2025版新教材高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第2節(jié)第1課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)課時(shí)作業(yè)新人教版選擇性必修1

其次章其次節(jié)第一課時(shí)一、選擇題1．向2L恒容密閉容器中通入A、B氣體各10mol，在確定溫度下進(jìn)行反應(yīng)：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(s)，下列說(shuō)法不正確的是(A)A．①體系氣體密度不變；②B的體積分?jǐn)?shù)不變；③2v逆(A)＝3v正(C)，三種現(xiàn)象均可以說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B．①增加D的質(zhì)量；②向體系中充入He；③抽出A減小體系壓強(qiáng)，三種操作都不能增大逆反應(yīng)速率C．對(duì)于該反應(yīng)，無(wú)論正反應(yīng)還是逆反應(yīng)，上升溫度，反應(yīng)速率均上升D．某時(shí)刻四種物質(zhì)的物質(zhì)的量均為6mol，則反應(yīng)達(dá)到其限度時(shí)，2mol·L－1<c(B)<4.5mol·L－1解析：該反應(yīng)是氣體質(zhì)量減小的反應(yīng)，在恒容密閉容器中混合氣體的密度減小，則體系氣體密度不變、2v逆(A)＝3v正(C)均說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)均已達(dá)到平衡，假設(shè)一段時(shí)間后B反應(yīng)了xmol，則有3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(s)起始/mol101000轉(zhuǎn)化/mol3xx2x2x剩余/mol10－3x10－x2x2xB的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(10－x,10－3x＋10－x＋2x)＝eq\f(1,2)＝50%，B的體積分?jǐn)?shù)始終不變，故不能確定反應(yīng)達(dá)到平衡，故A錯(cuò)誤；固體的濃度為定值，則增加固體D的質(zhì)量、在恒容密閉容器中充入氦氣，體系中氣體物質(zhì)的濃度不發(fā)生變更，化學(xué)反應(yīng)速率不變，抽出氣體A減小體系壓強(qiáng)，反應(yīng)物濃度減小，化學(xué)反應(yīng)速率減小，所以三種操作都不能增大逆反應(yīng)速率，故B正確；上升溫度，正、逆反應(yīng)速率均上升，故C正確；由題意可知，假設(shè)四種物質(zhì)的物質(zhì)的量均為6mol，依據(jù)方程式可知，當(dāng)6molA完全反應(yīng)時(shí)，消耗2molB，此時(shí)剩余4molB，B的物質(zhì)的量濃度最小，c(B)＝eq\f(4mol,2L)＝2mol·L－1，當(dāng)6molC完全反應(yīng)時(shí)，生成3molB，n(B)＝3mol＋6mol＝9mol，此時(shí)B的物質(zhì)的量濃度最大，c(B)＝eq\f(9mol,2L)＝4.5mol·L－1，因?yàn)槭强赡娣磻?yīng)，不行能完全轉(zhuǎn)化，所以2mol·L－1<c(B)<4.5mol·L－1，故D正確。2．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在確定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度有可能是(A)A．Z為0.3mol·L－1 B．Y2為0.4mol·L－1C．X2為0.2mol·L－1 D．Z為0.4mol·L－1解析：該題可利用“極端假設(shè)法”推斷，設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行原委，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。假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行原委：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L－1)：0.10.30.2變更濃度(mol·L－1)：0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L－1)：00.20.4假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行原委：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L－1)：0.10.30.2變更濃度(mol·L－1)：0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L－1)：0.20.40平衡體系中各物質(zhì)的濃度取值范圍為0<c(X2)<0.2mol·L－1,0.2mol·L－1<c(Y2)<0.4mol·L－1,0<c(Z)<0.4mol·L－1。3．反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，若在恒壓絕熱容器中發(fā)生，下列選項(xiàng)表明反應(yīng)確定已達(dá)平衡狀態(tài)的是(A)A．容器內(nèi)的溫度不再變更B．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變更C．相同時(shí)間內(nèi)，斷開(kāi)H—H的數(shù)目和生成N—H的數(shù)目相等D．容器內(nèi)氣體的濃度c(N2)c(H2)c(NH3)＝132解析：A選項(xiàng)，溫度不再變更，說(shuō)明正反應(yīng)放出的熱量等于逆反應(yīng)吸取的熱量，即正、逆反應(yīng)速率相等，可以表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以正確；B選項(xiàng)，該容器為恒壓容器，因此不論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，壓強(qiáng)均不發(fā)生變更，所以錯(cuò)誤；C選項(xiàng)，斷開(kāi)H—H和生成N—H均表示的是正反應(yīng)，因此不能表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，容器內(nèi)氣體的濃度c(N2)c(H2)c(NH3)＝132，不表示各物質(zhì)濃度不再發(fā)生變更，因此不能表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以錯(cuò)誤。4．對(duì)于某一可逆反應(yīng)，在不同條件下的平衡狀態(tài)中，正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系是(A)解析：四個(gè)選項(xiàng)中，只有選項(xiàng)A始終都滿(mǎn)足v(正)＝v(逆)，即反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。5．確定溫度下在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(C)A．混合氣體的密度不再變更B．反應(yīng)容器中Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變C．X的分解速率與Y的消耗速率相等D．單位時(shí)間內(nèi)生成1molY的同時(shí)生成2molX解析：X的分解速率與Y的消耗速率之比為21時(shí)，才能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C項(xiàng)中反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)。6．確定溫度下，在容積為1L的密閉容器中進(jìn)行某一反應(yīng)，容器內(nèi)M、N兩種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變更曲線(xiàn)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(D)A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為N(g)2M(g)B．t1～t2時(shí)間內(nèi)，v(N)＝eq\f(1,t2－t1)mol·L－1·min－1C．t2時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D．平衡時(shí)，物質(zhì)N的轉(zhuǎn)化率為75%解析：達(dá)到平衡時(shí)N削減8mol－2mol＝6mol，M增加5mol－2mol＝3mol，依據(jù)變更量之比是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2N(g)M(g)，A錯(cuò)誤；t1～t2時(shí)間內(nèi)N削減6mol－4mol＝2mol，濃度變更量是2mol·L－1，則v(N)＝eq\f(2,t2－t1)mol·L－1·min－1，B錯(cuò)誤；t2時(shí)M和N的物質(zhì)的量照舊在變更，正、逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；達(dá)到平衡時(shí)N削減8mol－2mol＝6mol，則平衡時(shí)，物質(zhì)N的轉(zhuǎn)化率為eq\f(6mol,8mol)×100%＝75%，D正確。7．確定條件下，在四個(gè)恒容密閉容器中分別進(jìn)行下列反應(yīng)，其中依據(jù)“容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變”可判定該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(B)A．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)B．C(s)＋CO2(g)2CO(g)C．2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)D．Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)解析：A、C、D三項(xiàng)中反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量均不發(fā)生變更，所以在確定條件下，在恒容密閉容器中壓強(qiáng)均不發(fā)生變更。B項(xiàng)反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變更，所以當(dāng)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故選B。8．確定條件下，將NO2與SO2以體積比12置于密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH＝－41.8kJ·mol。下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(B)A．體系壓強(qiáng)保持不變B．混合氣體顏色保持不變C．SO3和SO2的體積和保持不變D．每消耗1molSO3的同時(shí)生成1molNO2解析：由于該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)始終保持不變，故不能以壓強(qiáng)不變作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)記，A錯(cuò)誤；混合氣體顏色保持不變，說(shuō)明NO2濃度保持不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B正確；在任何時(shí)刻，消耗的SO2始終等于生成SO3的總量，故二者的體積和始終是確定值，不能推斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；消耗SO3和生成NO2為同一方向的反應(yīng)，D錯(cuò)誤。9．在兩個(gè)恒容的密閉容器中分別進(jìn)行下列兩個(gè)可逆反應(yīng)：甲：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)乙：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)現(xiàn)有下列狀態(tài)：①混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變更；②恒溫時(shí)，氣體壓強(qiáng)不再變更；③各氣體組成濃度相等；④反應(yīng)體系中溫度保持不變；⑤斷裂氫氧鍵速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍；⑥混合氣體的密度不變；⑦單位時(shí)間內(nèi)，消耗水蒸氣的質(zhì)量與生成氫氣的質(zhì)量之比為91。其中能表明甲、乙容器中反應(yīng)都達(dá)到平衡狀態(tài)的是(D)A．①②⑤ B．③④⑥C．⑥⑦ D．④⑤解析：甲容器中，碳為固體，該反應(yīng)屬于反應(yīng)前后氣體體積不相等的反應(yīng)；乙容器中的反應(yīng)屬于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量、密度、壓強(qiáng)都始終不變，①②⑥不符合；各組分濃度相等，不能推斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，③不符合；對(duì)于任何一個(gè)可逆反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系溫度會(huì)發(fā)生變更，當(dāng)溫度不再變更時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，④符合；斷裂氫氧鍵速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍，說(shuō)明斷裂氫氧鍵的速率等于生成氫氧鍵的速率，達(dá)到平衡狀態(tài)，⑤符合；消耗水蒸氣與生成氫氣是同一方向，不能據(jù)此推斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，⑦不符合。10．下列說(shuō)法正確的是(B)A．H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)，其他條件不變，縮小反應(yīng)容器體積，正逆反應(yīng)速率不變B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的質(zhì)量不再變更說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡C．若壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變更能說(shuō)明反應(yīng)2A(？)＋B(g)2C(？)已達(dá)平衡，則A、C不能同時(shí)是氣體D．1molN2和3molH2反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2轉(zhuǎn)化率為10%，放出的熱量為Q1；在相同溫度和壓強(qiáng)下，當(dāng)2molNH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時(shí)，吸取的熱量為Q2，Q2不等于Q1解析：壓強(qiáng)越大，有氣體參加或生成的可逆反應(yīng)正逆反應(yīng)速率都增大，縮小容器體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，增大單位體積內(nèi)活化分子個(gè)數(shù)，正逆反應(yīng)速率都增大，故A錯(cuò)誤；可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的質(zhì)量不再發(fā)生變更，該反應(yīng)中C的質(zhì)量不變時(shí)說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；假如A、C都是氣體，當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以A、C可以同時(shí)都是氣體，故C錯(cuò)誤；相同溫度、相同壓強(qiáng)下，將2mol氨氣完全轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂蜌錃?，也?molN2和3molH2，所以二者為等效平衡，設(shè)生成氨氣的反應(yīng)熱為＋Q，氨氣分解生成氮?dú)夂蜌錃獾姆磻?yīng)熱為－Q，即有3molH2消耗放出Q熱量，消耗氫氣為3mol×10%＝0.3mol，放出的熱量為Q1＝0.1Q，消耗2mol氨氣生成氮?dú)夂蜌錃鈺r(shí)吸取Q熱量，則消耗氨氣為2mol×10%＝0.2mol時(shí)吸取熱量為Q2＝0.1Q，所以Q2等于Q1，故D錯(cuò)誤。11．向絕熱恒容密閉容器中通入確定量的SO2和NO2，確定條件下發(fā)生反應(yīng)：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH<0，測(cè)得SO3濃度隨時(shí)間變更如表所示，下列說(shuō)法不正確的是(A)反應(yīng)時(shí)間/s405060708090100110SO3濃度/(mol·L－1)0.100.140.210.260.300.320.330.33A.50s時(shí)，SO3的生成速率為0.0028mol·L－1·s－1B．40～90s時(shí)間段：v正>v逆C．0～50s的反應(yīng)速率小于70～80s的反應(yīng)速率D．110s時(shí)，反應(yīng)已達(dá)到平衡12．在一個(gè)絕熱的恒容密閉容器中通入CO(g)和H2O(g)，確定條件下使反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變更的示意圖如圖所示。由圖可得出的結(jié)論正確的有(B)①反應(yīng)物濃度：A點(diǎn)小于C點(diǎn)②反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量③反應(yīng)過(guò)程中壓強(qiáng)始終不變④Δt1＝Δt2時(shí)，H2的產(chǎn)率：AB段小于BC段⑤C點(diǎn)時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的程度最大A．1項(xiàng) B．2項(xiàng)C．3項(xiàng) D．4項(xiàng)解析：A點(diǎn)到C點(diǎn)正反應(yīng)速率增加，反應(yīng)物濃度隨時(shí)間不斷減小，所以反應(yīng)物濃度：A點(diǎn)大于C點(diǎn)，故①錯(cuò)誤；A點(diǎn)到C點(diǎn)正反應(yīng)速率增大，之后正反應(yīng)速率減小，說(shuō)明反應(yīng)剛起先時(shí)溫度上升對(duì)正反應(yīng)速率的影響大于濃度減小對(duì)正反應(yīng)速率的影響，說(shuō)明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，故②正確；該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，該容器為絕熱容器，溫度上升，壓強(qiáng)增大，故③錯(cuò)誤；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率越快，氫氣的產(chǎn)率慢慢增大，Δt1＝Δt2時(shí)，H2的產(chǎn)率：AB段小于BC段，故④正確；化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)記是各物質(zhì)的濃度不再變更，其實(shí)質(zhì)是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率明顯還在變更，故確定未達(dá)平衡，故⑤錯(cuò)誤。二、非選擇題13．在化學(xué)反應(yīng)的探討和實(shí)際應(yīng)用中，人們除了選擇合適的化學(xué)反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)新期盼的物質(zhì)轉(zhuǎn)化或能量轉(zhuǎn)化，還要關(guān)注化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢和程度，以提高生產(chǎn)效率。(1)限制條件，讓反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。用傳感器測(cè)得不同時(shí)間NO和CO的濃度如下表。時(shí)間/s012345c(NO)/(×10－4mol·L－1)10.04.502.501.501.001.00c(CO)/(×10－3mol·L－1)3.603.052.852.752.702.70前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)＝_1.875×10－4_mol·L－1·s－1__，從表格看，已達(dá)化學(xué)平衡的時(shí)間段為_(kāi)4～5_s__。(2)已知NO2是紅棕色氣體，N2O4是無(wú)色氣體。在確定溫度下，某固定容積的密閉容器中充入確定量的NO2氣體后，發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)，反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系曲線(xiàn)如圖，下列敘述正確的是_aceg__(填字母)。a．t1時(shí)，反應(yīng)未達(dá)到平衡，NO2的濃度在減小b．t2時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)不再進(jìn)行c．t2～t3，各物質(zhì)的濃度不再變更d．t2～t3，各物質(zhì)的濃度相等e．O～t2，N2O4的濃度增大f．反應(yīng)過(guò)程中氣體的顏色不變g．建立平衡過(guò)程中，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大14．(2024·連云港期中)汽車(chē)尾氣主要含有一氧化碳、一氧化氮等物質(zhì)，是造成城市空氣污染的主要因素之一。在恒溫恒容的密閉容器中，充入等物質(zhì)的量的CO和NO混合氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)，t0時(shí)達(dá)到平衡，測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中CO2的體積分?jǐn)?shù)與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。(1)a處v正_>__(填“>”“<”或“＝”)b處v逆。(2)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%。(3)能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_AC__(填字母)。A．CO的濃度與CO2的濃度均不再變更B．混合氣體密度保持不變C．反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變D．CO和NO的濃度之比保持不變解析：(1)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度降低，正反應(yīng)速率減慢，a處v正>b處v正；b處反應(yīng)達(dá)到平衡，b處v正＝b處v逆，所以a處v正>b處v逆。(2)2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)初始/molaa00轉(zhuǎn)化/mol2x2x2xx平衡/mola－2xa－2x2xxeq\f(2x,2a－x)＝0.5，x＝0.4a，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.8a,a)×100%＝80%。(3)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，各物質(zhì)的濃度保持不變，CO的濃度與CO2的濃度均不再變更，說(shuō)明反應(yīng)確定達(dá)到平衡狀態(tài)，故A選；反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，容器體積不變，密度是恒量，混合氣體密度保持不變，反應(yīng)不愿定平衡，故B不選；反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不同，容器體積不變，壓強(qiáng)是變量，反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，反應(yīng)確定達(dá)到平衡狀態(tài)，故C選；若投料比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則CO和NO的濃度之比是恒量，CO和NO的濃度之比保持不變，反應(yīng)不愿定平衡，故D不選。15．(2024·山西長(zhǎng)治市期中)在體積為2L的恒溫密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，確定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變更如圖所示。(1)前10min，v(CO2)＝_0.037_5__mol·L－1·min－1。(2)能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_bd__(填字母)。a．反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為11(即圖中交叉點(diǎn))b．混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變更而變更c(diǎn)．單位時(shí)間內(nèi)生成1molH2O，同時(shí)生成1molCH3OHd．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間的變更而變更e．混合氣體的密度不隨時(shí)間的變更而變更f．CO2和CH3OH的反應(yīng)速率之比為11(3)反應(yīng)前與平衡時(shí)的壓強(qiáng)之比為_(kāi)85__。(4)平衡混合氣體中CO2(g)和H2(g)的質(zhì)量之比是_223__。(5)平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為75%。解析：(1)由圖像可知，前10min，CO2的物質(zhì)的量削減了(1.00－0.25)mol＝0.75mol，則v(CO2)＝eq\f(0.75mol,2L×10min)＝0.0375mol·L－1·min－1。(2)反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為11(即圖中交叉點(diǎn))之后CO2的物質(zhì)的量照舊在減小，CH3OH接著增加，說(shuō)明反應(yīng)未達(dá)到平衡，a不符合題意；由方程式CO