高考化學一輪復習考點過關(guān)練考點38可逆反應與化學平衡狀態(tài)(含解析)

考點38可逆反應與化學平衡狀態(tài)1．化學平衡研究的對象——可逆反應（1）在相同條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的化學反應，稱為可逆反應。在可逆反應中使用“”。可逆反應必須是同一條件下既能向正反應方向進行又能向逆反應方向進行的反應，對于在不同反應條件下進行的反應物、生成物正好相反的反應則不能認為是可逆反應。（2）特點：三同一小①三同：a．相同條件下；b．正、逆反應同時進行；c．反應物與生成物同時存在。②一?。喝我唤M分的轉(zhuǎn)化率都小于100%。2．化學平衡狀態(tài)一定條件下的可逆反應，當反應進行到一定程度時，正反應速率和逆反應速率相等，反應物的濃度和生成物的濃度不再改變，我們稱之為“化學平衡狀態(tài)”，簡稱化學平衡。（1）建立過程在一定條件下，把某一可逆反應的反應物加入固定容積的密閉容器中。反應過程如下：以上過程可用如圖表示：3．化學平衡狀態(tài)的特征4．化學平衡狀態(tài)的判斷（1）動態(tài)標志：v正=v逆≠0①同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。②不同物質(zhì)：必須標明是“異向”的反應速率關(guān)系。如aA+bBcC+dD，SKIPIF1<0=SKIPIF1<0時，反應達到平衡狀態(tài)。（2）靜態(tài)標志：各種“量”不變①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變；②各物質(zhì)的百分含量（物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)）不變；③溫度、壓強（化學反應方程式兩邊氣體體積不相等）或顏色（某組分有顏色）不變。（3）綜合分析舉例mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)狀態(tài)混合物體系中各成分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)一定平衡各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)一定平衡各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡總壓強、總體積、總物質(zhì)的量一定不一定平衡正、逆反應速率的關(guān)系在單位時間內(nèi)消耗了mmolA，同時生成mmolA，即v正=v逆平衡在單位時間內(nèi)消耗了nmolB，同時生成pmolC不一定平衡vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆不一定平衡在單位時間內(nèi)生成了nmolB，同時消耗了qmolD不一定平衡壓強m+n≠p+q時，總壓強一定（其他條件一定）平衡m+n=p+q時，總壓強一定（其他條件一定）不一定平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量（）一定，當m+n≠p+q時平衡一定，當m+n=p+q時不一定平衡溫度任何化學反應都伴隨著能量的變化，在其他條件不變的情況下，體系溫度一定平衡密度密度一定不一定平衡顏色含有有色物質(zhì)的體系顏色不再變化平衡考向一可逆反應的特點典例1在已達到平衡的可逆反應2SO2＋O2SKIPIF1<02SO3中，充入由18O組成的氧氣一段時間后，18O存在于下列物質(zhì)中的A．多余的氧氣中B．生成的三氧化硫中C．氧氣和二氧化硫中D．二氧化硫、氧氣和三氧化硫中【解析】化學平衡是動態(tài)平衡，18O2的加入一定會與SO2結(jié)合生成含18O的SO3，同時含18O的SO3又會分解得到SO2和O2，使SO2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3這三種物質(zhì)中。【答案】D極端假設(shè)法確定物質(zhì)的濃度范圍（1）原理：可逆反應不可能進行完全，反應體系各物質(zhì)同時共存。（2）假設(shè)反應正向或逆向進行到底，求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍?？枷蚨瘜W平衡狀態(tài)的確定典例1在一定溫度下，向2L固定容積的密閉容器中通入1molCO2、3molH2，發(fā)生反應CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH<0。能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是A．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變B．體系中SKIPIF1<0＝eq\f(1,3)，且保持不變C．混合氣體的密度不隨時間變化D．單位時間內(nèi)有nmolH—H鍵斷裂，同時有nmolO—H鍵生成【解析】A項，eq\x\to(M)是變量，當eq\x\to(M)不變，可以說明反應已達平衡；B項，SKIPIF1<0是不變量eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))，不能說明反應是否達平衡；C項，ρ是不變量，不能說明反應是否達平衡；D項，二者均表示v正，不能說明反應是否達平衡?！敬鸢浮緼2．一定溫度下，反應N2O4(g)2NO2(g)的焓變?yōu)棣?，F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是A．①② B．②④ C．③④ D．①④判斷化學平衡狀態(tài)的方法——“逆向相等，變量不變”1．下列有關(guān)可逆反應和化學反應限度的理解不正確的是A．可逆反應是指在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應B．可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時，正反應速率與逆反應速率相等C．可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時，反應物與生成物的物質(zhì)的量相等D．化學反應的限度可以通過改變條件來改變2．一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生反應2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)。下列事實不能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是A．容器內(nèi)氣體壓強不再改變B．容器內(nèi)氣體密度不再改變C．容器內(nèi)氣體顏色不再改變D．斷裂1molCl—Cl鍵同時斷裂1molH—Cl鍵3．在其它條件一定時，圖中曲線表示反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH>0達平衡時NO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系，圖上標有A、B、C、D、E點，其中表示未達平衡狀態(tài)且v正>v逆的點是A．A或E B．B點 C．C點 D．D點4．一定溫度下，在一固定體積的密閉容器中，對于可逆反應A(s)＋3B(g)2C(g)，下列說法說明達到平衡狀態(tài)的是①C的生成速率和C的分解速率相等；②單位時間內(nèi)生成amolA，同時生成3amolB；③氣體密度不再變化；④混合氣體的總壓強不再變化；⑤A、B、C的物質(zhì)的量之比為1∶3∶2；⑥A．②④⑤ B．①③④⑥C．①②④⑥ D．①②③④⑤5．用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機物時會生成副產(chǎn)物HCl，利用下列反應可實現(xiàn)氯的循環(huán)利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－115.6kJ·mol－1。恒溫恒容的密閉容器中，充入一定量的反應物發(fā)生上述反應，能充分說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是A．氣體的質(zhì)量不再改變B．氯化氫的轉(zhuǎn)化率不再改變C．斷開4molH—Cl鍵的同時生成4molH—O鍵D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶26．現(xiàn)在一容器中加入一定量的A和B，發(fā)生化學反應：A＋2B3C。如果在反應中用v(A)、v(B)、v(C)表示正反應速率，用v′(A)、v′(B)、v′(C)表示逆反應速率，下列描述中正確的是A．在容器中，任何時候v(A)＝v(B)＝v(C)B．在任何時候容器中都必然存在著：v(A)∶v(B)∶v(C)＝v′(A)∶v′(B)∶v′(C)＝1∶2∶3C．當v(A)＝v(B)＝v′(A)＝v′(B)時，表示反應已達到平衡狀態(tài)D．當v′(A)＝SKIPIF1<0v′(B)時，表示反應已達到平衡狀態(tài)7．在反應2SO2＋O22SO3中，有amolSO2和bmolO2參加反應，達到化學平衡狀態(tài)時有cmolSO3生成，則SO2在反應混合物中的體積分數(shù)為A．SKIPIF1<0QUOTE100cab×100%B．SKIPIF1<0QUOTE100ca+b+c×100%C．SKIPIF1<0QUOTE100c(a-b)×(a-c)×100%D．SKIPIF1<0QUOTE100(a-c)a+b-0.5c%8．在恒容密閉容器中通入A、B兩種氣體，在一定條件下發(fā)生反應：2A(g)＋B(g)2C(g)ΔH>0。達到平衡后，改變一個條件(x)，下列量(y)一定符合圖中曲線的是選項xyA通入A氣體B的轉(zhuǎn)化率B加入催化劑A的體積分數(shù)C增大壓強混合氣體的總物質(zhì)的量D升高溫度混合氣體的總物質(zhì)的量9．已知X(g)和Y(g)可以相互轉(zhuǎn)化：2X(g)Y(g)ΔH<0?，F(xiàn)將一定量X(g)和Y(g)的混合氣體通入一體積為1L的恒溫密閉容器中，反應物及生成物的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖所示。則下列說法不正確的是A．若混合氣體的壓強不變，則說明反應已達化學平衡狀態(tài)B．a(chǎn)、b、c、d四個點表示的反應體系中，表示化學反應處于平衡狀態(tài)的只有b點C．25~30min內(nèi)用X表示的平均化學反應速率是0.08mol·L?1·min?1D．反應進行至25min時，曲線發(fā)生變化的原因是增加Y的濃度10．中國政府承諾，到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。CO2可轉(zhuǎn)化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，一定條件下反應：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。（1）從3min到9min，v(H2)＝_______mol·L－1·min－1。（2）能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是________(填字母)。A．反應中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點)B．混合氣體的密度不隨時間的變化而變化C．單位時間內(nèi)消耗3molH2，同時生成1molH2OD．CO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變（3）平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為________。（4）平衡時混合氣體中CH3OH(g)的體積分數(shù)是________________________________。（5）一定溫度下，第9min時v逆(CH3OH)________(填“大于”“小于”或“等于”)第3min時v正(CH3OH)。1．[2019浙江4月選考]下列說法正確的是A．H(g)＋I2(g)2HI(g)，其他條件不變，縮小反應容器體積，正逆反應速率不變B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的質(zhì)量不再改變說明反應已達平衡C．若壓強不再隨時間變化能說明反應2A(?)＋B(g)2C(?)已達平衡，則A、C不能同時是氣體D．1molN2和3molH2反應達到平衡時H2轉(zhuǎn)化率為10%，放出的熱量為Q1；在相同溫度和壓強下，當2molNH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時，吸收的熱量為Q2，Q2不等于Q12．[2017新課標Ⅲ]砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有著廣泛的用途?；卮鹣铝袉栴}：（4）298K時，將20mL3xmol·L?1Na3AsO3、20mL3xmol·L?1I2和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應：SKIPIF1<0(aq)+I2(aq)+2OH?(aq)SKIPIF1<0(aq)+2I?(aq)+H2O(l)。溶液中c(SKIPIF1<0)與反應時間（t）的關(guān)系如圖所示。①下列可判斷反應達到平衡的是__________（填標號）。a．溶液的pH不再變化b．v(I?)=2v(SKIPIF1<0)c．c(SKIPIF1<0)/c(SKIPIF1<0)不再變化d．c(I?)=ymol·L?1②tm時，v正_____v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。③tm時v逆_____tn時v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。變式拓展變式拓展2．【答案】D【解析】因反應容器保持恒壓，所以容器體積隨反應進行而不斷變化，結(jié)合ρ氣=QUOTEmVSKIPIF1<0可知，氣體密度不再變化，說明容器體積不再變化，即氣體的物質(zhì)的量不再變化，反應達到平衡狀態(tài)，①符合題意；無論是否達平衡狀態(tài)，反應的ΔH都不變，②不符合題意；反應開始時，加入1molN2O4，隨著反應的進行，N2O4的濃度逐漸變小，故v正(N2O4)逐漸變小，直至達到平衡，③不符合題意；N2O4的轉(zhuǎn)化率不再變化，說明N2O4的濃度不再變化，反應達到平衡狀態(tài)，④符合題意?？键c沖關(guān)考點沖關(guān)1．【答案】C【解析】可逆反應在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行，A項正確；正反應速率和逆反應速率相等是可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的基本標志，B項正確；可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時，反應物、生成物的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，但不一定相等，C項錯誤；可逆反應達到化學平衡狀態(tài)是有條件的，條件變化平衡可能就會移動，D項正確。2．【答案】D【解析】在恒容密閉容器中發(fā)生反應2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)，根據(jù)化學方程式，反應過程中壓強為變量，壓強不再改變一定平衡，故可以說明；在恒容密閉容器中發(fā)生反應2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)，反應過程中氣體質(zhì)量為變量，所以密度是變量，容器內(nèi)氣體密度不再改變一定平衡，故可以說明；容器內(nèi)氣體顏色不再改變，說明氯氣的濃度不變，一定達到平衡狀態(tài)，故可以說明；平衡時斷裂1molCl—Cl鍵同時斷裂2molH—Cl鍵，故D不能說明。3．【答案】C【解析】點B、D在曲線上，處于平衡狀態(tài)，故B、D項錯誤；在曲線上方的A點，當溫度一定時，若達到平衡狀態(tài)，則應減小NO的轉(zhuǎn)化率，即反應逆向進行，所以A點的正反應速率小于逆反應速率，E點與A點相似，A項錯誤；同理推知，C點時的正反應速率大于逆反應速率，C項正確?！疽族e提醒】曲線上的點都是平衡點。不在平衡線上的點，可以根據(jù)其轉(zhuǎn)化率與平衡點上的轉(zhuǎn)化率比較得出移動方向。4．【答案】B【解析】①是判斷平衡狀態(tài)的本質(zhì)依據(jù)，正確；②生成A、B都是逆反應方向，在任何條件下都成立，錯誤；③容器體積不變，氣體密度不變，說明氣體總質(zhì)量不變，即平衡不移動，正確；④容器體積不變，一定溫度下，當壓強不變時，氣體總物質(zhì)的量不變，正確；⑤A、B、C的物質(zhì)的量之比等于其化學計量數(shù)之比不能說明反應是否達到平衡，錯誤；⑥隨著反應進行，氣體質(zhì)量增大，氣體總物質(zhì)的量減小，相對分子質(zhì)量增大，當相對分子質(zhì)量不變時，說明達到平衡狀態(tài)，正確。5．【答案】B【解析】反應物和生成物均為氣體，氣體的總質(zhì)量始終不變，A錯誤；反應正向進行時，HCl的轉(zhuǎn)化率升高；反應逆向進行時，HCl的轉(zhuǎn)化率降低，當HCl的轉(zhuǎn)化率不再改變時，可以說明可逆反應達到平衡狀態(tài)，B正確；斷開4molH—Cl鍵和生成4molH—O鍵均表示正反應方向的反應速率，不能據(jù)此判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，C錯誤；達到平衡狀態(tài)時，各反應物和生成物的物質(zhì)的量保持不變，但各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比不一定等于對應的化學計量數(shù)之比，D錯誤。6．【答案】B【解析】在可逆反應中實際上存在兩個反應，即正反應和逆反應，兩個反應中的反應速率之比總是等于其化學計量數(shù)之比，所以v(A)∶v(B)∶v(C)＝v′(A)∶v′(B)∶v′(C)＝1∶2∶3，故A錯誤、B正確；當v(A)＝v′(A)或v′(B)＝v(B)時反應達到平衡狀態(tài)，不會存在v(A)＝v(B)＝v′(A)＝v′(B)，故C錯；v′(A)、v′(B)都是逆反應速率，故D錯。7．【答案】D【解析】本題考查了化學平衡的基本計算。amolSO2和bmolO2參加反應，達到化學平衡狀態(tài)時有cmolSO3生成，則：故φ(SO2)=SKIPIF1<0QUOTEa-ca-c+b-0.5c+c×100%=SKIPIF1<0QUOTE100(a-c)a+b-0.5c%，故選D。8．【答案】A【解析】A項，當通入A氣體時，平衡向正反應方向移動，B的轉(zhuǎn)化率增大，正確；B項，加入催化劑只能改變反應速率，平衡不移動，A的體積分數(shù)不變，錯誤；C項，增大壓強，平衡向正反應方向移動，混合氣體的總物質(zhì)的量減小，錯誤；D項，正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，混合氣體的總物質(zhì)的量減小，錯誤。9．【答案】D【解析】A項，正反應是氣體分子數(shù)減小的反應，所以當壓強不再發(fā)生變化時，可以說明反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，A項正確；B項，根據(jù)圖象可知，只有b點表示的反應體系中，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，所以只有b點表示反應處于平衡狀態(tài)，B項正確；C項，25~30min內(nèi)X的濃度變化量是0.4mol·L?1，所以用X表示的平均化學反應速率是SKIPIF1<0QUOTE0.4mol·L-15min=0.08mol·L?1·min?1，C項正確；D項，反應進行至25min時，X物質(zhì)的濃度增大，D項不正確。10．【答案】（1）0.125（2）D（3）75%（4）30%（5）小于【解析】（1）從3min到9min消耗CO2是0.25mol·L－1，根據(jù)方程式可知消耗氫氣是0.75mol·L－1，則v(H2)＝0.75mol·L－1÷6min＝0.125mol·L－1·min－1。（2）反應中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點)時反應速率仍然發(fā)生變化，沒有達到平衡狀態(tài)，A錯誤；密度是混合氣體的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，B錯誤；單位時間內(nèi)消耗3molH2，同時一定生成1molH2O，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，C錯誤；CO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變說明反應達到平衡狀態(tài)，D正確。（3）平衡時消耗CO2是0.75mol·L－1，則CO2的轉(zhuǎn)化率為SKIPIF1<0×100%＝75%。（4）平衡時剩余氫氣是0.75mol，生成水蒸氣是0.75mol，則混合氣體中CH3OH(g)的體積分數(shù)是SKIPIF1<0×100%＝30%。（5）第9min時反應達到平衡狀態(tài)，則v逆(CH3OH)小于第3m