2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡3-1化學(xué)平衡狀態(tài)課后作業(yè)含解析新人教版選修4_第1頁(yè)
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PAGEPAGE6化學(xué)平衡狀態(tài)eq\o(\s\up17(作業(yè)時(shí)限:45分鐘作業(yè)滿分:100分),\s\do5())一、選擇題(每小題4分,每小題有1個(gè)正確選項(xiàng),共44分)1.肯定條件下反應(yīng):2AB(g)A2(g)+B2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)記是(D)A.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA2,同時(shí)消耗2nmolABB.容器內(nèi)三種氣體AB、A2、B2共存C.AB的消耗速率等于A2的消耗速率D.容器中各組分的體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間變更解析:A項(xiàng),生成A2和消耗AB表示的是同一反應(yīng)方向,不能表明反應(yīng)是否達(dá)到平衡;B項(xiàng),可逆反應(yīng)無(wú)論是否達(dá)到平衡,反應(yīng)物和生成物均共存,故B項(xiàng)不能確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡;C項(xiàng),若AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍,才能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡;D項(xiàng),容器中各組分的體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間變更而變更,說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。2.在肯定溫度下的定容容器中,當(dāng)下列哪些物理量不再發(fā)生變更時(shí),表明反應(yīng)A(g)+2B(g)C(g)+D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(B)①混合氣體的壓強(qiáng)②混合氣體的密度③B的物質(zhì)的量濃度④混合氣體總物質(zhì)的量⑤混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量⑥v(C)與v(D)的比值⑦混合氣體總質(zhì)量⑧混合氣體總體積A.①②③④⑤⑥⑦⑧ B.①③④⑤C.①②③④⑤⑦ D.①③④⑤⑧解析:由于反應(yīng)物、生成物全部是氣體,依據(jù)質(zhì)量守恒,不論是否達(dá)到平衡,氣體總質(zhì)量保持不變,⑦不正確;由于是定容容器,反應(yīng)中氣體的密度保持不變,②不正確,⑧不正確;無(wú)論是否達(dá)到平衡,反應(yīng)速率比值總是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,⑥不正確。3.下列關(guān)于化學(xué)平衡狀態(tài)的說(shuō)法中正確的是(B)A.變更外界條件不能改變更學(xué)平衡狀態(tài)B.當(dāng)某反應(yīng)在肯定條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率保持不變時(shí)即達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)C.當(dāng)某反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)不再變更時(shí),該反應(yīng)肯定達(dá)到平衡狀態(tài)D.當(dāng)某反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度肯定相等解析:A.變更外界條件可以改變更學(xué)平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;B.當(dāng)某反應(yīng)在肯定條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率保持不變時(shí)即達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài),B正確;C.當(dāng)某反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)不再變更時(shí),對(duì)于體積不變的反應(yīng)不肯定達(dá)到平衡狀態(tài),C錯(cuò)誤;D.當(dāng)某反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度保持不變,不肯定相等,D錯(cuò)誤;答案選B。4.對(duì)于反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)在溫度肯定時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)φ(NO2)隨壓強(qiáng)的變更狀況如圖所示(實(shí)線上的點(diǎn)為對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)下的平衡點(diǎn)),下列說(shuō)法正確的是(D)A.A、C兩點(diǎn)的正反應(yīng)速率的關(guān)系為v(A)>v(C)B.A、B、C、D、E各狀態(tài)中,v(正)<v(逆)的是狀態(tài)EC.維持p1不變,E→A所需時(shí)間為x;維持p2不變,D→C所需時(shí)間為y,則x<yD.使E狀態(tài)從水平方向到達(dá)C狀態(tài)后,再沿平衡曲線到達(dá)A狀態(tài),從理論上講,可選用的條件是從p1突然加壓到p2,再由p2無(wú)限緩慢降壓至p1解析:在有氣體參與的反應(yīng)體系中,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率增大,A點(diǎn)的壓強(qiáng)小于C點(diǎn),故反應(yīng)速率v(A)<v(C),A項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖像可知,A、B、C表示達(dá)到平衡狀態(tài),故v(正)=v(逆),E點(diǎn)表示向正向進(jìn)行,v(正)>v(逆),D點(diǎn)表示向逆向進(jìn)行,v(正)<v(逆),B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于p2>p1,故在p2時(shí)反應(yīng)速率大于p1時(shí),因此,達(dá)到平衡的時(shí)間比p1要短,y<x,C項(xiàng)錯(cuò)誤。5.在肯定溫度下的固定容積的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是(D)A.反應(yīng)中H2O與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1,且保持不變B.混合氣體的密度不隨時(shí)間的變更而變更C.單位時(shí)間內(nèi)每消耗1.2molH2,同時(shí)生成0.4molH2OD.CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變解析:A.反應(yīng)中H2O與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1,且保持不變,不能說(shuō)明各自的量不再隨時(shí)間的變更而變更,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.容器的體積不變,氣體質(zhì)量是守恒的,則混合氣體的密度始終不變,現(xiàn)在不隨時(shí)間的變更而變更,不能說(shuō)明已經(jīng)達(dá)平衡狀態(tài),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.單位時(shí)間內(nèi)每消耗1.2molH2,向正方向,同時(shí)生成0.4molH2O,也向正方向,不能反映正逆反應(yīng)之間的關(guān)系,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.未平衡時(shí)CO2的體積分?jǐn)?shù)是個(gè)變更的量,現(xiàn)在混合氣體CO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變,說(shuō)明已經(jīng)平衡了,選項(xiàng)D正確。答案選D。6.在肯定溫度下,容器內(nèi)某一反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變更的曲線如右圖所示,下列表述正確的是(D)A.反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MNB.t2時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等,達(dá)到平衡C.t3時(shí),正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率D.t1時(shí),N的濃度是M濃度的2倍解析:由曲線可知,N物質(zhì)的量削減,是反應(yīng)物;M物質(zhì)的量增加,是生成物,A不正確。橫軸t2對(duì)應(yīng)縱軸數(shù)值為4,縱軸是物質(zhì)的量軸,不是速率軸,B不正確。t3時(shí)刻以后,M、N物質(zhì)的量不再變更,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),v(正)=v(逆),C不正確。t1時(shí)刻,N的物質(zhì)的量為6mol,M的物質(zhì)的量為3mol,D正確。7.在一個(gè)定容的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反應(yīng)過(guò)程中的某一時(shí)間SO2、O2和SO3的濃度分別為0.1mol·L-1、0.05mol·L-1和0.3mol·L-1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)可能存在的數(shù)據(jù)正確的是(D)A.c(SO2)=0.35mol·L-1c(SO3)=0.35mol·L-1B.c(O2)=0.2mol·L-1C.c(SO2)+c(SO3)=0.15mol·L-1D.c(SO3)+c(O2)=0.3mol·L-1解析:SO2與SO3不行能同時(shí)增大,A不行能。若反應(yīng)逆向進(jìn)行建立平衡,使0.3mol·L-1的SO3全部反應(yīng)完,共有SO20.4mol·L-1,O20.2mol·L-1,但在可逆反應(yīng)中,任何一種物質(zhì)的濃度不行能為0,所以B不行能。對(duì)于C選項(xiàng),最簡(jiǎn)潔的解法是抓住S原子守恒,由題意可知,無(wú)論何時(shí)都會(huì)有c(SO2)+c(SO3)=0.4mol·L-1,所以C選項(xiàng)不對(duì)。對(duì)于D選項(xiàng),要通過(guò)化學(xué)方程式計(jì)算。首先由于SO3的濃度是0.3mol·L-1時(shí)O2的濃度是0.05mol·L-1(兩者的和大于0.3),所以反應(yīng)必需逆向移動(dòng)才可能使兩者之和為0.3mol·L-1。設(shè)有xmol·L-1SO3分解,則其生成的O2必為eq\f(x,2)mol·L-1,則列出方程:(0.3-x)+(0.05+eq\f(x,2))=0.3,得x=0.1mol·L-1,所以當(dāng)該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)時(shí)有0.1mol·L-1SO3分解(剩余0.2mol·L-1的SO3,生成0.05mol·L-1的O2),此時(shí),O2的濃度為0.1mol·L-1,兩者濃度之和為0.3mol·L-1,故D正確。8.對(duì)于可逆反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列敘述正確的是(A)A.達(dá)到平衡時(shí):4v正(O2)=5v逆(NO)B.若單位時(shí)間內(nèi)生成xmolNO的同時(shí),消耗xmolNH3,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C.達(dá)到平衡時(shí),若增大容器容積,則正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大D.化學(xué)反應(yīng)的速率關(guān)系是:2v正(NH3)=3v逆(H2O)解析:達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)v正=v逆,當(dāng)v正(O2)∶v逆(NO)=5∶4時(shí)說(shuō)明v正=v逆,反應(yīng)達(dá)到平衡,A項(xiàng)正確;單位時(shí)間內(nèi)生成xmolNO,必定消耗xmolNH3,不肯定達(dá)到平衡,B項(xiàng)錯(cuò)誤;增大容積,則壓強(qiáng)減小,正、逆反應(yīng)速率都減慢,C項(xiàng)錯(cuò)誤;達(dá)到平衡時(shí)存在3v正(NH3)=2v逆(H2O),D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.下列各反應(yīng)都在密閉容器中進(jìn)行,“混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變更”不能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(D)A.2NO2(g)N2O4(g)B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)D.I2(g)+H2(g)2HI(g)10.肯定溫度下,在固定容積的密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng),mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),當(dāng)m、n、p、q為隨意正整數(shù)時(shí),下列狀態(tài)肯定能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡的是(A)①體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變更②體系的密度不再發(fā)生變更③各組分的物質(zhì)的量濃度不再變更④各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再變更⑤反應(yīng)速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶qA.③④ B.②③④C.①②③④ D.①②③④⑤解析:若m+n=p+q時(shí),反應(yīng)過(guò)程中,體系壓強(qiáng)始終不變,①不符合要求;ρ=eq\f(m總,V總),m總、V總不變,則體系密度在反應(yīng)過(guò)程中始終不變,故②也不符合要求;反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)速率始終滿意v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,故⑤不符合要求,只有③④能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡。11.已知熱化學(xué)方程式:SO2(g)+eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)ΔH=-98.32kJ·mol-1,在容器中充入2molSO2和1molO2,充分反應(yīng),最終放出的熱量(C)A.=196.64kJ B.=98.32kJC.<196.64kJ D.>196.64kJ解析:熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是指反應(yīng)物按所給形式完全進(jìn)行時(shí)的反應(yīng)熱。2molSO2和1molO2假如徹底反應(yīng)則應(yīng)放出196.64kJ的熱量,而該反應(yīng)為可逆反應(yīng),所以放出的熱量小于196.64kJ。二、非選擇題(共56分)12.(8分)下列①~⑩的說(shuō)法中可以說(shuō)明2HI(g)H2(g)+I(xiàn)2(g),已達(dá)到平衡狀態(tài)的是①②⑦⑨。①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolH2的同時(shí)生成2nmolHI;②一個(gè)H-H鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)H-I鍵斷裂;③質(zhì)量分?jǐn)?shù):w(HI)=w(I2);④反應(yīng)速率v(H2)=v(I2)=eq\f(1,2)v(HI)時(shí);⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1;⑥溫度和體積肯定時(shí),容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變更;⑦溫度和體積肯定時(shí),生成物濃度不再變更;⑧條件肯定,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變更;⑨溫度和體積肯定時(shí),混合氣體的顏色不再變更;⑩溫度和壓強(qiáng)肯定時(shí),混合氣體的密度不再變更。13.(14分)肯定條件下,可逆反應(yīng)A2+B22C達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài),經(jīng)測(cè)得平衡時(shí)c(A2)=0.5mol·L-1,c(B2)=0.1mol·L-1,c(C)=1.6mol·L-1。若A2、B2、C的起始濃度分別用amol·L-1、bmol·L-1、cmol·L-1表示,請(qǐng)回答:(1)a、b應(yīng)滿意的關(guān)系是a-b=0.4。(2)a的取值范圍是0.4≤a≤1.3。解析:(1)設(shè)反應(yīng)的A2為xmol·L-1,則c(A2)=amol·L-1-xmol·L-1=0.5mol·L-1,c(B2)=bmol·L-1-xmol·L-1=0.1mol·L-1,a-b=0.4。(2)c(C)=0時(shí),a取最大值,此時(shí)a=0.5+0.8=1.3;c(B2)=0時(shí),a取最小值,此時(shí)a=0.5-0.1=0.4。a的取值范圍是:0.4≤a≤1.3。14.(14分)恒溫恒容下,將2molA氣體和2molB氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)剩余1.2molB,并測(cè)得C的濃度為1.2mol·L-1。(1)從起先反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài),生成C的平均反應(yīng)速率為0.6_mol·L-1·min-1。(2)x=3。(3)下列各項(xiàng)可作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)記的是BD。A.壓強(qiáng)不再變更B.氣體密度不再變更C.A的消耗速率與B的消耗速率之比為2∶1D.A的百分含量保持不變解析:(1)v(C)=eq\f(1.2mol·L-1,2min)=0.6mol·L-1·min-1。(2)Δn(C)=1.2mol·L-1×2L=2.4mol,Δn(B)=2mol-1.2mol=0.8mol,Δn(C)∶Δn(B)=2.4mol∶0.8mol=x∶1,x=3。(3)A項(xiàng),x=3,該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡,壓強(qiáng)均不會(huì)變更;B項(xiàng),氣體的密度不再變更,而氣體的體積不變,說(shuō)明氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變更,由于D為固體,故氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變更,說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);C項(xiàng),A的消耗速率與B的消耗速率表示的反應(yīng)方向一樣,不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡;D項(xiàng),A的百分含量保持不變,說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡。15.(20分)將肯定量的SO2和含0.7mol氧氣的空氣(忽視CO2)放入肯定體積的密閉容器中,550℃時(shí),在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng):2SO2+O2eq\o(,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))2SO3(正反應(yīng)放熱)。反應(yīng)達(dá)到平衡后,將容器中的混合氣體通過(guò)過(guò)量NaOH溶液,氣體體積減小了21.28L;再將剩余氣體通過(guò)焦性沒(méi)食子酸的堿性溶液汲取O2,氣體的體積又減小了5.6L(以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積

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