2024-2025版高中化學課時分層作業(yè)7化學平衡狀態(tài)含解析新人教版選修4

PAGE12-化學平衡狀態(tài)(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括7小題,每小題6分,共42分)1.(2024·?？诟叨z測)下列反應不屬于可逆反應的是 ()A.SO2溶于水生成H2SO3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.電解水生成H2與O2和H2與O2轉(zhuǎn)化成水【解析】選D。A項SO2溶于水生成H2SO3,SO2+H2OH2SO3,B項H2+I22HI,C項2SO2+O22SO3,上述三個反應,正、逆反應的反應條件相同,故都屬于可逆反應。電解水生成H2與O2和H2與O2生成水的反應條件不同,故不屬于可逆反應。2.(2024·煙臺高二檢測)在肯定條件下,將0.3molCO2和0.2molH2通入2L密閉容器中,進行反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。下列關(guān)于該反應建立平衡的說法正確的是A.反應剛起先時,生成物濃度最大,正反應速率最小B.隨著反應的進行,反應物濃度漸漸減小,正反應速率漸漸增大C.達到平衡狀態(tài)時反應體系中CO2的濃度為0mol·L-1D.該反應建立平衡過程中v-t(時間)圖象為右圖【解析】選A。A項,由于該反應從逆反應起先進行,故反應剛起先時,生成物濃度最大,正反應速率最小,A項正確;隨著反應的進行,生成物濃度漸漸減小,逆反應速率漸漸減小,反應物濃度漸漸增大,正反應速率漸漸增大,B項不正確;C項,該反應不能進行徹底,且起始時n(CO2)>n(H2),故平衡時CO2的濃度不行能是0mol·L-1,C項不正確;D項,該反應建立平衡的過程中,逆反應速率大于正反應速率,且逆反應速率漸漸減小,正反應速率漸漸增大,達到平衡時正、逆反應速率相等,D項不正確?！狙a償訓練】已知:X(g)+2Y(g)3Z(g)ΔH=-akJ·mol-1(a>0),下列說法不正確的是 ()A.0.1molX和0.2molY充分反應生成Z的物質(zhì)的量肯定小于0.3molB.達到化學平衡狀態(tài)時,X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變更C.達到化學平衡狀態(tài)時,反應放出的總熱量可達akJD.上升反應溫度,逆反應速率增大,正反應速率減小【解析】選D。A.屬于可逆反應,0.1molX和0.2molY充分反應生成Z的物質(zhì)的量肯定小于0.3mol,A正確;B.達到化學平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等,X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變更,B正確;C.雖然屬于可逆反應,達到化學平衡狀態(tài)時,假如消耗1molX,則反應放出的總熱量等于akJ,C正確;D.上升反應溫度,正、逆反應速率均增大,D錯誤。3.(2024·西安高二檢測)在肯定條件下,氣體參與的某正反應方向ΔH<0的可逆反應達到化學平衡時,下列說法不正確的是 ()A.反應物的濃度肯定等于生成物的濃度B.反應體系中壓強恒定C.反應體系中混合物的組成保持不變D.反應體系中溫度不變【解析】選A。對于放熱的可逆反應,達到平衡時,反應物與生成物的濃度不肯定相等,A項錯誤;可逆反應達到平衡時,正、逆反應速率相等,氣體分子數(shù)保持不變,反應體系中壓強恒定,混合物的組成保持不變,反應體系中溫度不變,B、C、D項正確。【補償訓練】在肯定溫度下,某反應A(g)+B(g)C(g)體系中,n(A)隨反應時間(t)的變更如下表:該反應處于平衡狀態(tài)的時間區(qū)域為 ()t/min012345n(A)/mol0.0400.0200.0140.0100.0100.010A.1～2min B.1～3minC.2～3min D.3～5min【解析】選D?；瘜W平衡狀態(tài)是在肯定條件下,可逆反應中,正反應速率等于逆反應速率,且組分的濃度不再變更,即3～5min時,反應達到平衡,故D正確。4.(2024·張家口高二檢測)298K時,將20mL3xmol·L-1Na3AsO3、20mL3xmol·L-1I2和20mLNaOH溶液混合,發(fā)生反應:As(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)As(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。下列可推斷反應達到平衡的是 ()A.溶液的c(Na+)不再變更B.v(I-)=2v(As)C.不再變更D.c(I-)=2c(As)【解析】選C。Na+不參與化學平衡,c(Na+)不變不能說明反應處于化學平衡狀態(tài),故A錯誤;依據(jù)各物質(zhì)的反應速率之比等于方程式的化學計量數(shù)之比,v(I-)=2v(As)始終成立,不能作為平衡狀態(tài)的推斷依據(jù),故B錯誤;達到平衡時各物質(zhì)的濃度保持不變,即不再變更,反應處于平衡狀態(tài),故C正確;在生成物中始終存在c(I-)=2c(As),故D錯誤。5.(2024·唐山高二檢測)哈伯因獨創(chuàng)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(xiàn)向一密閉容器中充入1molN2和3molH2,在肯定條件下使該反應發(fā)生。下列有關(guān)說法正確的是 ()A.達到化學平衡時,N2將完全轉(zhuǎn)化為NH3B.達到化學平衡時,N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度肯定相等C.達到化學平衡時,N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變更D.達到化學平衡時,正反應速率和逆反應速率都為零【解析】選C?？赡娣磻荒苓M行究竟,A項不正確;達到化學平衡時,反應物和生成物的物質(zhì)的量濃度保持不變,而各濃度不肯定相等,B項不正確,C項正確;達到化學平衡時,正、逆反應速率相等,但都不為零,D項不正確。6.(2024·鄭州高二檢測)肯定溫度下在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應:2X(g)Y(g)+Z(s),以下不能說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是 ()A.混合氣體的密度不再變更B.反應容器中Y的質(zhì)量分數(shù)不變C.X的分解速率與Y的消耗速率相等D.單位時間內(nèi)生成1molY的同時生成2molX【解析】選C。X的分解速率與Y的消耗速率之比為2∶1時,才能說明反應達到平衡狀態(tài)。故C項說明反應未達到平衡狀態(tài)?！狙a償訓練】對于恒容密閉容器中發(fā)生的可逆反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,能說明反應達到化學平衡狀態(tài)的為 ()A.斷開一個N≡N鍵的同時有6個N—H鍵生成B.混合氣體的密度不變C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變D.N2、H2、NH3分子數(shù)比為1∶3∶2的狀態(tài)【解析】選C。斷開N≡N鍵與生成N—H鍵是同一個反應方向,A不對;平均相對分子質(zhì)量=,反應過程中m始終不變,若不變,則n不變,說明反應已達平衡。密閉容器混合氣體密度始終不變。7.(2024·遵義高二檢測)在兩個恒容的密閉容器中進行下列兩個可逆反應:甲:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);乙:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)現(xiàn)有下列狀態(tài):①混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再變更②恒溫時,氣體壓強不再變更③各氣體組成濃度相等④反應體系中溫度保持不變⑤斷裂H—O鍵速率是斷裂H—H鍵速率的2倍⑥混合氣體密度不變⑦單位時間內(nèi),消耗水蒸氣質(zhì)量與生成氫氣質(zhì)量比為9∶1其中能表明甲、乙容器中反應都達到平衡狀態(tài)的是 ()A.①②⑤ B.③④⑥C.⑥⑦ D.④⑤【解析】選D。甲容器中,碳為固態(tài),該可逆反應屬于氣體體積不相等的反應;乙容器中,反應屬于等氣體分子數(shù)反應,氣體相對分子質(zhì)量、密度、壓強都始終不變,①②⑥錯誤;各組分濃度相等,不能推斷反應達到平衡狀態(tài),③錯誤;對于任何一個可逆反應,隨著反應進行,體系溫度會發(fā)生變更,當溫度不變更時,說明反應達到平衡狀態(tài),④正確;生成H—O鍵速率是斷裂H—H鍵速率的2倍,經(jīng)轉(zhuǎn)化,水中H—O鍵斷裂速率等于生成H—O鍵速率,達到平衡狀態(tài),⑤正確;消耗水蒸氣與生成氫氣是同一方向,不能推斷達到平衡狀態(tài),⑦錯誤。二、非選擇題(本題包括1小題,共8分)8.(2024·聊城高二檢測)在2L密閉容器內(nèi),800℃時反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中時間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)如圖表示NO2的濃度變更的曲線是________。用O2表示從0～2s內(nèi)該反應的平均速率v(O2)=________。

(2)能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________。

a.v(NO2)=2v(O2)b.容器內(nèi)壓強保持不變c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器內(nèi)密度保持不變【解析】(1)該反應達到平衡時,n(NO)=0.007mol,此時n(NO2)=0.013mol,其濃度變更量為0.0065mol·L-1,所以表示NO2濃度變更的曲線是b。(2)a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(zhì)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)b、c【補償訓練】(2024·保定高二檢測)在698K時,向某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(zhì)的物質(zhì)的量濃度與時間變更的關(guān)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(nèi)平均反應速率v(HI)=________。

(3)該反應達到平衡狀態(tài)時,___________________(填“汲取”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(zhì)的量均為2mol,所以V=2。(2)反應達到最大限度即達到化學平衡,所需時間為5s,v(HI)==0.316mol·L-1·s-1。(3)可逆反應從正反應建立,所以需放出熱量。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×3.16mol=41.87kJ。答案:(1)2(2)5s0.316mol·L-1·s-1(3)放出41.87kJ(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括6小題,每小題6分,共36分)1.(2024·臨汾高二檢測)肯定溫度下,反應N2O4(g)2NO2(g)的焓變?yōu)棣?，F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是 ()A.①②B.②④C.③④D.①④【解析】選D。因反應容器保持恒壓,所以容器容積隨反應進行而不斷變更,結(jié)合ρ氣=m/V可知,氣體密度不再變更,說明容器容積不再變更,即氣體的物質(zhì)的量不再變更,反應達到平衡狀態(tài),①符合題意;無論是否平衡,反應的ΔH都不變,②不符合題意;反應起先時,加入1molN2O4,隨著反應的進行,N2O4的濃度漸漸變小,故v正(N2O4)漸漸變小,直至達到平衡,③不符合題意;N2O4的轉(zhuǎn)化率不再變更,說明N2O4的濃度不再變更,反應達到平衡狀態(tài),④符合題意。2.如圖是可逆反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在反應過程中的反應速率(v)與時間(t)的關(guān)系曲線,下列敘述正確的是 ()A.t1時,只有正反應在不斷進行,速率在漸漸減小B.t2時,反應到達平衡,在此條件下N2的轉(zhuǎn)化率達到最大C.t2～t3,反應不再發(fā)生,各物質(zhì)的物質(zhì)的量保持恒定D.t3以后,N2(g)、H2(g)、NH3(g)的物質(zhì)的量濃度相等【解析】選B。A.t1時刻正、逆反應都在進行,正反應速率不斷減小,逆反應速率不斷增大,故錯誤;B.t2時刻正逆反應速率相等,說明到達到平衡,此時反應物的轉(zhuǎn)化率最大,故正確;C.此反應是可逆反應,其特征之一為動態(tài)平衡,且各組分的濃度保持不變,故錯誤;D.各組分的濃度保持不變,不是相等,故錯誤。3.(2024·濮陽高二檢測)肯定條件下,對于可逆反應X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c0(X)、c0(Y)、c0(Z)(均不為零),達到平衡時,X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,則下列推斷正確的是 ()A.c0(X)∶c0(Y)=3∶1B.平衡時,Y和Z的生成速率之比為2∶3C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D.c0(X)的取值范圍為0mol·L-1<c0(X)<0.14mol·L-1【解析】選D。列出“三段式”濃度:X(g)+3Y(g)2Z(g)起始 c0(X) c0(Y) c0(Z)轉(zhuǎn)化 a 3a 2a平衡 0.1 0.3 0.08A項,c0(X)∶c0(Y)=(a+0.1)∶(3a+0.3)=1∶3,故A錯誤;B項,平衡時,v逆(Y)∶v正(Z)=3∶2,故B錯誤;C項,X、Y的轉(zhuǎn)化率之比為∶=1∶1,故C錯誤。4.肯定溫度下,在固定容積的密閉容器中進行的可逆反應:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),當m、n、p、q為隨意正整數(shù)時,下列狀態(tài)肯定能說明反應已達到平衡的是 ()①體系的壓強不再發(fā)生變更②體系的密度不再發(fā)生變更③各組分的物質(zhì)的量濃度不再變更④各組分的質(zhì)量分數(shù)不再變更⑤反應速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶qA.③④ B.②③④C.①②③④ D.①②③④⑤【解析】選A。若m+n=p+q時,反應過程中,體系壓強始終不變,①不符合要求;ρ=,m總、V總不變,則體系密度在反應過程中始終不變,故②也不符合要求;反應過程中,反應速率始終滿意v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,故⑤不符合要求,只有③④能說明反應已達平衡。【方法規(guī)律】不能作為推斷化學平衡“標記”的四種狀況(1)反應組分的物質(zhì)的量之比等于化學方程式中相應物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。(2)恒溫恒容下的體積不變的反應,體系的壓強或總物質(zhì)的量不再隨時間而變更。(3)全是氣體參與體積不變的反應,體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變更。(4)全是氣體參與的反應,恒容條件下體系的密度不隨時間變更而變更。5.(2024·長沙高二檢測)將肯定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空容器中(假設容器體積不變,固體試樣體積忽視不計),在恒定溫度下使其達到分解平衡:H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。能推斷該反應已經(jīng)達到化學平衡的是()①2v(NH3)=v(CO2)②密閉容器中總壓強不變③密閉容器中混合氣體的密度不變④密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變⑤密閉容器中c(NH3)不變A.②③⑤ B.②③④C.①④⑤ D.全部【解析】選A。①沒說明正反應速率和逆反應速率,且比值錯誤,故不能作為依據(jù);②密閉容器中總壓強與氣體的物質(zhì)的量成正比,只有平衡時n(氣)不變,故壓強可以作為依據(jù);③ρ=,m(氣)可變,故可以作為依據(jù);④n(NH3)∶n(CO2)=2∶1,故氨氣的體積分數(shù)為恒值,不能作為依據(jù);⑤依據(jù)定義,可以作為依據(jù)?！狙a償訓練】(2024·黃石高二檢測)在一恒溫恒容容器中,發(fā)生反應:2A(g)+B(s)C(g)+D(g),下列描述中能表明反應已達到平衡狀態(tài)的有 ()①容器內(nèi)B(s)物質(zhì)的量濃度不變;②混合氣體的密度不變;③混合氣體的壓強不變;④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變;⑤C(g)的物質(zhì)的量濃度不變;⑥容器內(nèi)A、C、D三種氣體的濃度之比為2∶1∶1;⑦某時刻v(A)=2v(C)且不等于零;⑧單位時間內(nèi)生成nmolD,同時生成2nmolAA.3個B.4個C.5個D.6個【解析】選B。①B(s)固體,其物質(zhì)的量濃度為常數(shù)始終不變,不能說明反應到平衡,故錯誤;②因為反應體系中有固體物質(zhì),所以當混合氣體的密度不變時說明混合氣體的總質(zhì)量不變,則說明反應到平衡,故正確;③因為反應前后氣體總物質(zhì)的量不變,所以混合氣體的壓強不變不能說明反應到平衡,故錯誤;④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量等于氣體的總質(zhì)量與總物質(zhì)的量的比值,因為氣體總物質(zhì)的量始終不變,所以當混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變說明氣體總質(zhì)量不變,可以說明反應到平衡,故正確;⑤C(g)的物質(zhì)的量濃度不變可以說明反應到平衡,故正確;⑥容器內(nèi)A、C、D三種氣體的濃度之比為2∶1∶1不能說明反應到平衡,故錯誤;⑦某時刻v(A)=2v(C)且不等于零,沒有說明反應速率的方向,不能說明反應到平衡,故錯誤;⑧單位時間內(nèi)生成nmolD,同時生成2nmolA,可以說明反應正逆反應速率相等,反應到平衡,故正確。故有4個可以說明反應到平衡,故選B。6.(2024·南京高二檢測)某反應進行過程中,各物質(zhì)物質(zhì)的量的變更狀況如圖所示。下列說法正確的是 ()A.C、D是生成物B.反應的化學方程式:2A+B2CC.2min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變更D.該反應不是可逆反應【解析】選C。D在反應前后物質(zhì)的量不變,在反應中起催化劑的作用,反應中,A、B的物質(zhì)的量削減,C的物質(zhì)的量增多,故A、B是反應物,C為生成物。其中Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=2∶1∶2,反應進行到2分鐘時,A、B、C的物質(zhì)的量恒定,表明反應處于平衡狀態(tài),故該反應為可逆反應。所以反應的化學方程式為2A+B2C。二、非選擇題(本題包括1小題,共14分)7.在20L恒容的密閉容器中,加入3molSO3(g)和1mol氧氣,在某溫度下進行反應,反應至4min時,氧氣的濃度為0.06mol·L-1,當反應至8min時(1)0～4min內(nèi)生成O2的平均速率:v(O2)=________mol·L-1·min-1。

(2)整個過程中,各物質(zhì)的濃度隨時間的變更如圖所示,則該反應的化學方程式為________________________________