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高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度第2课时课后练习题
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这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度第2课时课后练习题，共11页。
(建议用时：40分钟)
[合格过关练]
1．下列对可逆反应的认识正确的是( )
A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)===Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应
B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应
D．H2＋Cl2 eq \(=====,\s\up10(光照))2HCl与2HCl eq \(=====,\s\up10(通电))H2↑＋Cl2↑互为可逆反应
C [A、D项中反应条件不同，均不是可逆反应，错误；B项中未强调在相同条件下，错误。]
2．化学反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)在持续加热的条件下进行，向密闭容器中充入2 ml H2和3 ml I2(g)，充分反应后，该密闭容器中( )
A．2 ml H2已耗尽
B．3 ml I2(g)已耗尽
C．HI的物质的量等于4 ml
D．HI的物质的量小于4 ml
D [由于该反应是可逆反应，所以2 ml H2和3 ml I2(g)不可能完全耗尽，A、B错误；由于该反应是可逆反应，反应物转化率达不到100%，因此HI的物质的量一定小于4 ml，C错误，D正确。]
3．一定条件下的密闭容器中，在下列四种状态下，可逆反应2X(g)Y(g)＋3Z(g)达到平衡状态的是( )
C [判断可逆反应是否达到平衡状态时，可以将用不同物质表示的反应速率转化成同一物质正、逆两个方向的反应速率，若二者相等，则反应达到平衡状态。将A、B、C、D四项中的逆反应速率均转化为用X表示的逆反应速率，分别为4 ml·L－1·min－1、3 ml·L－1·min－1、1 ml·L－1·min－1、 eq \f(4,3) ml·L－1·min－1，只有C项v(正)＝v(逆)，可以说明反应达到平衡状态。]
4．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是( )
A．若单位时间内生成x ml NO的同时，消耗x ml NH3，则反应达到平衡状态
B．达到化学平衡时，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
C．化学反应速率关系是2v正(NH3)＝3v正(H2O)
D．达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)
D [若单位时间内生成x ml NO，一定消耗x ml NH3，不能体现正、逆反应速率相等，故A错误；达到化学平衡时，若增大容器容积，则物质的浓度减小，正、逆反应速率均减小，故B错误；化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比，根据化学方程式可知3v正(NH3)＝2v正(H2O)成立，故C错误；化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比，根据化学方程式可知4v正(O2)＝5v逆(NO)，故D正确。]
5．在一定温度下的某容积不变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g) eq \(,\s\up10(高温))CO(g)＋H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n ml CO的同时生成n ml H2
D．反应体系的密度不再改变
C [反应无论达到平衡，还是未达到平衡，生成n ml CO的同时都会生成n ml H2。]
6．将0.2 ml·L－1的KI溶液和0.05 ml·L－1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2”的是( )
已知：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)。
A．①和② B．②和④
C．③和④ D．①
D [将0.2 ml·L－1的KI溶液和0.05 ml·L－1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，根据方程式可知碘离子过量，因此只需要证明溶液中含Fe3＋即可说明此反应为可逆反应，存在化学平衡。①向溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红，则说明溶液中有Fe3＋，即能说明反应存在平衡，①正确；②由于碘离子过量，所以向溶液中滴入AgNO3溶液一定有黄色沉淀生成，不能说明反应存在平衡，②错误；③无论反应存不存在平衡，溶液中均存在Fe2＋，滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀生成，③错误；④无论反应存不存在平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色，故不能证明存在平衡，④错误。]
7．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是( )
A．2v(NH3)＝v(CO2)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变
D．密闭容器中二氧化碳的体积分数不变
B [NH3和CO2均为生成物，故2v(NH3)＝v(CO2)不能证明正、逆反应速率相等，A项错误；密闭容器中总压强不变，说明气体总物质的量不变，正、逆反应速率相等，B项正确；因为反应物是固体，所以整个密闭容器中混合气体的平均摩尔质量是个定值，始终不变，C项错误；因为反应物是固体，容器中氨气和二氧化碳的物质的量之比始终为2∶1，即氨气的体积分数不变，D项错误。]
8．密闭容器中进行如下反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，X、Y、Z起始浓度分别是0.2 ml·L－1、0.6 ml·L－1、0.4 ml·L－1，当达到平衡时，下列数据可能正确的是( )
A．X为0.25 ml·L－1，Z为0.5 ml·L－1
B．Y为1.2 ml·L－1
C．X为0.3 ml·L－1，Z为0.3 ml·L－1
D．Z为0.6 ml·L－1
D [根据可逆反应平衡时反应物和生成物共存的特点可知，平衡时各物质浓度范围为0 ml·L－1
9．对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．a点的正反应速率比b点的小
B．c点处反应达到平衡
C．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不一样
D．e点处反应已达到平衡
D [由图可知，a点时n(H2)比b点大，即反应物浓度大，所以a点的正反应速率大于b点的，A项不正确；c点时n(H2)、n(NH3)二者的物质的量仍在随时间发生变化，故c点并没达到平衡，B项不正确；由于在t1、t2时，n(H2)、n(NH3)不再随时间发生变化，表明反应已达到平衡，故两点处n(N2)相等，C项不正确、D项正确。]
10．一定条件下，向密闭容器中加入1 ml N2和3 ml H2，当反应N2＋3H2 eq \(,\s\up10(高温高压),\s\d10(催化剂))2NH3达到平衡时，下列说法错误的是( )
A．正、逆反应速率相等
B．NH3的物质的量为2 ml
C．N2、H2和NH3的浓度均不再改变
D．若升高温度，平衡状态将被破坏
B [可逆反应达到平衡时各物质均存在，即1 ml N2和3 ml H2无法完全反应生成2 ml NH3。]
11．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是 ( )
A．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的颜色保持不变
B．2NO2(g)N2O4(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变
C．CaCO3(s) eq \(,\s\up10(高温))CO2(g)＋CaO(s)，恒温恒容时，反应体系中气体的密度保持不变
D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
D [H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴单质的浓度不再变化，达到了平衡状态，A不符合；2NO2(g)N2O4(g)是反应前后气体分子数变化的反应，当恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变，达到了平衡状态，B不符合；CaCO3(s) eq \(,\s\up10(高温))CO2(g)＋CaO(s)，反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值，恒温恒容时，反应过程中气体质量变化，容积不变，所以密度变化，当气体密度保持不变，说明达到平衡状态，C不符合；3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1，不能证明正、逆反应速率相等，不一定是平衡状态，D符合。]
12．一定温度下，在某容器中进行如下可逆反应，当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态的是( )
①恒容时发生反应：A(g)＋B(g)3C(g)
②恒压时发生反应：A(g)＋B(g)2C(g)
③恒容时发生反应：A(g)＋2B(g)2C(g)＋D(g)
④恒压时发生反应：A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)
A．②③B．①④
C．①③ D．②④
B [恒容时发生反应A(g)＋B(g)3C(g)，气体的总质量始终不变，反应前后气体总物质的量发生变化，当气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态，①正确；恒压时发生反应A(g)＋B(g)2C(g)，混合气体的总质量和总物质的量均不变，平均摩尔质量不再改变不能说明反应达到平衡状态，②错误；恒容时发生反应A(g)＋2B(g)2C(g)＋D(g)，混合气体的总质量和总物质的量始终不变，平均摩尔质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，③错误；恒压时发生反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)，反应前后混合气体的总质量发生变化，混合气体的总物质的量一定，气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态，④正确。故B项正确。]
13．在200 ℃时，将a ml H2(g)和b ml I2(g)充入体积为V L的密闭容器中，发生反应：
I2(g)＋H2(g)2HI(g)。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝______，所以化学反应速率________最大，而________最小(为零)。
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，从而化学反应速率v(正)________，而v(逆)________。
(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。
[解析] 可逆反应发生时，正反应速率越来越小，逆反应速率越来越大，反应物的浓度越来越小，生成物的浓度越来越大，平衡时，各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强都将保持不变。
[答案] (1) eq \f(a,V)ml·L－1 eq \f(b,V)ml·L－1 0 v(正) v(逆) (2)减小 减小 增大 减小 增大 (3)相等 保持不变
14．在2 L的密闭容器中有下图所示的反应，看图按要求回答下列问题：
Ⅰ Ⅱ
(1)上图中，反应物：Ⅰ是________，Ⅱ是_______________________。
(2)写出反应方程式：
Ⅰ___________________________________________________________，
Ⅱ___________________________________________________________。
(3)在上图Ⅱ中，以0～10 s内的平均反应速率计算，t＝6 s时A的浓度是________ml·L－1。
[解析] 在图Ⅰ和图Ⅱ中，都是A的浓度随反应的进行不断减少至不变，B、C的浓度随反应的进行不断增加至不变，所以A为反应物，B、C为生成物。不同的是图Ⅰ中A的最终浓度为0，图Ⅱ中不为0，所以图Ⅰ中的反应是不可逆反应，而图Ⅱ中的反应是可逆反应。图Ⅱ中，10 s时，变化的c(A)＝1.2 ml·L－1－0.8 ml·L－1＝0.4 ml·L－1，所以6 s时变化的c(A)＝6 s× eq \f(0.4 ml·L－1,10 s)＝0.24 ml·L－1，此时c(A)＝0.96 ml·L－1。
[答案] (1)A A (2)3A===2B＋C AB＋2C
(3)0.96
15．在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 ml的CO和0.2 ml的H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO(g)＋H2O(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)为____________________________。
(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浓度增加了0.03 ml·L－1，则CO浓度减小0.03 ml·L－1，所以v(CO)＝ eq \f(0.03 ml·L－1,10 min)＝0.003 ml·L－1·min－1，由于起始时，H2浓度为0，所以达到平衡时c(H2)为0.03 ml·L－1。
(2)化学平衡是动态平衡，是正、逆反应速率相等，并不是停止反应。CO减少的速率是正反应速率，CO2减少的速率是逆反应速率，当二者相等时，v正(CO)＝v逆(CO2)，可逆反应达到平衡。反应达到平衡时，各组分的浓度不再发生变化。
[答案] (1)0.003 ml·L－1·min－1 0.03 ml·L－1
(2)①③
[素养培优练]
16．某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，下列有关说法错误的是( )
A．该反应的化学方程式为3X＋Y===2Z
B．2 min时，反应达最大限度，但化学反应仍在进行
C．反应开始至2 min，Z的反应速率为0.05 ml·L－1·min－1
D．反应达到平衡时，压强是开始时的0.9倍
A [分析图知Δn(X)＝0.3 ml、Δn(Y)＝0.1 ml、Δn(Z)＝0.2 ml，所以三者化学系数之比为3∶1∶2，该反应是可逆反应，化学方程式为3X＋Y2Z，A项错误；2 min时，反应达平衡，但化学反应没有停止，仍在进行，B项正确；v(Z)＝ eq \f(Δc,Δt)＝ eq \f(0.2 ml,2 L×2 min)＝0.05 ml·L－1·min－1，C项正确；根据图象可知，开始时气体总物质的量为2 ml；平衡后气体总物质的量为0.9 ml＋0.7 ml＋0.2 ml＝1.8 ml， eq \f(p平衡,p起始)＝ eq \f(n平衡,n起始)＝ eq \f(1.8 ml,2 ml)＝0.9，D项正确。]
[教师独具]
1．在一定条件下，将3 ml A和1 ml B两种气体混合于容积为2 L的恒容密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2 min末该反应达到平衡，测得生成0.8 ml D和0.4 ml C。下列判断不正确的是( )
A．x＝1
B．2 min时，A的浓度为0.9 ml·L－1
C．2 min内A的平均反应速率为0.3 ml·L－1·min－1
D．B的转化率为60%
D [根据三段式法计算：
3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)
起始量/ml 3 1 0 0
变化量/ml 1.2 0.4 0.4 0.8
平衡量/ml 1.8 0.6 0.4 0.8
因为各物质的变化量之比等于化学计量数之比，所以x＝1，A正确；2 min时，c(A)＝ eq \f(1.8 ml,2 L)＝0.9 ml·L－1，B正确；v(A)＝ eq \f(1.2 ml,2 L×2 min)＝0.3 ml·L－1·min－1，C正确；B的转化率为 eq \f(0.4 ml,1 ml)×100%＝40%，D错误。]
2．如图所示是425 ℃时，在1 L密闭容器中发生化学反应的物质浓度随时间的变化示意图。
下列叙述错误的是 ( )
A．图①中t0时，三种物质的物质的量相同
B．图①中t0时，反应达到平衡状态
C．图②中的可逆反应为2HI(g)H2(g)＋I2(g)
D．图①②中当c(HI)＝3.16 ml·L－1时，反应达到平衡状态
B [图①中t0时，H2、I2、HI的物质的量相等但未保持不变，没有达到平衡状态，B项错误。]
17．某温度时，反应X(g)4Y(g)＋Z(g) ΔH＝－Q kJ·ml－1(此式表示1 ml X完全反应放出的热量是Q kJ)在2 L恒容密闭容器中进行，X和Z的浓度随时间变化如图所示，下列说法不正确的是( )
A．2 min内，X的平均反应速率为0.25 ml·L－1·min－1
B．第t min时，该反应达到平衡状态
C．第5 min后，X的生成速率与Z的生成速率相等且保持不变
D．5 min内，反应放出的热量为1.6Q kJ
B [2 min内，X的平均反应速率为 eq \f(0.9 ml·L－1－0.4 ml·L－1,2 min)＝0.25 ml·L－1·min－1，故A正确；第t min后，X的物质的量的浓度减少，Z的物质的量浓度增加，反应正向进行，未达到平衡状态，故B错误；第5 min后，X、Z的浓度不再改变，该反应处于平衡状态，X和Z的化学计量数相等，则X的生成速率与Z的生成速率相等且保持不变，故C正确；5 min内，消耗X的物质的量是(0.9 ml·L－1－0.1 ml·L－1)×2 L＝1.6 ml，放出的热量是1.6Q kJ，故D正确。]
18．在2 L密闭容器中，800 ℃时反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
(1)如图中A点处，v(正)________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，A点正反应速率________B点正反应速率。
(2)图中表示NO2的变化的曲线是________。
用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是________。
a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内的密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大的是________。
a．及时分离出NO2气体b．适当升高温度
c．增大O2的浓度 d．选择高效的催化剂
[解析] (1)A点，反应未达平衡，由表中数据知n(NO)随反应进行不断减小，说明反应从正向开始，所以A点v(正)>v(逆)；A点处反应物的浓度大于B点，所以A点正反应速率大于B点。(2)图中纵坐标为浓度，平衡时消耗n(NO)＝0.020 ml－0.007 ml＝0.013 ml，生成n(NO2)＝0.013 ml。平衡时c(NO2)＝0.006 5 ml·L－1，所以NO2的变化曲线为b。0～2 s 内，v(O2)＝ eq \f(1,2)v(NO)＝ eq \f(1,2)× eq \f(0.020 ml－0.008 ml,2 L×2 s)＝1.5×10－3ml·L－1·s－1。
(3)v(NO2)＝2v(O2)未指明v(正)、v(逆)，不能表明是平衡状态，该反应遵循质量守恒定律，且容器的体积未变化，所以容器内的密度在平衡与不平衡时都不变化。
(4)分离出NO2气体后，浓度减小，反应速率减慢，而升高温度，加入催化剂及增大反应物浓度都会使反应速率增大。
[答案] (1)大于 大于 (2)b
1.5×10－3 ml·L－1·s－1 (3)bc (4)bcd
反应速率
A
B
C
D
v(正)/(ml·L－1·min－1)
v(X)＝2
v(X)＝1
v(X)＝1
v(X)＝2
v(逆)/(ml·L－1·min－1)
v(Y)＝2
v(Y)＝1.5
v(Z)＝1.5
v(Z)＝2
实验编号
实验操作
实验现象
①
滴入KSCN溶液
溶液变红色
②
滴入AgNO3溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入K3[Fe(CN)6]溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/ml
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(建议用时：40分钟)
[合格过关练]
1．下列对可逆反应的认识正确的是( )
A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)===Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应
B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应
D．H2＋Cl2 eq \(=====,\s\up10(光照))2HCl与2HCl eq \(=====,\s\up10(通电))H2↑＋Cl2↑互为可逆反应
C [A、D项中反应条件不同，均不是可逆反应，错误；B项中未强调在相同条件下，错误。]
2．化学反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)在持续加热的条件下进行，向密闭容器中充入2 ml H2和3 ml I2(g)，充分反应后，该密闭容器中( )
A．2 ml H2已耗尽
B．3 ml I2(g)已耗尽
C．HI的物质的量等于4 ml
D．HI的物质的量小于4 ml
D [由于该反应是可逆反应，所以2 ml H2和3 ml I2(g)不可能完全耗尽，A、B错误；由于该反应是可逆反应，反应物转化率达不到100%，因此HI的物质的量一定小于4 ml，C错误，D正确。]
3．一定条件下的密闭容器中，在下列四种状态下，可逆反应2X(g)Y(g)＋3Z(g)达到平衡状态的是( )
C [判断可逆反应是否达到平衡状态时，可以将用不同物质表示的反应速率转化成同一物质正、逆两个方向的反应速率，若二者相等，则反应达到平衡状态。将A、B、C、D四项中的逆反应速率均转化为用X表示的逆反应速率，分别为4 ml·L－1·min－1、3 ml·L－1·min－1、1 ml·L－1·min－1、 eq \f(4,3) ml·L－1·min－1，只有C项v(正)＝v(逆)，可以说明反应达到平衡状态。]
4．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是( )
A．若单位时间内生成x ml NO的同时，消耗x ml NH3，则反应达到平衡状态
B．达到化学平衡时，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
C．化学反应速率关系是2v正(NH3)＝3v正(H2O)
D．达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)
D [若单位时间内生成x ml NO，一定消耗x ml NH3，不能体现正、逆反应速率相等，故A错误；达到化学平衡时，若增大容器容积，则物质的浓度减小，正、逆反应速率均减小，故B错误；化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比，根据化学方程式可知3v正(NH3)＝2v正(H2O)成立，故C错误；化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比，根据化学方程式可知4v正(O2)＝5v逆(NO)，故D正确。]
5．在一定温度下的某容积不变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g) eq \(,\s\up10(高温))CO(g)＋H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n ml CO的同时生成n ml H2
D．反应体系的密度不再改变
C [反应无论达到平衡，还是未达到平衡，生成n ml CO的同时都会生成n ml H2。]
6．将0.2 ml·L－1的KI溶液和0.05 ml·L－1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2”的是( )
已知：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)。
A．①和② B．②和④
C．③和④ D．①
D [将0.2 ml·L－1的KI溶液和0.05 ml·L－1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，根据方程式可知碘离子过量，因此只需要证明溶液中含Fe3＋即可说明此反应为可逆反应，存在化学平衡。①向溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红，则说明溶液中有Fe3＋，即能说明反应存在平衡，①正确；②由于碘离子过量，所以向溶液中滴入AgNO3溶液一定有黄色沉淀生成，不能说明反应存在平衡，②错误；③无论反应存不存在平衡，溶液中均存在Fe2＋，滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀生成，③错误；④无论反应存不存在平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色，故不能证明存在平衡，④错误。]
7．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是( )
A．2v(NH3)＝v(CO2)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变
D．密闭容器中二氧化碳的体积分数不变
B [NH3和CO2均为生成物，故2v(NH3)＝v(CO2)不能证明正、逆反应速率相等，A项错误；密闭容器中总压强不变，说明气体总物质的量不变，正、逆反应速率相等，B项正确；因为反应物是固体，所以整个密闭容器中混合气体的平均摩尔质量是个定值，始终不变，C项错误；因为反应物是固体，容器中氨气和二氧化碳的物质的量之比始终为2∶1，即氨气的体积分数不变，D项错误。]
8．密闭容器中进行如下反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，X、Y、Z起始浓度分别是0.2 ml·L－1、0.6 ml·L－1、0.4 ml·L－1，当达到平衡时，下列数据可能正确的是( )
A．X为0.25 ml·L－1，Z为0.5 ml·L－1
B．Y为1.2 ml·L－1
C．X为0.3 ml·L－1，Z为0.3 ml·L－1
D．Z为0.6 ml·L－1
D [根据可逆反应平衡时反应物和生成物共存的特点可知，平衡时各物质浓度范围为0 ml·L－1
9．对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．a点的正反应速率比b点的小
B．c点处反应达到平衡
C．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不一样
D．e点处反应已达到平衡
D [由图可知，a点时n(H2)比b点大，即反应物浓度大，所以a点的正反应速率大于b点的，A项不正确；c点时n(H2)、n(NH3)二者的物质的量仍在随时间发生变化，故c点并没达到平衡，B项不正确；由于在t1、t2时，n(H2)、n(NH3)不再随时间发生变化，表明反应已达到平衡，故两点处n(N2)相等，C项不正确、D项正确。]
10．一定条件下，向密闭容器中加入1 ml N2和3 ml H2，当反应N2＋3H2 eq \(,\s\up10(高温高压),\s\d10(催化剂))2NH3达到平衡时，下列说法错误的是( )
A．正、逆反应速率相等
B．NH3的物质的量为2 ml
C．N2、H2和NH3的浓度均不再改变
D．若升高温度，平衡状态将被破坏
B [可逆反应达到平衡时各物质均存在，即1 ml N2和3 ml H2无法完全反应生成2 ml NH3。]
11．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是 ( )
A．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的颜色保持不变
B．2NO2(g)N2O4(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变
C．CaCO3(s) eq \(,\s\up10(高温))CO2(g)＋CaO(s)，恒温恒容时，反应体系中气体的密度保持不变
D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
D [H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴单质的浓度不再变化，达到了平衡状态，A不符合；2NO2(g)N2O4(g)是反应前后气体分子数变化的反应，当恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变，达到了平衡状态，B不符合；CaCO3(s) eq \(,\s\up10(高温))CO2(g)＋CaO(s)，反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值，恒温恒容时，反应过程中气体质量变化，容积不变，所以密度变化，当气体密度保持不变，说明达到平衡状态，C不符合；3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1，不能证明正、逆反应速率相等，不一定是平衡状态，D符合。]
12．一定温度下，在某容器中进行如下可逆反应，当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态的是( )
①恒容时发生反应：A(g)＋B(g)3C(g)
②恒压时发生反应：A(g)＋B(g)2C(g)
③恒容时发生反应：A(g)＋2B(g)2C(g)＋D(g)
④恒压时发生反应：A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)
A．②③B．①④
C．①③ D．②④
B [恒容时发生反应A(g)＋B(g)3C(g)，气体的总质量始终不变，反应前后气体总物质的量发生变化，当气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态，①正确；恒压时发生反应A(g)＋B(g)2C(g)，混合气体的总质量和总物质的量均不变，平均摩尔质量不再改变不能说明反应达到平衡状态，②错误；恒容时发生反应A(g)＋2B(g)2C(g)＋D(g)，混合气体的总质量和总物质的量始终不变，平均摩尔质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，③错误；恒压时发生反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)，反应前后混合气体的总质量发生变化，混合气体的总物质的量一定，气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态，④正确。故B项正确。]
13．在200 ℃时，将a ml H2(g)和b ml I2(g)充入体积为V L的密闭容器中，发生反应：
I2(g)＋H2(g)2HI(g)。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝______，所以化学反应速率________最大，而________最小(为零)。
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，从而化学反应速率v(正)________，而v(逆)________。
(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。
[解析] 可逆反应发生时，正反应速率越来越小，逆反应速率越来越大，反应物的浓度越来越小，生成物的浓度越来越大，平衡时，各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强都将保持不变。
[答案] (1) eq \f(a,V)ml·L－1 eq \f(b,V)ml·L－1 0 v(正) v(逆) (2)减小 减小 增大 减小 增大 (3)相等 保持不变
14．在2 L的密闭容器中有下图所示的反应，看图按要求回答下列问题：
Ⅰ Ⅱ
(1)上图中，反应物：Ⅰ是________，Ⅱ是_______________________。
(2)写出反应方程式：
Ⅰ___________________________________________________________，
Ⅱ___________________________________________________________。
(3)在上图Ⅱ中，以0～10 s内的平均反应速率计算，t＝6 s时A的浓度是________ml·L－1。
[解析] 在图Ⅰ和图Ⅱ中，都是A的浓度随反应的进行不断减少至不变，B、C的浓度随反应的进行不断增加至不变，所以A为反应物，B、C为生成物。不同的是图Ⅰ中A的最终浓度为0，图Ⅱ中不为0，所以图Ⅰ中的反应是不可逆反应，而图Ⅱ中的反应是可逆反应。图Ⅱ中，10 s时，变化的c(A)＝1.2 ml·L－1－0.8 ml·L－1＝0.4 ml·L－1，所以6 s时变化的c(A)＝6 s× eq \f(0.4 ml·L－1,10 s)＝0.24 ml·L－1，此时c(A)＝0.96 ml·L－1。
[答案] (1)A A (2)3A===2B＋C AB＋2C
(3)0.96
15．在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 ml的CO和0.2 ml的H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO(g)＋H2O(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)为____________________________。
(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浓度增加了0.03 ml·L－1，则CO浓度减小0.03 ml·L－1，所以v(CO)＝ eq \f(0.03 ml·L－1,10 min)＝0.003 ml·L－1·min－1，由于起始时，H2浓度为0，所以达到平衡时c(H2)为0.03 ml·L－1。
(2)化学平衡是动态平衡，是正、逆反应速率相等，并不是停止反应。CO减少的速率是正反应速率，CO2减少的速率是逆反应速率，当二者相等时，v正(CO)＝v逆(CO2)，可逆反应达到平衡。反应达到平衡时，各组分的浓度不再发生变化。
[答案] (1)0.003 ml·L－1·min－1 0.03 ml·L－1
(2)①③
[素养培优练]
16．某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，下列有关说法错误的是( )
A．该反应的化学方程式为3X＋Y===2Z
B．2 min时，反应达最大限度，但化学反应仍在进行
C．反应开始至2 min，Z的反应速率为0.05 ml·L－1·min－1
D．反应达到平衡时，压强是开始时的0.9倍
A [分析图知Δn(X)＝0.3 ml、Δn(Y)＝0.1 ml、Δn(Z)＝0.2 ml，所以三者化学系数之比为3∶1∶2，该反应是可逆反应，化学方程式为3X＋Y2Z，A项错误；2 min时，反应达平衡，但化学反应没有停止，仍在进行，B项正确；v(Z)＝ eq \f(Δc,Δt)＝ eq \f(0.2 ml,2 L×2 min)＝0.05 ml·L－1·min－1，C项正确；根据图象可知，开始时气体总物质的量为2 ml；平衡后气体总物质的量为0.9 ml＋0.7 ml＋0.2 ml＝1.8 ml， eq \f(p平衡,p起始)＝ eq \f(n平衡,n起始)＝ eq \f(1.8 ml,2 ml)＝0.9，D项正确。]
[教师独具]
1．在一定条件下，将3 ml A和1 ml B两种气体混合于容积为2 L的恒容密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2 min末该反应达到平衡，测得生成0.8 ml D和0.4 ml C。下列判断不正确的是( )
A．x＝1
B．2 min时，A的浓度为0.9 ml·L－1
C．2 min内A的平均反应速率为0.3 ml·L－1·min－1
D．B的转化率为60%
D [根据三段式法计算：
3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)
起始量/ml 3 1 0 0
变化量/ml 1.2 0.4 0.4 0.8
平衡量/ml 1.8 0.6 0.4 0.8
因为各物质的变化量之比等于化学计量数之比，所以x＝1，A正确；2 min时，c(A)＝ eq \f(1.8 ml,2 L)＝0.9 ml·L－1，B正确；v(A)＝ eq \f(1.2 ml,2 L×2 min)＝0.3 ml·L－1·min－1，C正确；B的转化率为 eq \f(0.4 ml,1 ml)×100%＝40%，D错误。]
2．如图所示是425 ℃时，在1 L密闭容器中发生化学反应的物质浓度随时间的变化示意图。
下列叙述错误的是 ( )
A．图①中t0时，三种物质的物质的量相同
B．图①中t0时，反应达到平衡状态
C．图②中的可逆反应为2HI(g)H2(g)＋I2(g)
D．图①②中当c(HI)＝3.16 ml·L－1时，反应达到平衡状态
B [图①中t0时，H2、I2、HI的物质的量相等但未保持不变，没有达到平衡状态，B项错误。]
17．某温度时，反应X(g)4Y(g)＋Z(g) ΔH＝－Q kJ·ml－1(此式表示1 ml X完全反应放出的热量是Q kJ)在2 L恒容密闭容器中进行，X和Z的浓度随时间变化如图所示，下列说法不正确的是( )
A．2 min内，X的平均反应速率为0.25 ml·L－1·min－1
B．第t min时，该反应达到平衡状态
C．第5 min后，X的生成速率与Z的生成速率相等且保持不变
D．5 min内，反应放出的热量为1.6Q kJ
B [2 min内，X的平均反应速率为 eq \f(0.9 ml·L－1－0.4 ml·L－1,2 min)＝0.25 ml·L－1·min－1，故A正确；第t min后，X的物质的量的浓度减少，Z的物质的量浓度增加，反应正向进行，未达到平衡状态，故B错误；第5 min后，X、Z的浓度不再改变，该反应处于平衡状态，X和Z的化学计量数相等，则X的生成速率与Z的生成速率相等且保持不变，故C正确；5 min内，消耗X的物质的量是(0.9 ml·L－1－0.1 ml·L－1)×2 L＝1.6 ml，放出的热量是1.6Q kJ，故D正确。]
18．在2 L密闭容器中，800 ℃时反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
(1)如图中A点处，v(正)________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，A点正反应速率________B点正反应速率。
(2)图中表示NO2的变化的曲线是________。
用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是________。
a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内的密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大的是________。
a．及时分离出NO2气体b．适当升高温度
c．增大O2的浓度 d．选择高效的催化剂
[解析] (1)A点，反应未达平衡，由表中数据知n(NO)随反应进行不断减小，说明反应从正向开始，所以A点v(正)>v(逆)；A点处反应物的浓度大于B点，所以A点正反应速率大于B点。(2)图中纵坐标为浓度，平衡时消耗n(NO)＝0.020 ml－0.007 ml＝0.013 ml，生成n(NO2)＝0.013 ml。平衡时c(NO2)＝0.006 5 ml·L－1，所以NO2的变化曲线为b。0～2 s 内，v(O2)＝ eq \f(1,2)v(NO)＝ eq \f(1,2)× eq \f(0.020 ml－0.008 ml,2 L×2 s)＝1.5×10－3ml·L－1·s－1。
(3)v(NO2)＝2v(O2)未指明v(正)、v(逆)，不能表明是平衡状态，该反应遵循质量守恒定律，且容器的体积未变化，所以容器内的密度在平衡与不平衡时都不变化。
(4)分离出NO2气体后，浓度减小，反应速率减慢，而升高温度，加入催化剂及增大反应物浓度都会使反应速率增大。
[答案] (1)大于 大于 (2)b
1.5×10－3 ml·L－1·s－1 (3)bc (4)bcd
反应速率
A
B
C
D
v(正)/(ml·L－1·min－1)
v(X)＝2
v(X)＝1
v(X)＝1
v(X)＝2
v(逆)/(ml·L－1·min－1)
v(Y)＝2
v(Y)＝1.5
v(Z)＝1.5
v(Z)＝2
实验编号
实验操作
实验现象
①
滴入KSCN溶液
溶液变红色
②
滴入AgNO3溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入K3[Fe(CN)6]溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/ml
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
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