2024-2025学年高中化学专题二化学反应速率与化学平衡2-2化学平衡状态课时作业含解析苏教版选修4

PAGEPAGE7化学平衡状态时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1．在确定条件下，某密闭容器中发生可逆反应2X(g)＋2Y(g)3Z(g)＋2W(g)，X、Y的初始浓度分别为2.5mol·L－1和2.0mol·L－1，达平衡后，下列各生成物的浓度数据中确定错误的是(D)A．c(Z)＝1.5mol·L－1 B．c(Z)＝2.4mol·L－1C．c(W)＝1.6mol·L－1 D．c(W)＝2.0mol·L－1解析：可逆反应中，反应物不行能完全转化。由于反应中X、Y按物质的量之比为11反应，所以X过量，若Y完全反应，则c(Z)＝3.0mol·L－1，c(W)＝2.0mol·L－1。但Y不行能完全反应，所以0mol·L－1<c(Z)<3.0mol·L－1,0mol·L－1<c(W)<2.0mol·L－1。故D项确定错误。2．已知：K3[Fe(CN)6]溶液是检验Fe2＋的试剂，若溶液中存在Fe2＋，将产生蓝色沉淀。将0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列试验，其中能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2”的是(A)试验编号试验操作试验现象①滴入KSCN溶液溶液变红色②滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成③滴入K3[Fe(CN)6]溶液有蓝色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液变蓝色A．① B．②和④C．③和④ D．①和②解析：将0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，I－过量，若不是可逆反应，Fe3＋全部转化为Fe2＋，则溶液中无Fe3＋，故只需证明溶液中含Fe3＋，即可证明此反应为可逆反应。向混合溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红，说明含有Fe3＋，故①正确；向溶液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，说明溶液中有I－，无论是否存在化学平衡，都会有黄色沉淀生成，故②错误；无论是否存在化学平衡，溶液中均存在Fe2＋，滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀生成，故③错误；无论是否存在化学平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色，故④错误。3．可以证明可逆反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是(C)①一个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂；②一个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂；③其他条件不变时，混合气体平均相对分子质量不再变更；④保持其他条件不变时，体系压强不再变更；⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再变更；⑥恒温恒容时，密度保持不变；⑦正反应速率v(H2)＝0.6mol·(L·min)－1，逆反应速率v(NH3)＝0.4mol·(L·min)－1A．全部 B．②③④⑤⑥⑦C．②③④⑤⑦ D．③④⑤⑥⑦4．下列叙述中可以说明反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)已达到平衡状态的是(B)①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI②反应体系的颜色不再变更③百分组成w(HI)＝w(I2)④反应速率v(H2)＝v(I2)＝eq\f(1,2)v(HI)⑤c(HI)c(H2)c(I2)＝211⑥v分解(HI)＝v生成(HI)⑦压强不变A．①③⑤ B．②⑥C．④⑤ D．④⑥⑦解析：①中表示的反应速率的方向相反，但不满意反应速率之比等于相应的化学计量数之比；②产物中I2(g)有颜色，当体系的颜色不再发生变更时，说明I2(g)的浓度不再变更，可以推断反应达到平衡；平衡时各物质的浓度不再发生变更，但各物质的浓度之间不确定满意某种关系，故③、⑤不能说明达到平衡状态；同一反应中用不同物质表示的反应速率之比等于相应的化学计量数之比，因此④中的关系是始终成立的，不能说明达到平衡状态；⑥v分解(HI)、v生成(HI)分别表示正、逆反应速率，二者相等时说明反应达到平衡状态；依据反应方程式可知，反应前后气体体积是不变的，因此压强始终是不变的，所以⑦不能说明达到平衡状态，B正确。5．在确定温度下，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到平衡的标记是(C)A．单位时间生成nmol的H2，同时生成nmol的I2B．容器内总压强不随时间而变更C．单位时间内生成2nmolHI，同时生成nmol的H2D．当v(H2)＝eq\f(1,2)v(HI)时解析：达到平衡状态时v正＝v逆，即速率对应方向相反。A中的速率虽然符合化学计量数之比，但都为逆反应速率。B中由于反应气体的化学计量数相等，所以反应过程中压强不变，故压强不变，不能说明达到平衡。D中的反应速率无方向，故也不正确。6．在确定温度下的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)。当下列所给有关量不再变更时，不能表明该反应已达到化学平衡状态的是(B)A．混合气体的压强B．混合气体的密度C．混合气体的平均相对分子质量D.eq\f(cN2O4,c2NO2)解析：该反应正反应为气体分子总数减小的反应，反应过程中气体总物质的量减小，压强减小，当压强不变时，说明反应达到平衡状态，A项不符合题意；该反应在恒温、恒容条件下进行，气体的总质量不变，混合气体的密度始终不变，与反应是否达到平衡状态无关，B项符合题意；反应过程中气体总质量不变，正反应为气体总物质的量减小的反应，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态，C项不符合题意；eq\f(cN2O4,c2NO2)＝Q，Q表示浓度商，当浓度商保持不变时，说明反应达到平衡状态，D项不符合题意。7．在容积为1L的固定真空容器中，加入3.68gN2O4无色晶体，升温至20℃，晶体渐渐升华成无色气体，并部分别解为红棕色的NO2气体，直至达到化学平衡：N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0，从化学反应刚发生直到化学平衡的全过程中，以下量的变更正确的是(温度不变)(B)A．气体总压强减小B．气体平均相对分子质量减小C．气体的密度增大D．气体的密度减小8．下面三个图是用计算机制作的在密闭容器里，在不同条件下进行的反应Y(g)X(g)的进程图解。图中的“○”是X，“●”是Y。已知起始时它们存在n(X)＋n(Y)＝2mol的关系。下列说法不正确的是(D)A．当横坐标是以分为单位的反应进程，图像中纵坐标表示X和Y物质的量分数B．图像①、②的交点只表示含量相等，③的重合线表示含量相等且反应达到平衡C．达到平衡时c(Y)/c(X)的值，最大的是②，最小的是①D．图③达到平衡时，n(X)＝0.5mol解析：在B选项中图像①、②的交点表示含量相等，并不表示反应达到平衡；③的重合线既表示含量相同，也表示反应达到平衡，B项正确。在D选项中，平衡时两者的含量都为50%，起始时X、Y的物质的量之和为2mol，该反应中气体物质的量不变，所以平衡时n(X)＝1mol。9．可逆反应A(s)＋3B(g)2C(g)＋xD(g)在确定温度下进行，下列说法正确的是(B)A．若x＝1，保持容积不变，体系压强也不变时，说明反应已达平衡B．若x＝2，保持容积不变，体系压强也不变时，说明反应已达平衡C．若x＝1，反应在体积可变的恒压容器中进行，容器体积不变时，说明反应已达平衡D．若x＝2，反应在体积可变的恒压容器中进行，容器体积不变时，不能说明反应已达平衡10．以下可逆反应，在给定的条件下确定达到了化学平衡状态的是(D)A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)[在混合气体中φ(NH3)＝33.3%]B．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)(在恒容容器中，容器内压强不再变更)C．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(在恒压条件下，总质量不再变更)D．2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(在恒容条件下，气体颜色不再变更)解析：A项中，φ(NH3)＝33.3%不能说明反应达到平衡状态；B项中，对于气体物质的量不变的反应，p总始终为恒量；C项中，总质量始终为恒量，不能作为推断是否达到平衡状态的依据。11．确定温度下，向某容积恒定的密闭容器中充入1molN2、3molH2，经充分反应后达到平衡，下列有关说法正确的是(D)A．平衡时n(N2)n(H2)n(NH3)＝132B．平衡时混合气体中N2的物质的量分数可能为26%C．没有达到平衡时，NH3会不断地分解，达到平衡时则不再分解D．平衡时NH3的体积分数保持不变12．已知X(g)和Y(g)可以相互转化：2X(g)Y(g)ΔH<0。现将确定量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更的关系如图所示。则下列说法不正确的是(D)A．若混合气体的压强不变，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0.08mol·L－1·min－1D．反应进行至25min时，曲线发生变更的缘由是增加Y的浓度解析：A项，正反应是气体分子数减小的反应，所以当压强不再发生变更时，可以说明反应已经达到平衡状态，A项正确；B项，依据图像可知，只有b点表示的反应体系中，各物质的浓度不再发生变更，所以只有b点表示反应处于平衡状态，B项正确；C项，25～30min内X的浓度变更量是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项正确；D项，反应进行至25min时，X物质的浓度增大，D项不正确。二、非选择题(52分)13．(13分)在体积不变的密闭容器中，保持确定的温度发生下列反应：4A(g)＋B(？)2C(g)＋2D(g)，请用“增大”“减小”“不变”或“能”“不能”填空。(1)当B为固体时，若反应向右进行，容器内混合气体的密度增大；若反应向左进行，容器内混合气体的密度减小；当容器内混合气体的密度不变时能说明反应已经达到平衡。(2)当B为固体时，若反应向右进行，容器内混合气体的平均相对分子质量增大；若反应向左进行，容器内混合气体的平均相对分子质量减小；当容器内混合气体的平均相对分子质量不变时能说明反应已经达到平衡。(3)当B为气体时，不论向哪个方向反应，容器内混合气体的密度不变，故当容器内混合气体的密度不变时不能说明反应已经达到平衡。(4)当B为固体时，无论向哪个方向反应，容器内混合气体的压强不变，故当容器内混合气体的压强不变时不能说明反应已经达到平衡。(5)综上可得，若某个量为恒量时，该量不再变更不能说明反应已经达到平衡；若某个量为变量时，该量不再变更能说明反应已经达到平衡。14．(10分)在2L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变更如下表：时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上图表示NO2的浓度变更的曲线是b。用O2表示0～2s内该反应的化学反应速率v＝1.5×10－3_mol·L－1·s－1。(2)能说明该反应已达到平衡状态的是BC。A．v(NO2)＝2v(O2)B．容器内压强保持不变C．v逆(NO)＝2v正(O2)D．容器内密度保持不变解析：该反应达平衡时，n(NO)＝0.007mol，此时n(NO2)＝0.013mol，其浓度变更量为0.0065mol·L－1，所以表示NO2变更的曲线是b。0～2s内v(O2)＝eq\f(0.020mol－0.008mol,2×2L×2s)＝1.5×10－3mol·L－1·s－1。在(2)中，A表示的速率没有方向，不能推断是否达到平衡，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。15．(15分)乙酸和乙醇可以发生酯化反应，CH3COOH＋HOC2H5eq\o(,\s\up15(浓H2SO4),\s\do15(△))CH3COOC2H5＋H2O。(1)对于上述可逆反应，若乙酸分子中的氧都是18O，乙醇分子中的氧都是16O，一段时间后，分子中含有18O的物质有(C)A．1种B．2种C．3种D．4种(2)在上述条件下，生成物中水的相对分子质量为(C)A．16B．18C．20D．22(3)下列描述，能说明乙酸和乙醇的酯化反应已达到平衡状态的有②④⑤。①单位时间内，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol水②单位时间内，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol乙酸③单位时间内，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol乙酸④正反应的速率与逆反应速率相等⑤混合物中各物质的浓度不再变更解析：由反应可知该反应为可逆反应，含有18O的物质有乙酸、乙酸乙酯和水3种，生成的水的相对分子质量为20，达到平衡状态时，v正＝v逆，各物质的浓度不再变更，②④⑤的描述能说明反应已达平衡。16．(14分)已知反应2A(g)＋B(g)3C(g)，起始时按52的体积比将A、B两种气体混合后充入一恒容密闭容器中，在恒定温度下使其反应，达到化学平衡状态时混合气体中C的体积分数为60%。回答下列问题：(1)A、B的转化率分别为αA＝56%，αB＝70%。(2)平衡时混合气体的平均相对分子质量为(设A的相对分子质量为MA，B的相对分子质量为MB)