2020化学人教版选修4作业第二章第3节第1课时化学平衡及其影响因素解析

[课时作业]对应学生用书P23第1课时化学平衡及其影响因素1．下列各组两个反应互为可逆反应的是()①2H2＋O2=====点燃2H2O与2H2O=====电解2H2↑＋O2↑②H2SO4(浓)＋2HBr===2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4③2NO2N2O4与N2O42NO2④2SO2＋O22SO3与2SO32SO2＋O2A．①②B．②③C．③④D．②④答案C解析可逆反应必须是在同一条件下，同时向正、逆反应方向进行的反应，①中的反应条件不同，②中H2SO4的浓度不同，性质不同。可逆反应的特点(1)向两个相反的方向进行的两个化学反应，在相同的条件下同时进行、共存。两个化学反应构成了一个对立的统一体。(2)符号“”两边的物质互为反应物、生成物。(3)在反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存，如亚硫酸溶液中还有H2O、SO2和H2SO3等分子。(4)无论一种物质投入量有多大，其他反应物都不能完全反应。2．在一密闭容器中进行反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若起初充入的N2、H2、NH3的物质的量分别为0．1mol、0．4mol和0．2mol，则充分反应后，各物质的物质的量可能为()A．n(N2)＝0．2molB．n(NH3)＝0．4molC．n(H2)＝0．6molD．n(N2)＝0．15mol，同时n(NH3)＝0．15mol答案C解析可逆反应的特点是充分反应后，反应物不能进行完全，所以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，充分反应后各物质的物质的量可能的范围为：0n(N2)0．2mol,0．1moln(H2)0．7mol,0n(NH3)0．4mol，故A、B项错误，C项正确；而D项当n(N2)＝0．15mol时，n(NH3)＝0．2mol－0．1mol＝0．1mol，故D项错。3．在一定条件下，将0．3molCO2和0．2molH2通入2L密闭容器中，进行反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。下列关于该反应建立平衡的说法正确的是()A．反应刚开始时，生成物浓度最大，正反应速率最小B．随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐增大C．达到平衡状态时反应体系中CO2的浓度为0mol·L－1D．该反应建立平衡过程中v­t(时间)图像为答案A解析由于该反应从逆反应开始进行，故反应刚开始时，生成物浓度最大，正反应速率最小，A项正确；随着反应的进行，生成物浓度逐渐减小，逆反应速率逐渐减小，反应物浓度逐渐增大，正反应速率逐渐增大，B项不正确；该反应不能进行彻底，故平衡时CO2的浓度不可能是0mol·L－1，C项不正确；该反应建立平衡的过程中，逆反应速率大于正反应速率，且逆反应速率逐渐减小，正反应速率逐渐增大，达到平衡时正、逆反应速率相等，D项不正确。化学平衡的特征(1)等：同一物质的正、逆反应速率相等(不同物质不一定相等)。(2)动：动态平衡v正＝v逆≠0。(3)定：各组分含量保持一定。(4)变：外界条件改变，平衡状态发生改变。4．对于可逆反应2SO2＋O22SO3在混合气体中充入一定量的18O2足够长时间后，18O原子()A．只存在于O2中B．只存在于SO3和O2中C．只存在于SO2和O2中D．存在于SO2、SO3和O2中答案D解析SO2和O2反应生成了SO3，SO3又分解生成SO2，故平衡混合物中含18O的分子有SO2、O2、SO3。可逆反应中反应物和生成物共存。5．对于恒容密闭容器中的可逆反应：mX(g)＋nY(s)pZ(g)ΔH0，达到化学平衡后，改变条件，下列表述不正确的是()A．增大压强，化学平衡不一定发生移动B．通入氦气，化学平衡不发生移动C．增加X或Y的物质的量，化学平衡一定发生移动D．其他条件不变，升高温度，化学平衡一定发生移动答案C解析Y是固体，增加Y不影响平衡。6．可逆反应达到化学平衡的条件是()A．逆反应停止进行B．反应物与生成物的浓度相等C．正反应与逆反应停止进行D．正反应和逆反应的速率相等答案D解析化学平衡是一种“动态”平衡，对可逆反应来说，当反应进行到一定程度时，v正＝v逆≠0，反应物和生成物的质量(或浓度)保持不变，该可逆反应达到了化学平衡状态，D正确。7．右图中的曲线是表示其他条件一定时，2NO＋O22NO2(该反应放热)反应中NO的平衡转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正v逆的点是()A．a点B．b点C．c点D．d点答案C解析此坐标的纵轴表示的是NO的平衡转化率，横轴表示温度，曲线上的任一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的转化率，从c点作纵轴的平行线与曲线交于一点，这表示若想达到c点对应温度的平衡状态，需要转化更多的NO，即v(正)v(逆)(反应向正反应方向进行)。8．可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()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)答案C解析从速率判断是否是平衡状态，必须从两方面入手，一看是否体现“双向”进行，A只表示“正向”反应的关系；二看是否满足“计量数”关系，合成氨为vN21＝vH23＝vNH32，显然B、D不符，综上所述，选择C。9．可逆反应：2NO2(g2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，反应达到平衡状态的标志是()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表示的反应速率之比为2∶2∶1④混合气体的颜色不再改变⑤混合气体的密度不再改变⑥混合气体的压强不再改变⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D．全部答案A解析①表明同一物质的生成速率与消耗速率相等，可说明该反应已达到平衡状态；②NO、O2均为反应的生成物，不能说明反应是否达到平衡状态；③无论反应达到平衡与否，化学反应速率之比都等于相应物质的化学计量数之比；④有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，可以说明反应已达到平衡状态；⑤体积固定、反应前后气体的质量不变，故密度始终不变；⑥反应前后气体分子数不相等，压强不变，表明各物质的含量均不再发生变化，可以说明该反应已达到平衡状态；⑦由于反应前后气体的质量不变，则气体的平均相对分子质量不变，说明气体中各物质的物质的量不变，可以说明反应已达到平衡状态。可逆反应达到平衡状态的标志(1)正反应速率与逆反应速率相等，v正＝v逆。①对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率。②对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。(2)反应混合物中各组分的百分含量保持不变。10．Ⅰ．如图所示，烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4的混合气体，中间止水夹K夹紧，烧杯甲中盛放100mL6mol·L－1的盐酸，烧杯乙中盛放100mL冷水。现向烧杯甲的溶液中放入25gNaOH固体，同时向烧杯乙中放入25gNH4NO3固体，搅拌使之溶解。已知：2NO2N2O4ΔH0。(1)A瓶中气体颜色________，理由是_________________________________。(2)B瓶中气体颜色________，理由是__________________________________。Ⅱ．在水溶液中，橙红色的Cr2O2－7与黄色的CrO2－4有下列平衡关系：Cr2O2－7＋H2O2CrO2－4＋2H＋把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成稀溶液呈橙色。(1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈________色，因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)向已加入NaOH溶液的(1)中再加入过量稀硫酸，则溶液呈________色，因为________________________________________________________________________。(3)向原溶液中逐滴加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)，则平衡________，溶液颜色将______________________。答案Ⅰ．(1)变深甲中NaOH溶解放热，中和反应也放热，甲中溶液及A中气体温度升高，平衡2NO2N2O4向左移动，NO2的浓度增大，颜色加深(2)变浅NH4NO3溶解吸热，乙中溶液及B中气体温度降低，使平衡2NO2N2O4向右移动，NO2的浓度减小，颜色变浅Ⅱ．(1)黄加入NaOH溶液，使c(H＋)减小，平衡右移，c(CrO2－4)增大，c(Cr2O2－7)减小(2)橙红加入过量稀硫酸，使平衡左移，c(Cr2O2－7)增大，c(CrO2－4)减小(3)向右移动逐渐变为无色解析依据勒夏特列原理：Ⅰ．由于NO2为红棕色，N2O4为无色，(1)甲烧杯中发生中和反应，温度升高，平衡逆向进行，故颜色加深；(2)乙烧杯中加入NH4NO3，NH4NO3溶于水吸热，温度降低，平衡正向进行c(NO2)降低，颜色变浅。Ⅱ．(1)加入NaOH，由于发生反应H＋＋OH－===H2O，使c(H＋)减小，平衡向右进行，c(CrO2－4)增大，溶液变为黄色。(3)加入Ba(NO3)2溶液，由于生成BaCrO4沉淀，使平衡向右进行，直到变成硝酸盐，溶液变为无色。化学平衡移动原理外界条件对化学平衡的影响可概括为“勒夏特列原理”：如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，化学平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。(1)对原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是升高温度时，化学平衡向吸热反应的方向移动；增加反应物，化学平衡向反应物减少的方向移动；增大压强时，化学平衡向气体体积缩小即减小压强的方向移动。(2)移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能完全抵消外界条件的变化。达到平衡时，此物理量更靠近改变的方向。如增大反应物A的浓度，化学平衡右移，但达到新化学平衡时，A的浓度比原化学平衡时大；同理，若改变的条件是温度或压强等，其变化也相似。