考点15-化学平衡状态标志的判断(过关检测)(解析版)

2019-2020学年高一化学期末复习高频考点通关（人教版2019必修第二册）考点15化学平衡状态标志的判断1．（2020·河北易县中学高一月考）在恒温恒容密闭容器中，可逆反应达到平衡时的标志是（其中三种物质中只有是有颜色的。）（）A．混合气体密度恒定不变 B．混合气体的颜色不再改变C．混合气体的压强不再变化 D．三种气体的体积分数相等【答案】B【解析】A．该反应中物质均为气体，反应过程中气体中气体的质量不变，该反应装置为恒容装置，反应过程中气体的总体积不变，因此混合气体的密度始终不变，不能判断反应是否达到平衡状态，故A不符合题意；B．因只有Y2有颜色，若装置内气体的颜色不再改变，说明Y2的浓度不变，可说明反应达到平衡状态，故B符合题意；C．该装置为恒容装置，气体的压强之比等于气体的总物质的量之比，反应过程中气体的总物质的量不变，混合气体的压强始终不变，不能判断反应是否达到平衡状态，故C不符合题意；D．不确定反应物的量以及转化量，平衡时三种气体的体积分数不一定相等，故D不符合题意；故答案为：B。【点睛】判断化学平衡状态的方法：各种“量”不变：①各物质的质量、物质的量或浓度不变；②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变；③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变；总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。2．在一定条件下，向某密闭容器中充入SO2和18O2合成SO3，以下叙述不正确的是A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零C．平衡时，正反应速率与逆反应速率相等且不为零D．达到平衡时，SO2、O2、SO3三者中均存在18O【答案】B【解析】开始反应时，反应物浓度最大，所以正反应速率最大；生成物浓度为零，所以逆反应速率为零，故A正确；随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不能减小为零，故B错误；平衡时反应没有停止，正反应速率与逆反应速率相等且不为零，故C正确；可逆反应同时向正逆两个方向进行，达到平衡时，SO2、O2、SO3三者中均存在18O，故D正确。3．在一定温度下，反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到化学平衡的标志是A．容器内A2、B2、AB三种气体的浓度相等B．单位时间内有xmolA2生成，同时就有xmolB2生成C．单位时间内有xmolA2被消耗，同时就有2xmolAB生成D．单位时间内有xmolB2发生反应，同时就有2xmolAB被分解【答案】D【解析】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。A.容器内A2、B2、AB三种气体的平衡浓度与投料比，转化率有关，不一定相等，A错误；B.均为逆反应，未体现正逆反应之间的关系，B错误；C.均为正反应，未体现正逆反应之间的关系，C错误；D.单位时间内有xmolB2发生反应，等效于生成2xmol的AB同时就有2xmolAB被分解，D正确；答案选D。4．已知合成氨反应的化学方程式为3H2(g)+N2(g)2NH3(g)，下列说法能表示合成氨反应达到化学平衡状态的是A．v逆(N2)=3v正(H2)B．三个H—H键断裂的同时有六个N—H键生成C．NH3的百分含量保持不变D．c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2【答案】C【解析】A．平衡时应有3v逆(N2)=v正(

H2)，故A错误；B．三个H—H键断裂和六个N—H键生成都表示正反应速率，只要反应发生就有三个H−H

键断裂的同时有六个N−H

键生成，所以不一定平衡，故B错误；C．NH3的百分含量保持不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；D．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2，不能说明各物质的浓度不变，所以反应不一定达到平衡状态，故D错误；故选C。5．（2020·河北省唐山一中高一月考）在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，不能表明反应：已达平衡的是（）A．混合气体的密度 B．混合气体的压强C．的物质的量浓度 D．混合气体的平均相对分子质量【答案】B【解析】A.该容器的体积保持不变，根据质量守恒定律知，反应前后混合气体的质量会变，所以当混合气体的密度不再发生变化时，能表明达到化学平衡状态，不选A；B.该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，所以容器中的压强不再发生变化，不能证明达到了平衡状态，选B；C.反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的浓度等不再发生变化，所以各气体物质的物质的量浓度不再变化时，该反应达到平衡状态，不选C；D.混合气体的平均相对分子质量是混合气体的总质量和混合气体的总的物质的量的比值，平衡时，混合气体的质量不变，所以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，不选D；答案为B。6．（2020·河南省登封市实验高级中学高一期中）在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)2X(g)Y(g)＋Z(s)(乙)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的密度；②反应容器中生成物的百分含量；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比；④混合气体的压强⑤混合气体的总物质的量。其中能表明(甲)和(乙)都达到化学平衡状态是（）A．①②③ B．①②③⑤ C．①②③④ D．①②③④⑤【答案】A【解析】①甲乙均有固体参与反应，混合气体的密度不变，能作平衡状态的标志，正确；②反应容器中生成物的百分含量不变，说明各组分的量不变，达平衡状态，正确；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比，说明正逆反应速率相等，正确；④乙混合气体的压强始终不变，不能判定反应是否达到平衡状态，错误；⑤乙混合气体的总物质的量始终不变，不能判定反应是否达到平衡状态，错误；综上，正确为①②③，答案选A。【点睛】本题考查了化学平衡状态的判断，注意当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但不为0，根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态7．在373K时，密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生如下反应：NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)，平衡时，下列叙述正确的是①NO和SO3的物质的量一定相等②NO2和SO2的物质的量一定相等③体系中的总物质的量一定等于反应开始时总物质的量④SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等A．①和②B．②和③C．①和③D．③和④【答案】C【解析】①充入的是NO2和SO2，又NO和SO3的化学计量数之比为1∶1，其物质的量一定相等；②充入NO2、SO2的量不知道，平衡时不一定相等；③反应前后化学计量数之和相等，则总物质的量保持不变；④充入SO2、NO2的量不确定，则平衡时反应物和生成物的物质的量不一定相等。故选C。8．对于可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列叙述中正确的是A．达到化学平衡钱前，化学反应速率：2v(NH3)=3v(H2O)B．若单位时间内生成xmolNO，同时消耗xmolNH3，则反应达到化学平衡状态C．达到化学平衡状态时，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D．达到化学平衡状态时，4v正(O2)=5v逆(NO)【答案】D【解析】A项，反应速率之比等于化学计量数之比，则3v正(NH3)=2v正(H2O)，A错误；B项，无论是否达到平衡状态，反应速率之比都等于化学计量数之比，即单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，但不能说明正逆反应速率相等，B错误；C项，达到化学平衡时，若增加容器体积，容器的压强减小，物质的浓度减小，正逆反应速率都减小，C错误；D项，反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，4v正(O2)=5v逆(NO)，说明消耗氧气的速率和生成氧气的速率相等，D正确。9．（2020·河北省唐山一中高一月考）在密闭容器中进行反应，已知反应中的起始浓度分别为、、，在一定条件下，当反应达到化学平衡时，各物质的浓度可能是（）A．为 B．为C．为 D．为【答案】C【解析】，已知X、Y、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，反应无论是正向进行，还是逆向进行，总不会进行到底，故在一定条件下，当反应达到平衡时，0<c(X)<0.2mol/L；0.2mol/L<c(Y)<0.4mol/L；0<c(Z)<0.4mol/L。答案为C。10．在恒容密闭容器中进行如下反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g)，X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2mol·L-1、0.6mol·L-1、0.4mol·L-1，当平衡时，下列数据肯定不正确的是（）A．X2为0.3mol·L-1、Y2为0.9mol·L-1B．Y2为1.0mol·L-1C．X2为0.3mol·L-1、Z为0.2mol·L-1D．Z为0.8mol·L-1【答案】D【解析】在恒容密闭容器中进行如下反应:X2（g）+3Y2（g）2Z（g），X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2mol·L-1、0.6mol·L-1、0.4mol·L-1，若反应物完全转化为生成物，则X2、Y2、Z的浓度分别为0、0、0.8mol·L-1；若生成物完全转化为反应，则X2、Y2、Z的浓度分别为0.4mol·L-1、1.2mol·L-1、0。由于可逆反应达到平衡状态时，反应混合物中任一组分的浓度不可能为0，因此，各组分的浓度应在0和极值之间。A.X2为0.3mol·L-1、Y2为0.9mol·L-1在合理的范围内，且两者比例与投料比及化学计量数之比相同，故有可能；B.Y2为1.0mol·L-1在合理的范围内，故有可能；C.X2为0.3mol·L-1、Z为0.2mol·L-1在合理的范围内，且两者的变化量之比与化学计量数之比相同，故有可能；D.Z为0.8mol·L-1时，反应物的浓度变为0，该数据肯定不正确。综上所述，数据肯定不正确的是D，故选D。11．在某一容积为5L的密闭容器内，加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：(1)根据图中数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为_______，反应达平衡时，c(H2)=______。(2)判断该反应达到平衡的依据是______(填序号)。①CO减少的速率和CO2减少的速率相等②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化【答案】B【解析】设反应达平衡时消耗Y物质的量为x。则：X+2Y2Z起始量/mol ab0转变量/molxx平衡量/mola−b−xx依题意可得：(a−)+(b−x)=x，x=molY的转化率为×100%=×100%，选B。12．（2020·河北省沧州市一中高一月考）(1)氨气可作为脱硝剂，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3，在一定条件下发生反应：6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)。①能说明该反应已达到平衡状态的标志是___________。a．反应速率v(NH3)=v(N2)b．容器内压强不再随时间而发生变化c．容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化d．容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6e．12molN-H键断裂的同时生成5molN≡N键f．混合气体的总质量不随时间的变化而变化②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示，图中b点对应的速率关系是v(正)___________v(逆)（填﹥、﹤或=），d点对应的速率关系是v(正)___________v(逆)（填﹥、﹤或=）。(2)298K时，若已知生成标准状况下2.24LNH3时放出热量为4.62kJ。在该温度下，取1molN2和3molH2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量总小于92.4kJ，其原因是___________。(3)一定条件下，在2L密闭容器内，反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－180kJ·mol－1，n(NO2)随时间变化如下表：①用N2O4表示0～2s内该反应的平均速率为__________。在第5s时，NO2的转化率为____________。（转化率是指某一反应物转化的百分率。）②根据上表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是______________。【答案】（1）bc＞=（2）该反应是可逆反应，1molN2和3molH2不可能完全反应，所以放出的热量总是小于92.4kJ（3）0.00375

mol•L-1•s-187.5%随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度减小，反应速率减小【解析】(1)①a．该反应达到平衡状态时，5v(NH3)正=4v(N2)逆，v(NH3)=v(N2)，不能判断正逆反应速率的关系，故a错误；b．该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应，当反应达到平衡状态时，容器内压强不随时间的变化而变化，所以能判断反应是否达到平衡状态，故b正确；c．容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化，说明N2浓度不再改变，能判断达到平衡状态，故c正确；d．容器内n(NO)∶