化学选修4 化学反应原理第三节 化学平衡第1课时达标测试

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B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零
【解析】 当可逆反应达到化学平衡状态时，v正＝v逆≠0，各组分的浓度(或质量)保持不变，但不一定相等。
【答案】 C
2．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
3．一定条件下，可逆反应2AB＋3C，在下列四种状态中处于平衡状态的是( )
正反应速率 逆反应速率
A．vA＝2 ml/(L·min) vB＝2 ml/(L·min)
B．vA＝2 ml/(L·min) vC＝2 ml/(L·min)
C．vA＝1 ml/(L·min) vB＝2 ml/(L·min)
D．vA＝1 ml/(L·min) vC＝1.5 ml/(L·min)
【解析】 v正与v逆比值等于其化学计量数之比时，说明达到化学平衡状态。
【答案】 D
4．判断A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)是否达到平衡的依据为( )
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．单位时间里生成C和D的物质的量相等
【解析】 假设平衡右移，气体的质量、物质的量均不改变，所以气体压强、体积均不改变，依据ρ＝eq \f(m（气体）,V（气体）)可知，密度也不变，A、B选项均不符合题意；D选项，均是表示正反应速率，不符合题意。
【答案】 C
5．如图是可逆反应X2＋3Y22Z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
6．以下可逆反应，在给定的条件下一定达到了化学平衡状态的是( )
A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)[在混合气体中φ(NH3)＝33.3%]
B．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)(在恒容容器中，容器内压强不再改变)
C．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(在恒压条件下，总质量不再改变)
D．2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(在恒容条件下，气体颜色不再改变)
【解析】 A项中，φ(NH3)＝33.3%，未说明后续是否变化，不能说明达到平衡状态；B项中，对于反应前后气体物质的量不变的反应，p总始终为恒量；C项中，总质量始终为恒量，不能作为判断是否达到平衡状态的依据。
【答案】 D
7．一定温度下，在2 L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
请回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为__。
(2)在t2时刻存在的等量关系是________，此时反应是否达到化学平衡状态？________(填“是”或“否”)。
(3)在t3时刻v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)，理由是__。
【解析】 (1)当N减少4 ml时，M增加2 ml，所以化学方程式为2NM。
(2)t2时刻，n(M)＝n(N)＝4 ml，t2时刻后，N物质的量继续减小，M物质的量继续增加，故仍未达到平衡。
(3)t3时刻时，M和N的物质的量均不再发生变化，所以反应已达到平衡状态。
【答案】 (1)2NM
(2)n(M)＝n(N) 否
(3)＝ M和N的物质的量不再发生变化，所以反应已达到平衡状态，故v正＝v逆
eq \a\vs4\al([能力提升层次（B）])
8．在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：
甲：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g);
乙：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
现有下列状态：①混合气体平均相对分子质量不再改变 ②恒温时，气体压强不再改变 ③各气体组成浓度相等 ④反应体系中温度保持不变 ⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍 ⑥混合气体密度不变 ⑦单位时间内，消耗水蒸气质量与生成氢气质量比为9∶1
其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是( )
A．①②⑤ B．③④⑥
C．⑥⑦ D．④⑤
【解析】 甲容器中，碳为固态，该可逆反应属于反应前后气体体积不相等的反应；乙容器中，反应属于等气体体积反应，气体相对分子质量、密度、压强都始终不变，①②⑥错误；各组分浓度相等，不能判断反应达到平衡状态，③错误；对于任何一个可逆反应，随着反应进行，体系温度会发生变化，当温度不改变时，说明反应达到平衡状态，④正确；生成氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍，经转化，水中氢氧键断裂速率等于生成氢氧键速率，达到平衡状态，⑤正确；消耗水蒸气与生成氢气是同一方向，不能判断达到平衡状态，⑦错误。
【答案】 D
9.对于反应N2O4(g)2NO2(g)在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数φ(NO2)随压强的变化情况如图所示(实线上的对应压强下的平衡点)，下列说法正确的是( )
A．A、C两点的正反应速率的关系为v(A)>v(C)
B．A、B、C、D、E各状态中，v正C．维持P1不变，E→A所需时间为x；维持P2不变，D→C所需时间为y，则xD．使E状态从水平方向到达C状态后，再沿平衡曲线到达A状态，从理论上来讲，可选用的条件是从P1突然加压至P2，再由P2无限缓慢降压至P1
【解析】 在有气体参加的反应体系中，增大压强，反应速率增大，A点的压强小于C点，故反应速率v(A)v逆，D点表示向逆向进行，v正P1，故在P2时反应速率大于P1时，因此，达到平衡的时间比P1要短，y【答案】 D
10．698 K时，向某V L的密闭容器中充入2 ml H2(g)和2 ml I2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＝－26.5 kJ·ml－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)V＝________。
(2)该反应达到最大限度的时间是________，该时间内平均反应速率v(HI)＝________。
(3)该反应达到平衡状态时，________(填“吸收”或“放出”)的热量为________。
【解析】 (1)由图知初始反应时，c(H2)＝c(I2)＝1 ml·L－1，而加入的H2和I2的物质的量均为2 ml，所以V＝2。
(2)反应达到最大限度即达到化学平衡，所需时间为5 s，v(HI)＝eq \f(1.58 ml·L－1,5 s)＝0.316 ml·L－1·s－1。
(3)可逆反应从正反应建立，所以需放出热量。由反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＝－26.5 kJ·ml－1，达到平衡时共生成n(HI)＝1.58 ml·L－1×2 L＝3.16 ml，所以放出的热量为eq \f(26.5 kJ,2 ml)×3.16 ml＝41.87 kJ。
【答案】 (1)2 (2)5 s 0.316 ml·L－1·s－1
(3)放出 41.87 kJ