高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡第1课时达标测试

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡第1课时达标测试，共12页。试卷主要包含了在一密闭容器中进行反应，4 ml/L,O2为0，可逆反应等内容，欢迎下载使用。
第二节　化学平衡第1课时　化学平衡状态基础过关练题组一　化学平衡状态的含义与特征1.(2020安徽蚌埠五中高二上期中)在一定条件下,使SO2和O2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是(　　)A.反应开始时,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,最后为零C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变2.一定条件下,向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO,发生反应:NO(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g),测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示,其中处于化学平衡状态的是(　　)A.d　 B.b　 C.c　 D.a3.(2020北京高二上期末)已知298 K时,合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.0 kJ·mol-1,将此温度下的1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量(假设测量过程中没有能量损失)(　　)A.一定小于92.0 kJ B.一定大于92.0 kJC.一定等于92.0 kJ D.无法确定4.(2020河北衡水武邑中学高二上月考)在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.3 mol/L。当反应达到平衡时,可能存在的数据是(深度解析)A.SO2为0.4 mol/L,O2为0.2 mol/LB.SO2、SO3均为0.8 mol/LC.SO3为0.4 mol/LD.SO2为0.35 mol/L题组二　化学平衡状态的判断5.(2020福建泉州高二上期末)甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景。工业上一般采用如下反应合成甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。能说明反应已达到化学平衡状态的是(深度解析)A.容器内CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度之比为1∶3∶1∶1B.生成1 mol H2O,同时消耗3 mol H2C.体系中物质的总质量不变D.恒温恒容下,密闭容器中压强保持不变6.(2020广东汕头金山中学高二上期末)在一个固定容积的密闭容器中,可逆反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)中,当m、n、p、q为任意正整数时,能说明该反应一定达到平衡状态的是(　　)A.气体分子的平均摩尔质量不再发生变化B.各组分的物质的量浓度不再改变C.A与C的质量分数相等D.反应速率vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q7.(2020山东德州高二上期末)可逆反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),在容积不变的密闭容器中进行,下列能说明该反应达到平衡状态的有(　　)①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO②容器内总压强不再变化③NO2、NO、O2的物质的量浓度之比为2∶2∶1④混合气体的密度不再改变⑤混合气体的颜色不再改变⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变A.2个 B.3个 C.4个 D.5个8.(2020浙江温州高二上期末)反应X(s)+2Y(g) 2W(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0),一定温度下,在恒容的密闭容器中,加入1 mol X和2 mol Y发生反应,下列说法正确的是(　　)A.充分反应后,放出的热量为a kJB.当Y与W的物质的量浓度之比为1∶1时,表明该反应一定已达到平衡状态C.当容器内气体的密度不再改变时,表明该反应一定已达到平衡D.当达到平衡状态时,X和Y的转化率之比为1∶29.一定温度下,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　　　　(填“>”“<”或“=”)v逆,理由是　      。 能力提升练题组一　化学平衡状态的建立与综合分析1.(2020江西南昌高二上月考,)汽车尾气在催化剂的作用下脱硝脱碳的主要原理为2NO+2CO N2+2CO2。在一定条件下的密闭容器中,用传感器测得该反应在不同时间NO、CO浓度如下表。下列说法正确的是(　　)时间/s012345c(NO)/mol·L-19.50×10-34.50×10-32.50×10-31.50×10-31.50×10-31.50×10-3c(CO)/mol·L-19.00×10-34.00×10-32.00×10-31.00×10-31.00×10-31.00×10-3A.反应前2 s内的平均反应速率为v(N2)=3.5×10-3 mol·L-1·s-1B.当2v正(NO)=v逆(N2)时,说明反应已达到化学平衡状态C.该反应在3~5 s内的平均反应速率为0D.由表中数据可知,反应到3 s时达到平衡状态,此时反应已经停止2.(2019北京四中高二上期末,)将0.2 mol·L-1的KI溶液和0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合,充分反应后,取混合溶液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡2Fe3++2I- 2Fe2++I2的是(　　)实验编号实验操作实验现象①滴入KSCN溶液溶液变为红色②滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成③滴入K3[Fe(CN)6]溶液有蓝色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液变为蓝色A.①      B.②和④ C.③和④ D.①和②3.(2020河北唐山高二上期末,)298 K时,将10 mL a mol·L-1 Na3AsO3溶液、10 mL a mol·L-1 I2溶液和10 mL NaOH溶液混合,发生反应:As(aq)+I2(aq)+2OH-(aq) As(aq)+2I-(aq)+H2O(l),溶液中c(I-)与反应时间(t)的关系如图所示。下列不能判断反应达到平衡状态的是(　　)A.溶液的pH不再变化B.v正(I-)=2v逆(As)C.不再变化D.c(As)=2b mol·L-14.()一定温度下,在恒容密闭容器中充入CO和H2,发生反应:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)　ΔH<0。下列图像符合实际且t0时达到平衡状态的是(　　)  题组二　化学平衡的简单计算5.(2020云南玉溪一中高二上期中,)已知合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1,在恒温恒容的密闭容器中通入2 mol N2和6 mol H2,达到平衡时放出热量73.6 kJ,则N2的转化率为(　　)A.40%  B.80%       C.30% D.60%6.()100 ℃时,把0.5 mol N2O4通入容积为5 L的真空密闭容器中,立即出现红棕色。反应进行到2 s时,NO2的浓度为0.02 mol·L-1。60 s时,反应已达到平衡状态,此时容器内的压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是(深度解析)A.0~2 s内用N2O4表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1B.在2 s时容器内的压强为开始时的1.1倍C.平衡时,n(N2O4)=0.25 molD.平衡时,N2O4的转化率为40%7.(2020浙江温州高二上期末,)已知:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH<0,在1 L密闭容器中分别加入0.50 mol CH4和1.0 mol NO2,保持温度不变,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据如下表所示。下列说法不正确的是(　　)时间/min01020304050n(CH4)/mol0.500.350.250.170.100.10 A.0~20 min内,NO2的反应速率为0.025 mol·L-1·min-1B.随着反应的进行,反应物的浓度降低,反应速率减慢C.由实验数据可知,该反应在40 min时才达到平衡状态D.达到平衡时,二氧化氮的转化率与甲烷的转化率相等    答案全解全析基础过关练1.B　在一定条件下,反应开始时,反应物的浓度最大,正反应速率最大,生成物的浓度为零,逆反应速率为零,A正确;随着反应的进行,反应物的浓度降低,可逆反应不能进行到底,则正反应速率最后不为零,B错误;随着反应的进行,生成物的浓度增大,逆反应速率逐渐增大,最后不变,正、逆反应速率相等,C正确;随着反应的进行,反应物的浓度减小,正反应速率逐渐减小,最后不变,D正确。2.A　由题图可知,a、b、c的正反应速率均大于逆反应速率,都未达到平衡状态;只有d的正、逆反应速率相等,故处于化学平衡状态的是d,A正确。3.A　可逆反应不能进行到底,故放出的热量一定小于92.0 kJ。4.D　　　　　2SO2(g)　+　O2(g)　 　2SO3(g)某时刻 0.1 mol/L　　 0.05 mol/L　 0.3 mol/L极限转化 0.4 mol/L　   0.2 mol/L　　0极限转化 0　　　　      0　　　　　0.4 mol/L该反应为可逆反应,物质浓度范围:0<c(SO2)<0.4 mol/L,0<c(O2)<0.2 mol/L,0<c(SO3)<0.4 mol/L。反思升华　化学平衡的建立,既可以从正反应开始,也可以从逆反应开始,无论从哪个方向开始,物质都不能完全反应,利用极限法假设物质完全反应,计算出相应物质的变化量,实际变化量小于极限值。5.D　容器内CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度之比为1∶3∶1∶1时,无法判断各组分的浓度是否变化,无法判断是否达到平衡状态,A错误;生成1 mol H2O,同时消耗3 mol H2,表示的都是正反应速率,无法判断是否达到平衡状态,B错误;体系中物质的总质量为定值,体系中物质总质量不变无法说明达到平衡状态,C错误;该反应反应前后有气体体积差,压强为变量,当恒容密闭容器中压强保持不变时,表明正、逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,D正确。规律方法　化学平衡状态的判断依据——“正逆相等,变量不变”(1)正反应速率与逆反应速率相等,且不为0,即v正=v逆≠0。①对于同一物质,该物质的生成速率等于它的消耗速率;②对于不同物质,化学反应速率之比等于化学方程式中其相应的化学计量数之比,但必须是不同方向的反应速率。(2)反应混合物中各组分的含量保持不变。6.B　若m+n=p+q,反应前后气体的总物质的量不变,且各反应物与生成物都是气体,则混合气体的平均摩尔质量始终不变,不能根据气体分子的平均摩尔质量判断反应是否达到平衡状态,A错误;各组分的物质的量浓度不再改变,表明正、逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,B正确;A与C的质量分数相等时,正、逆反应速率不一定相等,无法判断反应是否达到平衡状态,C错误;反应速率始终满足vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q,无法据此判断反应是否达到平衡状态,D错误。7.B　①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO,都代表正反应速率,不能判断反应是否达到平衡状态,错误;②该反应反应前后有气体体积差,反应过程中,混合气体的物质的量发生变化,容器内总压强不再变化能说明反应达到化学平衡状态,正确;③NO2、NO、O2的物质的量浓度为2∶2∶1时不一定是平衡状态,错误;④无论反应是否达到平衡状态,混合气体的质量不变,容器的容积不变,混合气体的密度始终不变,密度不变不能说明反应达到平衡状态,错误;⑤混合气体的颜色不再改变,说明NO2气体的浓度不变,能说明反应达到平衡状态,正确;⑥该反应反应前后有气体体积差,反应过程中,混合气体的物质的量一直变化,混合气体质量不变,所以混合气体的平均相对分子质量一直在变,当其不再变化时,说明反应达到平衡状态,正确。8.C　可逆反应中反应物不能完全转化为生成物,则充分反应后,放出的热量小于a kJ,A错误;不能确定平衡时Y与W的物质的量浓度之比,B错误;X为固体,反应过程中气体的质量一直在变化,容器的容积不变,当反应达到平衡状态时,气体的质量不再变化,则容器内气体的密度不变时能说明反应达到平衡状态,C正确;按照化学计量数之比加入原料,X和Y的转化率相等,D错误。9.答案　(1)2N M　(2)n(M)=n(N)　否　(3)=　M和N的物质的量不再随时间发生变化,所以反应已达到平衡状态解析　(1)当N减少6 mol时,M增加3 mol,所以化学方程式为2N M。(2)t2时刻,n(M)=n(N)=4 mol,t2时刻后,N的物质的量继续减小,M的物质的量继续增加,故反应未达到平衡状态。(3)t3时刻,M和N的物质的量均不再发生变化,此时反应已达到平衡状态。能力提升练1.C　前2 s内Δc(CO)=7.00×10-3 mol·L-1,则Δc(N2)=3.50×10-3 mol·L-1,v===1.75×10-3 mol·L-1·s-1,A错误;平衡时应有v正(NO)=2v逆(N2),则当2v正(NO)=v逆(N2)时,反应未达平衡状态,B错误;3 s时反应达平衡状态,所以该反应在3~5 s内浓度变化量为0,平均反应速率为0,C正确;化学平衡是动态平衡,所以3 s后反应仍在进行,D错误。2.A　将0.2 mol·L-1的KI溶液和0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,I-过量,若不是可逆反应,Fe3+全部转化为Fe2+,则溶液中无Fe3+,故只需要证明溶液中含Fe3+即可。①向溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红,则说明溶液中有Fe3+,能说明反应存在化学平衡,正确;②向溶液中滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成,充分反应后的溶液中I-过量,无论是否存在平衡,都会有黄色沉淀生成,所以不能说明反应存在平衡,错误;③无论反应存不存在平衡,溶液中均存在Fe2+,滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀生成,错误;④无论反应存不存在平衡,溶液中均有I2,滴入淀粉溶液,溶液变为蓝色不能证明反应存在化学平衡,错误。3.D　OH-参加反应导致溶液中pH发生变化,当溶液的pH不再变化时,说明溶液中c(OH-)不变,反应达到平衡状态;当v正(I-)=2v逆(As)时,碘离子的正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态;随着反应的进行,增大,当不变时,说明各离子浓度不变,反应达到平衡状态;c(As)=2b mol·L-1时该反应没有达到平衡状态。4.D　该反应中气体总质量、容器容积为定值,则密度始终不变,题图A不符合实际,错误;初始CH3OH的体积分数应该为0,题图B与实际不符,错误;2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)为反应前后有气体体积差的反应,混合气体总质量为定值,反应过程中混合气体的物质的量逐渐减小,则混合气体的平均摩尔质量逐渐增大,题图C与实际不符,错误;2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)为反应前后有气体体积差的反应,反应过程中压强逐渐减小,当压强不再变化,如t0时,表明反应达到平衡状态,D正确。5.A　反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1,达到平衡时放出热量73.6 kJ,由化学方程式知,消耗的氮气的物质的量为=0.80 mol,则转化率为×100%=40%。6.B　N2O4和NO2之间存在转化关系:　　　　　　　　　　N2O4(g)　 　2NO2(g)起始物质的量/mol　 0.5　　       0转化物质的量/mol　 0.05　  0.02×52 s时物质的量/mol　 0.5-0.05　  0.02×5v(N2O4)==0.005 mol·L-1·s-1,A项错误;2 s时气体总的物质的量为0.5 mol-0.05 mol+0.02 mol·L-1×5 L=0.55 mol,则2 s时容器内的压强与开始时容器内的压强之比为0.55∶0.5=11∶10,B项正确;反应达到平衡状态时,设有x mol N2O4参加反应,则　　　　　　　　　　N2O4(g)　 　2NO2(g)起始物质的量/mol　 0.5　       0转化物质的量/mol　 x　          2x平衡物质的量/mol　 0.5-x　     2x达到平衡状态时,气体总的物质的量为0.5 mol-x mol+2x mol=(0.5+x) mol,则=1.6,解得x=0.3,平衡体系中含0.2 mol N2O4,C项错误;平衡时,N2O4的转化率为×100%=60%,D项错误。反思升华　应用“三段式”法解题的基本思路①巧设未知数:具体题目要具体分析,灵活设未知数,一般设某物质的转化量为x。②确定三个量:根据反应物、生成物及转化量三者之间的关系代入未知数,确定平衡体系中各物质的起始量、转化量、平衡量并按“模式”列出。③解题设问题:明确了“始”“转”“平”三个量的具体数据,再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等,得出题目答案。7.C　由题表中数据可知20 min内,Δn(CH4)=0.25 mol,则消耗0.50 mol NO2,反应速率v===0.025 mol·L-1·min-1,A正确;反应物浓度越小,反应速率越小,B正确;由题表中数据可知40 min时反应处于平衡状态,但不一定在40 min时才达到平衡,C错误;加入0.50 mol CH4和1.0 mol NO2,二者按化学计量数之比投料,转化率相等,D正确。