人教版高中化学选修4练习：第二章第三节第1课时化学平衡状态含答案 9页

第二章 化学反应速率和化学平衡 第三节 化学平衡 第1课时 化学平衡状态 ‎(对应学生用书P27)‎ ‎1．对于可逆反应M＋NQ达到平衡时，下列说法正确的是 (　　)‎ A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等 B．M、N全部变成了Q C．反应混合物各成分的百分组成不再变化 D．反应已经停止 解析：可逆反应达到平衡时，平衡体系中各组成成分的百分比保持不变。‎ 答案：C ‎2．下列反应不属于可逆反应的是(　　)‎ A．SO2溶于水生成H2SO3和H2SO3分解 B．H2跟I2化合成HI和HI分解 C．SO2跟O2化合成SO3和SO3分解 D．电解水生成H2与O2和H2与O2转化成水 解析：A项SO2溶于水生成H2SO3，SO2＋H2OH2SO3，B项，H2＋I22HI，C项2SO2＋O22SO3，上述三个反应，正、逆反应的反应条件相同，故都属于可逆反应。电解水生成H2与O2和H2与O2生成水的反应条件不同，故不属于可逆反应。‎ 答案：D ‎3．可逆反应N2＋3H22NH3，在容积为‎10 L的密闭容器中进行，开始时加入2 mol N2和3 mol H2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到(　　)‎ A．0.1 mol·L－1 B．0.2 mol·L－1‎ C．0.05 mol·L－1 D．0.15 mol·L－1‎ 解析：2 mol N2和3 mol H2反应，假设反应能够进行到底，则3 mol H2完全反应，生成2 mol NH3，此时NH3浓度为0.2 mol·L－1，但由于反应是可逆反应，不能完全反应，所以NH3浓度达不到0.2 mol·L－1。‎ 答案：B ‎4．一定条件下，反应：‎2A(g)＋2B(g)‎3C(g)＋D(g)在容积不变的密闭容器中进行，达到化学平衡状态的标志是(　　)‎ A．单位时间内生成n mol B，同时消耗3n mol C B．容器内压强不随时间变化 C．混合气体的密度不随时间变化 D．单位时间内生成2n mol A，同时生成n mol D 解析：此反应是反应前后气体的体积不变的反应，只要反应一开始，其气体的总压强、总物质的量、密度均不随时间变化，故气体的总压强、气体的密度不变(m、V均不变)，不能说明达到平衡状态；单位时间内生成2n mol A，则消耗n mol D，同时生成n mol D，则正、逆反应速率相等，说明反应已达到平衡状态。‎ 答案：D ‎5．一定条件下，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(　　)‎ 选项 正反应速率 逆反应速率 A v(A)＝2 mol·L－1·min－1‎ v(B)＝2 mol·L－1·min－1‎ B v(A)＝2 mol·L－1·min－1‎ v(C)＝2 mol·L－1·min－1‎ C v(A)＝1 mol·L－1·min－1‎ v(B)＝2 mol·L－1·min－1‎ D v(A)＝1 mol·L－1·min－1‎ v(C)＝1.5 mol·L－1·min－1‎ 解析：根据平衡状态的判断依据v(正)＝v(逆)知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝2∶1∶3，即D中的反应达到平衡。‎ 答案：D ‎6．在‎200 ℃‎，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。‎ ‎(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝________，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(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，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，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及各组分的分压都将________。‎ 解析：由题意可知，反应刚开始时，c(H2)和c(I2)最大，分别为 ‎ mol·L－1、 mol·L－1，而c(HI)为0，故v(正)最大，v(逆)＝0；随着反应的进行，H2和I2不断消耗，其浓度逐渐减小，故v(正)减小，而HI的浓度逐渐增大，v(逆)增大，当v(正)＝v(逆)时即达平衡状态，外界条件不变，则平衡不移动，题中各种量都将保持不变。‎ 答案：(1) mol·L－1　 mol·L－1　0　v(正)　v(逆)‎ ‎(2)减小　减小　增大　减小　增大　(3)相等　保持不变 ‎ (时间：40分钟　满分：100分)‎ 一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)‎ ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．可逆反应的特征是正反应速率总是与逆反应速率相等 B．在其他条件不变时，增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态 C．任何化学反应都有一定的可逆性，但不能都称为可逆反应 D．可逆反应在开始时，总是正反应速率大于逆反应速率 解析：本题主要考查可逆反应的概念。可逆反应在达到平衡时，正反应速率和逆反应速率才能相等；针对气体参加的反应，若反应前后气体总体积相等，改变压强不会影响平衡的移动；可逆反应可以从两个方向或任意一种状态开始进行，并非一定从指定方向开始。‎ 答案：C ‎2．可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于下列物质中的(　　)‎ A．多余的氧气中 B．生成的三氧化硫中 C．氧气和二氧化硫中 D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中 解析：18O2的加入定会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。‎ 答案：D ‎3．N2＋3H22NH3在密闭容器中反应一段时间后，达到平衡状态。则下列说法中正确的是(　　)‎ A．N2、H2不再化合 B．N2、H2、NH3浓度不再变化 C．N2、H2、NH3的质量相等 D．改变条件，N2、H2、NH3的浓度也不再变化 解析：达到平衡状态时，正、逆反应仍在进行，只是正、逆反应的速率相等，A项不正确；达到平衡状态时，各组分的浓度不再发生变化，但它们的质量或浓度不一定相等，故B项正确，C项不正确；化学平衡是动态平衡，若条件变化时平衡发生移动，N2、H2、NH3的浓度会随之改变，D项不正确。‎ 答案：B ‎4．在一定量的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 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．N2为0.2 mol·L－1，H2为0.6 mol·L－1‎ B．N2为0.15 mol·L－1‎ C．N2、H2均为0.18 mol·L－1‎ D．NH3为0.4 mol·L－1‎ 解析：反应为可逆反应，反应体系中任何一种物质的转化率都小于100%，所以A、D错误；从题给量的关系知无论反应进行到什么程度，c(N2)∶c(H2)＝1∶3，因此两者不可能同时均为0.18 mol·L－1。‎ 答案：B ‎5．一定条件下反应2AB(g)A2(g)＋B2(g)达到平衡状态的标志是(　　)‎ A．单位时间内生成n mol A2，同时消耗2n mol AB B．容器内，3种气体AB、A2、B2共存 C．混合气体的总压强不再变化 D．容器中各组分的物质的量分数不随时间变化 解析：A中反应方向一致，不能判断。B此反应为可逆反应，任何时候容器内，3种气体AB、A2、B2都共存，不能判断。C此反应是气体反应物化学计量数之和与气体生成物化学计量数之和相等的反应，混合气体的总压强是不变量，不能判断。D可直接判断反应达平衡。‎ 答案：D ‎6．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8 kJ·mol－1，下列能说明反应达到平衡状态的是(　　)‎ A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO的体积比保持不变 D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2‎ 解析：由于该反应为前后气体体积相等的反应，体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变作为判断反应是否达到平衡，A错误；SO3与NO的体积比始终保持1∶1，C错误；消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应，D错误。‎ 答案：B 二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)‎ ‎7．(16分)将2 mol SO2和1 mol O2充入体积为‎2 L的密闭容器中，在一定条件下发生反应O2(g)＋2SO2(g) 2SO3(g)。经过10 s达到平衡状态，此时c(SO3)＝0.4 mol·L－1。‎ ‎(1)在达到平衡的过程中v(SO2)＝________。‎ ‎(2)有同学认为平衡是在一定条件下成立的，改变条件时平衡会发生变化，所以可以通过改变条件使SO3的平衡浓度变为1 mol·L－1，你认为这种说法正确吗？________(填“正确”或“不正确”)。‎ 解析：(1)平衡时c(SO3)＝0.4 mol·L－1，则转化的c(SO2)＝0.4 mol·L－1，v(SO2)＝＝0.04 mol·L－1·s－1。(2)2SO2＋O22SO3是可逆反应，改变任何条件都不可能使之进行到底，所以该说法不正确。‎ 答案：(1)0.04 mol·L－1·s－1 　(2)不正确 ‎8．(18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 ‎(1)上图表示NO2的浓度变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平衡速率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浓度变化的曲线是b。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。‎ 答案：(1)b　1.5×10－3 mol·L－1·s－1　(2) BC ‎9．(18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加热至高温，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0。反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：‎ ‎(1)根据上图数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为________；反应达到平衡时，c(H2)＝________。‎ ‎(2)判断该反应达到平衡的依据是________。‎ ‎①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等；‎ ‎②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等；‎ ‎③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化；‎ ‎④正、逆反应速率都为零。‎ 解析：(1)由图可知10 min时达到平衡，v(CO)＝v(CO2)＝0.03 mol·L－1÷10 min＝0.003 mol·L－1·min－1。由化学方程式得c(H2)＝c(CO2)＝0. 03 mol·L－1。(2)达到平衡的标志是各物质的百分组成不变，浓度不变，正、逆反应速率相等且不为零。CO减少的化学反应速率是正反应速率，CO2减少的化学反应速率是逆反应速率。所以①③可作为判断反应达到平衡的依据。‎ 答案：(1)0.003 mol·L－1·min－1　0.03 mol·L－1　(2)①③‎