高中化學(xué) 2-3-1化學(xué)平衡狀態(tài)課時達(dá)標(biāo)作業(yè) 新人教版選修4

【成才之路】-學(xué)年高中化學(xué)2-3-1化學(xué)平衡狀態(tài)課時達(dá)標(biāo)作業(yè)新人教版選修4一、選擇題1．下列反應(yīng)中，屬于可逆反應(yīng)的是()①N2＋3H2eq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(T、p))2NH3,2NH3eq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(T、p))3H2＋N2②2NaHCO3△,Na2CO3＋H2↑＋CO2↑，Na2CO3＋H2O＋CO2,2NaHCO3③CH3CH2OHeq\o(→,\s\up17(濃硫酸),\s\do15(170℃))CH2=CH2↑＋H2O，CH2=CH2＋H—OHeq\o(→,\s\up17(催化劑),\s\do15(T、p))CH3CH2OH④2Na＋Cl2點燃,2NaCl,2NaCl電解,2Na＋Cl2A．只有① B．①②③C．①②③④ D．①③④解析：可逆反應(yīng)是指在同一條件下既向正反應(yīng)方向進(jìn)行又向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)，符合此條件的只有①。答案：A2．(·濟(jì)南1月調(diào)研)反應(yīng)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)在一密閉容器中進(jìn)行，則下列說法或結(jié)論中，能夠成立的是()A．其他條件不變僅將容器的體積縮小一半，反應(yīng)速率減小B．反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時：v(CO)正＝v(H2O)逆C．保持體積不變，充入少量He使體系壓強(qiáng)增大反應(yīng)速率一定增大D．其他條件不變，適當(dāng)增加C(s)的質(zhì)量會使反應(yīng)速率增大解析：本題考查影響反應(yīng)速率的因素，考查考生運(yùn)用影響反應(yīng)速率的因素分析問題的能力。難度中等。A項，將容器的容積縮小一半相當(dāng)于體系壓強(qiáng)增加一倍，反應(yīng)速率加快；B項，轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)的速率，其正、逆反應(yīng)速率相等，處于平衡狀態(tài)；C項，由于體積保持不變，充入He氣后，各組分的濃度不變，反應(yīng)速率不變；D項，改變固體物質(zhì)的用量不影響化學(xué)反應(yīng)速率。答案：B3．在一定溫度下，容器內(nèi)某一反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的曲線如下圖所示，下列表述正確的是()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)的量減少，是反應(yīng)物；M物質(zhì)的量增加，是生成物，A不正確。橫軸t2時縱軸數(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)的量不再改變，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。答案：D4．(·鄭州預(yù)測)(雙選)一定條件下的密閉容器中，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()速率ABCDv(正)/(mol·L－1·min－1)v(A)＝2v(A)＝1v(A)＝1v(A)＝2v(逆)/(mol·L－1·min－1)v(B)＝2v(B)＝1.5v(C)＝1.5v(A)＝2解析：對于C項：v正(A)∶v逆(C)＝2∶3，與化學(xué)計量數(shù)之比相等，說明v(正)＝v(逆)；對于D項：v正(A)＝v逆(A)(用同一物質(zhì)表示)，必然有v(正)＝v(逆)。答案：CD5．(·經(jīng)典習(xí)題選萃)一定溫度下，可逆反應(yīng)2NO2△,2NO＋O2在體積固定的密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()①單位時間內(nèi)生成nmolO2同時生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1④混合氣體的壓強(qiáng)不再改變⑤混合氣體的顏色不再改變⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變A．①④⑤⑥ B．①②③⑤C．②③④⑥ D．以上全部解析：判斷一個化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)關(guān)鍵在于判斷該反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率是否相等及各組分的濃度是否發(fā)生變化。①生成nmolO2同時生成2nmolNO2，即生成NO2的速率與消耗NO2的速率相等，能反映出v(正)＝v(逆)，正確；②中生成nmolO2的同時必生成2nmolNO(無論反應(yīng)達(dá)到平衡與否)，因此②表示同一方向的反應(yīng)速率，不能反映達(dá)到平衡狀態(tài)。③只要發(fā)生反應(yīng)，或者說不論反應(yīng)是否達(dá)到平衡，NO2、NO、O2的速率之比都為2∶2∶1，它不能反映可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡，不正確。④溫度、體積一定，混合氣體壓強(qiáng)不再改變，說明氣體的總物質(zhì)的量不變，表明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。⑤顏色的深淺決定于有色物質(zhì)NO2的濃度，混合物氣體顏色不變，說明NO2濃度不再改變，對固定容器來說，NO2的物質(zhì)的量不再變化，能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，正確。⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\x\to(M)＝\f(m,n)))不變，說明氣體的總物質(zhì)的量(n)不變，表明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，正確。答案：A6．(雙選)下列說法可以證明反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A．1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵形成B．1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵斷裂C．1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵斷裂D．1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵形成解析：1個N≡N鍵斷裂為正反應(yīng)速率，有3個H—H鍵形成為逆反應(yīng)速率，二者之比為13，等于化學(xué)計量數(shù)之比，故反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，即A正確；1個N≡N鍵斷裂，有3個H—H鍵斷裂都為正反應(yīng)速率，故無法判斷反應(yīng)狀態(tài)，即B不正確；1個N≡N鍵斷裂為正反應(yīng)速率，同時有6個N—H鍵斷裂為逆反應(yīng)速率，相應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為12，等于化學(xué)計量數(shù)之比，故達(dá)到平衡狀態(tài)，即C正確；1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵形成，二者描述的都是正反應(yīng)速率，故無法判斷反應(yīng)狀態(tài)，即D不正確。答案：AC7．(雙選)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發(fā)動機(jī)的耐熱部件，能大幅度提高發(fā)動機(jī)的熱效率。工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅，其反應(yīng)如下：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)eq\o(,\s\up17(高溫))Si3N4(s)＋12HCl(g)ΔH<0一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．3v逆(N2)＝v正(H2)B．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)C．混合氣體密度保持不變D．c(N2)：c(H2)：c(HCl)＝1：3：6解析：用速率表示平衡狀態(tài)既要描述正、逆兩個方向，又要滿足數(shù)值符合化學(xué)計量數(shù)比，所以A項正確，B項錯誤；若反應(yīng)未達(dá)到平衡，由于氣體的質(zhì)量發(fā)生變化，使密度發(fā)生變化，C正確；物質(zhì)的濃度滿足化學(xué)計量數(shù)比不能作為平衡狀態(tài)判斷的依據(jù)，D項錯誤。答案：AC8．298K時，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol，在該溫度下，取1molN2和3molH2放在密閉容器內(nèi)反應(yīng)。下列說法正確的是()A．在有催化劑存在的條件下，反應(yīng)放出的熱量為92.4kJB．有無催化劑該反應(yīng)放出的熱量都為92.4kJC．反應(yīng)放出的熱量始終小于92.4kJD．若再充入1molH2，到達(dá)平衡時放出的熱量應(yīng)為92.4kJ解析：該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，正向不可能進(jìn)行到底，所以1molN2和3molH2反應(yīng)放出的熱量始終小于92.4kJ，C正確。答案：C9．一定條件下，在體積為1L的密閉容器中，1molX和1molY進(jìn)行反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)Z(g)，下列敘述能證明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．X的百分含量不再發(fā)生變化B．c(X)：c(Y)：c(Z)＝2：1：1C．容器內(nèi)原子總數(shù)不再發(fā)生變化D．同一時間內(nèi)消耗2nmolX的同時生成nmolZ解析：反應(yīng)過程中原子個數(shù)守恒，所以C不合題意。消耗2nmolX與生成nmolZ是同一反應(yīng)方向，也不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡。濃度之比為2：1：1，不能說明濃度保持不變。答案：A10．(雙選)在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1molX氣體和2molY氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)＋2Y(g)2Z(g)。此反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志是()A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間變化B．容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時間變化C．容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1：2：2D．單位時間消耗0.1molX同時生成0.2molZ解析：本題通過簡單的定量及定性分析來考查化學(xué)反應(yīng)達(dá)到限度的知識，即化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志和判斷的方法。對于選項A，因該反應(yīng)兩邊氣體分子數(shù)不等，容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間變化，意味著各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化；選項B恰恰表示了當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時的情況：各組成成分的濃度不再變化；選項C假設(shè)開始投入2molX、4molY進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)有1molX和2molY反應(yīng)生成2molZ時，X、Y、Z的濃度之比為1：2：2，但并不一定是達(dá)到限度時的狀態(tài)；選項D中消耗X與生成Z均為正反應(yīng)速率，沒有表達(dá)正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系。答案：AB點撥：解答時可依據(jù)化學(xué)平衡的特征進(jìn)行判斷。要知道哪些物理量可以判斷平衡。平衡狀態(tài)時各量不變，若化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行時該量也不變，則無法判定是否是平衡狀態(tài)。所以化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行時改變的量，突然不變了，可以作為判斷平衡的依據(jù)。11．(·唐山三模)恒溫下，將1.6molN2與2.4molH2的混合氣體通入一個固定容積為4L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)，10min后反應(yīng)達(dá)平衡時，NH3的體積分?jǐn)?shù)為25%，下列有關(guān)說法正確的是()A．達(dá)到平衡時，N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比為1∶1B．達(dá)到平衡時，混合氣體的密度為12.4g·L－1C．10min內(nèi)v(H2)＝0.35mol·(L·min)－1D．平衡混合氣體中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝1∶3∶2解析：設(shè)參加反應(yīng)的N2的物質(zhì)的量為x，N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)n(始)/mol1.62.40n(變)/molx3x2xn(平)/mol1.6－x2.4－3x2x由eq\f(2x,4－2x)×100%＝25%，解得x＝0.4mol。A項，平衡轉(zhuǎn)化率之比為eq\f(0.4,1.6)∶eq\f(1.2,2.4)＝1∶2，錯誤。B項，反應(yīng)過程中，容器內(nèi)混合氣體密度一直不變，故ρ＝eq\f(m,v)＝eq\f(1.6×2.8＋2.4×2,4)＝12.4g·L－1，正確。C項，v(H2)＝0.03mol·(L·min)－1，錯誤。D項，平衡時n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝3∶3∶2，錯誤。答案：B12．向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應(yīng)SO2(g)＋NO2(g)===SO3(g)＋NO(g)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如圖所示。由圖可得出的正確結(jié)論是()A．反應(yīng)在c點達(dá)到平衡狀態(tài)B．反應(yīng)物濃度：a點小于b點C．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量D．Δt1＝Δt2時，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段解析：A項反應(yīng)達(dá)到平衡時v(正)＝v(逆)，c點v(正)最大，但未達(dá)到平衡；B項隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度逐漸減小，故a點反應(yīng)物的濃度大于b點的；C項反應(yīng)初始階段，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸加快，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；D項隨著反應(yīng)的進(jìn)行，SO2的轉(zhuǎn)化率逐漸增大，故b～c段SO2的轉(zhuǎn)化率大于a～b段。答案：D13．(·北京西城期末)將一定量的氨基甲酸銨固體置于某容積恒定的真空容器中，發(fā)生反應(yīng)：H2NCOONH4(s),2NH3(g)＋CO2(g)，在不同溫度下，該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示。下列說法正確的是()A.若T2>T1，則該反應(yīng)的ΔH<0B．向容器中充入N2，H2NCOONH4質(zhì)量增加C．NH3體積分?jǐn)?shù)不變時，說明該反應(yīng)達(dá)到平衡D．T1、T2時，轉(zhuǎn)化的H2NCOONH4的物質(zhì)的量Δn(T2)＝2Δn(T1)解析：無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，NH3的體積分?jǐn)?shù)都是eq\f(2,3)，故C錯誤。T2時c(NH3)、c(CO2)都是T1時的2倍，容器的容積又恒定不變，所以T2時轉(zhuǎn)化的H2NCOONH4是T1時的2倍，D正確。答案：D14．在容積可變的密閉容器中，2molN2和8molH2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時氮氣的體積分?jǐn)?shù)接近于()A．5%B．10%C．15%D．20%解析：N2＋3H22NH3起始物質(zhì)的量/mol280轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol2/324/3平衡物質(zhì)的量/mol4/364/3平衡時氮氣的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(4/3,4/3＋6＋4/3)×100%＝15%。答案：C二、非選擇題15．一密封體系中發(fā)生下列反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，下圖是某一時間段中反應(yīng)速率與反應(yīng)時間的曲線關(guān)系圖，回答下列問題：(1)處于平衡狀態(tài)的時間段是________________。(2)t1、t3、t4時刻體系中分別是什么條件發(fā)生了變化？________________________。(3)下列各時間段內(nèi)，氨的百分含量最高的是____。A．t0～t1 B．t2～t3C．t3～t4 D．t5～t6解析：本題是考查反應(yīng)速率與化學(xué)平衡內(nèi)在聯(lián)系的一道好題。處于平衡狀態(tài)時，正、逆反應(yīng)速率必定相等，從圖中可看出t0～t1、t2～t4、t5～t6時間段時反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。t1時刻，條件變化使v(正)、v(逆)都加快，且v(逆)>v(正)，平衡向逆反應(yīng)方向移動，對照反應(yīng)式看出條件變化應(yīng)是升高溫度。t3時刻，v(正)、v(逆)都同幅度加快，應(yīng)是加了催化劑。t4時刻，v(正)、v(逆)都減慢，且v(正)<v(逆)，平衡逆向移動，所以是由降低壓強(qiáng)引起的。由于t1～t2時間段和t4～t5時間段中，平衡都向逆向反應(yīng)方向移動，氨的百分含量都減小，所以應(yīng)是t0～t1時間段中氨的百分含量最高。答案：(1)t0～t1，t2～t4，t5～t6(2)t1：升溫；t3：使用催化劑；t4：降壓(3)A16．在容積不變的密閉容器中，分別充入1.0molN2和3.0molH2，在不同溫度下，任其發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)分別在同一時刻，不同溫度下測定NH3的含量，然后繪制出如下圖所示的曲線。請回答下列問題：(1)A、B、C、D、E五點中，尚未達(dá)到平衡狀態(tài)的是______________。(2)此可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。(3)AC段的曲線是增函數(shù)，CE段的曲線是減函數(shù)，試從反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的角度說明理由：__________________________________________。答案：(1)A、B(2)放熱(3)AC段的曲線為增函數(shù)，原因是開始充入的物質(zhì)是N2和H2，反應(yīng)不斷產(chǎn)生NH3，且未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故φ(NH3)不斷增大；C點達(dá)到平衡后，隨著溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動，φ(NH3)減小，故CE段為減函數(shù)法國科學(xué)家勒夏特列簡介勒夏特列是一位精力旺盛的法國科學(xué)家，他研究過水泥的煅燒和凝固、陶器和玻璃器皿的退火、磨蝕劑的制造以及燃料、玻璃和炸藥的發(fā)展等