2024高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第三節(jié)第1課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練含解析新人教版選修4

PAGE5-第1課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)1．肯定溫度下，在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2HI(g)=H2(g)＋I(xiàn)2(g)，能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)記是()A．單位時(shí)間內(nèi)消耗1molH2，同時(shí)生成2molHIB．每斷裂2molH—I鍵，同時(shí)有1molH—H鍵斷裂C．容器中壓強(qiáng)不再變更D．容器中混合氣體的密度不再變更解析：A中均為正反應(yīng)方向，錯(cuò)；B中斷開H—I鍵為正反應(yīng)方向，H—H鍵斷裂為逆反應(yīng)方向，且和方程式計(jì)量系數(shù)成正比，能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；因方程式兩邊氣體計(jì)量系數(shù)和相等，故C不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；因容器中混合氣體的質(zhì)量、體積不變，混合氣體的密度保持不變不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。答案：B2．在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反應(yīng)過程中某一時(shí)刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是()A．SO2為0.4mol·L－1，O2為0.2mol·L－1B．SO2為0.25mol·L－1C．SO2、SO3均為0.15mol·L－1D．SO3為0.4mol·L－1解析：A項(xiàng)數(shù)據(jù)表明，題中0.2mol·L－1的SO3完全轉(zhuǎn)化成了SO2和O2，即平衡時(shí)，c(SO3)＝0，這是不行能的；B項(xiàng)可能；C項(xiàng)數(shù)據(jù)表明SO2、SO3的濃度都在原濃度基礎(chǔ)上削減了0.05mol·L－1，這也是不行能的；D項(xiàng)數(shù)據(jù)表明SO2完全轉(zhuǎn)化成了SO3，即平衡時(shí)，c(SO2)＝0，c(O2)＝0，這也是不行能的。答案：B3．肯定溫度下在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．混合氣體的密度不再變更B．反應(yīng)容器中Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變C．X的分解速率與Y的消耗速率相等D．單位時(shí)間內(nèi)生成1molY的同時(shí)生成2molX解析：X的分解速率與Y的消耗速率之比為2∶1時(shí)，才能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C項(xiàng)說(shuō)明反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)。答案：C4．絕熱環(huán)境下的可逆反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH<0，達(dá)到平衡后，變更外界條件，下列物理量的變更能說(shuō)明平衡肯定發(fā)生移動(dòng)的是()A．氣體密度 B．氣體平均摩爾質(zhì)量C．氣體的顏色 D．氣體的溫度解析：此反應(yīng)氣體的平均摩爾質(zhì)量是肯定不會(huì)變更的；而密度和氣體顏色均有可能是體積變更引起的；假如溫度變更，平衡肯定移動(dòng)。答案：D5.某溫度時(shí)，在2L容器中A、B兩種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，A、B物質(zhì)的量隨時(shí)間變更的曲線如圖所示，由圖中數(shù)據(jù)分析得：(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。(2)反應(yīng)起先至4min時(shí)，A的平均反應(yīng)速率為___________。(3)4min時(shí)，反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)？______(填“是”或“否”)，8min時(shí)，v正______v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。解析：(1)達(dá)到平衡時(shí)，A的物質(zhì)的量削減0.6mol，B的物質(zhì)的量增加0.3mol，而且A、B最終均不為0mol，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，化學(xué)方程式為2AB。(2)Δn(A)＝0.4mol，速率v(A)＝0.4mol÷2L÷4min＝0.05mol·L－1·min－1。(3)由圖象可知4min時(shí)A、B物質(zhì)的量依舊在變更，說(shuō)明未達(dá)到平衡；8minA、B物質(zhì)的量不再發(fā)生變更，達(dá)到平衡，故v正＝v逆。答案：(1)2AB(2)0.05mol·L－1·min－1(3)否＝時(shí)間：40分鐘[A級(jí)基礎(chǔ)鞏固]1．在肯定溫度下的定容密閉容器中，當(dāng)物質(zhì)的下列物理量不再發(fā)生變更時(shí)，表明反應(yīng)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．混合氣體的密度 B．混合氣體的總物質(zhì)的量C．混合氣體的壓強(qiáng) D．混合氣體的總體積解析：依據(jù)質(zhì)量守恒定律知，反應(yīng)前后氣體混合物的質(zhì)量發(fā)生變更，容器的體積不變，所以混合氣體密度不變可以作為達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)；因方程式兩邊氣體計(jì)量系數(shù)和相等，所以反應(yīng)前后氣體的體積、總物質(zhì)的量和壓強(qiáng)不變都不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)。答案：A2.下圖是可逆反應(yīng)X2＋3Y22Z在反應(yīng)過程中的反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系曲線，下列敘述正確的是()A．t1時(shí)，只有正方向反應(yīng)B．0～t1，c(Z)在減小C．t2～t3，反應(yīng)不再進(jìn)行D．t2～t3，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變更答案：D3．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為隨意整數(shù)時(shí)，達(dá)到平衡的標(biāo)記是()①體系的壓強(qiáng)不再變更②體系的溫度不再變更③各組分的濃度不再變更④各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再變更⑤反應(yīng)速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(Q)＝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)記；在整個(gè)平衡建立過程中，速率之比均等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。答案：C4．將肯定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽視不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。能推斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是()①2v(NH3)＝v(CO2)②密閉容器中總壓強(qiáng)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?jǐn)?shù)不變⑤密閉容器中c(NH3)不變A．②③⑤ B．②③④C．①④⑤ D．全部解析：①?zèng)]說(shuō)明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，且比值錯(cuò)誤，故不能作為依據(jù)；②密閉容器中總壓強(qiáng)與氣體物質(zhì)的量成正比，只有平衡時(shí)n(氣)不變，故壓強(qiáng)可以作為依據(jù)；③ρ＝eq\f(m（氣）,V)，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?jǐn)?shù)為恒值，不能作為依據(jù)；⑤依據(jù)定義，可以作為依據(jù)。答案：A5．在肯定量的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)落不明2NH3(g)。已知反應(yīng)過程中某一時(shí)刻N(yùn)2、H2、NH3的濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是()A．N2為0.2mol·L－1，H2為0.6mol·L－1B．N2為0.15mol·L－1C．N2、H2均為0.18mol·L－1D．NH3為0.4mol·L－1解析：反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)體系中任何一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率都小于100%，所以A、D錯(cuò)誤；從題給量的關(guān)系知無(wú)論反應(yīng)進(jìn)行到什么程度，c(N2)∶c(H2)＝1∶3，因此兩者不行能同時(shí)均為0.18mol·L－1。答案：B6．(2024·全國(guó)卷Ⅲ改編)(雙選)298K時(shí)，將20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsOeq\o\al(3－,3)(aq)＋I(xiàn)2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq\o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。下列可推斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是()A．溶液的pH不再變更 B．v(I－)＝2v(AsOeq\o\al(3－,3))C.eq\f(c（AsOeq\o\al(3－,4)）,c（AsOeq\o\al(3－,3)）)不再變更 D．c(I－)＝2c(AsOeq\o\al(3－,4))解析：pH不再變更，則c(OH－)不變，反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，故A正確；依據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，v(I－)＝2v(AsOeq\o\al(3－,3))始終成立，不能作為平衡狀態(tài)的推斷依據(jù)，故B錯(cuò)誤；達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度保持不變，即eq\f(c（AsOeq\o\al(3－,4)）,c（AsOeq\o\al(3－,3)）)不再變更，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故C正確；在生成物中始終存在c(I－)＝2c(AsOeq\o\al(3－,4))，故D錯(cuò)誤。答案：AC[B級(jí)實(shí)力提升]7．在698K時(shí)，向某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(cè)得各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度與時(shí)間變更的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)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“汲取”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)反應(yīng)達(dá)到最大限度即達(dá)到化學(xué)平衡，所需時(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)建立，所以需放出熱量。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41.87kJ8．在2L密閉容器內(nèi)，800℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)體系中，n(NO)隨時(shí)間的變更如下表：時(shí)間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上圖表示NO2的濃度變更的曲線是________。用O2表示0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平衡速率v＝______________________________。(2)能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填序號(hào))。A．v(NO2)＝2v(O2)