2024高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第三节第1课时化学平衡状态达标训练含解析新人教版选修4

PAGE5-第1课时化学平衡状态1．肯定温度下，在密闭容器中发生反应：2HI(g)=H2(g)＋I2(g)，能说明该反应达到平衡状态的标记是()A．单位时间内消耗1molH2，同时生成2molHIB．每断裂2molH—I键，同时有1molH—H键断裂C．容器中压强不再变更D．容器中混合气体的密度不再变更解析：A中均为正反应方向，错；B中断开H—I键为正反应方向，H—H键断裂为逆反应方向，且和方程式计量系数成正比，能说明该反应达到平衡状态；因方程式两边气体计量系数和相等，故C不能说明该反应达到平衡状态；因容器中混合气体的质量、体积不变，混合气体的密度保持不变不能说明该反应达到平衡状态。答案：B2．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是()A．SO2为0.4mol·L－1，O2为0.2mol·L－1B．SO2为0.25mol·L－1C．SO2、SO3均为0.15mol·L－1D．SO3为0.4mol·L－1解析：A项数据表明，题中0.2mol·L－1的SO3完全转化成了SO2和O2，即平衡时，c(SO3)＝0，这是不行能的；B项可能；C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上削减了0.05mol·L－1，这也是不行能的；D项数据表明SO2完全转化成了SO3，即平衡时，c(SO2)＝0，c(O2)＝0，这也是不行能的。答案：B3．肯定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是()A．混合气体的密度不再变更B．反应容器中Y的质量分数不变C．X的分解速率与Y的消耗速率相等D．单位时间内生成1molY的同时生成2molX解析：X的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时，才能说明反应达到平衡状态，故C项说明反应未达到平衡状态。答案：C4．绝热环境下的可逆反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH<0，达到平衡后，变更外界条件，下列物理量的变更能说明平衡肯定发生移动的是()A．气体密度 B．气体平均摩尔质量C．气体的颜色 D．气体的温度解析：此反应气体的平均摩尔质量是肯定不会变更的；而密度和气体颜色均有可能是体积变更引起的；假如温度变更，平衡肯定移动。答案：D5.某温度时，在2L容器中A、B两种物质间的转化反应中，A、B物质的量随时间变更的曲线如图所示，由图中数据分析得：(1)该反应的化学方程式为______________________。(2)反应起先至4min时，A的平均反应速率为___________。(3)4min时，反应是否达到平衡状态？______(填“是”或“否”)，8min时，v正______v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。解析：(1)达到平衡时，A的物质的量削减0.6mol，B的物质的量增加0.3mol，而且A、B最终均不为0mol，该反应是可逆反应，化学方程式为2AB。(2)Δn(A)＝0.4mol，速率v(A)＝0.4mol÷2L÷4min＝0.05mol·L－1·min－1。(3)由图象可知4min时A、B物质的量依旧在变更，说明未达到平衡；8minA、B物质的量不再发生变更，达到平衡，故v正＝v逆。答案：(1)2AB(2)0.05mol·L－1·min－1(3)否＝时间：40分钟[A级基础巩固]1．在肯定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再发生变更时，表明反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是()A．混合气体的密度 B．混合气体的总物质的量C．混合气体的压强 D．混合气体的总体积解析：依据质量守恒定律知，反应前后气体混合物的质量发生变更，容器的体积不变，所以混合气体密度不变可以作为达到平衡状态的依据；因方程式两边气体计量系数和相等，所以反应前后气体的体积、总物质的量和压强不变都不能作为达到平衡状态的依据。答案：A2.下图是可逆反应X2＋3Y22Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是()A．t1时，只有正方向反应B．0～t1，c(Z)在减小C．t2～t3，反应不再进行D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变更答案：D3．在一个不传热的固定容积的密闭容器中可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qQ(g)，m、n、p、q为随意整数时，达到平衡的标记是()①体系的压强不再变更②体系的温度不再变更③各组分的浓度不再变更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(Q)＝m∶n∶p∶q⑥单位时间内mmolA断键反应，同时pmolC也断键反应A．③④⑤⑥ B．①③④⑤C．②③④⑥ D．①③④⑥解析：由于m、n、p、q的关系未知，所以压强不变不能作为平衡的标记；在整个平衡建立过程中，速率之比均等于化学计量数之比。答案：C4．将肯定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽视不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。能推断该反应已经达到化学平衡的是()①2v(NH3)＝v(CO2)②密闭容器中总压强不变③密闭容器中混合气体的密度不变④密闭容器中氨气的体积分数不变⑤密闭容器中c(NH3)不变A．②③⑤ B．②③④C．①④⑤ D．全部解析：①没说明正反应速率和逆反应速率，且比值错误，故不能作为依据；②密闭容器中总压强与气体物质的量成正比，只有平衡时n(气)不变，故压强可以作为依据；③ρ＝eq\f(m（气）,V)，m(气)可变，故可以作为依据；④n(NH3)∶n(CO2)＝2∶1，故氨气的体积分数为恒值，不能作为依据；⑤依据定义，可以作为依据。答案：A5．在肯定量的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)落不明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，因此两者不行能同时均为0.18mol·L－1。答案：B6．(2024·全国卷Ⅲ改编)(双选)298K时，将20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsOeq\o\al(3－,3)(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq\o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。下列可推断反应达到平衡的是()A．溶液的pH不再变更 B．v(I－)＝2v(AsOeq\o\al(3－,3))C.eq\f(c（AsOeq\o\al(3－,4)）,c（AsOeq\o\al(3－,3)）)不再变更 D．c(I－)＝2c(AsOeq\o\al(3－,4))解析：pH不再变更，则c(OH－)不变，反应处于化学平衡状态，故A正确；依据各物质的反应速率之比等于方程式的化学计量数之比，v(I－)＝2v(AsOeq\o\al(3－,3))始终成立，不能作为平衡状态的推断依据，故B错误；达到平衡时各物质的浓度保持不变，即eq\f(c（AsOeq\o\al(3－,4)）,c（AsOeq\o\al(3－,3)）)不再变更，反应处于平衡状态，故C正确；在生成物中始终存在c(I－)＝2c(AsOeq\o\al(3－,4))，故D错误。答案：AC[B级实力提升]7．在698K时，向某VL的密闭容器中充入2molH2(g)和2molI2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－26.5kJ·mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变更的关系如图所示。请回答下列问题：(1)V＝________。(2)该反应达到最大限度的时间是________，该时间内平均反应速率v(HI)＝________________。(3)该反应达到平衡状态时，________(填“汲取”或“放出”)的热量为________。解析：(1)由图知初始反应时，c(H2)＝c(I2)＝1mol·L－1，而加入的H2和I2的物质的量均为2mol，所以V＝2。(2)反应达到最大限度即达到化学平衡，所需时间为5s，v(HI)＝eq\f(1.58mol·L－1,5s)＝0.316mol·L－1·s－1。(3)可逆反应从正反应建立，所以需放出热量。由反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－26.5kJ·mol－1，达到平衡时共生成n(HI)＝1.58mol·L－1×2L＝3.16mol，所以放出的热量为eq\f(26.5kJ,2mol)×3.16mol＝41.87kJ。答案：(1)2(2)5s0.316mol·L－1·s－1(3)放出41.87kJ8．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________。用O2表示0～2s内该反应的平衡速率v＝______________________________。(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号)。A．v(NO2)＝2v(O2)