2023年2020-2021高中化学人教版选修4课后习题：第二章 第三节 第1课时 化学平衡状态.pdf
晨鸟教育 Earlybird 第三节 化学平衡 第 1 课时 化学平衡状态 基础巩固 1 模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法,对于反应2HBr(g)H2(g)+Br2(g),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()答案:C 2 可逆反应在一定条件下达到化学平衡时,下列说法错误的是()A.正反应速率等于逆反应速率 B.反应物和生成物浓度不再发生变化 C.反应体系中混合物的组成保持不变 D.正、逆反应速率都为零 解析:A 项,化学反应为动态平衡,达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,正确;B 项,达到平衡状态时,反应物和生成物浓度不再发生变化,各组分浓度不变,正确;C 项,当反应体系中混合物的组成保持不变时,达到平衡状态,正确;D 项,达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,但不等于零,错误。答案:D 3 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 4 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 5 下列各组中的两个反应互为可逆反应的是()晨鸟教育 Earlybird 2H2+O22H2O 与 2H2O2H2+O2 H2SO4(浓)+2HBr2H2O+Br2+SO2 与 Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4 2NO2N2O4与 N2O42NO2 2SO2+O22SO3与 2SO32SO2+O2 A.B.C.D.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:C 6 在恒温、恒容条件下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是()A.A(g)+B(g)C(g)B.A(g)+2B(g)3C(g)C.A(g)+B(g)C(g)+D(g)D.以上都达到平衡 解析:A 中反应前后气体物质的量不等,恒温、恒容下总压强不变,反应达平衡;B、C反应前后气体物质的量相等,不论是否达到平衡总压强不变。答案:A 7 在一定温度下,反应 A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是()A.单位时间内生成 n mol A2的同时生成 n mol AB B.容器内的总压强不随时间变化 C.单位时间内生成 2n mol AB 的同时生成 n mol B2 D.单位时间内生成 n mol A2的同时生成 n mol B2 解析:A 中 A2和 AB 的物质的量之比不等于化学式前的化学计量数之比,A 错误;题给反应是一个分子数不变的反应,容器内的总压强始终不随时间变化而变化,B 错误;D 中生成 A2和 B2均为逆反应速率,D 错误。答案:C 8 一定温度下,在固定容积的密闭容器中,对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当 m、n、p、q 为任意正整数时,下列状态:体系的压强不再发生变化 气体的密度不再发生变化 各组分的物质的量浓度不再改变 各组分的质量分数不再改变 反应速率 v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq 其中,能说明反应已达到平衡的是()A.B.C.D.解析:若 m+n=p+q 时,反应过程中,体系压强始终不变,不符合要求;=,m总、V总不变,则体系密度在反应过程中始终不变,故也不符合要求;反应过程中,反应速率误的是正反应速率等于逆反应速率反应物和生成物浓度不再发生变化反应体系中混合物的组成保持不变正逆反应速率不再发生变化各组分浓度不变正确项当反应体系中混合物的组成保持不变时达到平衡状态正确项达到平衡状态时正逆于和中只存在于和中存在于和中答案可逆反应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晨鸟教育 Earlybird 始终满足 v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq,故不符合要求,只有可说明反应已达平衡,A 项正确,B、C、D 三项错误。答案:A 9 对可逆反应 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 x mol NO 的同时,消耗 x mol NH3,则反应达到平衡状态 C.达到化学平衡时,若增大容器容积,则正反应速率减小,逆反应速率增大 D.化学反应速率关系:2v正(NH3)=3v正(H2O)解析:A 项,表明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态;B 项,任何情况下消耗xmolNH3,必生成 xmolNO;C 项,减压时,正、逆反应速率均减小;D 项,正确的反应速率关系应为 3v正(NH3)=2v正(H2O)。答案:A 10 在一定温度下向 a L 密闭容器中加入1 mol X 气体和 2 mol Y 气体发生如下反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),此反应达到平衡的标志是()A.容器内压强随时间变化而变化 B.容器内各物质的浓度不随时间变化 C.容器内 X、Y、Z 的浓度之比为 122 D.单位时间内消耗 0.1 mol X 同时生成 0.2 mol Z 解析:该反应不是等体积反应,只要压强不变,各物质的量浓度也就不变,可证明化学平衡已建立,故 A 选项错误,B 选项正确;而化学平衡时,X、Y、Z 的物质的浓度之比并不一定是 122,C 选项错误;单位时间内消耗 X 和生成 Z,描述的是同一反应方向,不存在 v(正)和 v(逆)的关系,故不能判断该化学平衡已建立。答案:B 11 在恒温下的密闭容器中,对可逆反应 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H0,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 中正反应生成 NO2的速率和逆反应生成 O2的速率相等时,由于 NO2和 O2的化学计量数不相等,则用同一物质表示的正、逆反应速率不相等,所以 A 不能说明已达到平衡状态。答案:A 12 对于反应 A(g)+2B(g)C(g)H0,下述为平衡状态标志的是 (填序号)。单位时间内 A、B 生成 C 的分子数与 C 分解的分子数相等 外界条件不变时,A、B、C 的浓度不随时间变化 外界条件不变时,体系的温度不再变化 外界条件不变时,体系的压强和体积均不再变化 体系的分子总数不再变化 误的是正反应速率等于逆反应速率反应物和生成物浓度不再发生变化反应体系中混合物的组成保持不变正逆反应速率不再发生变化各组分浓度不变正确项当反应体系中混合物的组成保持不变时达到平衡状态正确项达到平衡状态时正逆于和中只存在于和中存在于和中答案可逆反应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晨鸟教育 Earlybird 答案:13 在地壳中 SiO2和 HF 存在以下平衡:SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)H=-148.9 kJmol-1(1)如果该反应在容积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时 (填字母)。A.2v正(HF)=v逆(H2O)B.v(H2O)=2v(SiF4)C.SiO2的质量保持不变 D.反应物不再转化为生成物(2)若反应容器容积为 2.0 L,反应时间 8 min,容器内气体的密度增大了 0.12 g L-1,在这段时间内 HF 的平均反应速率为 。解析:(1)A 项,平衡时v正(HF)=2v逆(H2O),错误;D 项,反应继续进行,只是转化的生成物与分解的生成物相等,并不是不再转化,错误。(2)密度增大了 0.12g L-1,说明质量增加了 0.24g,根据差量法可知增加的质量相当于 SiO2的质量,即为 0.24gSiO2,其物质的量为 0.004mol,则转化的 HF 为 0.016mol,HF 的反应速率为=0.0010mol L-1 min-1。答案:(1)BC (2)0.001 0 mol L-1 min-1 能力提升 1 在密闭容器中进行反应X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1 mol L-1、0.2 mol L-1、0.2 mol L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是()A.Z 为 0.2 mol L-1 B.Y2为 0.35 mol L-1 C.X2为 0.3 mol L-1 D.Z 为 0.4 mol L-1 解析:根据极值法:X2的最大浓度是 0.2mol L-1,Y2的最大浓度是 0.3mol L-1,Z 的最大浓度是 0.4mol L-1。答案:A 2 某容积可变的密闭容器,盛有适量 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容积为 V L,其中 C 气体的体积占 10%。下列推断正确的是()原混合气体的体积为1.2V L 原混合气体的体积为 1.1V L 反应达到平衡时气体 A 消耗 0.05V L 反应达到平衡时气体 B 消耗 0.05V L A.B.C.D.答案:A 误的是正反应速率等于逆反应速率反应物和生成物浓度不再发生变化反应体系中混合物的组成保持不变正逆反应速率不再发生变化各组分浓度不变正确项当反应体系中混合物的组成保持不变时达到平衡状态正确项达到平衡状态时正逆于和中只存在于和中存在于和中答案可逆反应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晨鸟教育 Earlybird 3 一定条件下,对于可逆反应 X(g)+3Y(g)2Z(g),若 X、Y、Z 的起始浓度分别为 c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z 的浓度分别为 0.1 mol L-1、0.3 mol L-1、0.08 mol L-1,则下列判断正确的是()A.c1c2=31 B.平衡时,Y 和 Z 的生成速率之比为 23 C.X、Y 的转化率不相等 D.c1的取值范围为 0c10.14 mol L-1 解析:平衡浓度之比为 13,转化浓度之比也为 13,故 c1c2=13,A、C 错误;平衡时 Y 生成表示逆反应速率,Z 生成表示正反应速率且 v生成(Y)v生成(Z)应为 32,B错误;由可逆反应的特点可知 0c10.14mol L-1,D 正确。答案:D 4 将一定量的 SO2和含 0.7 mol 氧气的空气(忽略 CO2)放入一定体积的密闭容器中,550 时,在催化剂作用下发生反应:2SO2+O22SO3(正反应放热)。反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量 NaOH 溶液,气体体积减少了 21.28 L;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收 O2,气体的体积又减少了 5.6 L(以上气体体积均已转化为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)请回答下列问题:(1)判断该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。A.SO2和 SO3浓度相等 B.SO2百分含量保持不变 C.容器中气体的压强不变 D.SO3的生成速率与 SO2的消耗速率相等 E.容器中混合气体的密度保持不变(2)求该反应达到平衡时 SO2的转化率(用百分数表示)。(3)若将平衡混合气体的 5%通入过量的 BaCl2溶液,生成沉淀多少克?解析:(1)平衡判断的标志。一是正、逆反应速率相等,二是各成分含量保持不变。浓度相等不能作为平衡判断的标志,A 不正确;由于是气体体积不相等的反应,压强不变可以作为平衡判断标志;D 项中均表示正反应速率,不正确。由于均为气体反应,气体的质量守恒,体积不变,密度不变,不能作为平衡的标志。答案:(1)BC(2)消耗 O2的物质的量:0.7 mol-=0.45 mol。生成 SO3的物质的量:0.45 mol 2=0.9 mol。SO2和 SO3的物质的量之和:=0.95 mol。反应前 SO2的物质的量:0.95 mol。SO2的转化率:100%=94.7%。误的是正反应速率等于逆反应速率反应物和生成物浓度不再发生变化反应体系中混合物的组成保持不变正逆反应速率不再发生变化各组分浓度不变正确项当反应体系中混合物的组成保持不变时达到平衡状态正确项达到平衡状态时正逆于和中只存在于和中存在于和中答案可逆反应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晨鸟教育 Earlybird(3)在给定的条件下,溶液呈强酸性,BaSO3不会存在。因此 BaSO4的质量为 0.9 mol 5%233 g mol-1 10.5 g。误的是正反应速率等于逆反应速率反应物和生成物浓度不再发生变化反应体系中混合物的组成保持不变正逆反应速率不再发生变化各组分浓度不变正确项当反应体系中混合物的组成保持不变时达到平衡状态正确项达到平衡状态时正逆于和中只存在于和中存在于和中答案可逆反应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
