高二化學反應原理課時作業(yè)14：2.2.1化學平衡的建立及標志

高二《化學反應原理》PAGEPAGE1第2節(jié)化學反應的限度第1課時化學平衡的建立及標志分層訓練[基礎過關]一、可逆反應的判定1.下列反應中，屬于可逆反應的是()①N2＋3H2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(T、p))2NH3，2NH3eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(T、p))3H2＋N2②2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3③CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2O，CH2=CH2＋H—OHeq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(T、p))CH3CH2OH④2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2NaCl，2NaCleq\o(=,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑A.只有① B.①②③C.①②③④ D.①③④[解析]可逆反應是指在同一條件下既向正反應方向進行，又向逆反應方向進行的反應，符合此條件的只有①。[答案]A二、平衡狀態(tài)的特征2.哈伯因發(fā)明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學獎?，F向一密閉容器中充入1molN2和3molH2，在一定條件下使該反應發(fā)生：N2＋3H22NH3，下列有關說法正確的是()A.達到化學平衡時，N2將完全轉化為氨B.達到化學平衡時，N2、H2和NH3的物質的量濃度一定相等C.達到化學平衡時，N2、H2和NH3的物質的量濃度不再變化D.達到化學平衡時，正、逆反應速率都為0[解析]當可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時，v正＝v逆≠0，各組分的濃度(或質量)保持不變，但不一定相等。[答案]C3.14CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應：14CO2＋C2CO，達到化學平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有()A.14CO2 B.14CO2、14COC.14CO2、14CO、14C D.14CO[解析]14CO2與C反應生成14CO(正反應)的同時，逆反應14CO的分解(生成14CO2和14C)也在進行，故平衡混合物中含14C的粒子有：14CO2、14CO、14C。[答案]C三、平衡狀態(tài)的判斷標志4.在恒溫恒容的密閉體系中，可逆反應：A(s)＋2B(g)2C(g)ΔH<0，不能作為該反應達到化學平衡的標志的是()①v正(B)＝v逆(C)②n(B)∶n(C)＝1∶1③容器內壓強不再改變④容器內氣體的密度不再改變⑤容器內混合氣體的平均相對分子質量不再改變A.②④⑤ B.②③C.①③④ D.①②③④⑤[解析]①當某反應物的正反應速率與某生成物的逆反應速率之比等于系數之比時，可推出v(正)＝v(逆)，即反應達到平衡狀態(tài)；②當反應物與生成物的物質的量之比等于系數之比時，無法確定v(正)與v(逆)的關系，也無法判斷是否達到平衡狀態(tài)；③該反應ΔV＝0，不管是否達到平衡狀態(tài)，壓強均不變；④、⑤由于A為固體，當平衡發(fā)生移動時，恒容條件下氣體的質量發(fā)生改變，氣體的密度及平均相對分子質量都發(fā)生相應的改變，當氣體的密度及平均相對分子質量不再改變時說明反應達到平衡。[答案]B5.一定條件下的密閉容器中，可逆反應2A(g)B(g)＋3C(g)在下列四種狀態(tài)中處于平衡狀態(tài)的是()速率ABCDv正/(mol·L－1·min－1)v(A)＝2v(A)＝1v(A)＝2v(A)＝2v逆/(mol·L－1·min－1)v(B)＝2v(B)＝1.5v(C)＝1.5v(A)＝2[解析]應抓住速率之比等于系數之比：A、B、C三項均不符合。[答案]D6.一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生反應：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH＝－41.8kJ·mol－1，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是()A.體系壓強保持不變B.混合氣體顏色保持不變C.SO3和NO的體積比保持不變D.每消耗1molSO3的同時生成1molNO2[解析]由于該反應為反應前后氣體體積相等的反應，體系的壓強始終保持不變，故壓強不變反應不一定達到平衡，A錯誤；SO3與NO的體積比始終保持1∶1，C錯誤；消耗SO3和生成NO2為反應的同一方向，D錯誤。[答案]B7.一定條件下反應2AB(g)A2(g)＋B2(g)達到平衡狀態(tài)的標志是()A.容器內壓強不隨時間變化B.容器內，3種氣體AB、A2、B2共存C.容器中各組分的體積分數不隨時間變化D.AB的消耗速率等于A2的消耗速率[解析]A項，該反應為等體積反應，壓強不變不能作為平衡的標志；B項，未到達平衡狀態(tài)，三種物質也能共存。D項，當AB的消耗速率應等于A2消耗速率的2倍時，該反應才達到平衡狀態(tài)。[答案]C8.在一個不傳熱的固定容積的密閉容器中可逆反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qQ(g)，m、n、p、q為任意整數時，達到平衡的標志是()①體系的壓強不再改變②體系的溫度不再改變③各組分的濃度不再改變④各組分的質量分數不再改變⑤反應速率vA∶vB∶vC∶vQ＝m∶n∶p∶q⑥單位時間內mmolA斷鍵反應，同時pmolC也斷鍵反應A.③④⑤⑥ B.①③④⑤C.②③④⑥ D.①③④⑥[解析]由于m、n、p、q的關系未知，所以壓強不變不能作為平衡的標志；在整個平衡建立過程中，速率之比均等于系數之比。[答案]C9.在1000K時，已知反應Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常數K＝0.0059。當水蒸氣和氫氣的物質的量濃度相等時，此反應()A.已達平衡狀態(tài)B.未達平衡狀態(tài)，反應正向進行C.未達平衡狀態(tài)，反應逆向進行D.無法確定[解析]Q＝eq\f([H2],[H2O])＝1，Q>K，反應未達平衡狀態(tài)，向逆反應方向進行。[答案]C10.對于反應：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)ΔH<0。若該反應在絕熱恒容的密閉體系中進行，則下列示意圖正確且能說明反應進行到t1時已達到平衡狀態(tài)的是()[解析]A項，t1時正反應速率仍然在變化，說明沒有達到平衡狀態(tài)，錯誤；B項，該反應前后氣體的分子數不相等，當t1時壓強不再變化，則混合物中各組成成分的百分含量保持不變，說明達到了平衡狀態(tài)，正確；C項，t1時二氧化碳和一氧化碳的物質的量還在變化，說明正、逆反應速率不相等，反應沒有達到平衡狀態(tài)，錯誤；D項，t1時w(NO)仍然在變化，說明沒有達到平衡狀態(tài)，錯誤。[答案]B11.在一定溫度下的某容積不變的密閉容器中，建立下列化學平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。不能確定上述可逆反應在一定條件下已達到化學平衡狀態(tài)的是()A.體系的壓強不再發(fā)生變化B.v正(CO)＝v逆(H2O)C.生成nmolCO的同時生成nmolH2D.1molH—H鍵斷裂的同時斷裂2molH—O鍵[解析]不論反應是否達到平衡狀態(tài)，生成nmolCO的同時都會生成nmolH2。[答案]C[能力提升]12.在一定條件下，可逆反應A2(g)＋B2(g)2C(g)達到平衡時，各物質的平衡濃度為[A2]＝0.5mol·L－1、[B2]＝0.1mol·L－1、[C]＝1.6mol·L－1，若用a、b、c分別表示A2、B2、C的初始濃度(mol·L－1)，則：(1)a、b應滿足的關系是___________________________________________；(2)a的取值范圍是_______________________________________________。[答案](1)a＝b＋0.4(2)0.4≤a≤1.313.在2L密閉容器內，800℃時反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH＜0，n(NO)隨時間的變化如下表：時間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)下圖中表示NO2的變化的曲線是________。用O2表示從0～2s內該反應的平均速率v＝______。(2)能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________(填字母)。A.v(NO2)＝2v(O2)B.容器內壓強保持不變C.v逆(NO)＝2v正(O2)D.容器內密度保持不變[解析](1)該反應達到平衡時，n(NO)＝0.007mol，此時n(NO2)＝0.013mol，其濃度變化量為0.0065mol·L－1，所以表示NO2的變化曲線是b；0～2s內v(NO)＝eq\f(0.020mol－0.008mol,2L×2s)＝0.003mol·L－1·s－1；則v(O2)＝eq\f(1,2)v(NO)＝eq\f(1,2)×0.003mol·L－1·s－1＝1.5×10－3mol·L－1·s－1。(2)A中表示的是同一方向的速率，在任何時候都成立，而D中容器的體積及氣體的總質量都不變，氣體的密度也始終不變。[答案](1)b1.5×10－3mol·L－1·s－1(2)BC14.698K時，向VL的密閉容器中充入2molH2(g)和2molI2(g)，發(fā)生反應：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－26.5kJ·mol－1，測得各物質的物質的量濃度與時間變化的關系如圖所示。請回答下列問題：(1)V＝________。(2)該反應達到最大限度的時間是________，該時間內平均反應速率v(HI)＝________。(3)該反應達到平衡狀態(tài)時，________(填“吸收”或“放出”)的熱量為________。[解析](1)由圖知初始反應時，c(H2)＝c(I2)＝1mol·L－1，而加入的H2和I2的物質的量均為2mol，所以V＝2。(2)由圖知反應達到最大限度即達到化學平衡的時間為5s，v(HI)＝eq\f(1.58mol·L－1,5s)＝0.316mol·L－1·s－1。(3)可逆反應從正反應開始達到化學平衡，所以放出熱量。由反應：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－26.5kJ·mol－1，達到平衡時共生成n(HI)＝1.58mol·L－1×2L＝3.16mol，所以放出的熱量為eq\f(26.5kJ,2mol)×3.16mol＝41.87kJ。[答案](1)2(2)5s0.316mol·L－1·s－1(3)放出41.87kJ[拓展探究]15.某研究性小組決定用實驗探究的方法證明化學反應具有一定的限度，在一定條件下會達到“平衡狀態(tài)”。取5mL0.1mol·L－1KI溶液于試管中，滴加0.1mol·L－1FeCl3溶液2mL，發(fā)生如下反應：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2。為證明該反應具有可逆性且具有限度，他們設計了如下實驗：①取少量反應液，滴加AgNO3溶液，發(fā)現有少量黃色沉淀(AgI)，證明反應物沒有反應完全。②再取少量反應液，加入少量CCl4振蕩，發(fā)現CCl4層顯淺紫色，證明萃取到了I2，即有I2生成。綜合①②的結論，他們得出該反應具有一定的可逆性，在一定條件下會達到反應限度。(1)老師指出他們上述實驗中①不合理，你認為他的理由是____________________________________________________________________________________________________________________________；改進的方法是_____________________________________________________