2024苏教版新教材高中化学选择性必修1同步练习--第2课时 化学平衡状态（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024苏教版新教材高中化学选择性必修1同步练习--第2课时 化学平衡状态（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 361.6KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-08 19:26:25 | ||
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文档简介
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2024苏教版新教材高中化学选择性必修1
第2课时 化学平衡状态
基础过关练
题组一 可逆反应
1.(2022安徽芜湖期中)下列反应不属于可逆反应的是( )
A.SO2+H2O H2SO3与H2SO3 SO2+H2O
B.H2+I2 2HI与2HI H2+I2
C.2SO2+O2 2SO3与2SO3 2SO2+O2
D.2H2O 2H2↑+O2↑与2H2+O2 2H2O
2.(2021山西运城临晋中学月考)往10 mL 0.2 mol·L-1 NaI溶液中滴加4~5滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液后,再进行下列实验,可证明FeCl3溶液和NaI溶液的反应为可逆反应的是( )
A.再滴加AgNO3溶液,观察是否有AgI沉淀产生
B.加入CCl4振荡后,观察下层液体颜色
C.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加AgNO3溶液,观察是否有AgCl沉淀产生
D.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察是否出现红色
题组二 化学平衡的建立与特征
3.(2021江西赣州南康中学月考)下列有关可逆反应的说法不正确的是( )
A.可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应
B.可逆反应的速率越大,进行的限度也就越大
C.可逆反应达到平衡时,反应并未停止,但是用反应物或生成物表示的平均反应速率为0
D.存在平衡的不一定是可逆反应
4.(2022黑龙江齐齐哈尔开学考)下列关于化学平衡状态的叙述错误的是( )
A.化学平衡是所有可逆反应都存在的一种状态
B.达到平衡时,正、逆反应速率均为零
C.达到平衡时,反应物和生成物的浓度不再发生变化
D.在给定条件下,达到平衡时可逆反应完成程度达到最大
5.(2021山西大学附属中学模拟)在密闭容器中有如下反应:X2(g)+Y2(g) 2Z(g)。已知:X2、Y2、Z的起始浓度分别为 0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,下列物质的浓度(单位为mol/L)可能正确的是( )
A.X2为0.2 B.Y2为0.2
C.Z为0.3 D.Z为0.4
6.(2021辽宁协作校联考)锡、铅均为第ⅣA族元素,在含Pb2+的溶液中投入Sn会发生置换反应生成Sn2+,反应过程中金属离子(R2+)的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.0~10 s内,v(Sn2+)=0.044 mol·L-1·s-1
B.反应的离子方程式为Pb2++Sn Pb+Sn2+
C.5 s时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态
D.12 s时,5c(Sn2+)=11c(Pb2+)
7.(2022北京八一学校月考)某温度下,体积恒定的密闭容器中发生反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) ΔH,不能说明此可逆反应已达到平衡状态的是( )
A.混合气体的压强不再变化
B.CO的物质的量浓度不再变化
C.混合气体的颜色不再变化
D.NO2的转化率不再变化
题组三 化学平衡状态的判断
8.(2021江苏如皋中学阶段性检测)在一定温度下,体积一定的密闭容器中可逆反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)达到平衡的标志是( )
A.容器内混合气体的密度不再变化
B.断裂2 mol O—H键的同时形成1 mol H—H键
C.容器内混合气体的压强不再变化
D.消耗3 mol Fe的同时生成1 mol Fe3O4
9.(2021江苏南通学情检测)将2 mol SO2和1 mol O2充入一容积固定的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),下列物理量不再改变时,并不能说明化学反应已达到平衡状态的是( )
A.混合气体的密度
B.混合气体的压强
C.混合气体的总物质的量
D.混合气体的平均相对分子质量
10.(2022安徽合肥六中月考)一定条件下,在恒压绝热容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。下列有关说法正确的是( )
A.达到化学平衡状态时,v正(N2)=3v逆(H2)
B.容器内的压强不再变化说明反应达到化学平衡状态
C.向容器中充入氮气,正反应速率增大
D.加入1 mol N2和3 mol H2,充分反应后放出热量92.4 kJ
11.(2022河北蔚县一中期中)在一个不传热的固定容积的密闭容器中发生可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意整数时,达到平衡的标志是( )
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v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
⑥单位时间内m mol A断键反应,同时p mol C也断键反应
A.③④⑤⑥ B.②③④⑥
C.①③④⑤ D.①③④⑥
12.常温下,将一定量的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(固体体积忽略不计)发生反应:H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g) ΔH,达到平衡时测得c(CO2)=a mol·L-1。温度不变,达到平衡后压缩容器容积至原来的一半,达到新平衡时测得c(NH3)=x mol·L-1。下列说法正确的是( )
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化时表明达到平衡状态
B.达到新平衡时,ΔH为原来的2倍
C.上述反应达到新平衡状态时x=2a
D.上述反应体系中,压缩容器容积过程中n(H2NCOONH4)不变
能力提升练
题组一 化学平衡的建立
1.(2022四川成都期中)在体积固定的2 L密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知某一反应时刻SO2、O2、SO3的物质的量分别为0.3 mol、0.2 mol、0.3 mol,则达到平衡时物质的量浓度可能正确的是( )
A.SO2、O2、SO3的物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1、0.1 mol·L-1、 0.5 mol·L-1
B.SO2、SO3的物质的量浓度均为0.3 mol·L-1
C.SO2、O2的物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1、0.075 mol·L-1
D.SO3的物质的量浓度的取值范围是0≤c(SO3)≤0.15 mol·L-1
2.(2022湖北武汉期中)下列有关化学反应限度的说法正确的是( )
A.可逆反应达到平衡状态时,各反应物、生成物的浓度相等
B.在一定条件下,一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到的最大限度
C.化学反应在一定条件下建立平衡状态后,化学反应就会停止
D.1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可生成2 mol NH3
题组二 化学平衡的判断
3.(2021河南豫南九校联考)在一个绝热的恒容密闭容器中,可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态的标志是( )
①v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2 ②各组分的物质的量不变 ③体系的压强不再发生变化 ④混合气体的密度不变 ⑤体系的温度不再发生变化 ⑥2v正(N2)=v逆(NH3) ⑦3 mol H—H键断裂的同时有 2 mol N—H键也断裂
A.①②③⑤⑥ B.②③④⑤⑥
C.②③⑤⑥ D.②③④⑥⑦
4.(2021江苏泰州中学月度质量检测)在两个绝热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各气体组分浓度相等 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
5.(2021湖南怀化联考)在容积可变的真空密闭容器中投入一定量草酸锰(MnC2O4),发生反应:MnC2O4(s) MnO(s)+CO(g)+CO2(g)。在一定温度下达到平衡,测得混合气体总浓度为0.8 mol·L-1。若保持温度不变,将容器容积扩大至原来的2倍,达到新平衡时测得c(CO2)= x mol·L-1。下列说法正确的是 ( )
A.当CO体积分数保持不变时表明反应达到平衡状态
B.当气体平均摩尔质量保持不变时表明反应达到平衡状态
C.达到新平衡时c(CO2)=c(CO)=0.4 mol·L-1
D.达到新平衡时,平衡常数减小
题组三 化学平衡的简单计算
6.(2021四川南充高级中学月考)恒温下,物质的量之比为2∶1的SO2和O2的混合气体在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(正反应为放热反应),n(SO2)随时间变化关系如下表。
时间/min 0 1 2 3 4 5
n(SO2)/mol 0.20 0.16 0.13 0.11 0.08 0.08
下列说法正确的是( )
A.当容器中气体的密度不变时,该反应达到平衡状态
B.该反应进行到第3分钟时,逆反应速率小于正反应速率
C.从反应开始到达到平衡,用SO3表示的平均反应速率为 0.01 mol/(L·min)
D.容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为5∶4
7.(2021山西大学附属中学模块诊断)某温度下,在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)+bB(g) cC(g) ΔH= -Q kJ·mol-1(Q>0),12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8 mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.前12 s内,A的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1
B.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12 s内,A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
8.(2021河北邢台联考)一定条件下,向2 L恒容密闭容器中加入3 mol A和1 mol B,发生反应3A(g)+B(g) xC(g)+2D(s)。2 min末该反应达到平衡状态,生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.4 mol·L-1。下列判断错误的是( )
A.x=2
B.0~2 min内,A的平均反应速率为0.3 mol·L-1·min-1
C.B平衡时的物质的量为0.4 mol
D.混合气体的密度不再变化时,该反应达到了平衡状态
9.(2021山西省实验中学月考)一定温度下,向一容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol A与3 mol B,在一定条件下反应:A(g)+B(g) C(g) ΔH>0,达到平衡后容器内压强是开始时的84%。若加入某种催化剂后反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.由图可知,加入催化剂之后,原反应分成了两步,第二步反应较慢
B.若40 s后达到平衡,则用A表示该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1
C.当容器中 不再改变时,不能说明该反应达到了平衡状态
D.达到平衡时,C的体积分数约为25%
答案全解全析
基础过关练
1.D 反应条件相同,且正、逆反应同时进行,为可逆反应,A、B、C不符合题意;反应条件不同,不属于可逆反应,D符合题意。
2.D I-有剩余,Ag+可跟剩余的I-反应生成AgI沉淀,跟反应是否可逆无关,A项错误;无论该反应是否可逆,溶液中一定有碘单质,下层一定会呈紫红色,B项错误;上层清液一定含Cl-,一定会产生白色AgCl,与本反应是否可逆无关,C项错误;加KSCN溶液,如果溶液变红,证明溶液中还有Fe3+,该反应为可逆反应,若溶液不变红,证明溶液中Fe3+已经全部转化为Fe2+,该反应不可逆,D项正确。
3.B 可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应,A项正确;化学反应速率与反应快慢相关,限度大小与转化程度相关,可逆反应的速率大小与限度没有必然联系,B项错误;可逆反应达到平衡时,反应并未停止,各成分的浓度不再变化,故用反应物或生成物的浓度变化表示的平均反应速率为0,C项正确;晶体投入其饱和溶液中就存在溶解与结晶的平衡,故存在平衡的不一定是可逆反应,D项正确。
4.B 可逆反应均有限度,均存在化学平衡状态,A正确;化学平衡是动态平衡,同一物质的正、逆反应速率相等,但不为0,B错误;达到平衡时,各物质的正、逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,C正确;在给定条件下,达到平衡状态时可逆反应的反应物转化率最高,即可逆反应完成程度达到最大,D正确。
5.C 已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L,若Z转化为反应物,由X2(g)+Y2(g) 2Z(g)可知,生成的X2和Y2均小于0.1 mol/L,则达到平衡后c(X2)<0.2 mol/L,c(Y2)<0.4 mol/L;若X2和Y2转化为Z,由X2(g)+Y2(g) 2Z(g)可知,生成的Z小于0.2 mol/L,则达到平衡后c(Z)<0.4 mol/L,消耗Y2小于0.1 mol/L,则c(Y2)> 0.2 mol/L,综上所述,Z可能为0.3 mol/L,答案为C。
6.C 0~10 s内Sn2+的浓度从0变为0.44 mol·L-1,所以v(Sn2+)==0.044 mol·L-1·s-1,A项正确;Sn的还原性比较强,在含Pb2+的溶液中投入Sn会发生置换反应生成Sn2+,由题图可知该反应为可逆反应,反应的离子方程式为Pb2++Sn Pb+Sn2+,B项正确;由题图可知5 s时Pb2+和Sn2+的浓度相等,反应还在向正反应方向进行,正、逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,C项错误;由图可知12 s时,c(Sn2+)=0.44 mol·L-1,c(Pb2+)=0.2 mol·L-1,==,即5c(Sn2+)=11c(Pb2+),D项正确。
7.A CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)是气体分子总数不变的反应,一定温度、一定体积下,压强始终不变,混合气体的压强不再变化不能说明此可逆反应已达到平衡状态,A正确;CO的物质的量浓度不再变化,符合平衡特征,能说明此可逆反应已达到平衡状态,B错误;混合气体的颜色不再变化,则NO2的物质的量浓度不再变化,符合平衡特征,能说明此可逆反应已达到平衡状态,C错误;NO2的转化率不再变化,则各成分的物质的量浓度不再变化,符合平衡特征,能说明此可逆反应已达到平衡状态,D错误。
8.A 反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)是气体质量减小的反应,反应过程中体积不变,则密度一直减小,当容器内混合气体的密度不再变化时,反应达到平衡状态,A项正确;断裂2 mol O—H键、形成 1 mol H—H键都表示的是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,B项错误;反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)是气体体积不变的反应,反应过程中压强一直不变,容器内混合气体的压强不再变化不能说明反应达到平衡状态,C项错误;消耗3 mol Fe、生成1 mol Fe3O4都表示的是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,D项错误。
9.A 密度是混合气体的质量和容器容积的比值,在反应过程中气体质量和容器容积始终是不变的,混合气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态,A符合题意;反应后气体体积减小,在反应过程中气体的压强也是减小的,因此当气体的总压强不再发生变化时,说明反应达到平衡状态,B不符合题意;该反应是气体的总物质的量减小的反应,因此当气体的总物质的量不再发生变化时,可以说明反应达到平衡状态,C不符合题意;混合气体的平均相对分子质量是混合气体的质量与其总物质的量的比值,反应过程中,质量不变,但总物质的量是减小的,因此混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡状态,D不符合题意。
10.C 达到化学平衡状态时,3v正(N2)=v逆(H2),A错误;反应在恒压绝热容器中进行,压强始终不变,因此容器内的压强不再变化,不能说明反应达到化学平衡状态,B错误;向恒压绝热容器中充入氮气,正反应速率增大,C正确;反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以加入1 mol N2和3 mol H2,反应达到平衡状态时,放出的热量小于92.4 kJ,D错误。
11.B ①如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应,则体系的压强始终不变,所以不能根据压强不再改变判断反应是否达到平衡状态,不选;②体系的温度不再改变,正、逆反应速率相等,所以能据此判断该反应达到平衡状态,选;③各组分的物质的量浓度不再改变,该反应达到平衡状态,选;④当该反应达到平衡状态,各组分的质量分数不再改变,选;⑤反应过程中同一反应方向一直有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,不能据此判断该反应是否达到平衡状态,不选;⑥单位时间内m mol A断键反应等效于p mol C形成,同时p mol C也断键反应,则反应达到平衡状态,选;故选B。
12.C 该反应的反应物中没有气体,所以混合气体的平均相对分子质量一直不变,不能由此判断反应是否达到平衡状态,A项错误;ΔH与反应的限度没有关系,B项错误;在一定温度下,化学反应的平衡常数是定值,由此反应的平衡常数表达式K=c2(NH3)·c(CO2)可知,在新的平衡状态,各组分的浓度肯定与原平衡相同,所以题述反应达到新平衡状态时x=2a,C项正确;题述反应体系中,压缩容器容积过程中n(H2NCOONH4)增大,D项错误。
能力提升练
1.C 某一反应时刻,三者的物质的量浓度分别为0.15 mol·L-1、 0.1 mol·L-1、0.15 mol·L-1,即体系中S原子的浓度为0.15 mol·L-1+ 0.15 mol·L-1=0.3 mol·L-1。若SO2、O2、SO3的物质的量浓度分别为 0.1 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.5 mol·L-1,则S原子浓度为0.1 mol·L-1+ 0.5 mol·L-1=0.6 mol·L-1>0.3 mol·L-1,违背了原子守恒,A错误;若SO2、SO3的物质的量浓度均为0.3 mol·L-1,则体系中S原子浓度为 0.3 mol·L-1+0.3 mol·L-1=0.6 mol·L-1>0.3 mol·L-1,违背了原子守恒,B错误;若SO2、O2的物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1、0.075 mol·L-1,则反应正向进行,消耗了0.05 mol·L-1的SO2和0.025 mol·L-1的O2,这是可能的,C正确;反应是可逆反应,不能进行彻底,SO3的浓度不可能为0,采用极限转化法可知,02.B 反应达到平衡状态时各反应物、生成物的浓度不再改变,并不一定相等,A错误;在一定条件下,一个可逆反应达到的平衡状态就是反应所能达到的最大限度,B正确;化学反应在一定条件下建立平衡状态后,化学反应仍然在进行,只是正、逆反应速率相等,C错误;N2和H2的反应属于可逆反应,所以1 mol N2和3 mol H2在一定条件下达到平衡时生成NH3的量小于2 mol,D错误。
3.C ①在化学反应过程中,同一反应方向各物质的反应速率之比始终等于对应的化学计量数之比,故不能证明达到平衡状态;②各组分的物质的量不变,可以证明达到平衡状态;③该反应为反应前后气体体积发生变化的反应,在恒容密闭容器中体系的压强不再发生变化可以证明达到平衡状态;④恒容密闭容器中,混合气体的体积始终不变,质量始终不变,故密度始终不变,不能证明达到平衡状态;⑤该反应为放热反应,当体系的温度不再发生变化时,可以证明达到平衡状态;⑥在该反应中,2v正(N2)=v正(NH3),则v正(NH3)=v逆(NH3),可以证明达到平衡状态;⑦3 mol H—H键断裂的同时6 mol N—H键也断裂才能表示正、逆反应速率相等,反应达到平衡;C项正确。
归纳总结
各种“量”不变:①各物质的质量、物质的量或浓度不变;②各物质的物质的量分数、质量分数等不变;③温度(绝热体系)、压强(反应前后气体体积不相等且恒容装置中进行)或颜色(某组分有颜色)不变。总之,若物理量由“变量”变成了“不变量”,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量始终为“不变量”,则不能作为平衡标志。
4.D ①平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,乙反应中气体质量、物质的量都不变,则反应中平均相对分子质量一直不变,混合气体平均相对分子质量不再改变不能说明反应达到平衡,不正确;②同样乙中压强不再发生变化时,也不能说明,不正确;③达到化学平衡时各组分的浓度不再发生变化,但各组分的浓度不一定相等,不正确;④正确;⑤中反应速率的方向相反,且满足速率之比等于相应物质的化学计量数之比,正确;⑥密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中,乙中气体质量和容器容积始终是不变的,不正确;⑦中反应速率的方向是相同的,不正确。
知识归纳
反应达到平衡状态则正反应速率等于逆反应速率,体系组成不再变化,其他关联量也不再变化。
5.C 由反应式可知,CO、CO2是气体产物,且二者的物质的量相等,其他物质都呈固态,则反应过程中,CO的体积分数和CO2的体积分数始终相等,均为50%,所以混合气体中CO的体积分数保持不变时不能说明反应达到平衡状态,A项错误;CO、CO2是气体产物,且二者的物质的量相等,设生成CO、CO2都是y mol,气体平均摩尔质量始终为 g·mol-1=36 g·mol-1,当气体平均摩尔质量保持不变时不能说明反应达到平衡状态,B项错误;在一定温度下达到平衡,测得混合气体总浓度为0.8 mol·L-1,由A可知,CO的体积分数和CO2的体积分数始终相等,均为50%,达到新平衡时,气体浓度不变,c(CO2)=c(CO)= 0.4 mol·L-1,C项正确;温度不变,平衡常数不变,D项错误。
6.B 容器容积不变,气体的总质量不变,所以气体的密度始终不变,因此密度不再变化不能作为判断平衡状态的依据,A项错误;根据表中数据可知反应进行到第3分钟时没有达到平衡状态,反应向正反应方向进行,则逆反应速率小于正反应速率,B项正确;由表格数据可知, 4 min时达到平衡,消耗二氧化硫为0.20 mol-0.08 mol=0.12 mol,即生成SO3为0.12 mol,浓度是0.06 mol/L,则用SO3表示的平均反应速率为0.06 mol/L÷4 min=0.015 mol/(L·min),C项错误;开始时SO2和O2的物质的量分别为0.2 mol、0.1 mol,平衡时SO2、O2、SO3的物质的量分别为0.08 mol、0.04 mol、0.12 mol,由压强之比等于物质的量之比可知,达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为4∶5,D项错误。
7.C 分析图像可知12 s内A的浓度变化为(0.8-0.2)mol·L-1= 0.6 mol·L-1,反应速率v(A)==0.05 mol·L-1·s-1,A项错误;分析可知,前12 s内,Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.6 mol·L-1∶0.2 mol·L-1∶ 0.4 mol·L-1=3∶1∶2,则A、B、C的化学计量数之比为3∶1∶2,A、B的化学计量数不同,12 s后达到平衡状态,A的消耗速率不等于B的生成速率,B项错误,C项正确;消耗3 mol A放热Q kJ,12 s内消耗A的物质的量为0.6 mol·L-1×2 L=1.2 mol,消耗1.2 mol A放出的热量为 0.4Q kJ,D项错误。
8.C 平衡时生成的C的物质的量为0.4 mol·L-1×2 L=0.8 mol,生成物的物质的量之比等于化学计量数之比,故0.8 mol∶0.8 mol=x∶2,解得x=2,A项正确;2 min内生成0.8 mol C,故2 min内C的反应速率v(C)==0.2 mol·L-1·min-1,反应速率之比等于化学计量数之比,故v(A)=v(C)=×0.2 mol·L-1·min-1=0.3 mol·L-1·min-1,B项正确;由题图知达到平衡时B的物质的量n(B)=1 mol-×0.8 mol=0.6 mol,C项错误;容器的容积不变,混合气体的质量可变,密度可变,故混合气体的密度不再变化,可以说明该反应达到了平衡状态,D项正确。
9.B 活化能越大,反应速率越慢,第一步活化能较大,则反应较慢,A项错误。设达到平衡时转化A(g)的物质的量为x mol,则:
A(g)+B(g) C(g)
起始量(mol) 2 3 0
转化量(mol) x x x
平衡量(mol) 2-x 3-x x
结合达到平衡后容器内压强是开始时的84%,得×100%=84%,x=0.8,用A表示该反应的速率为=0.01 mol·L-1·s-1,B项正确。由B项分析可知,=不变时,x不变,说明反应达到平衡状态,C项错误。由B项分析可知,平衡时C的体积分数为×100%≈19%,D项错误。
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2024苏教版新教材高中化学选择性必修1
第2课时 化学平衡状态
基础过关练
题组一 可逆反应
1.(2022安徽芜湖期中)下列反应不属于可逆反应的是( )
A.SO2+H2O H2SO3与H2SO3 SO2+H2O
B.H2+I2 2HI与2HI H2+I2
C.2SO2+O2 2SO3与2SO3 2SO2+O2
D.2H2O 2H2↑+O2↑与2H2+O2 2H2O
2.(2021山西运城临晋中学月考)往10 mL 0.2 mol·L-1 NaI溶液中滴加4~5滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液后,再进行下列实验,可证明FeCl3溶液和NaI溶液的反应为可逆反应的是( )
A.再滴加AgNO3溶液,观察是否有AgI沉淀产生
B.加入CCl4振荡后,观察下层液体颜色
C.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加AgNO3溶液,观察是否有AgCl沉淀产生
D.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察是否出现红色
题组二 化学平衡的建立与特征
3.(2021江西赣州南康中学月考)下列有关可逆反应的说法不正确的是( )
A.可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应
B.可逆反应的速率越大,进行的限度也就越大
C.可逆反应达到平衡时,反应并未停止,但是用反应物或生成物表示的平均反应速率为0
D.存在平衡的不一定是可逆反应
4.(2022黑龙江齐齐哈尔开学考)下列关于化学平衡状态的叙述错误的是( )
A.化学平衡是所有可逆反应都存在的一种状态
B.达到平衡时,正、逆反应速率均为零
C.达到平衡时,反应物和生成物的浓度不再发生变化
D.在给定条件下,达到平衡时可逆反应完成程度达到最大
5.(2021山西大学附属中学模拟)在密闭容器中有如下反应:X2(g)+Y2(g) 2Z(g)。已知:X2、Y2、Z的起始浓度分别为 0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,下列物质的浓度(单位为mol/L)可能正确的是( )
A.X2为0.2 B.Y2为0.2
C.Z为0.3 D.Z为0.4
6.(2021辽宁协作校联考)锡、铅均为第ⅣA族元素,在含Pb2+的溶液中投入Sn会发生置换反应生成Sn2+,反应过程中金属离子(R2+)的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.0~10 s内,v(Sn2+)=0.044 mol·L-1·s-1
B.反应的离子方程式为Pb2++Sn Pb+Sn2+
C.5 s时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态
D.12 s时,5c(Sn2+)=11c(Pb2+)
7.(2022北京八一学校月考)某温度下,体积恒定的密闭容器中发生反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) ΔH,不能说明此可逆反应已达到平衡状态的是( )
A.混合气体的压强不再变化
B.CO的物质的量浓度不再变化
C.混合气体的颜色不再变化
D.NO2的转化率不再变化
题组三 化学平衡状态的判断
8.(2021江苏如皋中学阶段性检测)在一定温度下,体积一定的密闭容器中可逆反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)达到平衡的标志是( )
A.容器内混合气体的密度不再变化
B.断裂2 mol O—H键的同时形成1 mol H—H键
C.容器内混合气体的压强不再变化
D.消耗3 mol Fe的同时生成1 mol Fe3O4
9.(2021江苏南通学情检测)将2 mol SO2和1 mol O2充入一容积固定的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),下列物理量不再改变时,并不能说明化学反应已达到平衡状态的是( )
A.混合气体的密度
B.混合气体的压强
C.混合气体的总物质的量
D.混合气体的平均相对分子质量
10.(2022安徽合肥六中月考)一定条件下,在恒压绝热容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。下列有关说法正确的是( )
A.达到化学平衡状态时,v正(N2)=3v逆(H2)
B.容器内的压强不再变化说明反应达到化学平衡状态
C.向容器中充入氮气,正反应速率增大
D.加入1 mol N2和3 mol H2,充分反应后放出热量92.4 kJ
11.(2022河北蔚县一中期中)在一个不传热的固定容积的密闭容器中发生可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意整数时,达到平衡的标志是( )
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v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
⑥单位时间内m mol A断键反应,同时p mol C也断键反应
A.③④⑤⑥ B.②③④⑥
C.①③④⑤ D.①③④⑥
12.常温下,将一定量的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(固体体积忽略不计)发生反应:H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g) ΔH,达到平衡时测得c(CO2)=a mol·L-1。温度不变,达到平衡后压缩容器容积至原来的一半,达到新平衡时测得c(NH3)=x mol·L-1。下列说法正确的是( )
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化时表明达到平衡状态
B.达到新平衡时,ΔH为原来的2倍
C.上述反应达到新平衡状态时x=2a
D.上述反应体系中,压缩容器容积过程中n(H2NCOONH4)不变
能力提升练
题组一 化学平衡的建立
1.(2022四川成都期中)在体积固定的2 L密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知某一反应时刻SO2、O2、SO3的物质的量分别为0.3 mol、0.2 mol、0.3 mol,则达到平衡时物质的量浓度可能正确的是( )
A.SO2、O2、SO3的物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1、0.1 mol·L-1、 0.5 mol·L-1
B.SO2、SO3的物质的量浓度均为0.3 mol·L-1
C.SO2、O2的物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1、0.075 mol·L-1
D.SO3的物质的量浓度的取值范围是0≤c(SO3)≤0.15 mol·L-1
2.(2022湖北武汉期中)下列有关化学反应限度的说法正确的是( )
A.可逆反应达到平衡状态时,各反应物、生成物的浓度相等
B.在一定条件下,一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到的最大限度
C.化学反应在一定条件下建立平衡状态后,化学反应就会停止
D.1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可生成2 mol NH3
题组二 化学平衡的判断
3.(2021河南豫南九校联考)在一个绝热的恒容密闭容器中,可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡状态的标志是( )
①v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2 ②各组分的物质的量不变 ③体系的压强不再发生变化 ④混合气体的密度不变 ⑤体系的温度不再发生变化 ⑥2v正(N2)=v逆(NH3) ⑦3 mol H—H键断裂的同时有 2 mol N—H键也断裂
A.①②③⑤⑥ B.②③④⑤⑥
C.②③⑤⑥ D.②③④⑥⑦
4.(2021江苏泰州中学月度质量检测)在两个绝热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各气体组分浓度相等 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
5.(2021湖南怀化联考)在容积可变的真空密闭容器中投入一定量草酸锰(MnC2O4),发生反应:MnC2O4(s) MnO(s)+CO(g)+CO2(g)。在一定温度下达到平衡,测得混合气体总浓度为0.8 mol·L-1。若保持温度不变,将容器容积扩大至原来的2倍,达到新平衡时测得c(CO2)= x mol·L-1。下列说法正确的是 ( )
A.当CO体积分数保持不变时表明反应达到平衡状态
B.当气体平均摩尔质量保持不变时表明反应达到平衡状态
C.达到新平衡时c(CO2)=c(CO)=0.4 mol·L-1
D.达到新平衡时,平衡常数减小
题组三 化学平衡的简单计算
6.(2021四川南充高级中学月考)恒温下,物质的量之比为2∶1的SO2和O2的混合气体在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(正反应为放热反应),n(SO2)随时间变化关系如下表。
时间/min 0 1 2 3 4 5
n(SO2)/mol 0.20 0.16 0.13 0.11 0.08 0.08
下列说法正确的是( )
A.当容器中气体的密度不变时,该反应达到平衡状态
B.该反应进行到第3分钟时,逆反应速率小于正反应速率
C.从反应开始到达到平衡,用SO3表示的平均反应速率为 0.01 mol/(L·min)
D.容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为5∶4
7.(2021山西大学附属中学模块诊断)某温度下,在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)+bB(g) cC(g) ΔH= -Q kJ·mol-1(Q>0),12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8 mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.前12 s内,A的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1
B.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12 s内,A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
8.(2021河北邢台联考)一定条件下,向2 L恒容密闭容器中加入3 mol A和1 mol B,发生反应3A(g)+B(g) xC(g)+2D(s)。2 min末该反应达到平衡状态,生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.4 mol·L-1。下列判断错误的是( )
A.x=2
B.0~2 min内,A的平均反应速率为0.3 mol·L-1·min-1
C.B平衡时的物质的量为0.4 mol
D.混合气体的密度不再变化时,该反应达到了平衡状态
9.(2021山西省实验中学月考)一定温度下,向一容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol A与3 mol B,在一定条件下反应:A(g)+B(g) C(g) ΔH>0,达到平衡后容器内压强是开始时的84%。若加入某种催化剂后反应的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.由图可知,加入催化剂之后,原反应分成了两步,第二步反应较慢
B.若40 s后达到平衡,则用A表示该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1
C.当容器中 不再改变时,不能说明该反应达到了平衡状态
D.达到平衡时,C的体积分数约为25%
答案全解全析
基础过关练
1.D 反应条件相同,且正、逆反应同时进行,为可逆反应,A、B、C不符合题意;反应条件不同,不属于可逆反应,D符合题意。
2.D I-有剩余,Ag+可跟剩余的I-反应生成AgI沉淀,跟反应是否可逆无关,A项错误;无论该反应是否可逆,溶液中一定有碘单质,下层一定会呈紫红色,B项错误;上层清液一定含Cl-,一定会产生白色AgCl,与本反应是否可逆无关,C项错误;加KSCN溶液,如果溶液变红,证明溶液中还有Fe3+,该反应为可逆反应,若溶液不变红,证明溶液中Fe3+已经全部转化为Fe2+,该反应不可逆,D项正确。
3.B 可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应,A项正确;化学反应速率与反应快慢相关,限度大小与转化程度相关,可逆反应的速率大小与限度没有必然联系,B项错误;可逆反应达到平衡时,反应并未停止,各成分的浓度不再变化,故用反应物或生成物的浓度变化表示的平均反应速率为0,C项正确;晶体投入其饱和溶液中就存在溶解与结晶的平衡,故存在平衡的不一定是可逆反应,D项正确。
4.B 可逆反应均有限度,均存在化学平衡状态,A正确;化学平衡是动态平衡,同一物质的正、逆反应速率相等,但不为0,B错误;达到平衡时,各物质的正、逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,C正确;在给定条件下,达到平衡状态时可逆反应的反应物转化率最高,即可逆反应完成程度达到最大,D正确。
5.C 已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L,若Z转化为反应物,由X2(g)+Y2(g) 2Z(g)可知,生成的X2和Y2均小于0.1 mol/L,则达到平衡后c(X2)<0.2 mol/L,c(Y2)<0.4 mol/L;若X2和Y2转化为Z,由X2(g)+Y2(g) 2Z(g)可知,生成的Z小于0.2 mol/L,则达到平衡后c(Z)<0.4 mol/L,消耗Y2小于0.1 mol/L,则c(Y2)> 0.2 mol/L,综上所述,Z可能为0.3 mol/L,答案为C。
6.C 0~10 s内Sn2+的浓度从0变为0.44 mol·L-1,所以v(Sn2+)==0.044 mol·L-1·s-1,A项正确;Sn的还原性比较强,在含Pb2+的溶液中投入Sn会发生置换反应生成Sn2+,由题图可知该反应为可逆反应,反应的离子方程式为Pb2++Sn Pb+Sn2+,B项正确;由题图可知5 s时Pb2+和Sn2+的浓度相等,反应还在向正反应方向进行,正、逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,C项错误;由图可知12 s时,c(Sn2+)=0.44 mol·L-1,c(Pb2+)=0.2 mol·L-1,==,即5c(Sn2+)=11c(Pb2+),D项正确。
7.A CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)是气体分子总数不变的反应,一定温度、一定体积下,压强始终不变,混合气体的压强不再变化不能说明此可逆反应已达到平衡状态,A正确;CO的物质的量浓度不再变化,符合平衡特征,能说明此可逆反应已达到平衡状态,B错误;混合气体的颜色不再变化,则NO2的物质的量浓度不再变化,符合平衡特征,能说明此可逆反应已达到平衡状态,C错误;NO2的转化率不再变化,则各成分的物质的量浓度不再变化,符合平衡特征,能说明此可逆反应已达到平衡状态,D错误。
8.A 反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)是气体质量减小的反应,反应过程中体积不变,则密度一直减小,当容器内混合气体的密度不再变化时,反应达到平衡状态,A项正确;断裂2 mol O—H键、形成 1 mol H—H键都表示的是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,B项错误;反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)是气体体积不变的反应,反应过程中压强一直不变,容器内混合气体的压强不再变化不能说明反应达到平衡状态,C项错误;消耗3 mol Fe、生成1 mol Fe3O4都表示的是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,D项错误。
9.A 密度是混合气体的质量和容器容积的比值,在反应过程中气体质量和容器容积始终是不变的,混合气体的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态,A符合题意;反应后气体体积减小,在反应过程中气体的压强也是减小的,因此当气体的总压强不再发生变化时,说明反应达到平衡状态,B不符合题意;该反应是气体的总物质的量减小的反应,因此当气体的总物质的量不再发生变化时,可以说明反应达到平衡状态,C不符合题意;混合气体的平均相对分子质量是混合气体的质量与其总物质的量的比值,反应过程中,质量不变,但总物质的量是减小的,因此混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡状态,D不符合题意。
10.C 达到化学平衡状态时,3v正(N2)=v逆(H2),A错误;反应在恒压绝热容器中进行,压强始终不变,因此容器内的压强不再变化,不能说明反应达到化学平衡状态,B错误;向恒压绝热容器中充入氮气,正反应速率增大,C正确;反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以加入1 mol N2和3 mol H2,反应达到平衡状态时,放出的热量小于92.4 kJ,D错误。
11.B ①如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应,则体系的压强始终不变,所以不能根据压强不再改变判断反应是否达到平衡状态,不选;②体系的温度不再改变,正、逆反应速率相等,所以能据此判断该反应达到平衡状态,选;③各组分的物质的量浓度不再改变,该反应达到平衡状态,选;④当该反应达到平衡状态,各组分的质量分数不再改变,选;⑤反应过程中同一反应方向一直有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,不能据此判断该反应是否达到平衡状态,不选;⑥单位时间内m mol A断键反应等效于p mol C形成,同时p mol C也断键反应,则反应达到平衡状态,选;故选B。
12.C 该反应的反应物中没有气体,所以混合气体的平均相对分子质量一直不变,不能由此判断反应是否达到平衡状态,A项错误;ΔH与反应的限度没有关系,B项错误;在一定温度下,化学反应的平衡常数是定值,由此反应的平衡常数表达式K=c2(NH3)·c(CO2)可知,在新的平衡状态,各组分的浓度肯定与原平衡相同,所以题述反应达到新平衡状态时x=2a,C项正确;题述反应体系中,压缩容器容积过程中n(H2NCOONH4)增大,D项错误。
能力提升练
1.C 某一反应时刻,三者的物质的量浓度分别为0.15 mol·L-1、 0.1 mol·L-1、0.15 mol·L-1,即体系中S原子的浓度为0.15 mol·L-1+ 0.15 mol·L-1=0.3 mol·L-1。若SO2、O2、SO3的物质的量浓度分别为 0.1 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.5 mol·L-1,则S原子浓度为0.1 mol·L-1+ 0.5 mol·L-1=0.6 mol·L-1>0.3 mol·L-1,违背了原子守恒,A错误;若SO2、SO3的物质的量浓度均为0.3 mol·L-1,则体系中S原子浓度为 0.3 mol·L-1+0.3 mol·L-1=0.6 mol·L-1>0.3 mol·L-1,违背了原子守恒,B错误;若SO2、O2的物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1、0.075 mol·L-1,则反应正向进行,消耗了0.05 mol·L-1的SO2和0.025 mol·L-1的O2,这是可能的,C正确;反应是可逆反应,不能进行彻底,SO3的浓度不可能为0,采用极限转化法可知,0
3.C ①在化学反应过程中,同一反应方向各物质的反应速率之比始终等于对应的化学计量数之比,故不能证明达到平衡状态;②各组分的物质的量不变,可以证明达到平衡状态;③该反应为反应前后气体体积发生变化的反应,在恒容密闭容器中体系的压强不再发生变化可以证明达到平衡状态;④恒容密闭容器中,混合气体的体积始终不变,质量始终不变,故密度始终不变,不能证明达到平衡状态;⑤该反应为放热反应,当体系的温度不再发生变化时,可以证明达到平衡状态;⑥在该反应中,2v正(N2)=v正(NH3),则v正(NH3)=v逆(NH3),可以证明达到平衡状态;⑦3 mol H—H键断裂的同时6 mol N—H键也断裂才能表示正、逆反应速率相等,反应达到平衡;C项正确。
归纳总结
各种“量”不变:①各物质的质量、物质的量或浓度不变;②各物质的物质的量分数、质量分数等不变;③温度(绝热体系)、压强(反应前后气体体积不相等且恒容装置中进行)或颜色(某组分有颜色)不变。总之,若物理量由“变量”变成了“不变量”,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量始终为“不变量”,则不能作为平衡标志。
4.D ①平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,乙反应中气体质量、物质的量都不变,则反应中平均相对分子质量一直不变,混合气体平均相对分子质量不再改变不能说明反应达到平衡,不正确;②同样乙中压强不再发生变化时,也不能说明,不正确;③达到化学平衡时各组分的浓度不再发生变化,但各组分的浓度不一定相等,不正确;④正确;⑤中反应速率的方向相反,且满足速率之比等于相应物质的化学计量数之比,正确;⑥密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中,乙中气体质量和容器容积始终是不变的,不正确;⑦中反应速率的方向是相同的,不正确。
知识归纳
反应达到平衡状态则正反应速率等于逆反应速率,体系组成不再变化,其他关联量也不再变化。
5.C 由反应式可知,CO、CO2是气体产物,且二者的物质的量相等,其他物质都呈固态,则反应过程中,CO的体积分数和CO2的体积分数始终相等,均为50%,所以混合气体中CO的体积分数保持不变时不能说明反应达到平衡状态,A项错误;CO、CO2是气体产物,且二者的物质的量相等,设生成CO、CO2都是y mol,气体平均摩尔质量始终为 g·mol-1=36 g·mol-1,当气体平均摩尔质量保持不变时不能说明反应达到平衡状态,B项错误;在一定温度下达到平衡,测得混合气体总浓度为0.8 mol·L-1,由A可知,CO的体积分数和CO2的体积分数始终相等,均为50%,达到新平衡时,气体浓度不变,c(CO2)=c(CO)= 0.4 mol·L-1,C项正确;温度不变,平衡常数不变,D项错误。
6.B 容器容积不变,气体的总质量不变,所以气体的密度始终不变,因此密度不再变化不能作为判断平衡状态的依据,A项错误;根据表中数据可知反应进行到第3分钟时没有达到平衡状态,反应向正反应方向进行,则逆反应速率小于正反应速率,B项正确;由表格数据可知, 4 min时达到平衡,消耗二氧化硫为0.20 mol-0.08 mol=0.12 mol,即生成SO3为0.12 mol,浓度是0.06 mol/L,则用SO3表示的平均反应速率为0.06 mol/L÷4 min=0.015 mol/(L·min),C项错误;开始时SO2和O2的物质的量分别为0.2 mol、0.1 mol,平衡时SO2、O2、SO3的物质的量分别为0.08 mol、0.04 mol、0.12 mol,由压强之比等于物质的量之比可知,达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为4∶5,D项错误。
7.C 分析图像可知12 s内A的浓度变化为(0.8-0.2)mol·L-1= 0.6 mol·L-1,反应速率v(A)==0.05 mol·L-1·s-1,A项错误;分析可知,前12 s内,Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.6 mol·L-1∶0.2 mol·L-1∶ 0.4 mol·L-1=3∶1∶2,则A、B、C的化学计量数之比为3∶1∶2,A、B的化学计量数不同,12 s后达到平衡状态,A的消耗速率不等于B的生成速率,B项错误,C项正确;消耗3 mol A放热Q kJ,12 s内消耗A的物质的量为0.6 mol·L-1×2 L=1.2 mol,消耗1.2 mol A放出的热量为 0.4Q kJ,D项错误。
8.C 平衡时生成的C的物质的量为0.4 mol·L-1×2 L=0.8 mol,生成物的物质的量之比等于化学计量数之比,故0.8 mol∶0.8 mol=x∶2,解得x=2,A项正确;2 min内生成0.8 mol C,故2 min内C的反应速率v(C)==0.2 mol·L-1·min-1,反应速率之比等于化学计量数之比,故v(A)=v(C)=×0.2 mol·L-1·min-1=0.3 mol·L-1·min-1,B项正确;由题图知达到平衡时B的物质的量n(B)=1 mol-×0.8 mol=0.6 mol,C项错误;容器的容积不变,混合气体的质量可变,密度可变,故混合气体的密度不再变化,可以说明该反应达到了平衡状态,D项正确。
9.B 活化能越大,反应速率越慢,第一步活化能较大,则反应较慢,A项错误。设达到平衡时转化A(g)的物质的量为x mol,则:
A(g)+B(g) C(g)
起始量(mol) 2 3 0
转化量(mol) x x x
平衡量(mol) 2-x 3-x x
结合达到平衡后容器内压强是开始时的84%,得×100%=84%,x=0.8,用A表示该反应的速率为=0.01 mol·L-1·s-1,B项正确。由B项分析可知,=不变时,x不变,说明反应达到平衡状态,C项错误。由B项分析可知,平衡时C的体积分数为×100%≈19%,D项错误。
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