高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡第一课时习题
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1.14CO2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 ( )
A.14CO2 B.14CO2、14CO C.14CO2、14CO、14C D. 14CO
2.在一定条件下,使SO2和O2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是 ( )
A.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变
C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变
D.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零
3.一定条件下,将A、B、C三种物质各1mol通入一个密闭容器中发生反应:2A+B2C,达到平衡时,B的物质的量可能是( )
A. 1.5 mol B. 1 mol C. 0.5 mol D.0
4.判断A(g)+B(g) C(g)+D(g)是否达到平衡的依据是( )
A.压强不随时间改变
B.气体的密度不随时间改变
C.c(A)不随时间改变
D.单位时间内生成C和D的物质的量相等
5.在地壳内SiO2和HF存在以下平衡:SiO2(s)+4HF(g) SiF4(g)+2H2O(g) △H=+148.9kJ/mol。如果上述反应在密闭容器中发生,当反应达到平衡状态时( )
A.2v(正、HF)=v(逆、H2O)
B.(H2O)=v(SiF4)
C.SiO2的质量保持不变
D.反应物不再转化为生成物
6.反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在恒温恒容条件下进行,下列情况中,反应正向进行的是 (填字母,下同);反应逆向进行的是 ;处于平衡状态的是 ;无法判断是否达到平衡的是 。
A.单位时间内消耗2molN2,同时生成4 mol NH3
B.单位时间内消耗3molH2,同时生成2 mol NH3
C.单位时间内生成2molN2,同时生成6 mol N-H键
D.混合气体的密度不再随时间而改变
E.容器中气体的压强不再随时间而改变
F.单位时间内生成2 mol NH3,同时又生成2molH-H键
7.(双选)一定条件下反应2AB(g) A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标志是( )
A.单位时间内生成 mol A2,同时消耗2n mol AB
B.容器内,3种气体AB、A2、B2共存
C.AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍
D.容器中各组分的物质的量分数不随时间变化
8.可逆反应:2NO22NO+O2在密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成 nmol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成 nmol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示反应速率的比为2:2:1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体平均相对分子质量不再改变的状态
A.①③④ B.②③⑤ C.①④⑤ D.①②③④⑤
9.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是 ( )
A.达到平衡状态时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成 xmol NO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态
C.恒容容器中气体密度不再改变不能说明达到平衡状态
D.化学反应速率关系:2v正(NH3)=3v正(H2O)
10.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 ( )
11.在一定温度下,可逆反应X(g)+3Yg) 2Z(g) 达到应限度的标志是( )
A.Z的生成速率和X的分解速率相等
B.单位时间内生成 nmoXl,同时生成了3 n molY
C.X、Y、Z的浓度不再变化
D.X、Y、Z的分子个数之比为1:3:2
12.在一定温度下,将2 mol NO2气体通入恒容密闭容器中,发生如下反应:2NO2(g) N2O4(g)。下列不能说明反
应达到平衡的是 ( )
A.N2O4浓度不再改变
B.NO2的消耗速率等于N2O4的生成速率
C.混合气体的颜色不变
D.混合气体中NO2百分含量不变
13.在恒温下,固定容积的密闭容器中,有可逆反应2SO3(气) 2SO2(气)+O2(气),可用来确定该反应已达到平衡状态的是( )
A.容器内压强不随时间改变
B.SO3的消耗速率与SO2的生成速率相等
C.三种气体的分子数比为2:2:1
D.容器内混合气体的密度不随时间改变
14.如图是可逆反应X2+3Y22Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是( )
A.t1时,只有正方向反应
B.0~t1,c(Z)在减小
C.t2~t3,反应不再进行
D.t2~t3,各物质的浓度不再发生变化
15.在2L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:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/ mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)如图表示NO2的变化的曲线是 ,用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v(O2)= 。
(2)能说明该反应已经达到平衡状态的是 (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
16.某可逆反应在某容积为5L的密闭容器中进行,在0~3min各物质物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。
(1)该反应的化学方程式为
(2)反应开始至2min时,B的平均反应速率为
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
a. v(A)=2v(B)
b.容器内压强保持不变
c.v逆(A)=v正(C)
d.容器内混合气体密度保持不变
(4)由如图求得A平衡时的转化率为
17.(1)在一定条件下,可逆反应达到平衡状态的本质特征是 ;
下列关系中能说明反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)已经达到平衡状态的是
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)
(2)在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡状态时,一些宏观物理量恒定不变:a.各物质的浓度不变,b.平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变,c.容器内气体压强不变,d.容器内气体密度不变,e.容器内气体颜色不变。
①能说明反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态的有 ;
②能说明反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)达到平衡状态的有 ;
③能说明反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的有 ;
(3)已知N2O4(g) 2NO2(g)△H>0,现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是
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1.14CO2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 ( )
A.14CO2 B.14CO2、14CO C.14CO2、14CO、14C D. 14CO
解析:14CO2发生该反应时生成物CO中含14C,反应逆向进行时,所得CO2和C中也均含14C,结合上述分析,三种物质中均含14C。答案:C
2.在一定条件下,使SO2和O2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是 ( )
A.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变
C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变
D.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零
解析:SO2和O2在密闭容器中开始发生反应时,反应物浓度最大,具有最大的正向速率,随着反应的进行,反应物浓度减小,生成物浓度增大,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,当正、逆反应速率相等时,达到化学平衡状态,但正、逆反应速率均不为零。答案:A
3.一定条件下,将A、B、C三种物质各1mol通入一个密闭容器中发生反应:2A+B2C,达到平衡时,B的物质的量可能是( )
A. 1.5 mol B. 1 mol C. 0.5 mol D.0
解析:可逆反应不能进行彻底,若反应正向进行彻底,则B为0.5mol;若反应逆向进行彻底,则B为1.5mol。故平衡时,0.5 mol
A.压强不随时间改变
B.气体的密度不随时间改变
C.c(A)不随时间改变
D.单位时间内生成C和D的物质的量相等
解析:该反应前后气体总体积相等,压强始终不变,根据压强不变不能判断是否达到平衡,A项错误;气体总质量和体积不变,混合气体密度恒定,不能判断是否达到平衡,B项错误;各组分或c(A)保持不变时,达到平衡状态,C项正确;生成C和D的物质的量始终相等,无法判断是否达到平衡状态,D项错误。答案:C
5.在地壳内SiO2和HF存在以下平衡:SiO2(s)+4HF(g) SiF4(g)+2H2O(g) △H=+148.9kJ/mol。如果上述反应在密闭容器中发生,当反应达到平衡状态时( )
A.2v(正、HF)=v(逆、H2O)
B.(H2O)=v(SiF4)
C.SiO2的质量保持不变
D.反应物不再转化为生成物
解析:当v(正、HF)=2v(逆、H2O)时达到平衡状态,A项错误;v(H2O)=v(SiF4)没有说明方向,且不符合化学计量数之比,B项错误;当SiO2质量保持不变时,即各组分浓度均保持不变,达到平衡状态,C项正确;达到平衡状态时反应物转化为生成物速率与生成物转化为反应物速率相等,D项错误。答案:C
6.反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在恒温恒容条件下进行,下列情况中,反应正向进行的是 (填字母,下同);反应逆向进行的是 ;处于平衡状态的是 ;无法判断是否达到平衡的是 。
A.单位时间内消耗2molN2,同时生成4 mol NH3
B.单位时间内消耗3molH2,同时生成2 mol NH3
C.单位时间内生成2molN2,同时生成6 mol N-H键
D.混合气体的密度不再随时间而改变
E.容器中气体的压强不再随时间而改变
F.单位时间内生成2 mol NH3,同时又生成2molH-H键
解析:A项,消耗2molN2的同时一定生成4 mol NH3,无法判断是否达到平衡;B项,单位时间内无论是否平衡,消耗3molH2的同时均生成2 mol NH3,无法判断是否达到平衡;C项,生成6molN—H键即生成2 mol NH3,反应消耗1molN2,即v(N2消耗)
答案:F C E ABD
7.(双选)一定条件下反应2AB(g) A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标志是( )
A.单位时间内生成 mol A2,同时消耗2n mol AB
B.容器内,3种气体AB、A2、B2共存
C.AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍
D.容器中各组分的物质的量分数不随时间变化
解析:该反应无论是否达到平衡状态,都存在单位时间内生成 nmolA2,同时消耗 2nmol AB,A项错误;容器内3种气体AB、A2、B2共存,无法判断是否达到平衡状态,B项错误;AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍,正、逆反应速率相等,此时达到平衡状态,C项正确;容器中各组分的物质的量分数不随时间变化,说明反应达到平衡状态,D项正确。答案:CD
8.可逆反应:2NO22NO+O2在密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成 nmol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成 nmol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示反应速率的比为2:2:1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体平均相对分子质量不再改变的状态
A.①③④ B.②③⑤ C.①④⑤ D.①②③④⑤
解析:①生成2n mol NO2时消耗 nmol O2,即单位时间内O2生成和消耗量相同,达到平衡状态;②均表示同一方向,无法判断是否达到平衡状态;③根据化学计量数可知该反应中用三种物质表示的速率之比为2:2:1,但不能由此确定是否达到平衡状态;④NO2为红棕色气体,混合气体颜色不再变化,即达到平衡状态;⑤反应前后气体总体积不同,当混合气体的平均相对分子质量不再改变时,即达到平衡状态。综上可知①④⑤均能说明达到平衡状态。答案:C
9.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是 ( )
A.达到平衡状态时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成 xmol NO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态
C.恒容容器中气体密度不再改变不能说明达到平衡状态
D.化学反应速率关系:2v正(NH3)=3v正(H2O)
解析:4v正(O2)=5v逆(NO),转化成同种物质表示的正逆反应速率相等,即达到平衡状态,A项正确;无论是否达到平衡状态,都存在单位时间内生成 xmol NO的同时,消耗 xmol NH3无法判断是否达到平衡状态,B项错误;体积恒定,气体质量始终不变,密度始终不变,不能说明达到平衡状态,C项正确;根据反应中化学计量数关系可知3v正(NH3)=2v正(H2O),D项错误。答案:AC
10.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 ( )
解析:可逆反应中反应物与生成物同时存在。答案:C
11.在一定温度下,可逆反应X(g)+3Yg) 2Z(g) 达到应限度的标志是( )
A.Z的生成速率和X的分解速率相等
B.单位时间内生成 nmoXl,同时生成了3 n molY
C.X、Y、Z的浓度不再变化
D.X、Y、Z的分子个数之比为1:3:2
解析:Z的生成速率与X的分解速率相等,都是正反应速率且速率之比不等于化学计量数之比,没有达到平衡状态,故A错误;单位时间内生成n molX,同时生成3 n molY,都是逆反应,不能说明正逆反应速率相等,故B错误;各组分浓度不变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故C正确;平衡时各物质的分子数关系取决于反应起始物质的量以及转化的程度,不能用来判断是否达到平衡状态,故D错误。答案:C
12.在一定温度下,将2 mol NO2气体通入恒容密闭容器中,发生如下反应:2NO2(g) N2O4(g)。下列不能说明反
应达到平衡的是 ( )
A.N2O4浓度不再改变
B.NO2的消耗速率等于N2O4的生成速率
C.混合气体的颜色不变
D.混合气体中NO2百分含量不变
解析:N2O4浓度不再改变,反应达到平衡状态,A说法正确;NO2的消耗速率和N2O4的生成速率均为正反应速率,不能作为平衡标志,B说法错误;混合气体的颜色不变,NO2的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,C说法正确;混合气体中NO2百分含量不变,反应达到平衡状态,D说法正确。答案:B
13.在恒温下,固定容积的密闭容器中,有可逆反应2SO3(气) 2SO2(气)+O2(气),可用来确定该反应已达到平衡状态的是( )
A.容器内压强不随时间改变
B.SO3的消耗速率与SO2的生成速率相等
C.三种气体的分子数比为2:2:1
D.容器内混合气体的密度不随时间改变
解析:该反应为气体体积增大的反应,压强为变量,当容器内压强不随时间改变时,该反应达到平衡状态,A正确;SO3的消耗速率与SO2的生成速率相等,表示的都是正反应速率,无法判断平衡状态,B错误;三种气体的分子数比为2:2:1,无法判断各组分的浓度是否继续变化,则无法判断是否达到平衡状态,C错误;该反应中混合气体的密度为定值,无法根据容器内混合气体的密度判断平衡状态,D错误。答案:A
14.如图是可逆反应X2+3Y22Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是( )
A.t1时,只有正方向反应
B.0~t1,c(Z)在减小
C.t2~t3,反应不再进行
D.t2~t3,各物质的浓度不再发生变化
解析:根据v-t图像,对于该可逆反应t1时刻正逆反应都在进行,0~t1时段v正>v逆,c(Z)在增大;t2时刻v正=v逆,说明反应达到化学平衡状态;t2~t3时段,反应仍在进行,但由于v正=v逆,所以各物质的浓度不再发生变化。答案:D
15.在2L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:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/ mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)如图表示NO2的变化的曲线是 ,用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v(O2)= 。
(2)能说明该反应已经达到平衡状态的是 (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
参考答案:(1)b 1.5×10-3mol/(L·s) (2)bc
解析:(1)根据n(NO)变化,可确定5s内NO2增加了0.013mol,
c(NO2)从0增加至0.0065mol/L,即曲线b可表示NO2的变化;根据0~2s内数据可求出v(NO)==3×10-3mol/(L·s),根据化学计量数关系可确定v(O2)=1.5×10-3mol/(L·s)。(2)a.只能说明平衡正向进行的速率关系,无法确定是否平衡;b.反应中气体的物质的量减小,当压强不再发生变化时,达到平衡状态;c.转化成同种物质表示的正、逆反应速率相等,达到平衡状态;d.气体的质量和容器容积始终不变,即气体的密度始终不变,无法判断是否达到平衡。
16.某可逆反应在某容积为5L的密闭容器中进行,在0~3min各物质物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。
(1)该反应的化学方程式为
(2)反应开始至2min时,B的平均反应速率为
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
a. v(A)=2v(B)
b.容器内压强保持不变
c.v逆(A)=v正(C)
d.容器内混合气体密度保持不变
(4)由如图求得A平衡时的转化率为
参考答案:(1)2A+B2C (2)0.1mol·L-1·min-1 (3)bc (4)40%
解析:(1)结合图像可知2min内消耗A、B分别为2mol和1mol,生成C为2mol,即A、B、C的物质的量变化之比为2:1:2,则该反应的化学方程式为2A+B2C(2)2min内v(B)==0.1mol·L-1·min-1(3)没有指明反应的方向,不能判断达到平衡状态,a错误;反应前后气体总体积不等,当容器中压强保持不变时达到平衡状态,b正确;方程式中A、C化学计量数相同,当v逆(A)=v正(C)时达到平衡状态,c正确;容器容积恒定、气体质量恒定,则混合气体密度始终保持不变,不能由此判断是否达到平衡状态,d错误。(4)起始时A为5mol,反应中消耗2molA,则A平衡时的转化率为2/5×100%=40%。
17.(1)在一定条件下,可逆反应达到平衡状态的本质特征是 ;
下列关系中能说明反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)已经达到平衡状态的是
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)
(2)在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡状态时,一些宏观物理量恒定不变:a.各物质的浓度不变,b.平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变,c.容器内气体压强不变,d.容器内气体密度不变,e.容器内气体颜色不变。
①能说明反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态的有 ;
②能说明反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)达到平衡状态的有 ;
③能说明反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的有 ;
(3)已知N2O4(g) 2NO2(g)△H>0,现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是
参考答案:(1)正反应速率与逆反应速率相等 C (2) ①abc ②abe ③abce (3)B
解析:(1)可逆反应达到平衡状态时,正反应速率与逆反应速率相等;2v正(H2)=3V逆(NH3)可判断N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态,C项正确。(2)由于在恒容条件下发生反应,①②③中反应在反应前后气体的质量不变,因此不能用气体的密度变化来判断反应是否处于化学平衡状态②中反应是一个气体体积不变的反应,反应前后气体的压强保持不变,也不能用压强的变化来判断反应是否处于平衡状态。①中反应无有色气体,因此不能用气体的颜色变化来判断反应是否处于平衡状态。(3)A项,气体的物质的量增加,恒压时容器容积增大,混合气体密度减小,当密度不再发生变化时达到平衡状态;B项,对于一个特定反应,△H固定不变,不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据;C项,在t1时刻,2v正(N2O)=v逆(NO2),反应达到平衡状态;D项,当N2O4的转化率不再发生变化时,反应达到平衡状态。
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