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2.2.1 化学平衡状态 同步巩固练
2024-2025学年化学人教版(2019) 必修第一册
一、单选题
1.对于反应,下列有关说法错误的是
A.该反应同时向生成HI和生成的方向进行
B.该反应的与HI不可能同时存在同一个反应体系中
C.该反应中生成HI的反应与生成的反应的条件相同
D.该反应中不可能全部转化为HI
2.将和放置于密闭容器中,发生反应,充分反应后,生成的的物质的量可能是
A. B. C. D.
3.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应:,673K,30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是
A.点c的正反应速率比点b的大
B.点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)一定相同
C.点d(t1时刻)和点e(t2时刻)H2的反应速率不同
D.点c处υ(NH3)= υ(H2)
4.在一定温度下,可逆反应 A(g)+B(g)C(g)+D(g) 达到平衡的标志是
A.反应混合物中A、B、C、D 的质量分数都不再变化
B.反应混合物中A、B、C、D 的分子数相同
C.反应混合物的压强保持不变
D.单位时间内生成 a mol C,同时生成a mol D
5.下列反应中属于可逆反应的是
①N2+3H22NH3,2NH33H2+N2
②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3
③2H2O2H2↑+O2↑和2H2+O22H2O
④2Na+Cl22NaCl,2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
A.只有① B.①②③ C.①②③④ D.①③④
6.一定条件下的密闭容器中,发生可逆反应2SO2+O22SO3,能说明该反应一定达到化学平衡的是
A.SO3的浓度和含量保持不变 B.反应停止
C.v正≠v逆 D.SO2完全转化成SO3
7.可逆反应4CO+2NO24CO2+N2达到化学平衡时,下列说法正确的是
A.反应混合气体的颜色不再变化 B.CO、CO2两种物质浓度一定相等
C.CO和NO2 全部变成CO2和N2 D.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率则减小
8.在可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q(△H<0)达到新平衡时,在平衡体系中充入一定量的18O2,当达到新平衡时,18O的原子应存在于
A.只能存在于O2的分子中 B.只能存在于SO3的分子中
C.能同时存在于SO2和O2的分子中 D.能同时存在于SO2、O2、SO3分子中
9.当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等的时候,就达到了“化学平衡”。对于化学平衡的下列说法中正确的是
①化学反应达到化学平衡时,反应物与生成物的浓度(含量)保持不变;
②化学反应达到化学平衡时,整个反应处于停滞状态;
③影响化学平衡的外界条件发生改变,平衡状态就会被破坏。
A.只有① B.只有①② C.只有①③ D.①②③
10.可逆反应的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示,下列各关系中能说明反应已达到最大限度(即化学平衡)的是
A.N2将完全转化为NH3 B.N2、H2和NH3的物质的量浓度相等
C.N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化 D.正反应和逆反应的速率都为零
11.下列反应不是可逆反应的是
A.CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=CO2+H2O
B.2H2O2H2↑+O2↑和2H2+O22H2O
C.2SO2+O2 2SO3和2SO3 2SO2+O2
D.H2+I2 2HI和2HIH2+I2
12.保持温度和容器容积不变,下列不能判断可逆反应达到平衡状态的是
A. B.容器内压强恒定不变
C.体系的密度保持不变 D.当
13.已知可逆反应:,向恒温恒压密闭容器中加入2molA和1molB发生反应,下列现象不能说明反应达到平衡的是
A.混合气体的平均摩尔质量保持不变
B.A和B的物质的量之比保持不变
C.混合气体密度不再发生变化
D.相同时间内消耗A的物质的量与生成B的物质的量之比为2:1
14.在一定条件下,某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如下图所示。下列有关说法,不正确的是
A.时刻,反应正向进行 B.时刻,正反应速率大于逆反应速率
C.时刻,达到反应进行的限度 D.时刻,反应处于平衡状态
15.氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物。已知某温度下,往一恒容密闭容器中加入发生反应。在时达到平衡。可判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是
A.氨基甲酸铵的浓度不再发生变化 B.气体的体积分数不再改变
C.气体的平均摩尔质量不再改变 D.气体的密度不再改变
二、填空题
16.光气(COCl2)常温下为无色气体,可用作有机合成、农药、药物、染料及其他化工制品的中间体。其发生的可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行,在0~4min内各物质(均为气体)的物质的量变化情况如图所示:
(1)反应至2min时,Cl2的平均反应速率为 。
(2)该反应的化学反应式为 。
(3)不能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.容器里的压强不变
b.X的浓度不再变化
c.容器里的混合气体的密度保持不变
(4)平衡时COCl2的转化率为 。
17.某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行,0~3min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体):
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至2min时,B的平均反应速率为 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填标号)。
a.v(A)=2v(B)
b.容器内压强保持不变
c.2v逆(A)=v正(B)
d.容器内混合气体的密度保持不变
e.c(A)∶c(B)∶c(C)=2∶1∶2
f.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)在密闭容器里,通入a molA(g)、b molB(g)、c molC(g),发生上述反应,当改变下列条件时,反应速率会减小的是___________(填标号)。
A.降低温度 B.加入催化剂
C.增大容器体积 D.恒容下,充入He
参考答案
1.B
可逆反应是指在相同条件下,既能向正方向进行同时又能向逆方向进行的反应。
A.该反应为可逆反应,则可同时向生成HI和生成的方向进行,A正确;
B.该反应为可逆反应,该反应的与HI能同时存在同一个反应体系中,B错误;
C.该反应为可逆反应,该反应中生成HI的反应与生成的反应的条件相同,C正确;
D. 可逆反应存在限度,反应不能进行到底,可逆反应无论进行多长时间,反应物都不可能100%地全部转化为生成物,则该反应中不可能全部转化为HI,D正确;
答案选B。
2.D
根据反应方程式,以及所给量,氧气不足,假设氧气完全反应,生成SO3物质的量为0.5mol×2=1mol,因为该反应为可逆反应,不能完全进行,因此SO3的物质的量应在0mol<n(SO3)<1mol,选项D符合题意;故答案为D。
3.B
A.从图中分析,该反应是正向建立平衡,正向反应速率逐渐减小,因此点c的正反应速率比点b的小,故A错误;
B.d、e两点都是平衡点,因此点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)一定相同,故B正确;
C.d、e两点都是平衡点,点d(t1时刻)和点e(t2时刻)H2的反应速率相同,故C错误;
D.点c处υ(NH3)不等于υ(H2),此时n(NH3)= n(H2),故D错误。
综上所述,答案为B。
4.A
A.反应混合物中A、B、C、D的质量分数都不再变化,说明各物质的浓度不再发生变化,达到平衡状态,故A正确;
B.反应混合物中A、B、C、D 的分子数相同不代表各物质分子数保持不变,不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故B错误;
C.反应前后气体的体积不变,故总压强不随时间改变不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故C错误;
D.单位时间内生成amolC是正反应,同时生成amolD也是正反应,故不能说明达到平衡状态,故D错误;
故选A.
5.A
可逆反应是指相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应,由反应条件可知,只有①符合可逆反应的定义,故选A。
6.A
A.SO3的含量保持不变,可以确定反应达到化学平衡状态,A正确;
B.化学平衡状态是一个动态平衡,反应仍在进行,B错误;
C.化学平衡状态,正反应速率和逆反应速率相等,C错误;
D.化学平衡状态的反应是一个可逆反应,二氧化硫不能完全转换成三氧化硫,D错误;
故选A。
7.A
可逆反应达到平衡时,各物质的浓度保持不变,正反应速率等于逆反应速率且不为零,据此分析解答。
A.二氧化氮为红棕色,反应达到平衡时,二氧化氮的浓度保持不变,则反应混合气体的颜色不再变化,A符合题意;
B.可逆反应达到平衡时,各物质的浓度保持不变,但不一定相等,B不符合题意;
C.达到平衡时,反应物的转化率达不到百分之百,C不符合题意;
D.升高温度,正逆反应速率均会增大,D不符合题意;
故选A。
8.D
可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到新平衡时,由于平衡时二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫,同时三氧化硫分解也生成二氧化硫和氧气,则在平衡体系中充入一定量的18O2, 当达到新平衡时,18O的原子应存在于所有含氧元素的物质中,即能同时存在于SO2、O2、SO3分子中,故选D。
9.C
①反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各种物质浓度等不再发生变化,故①正确;
②化学平衡是动态平衡,反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等但不停滞,故②错误;
③化学平衡受外界条件的影响,外界条件发生改变,正逆反应速率不再相等时,平衡状态就会被破坏,故③正确;
故答案选C。
10.C
A.是可逆反应,反应物不能全部转化为生成物,故A错误;
B.N2、H2和NH3的物质的量浓度相等时,该反应不一定达到平衡状态,与反应物初始物质的量、转化率有关,所以不能据此判断平衡状态,故B错误;
C.N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化时,正逆反应速率相等,能说明达到平衡状态,故C正确;
D.化学平衡状态是动态平衡,当反应达到平衡状态时,正反应和逆反应的速率相等,但是速率不为零,故D错误。
11.B
A.二氧化碳易溶于水,溶于水的二氧化碳部分与水反应生成碳酸,同时碳酸也能够分解生成二氧化碳和水,则两个反应为可逆反应,故A不符合题意;
B.电解水制得氢气和氧气的反应条件与氢气在氧气中燃烧的反应条件不同,则两个反应不是可逆反应,故B符合题意;
C.二氧化硫在催化剂、加热条件下反应生成三氧化硫,同时三氧化硫会分解生成二氧化硫和氧气,则两个反应为可逆反应,故C不符合题意;
D.氢气与碘单质生成生成碘化氢,同时碘化氢会分解生成氢气和单质碘,则两个反应为可逆反应,故D不符合题意;
故选B。
12.D
A.根据同一可逆反应用不同物质表示的反应速率数值之比=化学计量数之比,可得:,可判断平衡,A不选;
B.由化学方程式可得,该反应正向气体分子数增加,所以容器内压强保持不变,可判断平衡,B不选;
C.,密闭容器的容积恒定,所以体积不变,C为固体,所以气体的总质量随着平衡发生移动而发生变化,只有平衡不发生移动时,气体的总质量才不变,此时密度不变,所以当混合气体的密度不变时,表明该反应已达到平衡状态, C不选;
D.,无法确定投放量,且反应中物质的量改变量恒定相同,无法确定为平衡状态,D选;
故选D。
13.B
A.反应前后混合气体物质的量不变,混合气体质量改变,混合气体的平均摩尔质量保持不变,能据此判断平衡状态,A不选;
B.加入2molA和1molB ,反应按照2∶1的比例进行反应,A和B的物质的量之比始终保持不变,无法确定平衡状态,B选;
C.恒温恒压密闭容器,反应前后混合气体物质的量不变,压强不变,体积不变,混合气体质量改变,混合气体密度不再发生变化,能据此判断平衡状态,C不选;
D.相同时间内消耗A的物质的量与生成B的物质的量之比为2:1,代表正逆反应,且和化学计算数成比例,能据此判断平衡状态,D不选;
故选B。
14.C
A.由图可知t1时刻,正反应速率大于逆反应速率,所以反应正向进行,故A正确;
B.由图可知t2时刻,正反应速率大于逆反应速率,故B正确;
C.由图可知t3时刻,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,反应没有达到最大限度,故C错误;
D.由图可知t4时刻,正反应速率等于逆反应速率,反应处于平衡状态,故D正确;
故选C。
15.D
A.氨基甲酸铵是固体,固体的物质的量浓度是定值,不能用单位时间固体浓度的变化表示速率,A错误;
B.该反应中只有水蒸气一种气体,故反应过程中气体的体积分数一直不变,B错误;
C.该反应中只有水蒸气一种气体,气体的平均摩尔质量就是水分子的摩尔质量,故一直不变,C错误;
D.恒容密闭容器,气体体积不变,在平衡之前气体总质量变化,故气体的密度是平衡标志,D正确;
故选D。
16.(1)0.02 mol/L·min
(2)COCl2CO+Cl2
(3)c
(4)25℅
(1)由题干图示信息可知,0~2min内的反应速率(Cl2)==0.02mol·L-1·min-1;
(2)根据图像可得:,根据质量守恒可以推知X为一氧化碳气体。方程式为:
(3)A.反应前后,气体的物质的量有变化,则容器里的压强不变,可以确定是平衡状态,A正确;
b.各组分浓度不再变化,即达到平衡状态,X的浓度不再变化,可以确定是平衡状态,B正确;
c.容器里的混合气体的质量不变,体积不变,则密度保持恒定不变,不可确定是平衡状态,C错误;
故选C;
(4)COCl2的转化率为
17.(1)2A(g)+B(g) 2C(g)
(2)0.1mol·L-1·min-1
(3)bf
(4)AC
由图可知,反应过程中A、B减少是反应物,C增加是生成物,2min后各物质的量不发生变化,达到了平衡状态。
(1)由图可知,A和B生成C的反应为可逆反应,反应达到平衡时,A、B、C的物质的量的变化量之比为(5-3)mol∶(2-1)mol∶(4-2)mol=2∶1∶2,由物质的变化量之比等于化学计量数之比可知,反应的化学方程式为2A(g)+B(g) 2C(g);
(2)由图可知,反应开始至2min时,B的物质的量的变化量为(2-1)mol=1mol,则B的平均反应速率为=0.1mol·L-1·min-1;
(3)a.v(A)=2v(B)不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故a错误;
b.该反应是气体体积减小的反应,反应中容器内压强减小,则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故b正确;
c.2v逆(A)=v正(B) ,不符合速率之比等于系数之比,说明正逆反应速率不相等,反应未达到平衡,故c错误;
d.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故d错误;
e.c(A)∶c(B)∶c(C)=2∶1∶2不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故e错误;
f.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,该反应是气体体积减小的反应,反应的总物质的量减小,反应中混合气体的平均相对分子质量增大,则混合气体的平均相对分子质量保持不变说明反应已达到平衡,故f正确;
故选bf;
(4)A.降低温度,反应速率减小,故符合题意;
B.加入催化剂能降低反应的活化能,反应速率增大,故不符合题意;
C.增大容器体积,容器中气体的压强减小,反应速率减小,故符合题意;
D.恒容下充入氦气,反应体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,故不符合题意;
故选AC。
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