2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡3-1化學(xué)平衡狀態(tài)課后作業(yè)含解析新人教版選修4

PAGEPAGE6化學(xué)平衡狀態(tài)eq\o(\s\up17(作業(yè)時限：45分鐘作業(yè)滿分：100分),\s\do5())一、選擇題(每小題4分，每小題有1個正確選項，共44分)1．肯定條件下反應(yīng)：2AB(g)A2(g)＋B2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)記是(D)A．單位時間內(nèi)生成nmolA2，同時消耗2nmolABB．容器內(nèi)三種氣體AB、A2、B2共存C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率D．容器中各組分的體積分?jǐn)?shù)不隨時間變更解析：A項，生成A2和消耗AB表示的是同一反應(yīng)方向，不能表明反應(yīng)是否達(dá)到平衡；B項，可逆反應(yīng)無論是否達(dá)到平衡，反應(yīng)物和生成物均共存，故B項不能確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡；C項，若AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍，才能說明反應(yīng)達(dá)到平衡；D項，容器中各組分的體積分?jǐn)?shù)不隨時間變更而變更，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。2．在肯定溫度下的定容容器中，當(dāng)下列哪些物理量不再發(fā)生變更時，表明反應(yīng)A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(B)①混合氣體的壓強(qiáng)②混合氣體的密度③B的物質(zhì)的量濃度④混合氣體總物質(zhì)的量⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量⑥v(C)與v(D)的比值⑦混合氣體總質(zhì)量⑧混合氣體總體積A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①③④⑤C．①②③④⑤⑦ D．①③④⑤⑧解析：由于反應(yīng)物、生成物全部是氣體，依據(jù)質(zhì)量守恒，不論是否達(dá)到平衡，氣體總質(zhì)量保持不變，⑦不正確；由于是定容容器，反應(yīng)中氣體的密度保持不變，②不正確，⑧不正確；無論是否達(dá)到平衡，反應(yīng)速率比值總是化學(xué)計量數(shù)之比，⑥不正確。3．下列關(guān)于化學(xué)平衡狀態(tài)的說法中正確的是(B)A．變更外界條件不能改變更學(xué)平衡狀態(tài)B．當(dāng)某反應(yīng)在肯定條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率保持不變時即達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)C．當(dāng)某反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)不再變更時，該反應(yīng)肯定達(dá)到平衡狀態(tài)D．當(dāng)某反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)物和生成物的濃度肯定相等解析：A.變更外界條件可以改變更學(xué)平衡狀態(tài)，A錯誤；B.當(dāng)某反應(yīng)在肯定條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率保持不變時即達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，B正確；C.當(dāng)某反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)不再變更時，對于體積不變的反應(yīng)不肯定達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯誤；D.當(dāng)某反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)物和生成物的濃度保持不變，不肯定相等，D錯誤；答案選B。4．對于反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)在溫度肯定時，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)φ(NO2)隨壓強(qiáng)的變更狀況如圖所示(實線上的點為對應(yīng)壓強(qiáng)下的平衡點)，下列說法正確的是(D)A．A、C兩點的正反應(yīng)速率的關(guān)系為v(A)>v(C)B．A、B、C、D、E各狀態(tài)中，v(正)<v(逆)的是狀態(tài)EC．維持p1不變，E→A所需時間為x；維持p2不變，D→C所需時間為y，則x<yD．使E狀態(tài)從水平方向到達(dá)C狀態(tài)后，再沿平衡曲線到達(dá)A狀態(tài)，從理論上講，可選用的條件是從p1突然加壓到p2，再由p2無限緩慢降壓至p1解析：在有氣體參與的反應(yīng)體系中，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，A點的壓強(qiáng)小于C點，故反應(yīng)速率v(A)<v(C)，A項錯誤；由圖像可知，A、B、C表示達(dá)到平衡狀態(tài)，故v(正)＝v(逆)，E點表示向正向進(jìn)行，v(正)>v(逆)，D點表示向逆向進(jìn)行，v(正)<v(逆)，B項錯誤；由于p2>p1，故在p2時反應(yīng)速率大于p1時，因此，達(dá)到平衡的時間比p1要短，y<x，C項錯誤。5．在肯定溫度下的固定容積的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＜0，能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是(D)A．反應(yīng)中H2O與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1，且保持不變B．混合氣體的密度不隨時間的變更而變更C．單位時間內(nèi)每消耗1.2molH2，同時生成0.4molH2OD．CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變解析：A.反應(yīng)中H2O與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1，且保持不變，不能說明各自的量不再隨時間的變更而變更，選項A錯誤；B.容器的體積不變，氣體質(zhì)量是守恒的，則混合氣體的密度始終不變，現(xiàn)在不隨時間的變更而變更，不能說明已經(jīng)達(dá)平衡狀態(tài)，選項B錯誤；C.單位時間內(nèi)每消耗1.2molH2，向正方向，同時生成0.4molH2O，也向正方向，不能反映正逆反應(yīng)之間的關(guān)系，選項C錯誤；D.未平衡時CO2的體積分?jǐn)?shù)是個變更的量，現(xiàn)在混合氣體CO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變，說明已經(jīng)平衡了，選項D正確。答案選D。6．在肯定溫度下，容器內(nèi)某一反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變更的曲線如右圖所示，下列表述正確的是(D)A．反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MNB．t2時，正、逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡C．t3時，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率D．t1時，N的濃度是M濃度的2倍解析：由曲線可知，N物質(zhì)的量削減，是反應(yīng)物；M物質(zhì)的量增加，是生成物，A不正確。橫軸t2對應(yīng)縱軸數(shù)值為4，縱軸是物質(zhì)的量軸，不是速率軸，B不正確。t3時刻以后，M、N物質(zhì)的量不再變更，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，v(正)＝v(逆)，C不正確。t1時刻，N的物質(zhì)的量為6mol，M的物質(zhì)的量為3mol，D正確。7．在一個定容的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知反應(yīng)過程中的某一時間SO2、O2和SO3的濃度分別為0.1mol·L－1、0.05mol·L－1和0.3mol·L－1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時可能存在的數(shù)據(jù)正確的是(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與SO3不行能同時增大，A不行能。若反應(yīng)逆向進(jìn)行建立平衡，使0.3mol·L－1的SO3全部反應(yīng)完，共有SO20.4mol·L－1，O20.2mol·L－1，但在可逆反應(yīng)中，任何一種物質(zhì)的濃度不行能為0，所以B不行能。對于C選項，最簡潔的解法是抓住S原子守恒，由題意可知，無論何時都會有c(SO2)＋c(SO3)＝0.4mol·L－1，所以C選項不對。對于D選項，要通過化學(xué)方程式計算。首先由于SO3的濃度是0.3mol·L－1時O2的濃度是0.05mol·L－1(兩者的和大于0.3)，所以反應(yīng)必需逆向移動才可能使兩者之和為0.3mol·L－1。設(shè)有xmol·L－1SO3分解，則其生成的O2必為eq\f(x,2)mol·L－1，則列出方程：(0.3－x)＋(0.05＋eq\f(x,2))＝0.3，得x＝0.1mol·L－1，所以當(dāng)該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動時有0.1mol·L－1SO3分解(剩余0.2mol·L－1的SO3，生成0.05mol·L－1的O2)，此時，O2的濃度為0.1mol·L－1，兩者濃度之和為0.3mol·L－1，故D正確。8．對于可逆反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列敘述正確的是(A)A．達(dá)到平衡時：4v正(O2)＝5v逆(NO)B．若單位時間內(nèi)生成xmolNO的同時，消耗xmolNH3，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．達(dá)到平衡時，若增大容器容積，則正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大D．化學(xué)反應(yīng)的速率關(guān)系是：2v正(NH3)＝3v逆(H2O)解析：達(dá)到化學(xué)平衡時v正＝v逆，當(dāng)v正(O2)∶v逆(NO)＝5∶4時說明v正＝v逆，反應(yīng)達(dá)到平衡，A項正確；單位時間內(nèi)生成xmolNO，必定消耗xmolNH3，不肯定達(dá)到平衡，B項錯誤；增大容積，則壓強(qiáng)減小，正、逆反應(yīng)速率都減慢，C項錯誤；達(dá)到平衡時存在3v正(NH3)＝2v逆(H2O)，D項錯誤。9．下列各反應(yīng)都在密閉容器中進(jìn)行，“混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變更”不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)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．肯定溫度下，在固定容積的密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng)，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，當(dāng)m、n、p、q為隨意正整數(shù)時，下列狀態(tài)肯定能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡的是(A)①體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變更②體系的密度不再發(fā)生變更③各組分的物質(zhì)的量濃度不再變更④各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再變更⑤反應(yīng)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時，反應(yīng)過程中，體系壓強(qiáng)始終不變，①不符合要求；ρ＝eq\f(m總,V總)，m總、V總不變，則體系密度在反應(yīng)過程中始終不變，故②也不符合要求；反應(yīng)過程中，反應(yīng)速率始終滿意v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，故⑤不符合要求，只有③④能說明反應(yīng)已達(dá)平衡。11．已知熱化學(xué)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，充分反應(yīng)，最終放出的熱量(C)A．＝196.64kJ B．＝98.32kJC．<196.64kJ D．>196.64kJ解析：熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是指反應(yīng)物按所給形式完全進(jìn)行時的反應(yīng)熱。2molSO2和1molO2假如徹底反應(yīng)則應(yīng)放出196.64kJ的熱量，而該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，所以放出的熱量小于196.64kJ。二、非選擇題(共56分)12．(8分)下列①～⑩的說法中可以說明2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)，已達(dá)到平衡狀態(tài)的是①②⑦⑨。①單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成2nmolHI；②一個H－H鍵斷裂的同時有兩個H－I鍵斷裂；③質(zhì)量分?jǐn)?shù)：w(HI)＝w(I2)；④反應(yīng)速率v(H2)＝v(I2)＝eq\f(1,2)v(HI)時；⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1；⑥溫度和體積肯定時，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變更；⑦溫度和體積肯定時，生成物濃度不再變更；⑧條件肯定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變更；⑨溫度和體積肯定時，混合氣體的顏色不再變更；⑩溫度和壓強(qiáng)肯定時，混合氣體的密度不再變更。13．(14分)肯定條件下，可逆反應(yīng)A2＋B22C達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，經(jīng)測得平衡時c(A2)＝0.5mol·L－1，c(B2)＝0.1mol·L－1，c(C)＝1.6mol·L－1。若A2、B2、C的起始濃度分別用amol·L－1、bmol·L－1、cmol·L－1表示，請回答：(1)a、b應(yīng)滿意的關(guān)系是a－b＝0.4。(2)a的取值范圍是0.4≤a≤1.3。解析：(1)設(shè)反應(yīng)的A2為xmol·L－1，則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時，a取最大值，此時a＝0.5＋0.8＝1.3；c(B2)＝0時，a取最小值，此時a＝0.5－0.1＝0.4。a的取值范圍是：0.4≤a≤1.3。14．(14分)恒溫恒容下，將2molA氣體和2molB氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(s)，2min時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時剩余1.2molB，并測得C的濃度為1.2mol·L－1。(1)從起先反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應(yīng)速率為0.6_mol·L－1·min－1。(2)x＝3。(3)下列各項可作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)記的是BD。A．壓強(qiáng)不再變更B．氣體密度不再變更C．A的消耗速率與B的消耗速率之比為2∶1D．A的百分含量保持不變解析：(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項，x＝3，該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡，壓強(qiáng)均不會變更；B項，氣體的密度不再變更，而氣體的體積不變，說明氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變更，由于D為固體，故氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變更，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)；C項，A的消耗速率與B的消耗速率表示的反應(yīng)方向一樣，不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡；D項，A的百分含量保持不變，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡。15．(20分)將肯定量的SO2和含0.7mol氧氣的空氣(忽視CO2)放入肯定體積的密閉容器中，550℃時，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SO2＋O2eq\o(,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2SO3(正反應(yīng)放熱)。反應(yīng)達(dá)到平衡后，將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液，氣體體積減小了21.28L；再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液汲取O2，氣體的體積又減小了5.6L(以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積