20192020学人教版化学选修四导学同步练习第2章第3节第1课时化学平衡状态

第二章第三节第1课时基础巩固1．化学反应H2(g)＋I2(g)===2HI(g)是一个可逆反应，在持续加热的条件下，向密闭容器中充入2molH2和3molI2蒸气，充分反应后，该密闭容器内(D)A．2molH2已耗尽B．3molI2已耗尽C．HI的物质的量等于4molD．HI的物质的量少于4mol解析：该反应为可逆反应，不能进行到底，充入2molH2和3molI2蒸气时，I2过量，应根据H2计算，若H2完全反应时生成4molHI，因H2不能完全反应，故生成HI的物质的量少于4mol。2．298K时，合成氨反应的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol，在该温度下，取1molN2和3molH2放在密闭容器内反应。下列说法正确的是(C)A．在有催化剂存在的条件下，反应放出的热量为92.4kJB．有无催化剂该反应放出的热量都为92.4kJC．反应放出的热量始终小于92.4kJD．若再充入1molH2，到达平衡时放出的热量应为92.4kJ解析：该反应为可逆反应，正向不可能进行到底，所以1molN2和3molH2反应放出的热量始终小于92.4kJ，C正确。3．工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应原理为CO(g)＋H2O(g)催化剂CO2(g)＋H2(g)，下面选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是(B)A．单位时间内消耗1mol的H2O同时生成1mol的H2B．两个H—O键断裂的同时有两个C===O键断裂C．反应容器内的气体密度不再发生变化D．混合气体的相对分子质量不再发生变化解析：单位时间内消耗1mol的H2O，表示的是正反应速率，生成1mol的H2表示的也是正反应速率，无法说明反应达到平衡状态，A项错误；两个H—O键断裂表示的是正反应速率，两个C===O键断裂表示的是逆反应速率，且正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，B项正确；在恒容密闭容器中，混合气体的质量和体积始终不变，则混合气体的密度始终不变，所以反应容器内的气体密度不再发生变化不能说明反应达到平衡状态，C项错误；该反应是气体的总物质的量不变的可逆反应，根据M＝mn，混合气体的相对分子质量始终不发生变化，所以相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。4．在一定温度下的定容容器中，当下列哪些项不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达到平衡状态(C)①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体的总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体的总质量⑧混合气体的总体积A．①②③④⑤⑥⑦⑧B．①②③④⑤⑦C．①③④⑤D．①③④⑤⑧解析：①该反应为反应前后气体物质的量减小的反应，一定温度下的定容容器，随反应正向移动压强降低，当压强不再变化时，说明达到平衡状态，故①正确；②反应物和生成物都是气体，总质量不变，容器容积不变，密度始终不变，不能说明达到平衡状态，故②错误；③随反应正向移动B的物质的量浓度减小，当B的物质的量浓度不再变化时，说明达到平衡状态，故③正确；④该反应为反应前后气体物质的量减小的反应，随反应正向移动混合气体总物质的量减小，混合气体总物质的量不再变化时，说明达到平衡状态，故④正确；⑤反应物和生成物都是气体，总质量不变，随反应正向移动混合气体总物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不再变化时，说明达到平衡状态，故⑤正确；⑥v(C)与v(D)的速率关系自始至终都是1︰1，不能说明达到平衡状态，故⑥错误；⑦反应物和生成物都是气体，混合气体总质量不发生变化，不能说明达到平衡状态，故⑦错误；⑧容器的容积不变，混合气体总体积不变，不能说明达到平衡状态，故⑧错误；综上①③④⑤正确，选C。5．下列叙述中可以说明反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)已达平衡状态的是(B)①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI②反应体系的颜色不再变化③百分组成w(HI)＝w(I2)④反应速率v(H2)＝v(I2)＝12v(HI)⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1⑥v分解(HI)＝v生成(HI)⑦压强不变A．①③⑤B．②⑥C．④⑤D．④⑥⑦解析：①中表示的反应速率的方向相反，但不能满足反应速率之比等于相应的化学计量数之比；②产物中I2(g)有颜色，当体系的颜色不再发生变化时，说明I2(g)的浓度不再变化，可以判断反应达到平衡；平衡时各物质的浓度不再发生变化，但各物质的浓度之间不一定满足某种关系，故③、⑤不能说明达平衡状态；反应速率之比等于相应的化学计量数之比，因此④中的关系是始终成立的，不能说明达平衡状态；⑥v分解(HI)、v生成(HI)分别表示正、逆反应速率，二者相等时说明反应达平衡状态；根据反应方程式可知，反应前后气体体积是不变的，因此压强始终是不变的，所以⑦不能说明达平衡状态。6．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(A)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。7．在200℃时，将amolH2和bmolI2(g)充入到体积为VL的密闭容器内，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)ΔH0(1)反应刚开始时，c(H2)等于__aVmol·L－1__，c(I2)等于__bVmol·L－1__，而c(HI)等于__0__，所以化学反应速率__v正__最大而__v逆__最小(为0)；(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)__减少__，c(I2)__减少__，而c(HI)__增大__，从而化学反应速率v正__减小__，而v逆__增大__；(3)当反应进行到v正与v逆__相等__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、体积分数及体系的总压强(或各组分的分压)都将__不变__。8．(2019·湖南长沙一中高二开学考)恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)催化剂高温、高压2NH3(g)。(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)＝13mol，nt(NH3)＝6mol，则a＝__16__。(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L(标准状况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%，平衡时NH3的物质的量为__8mol__。(3)原混合气体与平衡时混合气体的总物质的量之比n(始)∶n(平)＝__5∶4__(写出最简整数比，下同)。(4)达到平衡时，N2和H2的转化率之比a(N2)∶a(H2)＝__1∶2__。解析：(1)反应进行到t时，nt(N2)＝13mol，nt(NH3)＝6mol，由化学方程式可知，参加反应的N2的物质的量为3mol，故N2的起始物质的量为13mol＋3mol＝16mol，即a＝16。(2)反应达平衡时，混合气体的总物质的量为n(总)＝716.8L22.4L·mol－1＝32mol，其中NH3的物质的量为32mol×25%＝8mol。(3)利用差量法计算N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)减少的物质的量起始量/mol1322转化量/mol41288故原混合气体的物质的量为32mol＋8mol＝40mol，原混合气体与平衡时混合气体的总物质的量之比为40mol∶32mol＝5∶4。(4)由(3)知原混合气体中H2的物质的量为40mol－16mol＝24mol，所以达到平衡时，N2和H2的转化率之比a(N2)∶a(H2)＝4mol16mol∶12mol24mol＝1∶2。能力提升1．模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法，对于2HBr(g)H2(g)＋Br2(g)反应。下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是(C)解析：C项说明三种物质共存，是可逆反应。2．SO2在400～600℃下的催化氧化：2SO2＋O22SO3，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法中错误．．的是(C)A．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率B．在上述条件下，SO2不可能100%地转化为SO3C．达到平衡时，SO2的浓度与SO3的浓度相等D．为了提高SO2的转化率，应适当提高O2的浓度解析：催化剂不能提高产率，但能缩短生产周期，提高生产效率，A项正确；可逆反应中哪种物质也不可能100%全部转化，B项正确；达到平衡时，SO2和SO3的浓度不变，但不一定相等，C项不正确；提高O2的浓度，平衡向右进行，SO2的转化率提高，D项正确。3．一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(D)A．①②B．②④C．③④D．①④解析：ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入1molN2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，③曲线趋势不正确。4．可逆反应：2NO22NO＋O2在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(A)①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2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．①③④⑤D．全部解析：①单位时间内生成nmolO2的同时必消耗2nmolNO2，①能说明反应已达平衡；②描述均是正方向，无法判断；③无论反应是否达平衡，均有此关系；④NO2为有颜色的气体(红棕色)，颜色不变能说明NO2浓度一定，已达到平衡；⑤因ρ＝mV，反应前后，m、V均不变，ρ也不变，不能说明反应达到平衡；这是一个不等积反应，⑥⑦均能说明反应已达平衡。5．一定温度下，对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应放热)的下列叙述，不能说明反应已达化学平衡状态的是(A)A．恒容容器内混合气体的密度不再变化B．NH3的生成速率与H2的生成速率之比为2︰3C．恒压容器内混合气体的总物质的量不再变化D．单位时间内断裂amolN≡N键，同时断裂6amolN—H键解析：反应物、生成物均为气体，在恒容容器中质量不变，体积不变，密度不变。6．某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A＋3B2C。若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为VL，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是(A)①原混合气体的体积为1.2VL②原混合气体的体积为1.1VL③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05VL④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05VLA．②③B．②④C．①③D．①④解析：设起始A和B的体积分别为aL、bL，A＋3B2C起始的体积Lab0转化的体积L0.05V0.15V10%V平衡时体积La－0.05Vb－0.15V10%Va－0.05V＋b－0.15V＋10%V＝V，a＋b＝1.1V。7．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是(D)A．反应在c点达到平衡状态B．反应物浓度：a点小于b点C．反应物的总能量低于生成物的总能量D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段解析：A项反应达到平衡时v(正)＝v(逆)，c点v(正)最大，但未达到平衡；B项随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故a点反应物的浓度大于b点的；C项反应初始阶段，随着反应的不断进行，反应速率逐渐加快，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量；D项随着反应的进行，SO2的转化率逐渐增大，故b～c段SO2的转化率大于a～b段。8．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混