【优化方案】高中化第2章第三节第2课时知能优化训练精品练新人教必修2
[学生用书P 46]
1．(2011年沈阳高一检测)对于化学反应的限度的叙述，错误的是( ) A ．任何可逆反应都有一定的限度
B ．化学反应达到限度时，正逆反应速率相等
C ．化学反应的限度与时间的长短无关
D ．化学反应的限度是不可改变的
解析：选D 。任何可逆反应都有一定的限度，当反应达到限度时，即反应达到化学平衡，此时v (正)＝v (逆)，对同一可逆反应，达到化学平衡时，当外界条件不变时，反应的限度不变，与时间长短无关，但当外界条件发生改变，引起v (正)与v (逆)不相等时，化学平衡被破坏，化学反应的限度也会发生改变。
2．可逆反应：2NO 2(g) 2NO(g)＋O 2(g)，在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O 2的同时生成2n mol NO 2
②单位时间内生成n mol O 2的同时生成2n mol NO ③用NO 2、NO 、O 2表示的反应速率的比为2∶2∶１的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A ．①④⑥⑦B ．②③⑤⑦C ．①③④⑤ D ．全部
解析：选A 。本题不仅考查了化学平衡的直接标志，也要求对化学平衡的间接标志进行分析判断。①中单位时间内生成n mol O 2必同时消耗2n mol NO 2，而生成2n mol NO 2时，必同时消耗n mol O 2，能说明反应已达到平衡，②不能说明。③中无论达到平衡与否，各物质化学反应速率之比都等于化学计量数之比。④有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡。⑤体积固定，气体质量反应前后不变，密度始终不变。⑥反应前后气体体积不等，压强不变，意味着各物质的含量不再变化。⑦由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，说明反应达到平衡。
3．(2011年湘潭高一检测)在一密闭容器中进行反应：2SO 2(g)＋O 2(g) 2SO 3(g)，
已知反应过程中某一时刻SO 2、O 2、SO 3的浓度分别为0.2 mol ·Ｌ－1、0.1 mol ·Ｌ－1
、0.2 mol ·Ｌ－1
，当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )
A ．SO 2为0.4 mol ·Ｌ－1，O 2为0.2 mol ·Ｌ
－1
B ．SO 2为0.25 mo l ·Ｌ
－1
C ．SO
3为0.4 mol ·Ｌ－1
D ．SO 2、SO 3圴为0.15 mol ·Ｌ
－1
解析：选B 。化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不可能完全转化的，所以平
衡时各物质的浓度范围为0＜c (SO 2)＜0.4 mol ·Ｌ－1,0＜c (O 2)＜0.2 mol ·Ｌ－1
，0＜c (SO 3)＜0.4
mol ·Ｌ－1
，因此A 、C 错误；对于D 项，若SO 2为0.15 mol ·Ｌ－1
，则转化的SO
2的浓度为(0.2－0.15) mol ·Ｌ－1＝0.05 mol ·Ｌ－1，此时SO 3的浓度为(0.2＋0.05) mo l ·Ｌ－1＝0.25 mol ·Ｌ－
1
，故D 错误。
4．天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为
CH 4＋2O 2――→点燃
CO 2＋2H 2O ，C 3H 8＋
5O 2――→点燃3CO 2＋4H 2O ，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改为烧液化石油气，应采用的正确措施是( )
A ．减少空气进入量，增大石油气进入量
B ．增大空气进入量，减少石油气进入量
C．减少空气进入量，减少石油气进入量
D．增大空气进入量，增大石油气进入量
解析：选B。从化学方程式可知，单位体积的甲烷比液化石油气燃烧耗O2少，若改烧液化石油气，必须增大进空气量或减少进石油气量。
5．在2 L容器中有3种物质进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图所示，
反应在t时刻达到平衡。
(1)该反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(2)反应起始至t时刻，Y的平均反应速率是________。
(3)关于该反应的说法正确的是________。
A．到达t时刻该反应已停止
B．在t时刻之前X的消耗速率大于它的生成速率
C．在t时刻正反应速率等于逆反应速率
D．在t时刻达到平衡是因为此时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等
解析：(1)由图象知，从0～t时刻，n(X)减小，n(Y)增大，n(Z)增大，可以确定X为反应物，Y、Z为生成物，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.8∶1.2∶0.4＝2∶3∶1，故该反应的化
学方程式为：2X3Y＋Z。
(2)v(Y)＝Δc
Δt
＝
Δn
V·Δt
＝
1.2 mol
2 L×t min
＝
0.6
t
mol·(L·min)－1。
(3)化学平衡是一种动态平衡，故A错；在t时刻之前，可逆反应尚未达到化学平衡，此
时v正(X)>v逆(X)，故B对；在t时刻，可逆反应已达化学平衡，此时正、逆反应速率相等，
故C对；在t时刻达到化学平衡是因为此时反应混合物中各组分的浓度不再变化，故D错。
答案：(1)2X3Y＋Z (2)0.6
t
mol·(L·min)－1(3)BC
一、单项选择题
1．(2011年韶关高一检测)对处于化学平衡的体系，由化学平衡与化学反应速率的关系可
知( )
A．化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动
B．化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化
C．正反应进行的程度大，正反应速率一定大
D．只有在有催化剂存在时，才会发生化学反应速率变化，而化学平衡不移动的情况
解析：选B。平衡移动是正、逆反应速率变化不相等所致，同等程度改变正、逆反应速率，平衡也不移动，而能使正、逆反应速率变化相同的条件不只催化剂一项。
2．对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长时间后，18O原子( )
A．存在于SO2、O2、SO3中
B．只存在于SO2、O2中
C．只存在于O2、SO3中
D．只存在于SO3中
解析：选A。由于该反应是可逆的，加入18O2后生成的SO3中含有18O，SO3分解生成SO2和O2，所以SO2和O2中也含有18O。
3．一定条件下的密闭容器中，可逆反应2A(g) B(g)＋3C(g)在下列四种状态中
处于平衡状态的是( )
反应速率 A B C D
v(正)/m ol·(L·
min)－1v(A) ＝2
v(A) ＝
1
v(A) ＝
1
v(A) ＝2
v(逆)/mol·(L·
min)－1v(B) ＝2
v(B) ＝
1.5
v(C) ＝
1.5
v(C) ＝2
解析：选C。按平衡状态的特点，将以不同物质表示的反应速率转化成同一物质向正、逆
两个方向的反应速率，C项是相等的。
4．(2011年珠海高一检测)一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是( )
A．N2、H2和NH3的质量分数不再改变
B．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶２
C．N2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量的2倍
D．单位时间里每生成 1 mol N2，同时消耗 2 mol NH3
解析：选A。化学平衡状态的标志实质是v正＝v逆≠0，体现在各组分的浓度(或质量分数)不再改变，而与各组分的浓度比例无关。D中，单位时间里每生成 1 mol N2，同时生成 2 mol NH3，就达到平衡状态。
5．(2011年清远高一检测)下列说法中，可以证明反应N2＋3H22NH3已达平衡状态的是( )
A．一个N≡Ｎ键断裂的同时，有3个H—H键断裂
B．一个N≡N键断裂的同时，有6个H—H键形成
C．一个N≡Ｎ键断裂的同时，有1个N≡Ｎ键形成
D．一个N≡Ｎ键断裂的同时，有6个N—H键形成
解析：选C。化学反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等并且不等于零。对于每个选
项的叙述都要换算成为同一种物质的正反应速率和逆反应速率进行比较。对于化学键的断裂
和形成换算为同种物质的消耗速率或者生成速率进行比较。
6．(2011年天津高一检测)CO和H2在一定条件下可以合成乙醇：2CO(g)＋4H2(g) CH3CH2OH(g)＋H2O(g)，下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是
( )
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乙醇
D．反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
解析：选D。可逆反应的最大限度即化学平衡，对于可逆反应，反应不能进行到底，所以
A不正确；化学平衡为动态平衡，正逆反应速率相等且不为零，B项不正确；C项不能说明正逆反应速率相等，不正确。正确答案为D。
7．(2011年揭阳高一检测)在一定温度下，反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡时，n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶3∶4。缩小体积，再次达到平衡时，n(O2)＝0.8 mol，n(SO3)＝1.4 mol，此时SO2的物质的量应是( )
A．0.4 mol B．0.6 mol
C．0.8 mol D．1.2 mol
解析：选A。设平衡时n(SO2)、n(O2)、n(SO3)分别为2x、3x、4x，变化的氧气的物质的量为y，达新平衡时的n(SO2)为z，则
二、双项选择题
8．下列关于化学反应限度的说法中正确的是( )
A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等但不等于零
C．平衡状态时，各物质的浓度保持相等
D．对于一个化学反应，可以通过改变反应条件来使反应物全部转化为生成物
解析：选AB。平衡状态就是一个可逆反应在该条件下所能达到的最大限度，A正确；反应达到平衡时v(正)＝v(逆)≠0，各物质浓度保持不变但不一定相等，可逆反应中反应物不可
能全部转化为生成物，B正确，C、D错误。
9．一定温度下，向a L密闭容器中加入 2 mol NO2(g)，发生反应：2NO22NO＋O2，此反应达到平衡状态时的标志是( )
A．混合气体的颜色不变
B．混合气体的密度不再变化
C．混合气中NO2、NO、O2物质的量之比为2∶2∶１
D．单位时间内生成2n mol NO，同时生成2n mol NO2
解析：选AD。颜色不变，说明反应v(正)＝v(逆)，反应达到平衡，A正确；体积一定，
气体密度不论反应是否平衡均为定值，B错；物质的量之比等于化学计量数之比不能说明各组
分浓度已保持恒定，更不能说明v(正)＝v(逆)，C错；D能表明v(正)＝v(逆)，正确。
10．对于反应2SO2＋O22SO3，下列判断正确的是( )
A．2体积SO2和足量O2反应，必定生成2体积SO3
B．其他条件不变，压缩体积来增大压强，反应速率必然加快
C．平衡时，SO2消耗速率必定等于O2生成速率的两倍
D．平衡时，SO2浓度必定等于O2浓度的两倍
解析：选BC。二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫是一个可逆反应，所以2体积SO2不可能全部转化为2体积的SO3。在其他条件不变情况下，增大压强，反应物和生成物的浓度增大，
反应速率加快；当生成O2速率为v时，此时生成SO2的速率为2v。现消耗SO2的速率也为2v，所以v消耗(SO2)＝v生成(SO2)，此反应已达平衡。平衡时反应物、生成物浓度之比应从两个方面
考虑：第一，反应物起始浓度，第二，化学方程式中的化学计量数。所以“SO2浓度必等于O2浓度的两倍”这种说法是错误的。
三、非选择题
11．某温度时，在 2 L密闭容器中某一反应的A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示，
由图中数据分析求得：
(1)该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)反应开始至 4 min时，A的平均反应速率为________。
(3)4 min时，正、逆反应速率的大小关系为：v(正)________(填“＞”、“＜”或“＝”，下同)v(逆)，8 min时，v(正)________v(逆)。
解析：由图象可知：前4 min内，v(A)＝0.8 mol－0.4 mol
2 L×4 min
＝0.05 mol·Ｌ－1·min－1，v(B)
＝0.4 mol－0.2 mol
2 L×4 min
＝0.025 mol·Ｌ－1·min－1，故v(A)∶v(B)＝2∶1，即反应方程式为
2A B。在 4 min时，可逆反应尚未达到平衡，故此时v(正)＞v(逆)。
答案：(1)2A B
(2)0.05 mol·Ｌ－1·min－1
(3)＞＝
12．(2011年黄冈高一检测)在 2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
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)如图所示，表示NO2变化曲线的是________。用O2表示从0 s～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：0.020－0.007
0.020
×100%＝65%。
(2)由平衡体系2NO(g)＋O22(g)知，NO2为生成物，n(NO2)＝Δn(NO)＝0.020 mol
－0.007 mol＝0.013 mol，c(NO2)＝0.013 mol
2 L
＝0.0065 mol/L，故表示NO2变化曲线的为b。
v(NO)＝Δc
Δt
＝
Δn
V·Δt
＝0.020 mol－0.008 mol
2 L×2 s
＝0.003 mol/(L·s)，
则v(O2)＝1
2
v(NO)＝0.0015 mol/(L·s)。
(3)a项中未指明正、逆反应速率，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 1.5×10－3mol/(L·s)
(3)bc
13．将 4 mol A 气体和 2 mol B气体在 2 L的容器中混合并在一定条件下发生反应：2A(g)＋，若经 2 s后达到平衡，此时测得C的浓度为0.6 mol·Ｌ－1，试求：(1)用物质B表示该反应的平均速率是多少？
(2)平衡(2s)时物质A的转化率是多少？
解析：v(C)＝0.6 mol·Ｌ－1
2 s
＝0.3 mol·(L·s)－1；
v(B)＝1
2
v(C)＝0.15 mol·(L·s)－1。
2 s时消耗A的物质的量为0.
3 mol·(L·s)－1×2 L×2 s＝1.2 mol，所以A的转化率为1.2 mol
4 mol
×100%＝30%。
答案：(1)v(B)＝0.15 mol·(L·s)－1
(2)A的转化率为30%
14．在一定温度下，发生如下反应：N2＋3H23，起始时，充入的N2和H2的物质的量分别是 3.0 mol和6.0 mol，平衡时生成NH3的物质的量是 2.4 mol。已知容器的容积为 5.0 L，试求：
(1)H2的转化率。
(2)平衡时混合气体中N2的体积分数。
解析：N2＋3H22NH3
起始 3.0 mol 6.0 mol 0 mol
转化 1.2 mol 3.6 mol 2.4 mol
平衡 1.8 mol 2.4 mol 2.4 mol
(1)H2的转化率＝3.6 mol
6.0 mol
×100%＝60%。
(2)N2的体积分数＝
1.8 mol
＋2.4＋
×100%≈27.3%。
答案：(1)60% (2)27.3%