人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡优秀课后复习题

第二节 化学平衡

第1课时   化学平衡状态

1.通过溶解和结晶过程的分析，认识化学反应的可逆性，树立变化观念与平衡思想。

2.通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡，形成变化观念与平衡思想。

3.通过领会变化观念与平衡思想，理解并学会判断化学平衡状态的标志。

1.化学平衡的建立

在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下:

以上过程可用下图表示:

2.化学平衡状态

（1）化学平衡状态的概念

在一定条件下的         反应，正反应和逆反应速率         ，反应混合物中                保持不变的状态。

(2)化学平衡状态的特征

探究任务一   可逆反应的应用——极端假设法确定各物质浓度的范围

在密闭容器中进行反应X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，反应达到平衡。可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。

假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)

起始浓度/(mol·L－1)　   0.1　　0.3　　　0.2

改变浓度/(mol·L－1) 　  0.1　　0.1　　　0.2

终态浓度/(mol·L－1) 　  0　　　0.2　　　0.4

假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)

起始浓度/(mol·L－1)　   0.1　　0.3　　　0.2

改变浓度/(mol·L－1) 　  0.1　　0.1　　　0.2

终态浓度/(mol·L－1) 　  0.2　　0.4　　　0

平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0，0.2)，Y2∈(0.2，0.4)，Z∈(0，0.4)。

0＜c(X2)＜0.2 mol·L－1；0.2 mol·L－1＜c(Y2)＜0.4 mol·L－1；0＜c(Z)＜0.4 mol·L－1。

【典例1】在一定体积的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L。当反应达到平衡时，可能存在的数据是    (　　)

A．N2为0.2 mol/L，H2为0.6 mol/L

B．N2为0.15 mol/L

C．N2、H2均为0.18 mol/L

D．NH3为0.4 mol/L

【变式训练1】（2023·广东中山纪念中学月考）在一定条件下，某密闭容器中发生可逆反应2X(g)＋2Y(g)3Z(g)＋2W(g)，X、Y的初始浓度分别为2.5 mol·L－1和2.0 mol·L－1，达平衡后，下列各生成物的浓度数据中肯定错误的是(　　)

A．c(Z)＝1.5 mol·L－1

B．c(Z)＝2.4 mol·L－1

C．c(W)＝1.6 mol·L－1

D．c(W)＝2.0 mol·L－1

探究任务二  化学平衡状态的判断方法

(1)直接标志——“正逆相等”

①υ正=υ逆

a.同一种物质的生成速率等于消耗速率；

b.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率或消耗速率之比等于化学计量数之比；

c.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。

②各组分的浓度保持一定

a.各组分的浓度不随时间的改变而改变；

b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变

(2)间接标志——“变量不变”

①反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。

②对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态

③全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。

④对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等

【典例2】在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应:X(g)+2Y(g)  2Z(g)。此反应达到化学平衡的标志是 (　　)

A.容器内气体密度不随时间变化

B.容器内各物质的浓度不随时间变化

C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2

D.单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z

【变式训练2】一定温度下的恒容密闭容器中，下列叙述不能作为可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡状态的标志的是　　　　　　。

①C的生成速率与C的消耗速率相等　②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B　③A、B、C的浓度不再变化　④C的物质的量不再变化　⑤混合气体的总压强不再变化　⑥混合气体的总物质的量不再变化　⑦单位时间消耗a mol A，同时生成3a mol B　⑧A、B、C的分子数之比为1∶3∶2

1.下列各组两个反应互为可逆反应的是(　　)

①2H2+O22H2O与2H2O2H2↑+O2↑

②H2SO4(浓)+2HBr==2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O==2HBr+H2SO4

③2NO2==N2O4与N2O4==2NO2

④2SO2+O22SO3与2SO32SO2+O2

A.①② B.②③ C.③④ D.②④

2．在平衡体系2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)中通入18O组成的氧气，重新达到平衡后，则18O(　　)

A．只存在于O2中

B．只存在于NO2中

C．只存在于O2和NO2中

D．存在于NO、O2、NO2中

3. 在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下叙述错误的是(　　)

A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零

B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零

C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定

D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定

4．在一定温度下，反应2NO2N2O4在固定体积的容器中达平衡的标志是(　　)

A．单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数

B．数值上v(NO2生成)＝2v(N2O4消耗)

C．混合气体的颜色不随时间的变化而变化

D．密度不随时间的变化而变化

5.（2023·山东东营胜利一中月考）一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，则下列判断正确的是(　　)

A.c1∶c2=3∶1

B.平衡时，生成Y和Z的速率之比为2∶3

C.X、Y的转化率不相等

D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1

6.一定条件下，下列方法能证明可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，一定达到平衡状态的是　。

①单位时间内消耗n mol N2的同时生成2n mol NH3；

②3NA个H—H断裂的同时有6NA个N—H断裂；

③N2与NH3的体积分数相等；

④v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2；

⑤c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2；

⑥温度和体积一定时，N2的浓度不再变化；

⑦混合气体的总物质的量不再变化；

⑧v正(N2)=v逆(NH3)。

1. 对于某一可逆反应，在不同条件下的平衡状态中，正、逆反应速率的关系是(　　)

2.在密闭容器中进行反应X2(g)+3Y2(g)2Z(g)，X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.4 mol·L-1，当平衡时，下列数据肯定不正确的是 (　　)

A.X2的物质的量为0.4 mol·L-1，Y2的物质的量为1.2 mol·L-1

B.Y2的物质的量为1.0 mol·L-1

C.X2的物质的量为0.3 mol·L-1，Z的物质的量为0.2 mol·L-1　

D.Z的物质的量为0.6 mol·L-1

3. 某反应进行过程中，各物质物质的量的变化情况如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．C、D是生成物

B．反应的化学方程式：2A＋B2C

C．2 min后各物质的物质的量不再变化

D．该反应不是可逆反应

4．一定条件下，可逆反应2AB＋3C，在下列四种状态中处于平衡状态的是(　　)

5.（2023·河北石家庄二中检测）已知N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0，现将1 mol N2O4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(　　)

6. 在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qQ(g)(m、n、p、q为任意整数)达到平衡时的标志是(　　)

①体系的压强不再改变　②体系的温度不再改变　③各组分的浓度不再改变　④各组分的质量分数不再改变　⑤反应速率vA∶vB∶vC∶vQ＝m∶n∶p∶q　⑥单位时间内m mol A断键的同时有p mol C也断键

A．③④⑤⑥   B．①③④⑤

C．②③④⑥   D．①③④⑥

7．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(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H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。

①2v(NH3)＝v(CO2)　②密闭容器中总压强不变　③密闭容器中混合气体的密度不变　④密闭容器中氨气的体积分数不变　⑤密闭容器中c(NH3)不变能判断该反应已经达到化学平衡的是(　　)

A．②③⑤ B．②③④

C．①④⑤ D．全部

8. (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　　　　　。 

9．（双选）一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8 kJ·mol，下列能说明反应达到平衡状态的是(　　)

A．体系压强保持不变

B．混合气体颜色保持不变

C．SO3和SO2的体积比保持不变

D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2

10．可逆反应：2NO22NO＋O2在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(　　)

①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2

②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO

③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态

⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的压强不再改变的状态

⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A．①④⑥⑦   B．②③⑤⑦

C．①③④⑤   D．全部

11．恒温、恒压下，a mol A和b mol B在一个容积可变的容器中发生如下反应：A(g)＋2B(g)2C(g)，一段时间后达到平衡，生成n mol C，则下列说法中正确的是(　　)

A．物质A、B的转化率之比为a∶b

B．起始时刻和达到平衡后容器中的压强比为(a＋b)∶(a＋b－)

C．若起始时放入2a mol A和2b mol B，则达到平衡时生成2n mol C

D．当v正(A)＝2v逆(B)时，可确定反应达到平衡

12. （2023·广东汕头潮阳实验学校月考）在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol·L－1。下列判断错误的是(　　)

A．x＝1

B．2 min内A的反应速率为0.3 mol·L－1·min－1

C．B的转化率为50%

D．若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应达到平衡状态

13．在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH＜0，n(NO)随时间的变化如下表：

(1)下图中表示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＝______。

(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。

A．v(NO2)＝2v(O2)

B．容器内压强保持不变

C．v逆(NO)＝2v正(O2)

D．容器内密度保持不变

14. 某研究性小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度，在一定条件下会达到“平衡状态”。取5 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液于试管中，滴加0.1 mol·L－1 FeCl3溶液2 mL，发生如下反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。为证明该反应具有可逆性且具有限度，他们设计了如下实验：

①取少量反应液，滴加AgNO3溶液，发现有少量黄色沉淀(AgI)，证明反应物没有反应完全；

②再取少量反应液，加入少量CCl4振荡，发现CCl4层显浅紫色，证明萃取到了I2，即有I2生成。综合①②的结论，他们得出该反应具有一定的可逆性，在一定条件下会达到反应限度。

(1)老师指出他们上述实验中①不合理，你认为他的理由是__________________________________；改进的方法是______________________________。

(2)有人认为步骤②适合检验生成I2较多的情况，还有一种简便方法可以灵敏地检验是否生成了I2，这种方法是_________________________________________________________________。