2021_2022版高中化学课时分层作业7化学平衡状态含解析新人教版选修.doc

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1、化学平衡状态(30分钟50分)一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)1.(2019海口高二检测)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】选D。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。2.(2019烟台高二检测)在一定条件下,将0

2、.3 mol CO2和0.2 mol H2通入2 L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0 molL-1D.该反应建立平衡过程中v -t(时间)图象为右图【解析】选A。A项,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;C项,该

3、反应不能进行彻底,且起始时n(CO2)n(H2),故平衡时CO2的浓度不可能是0 molL-1,C项不正确;D项,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。【补偿训练】已知:X(g)+2Y(g)3Z(g)H=-a kJmol-1(a0),下列说法不正确的是()A.0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 molB.达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度不再发生变化C.达到化学平衡状态时,反应放出的总热量可达a kJD.升高反应温度,逆反应速率增大,正反应速率减小【解析】

4、选D。A.属于可逆反应,0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol,A正确;B.达到化学平衡状态时正逆反应速率相等,X、Y、Z的浓度不再发生变化,B正确;C.虽然属于可逆反应,达到化学平衡状态时,如果消耗1 mol X,则反应放出的总热量等于a kJ,C正确;D.升高反应温度,正、逆反应速率均增大,D错误。3.(2019西安高二检测)在一定条件下,气体参与的某正反应方向H0的可逆反应达到化学平衡时,下列说法不正确的是()A.反应物的浓度一定等于生成物的浓度B.反应体系中压强恒定C.反应体系中混合物的组成保持不变D.反应体系中温度不变【解析】选A。对于放

5、热的可逆反应,达到平衡时,反应物与生成物的浓度不一定相等,A项错误;可逆反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,气体分子数保持不变,反应体系中压强恒定,混合物的组成保持不变,反应体系中温度不变,B、C、D项正确。【补偿训练】在一定温度下,某反应A(g)+B(g)C(g) 体系中,n(A)随反应时间(t)的变化如下表:该反应处于平衡状态的时间区域为()t/min012345n(A)/mol0.0400.0200.0140.0100.0100.010A.12 minB.13 minC.23 minD.35 min【解析】选D。化学平衡状态是在一定条件下,可逆反应中,正反应速率等于逆反应速率,且组分的浓

6、度不再改变,即35 min时,反应达到平衡,故D正确。4.(2019张家口高二检测)298 K时,将20 mL 3x molL-1 Na3AsO3、20 mL 3x molL-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:As(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)As(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。下列可判断反应达到平衡的是()A.溶液的c(Na+)不再变化B.v(I-)=2v(As)C.不再变化D.c(I-)=2c(As)【解析】选C。Na+不参与化学平衡,c(Na+)不变不能说明反应处于化学平衡状态,故A错误;根据各物质的反应速率之比等于方程式的化学计量数之比,v(I-)=2

7、v(As)始终成立,不能作为平衡状态的判断依据,故B错误;达到平衡时各物质的浓度保持不变,即不再变化,反应处于平衡状态,故C正确;在生成物中始终存在c(I-)=2c(As),故D错误。5.(2019唐山高二检测)哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是()A.达到化学平衡时,N2将完全转化为NH3B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等C.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化D.达到化学平衡时,正反应速率和逆反应速率都为零【解

8、析】选C。可逆反应不能进行到底,A项不正确;达到化学平衡时,反应物和生成物的物质的量浓度保持不变,而各浓度不一定相等,B项不正确,C项正确;达到化学平衡时,正、逆反应速率相等,但都不为零,D项不正确。6.(2019郑州高二检测)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1 mol Y的同时生成2 mol X【解析】选C。X的分解速率与Y的消耗速率之比为21时,才能说明反应达到平衡状态。故C项说明反应未达到平衡状

9、态。【补偿训练】对于恒容密闭容器中发生的可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0,能说明反应达到化学平衡状态的为()A.断开一个NN键的同时有6个NH键生成B.混合气体的密度不变C.混合气体的平均相对分子质量不变D.N2、H2、NH3分子数比为132的状态【解析】选C。断开NN键与生成NH键是同一个反应方向,A不对;平均相对分子质量=,反应过程中m始终不变,若不变,则n不变,说明反应已达平衡。密闭容器混合气体密度始终不变。7.(2019遵义高二检测)在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:甲:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);乙:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+

10、H2(g)现有下列状态:混合气体平均相对分子质量不再改变恒温时,气体压强不再改变各气体组成浓度相等反应体系中温度保持不变断裂HO键速率是断裂HH键速率的2倍混合气体密度不变单位时间内,消耗水蒸气质量与生成氢气质量比为91其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是()A.B.C.D.【解析】选D。甲容器中,碳为固态,该可逆反应属于气体体积不相等的反应;乙容器中,反应属于等气体分子数反应,气体相对分子质量、密度、压强都始终不变,错误;各组分浓度相等,不能判断反应达到平衡状态,错误;对于任何一个可逆反应,随着反应进行,体系温度会发生变化,当温度不改变时,说明反应达到平衡状态,正确;生成HO键速率是

11、断裂HH键速率的2倍,经转化,水中HO键断裂速率等于生成HO键速率,达到平衡状态,正确;消耗水蒸气与生成氢气是同一方向,不能判断达到平衡状态,错误。二、非选择题(本题包括1小题,共8分)8.(2019聊城高二检测)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/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)如图表示NO2的浓度变化的曲线是_。用O2表示从02 s内该反应的平均速率v(O2)=_。(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

12、强保持不变c.v逆(NO)=2v正(O2)d.容器内密度保持不变【解析】(1)该反应达到平衡时,n(NO)=0.007 mol,此时n(NO2)=0.013 mol,其浓度变化量为0.006 5 molL-1,所以表示NO2浓度变化的曲线是b。(2)a表示的是同一方向的速率,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)b1.510-3 molL-1s-1(2)b、c【补偿训练】(2019保定高二检测)在698 K时,向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)H=-26.5

13、kJmol-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)=_。 (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)=1 molL-1,而加入的H2和I2的物质的量均为2 mol,所以V=2。(2)反应达到最大限度即达到化学平衡,所需时间为5 s,v(HI)=0.316 molL-1s-1。(3)可逆反应从正反应建立,所以需放出热量。由反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)H=-26.5 kJmol-1,达到平衡时共

14、生成n(HI)=1.58 molL-12 L=3.16 mol,所以放出的热量为3.16 mol=41.87 kJ。答案:(1)2(2)5 s0.316 molL-1s-1(3)放出41.87 kJ(30分钟50分)一、选择题(本题包括6小题,每小题6分,共36分)1.(2019临汾高二检测)一定温度下,反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为H。现将1 mol N2O4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()A.B.C. D.【解析】选D。因反应容器保持恒压,所以容器容积随反应进行而不断变化,结合气=m/V可知,气体密度不再变化,说明容器容积不再变化,即气体的物质

15、的量不再变化,反应达到平衡状态,符合题意;无论是否平衡,反应的H都不变,不符合题意;反应开始时,加入1 mol N2O4,随着反应的进行,N2O4的浓度逐渐变小,故v正(N2O4)逐渐变小,直至达到平衡,不符合题意;N2O4的转化率不再变化,说明N2O4的浓度不再变化,反应达到平衡状态,符合题意。2.如图是可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是()A.t1时,只有正反应在不断进行,速率在逐渐减小B.t2时,反应到达平衡,在此条件下N2的转化率达到最大C.t2t3,反应不再发生,各物质的物质的量保持恒定D.t3以后,N2

16、(g)、H2(g)、NH3(g)的物质的量浓度相等【解析】选B。A.t1时刻正、逆反应都在进行,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,故错误;B.t2时刻正逆反应速率相等,说明到达到平衡,此时反应物的转化率最大,故正确;C.此反应是可逆反应,其特征之一为动态平衡,且各组分的浓度保持不变,故错误;D.各组分的浓度保持不变,不是相等,故错误。3.(2019濮阳高二检测)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c0(X)、c0(Y)、c0(Z)(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL-1、0.3 molL-1、0.08 molL-1,则下列判断正确的是()A.c0(X)c0(Y)=31B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为23C.X、Y的转化率不相等D.c0(X)的取值范围为0 molL-1c0(X)”“v(逆)。(2)=,并不能说明c(I-)、c()是否不变,即不能说明反应是否达到平衡状态。答案:(1)(2)不一定是- 12 -