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人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度课时训练
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这是一份人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度课时训练，共9页。试卷主要包含了有关反应2NH3的说法正确的是，04 ml·L-1·min-1等内容，欢迎下载使用。
1.工业上利用反应N2+3H22NH3合成氨。一定条件下,该反应体系中NH3的浓度随时间的变化关系如图所示:
5 h后,下列有关描述不正确的是( )
A.NH3的浓度不再发生变化
B.正、逆反应速率均为零
C.反应处于动态平衡
D.反应达到限度
2.(2023·广东茂名高一期中)下面关于化学反应的限度的叙述正确的是( )
A.化学反应的限度都相同
B.可以通过改变温度控制化学反应的限度
C.可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度
D.当一个化学反应在一定条件下达到限度时,反应即停止
3.恒容密闭容器中进行的可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g),下列不能说明该反应达到平衡状态的是( )
A.单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO2
B.混合气体的颜色不再改变
C.混合气体的压强不再改变
D.混合气体的密度不再改变
4.对于在恒容密闭容器中进行的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),下列说法错误的是( )
A.其他条件不变,充入少量He,则反应速率增大
B.若v正(CO)=v逆(H2O),则反应达到平衡状态
C.其他条件不变,增加C(s)的质量,反应速率不变
D.若混合气体的平均相对分子质量不再改变,则反应达到平衡状态
5.(2023·江苏盐城响水清源中学月考)有关反应2NH3的说法正确的是( )
A.升高温度可减慢反应速率
B.使用催化剂可提高反应速率
C.达到平衡时,v(正)=v(逆)=0
D.达到平衡时,H2转化率可达100%
6.(2023·黑龙江佳木斯高一期中)一定温度下,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入NO2(g)发生的反应为2NO2(g,红棕色)N2O4(g,无色),容器内n(NO2)、n(N2O4)与反应时间(t)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点处,反应达到平衡状态
B.反应过程中容器内气体颜色变深
C.t1 min后,再向容器中充入1 ml He(g),正、逆反应速率均增大
D.容器内气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡状态
7.(2023·江苏徐州树恩高级中学月考)在恒温恒容下,反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g),达到平衡状态的标志是( )
A.c(A)不再变化
B.A、B、C、D的反应速率之比为2∶2∶3∶1
C.单位时间内生成n ml B,同时消耗1.5n ml C
D.容器内各气体浓度相等
8.(2023·河南驻马店高一期中)在一定条件下,容器内某一反应中参加反应的气体M和气体N的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示,下列表述正确的是( )
A.反应的化学方程式为2MN
B.t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M的浓度的2倍
9.(2023·江苏盐城高一期中)研究反应2X(g)Y(g)+Z(g)的化学反应速率的影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度随反应时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( )
A.比较实验②④得出:升高温度,化学反应速率加快
B.比较实验①②得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快
C.在0~10 min内,实验②的平均化学反应速率v(Y)=0.04 ml·L-1·min-1
D.由图可知,40 min时实验①~④中反应均已达到平衡状态
10.向恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,逆反应速率随时间的变化如图所示。由图可得出的正确结论是( )
A.从a点到c点过程中反应物的浓度逐渐增大
B.从图像可知正反应一定为放热反应
C.c点时,反应达到最大限度
D.Δt1=Δt2时,SO2的浓度变化a~b段小于b~c段
关键能力提升练
11.(2023·湖南邵阳高一期中)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义。对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),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.A点的正反应速率比B点的小
B.C点处反应达到平衡
C.D点(t1时刻)和E点(t2时刻)处n(N2)不相等
D.E点处反应达到平衡
12.(2023·江苏宿迁泗阳县实验高级中学校考阶段练习)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。下列描述错误的是( )
A.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为
0.079 ml·L-1·s-1
B.反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 ml·L-1
C.反应开始到10 s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)
13.(2023·江苏淮安阶段练习)如图所示为800 ℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析能得出的结论是( )
A.发生的反应可表示为2B(g)+C(g)2A(g)
B.反应开始时,正、逆反应同时开始
C.前2 min内A的分解速率为0.1 ml·L-1·min-1
D.2 min时该反应未达到化学平衡状态
14.(2023·山西忻州高一期中)在4 L密闭容器中充入6 ml A气体和5 ml B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2 ml C,经测定,D的浓度为0.5 ml·L-1。下列判断正确的是( )
A.式中x=1
B.平衡B的转化率为20%
C.平衡时A的浓度为1.5 ml·L-1
D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%
15.(2023·江苏盐城阶段练习)一定温度下,在2 L容积不变的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反应过程中部分数据如下:
下列说法不正确的是( )
A.使用催化剂是为了增大反应速率
B.0~5 min内,用SO2表示的平均反应速率为0.036 ml·L-1·min-1
C.容器内气体压强保持不变,说明反应已达到平衡状态
D.5 min时,SO2的转化率已达到该条件下的最大值
16.某温度时在2 L容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.该反应的化学方程式为X+3Y2Z
B.反应开始至2 min末,用Z表示的平均反应速率为0.05 ml·L-1·min-1
C.混合气体的总质量不随时间的变化而变化,不能说明反应已达化学平衡状态
D.平衡后X的转化率为30%
17.在一定条件下,某可逆反应的正反应速率、逆反应速率随时间的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.t1时刻,正反应速率小于逆反应速率
B.t2时刻的正反应速率小于t3时刻的逆反应速率
C.t4时刻,反应处于平衡状态,正、逆反应速率均为0
D.t4时刻,保持其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均加快
18.HI常用作有机反应中的还原剂,受热发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)。一定温度时,向1 L密闭容器中充入1 ml HI,体系中c(HI)与反应时间t的关系如图。下列说法不正确的是( )
A.HI的还原性与-1价碘元素有关
B.20 min时,n(HI)=0.91 ml
C.40 min时,有85%的HI发生分解
D.120 min时,反应达到了平衡状态
19.在催化剂及加热条件下,将SO2与足量O2置于恒容密闭容器中发生反应。SO2与SO3的物质的量浓度随时间的变化如图所示,请回答下列问题。
(1)写出反应的化学方程式: 。
(2)5 min后c(SO2)与c(SO3)不再随时间改变的原因是 。
(3)由图像可知SO2与O2的反应是可逆反应,证据是
。
(4)若将SO2与足量18O2反应,当三氧化硫的浓度不再随时间改变时,容器中18O存在于以下物质中:18O18O、S18O18O18O、
(说明:本题用18O2或者18O18O表示氧气分子中的2个O原子均为18O,以此类推)。
分层作业11 化学反应的限度 化学反应条件的控制
1.B 解析 由图示可知,5h后反应达到平衡状态,NH3的浓度不再发生变化,A正确;可逆反应的平衡状态为动态平衡,平衡时正、逆反应速率相等,但不等于零,B错误,C正确;当可逆反应达到平衡状态时,反应达到限度,D正确。
2.B 解析 化学反应不同,一般限度不同,A错误;化学反应的限度与反应时间无关,C错误;当化学反应在一定条件下达到限度时,正、逆反应速率相等,反应未停止,D错误。
3.D 解析 单位时间内生成nmlO2,必然消耗2nmlNO2,同时又生成2nmlNO2,则该反应达到平衡状态,A正确;恒容条件下,混合气体的颜色不再改变,则c(NO2)不变,该反应达到平衡状态,B正确;混合气体的压强不变,说明气体的总物质的量不变,则该反应达到平衡状态,C正确;恒容条件下进行反应,混合气体的总质量不变,则密度始终不变,不能判断是否达到平衡状态,D错误。
4.A 解析 恒容条件下,充入少量He,反应物的浓度不变,反应速率不变,A错误;其他条件不变,增加C(s)的质量,不能改变其浓度,故反应速率不变,C正确;该反应中C(s)是固体,平衡建立过程中气体总质量和总物质的量不断变化,混合气体的平均相对分子质量不断变化,当其不变时,该反应达到平衡状态,D正确。
5.B 解析 升高温度反应速率加快,A错误;使用催化剂可以加快反应速率,B正确;化学平衡为动态平衡,平衡时v(正)=v(逆)≠0,C错误;该反应为可逆反应,反应不能进行到底,因此达到平衡时,H2转化率小于100%,D错误。
6.D 解析 根据图示可知,a点所在曲线为二氧化氮的物质的量曲线。a点处之后二氧化氮的物质的量仍减小,说明a点反应没有达到平衡状态,A错误;随着反应进行,二氧化氮转化为无色四氧化二氮,反应过程中容器内气体颜色变浅,B错误;恒容密闭容器中,充入He(g)不影响反应物的浓度,故不影响反应的速率,C错误;正向反应为气体分子数减小的反应,容器内气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡状态,D正确。
7.A 解析 化学反应达到平衡状态时,各物质浓度不再随时间延长而改变,c(A)不再变化,说明反应一定达到平衡状态,A符合题意;任意时刻,用不同物质表示的速率比都等于系数比,A、B、C、D的反应速率之比为2∶2∶3∶1,反应不一定平衡,B不符合题意;单位时间内生成nmlB,同时消耗1.5nmlC,都代表逆方向,不能判断正、逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,C不符合题意;容器内各气体浓度相等,不能判断各物质浓度是否随时间延长而改变,反应不一定平衡,D不符合题意。
8.D 解析 N为反应物,M是生成物,反应的化学方程式应为2NM,A错误;t2时M与N的物质的量相同,此时v正>v逆,B错误;t3时反应达到平衡状态,则有v正=v逆,C错误;t1时N有6ml,M有3ml,恒容容器中物质的浓度之比等于其物质的量之比,则有c(N)=2c(M),D正确。
9.C 解析 实验②④的起始物质的量浓度相等,实验②的温度为800℃,实验④的温度为820℃,实验④的反应速率明显较快,说明温度升高,化学反应速率加快,A正确;实验①②的温度相同,实验①的X的物质的量浓度大,反应速率明显快,故增大反应物浓度,化学反应速率加快,B正确;在0~10min内,实验②的平均化学反应速率v(X)==0.02ml·L-1·min-1,则v(Y)=0.01ml·L-1·min-1,C错误;由图可知,40min后实验①~④中反应中c(X)均保持不变,故40min时均已达到平衡状态,D正确。
10.C 解析 由图可知,a点到c点过程v逆逐渐增大,说明生成物浓度逐渐增大,则反应物的浓度逐渐减小,A错误;随着反应的进行,生成物浓度逐渐增大,v逆逐渐增大,根据图示不能判断温度对反应的影响,故不能判断正反应是吸热反应还是放热反应,B错误;c点后v逆保持不变,说明生成物浓度不变,则该反应达到最大限度,C正确;图中a~b段反应速率比b~c段反应速率快,则Δt1=Δt2时,SO2的浓度变化a~b段大于b~c段,D错误。
11.D 解析 根据题目所给图像,A点反应物浓度大于B点,则A点正反应速率应大于B点,A错误;C点之后反应物的量还在发生变化,故C点反应未达到平衡,B错误;D点与E点表达的是处于同一平衡状态的两种物质的物质的量,因为是同一平衡状态,N2的物质的量肯定相等,C错误;E点化学反应处于平衡状态,D正确。
12.B 解析 反应开始到10s,Z的物质的量增多1.58ml,用Z表示的反应速率为=0.079ml·L-1·s-1,故A正确;反应开始到10s,X的物质的量减少了0.79ml,X的物质的量浓度减少了0.395ml·L-1,故B错误;反应开始到10s时,Y的转化率为×100%=79.0%,故C正确;反应开始到10s,X、Y物质的量都减少0.79ml、Z物质的量增多1.58ml,X、Y是反应物,Z是生成物,系数比等于变化量比,所以反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),故D正确。
13.C 解析 由反应物浓度的变化之比等于化学计量数之比可得:Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.2ml·L-1∶0.2ml·L-1∶0.1ml·L-1=2∶2∶1,则反应的化学方程式为2A(g)2B(g)+C(g),A错误;A的物质的量浓度减小,B和C的物质的量浓度增加,则A为反应物,B和C为生成物,开始时C的物质的量为0,故反应是从正反应开始,B错误;由图可知前2min的Δc(A)=0.2ml·L-1,则有v(A)==0.1ml·L-1·min-1,C正确;由图可知,2min后各物质的浓度均保持不变,则2min时该反应达到平衡状态,D错误。
14.B 解析 达到平衡时生成2mlC,D的物质的量为4L×0.5ml·L-1=2ml,列出“三段式”:
3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)
起始量/ml6500
转化量/ml312x
平衡量/ml3422
由以上分析可知x=2,A错误;平衡时B的转化率为×100%=20%,B正确;平衡时A的浓度为=0.75ml·L-1,C错误;该反应前后气体的总物质的量不变,则压强不变,D错误。
15.B 解析 0~5min内生成0.18mlSO3,同时应消耗0.18mlSO2,则用SO2表示的平均反应速率为=0.018ml·L-1·min-1,B错误;恒容条件下,容器内气体压强保持不变,则气体总物质的量不变,说明反应已达到平衡状态,C正确;5min时已消耗0.18mlSO2,则剩余SO2为0.2ml-0.18ml=0.02ml,与第10min时SO2的物质的量相同,故5min时已达到平衡状态,SO2的转化率达到最大值,D正确。
16.A 解析 由图像可知,反应中X、Y的物质的量减少,则X、Y应为反应物,Z的物质的量增多,则Z为生成物,当反应进行到2min末时,X、Y的物质的量不变且不为0,属于可逆反应,平衡时Δn(Y)=0.1ml,Δn(X)=0.3ml,Δn(Z)=0.2ml,参加反应的各物质的物质的量之比等于其化学计量数之比,则对应反应的化学方程式为3X+Y2Z,A错误;反应开始至2min末,Z的反应速率为v(Z)==0.05ml·L-1·min-1,B正确;混合气体的总质量始终不随时间的变化而变化,则总质量不变不能判断可逆反应到达平衡状态,C正确;平衡后X的转化率为×100%=30%,D正确。
17.D 解析 根据图像可知,在t1时刻,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,A错误;在t2、t3时刻,反应都没有达到平衡,反应正向进行,因此正反应速率大于逆反应速率,且正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大。当反应达到平衡的t4时刻,正反应速率与逆反应速率相等,此时正反应速率最小,逆反应速率达到最大值,因此t2时刻的正反应速率大于t3时刻的逆反应速率,B错误;化学平衡为动态平衡,在t4时刻,反应处于平衡状态,此时正、逆反应速率相等但不为0,C错误;t4时刻,保持其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均加快,D正确。
18.C 解析 HI中I元素显-1价,具有较强的还原性,易被氧化生成I2,A正确;图中20min时,c(HI)=0.91ml·L-1,容器容积为1L,则有n(HI)=0.91ml,B正确;40min时,c(HI)=0.85ml·L-1,此时n(HI)=0.85ml,故HI的转化率为×100%=15%,C错误;由图可知,120min后,c(HI)保持0.78ml·L-1不变,则该反应达到平衡状态,D正确。
19.答案 (1)2SO2+O22SO3
(2)该反应达到平衡状态
(3)O2足量的情况下,SO2的浓度始终不为0(或者SO3的浓度始终不为5 ml·L-1)
(4)S18O18O、SO18O、18OO、S18O18OO、S18OOO
解析 (2)5min后c(SO2)与c(SO3)不再随时间改变的原因是反应达到平衡状态。
(3)由图像可知SO2与O2的反应是可逆反应,证据是在O2足量的情况下,SO2的浓度始终不为0,SO3的浓度也始终不是5ml·L-1。
(4)若将SO2与足量18O2反应,由于反应可逆,反应可向正、逆两个方向进行,当三氧化硫的浓度不再随时间改变时,容器中18O存在于以下物质中:18O18O、S18O18O18O、S18O18O、SO18O、18OO、S18O18OO、S18OOO。时间/min
n/ml
n(SO2)
n(O2)
n(SO3)
0
0.2
0.2
0
5
0.18
10
0.02
1.工业上利用反应N2+3H22NH3合成氨。一定条件下,该反应体系中NH3的浓度随时间的变化关系如图所示:
5 h后,下列有关描述不正确的是( )
A.NH3的浓度不再发生变化
B.正、逆反应速率均为零
C.反应处于动态平衡
D.反应达到限度
2.(2023·广东茂名高一期中)下面关于化学反应的限度的叙述正确的是( )
A.化学反应的限度都相同
B.可以通过改变温度控制化学反应的限度
C.可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度
D.当一个化学反应在一定条件下达到限度时,反应即停止
3.恒容密闭容器中进行的可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g),下列不能说明该反应达到平衡状态的是( )
A.单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO2
B.混合气体的颜色不再改变
C.混合气体的压强不再改变
D.混合气体的密度不再改变
4.对于在恒容密闭容器中进行的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),下列说法错误的是( )
A.其他条件不变,充入少量He,则反应速率增大
B.若v正(CO)=v逆(H2O),则反应达到平衡状态
C.其他条件不变,增加C(s)的质量,反应速率不变
D.若混合气体的平均相对分子质量不再改变,则反应达到平衡状态
5.(2023·江苏盐城响水清源中学月考)有关反应2NH3的说法正确的是( )
A.升高温度可减慢反应速率
B.使用催化剂可提高反应速率
C.达到平衡时,v(正)=v(逆)=0
D.达到平衡时,H2转化率可达100%
6.(2023·黑龙江佳木斯高一期中)一定温度下,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入NO2(g)发生的反应为2NO2(g,红棕色)N2O4(g,无色),容器内n(NO2)、n(N2O4)与反应时间(t)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点处,反应达到平衡状态
B.反应过程中容器内气体颜色变深
C.t1 min后,再向容器中充入1 ml He(g),正、逆反应速率均增大
D.容器内气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡状态
7.(2023·江苏徐州树恩高级中学月考)在恒温恒容下,反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g),达到平衡状态的标志是( )
A.c(A)不再变化
B.A、B、C、D的反应速率之比为2∶2∶3∶1
C.单位时间内生成n ml B,同时消耗1.5n ml C
D.容器内各气体浓度相等
8.(2023·河南驻马店高一期中)在一定条件下,容器内某一反应中参加反应的气体M和气体N的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示,下列表述正确的是( )
A.反应的化学方程式为2MN
B.t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M的浓度的2倍
9.(2023·江苏盐城高一期中)研究反应2X(g)Y(g)+Z(g)的化学反应速率的影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度随反应时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( )
A.比较实验②④得出:升高温度,化学反应速率加快
B.比较实验①②得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快
C.在0~10 min内,实验②的平均化学反应速率v(Y)=0.04 ml·L-1·min-1
D.由图可知,40 min时实验①~④中反应均已达到平衡状态
10.向恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,逆反应速率随时间的变化如图所示。由图可得出的正确结论是( )
A.从a点到c点过程中反应物的浓度逐渐增大
B.从图像可知正反应一定为放热反应
C.c点时,反应达到最大限度
D.Δt1=Δt2时,SO2的浓度变化a~b段小于b~c段
关键能力提升练
11.(2023·湖南邵阳高一期中)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义。对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),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.A点的正反应速率比B点的小
B.C点处反应达到平衡
C.D点(t1时刻)和E点(t2时刻)处n(N2)不相等
D.E点处反应达到平衡
12.(2023·江苏宿迁泗阳县实验高级中学校考阶段练习)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。下列描述错误的是( )
A.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为
0.079 ml·L-1·s-1
B.反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 ml·L-1
C.反应开始到10 s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)
13.(2023·江苏淮安阶段练习)如图所示为800 ℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化,只从图上分析能得出的结论是( )
A.发生的反应可表示为2B(g)+C(g)2A(g)
B.反应开始时,正、逆反应同时开始
C.前2 min内A的分解速率为0.1 ml·L-1·min-1
D.2 min时该反应未达到化学平衡状态
14.(2023·山西忻州高一期中)在4 L密闭容器中充入6 ml A气体和5 ml B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2 ml C,经测定,D的浓度为0.5 ml·L-1。下列判断正确的是( )
A.式中x=1
B.平衡B的转化率为20%
C.平衡时A的浓度为1.5 ml·L-1
D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%
15.(2023·江苏盐城阶段练习)一定温度下,在2 L容积不变的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反应过程中部分数据如下:
下列说法不正确的是( )
A.使用催化剂是为了增大反应速率
B.0~5 min内,用SO2表示的平均反应速率为0.036 ml·L-1·min-1
C.容器内气体压强保持不变,说明反应已达到平衡状态
D.5 min时,SO2的转化率已达到该条件下的最大值
16.某温度时在2 L容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.该反应的化学方程式为X+3Y2Z
B.反应开始至2 min末,用Z表示的平均反应速率为0.05 ml·L-1·min-1
C.混合气体的总质量不随时间的变化而变化,不能说明反应已达化学平衡状态
D.平衡后X的转化率为30%
17.在一定条件下,某可逆反应的正反应速率、逆反应速率随时间的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.t1时刻,正反应速率小于逆反应速率
B.t2时刻的正反应速率小于t3时刻的逆反应速率
C.t4时刻,反应处于平衡状态,正、逆反应速率均为0
D.t4时刻,保持其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均加快
18.HI常用作有机反应中的还原剂,受热发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)。一定温度时,向1 L密闭容器中充入1 ml HI,体系中c(HI)与反应时间t的关系如图。下列说法不正确的是( )
A.HI的还原性与-1价碘元素有关
B.20 min时,n(HI)=0.91 ml
C.40 min时,有85%的HI发生分解
D.120 min时,反应达到了平衡状态
19.在催化剂及加热条件下,将SO2与足量O2置于恒容密闭容器中发生反应。SO2与SO3的物质的量浓度随时间的变化如图所示,请回答下列问题。
(1)写出反应的化学方程式: 。
(2)5 min后c(SO2)与c(SO3)不再随时间改变的原因是 。
(3)由图像可知SO2与O2的反应是可逆反应,证据是
。
(4)若将SO2与足量18O2反应,当三氧化硫的浓度不再随时间改变时,容器中18O存在于以下物质中:18O18O、S18O18O18O、
(说明:本题用18O2或者18O18O表示氧气分子中的2个O原子均为18O,以此类推)。
分层作业11 化学反应的限度 化学反应条件的控制
1.B 解析 由图示可知,5h后反应达到平衡状态,NH3的浓度不再发生变化,A正确;可逆反应的平衡状态为动态平衡,平衡时正、逆反应速率相等,但不等于零,B错误,C正确;当可逆反应达到平衡状态时,反应达到限度,D正确。
2.B 解析 化学反应不同,一般限度不同,A错误;化学反应的限度与反应时间无关,C错误;当化学反应在一定条件下达到限度时,正、逆反应速率相等,反应未停止,D错误。
3.D 解析 单位时间内生成nmlO2,必然消耗2nmlNO2,同时又生成2nmlNO2,则该反应达到平衡状态,A正确;恒容条件下,混合气体的颜色不再改变,则c(NO2)不变,该反应达到平衡状态,B正确;混合气体的压强不变,说明气体的总物质的量不变,则该反应达到平衡状态,C正确;恒容条件下进行反应,混合气体的总质量不变,则密度始终不变,不能判断是否达到平衡状态,D错误。
4.A 解析 恒容条件下,充入少量He,反应物的浓度不变,反应速率不变,A错误;其他条件不变,增加C(s)的质量,不能改变其浓度,故反应速率不变,C正确;该反应中C(s)是固体,平衡建立过程中气体总质量和总物质的量不断变化,混合气体的平均相对分子质量不断变化,当其不变时,该反应达到平衡状态,D正确。
5.B 解析 升高温度反应速率加快,A错误;使用催化剂可以加快反应速率,B正确;化学平衡为动态平衡,平衡时v(正)=v(逆)≠0,C错误;该反应为可逆反应,反应不能进行到底,因此达到平衡时,H2转化率小于100%,D错误。
6.D 解析 根据图示可知,a点所在曲线为二氧化氮的物质的量曲线。a点处之后二氧化氮的物质的量仍减小,说明a点反应没有达到平衡状态,A错误;随着反应进行,二氧化氮转化为无色四氧化二氮,反应过程中容器内气体颜色变浅,B错误;恒容密闭容器中,充入He(g)不影响反应物的浓度,故不影响反应的速率,C错误;正向反应为气体分子数减小的反应,容器内气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡状态,D正确。
7.A 解析 化学反应达到平衡状态时,各物质浓度不再随时间延长而改变,c(A)不再变化,说明反应一定达到平衡状态,A符合题意;任意时刻,用不同物质表示的速率比都等于系数比,A、B、C、D的反应速率之比为2∶2∶3∶1,反应不一定平衡,B不符合题意;单位时间内生成nmlB,同时消耗1.5nmlC,都代表逆方向,不能判断正、逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,C不符合题意;容器内各气体浓度相等,不能判断各物质浓度是否随时间延长而改变,反应不一定平衡,D不符合题意。
8.D 解析 N为反应物,M是生成物,反应的化学方程式应为2NM,A错误;t2时M与N的物质的量相同,此时v正>v逆,B错误;t3时反应达到平衡状态,则有v正=v逆,C错误;t1时N有6ml,M有3ml,恒容容器中物质的浓度之比等于其物质的量之比,则有c(N)=2c(M),D正确。
9.C 解析 实验②④的起始物质的量浓度相等,实验②的温度为800℃,实验④的温度为820℃,实验④的反应速率明显较快,说明温度升高,化学反应速率加快,A正确;实验①②的温度相同,实验①的X的物质的量浓度大,反应速率明显快,故增大反应物浓度,化学反应速率加快,B正确;在0~10min内,实验②的平均化学反应速率v(X)==0.02ml·L-1·min-1,则v(Y)=0.01ml·L-1·min-1,C错误;由图可知,40min后实验①~④中反应中c(X)均保持不变,故40min时均已达到平衡状态,D正确。
10.C 解析 由图可知,a点到c点过程v逆逐渐增大,说明生成物浓度逐渐增大,则反应物的浓度逐渐减小,A错误;随着反应的进行,生成物浓度逐渐增大,v逆逐渐增大,根据图示不能判断温度对反应的影响,故不能判断正反应是吸热反应还是放热反应,B错误;c点后v逆保持不变,说明生成物浓度不变,则该反应达到最大限度,C正确;图中a~b段反应速率比b~c段反应速率快,则Δt1=Δt2时,SO2的浓度变化a~b段大于b~c段,D错误。
11.D 解析 根据题目所给图像,A点反应物浓度大于B点,则A点正反应速率应大于B点,A错误;C点之后反应物的量还在发生变化,故C点反应未达到平衡,B错误;D点与E点表达的是处于同一平衡状态的两种物质的物质的量,因为是同一平衡状态,N2的物质的量肯定相等,C错误;E点化学反应处于平衡状态,D正确。
12.B 解析 反应开始到10s,Z的物质的量增多1.58ml,用Z表示的反应速率为=0.079ml·L-1·s-1,故A正确;反应开始到10s,X的物质的量减少了0.79ml,X的物质的量浓度减少了0.395ml·L-1,故B错误;反应开始到10s时,Y的转化率为×100%=79.0%,故C正确;反应开始到10s,X、Y物质的量都减少0.79ml、Z物质的量增多1.58ml,X、Y是反应物,Z是生成物,系数比等于变化量比,所以反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),故D正确。
13.C 解析 由反应物浓度的变化之比等于化学计量数之比可得:Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.2ml·L-1∶0.2ml·L-1∶0.1ml·L-1=2∶2∶1,则反应的化学方程式为2A(g)2B(g)+C(g),A错误;A的物质的量浓度减小,B和C的物质的量浓度增加,则A为反应物,B和C为生成物,开始时C的物质的量为0,故反应是从正反应开始,B错误;由图可知前2min的Δc(A)=0.2ml·L-1,则有v(A)==0.1ml·L-1·min-1,C正确;由图可知,2min后各物质的浓度均保持不变,则2min时该反应达到平衡状态,D错误。
14.B 解析 达到平衡时生成2mlC,D的物质的量为4L×0.5ml·L-1=2ml,列出“三段式”:
3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)
起始量/ml6500
转化量/ml312x
平衡量/ml3422
由以上分析可知x=2,A错误;平衡时B的转化率为×100%=20%,B正确;平衡时A的浓度为=0.75ml·L-1,C错误;该反应前后气体的总物质的量不变,则压强不变,D错误。
15.B 解析 0~5min内生成0.18mlSO3,同时应消耗0.18mlSO2,则用SO2表示的平均反应速率为=0.018ml·L-1·min-1,B错误;恒容条件下,容器内气体压强保持不变,则气体总物质的量不变,说明反应已达到平衡状态,C正确;5min时已消耗0.18mlSO2,则剩余SO2为0.2ml-0.18ml=0.02ml,与第10min时SO2的物质的量相同,故5min时已达到平衡状态,SO2的转化率达到最大值,D正确。
16.A 解析 由图像可知,反应中X、Y的物质的量减少,则X、Y应为反应物,Z的物质的量增多,则Z为生成物,当反应进行到2min末时,X、Y的物质的量不变且不为0,属于可逆反应,平衡时Δn(Y)=0.1ml,Δn(X)=0.3ml,Δn(Z)=0.2ml,参加反应的各物质的物质的量之比等于其化学计量数之比,则对应反应的化学方程式为3X+Y2Z,A错误;反应开始至2min末,Z的反应速率为v(Z)==0.05ml·L-1·min-1,B正确;混合气体的总质量始终不随时间的变化而变化,则总质量不变不能判断可逆反应到达平衡状态,C正确;平衡后X的转化率为×100%=30%,D正确。
17.D 解析 根据图像可知,在t1时刻,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,A错误;在t2、t3时刻,反应都没有达到平衡,反应正向进行,因此正反应速率大于逆反应速率,且正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大。当反应达到平衡的t4时刻,正反应速率与逆反应速率相等,此时正反应速率最小,逆反应速率达到最大值,因此t2时刻的正反应速率大于t3时刻的逆反应速率,B错误;化学平衡为动态平衡,在t4时刻,反应处于平衡状态,此时正、逆反应速率相等但不为0,C错误;t4时刻,保持其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均加快,D正确。
18.C 解析 HI中I元素显-1价,具有较强的还原性,易被氧化生成I2,A正确;图中20min时,c(HI)=0.91ml·L-1,容器容积为1L,则有n(HI)=0.91ml,B正确;40min时,c(HI)=0.85ml·L-1,此时n(HI)=0.85ml,故HI的转化率为×100%=15%,C错误;由图可知,120min后,c(HI)保持0.78ml·L-1不变,则该反应达到平衡状态,D正确。
19.答案 (1)2SO2+O22SO3
(2)该反应达到平衡状态
(3)O2足量的情况下,SO2的浓度始终不为0(或者SO3的浓度始终不为5 ml·L-1)
(4)S18O18O、SO18O、18OO、S18O18OO、S18OOO
解析 (2)5min后c(SO2)与c(SO3)不再随时间改变的原因是反应达到平衡状态。
(3)由图像可知SO2与O2的反应是可逆反应,证据是在O2足量的情况下,SO2的浓度始终不为0,SO3的浓度也始终不是5ml·L-1。
(4)若将SO2与足量18O2反应,由于反应可逆,反应可向正、逆两个方向进行,当三氧化硫的浓度不再随时间改变时,容器中18O存在于以下物质中:18O18O、S18O18O18O、S18O18O、SO18O、18OO、S18O18OO、S18OOO。时间/min
n/ml
n(SO2)
n(O2)
n(SO3)
0
0.2
0.2
0
5
0.18
10
0.02
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