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课时跟踪检测(十) 2.3.2 化学反应的限度
(时间：45分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括13小题，每小题5分，共65分)
1．下列事实能说明氯气与水的反应是可逆反应的是( )
A．氯水的漂白作用
B．氯水呈黄绿色
C．氯水与NaOH反应
D．氯水与锌反应产生H2
解析：选B。可逆反应就是生成物和反应物共存，反应不能进行到底。要证明氯气与水的反应是可逆反应，就是要证明有Cl2、H2O、HCl、HClO同时存在或者证明反应物没有反应完全。氯水呈黄绿色说明氯水中有Cl2，可以说明氯气与水的反应是可逆反应。酸性说明氯水中有HCl，漂白性说明氯水中有HClO，都不足以说明反应是可逆反应。
2．假设某化学反应的反应过程如图所示，观察分析，符合图中变化的化学反应为( )
A．A2＋3B22AB3
B．2AB2＋B22AB3
C．2A2B＋5B2===4AB3
D．2AB2＋B2===2AB3
解析：选B。由图可知反应物用AB2、B2表示，生成物用AB3表示，反应后反应物与生成物共存，说明反应不能进行到底，为可逆反应，结合反应前后原子守恒可知反应方程式为2AB2＋B22AB3。
3．下列反应体系中，不属于可逆反应的是( )
A．Cl2溶解于水
B．氨气溶解于水
C．工业合成氨
D．Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3和2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
解析：选D。A项，Cl2溶于水存在反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO；B项，NH3
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溶于水存在反应：NH3＋H2ONH3·H2O；C项，N2＋3H22NH3；D项，两反应的条件不同，不是可逆反应。
4．下列对于一定条件下的某可逆反应的说法中错误的是( )
A．反应开始时，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大
B．达到平衡时，同一物质的正、逆反应速率相等
C．达到平衡时，各组分的物质的量浓度保持不变
D．达到平衡时，各组分的物质的量浓度都相等
解析：选D。对于一定条件下的可逆反应达到平衡的过程中，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大；达到平衡时，v正＝v逆，各组分的物质的量浓度不再改变，但不一定都相等。
5．可以充分说明可逆反应P(g)＋Q(g)R(g)＋S(g)在恒温条件下达到平衡状态的事实是( )
A．反应器内的压强不随时间的变化而变化
B．反应器内P、Q、R、S四种气体共存
C．生成P的速率与生成S的速率相等
D．生成1 mol P必有1 mol Q生成
解析：选C。对于该反应，反应前后气体的物质的量不变，无论是否达平衡，压强一直保持不变，而且生成1 mol P必有1 mol Q生成，并保持P、Q、R、S四种气体共存。
6．一定条件下，可逆反应2AB＋3C在下列四种状态中处于平衡状态的是( )
正反应速率
逆反应速率
A
vA＝2 mol/(L·min)
vB＝2 mol/(L·min)
B
vA＝2 mol/(L·min)
vC＝2 mol/(L·min)
C
vA＝1 mol/(L·min)
vB＝2 mol/(L·min)
D
vA＝1 mol/(L·min)
vC＝1.5 mol/(L·min)
解析：选D。正反应速率和逆反应速率相等时，化学反应达到平衡状态。通过化学方程式中的化学计量数进行变换比较，A项，vA＝2 mol/(L·min)，则vB＝1 mol/(L·min)；B项，vA＝2 mol/(L·min)，则vC＝3 mol/(L·min)；C项，vA＝1 mol/(L·min)，则vB＝0.5 mol/(L·min)。
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7．CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，下列叙述中能说明上述反应在一定条件下一定达到最大限度的是( )
A．CO全部转化为乙醇
B．正反应和逆反应的化学反应速率均为零
C．CO和H2以1∶2的物质的量之比反应生成甲醇
D．反应体系中甲醇的物质的量浓度不再变化
解析：选D。可逆反应不可能完全转化，故A错误；正、逆反应速率相等，都大于0，是动态平衡，故B错误；只要反应发生，CO和H2就以1∶2的物质的量之比反应生成甲醇，故C错误；反应体系中甲醇的物质的量浓度不再变化，说明正、逆反应速率相等，故D正确。
8．下列关于可逆反应的说法中正确的是( )
A．可逆反应就是既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应
B．在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又分解生成二氧化硫和氧气，因此该反应是可逆反应
C．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%
D．碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这两个反应是可逆反应
解析：选B。可逆反应是指在相同条件下，能同时向正、逆反应方向进行的反应。可逆反应强调两点：相同条件和同时双向进行，B正确；A项中没有说明相同条件和同时进行；C项，由于是可逆反应，所以其反应物的转化率不可能达到100%；D项中的两个反应，由于反应条件不同，不能称为可逆反应。
9．在一定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行反应2NO＋O22NO2，下列说法中不正确的是( )
A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零
C．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大
D．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后与正反应速率相等
解析：选B。反应开始时，反应物浓度最大，正反应速率最大，生成物浓度为零，逆反应速率为零，A正确；随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，最终正、逆反应速率相等，但不能为零，B错误，
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C正确，D正确。
10．一定温度下，在某恒容的密闭容器中，建立化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。下列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是( )
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n mol CO的同时生成n mol H2
D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
解析：选C。A项，由于该反应是一个反应前后气体体积改变的反应，当体系的压强不再发生变化时，说明反应已达到化学平衡状态。B项，CO的正反应速率等于其逆反应速率，说明反应已达到化学平衡状态。C项，生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行，没有表示出正、逆反应速率的关系，不能说明反应已达到化学平衡状态。D项，H—H键断裂和H—O键断裂是两个相反的反应方向，1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键，即消耗1 mol H2的同时消耗了1 mol H2O，可知H2的消耗量等于其生成量，说明反应已达到化学平衡状态。
11．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。下列说法不正确的是( )
A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定
D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡
解析：选A。升温，无论是正反应，还是逆反应，反应速率均加快，A项错误；催化剂可以加快化学反应速率，B项正确；达到平衡后，各物质的反应速率保持不变，C项正确；由于CO和CO2的化学计量数相等，故当两者单位时间内消耗的物质的量相等时，反应即达到平衡，D项正确。
12．在一定条件下，向1 L密闭容器中充入3 mol X气体和1 mol Y气体，发生反应2X(g)＋2Y(g)3Z(g)＋2W(g)，达到反应最大限度时，下列各生成物浓度的数据中错误的是( )
A．c(Z)＝0.75 mol/L B．c(Z)＝1.2 mol/L
C．c(W)＝0.8 mol/L D．c(W)＝1 mol/L
解析：选D。可逆反应不能进行到底，即反应物均有剩余，所以消耗Y的物质的量必小于1 mol，而生成Z的物质的量必小于1.5 mol，生成W的物质的量必小于1 mol，所以D错。
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13．在4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol 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 mol C，经测定D的浓度为0.5 mol·L－1，下列判断正确的是( )
A．x＝1
B．B的转化率为20%
C．平衡时A的浓度为1.50 mol·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%
解析：选B。由题意，平衡时n(D)＝0.5 mol·L－1×4 L＝ 2 mol，生成2 mol C的同时生成2 mol D，所以x＝2。
由 3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)
起始/mol 6 5 0 0
变化/mol 3 1 2 2
平衡/mol 3 4 2 2
可知，B的转化率α(B)＝×100%＝20%，平衡时c(A)＝＝0.75 mol·L－1。由x＝2可知反应前后气体的物质的量不变，容器内气体的压强不变。
二、非选择题(本题包括3小题，共35分)
14．(9分)在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：
(1)根据图中数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为________________，反应达平衡时，c(H2)＝________________。
(2)判断该反应达到平衡的依据是________(填序号)。
①CO减少的速率和CO2减少的速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
解析：(1)由图分析10 min达到平衡，CO2的浓度增加了0.03 mol/L，
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则CO的浓度减小0.03 mol/L，所以v(CO)＝＝0.003 mol/(L·min)，由于起始时H2浓度为0，所以达到平衡时c(H2)＝0.03 mol/L。(2)化学平衡是动态平衡，只是正、逆反应速率相等，并不是停止反应。CO减少的速率是正反应速率，CO2减少的速率是逆反应速率，当二者相等时，v正(CO)＝v逆(CO)，可逆反应达到平衡。反应达到平衡时，各组分的浓度不再发生变化。
答案：(1)0.003 mol/(L·min) 0.03 mol/L (2)①③
15．(9分)一定温度下，在容积为V L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图所示：
(1)此反应的化学方程式中＝________。
(2)t1到t2时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为________________。
(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是________。
A．反应中M与N的物质的量之比为1∶1
B．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a mol N，同时生成b mol M
E．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的变化量之比，所以a∶b＝(8 mol－2 mol)∶(5 mol－2 mol)＝2∶1，该反应的化学方程式为2N(g)M(g)。
(2)v(M)＝＝ mol/(L·min)。
(3)达到平衡状态时，各组分的浓度不再发生变化，物质的量之比为1∶1不能说明反应达到了平衡状态，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a mol N和生成b mol M
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都表示的是正反应方向，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) mol/(L·min) (3)CE
16．(17分)在2 L密闭容器内，800 ℃时NO(g)和O2(g)反应生成NO2(g)的体系中，n(NO)随时间的变化如下表所示：
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)上述反应________(填“是”或“不是”)可逆反应，在第5 s时，NO的转化率为________。
(2)下图中表示NO2变化曲线的是________，用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．v(NO2)＝2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)
d．容器内气体密度保持不变
解析：(1)该反应是可逆反应，5 s时，NO转化率为×100%＝65%。
(2)由平衡体系2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)知，NO2为生成物，初始状态时，c(NO2)＝0，随反应的进行，c(NO2)逐渐增大，当达到平衡时，Δc(NO)＝Δc(NO2)＝－＝0.006 5 mol/L，故表示NO2变化曲线的为b。
v(NO)＝＝＝＝0.003 mol/(L·s)，则v(O2)＝v(NO)＝0.001 5 mol/(L·s)。
(3)a项中未指明正、逆反应速率，
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故无法说明该反应是否达到平衡状态；由于该反应是反应前后气体体积不相等的反应，当容器内压强保持不变时，说明该反应已达到平衡状态，故b项正确；c项中已说明正、逆反应速率相等，故说明该反应已达到平衡状态；由于气体总质量不变，气体总体积也不变，因此，无论该反应是否达到平衡，容器内气体密度总保持不变，故d项无法说明该反应是否达到平衡状态。
答案：(1)是 65% (2)b 0.001 5 mol/(L·s) (3)bc
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