化学平衡状态

一、选择题

1.在容积不变的密闭容器中,一定条件下发生反应:2AB(g)+2C(g),且达到平衡。当升高温度时气体的密度增大,则下列叙述中正确的是 (　　)

A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小

B.若正反应是放热反应,则A为气态

C.物质A一定为非气态,且正反应是吸热反应

D.若向容器中充入惰性气体,则平衡向右移动

【解析】选C

2.在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是              (　　)

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气体的总物质的量　⑤混合气体的平均相对分子质量

A.①②③　　　　　　 B.②③⑤

C.①③⑤     D.①④⑤

【解析】选B

3.下面是工业生产硫酸的一个重要反应:2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)　ΔH=-198 kJ·mol-1

如图是在t1达到平衡一段时间后,t2时重新改变条件,在t3时重新达到平衡的图象:

t2时改变的条件(假设只改变一个条件,其他条件不变)是 (　　)

A.压缩混合气体,增大压强

B.升高反应体系温度

C.使用新型催化剂

D.加入SO2

【解析】选D

4.尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。工业上尿素由2NH3+CO2

CO(NH2)2+H2O合成。当 =4时,CO2的转化率随时间的变化关系如图Ⅰ所示。有关叙述正确的是 (　　)

A. A点的逆反应速率v逆(CO2) 大于B点CO2的正反应速率

B.图Ⅱ中乙使用了催化剂,甲未使用

C.如图Ⅱ所示,若改变条件为温度,则该反应为放热反应

D.若改变压强,CO2的转化率随压强变化图象如图Ⅱ所示

【解析】选C

5.某恒温密闭容器中,可逆反应A(s)B+C(g)　ΔH>0

达到平衡。缩小容器体积,重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是(　　)

A.产物B的状态只能为固态或液态

B.平衡时,单位时间内c(A)消耗∶c(C)消耗=1∶1

C.保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动

D.若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C,达到平衡时放出热量Q

【解析】选C

6.温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:

下列说法正确的是 (　　)

A.反应在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.003 2 mol·L-1·s-1

B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11 mol·L-1,则反应的ΔH<0

C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆)

D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%

【解析】选C

7.在10 L密闭容器中,A、B、C三种气态物质构成了可逆反应的体系;当在某一温度时,A、B、C 物质的量与时间的关系如图甲,C的百分含量与温度的关系如图乙。

下列分析不正确的是 (　　)

A.0～4 min时,A的平均反应速率为0.02 mol·L-1·min-1

B.该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)C(g)

C.由T1向T2变化时,正反应速率大于逆反应速率

D.该反应正反应是放热反应

【解析】选A

二、非选择题

8.(如图表示某温度时,反应N2O4(g)2NO2(g)在前110 s内的反应进行情况,请根据图象回答下列问题。

(1)该可逆反应达到平衡的时间段为__________。 

(2)反应进行到70 s时,改变的条件可能是______(填字母,下同),反应进行到

90 s时,改变的条件可能是__________。 

A.加入催化剂　　　 B.扩大容器体积

C.升高温度    D.增大N2O4的浓度

(3)90 s后若维持容器的体积不变,平衡移动的方向为__________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”),此时N2O4的转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 

(4)请在图中画出反应物N2O4在0～70 s时的浓度变化曲线。

答案:(1)60～70 s、80～90 s、100～110 s

(2)B　D　(3)正反应方向　减小

(4)

9.在一定温度下,向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=

-196 kJ·mol-1。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下列问题:

(1)判断该反应达到平衡状态的标志是______(填字母)。 

a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2

b.容器内气体的压强不变

c.容器内混合气体的密度保持不变

d.SO3的物质的量不再变化

e.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等

(2)SO2的转化率为________,达到平衡时反应放出的热量为________。 

(3)如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线。则温度关系:

T1____T2(填“>”“<”或“=”)。 

答案:(1)b、d、e　(2)90%　35.28 kJ　(3)<

10.在容积为2.0 L的密闭容器内,物质D在T ℃时发生反应,其反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如图,据图回答下列问题:

(1)从反应开始到第一次达到平衡时,A物质的平均反应速率为__________。 

(2)根据图中信息写出该反应的化学方程式:                      __。 

(3)第5 min时,升高温度,A、B、D的物质的量变化如图,则该反应是_______

 (填“放热”或“吸热”)反应,B的反应速率__________(填“增大”“减小”或“不变”)。若在第7 min时增加D的物质的量,A的物质的量变化正确的是__________(用图中a～c的编号回答)。 

(4)某同学在学习了“化学反应速率和化学平衡”专题后,发表如下观点,你认为错误的是____________________。 

A.化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品

B.化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率

C.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品

D.正确利用化学反应速率和化学平衡理论都可以提高化工生产的综合效益

答案:(1)0.067 mol·L-1·min-1

(2)2D(s)2A(g)+B(g)

(3)吸热　增大　b　(4)B

11.反应:aA(g)+bB(g)cC(g)(ΔH<0)在等容条件下进行。改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示:

回答问题:

(1)反应的化学方程式中,a∶b∶c为_______________。 

(2)A的平均反应速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为__________。 

(3)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是__________,其值是__________。 

(4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是__________,采取的措施是___________________。 

(5)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低:T2__________T3

(填“>”“<”“=”),判断的理由是_________。 

答案:(1)1∶3∶2

(2)vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)

(3)αⅢ(B)　0.19(或19%)　(4)向正反应方向 从反应体系中移出产物C　(5)>

　此反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动

12.肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。

(1)已知2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(l)　ΔH=-1 225 kJ·mol-1

则使1 mol N2O4(l)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量是________。 

(2)800 ℃时,某密闭容器中存在如下反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)　ΔH>0,若开始向容器中加入1 mol·L-1的NO2,反应过程中NO的产率随时间的变化如图曲线Ⅰ所示。

①反应Ⅱ相对于反应Ⅰ而言,改变的条件可能是_____________。 

②请在图中绘制出在其他条件与反应Ⅰ相同时,反应在820 ℃时进行,NO的产率随时间的变化曲线。

③800 ℃时,若开始时向容器中同时加入1 mol·L-1 NO、0.2 mol·L-1 O2、0.5 mol·L-1 NO2,则v(正)________v(逆)。 

(3)已知N2O4(g)2NO2(g)　ΔH=+57.20 kJ·mol-1,t时,将一定量的NO2、N2O4,充入一个容器为2 L的恒容密闭容器中,浓度随时间变化关系如下表所示:

①c(X)代表________(填化学式)的浓度。 

②前10 min内用NO2表示的反应速率为________,20 min时改变的条件是________;重新达到平衡时,NO2的百分含量________(填选项前字母)。 

a.增大　　　　　 b.减小

c.不变    d.无法判断

答案:(1)1 793 kJ

(2)①使用催化剂

②

③<

(3)①NO2　②0.04 mol·L-1·min-1　向容器中加入0.8 mol NO2(其他合理答案也可)　b