高中化学第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡课后复习题

第二节  化学平衡

课时1　化学平衡状态

【基础巩固】

1.在一定条件下,使SO2与O2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是 (　　)

A.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零

B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变

C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变

D.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零

解析:根据化学平衡的建立过程可知,反应从正反应方向开始,v正最大,v逆=0,随着反应的进行,v正逐渐减小,v逆逐渐增大,最后达到平衡时,v正=v逆≠0。

答案:A

2.一定条件下的某可逆反应,其正反应速率v正和逆反应速率v逆随反应时间t的变化如图所示。下列判断中不正确的是 (　　)

A.t1时刻,v正>v逆

B.t2时刻,v正=v逆

C.t2时刻,反应达到最大限度

D.t3时刻,反应停止

解析:达到平衡时反应并未停止。

答案:D

3.在一定温度下,某反应A+BC体系中,n(A)随反应时间(t)的变化如下表:

该反应处于平衡状态的时间区域为 (　　)

A.1~2 min       B.1~3 min       C.2~3 min       D.3~5 min

解析:达到平衡后A的物质的量不再发生变化。

答案:D

4.一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡状态的标志是 (　　)

A.C生成的速率与C分解的速率相等

B.单位时间内生成n mol A,同时生成 3n mol B

C.A、B、C三种物质的浓度的变化量之比为 1∶3∶2

D.平衡时A、B、C三种物质的分子数之比为1∶3∶2

答案:A

5.在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)中,充入由18O组成的氧气一段时间后,18O存在于下列物质中的 (　　)

A.氧气                   B.氧气和三氧化硫

C.氧气和二氧化硫         D.二氧化硫、氧气和三氧化硫

解析:化学平衡是动态平衡,加入的18O2会与SO2结合生成含18O的SO3,同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2,使得SO2和O2中也含有18O,因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。

答案:D

6.(2022·河南南阳中学高一月考)在恒容绝热容器中能判断以下可逆反应达到平衡的判据是 (　　)

①2NO2(g)2NO(g)+O2(g)

②H2(g)+Br2(g)2HBr(g)

③2NO2(g)N2O4(g)

④Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)

⑤C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

⑥NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)

A.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化

B.反应容器中某生成物的百分含量不再变化

C.容器内混合气体的密度不再变化

D.容器内的温度不再变化

解析:A项,②反应前后气体物质的量不变,质量不变,混合气体的平均相对分子质量一直不变,不能说明反应达到平衡状态,反应⑥的混合气体的平均相对分子质量一直不变,不能说明反应达到平衡状态,故错误;B项,反应⑥中氨的体积百分含量一直为,故不能说明反应达到平衡状态,故错误;C项,因反应①②③的反应前后质量不变,体积不变,所以密度一直不变,不能说明反应达到平衡状态,故错误;D项,绝热容器温度不变,则达到了平衡,故正确。

答案:D

7.在恒温恒容密闭容器中,投入一定量X,发生反应2X(s)2Y(g)+Z(g),下列叙述中能说明该反应达到平衡状态的是 (　　)

①单位时间内生成n mol Z的同时消耗 2n mol Y

②Y的浓度不再改变

③Y与Z的物质的量之比为2∶1

④2v正(Y)=v逆(Z)

⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变

⑥容器内密度不再改变

A.①②⑤             B.①②⑥

C.②③⑤             D.②④⑤

解析:单位时间内生成n mol Z的同时消耗2n mol Y,表明正、逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故①正确;Y的浓度不再改变,表明正、逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故②正确;Y与Z的物质的量之比始终为2∶1,无法判断平衡状态,故③错误;2v正(Y)=v逆(Z),不满足计量数关系,说明正、逆反应速率不相等,没有达到平衡状态,故④错误;只有Y、Z为气体,且二者物质的量之比为2∶1,则混合气体的平均相对分子质量为定值,不能用混合气体的平均相对分子质量判断平衡状态,故⑤错误;恒容条件下,气体的总质量发生改变,则混合气体的密度发生改变,容器内密度不再改变时,表明正、逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故⑥正确。故选B项。

答案:B

8.在某一容积为5 L的密闭容器内,加入0.2 mol CO与 0.2 mol H2O,在催化剂存在的条件下加热至高温,发生以下反应: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。

(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,v(CO)=　　　　　;反应达到平衡时,c(H2)=　　　　。 

(2)判断该反应达到平衡的依据是　　　　(填字母)。 

A.CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等

B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等

C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化

D.正、逆反应速率都为零

解析:(1)由题图可知,10 min时反应达到平衡,v(CO)=v(CO2)=

=0.003 mol/(L·min)。由化学方程式得c(H2)=c(CO2)=

0.03 mol/L。(2)达到平衡的标志是各物质的百分含量不变,浓度不变,正、逆反应速率相等且不为零。CO减少的化学反应速率是正反应速率,CO2减少的化学反应速率是逆反应速率。所以A、C两项可作为判断反应达到平衡的依据。

答案:(1)0.003 mol/(L·min)　0.03 mol/L　(2)AC

【拓展提高】

9.已知N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH>0,现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图不能说明该反应达到平衡状态的是 (　　)

A                       B

C                       D

解析:B项,对于一个特定反应,ΔH固定不变,因此ΔH不变不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据;C项,在t1时刻,2v正(N2O4)=v逆(NO2),v正=v逆,反应达到平衡状态。

答案:B

10.(2022·陕西汉中)下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是 (　　)

A.3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1

B.2NO2(g) N2O4(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变

C.CaCO3(s) O2(g)+CaO(s)恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变

D.H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变

解析:A项,若起始状态充入的H2与N2的物质的量之比为3∶1,则3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比始终保持3∶1,则不一定处于平衡状态,符合题意;B项, 2NO2(g)N2O4(g) 正反应是体积减小的,则恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变,可以说明物质的量不再变化,则反应达到平衡状态, 不符合题意;C项,密度是气体的质量与容器容积的比值,CaCO3(s)CO2(g)+CaO(s)体系中,恒温、恒容下气体质量、气体密度是变化的,当反应体系中气体的密度保持不变,可以说明反应达到平衡状态, 不符合题意;D项,颜色的深浅与浓度有关系,H2(g)+Br2(g)2HBr(g)在恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变,说明溴分子的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态, 不符合题意。

答案:A

【挑战创新】

11.恒温恒容下,将2 mol A气体与2 mol B气体通入容积为2 L的密闭容器中发生以下反应:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)。2 min 时反应达到平衡状态,此时剩余1.2 mol B,并测得C的浓度为1.2 mol/L。

(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∶1

D.A的百分含量保持不变

解析:(1)v(C)==0.6 mol/(L·min)。

(2)　　　　　　2A(g)+B(g) xC(g)+2D(s)

　　 　　 1　　 1　　　0

　　　　0.8　　0.4　　1.2

　　　　0.2　　0.6　　1.2

由此可知,2∶1∶x=0.8∶0.4∶1.2=2∶1∶3,所以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,压强均不会变化;B项,气体的密度不再变化,而气体的体积不变,说明气体的质量不再发生变化,由于D为固体,故气体的质量不再发生变化,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致,不能说明反应已达到平衡状态;D项,A的百分含量保持不变,说明反应已达到平衡状态。

答案:(1)0.6 mol/(L·min)　(2)3　(3)BD

12.在2 L密闭容器内,800 ℃时发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),

n(NO)随时间的变化如下表所示:

(1)如图表示NO2的浓度变化的曲线是　　　　。用O2表示前2 s内该反应的平均速率v=　　　　　　　　。 

(2)能说明该反应已达到平衡状态的是　　　　(填字母)。 

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:(1)该反应达平衡时,n(NO)=0.007 mol,此时n(NO2)=0.013 mol,其浓度变化量为0.006 5 mol/L,所以表示NO2浓度变化的曲线是b。(2)A项未表明正、逆反应,无法判断,D项中容器的容积及气体的总质量都不变,气体的密度也始终不变。

答案:(1)b　1.5×10-3 mol/(L·s)　(2)BC