化学选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡第1课时综合训练题

第1课时 化学平衡状态

A　级·基础达标练

一、选择题

1．下列各组两个反应互为可逆反应的是(　C　)

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

解析：可逆反应必须是在同一条件下同时向两个方向进行的反应。

2．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是(　A　)

A．容器内的温度不再变化

B．容器内的压强不再变化

C．相同时间内，断开H—H的数目和生成N—H的数目相等

D．容器内气体的浓度c(N2)︰c(H2)︰c(NH3)＝1︰3︰2

解析：A选项，温度不再变化，说明正反应放出的热量等于逆反应吸收的热量，即正、逆反应速率相等，可以表明反应达到平衡状态，所以正确；B选项，该容器为恒压容器，因此不论是否达到平衡状态，压强均不发生变化，所以错误；C选项，断开H—H和生成N—H均表示的是正反应，因此不能表明反应达到平衡状态，所以错误；D选项，容器内气体的浓度c(N2)︰c(H2)︰c(NH3)＝1︰3︰2，不表示各物质浓度不再发生变化，因此不能表明反应达到平衡状态，所以错误。

3．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(　A　)

解析：四个选项中，只有选项A始终都满足v(正)＝v(逆)，即反应处于平衡状态。

4．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　)

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

5．一定温度下，对可逆反应A(g)＋2B(g)3C(g)的下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是(　A　)

A．C生成的速率与C分解的速率相等

B．单位时间内消耗a mol A，同时生成3a mol C

C．容器内的压强不再变化

D．混合气体的物质的量不再变化

解析：单位时间内消耗a mol A，同时生成3a mol C，同为正反应方向，不能说明反应达到平衡状态；该反应前后气体物质的量不变，故容器内的压强和混合气体的物质的量始终不变。

6．在恒温下的密闭容器中，有可逆反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH<0，不能说明反应已达到平衡状态的是(　A　)

A．正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等

B．反应器中压强不随时间变化而变化

C．混合气体颜色深浅保持不变

D．混合气体平均相对分子质量保持不变

解析：A 项中正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等时，二者之比不符合化学方程式中相应的化学计算数之比，所以不能说明已达到平衡状态。

7．一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是(　C　)

A．混合气体的密度不再变化

B．反应容器中Y的质量分数不变

C．X的分解速率与Y的消耗速率相等

D．单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X

解析：X的分解速率与Y的消耗速率之比为2︰1时，才能说明反应达到平衡状态，故C项中反应未达到平衡状态。

8．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)达到平衡状态的标志是(　C　)

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

解析：由于m、n、p、q的关系未知，所以压强不变无法判断该反应是否达到平衡状态；在整个平衡建立过程中，同一反应方向的各物质化学反应速率之比均等于相应化学计量数之比。

9．可逆反应2NO22NO＋O2在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(　A　)

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

④混合气体的颜色不再改变

⑤混合气体的密度不再改变

⑥混合气体的压强不再改变

⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变

A．①④⑥⑦　　 B．②③⑤⑦

C．①③④⑤　　 D．全部

解析：①单位时间内生成n mol O2的同时必消耗2n mol NO2，若同时生成2n mol NO2，说明v(正)＝v(逆)，反应达到平衡状态；②描述的均是正反应方向，无法说明；③同一反应方向的各物质的化学反应速率之比始终等于相应化学计量数之比，故无法说明；④NO2为红棕色的气体，混合气体颜色不变能说明反应体系中NO2浓度一定，说明反应已达到平衡；⑤因ρ＝，反应前后，m、V均不变，ρ也不变，故不能说明反应达到平衡；该反应前后气体分子数不相等，故⑥⑦均能说明反应已达平衡状态。

二、非选择题

10．在一定条件下，将0.01 mol CO和0.01 mol H2O(g)通入1 L密闭容器中，发生反应：CO＋H2O(g)CO2＋H2。

(1)反应刚开始时，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__。

(2)反应过程中，反应物的浓度__减小__(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，正反应速率__减小__；当生成物的浓度__增大__，逆反应速率__增大__。

(3)当正反应速率等于逆反应速率时，反应物的浓度__不变__，生成物的浓度__不变__。

B　级·能力提升练

一、不定项选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)

1．在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已达平衡状态的是(　BC　)

A．混合气体的压强

B．混合气体的平均相对分子质量

C．B的物质的量浓度

D．气体的总物质的量

解析：因反应前后气体分子数不变，故无论反应是否平衡，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变；若反应正向进行，混合气体的质量增大，则混合气体的平均相对分子质量增大，反之减小，故混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态。

2．一定条件下，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(　BC　)

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

解析：由于该反应为反应前后气体体积不变的反应，体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变作为反应达到平衡状态的标志，A错误；混合气体颜色保持不变，说明NO2浓度保持不变，说明反应达到平衡状态，B正确；未达平衡时，SO3与SO2的体积比是一个变量，当该比值保持不变时，可说明反应达到平衡状态，C正确；消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应，D错误。

3．在一定条件下体积不变的密闭容器中，反应2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(g)达到平衡状态的标志是(　A　)

A．单位时间内生成2n mol A，同时生成n mol D

B．容器内压强不随时间而变化

C．单位时间内生成n mol B，同时消耗1.5 n mol C

D．容器内混合气体密度不随时间而变化

解析：单位时间内生成2n mol A，同时生成n mol D，符合v(正)＝v(逆)，反应达平衡状态，单位时间内生成n mol B，同时消耗1.5 n mol C，都是表示逆反应速率，不能判断反应是否达平衡状态；因为反应前后气体总体积不变，则不论反应是否达到平衡，体系的压强始终不变，故压强不变不能作为化学平衡的判定依据；该反应是一个气态反应，在恒容条件下，混合气体的密度始终不变，故密度不变也不能作为化学平衡的判定依据。

4．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(　AC　)

A．x＝2

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

解析： 　　　　3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)

起始/(mol)　　　3　　　1　　　0　　　0

转化/(mol)　　　3a　　　a　　 xa　　　2a

平衡/(mol)　　　3－3a　1－a 　xa　　　2a

由题意得：2a＝0.8，a＝0.4。

＝0.2 mol·L－1，x＝1；B项，2 min内，v(A)＝＝＝0.3 mol·L－1·min－1；C项，α(B)＝×100%＝40%；D项，由于气体的总物质的量只有在平衡时才保持不变，所以混合气体的平均相对分子质量不变能说明该反应达到平衡状态。

5．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(　B　)

解析：B项，对于一个特定的反应，ΔH固定不变，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据；C项，在t1时刻，2v正(N2O4)＝v逆(NO2)，反应达到平衡状态。在恒压容器中，该反应混合气体的密度不变、某一组分的质量分数不变均可说明反应达到平衡状态。

二、非选择题

6．(1)在一定条件下，可逆反应达到平衡状态的本质特征是__正反应速率与逆反应速率相等__，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__C__。

A．3v正(N2)＝v正(H2)

B．v正(H2)＝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__abc__；

②能说明反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到平衡状态的有__abe__；

③能说明反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的有__abce__。

解析：(2)由于在恒容条件下发生反应，且①②③中反应在反应前后气体的质量不变，因此不能用气体的密度变化来判断反应是否处于化学平衡状态。②中反应是一个反应前后气体的体积不变的反应，则反应前后气体的压强保持不变，故不能用压强的变化来判断反应是否处于平衡状态。①中反应涉及物质都是无色气体，因此不能用气体的颜色变化来判断反应是否处于平衡状态。

7．在2 L密闭容器内，800 ℃时发生反应 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的变化曲线的是__b__。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝__1.5×10－3 mol·L－1·s－1__。

(2)能说明该反应已达到平衡状态的是__BC__(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

解析：(1)该反应达到平衡时，n(NO)＝0.007 mol，此时n(NO2)＝0.013 mol，其浓度为0.006 5 mol·L－1，所以表示NO2的变化曲线是b。0～2 s内v(NO)＝＝0.003 mol·L－1·s－1，则v(O2)＝v(NO)＝×0.003 mol·L－1·s－1＝1.5×10－3 mol·L－1·s－1。

8．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__该反应中KI过量，故不能直接检验是否存在I－来证明反应具有一定的可逆性__；改进的方法是__取少量反应后的溶液滴加KSCN溶液，若出现红色，则证明Fe3＋未完全反应__。

(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__取少量反应液，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝，则说明生成了I2__。