2019-2020年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第3節(jié) 化學(xué)平衡（第1課時）化學(xué)平衡狀態(tài)習(xí)題 新人教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第3節(jié) 化學(xué)平衡（第1課時）化學(xué)平衡狀態(tài)習(xí)題 新人教版選修4 一、選擇題 1．下列有關(guān)可逆反應(yīng)的說法不正確的是(　　) A．可逆反應(yīng)是指在同一條件下能同時向正逆兩個方向進(jìn)行的反應(yīng) B．2HIH2＋I(xiàn)2是可逆反應(yīng) C．CaCO3CaO＋CO2↑是可逆反應(yīng) D．存在平衡的不一定是化學(xué)反應(yīng) 解析：存在平衡的不一定是化學(xué)反應(yīng)，如溶解平衡，D正確；CaCO3分解與CaO與CO2反應(yīng)的條件不同，二者不互為可逆反應(yīng)。 答案：C 2．把HI氣體充入密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)，在反應(yīng)趨向平衡狀態(tài)的過程中，下列說法正確的是(　　) A．HI的生成速率等于其分解速率 B．HI的生成速率小于其分解速率 C．HI的生成速率大于其分解速率 D．無法判斷HI的生成速率和分解速率的相對大小 解析：HI充入密閉容器中，反應(yīng)開始瞬間，濃度最大，正反應(yīng)速率最大，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，對于逆反應(yīng)，開始的瞬間，逆反應(yīng)速率為零，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逐漸增大，最后兩者相等，建立平衡，趨向于平衡的過程中，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，即HI的生成速率小于其分解速率。 答案：B 點評：對于一個由正反應(yīng)開始的反應(yīng)體系，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物不斷減少，生成物不斷增多，v正越來越小，v逆越來越大，但始終v正>v逆，反應(yīng)進(jìn)行到某一時刻，v正＝v逆，這時就達(dá)到了化學(xué)平衡。 3．(xx浙江杭州中學(xué)月考)可逆反應(yīng)N2＋3H22NH2的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物和生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系中能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)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) 解析：如用N2、H2、NH3分別表示同一正反應(yīng)速率時，應(yīng)有如下關(guān)系，v正(N2)∶v正(H2)∶v正(NH3)＝1∶3∶2。達(dá)到平衡時：v正(H2)∶v逆(NH3)＝3∶2，v正(N2)∶v逆(NH3)＝1∶2，v正(N2)∶v逆(H2)＝1∶3、選項A只表示一個方向，選項B、D不符合計量數(shù)關(guān)系，選項C符合要求。 答案：C 4．在一定溫度下的定容密閉容器中，當(dāng)下列物理量不再改變時，表明反應(yīng)：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已達(dá)平衡的是(　　) A．混合氣體的壓強 B．混合氣體的密度 C．B物質(zhì)的相對分子質(zhì)量 D．氣體的總物質(zhì)的量 解析：反應(yīng)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)前后氣體分子數(shù)目相等，反應(yīng)過程中氣體的總物質(zhì)的量、壓強始終不變；B的相對分子質(zhì)量是一定值，與平衡無關(guān)，故A、C、D項均不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。反應(yīng)達(dá)到平衡的過程中，氣體質(zhì)量是一變量，由ρ＝m/V可判斷，混合氣體的密度也是一變量，因此混合氣體的密度不再改變，表明反應(yīng)已達(dá)平衡。 答案：B 點評：能否說明已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，主要看這種狀態(tài)是任何時候都具有的還是只有在化學(xué)平衡狀態(tài)時才具有的。只有化學(xué)平衡狀態(tài)時才具有的特點才能用來作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。 5．一定溫度下，對于可逆反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反應(yīng)放熱)的下列敘述，不能說明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　) A．恒容容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化 B．NH3的生成速率與H2的生成速率之比為2∶3 C．恒壓容器內(nèi)混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化 D．單位時間內(nèi)斷裂a mol N≡N鍵，同時斷裂6a mol N—H鍵 解析：反應(yīng)物、生成物均為氣體，在恒容容器中質(zhì)量不變，體積不變，密度不變。 答案：A 6．在一個密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2 molL－1、0.1 molL－1、0.2 molL－1，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是(　　) A．SO2為0.4 molL－1，O2為0.2 molL－1 B．SO2為0.25 molL－1 C．SO2、SO3均為0.15 molL－1 D．SO3為0.4 molL－1 解析：A項數(shù)據(jù)表明，題中0.2 molL－1的SO3完全轉(zhuǎn)化成了SO2和O2，即平衡時，c(SO3)＝0，這是不可能的；B項可能；C項數(shù)據(jù)表明SO2、SO3的濃度都在原濃度基礎(chǔ)上減少了0.05 molL－1，這也是不可能的；D項數(shù)據(jù)表明SO2完全轉(zhuǎn)化成了SO3，即平衡時，c(SO2)＝0，c(O2)＝0，這也是不可能的。 解答可逆反應(yīng)的問題時要特別注意，即反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，產(chǎn)物也不可能完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物。另外還要注意量的變化，元素原子不可能憑空增加或減少，總之，要注意“可逆”和“守恒”。 答案：B 7．(xx湖北五校聯(lián)考)某體積可變的密閉容器，盛有適量的A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：A＋3B2C。若維持溫度和壓強不變，當(dāng)達(dá)到平衡時容器的體積為V L，其中C氣體的體積占10%。下列推斷正確的是(　　) ①原混合氣體的體積為1.2V L?、谠旌蠚怏w的體積為1.1V L　③反應(yīng)達(dá)到平衡時氣體A消耗掉0.05V L ④反應(yīng)達(dá)到平衡時氣體B消耗掉0.05V L A．②③　　 B．②④　　 C．①③　　 D．①④ 解析：設(shè)起始A和B的體積分別為a L、b L， 　　　　　　　 　A　?。　?B　　2C 起始的體積(L) 　 a 　　　　b 　　　 0 轉(zhuǎn)化的體積(L) 　0.05V 　　0.15V 　10%V 平衡時體積(L) 　 a－0.05V b－0.15V 10%V a－0.05V＋b－0.15V＋10%V＝V，a＋b＝1.1V。 答案：A 8．298K時，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol，在該溫度下，取1 mol N2和3 mol H2放在密閉容器內(nèi)反應(yīng)。下列說法正確的是(　　) A．在有催化劑存在的條件下，反應(yīng)放出的熱量為92.4 kJ B．有無催化劑該反應(yīng)放出的熱量都為92.4 kJ C．反應(yīng)放出的熱量始終小于92.4 kJ D．若再充入1 mol H2，到達(dá)平衡時放出的熱量應(yīng)為92.4 kJ 解析：該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，正向不可能進(jìn)行到底，所以1 mol N2和3 mol H2反應(yīng)放出的熱量始終小于92.4 kJ，C正確。 答案：C 9．(xx經(jīng)典習(xí)題選萃)恒溫下，將1.6 mol N2與2.4 mol H2的混合氣體通入一個固定容積為4 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，10 min后反應(yīng)達(dá)平衡時，NH3的體積分?jǐn)?shù)為25%，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．達(dá)到平衡時，N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比為1∶1 B．達(dá)到平衡時，混合氣體的密度為12.4 gL－1 C．10 min內(nèi)v(H2)＝0.35 mol(Lmin)－1 D．平衡混合氣體中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝1∶3∶2 解析：設(shè)參加反應(yīng)的N2的物質(zhì)的量為x， N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) n(始)/mol 1.6 2.4 0 n(變)/mol x 3x 2x n(平)/mol 1.6－x 2.4－3x 2x 由100%＝25%，解得x＝0.4 mol。A項，平衡轉(zhuǎn)化率之比為∶＝1∶2，錯誤。B項，反應(yīng)過程中，容器內(nèi)混合氣體密度一直不變，故ρ＝＝＝12.4 gL－1，正確。C項，v(H2)＝0.03 mol(Lmin)－1，錯誤。D項，平衡時n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝3∶3∶2，錯誤。 答案：B 10．向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應(yīng)SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如圖所示。由圖可得出的正確結(jié)論是(　　) A．反應(yīng)在c點達(dá)到平衡狀態(tài) B．反應(yīng)物濃度：a點小于b點 C．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量 D．Δt1＝Δt2時，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段 解析：A項反應(yīng)達(dá)到平衡時v(正)＝v(逆)，c點v(正)最大，但未達(dá)到平衡；B項隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度逐漸減小，故a點反應(yīng)物的濃度大于b點的；C項反應(yīng)初始階段，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸加快，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；D項隨著反應(yīng)的進(jìn)行，SO2的轉(zhuǎn)化率逐漸增大，故b～c段SO2的轉(zhuǎn)化率大于a～b段。 答案：D 11．在一定條件下，容器內(nèi)某一反應(yīng)發(fā)生時M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的曲線如右圖所示，下列表述中正確的是 (　　) A．反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MN B．t2時，正、逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡 C．t3時，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率 D．t1時，N的濃度是M的濃度的2倍 解析：由圖像知，0～t2時間內(nèi)N的濃度的變化量是M的濃度的變化量的2倍，可得反應(yīng)的方程式為2NM；t2時刻體系并未達(dá)到平衡，故正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率不相等；t3時刻反應(yīng)已達(dá)到平衡，此時v(正)＝v(逆)，因此選項A、B、C的說法都是錯誤的。 答案：D 12．在容積可變的密閉容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時氮氣的體積分?jǐn)?shù)接近于(　　) A．5%　 B．10%　 C．15%　 D．20% 解析：　　　　　　N2?。?H22NH3 起始物質(zhì)的量/mol 2 8 0 轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol 2/3 2 4/3 平衡物質(zhì)的量/mol 4/3 6 4/3 平衡時氮氣的體積分?jǐn)?shù)為100%＝15%。 答案：C 二、非選擇題 13．某研究性小組決定用實驗探究的方法證明化學(xué)反應(yīng)具有一定的限度，在一定條件下會達(dá)到“平衡狀態(tài)”。 取5 mL 0.1 mol/L KI溶液于試管中，滴加0.1 mol/L FeCl3溶液2 mL，發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2。為證明該反應(yīng)具有可逆性且具有限度，他們設(shè)計了如下實驗： ①取少量反應(yīng)液，滴加AgNO3溶液，發(fā)現(xiàn)有少量黃色沉淀(AgI)，證明反應(yīng)物沒有反應(yīng)完全； ②再取少量反應(yīng)液，加入少量CCl4振蕩，發(fā)現(xiàn)CCl4層顯淺紫色，證明萃取到I2，即有I2生成。綜合①②的結(jié)論，他們得出該反應(yīng)具有一定的可逆性，在一定條件下會達(dá)到反應(yīng)限度。 (1)老師指出他們上述實驗中①不合理，你認(rèn)為是________________________；改進(jìn)的方法是________________________。 (2)有人認(rèn)為步驟②適合檢驗生成I2較多的情況，還有一種簡便方法可以靈敏地檢驗是否生成了I2，這種方法是________________________。 解析：為證明化學(xué)反應(yīng)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2具有可逆性，可以考慮檢驗反應(yīng)后的溶液中還存在著這四種粒子。從反應(yīng)物的量考慮，I－是相對過量的，故不能因為檢測到I－存在，即認(rèn)為反應(yīng)具有可逆性，為使檢驗方便、典型，只需檢驗最終溶液中還存在著Fe3＋和I2即可，分別可采用KSCN溶液、淀粉溶液(或CCl4萃取)等合理方法。 答案：(1)該反應(yīng)中KI過量，故不能直接檢驗是否存在I－　取少量溶液滴加KSCN溶液，若出現(xiàn)紅色，則證明還有Fe3＋未完全反應(yīng) (2)取少量反應(yīng)液，滴加淀粉溶液，若溶液變藍(lán)，則說明生成了I2 14．在2 L密閉容器內(nèi)，800 ℃時反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)體系中，n(NO)隨時間的變化如下表： 時間(s) 0 1 2 3 4 5 n(NO)(mol) 0.02 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)下圖表示NO2的濃度變化的曲線是________。用O2表示從0～2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v＝________。 (2)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器內(nèi)壓強保持不變 c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器內(nèi)密度保持不變 解析：該反應(yīng)達(dá)到平衡時，n(NO)＝0.007 mol，此時n(NO2)＝0.013 mol，其濃度變化量為0.0065 molL－1，所以表示NO2濃度變化的曲線是b。在(2)中，a表示是同一方向的速率，在任何時候都成立，而d中容器的體積及氣體的總質(zhì)量都不變，氣體的密度也始終不變。 答案：(1)b　1.510－3 mol(Ls)－1 (2)b、c 15．已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化： 2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0?，F(xiàn)將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入體積為2 L的恒溫密閉玻璃容器中，反應(yīng)物濃度隨時間變化關(guān)系如圖。 (1)圖中共有兩條曲線X和Y，其中曲線________表示NO2濃度隨時間的變化；a、b、c、d四個點中，表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點是________。下列不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 A．容器內(nèi)混合氣體的壓強不隨時間變化而變化 B．容器內(nèi)混合氣體的密度不隨時間變化而變化 C．容器內(nèi)混合氣體的顏色不隨時間變化而變化 D．容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化而變化 (2)前10 min內(nèi)用NO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)＝________molL－1min－1。 解析：(1)由圖像看出10 min內(nèi)，X曲線上物質(zhì)的變化量為0.4 molL－1，Y曲線上物質(zhì)的變化量為0.2 molL－1，所以曲線X表示NO2濃度隨時間的變化；平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)濃度不再變化，所以b、d兩點處于平衡狀態(tài)；容器內(nèi)混合氣體的密度任何時間都不變化，所以不能作為平衡狀態(tài)的標(biāo)志。 (2)前10 min內(nèi)，v(NO2)＝(0.6 molL－1－0.2 molL－1/10 min＝0.04 molL－1min－1。 答案：(1)X　b和d　B　(2)0.04