正确的是()A.ab=12B.t2时,逆反应速率大于正反应速率C.t3时,正、逆反应速率相等,达到平衡D.t1时,v(N)的反应速率是 molL-1min-1答案C解析由图像可知,反应中M的物质的量逐渐增多,N的物质的量逐渐减少,则在反应中N为反应物,M为生成物,根据图像,在相等的时间内消耗的N和M的物质的量之比ab=21,选项A错误;由图可知t2时反应没有达到平衡,此时正反应速率大于逆反应速率,选项B错误;由图可知t3时,反应达到平衡,正、逆反应速率相等,选项C正确;容器的
5、容积未知,且v(N)的反应速率也只能算出平均速率,选项D错误。5.(2020湖北荆门高二学业水平阶段性检测)恒温恒容条件下发生可逆反应A(g)+3B(g)2C(g),下列叙述不是反应达到平衡状态标志的是()C生成的速率与C分解的速率相等单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol BA、B、C的浓度不再变化A、B、C的质量分数不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的密度不再变化混合气体的平均相对分子质量不再变化A、B、C的分子数之比为132A.B.C.D.答案C解析恒温恒容条件下发生可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)。C的生成速率与C的消耗速率相等,说明反应达到平衡状态,故不符合题
6、意;单位时间内生成amolA,同时生成3amolB,A、B都是反应物,生成A、B的速率都是逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态,故符合题意;A、B、C的浓度不再变化,正、逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,故不符合题意;A、B、C的质量分数不再变化,说明各物质的物质的量不变,反应达到平衡状态,故不符合题意;混合气体的总压强不再变化,反应前后气体体积不相同,压强不变说明各组分浓度不变,反应达到平衡状态,故不符合题意;恒温恒容时,A、B、C都是气体,所以混合气体的密度不会发生变化,故不能作为判断反应达到平衡状态的标志,故符合题意;由反应A(g)+3B(g)2C(g)可知,混合气体的质量是定值,反
7、应前后气体的体积不等,所以平均相对分子质量不再变化说明反应达到平衡状态,故不符合题意;因为反应中A、B、C的系数之比为132,所以A、B、C的分子数之比为132不能作为判断反应达到平衡状态的标志,故符合题意。6.在T,将1 mol N2和3 mol H2充入体积为1 L的密闭容器中发生反应,一段时间后达到平衡。在相同温度下,测得容器压强是反应前的0.9倍。则N2的转化率为()A.15%B.20%C.25%D.30%答案B解析设N2的转化率为x,根据三段式法分析:N2+3H22NH3开始/mol130转化/molx3x2x平衡/mol1-x3-3x2x平衡时压强是反应前的0.9倍,则=0.9,x
8、=0.2,N2的转化率为20%,B项正确。7.(双选)(2020四川宜宾四中高一期中)工业合成氨的反应为N2+3H22NH3(正反应放热),该反应在一定条件下的密闭容器中进行。下列关于该反应的说法正确的是()A.达到平衡时,反应速率:v(正)=v(逆)=0B.使用催化剂可加快反应速率,提高生产效率C.降低温度平衡正向移动D.若在密闭容器加入1 mol N2和过量的H2,最后能生成2 mol NH3答案BC解析化学平衡是动态平衡,反应达到平衡时v(正)=v(逆)0,A错误;使用催化剂可加快反应速率,提高生产效率,但是不能使化学平衡发生移动,提高氢气和氮气的利用率,B正确;降低温度平衡向放热反应方
9、向移动,C正确;此反应为可逆反应,反应有一定限度,氢气和氮气不能完全转化成氨气,D错误。8.(2020湖南常德淮阳中学高一期中)一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是()A.反应的化学方程式为2X(g)+Y(g)2Z(g)B.10 s后,该反应停止进行C.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为0.158 molL-1s-1D.010 s内的平均反应速率:v(X)=v(Y)=0.039 5 molL-1s-1答案D解析由图像可以看出,随反应进行X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增大,所以X、Y是反应物,Z是生成物,且n(X)n(
10、Y)n(Z)=(1.20-0.41)mol(1.00-0.21)mol1.58mol=112,参加反应的物质的物质的量之比等于化学方程式中化学式前面的系数之比,故该反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),A错误;由图可知,10s后,该反应到达平衡状态,化学平衡状态是动态平衡,v(正)=v(逆)0,B错误;10s内,用Z表示的反应速率v(Z)=0.079molL-1s-1,C错误;反应开始到10s,反应的X、Y的物质的量为0.79mol,则v(X)=v(Y)=0.0395molL-1s-1,D正确。9.一定温度下,某恒容密闭容器中含有NO2、N2O4两种气体,反应开始至达到平衡状态过程中
11、,两种物质的浓度随时间的变化如图所示:(1)表示NO2浓度变化的曲线是(填“x”或“y”),写出相应的化学方程式:。(2)从反应开始至达到平衡的过程中,用N2O4表示的反应速率v(N2O4)=。a、b两点对应状态中,x代表的物质的反应速率相对大小为v(a)v(b)。(3)若平衡后改变温度,容器中气体的平均摩尔质量变大,则反应向生成(填“NO2”或“N2O4”)的方向进行。答案(1)x2NO2N2(2)0.4 molL-1min-1(3)N2O4解析(1)根据图像,到达平衡时x的浓度降低了8molL-1,y的浓度增大了4molL-1,因此表示NO2浓度变化的曲线是x,反应的化学方程式为2NO2N
12、2O4。(2)从反应开始至达到平衡的过程中,用N2O4表示的反应速率v(N2O4)=0.4molL-1min-1;a、b两点对应状态中,a点时c(NO2)较大,则NO2的反应速率v(a)v(b);(3)若平衡后改变温度,容器中气体的平均摩尔质量变大,说明气体的物质的量变小,则反应向生成N2O4的方向进行。提升能力跨越等级1.将0.2 molL-1的KI溶液和0.05 molL-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3+2I-2Fe2+I2”的是()实验编号实验操作实验现象滴入KSCN溶液溶液变红色滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成滴入K3
13、Fe(CN)6溶液有蓝色沉淀生成滴入淀粉溶液溶液变蓝色已知:3Fe2+2Fe(CN)63-Fe3Fe(CN)62(蓝色沉淀)。A.和B.和C.和D.答案D解析将0.2molL-1的KI溶液和0.05molL-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,根据方程式可知碘离子过量,因此只需要证明溶液中含Fe3+即可说明此反应为可逆反应,能建立化学平衡。向溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红,则说明溶液中有Fe3+,即能说明反应存在平衡,正确;由于碘离子过量,所以向溶液中滴入AgNO3溶液一定有黄色沉淀生成,不能说明反应存在平衡,错误;无论反应存不存在平衡,溶液中均存在Fe2+,滴入K3Fe(CN)6溶液均有
14、蓝色沉淀生成,错误;无论反应存不存在平衡,溶液中均有I2,滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色,故不能证明存在平衡,错误。2.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是()A.2v(NH3)=v(CO2)B.密闭容器中总压强不变C.密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变D.密闭容器中二氧化碳的体积分数不变答案B解析2v(NH3)=v(CO2)不能证明正、逆反应速率相等,A项错误;密闭容器中总压强不变,说明气体总物质的量不变,正、逆反应速
15、率相等,B项正确;因为反应物是固体,所以整个密闭容器中混合气体的平均摩尔质量是个定值,始终不变,C项错误;因为反应物是固体,容器中氨气和二氧化碳的物质的量之比始终为21,即氨气的体积分数不变,D项错误。3.密闭容器中进行如下反应X(g)+3Y(g)2Z(g),X、Y、Z起始浓度分别是0.2 molL-1、0.6 molL-1、0.4 molL-1,当达到平衡时,下列数据可能正确的是()A.X为0.25 molL-1,Z为0.5 molL-1B.Y为1.2 molL-1C.X为0.3 molL-1,Z为0.3 molL-1D.Z为0.6 molL-1答案D解析根据可逆反应平衡时反应物和生成物共存
16、的特点可知,平衡时各物质浓度范围为0molL-1c(X)0.4molL-1,0molL-1c(Y)1.2molL-1,0molL-1c(Z)0.8molL-1。X为0.25molL-1,Z应该为0.3molL-1,A项错误;Y为1.2molL-1不可能,B项错误;X为0.3molL-1,Z应该为0.2molL-1,C项错误;Z为0.6molL-1是可能的,D项正确。4.在一定温度下的恒压容器中,进行可逆反应A(g)+B(g)C(g)+2D(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是()反应混合物的密度不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变C和D的物质的量之比为12体系压强不再改变C的质量分数不
17、再改变v(A)v(C)=11A.B.C.D.答案B解析一定温度下的恒压容器中,反应混合物的密度不再改变,说明气体的物质的量不变,故能确定题给反应达到平衡状态;因为A(g)+B(g)C(g)+2D(g)反应前后计量数之和不等,所以混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明气体的物质的量不变,正、逆反应速率相等,达平衡状态;C和D的物质的量之比为12,不能说明反应达到平衡,故不选;因为在一定温度下的恒压容器中,压强一直不变,故不选;C的质量分数不再改变,说明气体的物质的量不变,正、逆反应速率相等,达平衡状态;v(A)v(C)=11,未体现正、逆反应速率的关系,故不选。所以能说明该反应达到平衡状态的是
18、。5.一定条件下,对于可逆反应X(g)+4Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL-1、0.4 molL-1、0.1 molL-1,则下列判断正确的是()A.c1c2=41B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为12C.c1的取值范围为0 molL-1c10.14 molL-1D.若反应正向进行,X、Y的转化率相等答案D解析由方程式可得,X、Y按14反应,又因为平衡时X、Y的浓度之比为14,所以X、Y起始浓度之比也为14,故A项错误;平衡时,不同物质表示的正、逆反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比,所以Y和Z
19、的生成速率之比为42,即21,故B项错误;若反应开始向右进行并达到平衡,平衡时X的浓度为0.1molL-1,Z的浓度为0.1molL-1,因为Z的浓度开始不是0,故Z的浓度变化小于0.1molL-1,由方程式可知,X的浓度变化量小于0.05molL-1,故c10.15molL-1,若反应开始向左进行并达到平衡,平衡时X、Y的浓度之比为14,等于化学计量数之比,可以是Z分解生成,因为X的起始浓度大于0,所以0molL-1c1甲丙(3)34 min因该反应是放热反应,34 min时体系温度高,温度对反应速率的影响占主导作用(4)AC(5)BC解析(1)经测定前4s内v(C)=0.05molL-1s
20、-1,生成C的物质的量浓度是0.05molL-1s-14s=0.2molL-1,此时消耗A是0.8molL-1-0.5molL-1=0.3molL-1,则ac=32;平衡时消耗A与B分别是0.6molL-1、0.2molL-1,则ab=31,所以该反应的化学方程式为3A(g)+B(g)2C(g)。(2)如果都用物质A表示反应速率,则根据化学反应速率之比等于相应的化学计量数之比可知甲、乙、丙中用A表示的反应速率分别是0.3molL-1s-1、0.36molL-1s-1、0.24molL-1s-1,所以甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙甲丙。(3)01min、12min、23min、3
21、4min、45min、56min内生成氢气的体积分别是50mL、70mL、104mL、168mL、80mL、30mL,因此反应速率最大的时间段是34min,这是由于该反应是放热反应,此时温度高,温度对反应速率的影响占主导作用。(4)CH3COONa与H+反应生成弱酸醋酸,H+浓度降低,反应速率减小,随着反应的进行,H+又逐渐电离出来,所以生成的氢气体积几乎不变,A项正确;加入NaNO3溶液,在酸性溶液中N具有强氧化性,与金属反应不能得到氢气,B项错误;KCl溶液相当于稀释,氢离子浓度降低,反应速率减小,且生成的氢气体积不变,C项正确;Na2CO3溶液消耗H+产生二氧化碳,最终生成的氢气体积减少
22、,D项错误。(5)单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI不满足反应速率之比等于相应的化学计量数之比,反应没有达到平衡状态,A项错误;一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂分别代表正、逆反应速率,且满足反应速率之比是相应的化学计量数之比,说明达到平衡状态,B项正确;温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化说明单质碘的浓度不再发生变化,达到平衡状态,C项正确;反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI),没有指明反应速率的方向,不能说明反应达到平衡状态,D项错误;反应前后气体体积不变,温度和体积一定时,容器内压强始终不变,不能说明反应达到平衡状态,E项错误;密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,所以温度和体积一定时,混合气体的密度不再变化,不能说明反应达到平衡状态,F项错误。
