2016-2017学年高二化学人教版选修4 （第2 11页

绝密★启用前 人教版《选修四》第二章第三节 可逆反应 ‎ 一、选择题 ‎1．下列各组两个反应互为可逆反应的是(　　)‎ ‎①2H2+O22H2O与2H2O2H2↑+O2↑‎ ‎②H2SO4(浓)+2HBr2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4‎ ‎③2NO2N2O4与N2O42NO2‎ ‎④2SO2+O22SO3与2SO32SO2+O2‎ A．①② B．②③ C．③④ D．②④‎ ‎2．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。下列说法不正确 的是(　　)‎ A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低 B．使用高效催化剂可有效提高反应速率 C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定 D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡 ‎3．在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是(　　)‎ A．Z为0.3 mol·L－1‎ B．X2为0.2 mol·L－1‎ C．Y2为0.4 mol·L－1‎ D．c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.55 mol·L－1‎ ‎4‎ ‎．在一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化时，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 ‎5．在一个体积恒定的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B发生反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，一定条件下达到平衡时，C的浓度为W mol·L－1，若容器体积和温度保持不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为W mol·L－1的是(　　)‎ A．4 mol A＋2 mol B B．3 mol C＋1 mol D C．2 mol A＋1 mol B＋3 mol C＋1 mol D D．1 mol A＋0.5 mol B＋3 mol C＋1 mol D ‎6．可逆反应N2＋3H22NH2的正、逆反应速率可用各反应物和生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是(　　)‎ A．3v正(N2)＝v正(H2)　　 B．v正(N2)＝v逆(NH3)‎ C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)‎ ‎7．一定温度下，对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应放热)的下列叙述，不能说明反应已达化学平衡状态的是(　　)‎ A．恒容容器内混合气体的密度不再变化 B．NH3的生成速率与H2的生成速率之比为2∶3‎ C．恒压容器内混合气体的总物质的量不再变化 D．单位时间内断裂a mol N≡N键，同时断裂6a mol N—H键 ‎8．在一个密闭容器中发生反应：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0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是(　　)‎ A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1‎ B．SO2为0.25 mol·L－1‎ C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1‎ D．SO3为0.4 mol·L－1‎ ‎9．某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A＋3B2C。若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是(　　)‎ ‎①原混合气体的体积为1.2V L　②原混合气体的体积为1.1V L　③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L ④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L A．②③　　 B．②④　　‎ C．①③　　 D．①④‎ ‎10．恒温下，将1.6 mol N2与2.4 mol H2的混合气体通入一个固定容积为4 L的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，10 min后反应达平衡时，NH3的体积分数为25%，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．达到平衡时，N2和H2的转化率之比为1∶1‎ B．达到平衡时，混合气体的密度为12.4 g·L－1‎ C．10 min内v(H2)＝0.35 mol·(L·min)－1‎ D．平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝1∶3∶2‎ ‎11．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是(　　)‎ A．反应在c点达到平衡状态 B．反应物浓度：a点小于b点 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 ‎12．在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于(　　)‎ A．5%　 B．10%　 C．15%　 D．20%‎ 二、非选择题 ‎13．有A、B、C三种气体，若起始时取1 mol A与2 mol B发生反应：A＋2B2C，达到平衡时，c(A)、c(B)、c(C)之比等于v(A)、v(B)、v(C)之比，则达到平衡时A的物质的量是__________。‎ ‎14．已知NO2和N2O4可以相互转化：‎ ‎2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为2 L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。‎ ‎(1)图中共有两条曲线X和Y，其中曲线________表示NO2浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是________。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。‎ A．容器内混合气体的压强不随时间变化而变化 B．容器内混合气体的密度不随时间变化而变化 C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而变化 D．容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化 ‎(2)前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)＝________mol·L－1·min－1。‎ ‎15．在2 L密闭容器内,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH<0,n(NO)随时间的变化如下表:‎ 时间/s ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ n(NO)/mol ‎0.020‎ ‎0.010‎ ‎0.008‎ ‎0.007‎ ‎0.007‎ ‎0.007‎ ‎(1)下图中表示NO2的变化的曲线是　　　　。 ‎ 用O2表示从0~2 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　　　　。 ‎ 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 ‎ ‎ ‎16．698 K时，向V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH=-26.5 kJ·mol-1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。‎ 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“吸收”或“放出”)的热量为　　　　。 ‎ 人教版《选修四》第二章第三节 可逆反应 参考答案及解析 ‎1. 【答案】C ‎【解析】可逆反应必须是在同一条件下同时向两个方向进行的反应。答案选C。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎2. 【答案】A ‎【解析】不管是吸热反应还是放热反应，温度升高，正、逆反应速率均增大，温度降低，正、逆反应速率均减小，A项错误。催化剂降低反应的活化能，使得活化分子的百分数增大，化学反应速率增大，B项正确；反应达到平衡后，各物质的的反应速率不变保持恒定，C项正确；CO和CO2的消耗速率表示平衡的正反应速率和逆反应速率，两者相等表明反应已经达到平衡，D项错误 ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎3. 【答案】A ‎【解析】可逆反应中，反应体系中各物质一定共存，如果B、C选项中的数据存在，则Z的浓度为0，这是不可能的，B、C项错误；又因为该反应是总体积不变的反应，达到平衡时，不论X2、Y2、Z怎么变化，总物质的量不会改变，总浓度也不会改变，即：c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.6 mol·L－1，D项错误。，A项符合题意。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎4. 【答案】A ‎【解析】反应体系中A是固体，随反应的进行，气体的总质量增加，因为ρ＝，当体积不变时，密度逐渐变大，但达到平衡后，m不再变化，ρ也就不再变化，A选项符合题意。其它选项均不符合。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎5. 【答案】B ‎【解析】体积恒定的密闭容器中，按照可逆反应的化学计量数换算成同一边的物质的量，若与原来加入的物质的量相等，则两平衡等效。2 mol A和1 mol B如果完全反应，则一定能转化成3 mol C和1 mol D，或者说3 mol C和1 mol D与2 mol A和1 mol B对于建立该平衡来说是等同的，量多、量少均不符合此条件。答案选B。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎6. 【答案】C ‎【解析】如用N2、H2、NH3分别表示同一正反应速率时，应有如下关系，v正(N2)∶v正(H2)∶v正(NH3)＝1∶3∶2。达到平衡时：v正(H2)∶v逆(NH3)＝3∶2，v正(N2)∶v逆(NH3)＝1∶2，v正(N2)∶v逆(H2)＝1∶3、选项A只表示一个方向，选项B、D不符合计量数关系，选项C符合要求。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎7. 【答案】A ‎【解析】反应物、生成物均为气体，在恒容容器中质量不变，体积不变，密度不变。答案选A。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎8. 【答案】B ‎【解析】SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－10.2 mol·L－1的SO3完全转化成了SO2和O2，即平衡时，c(SO3)＝0，不符合平衡状态的含义，A项错误；B项可能；SO2、SO3均为0.15 mol·L－1表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05 mol·L－1，不符合平衡移动原理，C项错误；SO3为0.4 mol·L－1表明SO2完全转化成了SO3，即平衡时，c(SO2)＝0，c(O2)＝0，不符合平衡状态的含义，D项错误。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎9. 【答案】A ‎【解析】设起始A和B的体积分别为a L、b L，‎ ‎　　　　　　　 　A　　＋　　3B　　2C 起始的体积(L) 　 a 　　　　b 　　　 0‎ 转化的体积(L) 　0.05V 　　0.15V 　10%V 平衡时体积(L) 　 a－0.05V b－0.15V 10%V a－0.05V＋b－0.15V＋10%V＝V，a＋b＝1.1V。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎10. 【答案】B ‎【解析】设参加反应的N2的物质的量为x，‎ ‎ N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ‎ n(始)/mol 1.6 2.4 0‎ n(变)/mol x 3x 2x n(平)/mol 1.6－x 2.4－3x 2x 由×100%＝25%，解得x＝0.4 mol。平衡转化率之比为∶＝1∶2，A项错误；反应过程中，容器内混合气体密度一直不变，故ρ＝＝＝12.4 g·L－1，B项正确；v(H2)＝0.03 mol·(L·min)－1，C项错误；平衡时n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝3∶3∶2，D项错误。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎11. 【答案】D ‎【解析】A项反应达到平衡时v(正)＝v(逆)，c点v(正)最大，但未达到平衡；B项随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故a点反应物的浓度大于b点的；C项反应初始阶段，随着反应的不断进行，反应速率逐渐加快，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量；D项随着反应的进行，SO2的转化率逐渐增大，故b～c段SO2的转化率大于a～b段。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎12. 【答案】C ‎【解析】　　　　　　N2　＋　3H22NH3‎ 起始物质的量/mol 2 8 0‎ 转化物质的量/mol 2/3 2 4/3‎ 平衡物质的量/mol 4/3 6 4/3‎ 平衡时氮气的体积分数为×100%＝15%。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎13. 【答案】0.5 mol ‎【解析】根据反应的化学方程式知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶2∶2，则c(A)∶c(B)∶c(C)＝1∶2∶2，此时可判断c(B)＝c(C)，因为此反应中B的消耗量等于C的生成量，又等于B的剩余量，则B消耗了原来的一半，即1 mol，同时A消耗了0.5 mol。‎ ‎【题型】填空题 ‎【难度】容易 ‎14. 【答案】(1)X　b和d　B　(2)0.04‎ ‎【解析】(1)由图像看出10 min内，X曲线上物质的变化量为0.4 mol·L－1，Y曲线上物质的变化量为0.2 mol·L－1，X曲线上物质的变化量是Y曲线上变化量的2倍，所以曲线X表示NO2浓度随时间的变化；平衡状态时，各物质浓度不再变化，所以b、d两点处于平衡状态；容器内混合气体的密度任何时间都不变化，所以不能作为平衡状态的标志。‎ ‎(2)前10 min内，v(NO2)＝(0.6 mol·L－1－0.2 mol·L－1/10 min＝0.04 mol·L－1·min－1。‎ ‎【题型】填空题 ‎【难度】容易 ‎15. 【答案】(1)b　1.5×10-3 mol·(L·s)-1‎ ‎(2)BC ‎【解析】该反应达到平衡时，n(NO)=0.007 mol，此时n(NO2)=0.013 mol，其浓度变化量为0.006 5 mol·L-1，所以表示NO2的变化曲线是b；0~2 s内v(NO)==0.003 mol·(L·s)-1，则v(O2)=v(NO)=×0.003 mol·(L·s)-1=1.5×10-3 mol·(L·s)-1。‎ ‎(2)中A表示的是同一方向的速率，在任何时候都成立，而D中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。‎ ‎【题型】填空题 ‎【难度】容易 ‎16. 【答案】(1)2　(2)5 s　0.316 mol·(L·s)-1‎ ‎(3)放出　41.87 kJ ‎【解析】(1)由图知初始反应时,c(H2)=c(I2)=1 mol·L-1,而加入的H2和I2的物质的量均为2 mol,所以V=2。‎ ‎(2)由图知反应达到最大限度即达到化学平衡的时间为5 s,v(HI)==0.316 mol·(L·s)-1。‎ ‎(3)可逆反应从正反应开始达到化学平衡,所以放出热量。‎ 由反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH=-26.5 kJ·mol-1,达到平衡时共生成 n(HI)=1.58 mol·L-1×‎ ‎2 L=3.16 mol,所以放出的热量为×3.16 mol=41.87 kJ。‎ ‎【题型】填空题 ‎【难度】一般