高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学反应的方向与限度第2课时随堂练习题

第2课时　化学平衡状态

必备知识基础练进阶训练第一层

知识点一可逆反应

1.下列各组两个反应互为可逆反应的是(　　)

①2H2＋O22H2O与

2H2O2H2↑＋O2↑

②H2SO4(浓)＋2HBr===2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4

③2NO2===N2O4与N2O4===2NO2

④2SO2＋O22SO3与

2SO32SO2＋O2

A．①②    B．②③

C．③④    D．②④

2．在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于下列物质中的(　　)

A．多余的氧气中

B．生成的三氧化硫中

C．氧气和二氧化硫中

D．三种物质中

3．模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法。对于2HBr(g)⇌H2(g)＋Br2(g)反应，下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是(　　)

知识点二化学平衡状态的特征

4.反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在密闭容器中进行一段时间后，达到平衡状态。下列说法中正确的是(　　)

A．N2、H2不再化合

B．N2、H2、NH3的浓度不再变化

C．N2、H2、NH3的质量相等

D．改变条件，N2、H2、NH3的浓度也不再变化

5．一定温度下的恒容容器中，能标志某可逆反应

A(g)＋2B(g)⇌C(s)＋3D(g)已达到平衡状态的是(　　)

A．混合气体的压强不随时间变化而变化

B．气体总物质的量不随时间变化而变化

C．2v正(B)＝v逆(D)

D．混合气体的密度保持不变

知识点三化学平衡状态的判断

6.下列各关系中能说明反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)已达到平衡状态的是(　　)

A．3v正(N2)＝v正(H2)

B．v正(N2)＝v逆(NH3)

C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)

D．v正(N2)＝3v逆(H2)

7．在容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)⇌2Z(g)。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1。在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是(　　)

A．Z为0.3 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1

C．X2为0.2 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1

关键能力综合练进阶训练第二层

一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。

1．下列说法正确的是(　　)

A．可逆反应的化学反应速率是指正反应速率

B．在可逆反应里正反应的速率是正值，逆反应的速率是负值

C．在一定条件下，当可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这就是该反应所达到的限度

D．对于可逆反应来说，反应物转化为生成物没有一定的限度

2．合成氨工业为人类解决粮食问题作出了巨大贡献。一定条件下，在密闭容器中进行合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)。当正、逆反应速率相等且不等于零时，下列说法不正确的是(　　)

A．N2、H2完全转化为NH3

B．N2、H2、NH3在容器中共存

C．反应已达到化学平衡状态

D．N2、H2、NH3的浓度不再改变

3．一定条件下，可逆反应2A⇌B＋3C，在下列四种状态中，处于平衡状态的是(　　)

4.一定温度下，反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　)

A.①②    B．②④

C．③④    D．①④

5．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，达平衡时，NH3的浓度不可能达到(　　)

A．0.1 mol·L－1    B．0.2 mol·L－1

C．0.05 mol·L－1    D．0.15 mol·L－1

6．一定温度下，在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)⇌Y(g)＋Z(s)。以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是(　　)

A．混合气体的密度不再变化

B．反应容器中Y的质量分数不变

C．X的分解速率与Y的消耗速率相等

D．单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X

7．绝热环境下的可逆反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)　ΔH<0。达到平衡后，改变外界条件，下列物理量的变化能说明平衡一定发生移动的是(　　)

A．气体密度    B．气体平均摩尔质量

C．气体的颜色    D．气体的温度

8．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是(　　)

A．反应的化学方程式为3N⇌2M

B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡

C．t3时，正反应速率大于逆反应速率

D．t1时，N的浓度是M浓度的3倍

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＋3B⇌2C。若维持温度和压强不变，当达到平衡时容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是(　　)

A．原混合气体的体积为1.2V L

B．原混合气体的体积为1.1V L

C．反应达到平衡时气体A消耗掉0.01V L

D．反应达平衡时气体B消耗掉0.05V L

10．下列说法可以证明反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)已达到平衡状态的是(　　)

A．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成

B.1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂

C.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2

D．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成

二、非选择题

11．698 K时，向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)　ΔH＝－26.5 kJ·mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。

请回答下列问题：

(1)V＝________。

(2)该反应达到最大限度的时间是________，该时间内平均反应速率v(HI)＝____________。

(3)该反应达到平衡状态时，________(填“吸收”或“放出”)的热量为________。

12．(1)一定条件下，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g)，CH3OH(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋3H2(g)　ΔH(298 K)＝＋49.4 kJ·mol－1。实验测得：达到平衡状态时，吸收热量19.76 kJ。则

①达到平衡时混合气体的压强是反应前的________倍。

②该条件下反应达到平衡状态的依据是________(填序号)。

A．v正(CH3OH)＝v正(CO2)

B．混合气体的密度不变

C．c(CH3OH)＝c(H2O)

D．混合气体的总物质的量不变

(2)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热Q kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为__________________________________________________________

________________________________________________________________________。

13．在2 L密闭容器内，800 ℃时，反应2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)体系中n(NO)随时间的变化如下表：

(1)下图表示NO2的浓度变化的曲线是________，用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v(O2)＝________________。

(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。

a．v正(NO2)＝2v正(O2)

b．容器内压强保持不变

c．v逆(NO)＝2v正(O2)

d．容器内密度保持不变

第2课时　化学平衡状态

必备知识基础练

1．答案：C

解析：可逆反应必须是在同一条件下同时向两个方向进行的反应，故C项符合题意。

2．答案：D

解析：充入18O2后，正向移动生成含18O的SO3，由于反应的可逆性，SO3又分解生成SO2、O2，各物质中均含18O。

3．答案：C

解析：HBr、H2和Br2都是双原子分子，反应物和生成物共存，说明体系中应含有3种双原子分子，A项中是一种双原子分子和2种单原子分子，故错误；B项中是2种双原子分子，故错误；C项中是3种双原子分子，故正确；D项中是3种双原子分子和2种单原子分子，故错误。

4．答案：B

解析：达到平衡时，正、逆反应仍在进行，只是正、逆反应速率相等，A项错误；达到平衡时，各组分的质量或浓度不再发生变化，但它们的质量或浓度不一定相等，B项正确，C项错误；化学平衡是动态平衡，若条件改变引起平衡移动时，N2、H2、NH3的浓度会随之改变，D项错误。

5．答案：D

解析：因为反应前后气体的体积不变，所以气体总物质的量、压强始终不随时间变化而变化，不能作为依据，A、B两项错误；当反应达到平衡时，v正(B)＝v逆(D)，C项错误；因为容器的体积恒定，但是气体的质量发生变化，所以只要反应未达到平衡，密度就变化，反应达到平衡时，密度不再变化，D项正确。

6．答案：C

解析：只有用同一物质表示的v正和v逆相等，才能证明该反应已达平衡状态。

7．答案：A

解析：本题可用“一边倒”法来判断：

　　　　　　　　X2　＋　Y2⇌2Z

①全部为反应物   0.2    0.4    0

②最多的生成物    0    0.2   0.4

即可得各物质浓度的取值范围：

0<c(X2)<0.2 mol·L－1；0.2 mol·L－1<c(Y2)<0.4 mol·L－1；0<c(Z)<0.4 mol·L－1。

关键能力综合练

1．答案：C

解析：可逆反应的化学反应速率既包括了正反应速率又包括了逆反应速率，A项错误；在可逆反应里正反应的速率、逆反应的速率都取正值，B项错误；对于可逆反应来说，反应物转化为生成物有一定的限度，D项错误。

2．答案：A

解析：可逆反应中，反应物不能完全转化为生成物，A项错误；N2、H2、NH3在容器中共存，B项正确；反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)，当正、逆反应速率相等且不等于零时，达化学平衡状态，C项正确；化学平衡状态时，各组分的浓度不随时间的变化而变化，D项正确。

3．答案：D

解析：将四种状态的正、逆反应速率除以相应物质的化学计量数，若两者相等，则说明达到了平衡状态。按上述方法计算，D处于平衡状态。

4．答案：D

解析：因反应容器保持恒压，所以容器容积随反应进行而不断增大，结合ρ气＝可知，气体密度不再变化，说明容器容积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，①符合题意；无论是否平衡，反应的ΔH都不变，②不符合题意；反应开始时，加入1 mol N2O4，随着反应的进行，N2O4的浓度逐渐变小，故v正(N2O4)逐渐变小，直至达到平衡，③不符合题意；N2O4的转化率不再变化，说明N2O4的浓度不再变化，反应达到平衡状态，④符合题意。

5．答案：B

解析：2 mol N2和3 mol H2反应，假设反应能够进行到底，则3 mol H2完全反应，生成2 mol NH3，此时NH3浓度为0.2 mol·L－1，但由于反应是可逆反应，不能进行到底，所以NH3浓度达不到0.2 mol·L－1。

6．答案：C

解析：X的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时，才能说明反应达到平衡状态，故C项说明反应未达到平衡状态。

7．答案：D

解析：此反应气体的平均摩尔质量是一定不会改变的；密度和气体颜色均有可能是体积变化引起的，该反应体积变化平衡不移动；如果温度改变，平衡一定移动。

8．答案：A

解析：A选项，M的物质的量变化为6 mol－2 mol＝4 mol，N的物质的量的变化为8 mol－2 mol＝6 mol，M、N的物质的量变化之比为2∶3，根据化学计量数之比等于物质的量变化之比，反应的化学方程式为3N⇌2M，正确；B选项，t2时，M、N的物质的量相等，并没有达到平衡状态，t3时M、N的物质的量不再改变，此时正反应速率和逆反应速率相等，达到平衡状态，错误；C选项，t3时达到平衡状态，正反应速率和逆反应速率相等，错误；D选项，t1时，N的物质的量为6 mol，M的物质的量为3 mol，由于在同一反应容器中，故N的浓度是M浓度的2倍，错误。

9．答案：B

解析：设起始A和B的体积分别为a、b

　　　　　　　 A　　 ＋　　 3B　 ⇌　 2C

起始的体积(L)    a  b  0

转化的体积(L)    0.05V  0.15V 10%V

平衡时体积(L)    a－0.05V  b－0.15V 10%V

a－0.05V＋b－0.15V＋10%V＝V

a＋b＝1.1V。

10．答案：A

解析：A项中表示的反应方向相反，且变化关系正确，故A项正确；B、D两项中表示的反应方向相同，故B、D两项错误；C项中N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2时未必达到平衡，故C项错误。

11．答案：(1)2　(2)5 s　0.316 mol·L－1·s－1

(3)放出　41.87 kJ

解析：(1)由图知初始反应时，c(H2)＝c(I2)＝1 mol·L－1，而加入的H2和I2的物质的量均为2 mol，所以V＝2。

(2)反应达到最大限度即达到化学平衡，所需时间为5 s，v(HI)＝＝0.316 mol·L－1·s－1。

(3)可逆反应从正反应建立，所以需放出热量。由反应：H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)　ΔH＝－26.5 kJ·mol－1，达到平衡时共生成n(HI)＝1.58 mol·L－1×2 L＝3.16 mol，所以放出的热量为×3.16 mol＝41.87 kJ。

12．答案：(1)①1.2　②D

(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－32Q kJ·mol－1

解析：(1)①吸热19.76 kJ，根据方程式可以求得，反应的甲醇有＝0.4 mol，则

　　　　　　　CH3OH(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋3H2(g)

反应前(mol)    1    3    0    0

反应了(mol)    0.4    0.4    0.4    1.2

平衡后(mol)    0.6    2.6    0.4    1.2

平衡后，混合气体的压强是原来的＝1.2倍。

②v正(CH3OH)＝v正(CO2)，不能体现正、逆反应速率相等，故A错误；体积不变，反应物和生成物都是气体，所以密度永远不变，故B错误；甲醇和水蒸气浓度相等，取决于加入的量，与是否平衡无关，故C错误；反应前后气体体积不同，所以气体总物质的量不变说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确。

(2)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热Q kJ。32 g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为32Q kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－32Q kJ·mol－1。

13．答案：(1)B　1.5×10－3 mol·L－1·s－1　(2)bc

解析：(1)该反应达到平衡时，n(NO)＝0.007 mol，此时n(NO2)＝0.013 mol，其浓度变化量为0.006 5 mol·L－1，所以表示NO2浓度变化的曲线是B。

v(NO)＝＝＝0.003 mol·L－1·s－1

v(NO)∶v(O2)＝2∶1，

v(O2)＝v(NO)＝1.5×10－3 mol·L－1·s－1

(2)a表示是同一方向的速率，在任何时候都成立，而d中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。