2018-2019学年苏教版选修4 专题2第二单元 化学反应的方向与限度(第2课时) 作业 (3)

第二单元化学反应的方向与限度
第二课时化学平衡状态
基础过关
1.14CO 2与碳在高温条件下发生反应:14CO2+C2CO,达到平衡后,平衡
混合物中含14C的粒子有( C )
A.14CO2
B.14CO2、14CO
C.14CO2、14CO、14C
D.14CO
解析:当可逆反应达到平衡状态时,反应并没停止,是一种动态平衡,
所以三种物质中都含有14C。

2.可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在容积为10 L 的密闭容器中进行,开始时加入2 mol N2和3 mol H2,则达到平衡时,NH3的浓度不可能为( B )
A.0.1 mol·L-1
B.0.2 mol·L-1
C.0.05 mol·L-1
D.0.15 mol·L-1
解析:本题考查可逆反应不可能完全转化,若完全转化时,生成NH3 2 mol,浓度为0.2 mol·L-1,由此可见,NH3的浓度一定小于 0.2 mol·L-1。

3.在一定条件下,可逆反应X(g)+2Y(g) 2Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1,达到化学平衡时,下列说法一定正确的是( C )
A.反应放出a kJ热量
B.X和Y的物质的量之比为1∶2
C.反应物和生成物的浓度都不再发生变化
D.X的正反应速率等于Z的逆反应速率
解析:反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度都不再发生变化,C一定正确。

4.在一定温度下的定容容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达到平衡状态( A )
①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④气体总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值A.②③⑤ B.①②③
C.②③④⑥
D.①③④⑤
解析:①混合气体的压强始终不变,错误;②混合气体的密度不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,正确;③B的物质的量浓度不变,说明生成B和消耗B的速率相等,正确;④气体总物质的量一直不变,错误;⑤混合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,正确;⑥v(C)与v(D)的比值,只要反应发生,两者的比值就是 1∶1,不发生变化,错误。

5.在一密闭容器中进行如下反应:2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、
0.2 mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是( B )
A.SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L
B.SO2为0.25 mol/L
C.SO2、SO3均为0.15 mol/L
D.SO3为0.4 mol/L
解析:可逆反应向右或向左均不可能完全转化,所以达到平衡状态时各物质的浓度范围是:0<c(SO2)<0.4 mol/L、0<c(O2)<0.2 mol/L、0<c(SO3)<0.4 mol/L,故A、D错误,B正确;根据硫原子守恒,SO2和SO3不可能均为 0.15 mol/L,C错误。

6.在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:(甲)C(s)+
CO(g)+H2(g);(乙)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。

现有下列
H
2O(g)
状态:
①混合气体的平均相对分子质量不再改变
②恒温时,气体压强不再改变
③各气体组分浓度相等
④断裂氢氧键的速率等于断裂氢氢键速率的2倍
⑤混合气体密度不变
⑥单位时间内,消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量比为9∶1
⑦同一时间内,水蒸气消耗的物质的量等于氢气消耗的物质的量
其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是( D )
A.①②⑤
B.③④⑥
C.①⑥⑦
D.④⑦
解析:由于乙反应的两边气体的体积相同且都是气体,压强始终不变,平均相对分子质量始终不变,①②无法判断乙反应是否达到平衡状态,故①②错误;各气体组分浓度相等,不能判断各组分的浓度不变,无法证明达到了平衡状态,故③错误;断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故④正确;由于乙
反应的两边气体的体积相同且都是气体,容器的容积不变,所以密度始终不变,无法判断乙是否达到平衡状态,故⑤错误;单位时间内,消耗水质量与生成氢气质量比为9∶1,水与氢气的物质的量之比为1∶1,表示的都是正反应速率,无法判断正逆反应速率相等,故⑥错误;同一时间内,水蒸气消耗的物质的量等于氢气消耗的物质的量,证明正逆反应速率相等,达到了平衡,故⑦正确。

故选D。

7.在高温、高压和有催化剂的恒容密闭容器中进行反
应:N 2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列叙述不正确的是( A )
A.若向容器中充入1 mol N2和3 mol H2,最终生成2 mol NH3
B.达到平衡时,体系中各物质的浓度不再改变
C.使用催化剂是为了加快反应速率
D.增大氮气的浓度可加快反应速率
解析:该反应为可逆反应,反应物不可能全部转化为生成物,A不正确;达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,B正确;加入催化剂,降低反应的活化能,增大活化分子的百分数,可增大反应速率,C正确;增大氮气的浓度,单位体积活化分子数目增多,反应速率增大,D正确。

8.对于可逆反应:4NH 3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述不能说明该反应已达到平衡状态的是( B )
A.化学反应速率:4v正(O2)=5v逆(NO)
B.NH3、O2、NO、H2O的分子个数比是4∶5∶4∶6
C.单位时间内生成4 mol NO的同时消耗6 mol H2O
D.反应混合物中NH3的体积分数不再改变
解析:化学反应速率:4v正(O2)=5v逆(NO)=4v逆(O2),正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故A不选;NH3、O2、NO、H2O的分子个数比是4∶5∶4∶6,反应不一定达到平衡状态,故B选;单位时间内生成4 mol NO的同时消耗6 mol H2O,同时消耗4 mol NO,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故C不选;反应混合物中NH3的体积分数不再改变,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故D不选。

能力提升
9.某体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应:A+3B2C。

若维持温度和压强不变,当达到平衡时容器的体积为V,其中C气体的体积占10%。

下列推断正确的是( A )
①原混合气体的体积为1.2V
②原混合气体的体积为1.1V
③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V
④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V
A.②③
B.②④
C.①③
D.①④
解析:设起始A和B的体积分别为a、b。

A + 3
B 2C
起始的体积 a b 0
转化的体积 0.05V 0.15V 10%V
平衡时体积a-0.05V b-0.15V 10%V
则a-0.05V+b-0.15V+10%V=V,解得a+b=1.1V。

10.在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应,
甲:2X(g)Y(g)+Z(s),乙:A(g)+B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时,
①混合气体的密度
②反应容器中生成物的百分含量
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比
④混合气体的压强
⑤混合气体的总物质的量
其中能表明甲达到化学平衡状态的是 ;
能表明乙达到化学平衡状态的是。

解析:甲反应有固体物质生成。

①中平衡向右移时,气体质量减小,混合气体的密度减小;当密度不变时,达到化学平衡状态。

②中 Y的百分含量不变,达到化学平衡状态。

③中正、逆反应速率相等,达到化学平衡状态。

④中平衡右移时,混合气体的压强减小,压强不变,说明X、Y的量不变,达到化学平衡状态。

⑤中平衡右移时,气体的总物质的量减小;气体的总物质的量不变,达到化学平衡状态。

乙反应中都是气体,且反应前后气体化学计量数之和相等。

①中不论反应是否达到平衡,密度均不变,不能作判断标准。

②中生成物的百分含量不变,达到化学平衡状态。

③中说明正、逆反应速率相等,达到化学平衡状态。

④中无论反应是否达到化学平衡状态,气体的压强均不变,不能作判断标准。

⑤中无论反应是否达到化学平衡状态,气体的总物质的量均不变,不能作判断标准。

答案:①②③④⑤②③
11.在某一容积为5 L的密闭容器内,加入0.2 mol的CO和 0.2 mol 的H2O,在催化剂存在的条件下高温加热,发生如下反应:CO(g)+ H 2O(g)CO2(g)+H2(g)。

反应中CO2的浓度随时间变化情况如图:
(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为 ,反应达平衡时, c(H2)= 。

(2)判断该反应达到平衡的依据是 (填序号)。

①CO减少的速率和CO2减少的速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
解析:(1)由图分析10 min达到平衡,CO2的浓度增加了 0.03 mol·L-1,
则CO浓度减少0.03 mol·L-1,所以 v(CO)==0.003 mol·L-1·min-1,由于起始时,H2浓度为0,所以达到平衡时c(H2)=0.03 mol·L-1。

(2)CO减少的速率是正反应速率,CO2减少的速率是逆反应速率,可作为判断反应达到化学平衡的依据。

答案:(1)0.003 mol·L-1·min-1 0.03 mol·L-1
(2)①③
12.一定温度下,在2 L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。

请回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为。

(2)在t2时刻存在的等量关系是 ,此时反应是否达到化学平衡状态? (填“是”或“否”)。

(3)在t3时刻,v正 v逆(填“>”“<”或“=”),理由是。

解析:(1)当N减少4 mol时,M增加2 mol,所以化学方程式为2N M。

(2)t2时刻,n(M)=n(N)=4 mol,c(M)=c(N)=2 mol·L-1,t2时刻后,N物质的量继续减小,M物质的量继续增加,故仍未达到平衡。

(3)t3时刻时,M 和N的物质的量均不再发生变化,所以反应已达到平衡状态。

答案:(1)2N M
(2)n(M)=n(N)、c(M)=c(N) 否
(3)= M和N的物质的量不再发生变化,所以反应已达到平衡状态。