2-2-1-化學(xué)平衡狀態(tài)(作業(yè)檢測(cè))(人教版2019選擇性必修1)(解析版)

第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第二節(jié)化學(xué)平衡第1課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)一.選擇題1.在一定條件下,使SO2與O2在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),下列說法中不正確的是 ()A.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后為零B.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后不變C.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,逆反應(yīng)速率逐漸增大,最后不變D.反應(yīng)開始時(shí),正反應(yīng)速率最大,逆反應(yīng)速率為零解析:根據(jù)化學(xué)平衡的建立過程可知,反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始,v正最大,v逆=0,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,v正逐漸減小,v逆逐漸增大,最后達(dá)到平衡時(shí),v正=v逆≠0。答案:A2.一定條件下的某可逆反應(yīng),其正反應(yīng)速率v正和逆反應(yīng)速率v逆隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖所示。下列判斷中不正確的是 ()A.t1時(shí)刻,v正>v逆B.t2時(shí)刻,v正=v逆C.t2時(shí)刻,反應(yīng)達(dá)到最大限度D.t3時(shí)刻,反應(yīng)停止解析:達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)并未停止。答案:D3.在一定溫度下,某反應(yīng)A+BC體系中,n(A)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化如下表:t012345n0.0400.0200.0140.0100.0100.010該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間區(qū)域?yàn)?()A.1~2min B.1~3min C.2~3min D.3~5min解析:達(dá)到平衡后A的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化。答案:D4.一定條件下,可逆反應(yīng)2A(g)B(g)+3C(g),在下列四種狀態(tài)中處于平衡狀態(tài)的是 ()選項(xiàng)正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率Av(A)=2mol/(L·min)v(B)=2mol/(L·min)Bv(A)=2mol/(L·min)v(C)=2mol/(L·min)Cv(A)=1mol/(L·min)v(B)=2mol/(L·min)Dv(A)=1mol/(L·min)v(C)=1.5mol/(L·min)解析:根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)v正=v逆知,v(A)∶v(B)∶v(C)=2∶1∶3,即D項(xiàng)中的反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。答案:D5.在已達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)中,充入由18O組成的氧氣一段時(shí)間后,18O存在于下列哪種物質(zhì)中 ()A.氧氣B.氧氣和三氧化硫C.氧氣和二氧化硫D.二氧化硫、氧氣和三氧化硫解析:化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡,加入的18O2會(huì)與SO2結(jié)合生成含18O的SO3,同時(shí)含有18O的SO3又會(huì)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這三種物質(zhì)中。答案:D6.在一定條件下,容器內(nèi)某一反應(yīng)中參加反應(yīng)的M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線如圖所示,下列敘述中正確的是 ()A.反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MNB.t2min時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等,達(dá)到平衡C.t3min時(shí),正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率D.t1min時(shí),N的濃度是M的濃度的2倍解析:由圖像知,0~t2min內(nèi)N的物質(zhì)的量的變化量是M的物質(zhì)的量的變化量的2倍,可得反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NM;t2min時(shí)體系并未達(dá)到平衡,故正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率不相等;t3min時(shí)反應(yīng)已達(dá)到平衡,此時(shí)v正=v逆,因此A、B、C項(xiàng)均錯(cuò)誤。答案:D7.對(duì)可逆反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列敘述中正確的是 ()A.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),5v正(O2)=4v逆(NO)B.若單位時(shí)間內(nèi)生成nmolNO的同時(shí),生成nmolNH3,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C.若N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1∶3∶2時(shí),反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D.化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系是2v正(NH3)=3v正(H2O)解析:A項(xiàng),根據(jù)化學(xué)方程式,當(dāng)4v正(O2)=5v逆(NO)時(shí),表示v正=v逆,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;B項(xiàng),生成nmolNO表示正反應(yīng)速率,生成nmolNH3表示逆反應(yīng)速率,且v正=v逆,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正確;C項(xiàng),N2、H2、NH3分子數(shù)之比為1∶3∶2時(shí),反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;D項(xiàng),化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,3v正(NH3)=2v正(H2O),錯(cuò)誤。答案:B8.已知N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0,現(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 ()ABCD解析:B項(xiàng),對(duì)于一個(gè)特定反應(yīng),ΔH固定不變,因此ΔH不變不能作為判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù);C項(xiàng),在t1時(shí)刻,2v正(N2O4)=v逆(NO2),v正=v逆,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。答案:B9.在一定條件下,向2L密閉容器中充入3molX(g)與1molY(g)進(jìn)行反應(yīng):2X(g)+Y(g)3Z(g)+2W(g),某時(shí)刻測(cè)定產(chǎn)物的濃度,不可能的是 ()A.c(Z)=0.75mol/L B.c(Z)=1mol/LC.c(W)=1mol/L D.c(Z)=0.8mol/L解析:X的起始濃度為3mol2L=1.5mol/L,Y的起始濃度為1mol2L=0.5mol/L,假設(shè)Y完全反應(yīng),則各物質(zhì)的濃度X為0.5mol/L,Y為0,Z為1.5mol/L,W為1mol/L,由于可逆反應(yīng)的反應(yīng)物不能完全反應(yīng),則:0<c(Y)<0.5mol/L,0<答案:C10.一定條件下，向密閉容器中充入1molNO和1molCO進(jìn)行反應(yīng)：NO(g)＋CO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋CO2(g)，測(cè)得化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，其中處于化學(xué)平衡狀態(tài)的點(diǎn)是()A．d點(diǎn) B．b點(diǎn)C．c點(diǎn) D．a(chǎn)點(diǎn)解析：由圖可知，a、b、c點(diǎn)的正反應(yīng)速率均大于逆反應(yīng)速率，都未達(dá)到平衡狀態(tài)；只有d點(diǎn)正、逆反應(yīng)速率相等，由正、逆反應(yīng)速率相等的狀態(tài)為平衡狀態(tài)可知，圖中處于化學(xué)平衡狀態(tài)的點(diǎn)是d點(diǎn)，選項(xiàng)A正確。答案:A11．在一定溫度下的某容積可變的密閉容器中，建立下列化學(xué)平衡：A(g)＋3B(g)2C(g)，能確定上述可逆反應(yīng)在一定條件下已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化B．3v正(B)＝2v逆(C)C．混合氣體密度不再變化D．消耗1molA的同時(shí)生成2molC解析：該反應(yīng)是反應(yīng)容器容積可變的密閉容器，壓強(qiáng)始終不變，因此當(dāng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化，不能作為判斷的平衡標(biāo)志，故A不符合題意；當(dāng)2v正(B)＝3v逆(C)時(shí)說明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡，所以3v正(B)＝2v逆(C)時(shí)正、逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)未達(dá)到平衡，故B不符合題意；密度等于質(zhì)量除以容器體積，氣體質(zhì)量不變，由于該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，因此容器容積變小，密度變大，當(dāng)混合氣體密度不再變化時(shí)，可作為判斷平衡的標(biāo)志，故C符合題意；消耗1molA，表示正向反應(yīng)，同時(shí)生成2molC，表示正向反應(yīng)，同一個(gè)方向表示的反應(yīng)，不能作為判斷平衡的標(biāo)志，故D不符合題意。答案:C二.非選擇題12.在某一容積為5L的密閉容器內(nèi),加入0.2molCO與0.2molH2O,在催化劑存在的條件下加熱至高溫,發(fā)生以下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH>0。反應(yīng)中CO2的濃度隨時(shí)間變化情況如圖:(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí),v(CO)=;反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),c(H2)=。

(2)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是(填字母)。

A.CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率和CO2減少的化學(xué)反應(yīng)速率相等B.CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等C.CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化D.正、逆反應(yīng)速率都為零解析:(1)由題圖可知,10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,v(CO)=v(CO2)=0.03mol/L10min=0.003mol/(L·min)。由化學(xué)方程式得c(H2(2)達(dá)到平衡的標(biāo)志是各物質(zhì)的百分含量不變,濃度不變,正、逆反應(yīng)速率相等且不為零。CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率是正反應(yīng)速率,CO2減少的化學(xué)反應(yīng)速率是逆反應(yīng)速率。所以A、C兩項(xiàng)可作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)。答案:(1)0.003mol/(L·min)0.03mol/L(2)AC13.恒溫恒容下,將2molA氣體與2molB氣體通入容積為2L的密閉容器中發(fā)生以下反應(yīng):2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)剩余1.2molB,并測(cè)得C的濃度為1.2mol/L。(1)從開始反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài),生成C的平均反應(yīng)速率為。

(2)x=。

(3)下列各項(xiàng)可作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是(填字母)。

A.壓強(qiáng)不再變化B.氣體密度不再變化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)=1.(2)2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)起始濃度(變化濃度(平衡濃度(由此可知,2∶1∶x=0.8∶0.4∶1.2=2∶1∶3,所以x=3。(3)A項(xiàng),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(huì)變化;B項(xiàng),氣體的密度不再變化,而氣體的體積不變,說明氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變化,由于D為固體,故氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變化,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);C項(xiàng),A的消耗速率與B的消耗速率表示的反應(yīng)方向一致,不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);D項(xiàng),A的百分含量保持不變,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。答案:(1)0.6mol/(L·min)(2)3(3)BD14.在2L密閉容器內(nèi),800℃時(shí)發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+O2(g)2NO2(g),n(NO)隨時(shí)間的變化如下表所示:時(shí)間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)如圖表示NO2的濃度變化的曲線是。用O2表示前2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=。

(2)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填字母)。

A.v(NO2)=2v(O2)B.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變C.v逆(NO)=2v正(O2)D.容器內(nèi)密度保持不變解析:(1)該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),n(NO)=0.007mol,此時(shí)n(NO2)=0.013mol,其濃度變化量為0.0065mol/L,所以表示NO2濃度變化的曲線是b。(2)A項(xiàng)未表明正、逆反應(yīng),無法判斷,D項(xiàng)中容器的容積及氣體的總質(zhì)量都不變,氣體的密度也始終不變。答案:(1)b1.5×10-3mol/(L·s)(2)BC15．一定溫度下，在10L密閉容器中加入5molSO2和3molO2，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，10min時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)有3molSO2發(fā)生了反應(yīng)。(1)反應(yīng)生成了________molSO3，v(SO2)＝________。(2)平衡時(shí)SO3的濃度是________，SO2的轉(zhuǎn)化率是________。(3)平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為________mol。(4)物質(zhì)的濃度不再改變標(biāo)志著該反應(yīng)已達(dá)平衡，下列還可以說明該反應(yīng)已達(dá)平衡的是________(填序號(hào))。①體系內(nèi)壓強(qiáng)不再改變②容器內(nèi)氣體的密度不再改變③混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變④v正(SO3)＝2v逆(O2)⑤n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)＝2∶1∶2解析：v(SO2)＝eq\f(ΔcSO2,Δt)＝eq\f(\f(3mol,10L),10min)＝0.03mol·L－1·min－12SO2＋O22SO3開始/mol530變化/mol31.53平衡/mol21.53則平衡時(shí)SO3的濃度為eq\f(3mol,10L)＝0.3mol·L－1，SO2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(3mol,5mol)×100%＝60%，平衡時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量為2mol＋1.5mol＋3