2019高中化学第二章化学反应速率和化学平衡2.3.1化学平衡状态精练新人教版

2019高中化学第二章化学反应速率和化学平衡2.3.1化学平衡状态精练新人教版

化学平衡状态A组　定向巩固定向巩固一、对可逆反应概念的理解1.下列各组两个反应互为可逆反应的是(　　)①2H2+O22H2O与2H2O2H2↑+O2↑②H2SO4(浓)+2HBr2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4③2NO2N2O4与N2O42NO2④2SO2+O22SO3与2SO32SO2+O2A.①②B.②③C.③④D.②④解析:可逆反应必须是在同一条件下同时向两个方向进行的反应。答案:C2.在密闭容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g),X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2mol·L-1、0.6mol·L-1、0.4mol·L-1,当平衡时,下列数据肯定不正确的是(　　)A.X2为0.4mol·L-1,Y2为1.2mol·L-1B.Y2为1.0mol·L-1C.X2为0.3mol·L-1,Z为0.2mol·L-1D.Z为0.6mol·L-1答案:A定向巩固二、对化学平衡状态特征的理解3.对于某一可逆反应,在不同条件下的平衡状态中,正、逆反应速率的关系是(　　)解析:四个选项中,只有选项A在任意时刻都有v(正)=v(逆),即反应处于平衡状态。答案:A4.可逆反应2A(s)+3B(g)C(g)+2D(g)　ΔH<0在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是(　　)①增加A的量,平衡向正反应方向移动②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变④增大B的浓度,v(正)>v(逆)n⑤加入催化剂,B的转化率增大A.①②B.④C.③D.④⑤解析:A是固体,其量的变化对平衡无影响;升高温度,v(正)、v(逆)均增大,但v(逆)增大的程度大,平衡向逆反应方向移动;此反应为反应前后气体体积不变的反应,故增大压强,平衡不移动,但v(正)、v(逆)都增大;增大B的浓度,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动,v(正)>v(逆);加入催化剂不能使化学平衡发生移动,B的转化率不变。答案:B定向巩固三、可逆反应达平衡状态的判断5.一定温度下,对可逆反应A(g)+2B(g)3C(g)的下列叙述中,能说明反应已达到平衡的是(　　)A.C生成的速率与C分解的速率相等B.单位时间内消耗amolA,同时生成3amolCC.容器内的压强不再变化D.混合气体的物质的量不再变化解析:单位时间内消耗amolA,同时生成3amolC,同为正反应方向,不能说明反应达到平衡状态;反应前后气体体积不变,故容器内的压强和混合气体的物质的量始终不变。答案:A6.在恒温下的密闭容器中,有可逆反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH<0,不能说明反应已达到平衡状态的是(　　)A.正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等B.反应器中压强不随时间变化而变化C.混合气体颜色深浅保持不变D.混合气体平均相对分子质量保持不变解析:A项中正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等时,不符合化学式前的化学计量数之比,所以不能说明已达到平衡状态。答案:A7.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(s),以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是(　　)A.混合气体的密度不再变化B.反应容器中Y的质量分数不变C.X的分解速率与Y的消耗速率相等D.单位时间内生成1molY的同时生成2molX解析:X的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时,才能说明反应达到平衡状态。故C项反应未达到平衡状态。n答案:C8.在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不再变化时,能够表明该反应已达平衡状态的是(　　)A.混合气体的压强B.混合气体的平均相对分子质量C.A的物质的量浓度D.气体的总物质的量解析:因反应前后气体分子数不变,故无论反应是否平衡,混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变;A为固态,其物质的量浓度为常数;若反应正向移动,混合气体的质量增大,则混合气体的平均相对分子质量增大,反之减小,故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态。答案:B9.在一定条件下体积不变的密闭容器中,反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)达到平衡状态的标志是(　　)A.单位时间内生成2nmolA,同时生成nmolDB.容器内压强不随时间而变化C.单位时间内生成nmolB,同时消耗1.5nmolCD.容器内混合气体密度不随时间而变化解析:单位时间内生成2nmolA,同时生成nmolD,则v(正)=v(逆),反应达平衡状态;单位时间内生成nmolB,同时消耗1.5nmolC,都是表示逆反应速率,不能判断反应是否达平衡状态;因为反应前后气体总体积不变,不论反应开始进行,还是达到平衡,体系的压强始终不变,故压强不能作为判定依据;该反应是一个气态反应,在恒容条件下,无论起始还是达到平衡,混合气体的密度始终不变,故密度也不能作为判定依据。答案:A10.下列说法中,可以证明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是(　　)A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂C.3个H—H键形成的同时,有6个N—H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成解析:B项,都指的是正反应速率;C项,都指的是逆反应速率;D项,都指的是正反应速率。答案:A11.对于可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是(　　)A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)B.若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态nC.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大D.化学反应速率关系是2v正(NH3)=3v正(H2O)解析:由题意知,任意状态时v正(O2)∶v正(NO)=5∶4,达平衡时v正(NO)=v逆(NO),故A项正确;生成NO和消耗NH3都表示正反应速率,B项错误;平衡时增大容器体积,各物质的浓度都减小,所以正、逆反应速率都减小,C项错误;在反应的任意状态总有v正(NH3)∶v正(H2O)=4∶6,即3v正(NH3)=2v正(H2O),D项错误。答案:A12.导学号90514051在2L密闭容器内,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH<0,n(NO)随时间的变化如下表:时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)下图中表示NO2的变化的曲线是　　　　。 用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=　　　　　　　　　　　　。 (2)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:该反应达到平衡时,n(NO)=0.007mol,此时n(NO2)=0.013mol,其浓度变化量为0.0065mol·L-1,所以表示NO2的变化曲线是b;0~2s内v(NO)=0.020mol-0.008mol2L×2s=0.003mol·L-1·s-1,则v(O2)=12v(NO)=12×0.003mol·L-1·s-1=1.5×10-3mol·L-1·s-1。(2)反应无论是否达到平衡状态,都满足速率之比等于化学计量数之比;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。答案:(1)b　1.5×10-3mol·L-1·s-1(2)BCB组　综合提升n1.一定温度下,在固定容积的密闭容器中进行的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态一定能说明反应已达到平衡的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　①体系的压强不再发生变化②体系的密度不再发生变化③各组分的物质的量浓度不再改变④各组分的质量分数不再改变⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶qA.③④B.②③④C.①②③④D.①②③④⑤解析:若m+n=p+q时,反应过程中,体系压强始终不变,①不符合要求;ρ=m总V总,m总、V总不变,则体系密度在反应过程中始终不变,故②也不符合要求;反应过程中,反应速率始终满足v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,故⑤不符合要求,只有③④能说明反应已达平衡。答案:A2.已知N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0,现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是(　　)解析:B项,对于一个特定反应,ΔH固定不变,不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据;C项,在t1时刻,2v正(N2O4)=v逆(NO2)反应达到平衡状态。答案:B3.698K时,向VL的密闭容器中充入2molH2(g)和2molI2(g),发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH=-26.5kJ·mol-1,测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。请回答下列问题:(1)V=　　　　。 (2)该反应达到最大限度的时间是　　　　,该时间内平均反应速率v(HI)=　　　　　　　　　　。 n(3)该反应达到平衡状态时,　　　　(填“吸收”或“放出”)的热量为　　　　　　　　　　。 解析:(1)由图知初始反应时,c(H2)=c(I2)=1mol·L-1,而加入的H2和I2的物质的量均为2mol,所以V=2。(2)由图知反应达到最大限度即达到化学平衡的时间为5s,v(HI)=1.58mol·L-15s=0.316mol·L-1·s-1。(3)可逆反应从正反应开始达到化学平衡,所以放出热量。由反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH=-26.5kJ·mol-1,达到平衡时共生成n(HI)=1.58mol·L-1×2L=3.16mol,所以放出的热量为26.5kJ2mol×3.16mol=41.87kJ。答案:(1)2　(2)5s　0.316mol·L-1·s-1(3)放出　41.87kJ4.导学号90514052(1)在一定条件下,可逆反应达到平衡状态的本质特征是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,下列关系中能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已经达到平衡状态的是　　　　。 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)(2)在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡状态时,一些宏观物理量恒定不变:a.各物质的浓度不变,b.平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变,c.容器内气体压强不变,d.容器内气体密度不变,e.容器内气体颜色不变。①能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的有　　　　　; ②能说明反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡状态的有　　　　　; ③能说明反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的有　　　　　。 解析:(2)由于在恒容条件下发生反应,反应①②③在反应前后气体的质量不变,因此不能用气体的密度变化来判断反应是否处于化学平衡状态。反应②是一个气体体积不变的反应,反应前后气体的压强保持不变,也不能用压强的变化来判断反应是否处于平衡状态。①中无有色气体,因此不能用气体的颜色变化来判断反应是否处于平衡状态。答案:(1)正反应速率与逆反应速率相等　C(2)①abc　②abe　③abce