2023新教材人教版化学作业与测评第2章 第2节 第1课时

化学选择性必修1［人教版］作业与测评第二节化学平衡第1课时化学平衡状态[预习作业](建议用时：15分钟)1．可逆反应是指在________下，既能向________方向进行又能向________方向进行的化学反应。答案相同条件正反应逆反应2．化学平衡状态是指一定条件下，________反应中，正反应速率与逆反应速率________，反应混合物中____________________的状态。答案可逆相等各组分的浓度保持不变3．化学平衡状态的特征(1)逆：研究的对象是________反应。(2)等：化学平衡的条件是v正和v逆________。(3)动：化学平衡是一种________平衡，此时反应并未停止。(4)定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为________。(5)变：若外界条件改变，平衡可能发生________，并在新条件下建立____________。答案(1)可逆(2)相等(3)动态(4)定值(5)改变新的平衡1．下列对可逆反应的认识正确的是()A．SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)=Br2＋SO2↑＋2H2O属于可逆反应B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应C．H2与I2在加热时，生成HI，同时HI又分解出H2和I2，属于可逆反应D．2Ag＋Br2eq\o(=,\s\up7(CuO))2AgBr与2AgBreq\o(=,\s\up7(光))2Ag＋Br2属于可逆反应答案C解析可逆反应是在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应，A、D的两个方向进行的反应条件不同；B未指明“是相同条件”，因此，只有C正确。2．在一定量的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是()A．N2为0.2mol·L－1，H2为0.6mol·L－1B．N2为0.15mol·L－1C．N2、H2均为0.18mol·L－1D．NH3为0.4mol·L－1答案B解析反应为可逆反应，反应体系中任何一种物质的转化率都小于100%，所以A、D错误；从题给量的关系知无论反应进行到什么程度，c(N2)∶c(H2)＝1∶3，因此两者不可能同时均为0.18mol·L－1，C错误。3．下列关于化学反应限度的说法中正确的是()A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等都等于0C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变答案A解析可逆反应达到平衡状态后，虽v正＝v逆，但均不为0，是动态平衡，B、C错误；通过改变影响化学平衡移动的条件就可以改变化学反应的限度，D错误。4．把HI气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)，下列能说明反应达平衡状态的是()A．c(HI)＝c(H2)B．v正(H2)＝v逆(I2)C．c(HI)＝2c(H2)D．v正(H2)＝2v正(HI)答案B解析反应达平衡状态时，v正＝v逆，各物质浓度不变(不一定满足一定的比例关系)，故B正确。5.可逆反应X2＋3Y22Z2在反应过程中，反应速率(v)与时间(t)关系曲线如图所示，下列叙述不正确的是()A．t1时，正反应速率大于逆反应速率B．t1～t2，逆反应速率逐渐减小C．t2时，正反应速率与逆反应速率相等D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化答案B[课时分层练](建议用时：40分钟)[学习·理解]1．下列各组两个反应互为可逆反应的是()①2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O与2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑②H2SO4(浓)＋2HBr=2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4③2NO2=N2O4与N2O4=2NO2④2SO2＋O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热))2SO3与2SO3eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热))2SO2＋O2A．①② B．②③C．③④ D．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。[重难点拨]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、各反应物与生成物共存。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)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．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D3．一定条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCOCl2(g)，发生反应：COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)，反应过程中测得的有关数据如表所示，下列说法不正确的是()t/s02468n(Cl2)/mol00.300.390.400.40A.6s之后反应达到平衡状态，容器内的压强不再随时间的延续而改变B．达到6s时，反应停止，不再进行C．8s时，反应容器中各物质的浓度不再发生变化D．生成Cl2的平均反应速率：0～2s＞2～4s答案B4．一定温度下，对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应放热)的下列叙述，不能说明反应已达化学平衡状态的是()A．恒容容器内混合气体的密度不再变化B．NH3的生成速率与H2的生成速率之比为2∶3C．恒压容器内混合气体的总物质的量不再变化D．单位时间内断裂amolN≡N键，同时断裂6amolN—H键答案A解析反应物、生成物均为气体，在恒容容器中质量不变，不管反应是否达到平衡，密度一直不变，则密度不变不能说明反应已达化学平衡状态。5．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方向开始进行，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不正确。[重难点拨]化学平衡的特征(1)逆：研究的对象为可逆反应。(2)等：同一物质的正、逆反应速率相等(不同物质不一定相等)。(3)动：动态平衡v正＝v逆≠0。(4)定：各组分含量保持一定。(5)变：外界条件改变，平衡状态可能发生改变。6．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是()A．恒温、恒容下，反应体系H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)中气体的颜色保持不变B．恒温、恒容下，反应体系H2(g)＋I2(g)2HI(g)中气体的压强保持不变C．恒温、恒容下，反应体系C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)中气体的密度保持不变D．反应体系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)中H2的物质的量保持不变答案B解析B中反应为反应前后气体体积不变的反应，故压强保持不变不能说明是平衡状态。7．恒温恒容条件下，将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(s)，2min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2molB，并测得C的浓度为1.2mol·L－1。(1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为________________________。(2)x＝________。(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是________(填字母)。A．压强不再变化B．气体密度不再变化C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1D．A的百分含量保持不变答案(1)0.6mol·L－1·min－1(2)3(3)BD解析(2)2A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(s)eq\a\vs4\al(开始/,mol·L－1)110eq\a\vs4\al(转化/,mol·L－1)0.80.41.2eq\a\vs4\al(平衡/,mol·L－1)0.20.61.2由此可知，2∶1∶x＝0.8∶0.4∶1.2＝2∶1∶3，所以x＝3。[应用·实践]8．在一定温度下、容积不变的密闭容器中，可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(s)达到平衡状态的标志是()①C的生成速率与C的消耗速率相等②单位时间内生成amolA，同时生成3amolB③A、B、C的浓度不再改变④混合气体的密度不再改变⑤混合气体的总压强不再改变⑥混合气体的总物质的量不再改变⑦A、B、C的浓度之比为1∶3∶2A．③④⑤⑥⑦ B．②③④⑤⑥C．①②③④⑦ D．①③④⑤⑥答案D解析①C的生成速率与C的消耗速率相等，即v正＝v逆，说明该反应达到平衡状态；②无论该反应是否达到平衡状态，单位时间内生成amolA的同时都会生成3amolB，所以不能作为达到平衡状态的标志；③反应达到平衡状态时，各物质的物质的量保持不变，浓度也不变，所以A、B、C的浓度不再变化，说明该反应达到平衡状态；④反应前后气体的总质量发生改变，容器容积一定，当混合气体的密度不再发生改变时，说明反应达到平衡状态；⑤该反应是反应前后气体分子数减小的反应，容器容积、温度均不变，当混合气体的总压强不再变化时，说明反应达到平衡状态；⑥该反应是反应前后气体的物质的量减小的反应，当混合气体的总物质的量不再变化时，说明反应达到平衡状态；⑦达到平衡状态时，A、B、C三种物质的浓度之比可能是1∶3∶2，也可能不是1∶3∶2。[重难点拨]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。9．已知X(g)和Y(g)可以相互转化：2X(g)Y(g)ΔH<0。现将一定量X(g)和Y(g)的混合气体通入一体积为1L的恒温密闭容器中，反应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。则下列说法正确的是()A．若混合气体的密度不再变化，则说明反应已达化学平衡状态B．a、b、c、d四个点表示的反应体系中，表示化学反应处于平衡状态的只有b点C．25～30min内用X表示的平均化学反应速率是0.06mol·L－1·min－1D．反应进行至25min时，曲线发生变化的原因是增加Y的浓度答案B解析该反应中气体密度一直不变，A不正确；25～30min内X的浓度变化量是0.4mol·L－1，所以用X表示的平均化学反应速率是eq\f(0.4mol·L－1,5min)＝0.08mol·L－1·min－1，C不正确；反应进行至25min时，X的浓度增大，D不正确。10．二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。以下说法能说明反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是()A．H2和CO2的浓度之比为3∶1B．单位时间内断裂3个H—H同时断裂1个C=OC．恒温恒容条件下，气体的密度保持不变D．绝热体系中，体系的温度保持不变答案D解析H2和CO2的浓度之比与起始投入的量有关，A项说法不能说明达到化学平衡状态；单位时间内断裂3个H—H同时形成2个C=O，故断裂1个C=O时正、逆反应速率不相等，B项说法不能说明达到化学平衡状态；恒温恒容条件下，气体的质量不变，气体的体积不变，故气体的密度一直保持不变，则密度不变不能说明达到化学平衡状态；绝热体系中即与外界不进行热交换，在达到平衡之前，体系的温度一直在变，若温度保持不变，说明达到化学平衡状态。11．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答案B解析设参加反应的N2的物质的量为xmol，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＝0.4。N2和H2的平衡转化率之比为eq\f(0.4,1.6)∶eq\f(1.2,2.4)＝1∶2，A错误。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(1.6×28＋2.4×2,4)g·L－1＝12.4g·L－1，B正确。v(H2)＝0.03mol·(L·min)－1，C错误。平衡时n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝3∶3∶2，D错误。12．(2023·广东省佛山市顺德区高三模拟)一定温度下，在刚性容器中加入等物质的量的H2(g)与NO(g)发生反应：2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)ΔH<0，测得H2(g)与H2O(g)的分压随时间变化如图所示。下列说法正确的是()A．当气体密度不再变化时，反应达到平衡B．体系中气体总物质的量：n初始∶n平衡＝5∶4C．升高温度，反应速率：v正降低，v逆增加D．该反应的活化能：E正>E逆答案B解析根据质量守恒，气体总质量不变，容器体积不变，气体密度一直保持不变，不能判断反应是否达到平衡，A错误；由三段式2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)总压强起始(kPa)2.5p02.5p0005p0变化(kPa)2p02p0p02p0平衡(kPa)0.5p00.5p0p02p04p0则体系中气体总物质的量：n初始∶n平衡＝5∶4，B正确；升高温度，正、逆反应速率都增加，C错误；该反应为放热反应，正反应活化能小于逆反应活化能，D错误。13．在某一容积为5L的密闭容器内加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH>0，反应中CO2的浓度随时间变化情况如图。回答下列问题：(1)反应开始至达到平衡时，CO的平均反应速率为______________；反应达到平衡时，c(H2O)＝________。(2)判断该反应达到平衡的依据是________。①CO减少的质量和CO2减少的质量相等②