2020_2021学年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡3_1化学平衡状态课时作业含解析新人教版选修4

2020_2021学年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡3_1化学平衡状态课时作业含解析新人教版选修4

课时作业7　化学平衡状态 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(每小题4分，共44分)‎ ‎1．下列反应中属于可逆反应的是(　A　)‎ ‎①N2＋3H22NH3,2NH33H2＋N2‎ ‎②2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3‎ ‎③CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O，CH2===CH2＋H—OHCH3CH2OH ‎④2Na＋Cl22NaCl,2NaCl2Na＋Cl2‎ A．只有①　　 B．①②③‎ C．①②③④ D．①③④‎ 解析：可逆反应是指在同一条件下既向正反应方向进行，又向逆反应方向进行的反应，符合此条件的只有①。‎ ‎2．下列各关系式中能说明反应：N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是(　C　)‎ A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)‎ C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)‎ 解析：解题的关键在于抓住化学平衡状态的主要特征之一：v正＝v逆。‎ ‎3．可以证明可逆反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是(　C　)‎ ‎①一个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂；②一个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂；③其他条件不变时，混合气体平均相对分子质量不再改变；④保持其他条件不变时，体系压强不再改变；⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再改变；⑥恒温恒容时，密度保持不变；⑦正反应速率v(H2)＝0.6 mol·(L·min)－1，逆反应速率v(NH3)＝0.4 mol·(L·min)－1‎ A．全部 B．②③④⑤⑥⑦‎ 7‎ C．②③④⑤⑦ D．③④⑤⑥⑦‎ ‎4．可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在一定条件下于10 L的密闭容器中发生，若开始时加入2 mol N2、2 mol H2、0 mol NH3，反应达到平衡时NH3的浓度不可能达到的值是(　D　)‎ A．0.1 mol/L B．0.02 mol/L C．0.05 mol/L D．0.15 mol/L 解析：若反应为不可逆反应，NH3的浓度为 mol/L，再回到反应可逆上来，NH3的浓度小于 mol/L。‎ ‎5．在两个恒容密闭容器中进行下列两个可逆反应：‎ 甲容器：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；‎ 乙容器：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。‎ 现有下列状态：①混合气体平均相对分子质量不再改变 ‎②恒温时，气体压强不再改变　③各气体组分浓度相等 ‎④断裂氢氧键的速率为断裂氢氢键速率的2倍　⑤混合气体的密度不变　⑥单位时间内，消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量比为91　⑦同一时间内，消耗水蒸气的物质的量等于消耗氢气的物质的量　其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是(　D　)‎ A．①②⑤ B．③④⑥‎ C．①⑥⑦ D．④⑦‎ ‎6．在一个定容的密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中的某一时间SO2、O2和SO3的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.05 mol·L－1和0.3 mol·L－1。当反应达平衡时可能存在的数据正确的是 (　A　)‎ A．c(SO2)＝0.25 mol·L－1‎ B．c(O2)＝0.2 mol·L－1‎ C．c(SO2)＋c(SO3)＝0.15 mol·L－1‎ D．c(SO3)＋c(O2)＝0.25 mol·L－1‎ 解析：题中所给的反应状态可能是平衡状态，也可能是非平衡状态。若反应逆向进行建立平衡，使0.3 mol·L－1的SO3全部反应完，则有SO2 0.4 mol·L－1，O2 0.2 mol·L－1，但在可逆反应中，任何一种物质的浓度不可能为0，所以A可能而B不可能。对于C选项，最简单的解法是抓住S原子守恒，由题意可知，无论何时都会有c(SO2)＋c(SO3)＝0.4 mol·L－1，所以C选项不对。对于D选项，要通过化学方程式计算。首先由于SO3的浓度是0.3 mol·L－1时O2的浓度是0.05 mol·L－1(两者的和大于0.3)，所以反应必须逆向移动才可能使两者之和为0.3 mol·L－1。设有x mol·L－1 SO3分解，则其生成的O2必为 mol·L 7‎ ‎－1，则列出方程：(0.3－x)＋(0.05＋)＝0.3，得x＝0.1 mol·L－1，所以当该反应向逆反应方向移动时有0.1 mol·L－1SO3分解(剩余0.2 mol·L－1的SO3，生成0.05 mol·L－1的O2)，此时，O2的浓度为0.1 mol·L－1，两者浓度之和为0.3 mol·L－1，故D错误。‎ ‎7．在容积为1 L的固定真空容器中，加入3.68 g N2O4无色晶体，升温至20 ℃，晶体逐渐升华成无色气体，并部分离解为红棕色的NO2气体，直至达到化学平衡：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0，从化学反应刚发生直到化学平衡的全过程中，以下量的变化正确的是(温度不变)(　B　)‎ A．气体总压强减小 B．气体平均相对分子质量减小 C．气体的密度增大 D．气体的密度减小 ‎8．下面三个图是用计算机制作的在密闭容器里，在不同条件下进行的反应Y(g)X(g)的进程图解。图中的“○”是X，“●”是Y。已知起始时它们存在n(X)＋n(Y)＝2 mol的关系。‎ 下列说法不正确的是(　D　)‎ A．当横坐标是以分为单位的反应进程，图像中纵坐标表示X和Y物质的量分数 B．图像①、②的交点只表示含量相等，③的重合线表示含量相等且反应达到平衡 C．达到平衡时c(Y)/c(X)的值，最大的是②，最小的是①‎ D．图③达到平衡时，n(X)＝0.5 mol 解析：在B选项中图像①、②的交点表示含量相等，并不表示反应达到平衡；③的重合线既表示含量相同，也表示反应达到平衡，B项正确。在D选项中，平衡时两者的含量都为50%，起始时X、Y的物质的量之和为2 mol，该反应中气体物质的量不变，所以平衡时n(X)＝1 mol。‎ ‎9．可逆反应A(s)＋3B(g)2C(g)＋xD(g)在一定温度下进行，下列说法正确的是(　B　)‎ A．若x＝1，保持容积不变，体系压强也不变时，说明反应已达平衡 B．若x＝2，保持容积不变，体系压强也不变时，说明反应已达平衡 C．若x＝1，反应在体积可变的恒压容器中进行，容器体积不变时，说明反应已达平衡 7‎ D．若x＝2，反应在体积可变的恒压容器中进行，容器体积不变时，不能说明反应已达平衡 ‎10．以下可逆反应，在给定的条件下一定达到了化学平衡状态的是(　D　)‎ A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)[在混合气体中φ(NH3)＝33.3%]‎ B．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)(在恒容容器中，容器内压强不再改变)‎ C．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(在恒压条件下，总质量不再改变)‎ D．2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(在恒容条件下，气体颜色不再改变)‎ 解析：A项中，φ(NH3)＝33.3%不能说明反应达到平衡状态；B项中，对于气体物质的量不变的反应，p总始终为恒量；C项中，总质量始终为恒量，不能作为判断是否达到平衡状态的依据。‎ ‎11．一定温度下，向某容积恒定的密闭容器中充入1 mol N2、3 mol H2，经充分反应后达到平衡，下列有关说法正确的是(　D　)‎ A．平衡时n(N2)n(H2)n(NH3)＝132‎ B．平衡时混合气体中N2的物质的量分数可能为26%‎ C．没有达到平衡时，NH3会不断地分解，达到平衡时则不再分解 D．平衡时NH3的体积分数保持不变 二、非选择题(56分)‎ ‎12．(17分)在体积不变的密闭容器中，保持一定的温度发生下列反应：4A(g)＋B(？)2C(g)＋2D(g)，请用“增大”“减小”“不变”或“能”“不能”填空。‎ ‎(1)当B为固体时，若反应向右进行，容器内混合气体的密度增大；若反应向左进行，容器内混合气体的密度减小；当容器内混合气体的密度不变时能说明反应已经达到平衡。‎ ‎(2)当B为固体时，若反应向右进行，容器内混合气体的平均相对分子质量增大；若反应向左进行，容器内混合气体的平均相对分子质量减小；当容器内混合气体的平均相对分子质量不变时能说明反应已经达到平衡。‎ ‎(3)当B为气体时，不论向哪个方向反应，容器内混合气体的密度不变，故当容器内混合气体的密度不变时不能说明反应已经达到平衡。‎ ‎(4)当B为固体时，无论向哪个方向反应，容器内混合气体的压强不变，故当容器内混合气体的压强不变时不能说明反应已经达到平衡。‎ ‎(5)综上可得，若某个量为恒量时，该量不再变化不能说明反应已经达到平衡；若某个量为变量时，该量不再变化能说明反应已经达到平衡。‎ ‎13．(10分)在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：‎ 时间/s ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ n(NO)/mol ‎0.020‎ ‎0.010‎ ‎0.008‎ ‎0.007‎ ‎0.007‎ ‎0.007‎ 7‎ ‎(1)上图表示NO2的浓度变化的曲线是b。用O2表示0～2 s内该反应的化学反应速率v＝1.5×10－3_mol·L－1·s－1。‎ ‎(2)能说明该反应已达到平衡状态的是bc。‎ 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：该反应达平衡时，n(NO)＝0.007 mol，此时n(NO2)＝0.013 mol，其浓度变化量为0.006 5 mol·L－1，所以表示NO2变化的曲线是b。0～2 s内v(O2)＝＝1.5×10－3 mol·L－1·s－1。‎ 在(2)中，a表示是同一方向的速率，在任何时候都成立，而d中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。‎ ‎14．(15分)乙酸和乙醇可以发生酯化反应，CH3COOH＋HOC2H5CH3COOC2H5＋H2O ‎(1)对于上述可逆反应，若乙酸分子中的氧都是18O，乙醇分子中的氧都是16O，一段时间后，分子中含有18O的物质有(　C　)‎ A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 ‎(2)在上述条件下，生成物中水的相对分子质量为(　C　)‎ A．16 B．18‎ C．20 D．22‎ ‎(3)下列描述，能说明乙酸和乙醇的酯化反应已达到平衡状态的有②④⑤。‎ ‎①单位时间内，生成1 mol 乙酸乙酯，同时生成1 mol 水 ‎②单位时间内，生成1 mol 乙酸乙酯，同时生成1 mol 乙酸 ‎③单位时间内，消耗1 mol 乙醇，同时消耗1 mol 乙酸 ‎④正反应的速率与逆反应速率相等 ‎⑤混合物中各物质的浓度不再变化 7‎ 解析：由反应 可知该反应为可逆反应，含有18O的物质有乙酸、乙酸乙酯和水3种，生成的水的相对分子质量为20，达到平衡状态时，v正＝v逆，各物质的浓度不再变化，②④⑤的描述能说明反应已达平衡。‎ ‎15．(14分)(1)在一定温度下，可以证明H2(g)＋I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是②⑥⑨(填序号)。‎ ‎①单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI；‎ ‎②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂；‎ ‎③百分含量w(HI)＝w(I2)；‎ ‎④反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)；‎ ‎⑤c(HI)c(H2)c(I2)＝211；‎ ‎⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；‎ ‎⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化；‎ ‎⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化；‎ ‎⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化；‎ ‎⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化。‎ ‎(2)在上述⑥～⑩的说法中能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是⑥⑦⑧⑨⑩(填序号)。‎ 解析：(1)①分别用H2和HI表示逆反应速率和正反应速率，由于二者之比不等于其化学计量数之比，即不等于12，故反应没有达到平衡状态；②分别用H2和HI表示正反应速率和逆反应速率，且二者之比等于其化学计量数之比，故反应已达平衡状态；③反应达到平衡状态时，各组分的百分含量固定不变，而不一定相等，故w(HI)＝w(I2‎ 7‎ ‎)不能说明反应已达平衡状态；④表示的是同一反应方向的反应速率之间的关系，不能说明反应已达到平衡状态；⑤反应达到平衡状态时，各组分的浓度固定不变，而不一定等于其化学计量数之比，⑤不能说明反应达到平衡状态；⑥某组分的浓度不再变化，说明反应达到平衡状态；⑦该反应是一个物质的量在反应前后不发生变化的可逆反应，温度和体积一定时，无论反应是否达到平衡，容器内压强都不发生变化，故⑦不能说明反应达到平衡状态；⑧由于该反应的物质的量和质量均不发生变化，故无论反应是否达到平衡，混合气体的平均摩尔质量(或平均相对分子质量)不发生变化，故⑧不能说明反应达到平衡状态；⑨温度一定时，混合气体的颜色不发生变化，说明c(I2)不变，反应达到平衡状态；⑩温度和压强一定时，混合气体的密度与其平均相对分子质量成正比，由于混合气体的平均相对分子质量不变，故混合气体的密度不变，故⑩不能说明反应已达平衡状态。‎ ‎(2)⑥中某组分的浓度不变，⑨中说明c(NO2)不变，均能说明反应达到平衡状态；若气体的总物质的量不变，说明反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态，⑦、⑧、⑩均能说明该反应的总物质的量不变，故它们均达到了平衡状态。‎ 7‎