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化学反应的限度[基础巩固]1．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＋3B22AB3B．2AB2＋B22AB3C．2A2B＋5B2===4AB3D．2AB2＋B2===2AB3解析：选B。由题图可知反应物用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该反应的化学方程式为2AB2＋B22AB3。2．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1molP必有1molQ生成解析：选C。对于该反应，反应前后气体的物质的量不变，无论是否达到平衡状态，压强一直保持不变，而且生成1molP必有1molQ生成，并保持P、Q、R、S四种气体共存。3．在一定条件下，可逆反应2AB＋3C在四种状态中处于平衡状态的是()选项正反应速率逆反应速率AvA＝2mol·L－1·min－1vB＝2mol·L－1·min－1BvA＝2mol·L－1·min－1vC＝2mol·L－1·min－1CvA＝1mol·L－1·min－1vB＝2mol·L－1·min－1DvA＝1mol·L－1·min－1vC＝1.5mol·L－1·min－1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(正)＝2mol·L－1·min－1≠vA(逆)＝4mol·L－1·min－1；B项，vA(正)＝2mol·L－1·min－1≠vA(逆)＝43mol·L－1·min－1；C项，vA(正)＝1mol·L－1·min－1≠vA(逆)＝4mol·L－1·min－1；D项，vA(正)＝1mol·L－1·min＝vA(逆)。4．(2019·青岛高一检测)CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)一定条件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。5．化学反应条件的控制具有重要的现实意义。以下反应条件的控制中，不恰当的是()A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火C．为加快KClO3的分解速率而加入MnO2D．降温加快H2O2的分解速率解析：选D。A项，为防止铁生锈，可在其表面涂一层防锈油漆，阻止铁与潮湿的空气接触；B项，面粉厂、加油站周围的空气中飘浮着可燃性的气体或粉尘，遇明火可能会发生爆炸，所以面粉厂、加油站均要严禁烟火；C项，加入MnO2，对KClO3的分解起催化作用，可以加快化学反应速率；D项，降温会使化学反应速率减小，减慢H2O2的分解速率。6．(2019·杭州高一检测)一定条件下的可逆反应2NO2(红棕色)2NO(无色)＋O2(无色)，在恒压密闭容器中充入NO2，达到化学平衡状态的标志是()A．反应停止了B．NO的正反应速率与O2的逆反应速率相等C．c(NO)∶c(O2)＝2∶1D．气体的颜色不再变化解析：选D。A项，反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，但反应并没有停止，故错误；B项，NO的正反应速率与O2的逆反应速率之比为2∶1时才能确定反应达到平衡状态，故错误；C项，c(NO)∶c(O2)始终是2∶1，不能作为判断是否达到平衡的依据，故错误；D项，混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，达到平衡状态，故正确。7．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是()①提高燃料的着火点②降低燃料的着火点③将固体燃料粉碎④将液体燃料雾化处理⑤将煤进行气化处理⑥通入适当过量的空气A．①③④⑤B．②③⑤⑥C．③④⑤⑥D．①②③④解析：选C。理论上，提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积，并通入适当过量的空气。对于①和②，由于燃料的着火点是其固有的性质，不可改变，故这两项措施不可行。③④⑤所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触面积。8．在一定条件下，向VL密闭容器中充入amolSO2和bmolO2，发生反应2SO2(g)＋O2(g)催化剂450℃2SO3(g)。(1)反应刚开始时，由于c(SO2)＝________，c(O2)＝________，而c(SO3)＝________，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(SO2)________(填“增大”“减小”或“不变”，后同)，c(O2)________，而c(SO3)________，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，此时可逆反应达到最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、浓度、质量分数、体积分数及总压强都________。(4)若再向容器中充入18O2气体，反应进行一段时间后，18O原子存在于__________________中。解析：可逆反应发生时，c(反应物)越来越小，c(生成物)越来越大，v(正)越来越小，v(逆)越来越大，当v(正)＝v(逆)，反应达到最大限度，即达到平衡状态，此时各组分的物质的量、浓度、百分含量及总压强都保持不变。由于该反应是可逆反应，所以18O2中18O进入生成物SO3中，SO3分解，其中的18O原子又进入SO2中。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(4)SO2、O2和SO39．在某一容积为5L的密闭容器内，加入0.2mol的CO和0.2mol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________，此时，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)由题图分析可知，反应10min达到平衡，CO2的浓度增加了0.03mol/L，则CO的浓度减小了0.03mol/L，所以v(CO)＝0.03mol/L10min＝0.003mol/(L·min)；由于起始时，H2的浓度为0，所以达到平衡时c(H2)＝0.03mol/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)0.003mol/(L·min)0.03mol/L(2)①③[能力提升]10．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。升高温度，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。11．在一定条件下，向1L密闭容器中充入3molX气体和1molY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一定错误的是()A．c(Z)＝0.75mol/LB．c(Z)＝1.2mol/LC．c(W)＝0.8mol/LD．c(W)＝1mol/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1mol，而生成Z的物质的量必小于1.5mol,生成W的物质的量必小于1mol，所以D错。12．在4L密闭容器中充入6molA气体和5molB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2molC，经测定D的浓度为0.5mol·L－1，下列判断正确的是()A．x＝1B．B的转化率为20%C．平衡时A的浓度为1.50mol·L－1D．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。由题意可知，平衡时n(D)＝0.5mol·L－1×4L＝2mol，生成2molC的同时生成2molD，所以x＝2。由3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)起始/mol6500变化/mol3122平衡/mol3422可知，B的转化率α(B)＝1mol5mol×100%＝20%，平衡时c(A)＝3mol4L＝0.75mol·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。13．一定温度下，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化学平衡状态的是________。A．反应中M与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的变化量之比，所以a∶b＝(8mol－2mol)∶(5mol－2mol)＝2∶1，即ab＝2，该反应的化学方程式为2N(g)M(g)。(2)v(M)＝4mol－3mol（t2－t1）min×VL＝1（t2－t1）×Vmol/(L·min)。(3)达到化学平衡状态时，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，根据质量守恒定律可知，反应前后混合气体的质量始终不变，不能说明反应达到了平衡状态，B选项错误；该反应为反应前后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，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·min)(3)CE14．在2L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/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上述反应________(填“是”或“不是”)可逆反应，在第5s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0～2s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