2024-2025学年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡3-1化学平衡状态课后作业含解析新人教版选修4

PAGEPAGE6化学平衡状态eq\o(\s\up17(作业时限：45分钟作业满分：100分),\s\do5())一、选择题(每小题4分，每小题有1个正确选项，共44分)1．肯定条件下反应：2AB(g)A2(g)＋B2(g)达到平衡状态的标记是(D)A．单位时间内生成nmolA2，同时消耗2nmolABB．容器内三种气体AB、A2、B2共存C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率D．容器中各组分的体积分数不随时间变更解析：A项，生成A2和消耗AB表示的是同一反应方向，不能表明反应是否达到平衡；B项，可逆反应无论是否达到平衡，反应物和生成物均共存，故B项不能确定反应是否达到平衡；C项，若AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍，才能说明反应达到平衡；D项，容器中各组分的体积分数不随时间变更而变更，说明反应已达到平衡状态。2．在肯定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变更时，表明反应A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是(B)①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体总质量⑧混合气体总体积A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①③④⑤C．①②③④⑤⑦ D．①③④⑤⑧解析：由于反应物、生成物全部是气体，依据质量守恒，不论是否达到平衡，气体总质量保持不变，⑦不正确；由于是定容容器，反应中气体的密度保持不变，②不正确，⑧不正确；无论是否达到平衡，反应速率比值总是化学计量数之比，⑥不正确。3．下列关于化学平衡状态的说法中正确的是(B)A．变更外界条件不能改变更学平衡状态B．当某反应在肯定条件下反应物转化率保持不变时即达到了化学平衡状态C．当某反应体系中气体的压强不再变更时，该反应肯定达到平衡状态D．当某反应达到平衡状态时，反应物和生成物的浓度肯定相等解析：A.变更外界条件可以改变更学平衡状态，A错误；B.当某反应在肯定条件下反应物转化率保持不变时即达到了化学平衡状态，B正确；C.当某反应体系中气体的压强不再变更时，对于体积不变的反应不肯定达到平衡状态，C错误；D.当某反应达到平衡状态时，反应物和生成物的浓度保持不变，不肯定相等，D错误；答案选B。4．对于反应N2O4(g)2NO2(g)在温度肯定时，平衡体系中NO2的体积分数φ(NO2)随压强的变更状况如图所示(实线上的点为对应压强下的平衡点)，下列说法正确的是(D)A．A、C两点的正反应速率的关系为v(A)>v(C)B．A、B、C、D、E各状态中，v(正)<v(逆)的是状态EC．维持p1不变，E→A所需时间为x；维持p2不变，D→C所需时间为y，则x<yD．使E状态从水平方向到达C状态后，再沿平衡曲线到达A状态，从理论上讲，可选用的条件是从p1突然加压到p2，再由p2无限缓慢降压至p1解析：在有气体参与的反应体系中，增大压强，反应速率增大，A点的压强小于C点，故反应速率v(A)<v(C)，A项错误；由图像可知，A、B、C表示达到平衡状态，故v(正)＝v(逆)，E点表示向正向进行，v(正)>v(逆)，D点表示向逆向进行，v(正)<v(逆)，B项错误；由于p2>p1，故在p2时反应速率大于p1时，因此，达到平衡的时间比p1要短，y<x，C项错误。5．在肯定温度下的固定容积的密闭容器中，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＜0，能说明该反应已达平衡状态的是(D)A．反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1，且保持不变B．混合气体的密度不随时间的变更而变更C．单位时间内每消耗1.2molH2，同时生成0.4molH2OD．CO2的体积分数在混合气体中保持不变解析：A.反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1，且保持不变，不能说明各自的量不再随时间的变更而变更，选项A错误；B.容器的体积不变，气体质量是守恒的，则混合气体的密度始终不变，现在不随时间的变更而变更，不能说明已经达平衡状态，选项B错误；C.单位时间内每消耗1.2molH2，向正方向，同时生成0.4molH2O，也向正方向，不能反映正逆反应之间的关系，选项C错误；D.未平衡时CO2的体积分数是个变更的量，现在混合气体CO2的体积分数保持不变，说明已经平衡了，选项D正确。答案选D。6．在肯定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变更的曲线如右图所示，下列表述正确的是(D)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物质的量削减，是反应物；M物质的量增加，是生成物，A不正确。横轴t2对应纵轴数值为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物质的量不再变更，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。7．在一个定容的密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中的某一时间SO2、O2和SO3的浓度分别为0.1mol·L－1、0.05mol·L－1和0.3mol·L－1。当反应达平衡时可能存在的数据正确的是(D)A．c(SO2)＝0.35mol·L－1c(SO3)＝0.35mol·L－1B．c(O2)＝0.2mol·L－1C．c(SO2)＋c(SO3)＝0.15mol·L－1D．c(SO3)＋c(O2)＝0.3mol·L－1解析：SO2与SO3不行能同时增大，A不行能。若反应逆向进行建立平衡，使0.3mol·L－1的SO3全部反应完，共有SO20.4mol·L－1，O20.2mol·L－1，但在可逆反应中，任何一种物质的浓度不行能为0，所以B不行能。对于C选项，最简洁的解法是抓住S原子守恒，由题意可知，无论何时都会有c(SO2)＋c(SO3)＝0.4mol·L－1，所以C选项不对。对于D选项，要通过化学方程式计算。首先由于SO3的浓度是0.3mol·L－1时O2的浓度是0.05mol·L－1(两者的和大于0.3)，所以反应必需逆向移动才可能使两者之和为0.3mol·L－1。设有xmol·L－1SO3分解，则其生成的O2必为eq\f(x,2)mol·L－1，则列出方程：(0.3－x)＋(0.05＋eq\f(x,2))＝0.3，得x＝0.1mol·L－1，所以当该反应向逆反应方向移动时有0.1mol·L－1SO3分解(剩余0.2mol·L－1的SO3，生成0.05mol·L－1的O2)，此时，O2的浓度为0.1mol·L－1，两者浓度之和为0.3mol·L－1，故D正确。8．对于可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是(A)A．达到平衡时：4v正(O2)＝5v逆(NO)B．若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态C．达到平衡时，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D．化学反应的速率关系是：2v正(NH3)＝3v逆(H2O)解析：达到化学平衡时v正＝v逆，当v正(O2)∶v逆(NO)＝5∶4时说明v正＝v逆，反应达到平衡，A项正确；单位时间内生成xmolNO，必定消耗xmolNH3，不肯定达到平衡，B项错误；增大容积，则压强减小，正、逆反应速率都减慢，C项错误；达到平衡时存在3v正(NH3)＝2v逆(H2O)，D项错误。9．下列各反应都在密闭容器中进行，“混合气体的平均摩尔质量不再变更”不能说明该反应已达到平衡状态的是(D)A．2NO2(g)N2O4(g)B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)C．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)D．I2(g)＋H2(g)2HI(g)10．肯定温度下，在固定容积的密闭容器中进行的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为随意正整数时，下列状态肯定能说明反应已达到平衡的是(A)①体系的压强不再发生变更②体系的密度不再发生变更③各组分的物质的量浓度不再变更④各组分的质量分数不再变更⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶qA．③④ B．②③④C．①②③④ D．①②③④⑤解析：若m＋n＝p＋q时，反应过程中，体系压强始终不变，①不符合要求；ρ＝eq\f(m总,V总)，m总、V总不变，则体系密度在反应过程中始终不变，故②也不符合要求；反应过程中，反应速率始终满意v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，故⑤不符合要求，只有③④能说明反应已达平衡。11．已知热化学方程式：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)ΔH＝－98.32kJ·mol－1，在容器中充入2molSO2和1molO2，充分反应，最终放出的热量(C)A．＝196.64kJ B．＝98.32kJC．<196.64kJ D．>196.64kJ解析：热化学方程式中的反应热是指反应物按所给形式完全进行时的反应热。2molSO2和1molO2假如彻底反应则应放出196.64kJ的热量，而该反应为可逆反应，所以放出的热量小于196.64kJ。二、非选择题(共56分)12．(8分)下列①～⑩的说法中可以说明2HI(g)H2(g)＋I2(g)，已达到平衡状态的是①②⑦⑨。①单位时间内生成nmolH2的同时生成2nmolHI；②一个H－H键断裂的同时有两个H－I键断裂；③质量分数：w(HI)＝w(I2)；④反应速率v(H2)＝v(I2)＝eq\f(1,2)v(HI)时；⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1；⑥温度和体积肯定时，容器内压强不再变更；⑦温度和体积肯定时，生成物浓度不再变更；⑧条件肯定，混合气体的平均相对分子质量不再变更；⑨温度和体积肯定时，混合气体的颜色不再变更；⑩温度和压强肯定时，混合气体的密度不再变更。13．(14分)肯定条件下，可逆反应A2＋B22C达到了化学平衡状态，经测得平衡时c(A2)＝0.5mol·L－1，c(B2)＝0.1mol·L－1，c(C)＝1.6mol·L－1。若A2、B2、C的起始浓度分别用amol·L－1、bmol·L－1、cmol·L－1表示，请回答：(1)a、b应满意的关系是a－b＝0.4。(2)a的取值范围是0.4≤a≤1.3。解析：(1)设反应的A2为xmol·L－1，则c(A2)＝amol·L－1－xmol·L－1＝0.5mol·L－1，c(B2)＝bmol·L－1－xmol·L－1＝0.1mol·L－1，a－b＝0.4。(2)c(C)＝0时，a取最大值，此时a＝0.5＋0.8＝1.3；c(B2)＝0时，a取最小值，此时a＝0.5－0.1＝0.4。a的取值范围是：0.4≤a≤1.3。14．(14分)恒温恒容下，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)从起先反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为0.6_mol·L－1·min－1。(2)x＝3。(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标记的是BD。A．压强不再变更B．气体密度不再变更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解析：(1)v(C)＝eq\f(1.2mol·L－1,2min)＝0.6mol·L－1·min－1。(2)Δn(C)＝1.2mol·L－1×2L＝2.4mol，Δn(B)＝2mol－1.2mol＝0.8mol，Δn(C)∶Δn(B)＝2.4mol∶0.8mol＝x∶1，x＝3。(3)A项，x＝3，该反应前后气体的物质的量不变，无论反应是否达到平衡，压强均不会变更；B项，气体的密度不再变更，而气体的体积不变，说明气体的质量不再发生变更，由于D为固体，故气体的质量不再发生变更，说明反应已达到平衡状态；C项，A的消耗速率与B的消耗速率表示的反应方向一样，不能说明反应已达到平衡；D项，A的百分含量保持不变，说明反应已达到平衡。15．(20分)将肯定量的SO2和含0.7mol氧气的空气(忽视CO2)放入肯定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3(正反应放热)。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减小了21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液汲取O2，气体的体积又减小了5.6L(以上气体体积均为标准状况下的体积