高二化學(xué)反應(yīng)原理課時(shí)作業(yè)14：2.2.1化學(xué)平衡的建立及標(biāo)志

高二《化學(xué)反應(yīng)原理》PAGEPAGE1第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度第1課時(shí)化學(xué)平衡的建立及標(biāo)志分層訓(xùn)練[基礎(chǔ)過關(guān)]一、可逆反應(yīng)的判定1.下列反應(yīng)中，屬于可逆反應(yīng)的是()①N2＋3H2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(T、p))2NH3，2NH3eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(T、p))3H2＋N2②2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3③CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2O，CH2=CH2＋H—OHeq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(T、p))CH3CH2OH④2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2NaCl，2NaCleq\o(=,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑A.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]A二、平衡狀態(tài)的特征2.哈伯因發(fā)明了由氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆椒ǘ@得1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。現(xiàn)向一密閉容器中充入1molN2和3molH2，在一定條件下使該反應(yīng)發(fā)生：N2＋3H22NH3，下列有關(guān)說法正確的是()A.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，N2將完全轉(zhuǎn)化為氨B.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度一定相等C.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化D.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率都為0[解析]當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，v正＝v逆≠0，各組分的濃度(或質(zhì)量)保持不變，但不一定相等。[答案]C3.14CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)：14CO2＋C2CO，達(dá)到化學(xué)平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有()A.14CO2 B.14CO2、14COC.14CO2、14CO、14C D.14CO[解析]14CO2與C反應(yīng)生成14CO(正反應(yīng))的同時(shí)，逆反應(yīng)14CO的分解(生成14CO2和14C)也在進(jìn)行，故平衡混合物中含14C的粒子有：14CO2、14CO、14C。[答案]C三、平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志4.在恒溫恒容的密閉體系中，可逆反應(yīng)：A(s)＋2B(g)2C(g)ΔH<0，不能作為該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志的是()①v正(B)＝v逆(C)②n(B)∶n(C)＝1∶1③容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變④容器內(nèi)氣體的密度不再改變⑤容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變A.②④⑤ B.②③C.①③④ D.①②③④⑤[解析]①當(dāng)某反應(yīng)物的正反應(yīng)速率與某生成物的逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比時(shí)，可推出v(正)＝v(逆)，即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；②當(dāng)反應(yīng)物與生成物的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比時(shí)，無法確定v(正)與v(逆)的關(guān)系，也無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)；③該反應(yīng)ΔV＝0，不管是否達(dá)到平衡狀態(tài)，壓強(qiáng)均不變；④、⑤由于A為固體，當(dāng)平衡發(fā)生移動(dòng)時(shí)，恒容條件下氣體的質(zhì)量發(fā)生改變，氣體的密度及平均相對分子質(zhì)量都發(fā)生相應(yīng)的改變，當(dāng)氣體的密度及平均相對分子質(zhì)量不再改變時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到平衡。[答案]B5.一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)＝2v(A)＝2v逆/(mol·L－1·min－1)v(B)＝2v(B)＝1.5v(C)＝1.5v(A)＝2[解析]應(yīng)抓住速率之比等于系數(shù)之比：A、B、C三項(xiàng)均不符合。[答案]D6.一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH＝－41.8kJ·mol－1，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A.體系壓強(qiáng)保持不變B.混合氣體顏色保持不變C.SO3和NO的體積比保持不變D.每消耗1molSO3的同時(shí)生成1molNO2[解析]由于該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)始終保持不變，故壓強(qiáng)不變反應(yīng)不一定達(dá)到平衡，A錯(cuò)誤；SO3與NO的體積比始終保持1∶1，C錯(cuò)誤；消耗SO3和生成NO2為反應(yīng)的同一方向，D錯(cuò)誤。[答案]B7.一定條件下反應(yīng)2AB(g)A2(g)＋B2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B.容器內(nèi)，3種氣體AB、A2、B2共存C.容器中各組分的體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間變化D.AB的消耗速率等于A2的消耗速率[解析]A項(xiàng)，該反應(yīng)為等體積反應(yīng)，壓強(qiáng)不變不能作為平衡的標(biāo)志；B項(xiàng)，未到達(dá)平衡狀態(tài)，三種物質(zhì)也能共存。D項(xiàng)，當(dāng)AB的消耗速率應(yīng)等于A2消耗速率的2倍時(shí)，該反應(yīng)才達(dá)到平衡狀態(tài)。[答案]C8.在一個(gè)不傳熱的固定容積的密閉容器中可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qQ(g)，m、n、p、q為任意整數(shù)時(shí)，達(dá)到平衡的標(biāo)志是()①體系的壓強(qiáng)不再改變②體系的溫度不再改變③各組分的濃度不再改變④各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變⑤反應(yīng)速率vA∶vB∶vC∶vQ＝m∶n∶p∶q⑥單位時(shí)間內(nèi)mmolA斷鍵反應(yīng)，同時(shí)pmolC也斷鍵反應(yīng)A.③④⑤⑥ B.①③④⑤C.②③④⑥ D.①③④⑥[解析]由于m、n、p、q的關(guān)系未知，所以壓強(qiáng)不變不能作為平衡的標(biāo)志；在整個(gè)平衡建立過程中，速率之比均等于系數(shù)之比。[答案]C9.在1000K時(shí)，已知反應(yīng)Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝0.0059。當(dāng)水蒸氣和氫氣的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)，此反應(yīng)()A.已達(dá)平衡狀態(tài)B.未達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行C.未達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)逆向進(jìn)行D.無法確定[解析]Q＝eq\f([H2],[H2O])＝1，Q>K，反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài)，向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。[答案]C10.對于反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)ΔH<0。若該反應(yīng)在絕熱恒容的密閉體系中進(jìn)行，則下列示意圖正確且能說明反應(yīng)進(jìn)行到t1時(shí)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()[解析]A項(xiàng)，t1時(shí)正反應(yīng)速率仍然在變化，說明沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)不相等，當(dāng)t1時(shí)壓強(qiáng)不再變化，則混合物中各組成成分的百分含量保持不變，說明達(dá)到了平衡狀態(tài)，正確；C項(xiàng)，t1時(shí)二氧化碳和一氧化碳的物質(zhì)的量還在變化，說明正、逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，t1時(shí)w(NO)仍然在變化，說明沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤。[答案]B11.在一定溫度下的某容積不變的密閉容器中，建立下列化學(xué)平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。不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.v正(CO)＝v逆(H2O)C.生成nmolCO的同時(shí)生成nmolH2D.1molH—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2molH—O鍵[解析]不論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，生成nmolCO的同時(shí)都會(huì)生成nmolH2。[答案]C[能力提升]12.在一定條件下，可逆反應(yīng)A2(g)＋B2(g)2C(g)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的平衡濃度為[A2]＝0.5mol·L－1、[B2]＝0.1mol·L－1、[C]＝1.6mol·L－1，若用a、b、c分別表示A2、B2、C的初始濃度(mol·L－1)，則：(1)a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是___________________________________________；(2)a的取值范圍是_______________________________________________。[答案](1)a＝b＋0.4(2)0.4≤a≤1.313.在2L密閉容器內(nèi)，800℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH＜0，n(NO)隨時(shí)間的變化如下表：時(shí)間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)下圖中表示NO2的變化的曲線是________。用O2表示從0～2s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)到平衡時(shí)，n(NO)＝0.007mol，此時(shí)n(NO2)＝0.013mol，其濃度變化量為0.0065mol·L－1，所以表示NO2的變化曲線是b；0～2s內(nèi)v(NO)＝eq\f(0.020mol－0.008mol,2L×2s)＝0.003mol·L－1·s－1；則v(O2)＝eq\f(1,2)v(NO)＝eq\f(1,2)×0.003mol·L－1·s－1＝1.5×10－3mol·L－1·s－1。(2)A中表示的是同一方向的速率，在任何時(shí)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)BC14.698K時(shí)，向VL的密閉容器中充入2molH2(g)和2molI2(g)，發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH＝－26.5kJ·mol－1，測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度與時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。請回答下列問題：(1)V＝________。(2)該反應(yīng)達(dá)到最大限度的時(shí)間是________，該時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(HI)＝________。(3)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，________(填“吸收”或“放出”)的熱量為________。[解析](1)由圖知初始反應(yīng)時(shí)，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)由圖知反應(yīng)達(dá)到最大限度即達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間為5s，v(HI)＝eq\f(1.58mol·L－1,5s)＝0.316mol·L－1·s－1。(3)可逆反應(yīng)從正反應(yīng)開始達(dá)到化學(xué)平衡，所以放出熱量。由反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH＝－26.5kJ·mol－1，達(dá)到平衡時(shí)共生成n(HI)＝1.58mol·L－1×2L＝3.16mol，所以放出的熱量為eq\f(26.5kJ,2mol)×3.16mol＝41.87kJ。[答案](1)2(2)5s0.316mol·L－1·s－1(3)放出41.87kJ[拓展探究]15.某研究性小組決定用實(shí)驗(yàn)探究的方法證明化學(xué)反應(yīng)具有一定的限度，在一定條件下會(huì)達(dá)到“平衡狀態(tài)”。取5mL0.1mol·L－1KI溶液于試管中，滴加0.1mol·L－1FeCl3溶液2mL，發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2。為證明該反應(yīng)具有可逆性且具有限度，他們設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：①取少量反應(yīng)液，滴加AgNO3溶液，發(fā)現(xiàn)有少量黃色沉淀(AgI)，證明反應(yīng)物沒有反應(yīng)完全。②再取少量反應(yīng)液，加入少量CCl4振蕩，發(fā)現(xiàn)CCl4層顯淺紫色，證明萃取到了I2，即有I2生成。綜合①②的結(jié)論，他們得出該反應(yīng)具有一定的可逆性，在一定條件下會(huì)達(dá)到反應(yīng)限度。(1)老師指出他們上述實(shí)驗(yàn)中①不合理，你認(rèn)為他的理由是____________________________________________________________________________________________________________________________；改進(jìn)的方法是_____________________________________________________