课时训练7化学平衡状态的建立及标志

课时训练7　化学平衡状态的建立及标志
1.可逆反应达到化学平衡的条件是(　　)。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.逆反应停止进行
B.反应物与生成物的浓度相等
C.正反应与逆反应停止进行
D.正反应和逆反应的速率相等
解析:对可逆反应来说,当反应进行到一定程度时,v(正)=v(逆)≠0,反应物和生成物的质量(或浓度)保持不变,该可逆反应达到了化学平衡状态,故D正确。
答案:D
2.(2011·广州高二检测)在一定温度下,将等物质的量的CO和水蒸气通入恒容密闭容器中,发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),一段时间后反应达到平衡。对该平衡状态描述正确的是(　　)。
A.正反应速率等于零
B.正反应速率大于逆反应速率
C.正反应速率等于逆反应速率
D.正反应速率小于逆反应速率
解析:当反应达到平衡状态时,v(正)=v(逆)≠0,故选C。
答案:C
3.下列说法可以证明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是(　　)。
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
C.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个H—N键形成
解析:A中表示的反应方向相反,正确;B、D中表示的反应方向相同,故B、D错误;C中N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2时未必达到平衡。
答案:A
4.在恒温、恒容下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是(　　)。
A.A(g)+B(g)C(g)
B.A(g)+2B(g)3C(g)
C.A(g)+B(g)C(g)+D(g)
D.以上都达到平衡
解析:A中反应前后气体物质的量不等,恒温恒容下总压强不变,反应达平衡;B、C反应前后气体物质的量相等,不论是否达到平衡总压强不变。
答案:A
5.在恒温下的密闭容器中,有可逆反应:2NO+O22NO2(正反应为放热反应),不能说明已经达到平衡状态的是(　　)。
A.正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等
B.反应容器中压强不随时间的变化而变化
C.混合气体颜色深浅保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
解析:该反应是一个反应前后气体物质的量不等的反应,因此混合气体的平均相对分子质量、压强不随时间变化而变化以及颜色保持不变,说明达到平衡。A中表示的速率虽然方向相反,但速率之比不等于方程式计量数之比,故A错。
答案:A
6.在容积固定为2 L的密闭容器中,充入X、Y气体各2 mol,发生可逆反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),并达平衡,以Y的浓度改变表示的反应速率v(正)、v(逆)与时间t的关系如图所示,则Y的平衡浓度(单位:mol·L-1)表达式正确的是(式中S是对应区域的面积)(　　)。
A.2-Saob B.1-Saob
C.2-Sabdo D.1-Sbod
解析:从定义出发,Y减少的浓度Δc(Y)=v(Y)t,随着反应进行,逆反应同时生成部分Y,因此Y的平衡浓度为初始浓度与消耗浓度之差。瞬时速率与时间的乘积即为微小矩形的面积,累积计算,则Y减少的浓度表示为Saodb,Y增加的浓度表示为Sobd,则Y的平衡浓度表示为1-(Saodb-Sobd)=1-Saob。
答案:B
7.在一定温度下,在恒容的密闭容器中进行的可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是(　　)。
A.C生成的速率和C分解的速率相等
B.单位时间内生成n mol A,同时生成3n mol B
C.B的消耗速率与C的消耗速率之比为1∶1
D.混合气体密度保持不变
解析:A选项是由同种物质的两种速率来判断平衡,因此A对;B与C是由不同反应物的速率表示,而B表示的速率方向一致,所以不对;C表示的速率方向相反,但速率之比不等于计量数之比,所以B、C均不对;反应若是恒容条件下,由于反应物和生成物均为气体,混合气体密度始终保持不变,故D错误。
答案:A
8.在2NO2N2O4的可逆反应中,下列状态一定属于平衡状态的是(　　)。
A.N2O4和NO2的分子数比为1∶2
B.N2O4和NO2的浓度相等
C.平衡体系的颜色不再改变
D.单位时间内有1 mol N2O4变为NO2的同时,有2 mol NO2生成
解析:A、B不能说明可逆反应已达平衡;C颜色不变可作为平衡判据;D中表示的速率方向一致,不能判定反应达到平衡。
答案:C
9.一定条件下,发生如下反应:2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)在容积不变的密闭容器中进行,达到化学平衡状态的标志是(　　)。
A.单位时间内生成n mol B,同时消耗3n mol C
B.容器内压强不随时间而变化
C.混合气体的密度不随时间变化
D.单位时间内生成2n mol A,同时生成n mol D
解析:A项中,生成B和消耗C为同一反应方向,因此无法判断;因为该反应为前后气体物质的量保持不变的反应,因此压强、密度都不随时间的变化而变化,故B、C两项均错;D项中用不同物质表示,方向相反,且速率之比等于方程式计量数之比,所以正反应速率等于逆反应速率,故D项正确。
答案:D
10.下列可以证明H2(g)+I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是　　　　。
①单位时间内生成n mol H2的同时,生成n mol HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③百分含量w(HI)=w(I2)
④反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI)
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1
⑥温度和体积一定时,生成物浓度不再变化
⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化
⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
解析:该反应是一个反应前后气体物质的量保持不变的反应,因此压强、平均相对分子质量不变不能作为平衡判据。
答案:②⑥
11.在2 L密闭容器内,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)上图表示NO2的浓度变化的曲线是　　　　。用O2表示从0~2 s内该反应的平衡速率v=　　　　。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是　　　　。
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:该反应达平衡时,n(NO)=0.007 mol,此时n(NO2)=0.013 mol,其浓度变化量为0.006 5 mol·L-1,所以表示NO2变化的曲线是b。在(2)中,a表示是同一方向的速率,在任何时候都成立,而d中容器的体积及气体的总质量都不变,气体的密度也始终不变。
答案:(1)b　1.5×10-3 mol·(L·s)-1　(2)bc