高中化学 2-3-1化学平衡状态课时达标作业 新人教版选修4

【成才之路】-学年高中化学2-3-1化学平衡状态课时达标作业新人教版选修4一、选择题1．下列反应中，属于可逆反应的是()①N2＋3H2eq\o(=,\s\up17(催化剂),\s\do15(T、p))2NH3,2NH3eq\o(=,\s\up17(催化剂),\s\do15(T、p))3H2＋N2②2NaHCO3△,Na2CO3＋H2↑＋CO2↑，Na2CO3＋H2O＋CO2,2NaHCO3③CH3CH2OHeq\o(→,\s\up17(浓硫酸),\s\do15(170℃))CH2=CH2↑＋H2O，CH2=CH2＋H—OHeq\o(→,\s\up17(催化剂),\s\do15(T、p))CH3CH2OH④2Na＋Cl2点燃,2NaCl,2NaCl电解,2Na＋Cl2A．只有① B．①②③C．①②③④ D．①③④解析：可逆反应是指在同一条件下既向正反应方向进行又向逆反应方向进行的反应，符合此条件的只有①。答案：A2．(·济南1月调研)反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)在一密闭容器中进行，则下列说法或结论中，能够成立的是()A．其他条件不变仅将容器的体积缩小一半，反应速率减小B．反应达平衡状态时：v(CO)正＝v(H2O)逆C．保持体积不变，充入少量He使体系压强增大反应速率一定增大D．其他条件不变，适当增加C(s)的质量会使反应速率增大解析：本题考查影响反应速率的因素，考查考生运用影响反应速率的因素分析问题的能力。难度中等。A项，将容器的容积缩小一半相当于体系压强增加一倍，反应速率加快；B项，转化为同一物质的速率，其正、逆反应速率相等，处于平衡状态；C项，由于体积保持不变，充入He气后，各组分的浓度不变，反应速率不变；D项，改变固体物质的用量不影响化学反应速率。答案：B3．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图所示，下列表述正确的是()A．反应的化学方程式为2MNB．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡C．t3时，正反应速率大于逆反应速率D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍解析：由曲线可知，N物质的量减少，是反应物；M物质的量增加，是生成物，A不正确。横轴t2时纵轴数值为4，纵轴是物质的量轴，不是速率轴，B不正确。t3时刻以后，M、N物质的量不再改变，反应达到平衡状态，v(正)＝v(逆)，C不正确。t1时刻，N的物质的量为6mol，M的物质的量为3mol，D正确。答案：D4．(·郑州预测)(双选)一定条件下的密闭容器中，可逆反应2A(g)===B(g)＋3C(g)在下列四种状态中处于平衡状态的是()速率ABCDv(正)/(mol·L－1·min－1)v(A)＝2v(A)＝1v(A)＝1v(A)＝2v(逆)/(mol·L－1·min－1)v(B)＝2v(B)＝1.5v(C)＝1.5v(A)＝2解析：对于C项：v正(A)∶v逆(C)＝2∶3，与化学计量数之比相等，说明v(正)＝v(逆)；对于D项：v正(A)＝v逆(A)(用同一物质表示)，必然有v(正)＝v(逆)。答案：CD5．(·经典习题选萃)一定温度下，可逆反应2NO2△,2NO＋O2在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成nmolO2同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1④混合气体的压强不再改变⑤混合气体的颜色不再改变⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变A．①④⑤⑥ B．①②③⑤C．②③④⑥ D．以上全部解析：判断一个化学反应是否达到化学平衡状态关键在于判断该反应的正逆反应速率是否相等及各组分的浓度是否发生变化。①生成nmolO2同时生成2nmolNO2，即生成NO2的速率与消耗NO2的速率相等，能反映出v(正)＝v(逆)，正确；②中生成nmolO2的同时必生成2nmolNO(无论反应达到平衡与否)，因此②表示同一方向的反应速率，不能反映达到平衡状态。③只要发生反应，或者说不论反应是否达到平衡，NO2、NO、O2的速率之比都为2∶2∶1，它不能反映可逆反应是否达到平衡，不正确。④温度、体积一定，混合气体压强不再改变，说明气体的总物质的量不变，表明反应已达到平衡状态。⑤颜色的深浅决定于有色物质NO2的浓度，混合物气体颜色不变，说明NO2浓度不再改变，对固定容器来说，NO2的物质的量不再变化，能说明反应已达到平衡状态，正确。⑥混合气体的平均相对分子质量eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\x\to(M)＝\f(m,n)))不变，说明气体的总物质的量(n)不变，表明反应已达到平衡状态，正确。答案：A6．(双选)下列说法可以证明反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，已达平衡状态的是()A．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成B．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂C．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂D．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成解析：1个N≡N键断裂为正反应速率，有3个H—H键形成为逆反应速率，二者之比为13，等于化学计量数之比，故反应达到平衡状态，即A正确；1个N≡N键断裂，有3个H—H键断裂都为正反应速率，故无法判断反应状态，即B不正确；1个N≡N键断裂为正反应速率，同时有6个N—H键断裂为逆反应速率，相应物质的物质的量之比为12，等于化学计量数之比，故达到平衡状态，即C正确；1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成，二者描述的都是正反应速率，故无法判断反应状态，即D不正确。答案：AC7．(双选)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)eq\o(,\s\up17(高温))Si3N4(s)＋12HCl(g)ΔH<0一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是()A．3v逆(N2)＝v正(H2)B．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)C．混合气体密度保持不变D．c(N2)：c(H2)：c(HCl)＝1：3：6解析：用速率表示平衡状态既要描述正、逆两个方向，又要满足数值符合化学计量数比，所以A项正确，B项错误；若反应未达到平衡，由于气体的质量发生变化，使密度发生变化，C正确；物质的浓度满足化学计量数比不能作为平衡状态判断的依据，D项错误。答案：AC8．298K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()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。答案：C9．一定条件下，在体积为1L的密闭容器中，1molX和1molY进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是()A．X的百分含量不再发生变化B．c(X)：c(Y)：c(Z)＝2：1：1C．容器内原子总数不再发生变化D．同一时间内消耗2nmolX的同时生成nmolZ解析：反应过程中原子个数守恒，所以C不合题意。消耗2nmolX与生成nmolZ是同一反应方向，也不能说明反应已达平衡。浓度之比为2：1：1，不能说明浓度保持不变。答案：A10．(双选)在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g)2Z(g)。此反应达到化学平衡的标志是()A．容器内压强不随时间变化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1：2：2D．单位时间消耗0.1molX同时生成0.2molZ解析：本题通过简单的定量及定性分析来考查化学反应达到限度的知识，即化学平衡状态的标志和判断的方法。对于选项A，因该反应两边气体分子数不等，容器内压强不随时间变化，意味着各物质的物质的量不再变化；选项B恰恰表示了当达到化学平衡时的情况：各组成成分的浓度不再变化；选项C假设开始投入2molX、4molY进行反应，当有1molX和2molY反应生成2molZ时，X、Y、Z的浓度之比为1：2：2，但并不一定是达到限度时的状态；选项D中消耗X与生成Z均为正反应速率，没有表达正、逆反应速率的关系。答案：AB点拨：解答时可依据化学平衡的特征进行判断。要知道哪些物理量可以判断平衡。平衡状态时各量不变，若化学反应进行时该量也不变，则无法判定是否是平衡状态。所以化学反应进行时改变的量，突然不变了，可以作为判断平衡的依据。11．(·唐山三模)恒温下，将1.6molN2与2.4molH2的混合气体通入一个固定容积为4L的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)，10min后反应达平衡时，NH3的体积分数为25%，下列有关说法正确的是()A．达到平衡时，N2和H2的转化率之比为1∶1B．达到平衡时，混合气体的密度为12.4g·L－1C．10min内v(H2)＝0.35mol·(L·min)－1D．平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝1∶3∶2解析：设参加反应的N2的物质的量为x，N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)n(始)/mol1.62.40n(变)/molx3x2xn(平)/mol1.6－x2.4－3x2x由eq\f(2x,4－2x)×100%＝25%，解得x＝0.4mol。A项，平衡转化率之比为eq\f(0.4,1.6)∶eq\f(1.2,2.4)＝1∶2，错误。B项，反应过程中，容器内混合气体密度一直不变，故ρ＝eq\f(m,v)＝eq\f(1.6×2.8＋2.4×2,4)＝12.4g·L－1，正确。C项，v(H2)＝0.03mol·(L·min)－1，错误。D项，平衡时n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝3∶3∶2，错误。答案：B12．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()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。答案：D13．(·北京西城期末)将一定量的氨基甲酸铵固体置于某容积恒定的真空容器中，发生反应：H2NCOONH4(s),2NH3(g)＋CO2(g)，在不同温度下，该反应达平衡状态时的部分数据如表所示。下列说法正确的是()A.若T2>T1，则该反应的ΔH<0B．向容器中充入N2，H2NCOONH4质量增加C．NH3体积分数不变时，说明该反应达到平衡D．T1、T2时，转化的H2NCOONH4的物质的量Δn(T2)＝2Δn(T1)解析：无论反应是否达到平衡状态，NH3的体积分数都是eq\f(2,3)，故C错误。T2时c(NH3)、c(CO2)都是T1时的2倍，容器的容积又恒定不变，所以T2时转化的H2NCOONH4是T1时的2倍，D正确。答案：D14．在容积可变的密闭容器中，2molN2和8molH2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于()A．5%B．10%C．15%D．20%解析：N2＋3H22NH3起始物质的量/mol280转化物质的量/mol2/324/3平衡物质的量/mol4/364/3平衡时氮气的体积分数为eq\f(4/3,4/3＋6＋4/3)×100%＝15%。答案：C二、非选择题15．一密封体系中发生下列反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，下图是某一时间段中反应速率与反应时间的曲线关系图，回答下列问题：(1)处于平衡状态的时间段是________________。(2)t1、t3、t4时刻体系中分别是什么条件发生了变化？________________________。(3)下列各时间段内，氨的百分含量最高的是____。A．t0～t1 B．t2～t3C．t3～t4 D．t5～t6解析：本题是考查反应速率与化学平衡内在联系的一道好题。处于平衡状态时，正、逆反应速率必定相等，从图中可看出t0～t1、t2～t4、t5～t6时间段时反应处于平衡状态。t1时刻，条件变化使v(正)、v(逆)都加快，且v(逆)>v(正)，平衡向逆反应方向移动，对照反应式看出条件变化应是升高温度。t3时刻，v(正)、v(逆)都同幅度加快，应是加了催化剂。t4时刻，v(正)、v(逆)都减慢，且v(正)<v(逆)，平衡逆向移动，所以是由降低压强引起的。由于t1～t2时间段和t4～t5时间段中，平衡都向逆向反应方向移动，氨的百分含量都减小，所以应是t0～t1时间段中氨的百分含量最高。答案：(1)t0～t1，t2～t4，t5～t6(2)t1：升温；t3：使用催化剂；t4：降压(3)A16．在容积不变的密闭容器中，分别充入1.0molN2和3.0molH2，在不同温度下，任其发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)分别在同一时刻，不同温度下测定NH3的含量，然后绘制出如下图所示的曲线。请回答下列问题：(1)A、B、C、D、E五点中，尚未达到平衡状态的是______________。(2)此可逆反应的正反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。(3)AC段的曲线是增函数，CE段的曲线是减函数，试从反应速率和化学平衡的角度说明理由：__________________________________________。答案：(1)A、B(2)放热(3)AC段的曲线为增函数，原因是开始充入的物质是N2和H2，反应不断产生NH3，且未达到化学平衡状态，故φ(NH3)不断增大；C点达到平衡后，随着温度升高平衡向逆反应方向移动，φ(NH3)减小，故CE段为减函数法国科学家勒夏特列简介勒夏特列是一位精力旺盛的法国科学家，他研究过水泥的煅烧和凝固、陶器和玻璃器皿的退火、磨蚀剂的制造以及燃料、玻璃和炸药的发展等