高中化学作业7化学平衡状态含解析 人教版选修4 7页

课时作业（七）‎ A组—基础巩固 一、可逆反应的判断 ‎1．模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法，对于2HBr(g) H2(g)＋Br2(g)反应，下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是(　　)‎ 解析　可逆反应中反应物与生成物同时存在。‎ 答案　C 考查内容　可逆反应定义 ‎2．对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长时间后，18O原子存在于(　　)‎ A．只存在于O2中　　　　B．只存在于O2和SO3中 C．只存在于O2和SO2中 D．存在于SO2、O2和SO3中 解析　可逆反应是一个既向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应，在混合气体中充入18O2后，反应生成了含有18O的SO3，SO3分解又生成了含有18O原子的SO2和O2，所以一段时间后，18O原子存在于SO2、O2和SO3中。‎ 答案　D 考查内容　可逆反应定义 ‎3．下列反应不属于可逆反应的是(　　)‎ A．SO2溶于水和H2SO3分解 B．H2跟I2化合成HI和HI分解 C．SO2跟O2化合成SO3和SO3分解 D．NH3与HCl化合生成NH4Cl和NH4Cl受热分解生成NH3和HCl 解析　可逆反应是指在相同条件下同时向正反两个方向进行的反应，而D项中两个反应的条件不同。‎ 答案　D 考查内容　可逆反应定义 二、化学平衡状态的判断 ‎4．对于反应A(g)＋2B(g) C(g)　ΔH<0，下述为平衡状态标志的是________(填序号)。‎ 7‎ ‎①单位时间内A、B生成C的分子数与C分解的分子数相等　‎ ‎②外界条件不变时，A、B、C的浓度不随时间变化 ‎③外界条件不变时，体系的温度不再变化 ‎④外界条件不变时，体系的压强不再变化 ‎⑤体系的分子总数不再变化 解析　其中①表示正、逆反应速率相等，②③④⑤揭示了各成分的量不变。‎ 答案　①②③④⑤‎ 考查内容　化学平衡状态的标志 ‎5．可逆反应：2NO22NO＋O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是(　　)‎ ‎①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2‎ ‎②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ‎③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态 ‎④混合气体的颜色不再改变的状态 ‎⑤混合气体的密度不再改变的状态 ‎⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥ B．②③⑤‎ C．①③④ D．①②③④⑤⑥‎ 解析　①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，说明v(正)＝v(逆)，可以说明达到平衡状态；②单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO，只表示正反应，不能说明达到平衡状态；在反应的任意时刻③均正确，故不可以说明达到平衡状态；混合气体中只有NO2有颜色，混合气体的颜色不再改变，说明各物质的浓度不再变化，④可以说明达到平衡状态；混合气体的密度ρ＝，气体的总质量始终保持不变，容器的容积保持不变，故⑤不能说明达到平衡状态；M＝，气体的总质量恒定不变，当气体的总物质的量不变时，反应达到平衡状态，⑥可以说明达到平衡状态。‎ 答案　A ‎6．在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下叙述错误的是(　　)‎ A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零 C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定 D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定 解析　随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，后保持恒定，但最后不可能减小为零。‎ 7‎ 答案　B 考查内容　正逆反应速率与浓度的关系 ‎7．在一定温度下，可逆反应A(g)＋3B(g) 2C(g)已达到平衡状态的标志是(　　)‎ A．A、B、C的分子数之比为1∶3∶2‎ B．C的生成速率与C的分解速率相等 C．单位时间内生成n mol A的同时生成3n mol B D．A、B、C浓度相等 解析　B项为v(正)＝v(逆)，可以说明达到平衡状态；C项均指逆反应；A、D两项不能说明各物质的浓度保持不变，故不能说明达到平衡状态。‎ 答案　B ‎8．可以证明可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)已达到平衡状态的是(　　)‎ ‎①一个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂 ‎②一个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂 ‎③其他条件不变时，混合气体平均相对分子质量不再改变 ‎④保持其他条件不变时，体系压强不再改变 ‎⑤NH3%、H2%、N2%都不再改变 ‎⑥恒温恒容时，密度保持不变 ‎⑦正反应速率v(H2)＝0.6 mol/(L·min)，逆反应速率v(NH3)＝0.4 mol/(L·min)‎ A．全部 B．只有①③④⑤‎ C．②③④⑤⑦ D．只有①③⑤⑥⑦‎ 解析　化学反应达到平衡状态时，应具备v正＝v逆的特征，①错误；②⑦正确；达到平衡状态时的另一特征为“定”，③④⑤正确；ρ＝，气体总质量、容器容积始终都不变，故密度平衡前后没有改变，⑥错误。‎ 答案　C 三、化学平衡的简单计算 ‎9．在密闭容器中进行反应X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.2 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0.2 mol·L－1 B．Y2为0.35 mol·L－1‎ C．X2为0.3 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1‎ 解析　根据极值法：X2的最大浓度是0.2 mol·L－1，Y2的最大浓度0.3 mol·L－1，Z的最大浓度0.4 mol·L－1。‎ 7‎ 答案　A 考查内容　极值法 ‎10．100 ℃时，把0.5 mol N2O4通入体积为5 L的真空密闭容器中，立即出现红棕色。反应进行到2 s时，NO2的浓度为0.02 mol·L－1。60 s时，达到平衡状态，此时容器内的压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是(　　)‎ A．0～2 s内用N2O4的浓度变化表示的反应速率为 ‎0.01 mol·L－1·s－1‎ B．在2 s时容器内的压强为开始时的1.1倍 C．平衡时，n(N2O4)＝0.25 mol D．平衡时，N2O4的转化率为40%‎ 解析　N2O4和NO2之间存在转化关系：‎ ‎　　　　　N2O4(g)　 　2NO2(g)‎ 起始量/mol 0.5 0‎ 变化量/mol 0.05 0.02×5‎ ‎2 s时量/mol 0.5－0.05 0.02×5‎ v(N2O4)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，A项错误；此时气体总的物质的量为0.5 mol－0.05 mol＋0.02 mol·L－1×5 L＝0.55 mol，则2s时容器内的压强与开始时容器内的压强之比为p2s∶p始＝0.55 mol∶0.5 mol＝11∶10，B项正确；达到平衡状态时，设有xN2O4参与反应，则 ‎　　　　　　　N2O4(g)　 　 2NO2(g)‎ 起始量/mol 0.5 0‎ 变化量/mol x 2x 平衡量/mol 0.5－x 2x 达到平衡状态时，气体总的物质的量为0.5 mol－x＋2x＝0.5 mol＋x，则＝1.6，解得x＝0.3 mol，平衡体系中含0.2 mol N2O4，C项错误；平衡时，N2O4的转化率为×100%＝60%，D项错误。‎ 答案　B B组—能力提升 ‎11．在一定容积的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1‎ 7‎ ‎。当反应达到平衡，可能存在的数据是(　　)‎ A．N2为0.15 mol·L－1‎ B．N2为0.2 mol·L－1，H2为0.6 mol·L－1‎ C．N2、H2均为0.18 mol·L－1‎ D．NH3为0.4 mol·L－1‎ 解析　若该反应向正方向进行达到平衡状态，NH3的浓度应小于0.4 mol·L－1，D项错误；若该反应向逆方向进行达到平衡状态，则N2的浓度应小于0.2 mol·L－1，H2的浓度小于0.6 mol·L－1，B项错误；从方程式可知，反应无论进行到什么程度，c(N2)∶c(H2)＝1∶3始终成立，故不可能同时为0.18 mol·L－1，C项错误。‎ 答案　A ‎12．下列可以证明H2(g)＋I2(g) 2HI(g)已达平衡状态的是________。‎ ‎①单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI ‎②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂 ‎③百分含量w(HI)＝w(I2)‎ ‎④反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)‎ ‎⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1‎ ‎⑥温度和体积一定时，生成物浓度不再变化 ‎⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化 ‎⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化 解析　该反应是一个反应前后气体物质的量保持不变的反应，因此压强、平均相对分子质量不变不能作为平衡判据。‎ 答案　②⑥‎ 考查内容　化学平衡状态的标志，重点在平均相对分子质量与平衡标志的关系 ‎13．恒温恒容下，将2 mol A气体和2 mol B气体通入容积为2 L的密闭容器中发生反应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。‎ ‎(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)A的转化率与B的转化率之比为________。‎ ‎(4)下列可作为该反应达到平衡状态的标志的是________(填序号)。‎ A．气体的压强不再变化 B．气体的密度不再变化 C．气体的平均相对分子质量不再变化 7‎ D．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1‎ 解析　本题着重考查化学反应速率和化学平衡的概念及相关的简单计算。‎ ‎(1)用速率计算公式求解即可。‎ ‎(2)列出化学反应方程式 ‎　　　　　 2A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(s)‎ 起始量(mol)　 2　　2　 　　　0‎ 转化量(mol)　1.6　　0.8　　　 2.4‎ 平衡量(mol)　0.4　　1.2　　　 2.4‎ 由于转化量之比等于化学计量数之比，即0.8∶2.4＝1∶x，解得：x＝3。‎ ‎(3)A的转化率与B的转化率之比为∶＝2∶1。‎ ‎(4)该反应是一个气体分子数不变的反应，A不能作为判断平衡状态的依据；无论反应是否达到平衡状态，D均成立，故D不能作为平衡状态的标志。‎ 答案　(1)0.6 mol·L－1·min－1‎ ‎(2)3　(3)2∶1　(4)BC C组—高分突破 ‎14．已知X(g)和Y(g)可以相互转化：2X(g) Y(g)　ΔH<0。现将一定量X(g)和Y(g)的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中，反应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。则下列说法不正确的是(　　)‎ A．若混合气体的压强不变，则说明反应已达化学平衡状态 B．a、b、c、d四个点表示的反应体系中，表示化学反应处于平衡状态的只有b点 C．25～30 min内用X表示的平均化学反应速率是0.08 mol·L－1·min－1‎ D．反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是增加Y的浓度 解析　正反应是气体分子数减小的反应，所以当压强不再发生变化时，可以说明反应已经达到平衡状态，A项正确；根据图像可知，只有b点表示的反应体系中，各物质的浓度不再发生变化，所以只有b点表示反应处于平衡状态，B项正确；25～30 min内X的浓度变化量是 7‎ ‎0.4 mol·L－1，所以用X表示的平均化学反应速率是＝0.08 mol·L－1·min－1，C项正确；反应进行至25 min时，X物质的浓度增大，D项错误。‎ 答案　D ‎15．已知反应2A(g)＋B(g) 3C(g)，起始时按5∶2的体积比将A、B两种气体混合后充入一恒容密闭容器中，在恒定温度下使其反应，达到化学平衡状态时混合气体中C的体积分数为60%。回答下列问题：‎ ‎(1)A、B的转化率分别为αA＝________，αB＝________。‎ ‎(2)平衡时混合气体的平均相对分子质量为(设A的相对分子质量为MA，B的相对分子质量为MB)________。‎ ‎(3)平衡时容器内的压强与起始时相比，压强________(填“增大”“不变”或“减小”)。‎ 解析　(1)假设反应开始时，B气体的充入量为2 mol，达到化学平衡状态时，B的变化量为x，则 ‎　　　　　　　2A(g)　＋　B(g) 3C(g)‎ 起始量/mol 5 2 0‎ 变化量/mol 2x x 3x 平衡量/mol 5－2x 2－x 3x 由题意可知，＝60%，解得x＝1.4 mol，αA＝×100%＝56%，αB＝×100%＝70%。‎ ‎(2)该反应为反应前后气体分子数不变的反应，平衡时混合气体的平均相对分子质量即为A、B两种气体混合时的平均相对分子质量。‎ ‎(3)反应前后气体的总物质的量不变，在恒温恒容条件下，容器内的压强始终不变。‎ 答案　(1)56%　70%　(2) 　(3)不变 7‎