高中化學(xué) 第二章 第三節(jié) 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)（第1課時）課后達標(biāo)檢測 新人教版選修4

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可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài) [基礎(chǔ)鞏固] 1．下列反應(yīng)中，屬于可逆反應(yīng)的是(　　) ①N2＋3H22NH3，2NH33H2＋N2 ②2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑， Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3 ③CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O， CH2===CH2＋H—OHCH3CH2OH ④2Na＋Cl22NaCl，2NaCl2Na＋Cl2↑ A．只有①　　　　　　 B．①②③ C．①②③④ D．①③④ 解析：選A。只有①中兩個反應(yīng)是在同一條件下進行，根據(jù)可逆反應(yīng)定義，A正確。 2．14CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)：14CO2＋C2CO，達到化學(xué)平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有(　　) A．14CO2 B．14CO2、14CO C．14CO2、14CO、14C D．14CO 解析：選C。14CO2與C反應(yīng)生成14CO(正反應(yīng))的同時，14CO的分解(生成14CO2和14C)(逆反應(yīng))也在進行，故平衡混合物中含14C的粒子有14CO2、14CO、14C。 3．哈伯因發(fā)明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學(xué)獎，反應(yīng)原理為N2＋3H22NH3。現(xiàn)向一密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定條件下使該反應(yīng)發(fā)生，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．達到化學(xué)平衡時，N2將完全轉(zhuǎn)化為NH3 B．達到化學(xué)平衡時，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度一定相等 C．達到化學(xué)平衡時，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化 D．達到化學(xué)平衡時，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都為零 解析：選C。各物質(zhì)的濃度保持不變的狀態(tài)為平衡狀態(tài)，此時有v正＝v逆≠0。 4．下列說法中，可以證明反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已達到平衡狀態(tài)的是(　　) A．1個NN鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵形成 B．1個NN鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵斷裂 C．3個H—H鍵形成的同時，有6個N—H鍵斷裂 D．1個NN鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵形成 解析：選A。A項前者表示正反應(yīng)速率，后者表示逆反應(yīng)速率，且符合化學(xué)計量數(shù)之比，故A正確；B項指的都是正反應(yīng)速率；C項指的都是逆反應(yīng)速率；D項指的都是正反應(yīng)速率。 5．一定條件下反應(yīng)2AB(g)A2(g)＋B2(g)達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是(　　) A．容器內(nèi)壓強不隨時間變化 B．容器內(nèi)，3種氣體AB、A2、B2共存 C．容器中各組分的體積分數(shù)不隨時間變化 D．AB的消耗速率等于A2的消耗速率 解析：選C。A項，該反應(yīng)為等體積反應(yīng)，壓強不變不能作為平衡的標(biāo)志；B項，未達到平衡狀態(tài)，三種物質(zhì)也能共存；D項，當(dāng)AB的消耗速率等于A2消耗速率的2倍時，該反應(yīng)才達到平衡狀態(tài)。 6．在一定溫度且容積不變的密閉容器中，建立化學(xué)平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。不能確定上述反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　) A．體系的壓強不再發(fā)生變化 B．v正(CO)＝v逆(H2O) C．生成n mol CO的同時生成n mol H2 D．1 mol H—H鍵斷裂的同時斷裂2 mol H—O鍵 解析：選C。A.該反應(yīng)體系的壓強不再發(fā)生變化，即各反應(yīng)物、生成物的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；B.v正(CO)＝v逆(H2O)，即v正(H2O)＝v逆(H2O)，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；C.生成n mol CO的同時生成n mol H2，都表示正反應(yīng)，不能說明反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)；D.1 mol H—H鍵斷裂的同時斷裂2 mol H—O鍵，體現(xiàn)了v正＝v逆，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。 7．在一定條件下，容器內(nèi)某一反應(yīng)中參加反應(yīng)的M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的曲線如圖所示，下列表述中正確的是(　　) A．反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MN B．t2時，正、逆反應(yīng)速率相等，達到平衡 C．t3時，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率 D．t1時，N的濃度是M的濃度的2倍 解析：選D。由圖像知，O～t2時間內(nèi)N的濃度的變化量是M濃度的變化量的2倍，可得反應(yīng)的方程式為2NM；t2時刻體系并未達到平衡，故正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率不相等；t3時刻反應(yīng)已達到平衡，此時v正＝v逆，因此選項A、B、C的說法都是錯誤的。 8．在一定條件下，將3 mol A和1 mol B兩種氣體混合于固定容積為2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2 min末該反應(yīng)達到平衡，生成0.8 mol D，并測得C的濃度為0.2 molL－1。下列判斷錯誤的是(　　) A．x＝1 B．2 min內(nèi)A的反應(yīng)速率為0.3 molL－1min－1 C．B的轉(zhuǎn)化率為50% D．若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，則表明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài) 解析：選C。 　3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g) 起始(mol)　　 3　　　1　　　　0　　　0 轉(zhuǎn)化(mol) 3a a xa 2a 平衡(mol) 3－3a 1－a xa 2a 由題意得：2a＝0.8，a＝0.4。 ＝0.2 molL－1，x＝1，A正確；B項，v(A)＝＝＝0.3 molL－1min－1，正確；C項，α(B)＝100%＝40%，錯誤；D項，由于氣體的總物質(zhì)的量只有在平衡時才保持不變，所以平均相對分子質(zhì)量不變能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，正確。 9．下列說法中能說明2HI(g)H2(g)＋I2(g)已達平衡狀態(tài)的是________。 (1)單位時間內(nèi)生成n mol H2的同時生成n mol HI； (2)一個H—H鍵斷裂的同時有兩個H—I鍵斷裂； (3)c(HI)＝c(I2)； (4)反應(yīng)速率：v(H2)＝v(I2)＝v(HI)； (5)c(HI)∶c(I2)∶c(H2)＝2∶1∶1； (6)溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化； (7)溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化； (8)條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化； (9)溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再發(fā)生變化； (10)溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再發(fā)生變化。 解析：(1)生成n mol H2的同時生成n mol HI說明正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。 (2)一個H—H鍵斷裂(逆反應(yīng)方向)的同時有兩個H—I鍵斷裂(正反應(yīng)方向)，即v正＝v逆。 (3)平衡狀態(tài)時c(HI)、c(I2)濃度不變，但不一定相等。 (4)無論是否達到平衡狀態(tài)都有這樣的關(guān)系，未表示出正、逆反應(yīng)速率。 (5)平衡狀態(tài)時不一定有這樣的濃度關(guān)系。 (6)生成物濃度不變，達到平衡狀態(tài)。 (7)無論是否達到平衡，容器內(nèi)的壓強都不變。 (8)氣體的總質(zhì)量不變，氣體的物質(zhì)的量也不變，故無論是否達到平衡狀態(tài)其平均相對分子質(zhì)量都不變化。 (9)反應(yīng)體系中顏色不變即說明c(I2)不變化，達到平衡。 (10)氣體的質(zhì)量和體積不變，密度始終不發(fā)生變化。 答案：(2)(6)(9) 10．在2 L密閉容器內(nèi)，800 ℃時反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)體系中，n(NO)隨時間的變化如下表： 時間/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.02 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)上圖表示NO2的濃度變化的曲線是________。 用O2表示從0～2 s內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率v＝____________________。 (2)能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是________。 A．v(NO2)＝2v(O2) B．容器內(nèi)壓強保持不變 C．v逆(NO)＝2v正(O2) D．容器內(nèi)密度保持不變 解析：(1)該反應(yīng)達平衡時，n(NO)＝0.007 mol，此時n(NO2)＝0.013 mol，其濃度變化量為0.006 5 molL－1，所以表示NO2濃度變化的曲線是b。(2)A項表示的是同一方向的速率，在任何時候都成立，而D中容器的體積及氣體的總質(zhì)量都不變，氣體的密度也始終不變。 答案：(1)b　1.510－3 mol(Ls)－1　(2)BC [能力提升] 11．在一定溫度下的定容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)。當(dāng)下列物理量不再變化時，不能表明反應(yīng)已達平衡的是(　　) A．混合氣體的壓強 B．混合氣體的密度 C．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量 D．混合氣體總質(zhì)量 解析：選A。該可逆反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物的氣體分子數(shù)相等。也就是說，無論反應(yīng)是否達到平衡，氣體的總物質(zhì)的量始終不變。在溫度和體積一定時，混合氣體的壓強與氣體總物質(zhì)的量成正比，所以混合氣體的壓強也始終不變。反應(yīng)物A是固體，其他物質(zhì)都是氣體。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)體系中固體和氣體的總質(zhì)量是不變的。若混合氣體的質(zhì)量不變，則固體A的質(zhì)量也不變，可說明反應(yīng)已達平衡。根據(jù)混合氣體的密度公式：ρ＝，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量的公式：r＝，因為V、n都是定值，所以混合氣體的密度和平均相對分子質(zhì)量不變時，混合氣體的質(zhì)量不變，反應(yīng)已達平衡。 12．(2016臨沂高二檢測)可逆反應(yīng)：2NO22NO＋O2在恒容的密閉容器中反應(yīng)，達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是(　　) ①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時，生成2n mol NO2 ②單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時，生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài) ④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài) A．①④⑥　　　　　　　 B．②③⑤ C．①③④ D．①②③④⑤⑥ 解析：選A。①分別表示正、逆反應(yīng)方向，且變量符合化學(xué)計量數(shù)之比，正確；②都表示正反應(yīng)方向，錯誤；③化學(xué)反應(yīng)達到平衡時各組分的濃度不再改變，但不一定符合化學(xué)計量數(shù)之比，錯誤；④混合氣體的顏色不再改變說明NO2的濃度不再改變，正確；⑤混合氣體的密度為ρ＝，氣體的質(zhì)量和容器的體積都不變，故密度始終不變，錯誤；⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為Mr＝，氣體的質(zhì)量不變，未達到平衡時，氣體的物質(zhì)的量變化，當(dāng)平均相對分子質(zhì)量不變時說明已達平衡，正確。 13．已知常溫常壓下，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol。在同溫同壓下向一密閉容器中通入0.5 mol N2和1.5 mol H2，反應(yīng)完成時放出熱量為Q kJ，則下列關(guān)系正確的是(　　) A．Q＝92.4 B．Q＝46.2 C．Q＜46.2 D．Q>46.2 解析：選C。0.5 mol N2與1.5 mol H2完全反應(yīng)生成1 mol NH3時放出熱量為46.2 kJ，但該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能進行到底，故Q<46.2。 14．在某一容積為5 L的密閉容器內(nèi)，加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O，在催化劑存在的條件下加熱至高溫，發(fā)生如下反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0。反應(yīng)中CO2的濃度隨時間變化情況如圖： (1)根據(jù)上圖數(shù)據(jù)，反應(yīng)開始至達到平衡時，CO的化學(xué)反應(yīng)速率為________；反應(yīng)達到平衡時，c(H2)＝____________________。 (2)判斷該反應(yīng)達到平衡的依據(jù)是________。 A．消耗CO的化學(xué)反應(yīng)速率和消耗CO2的化學(xué)反應(yīng)速率相等 B．CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等 C．CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化 D．正、逆反應(yīng)速率都為零 解析：(1)由圖可知10 min時達到平衡，v(CO)＝v(CO2)＝Δc/Δt＝0.03 molL－110 min＝0.003 molL－1min－1。由化學(xué)方程式得c(H2)＝c(CO2)＝0.03 molL－1。 (2)達到平衡的標(biāo)志是各物質(zhì)的百分組成不變，濃度不變，正、逆反應(yīng)速率相等且不為零。消耗CO的化學(xué)反應(yīng)速率是正反應(yīng)速率，消耗CO2的化學(xué)反應(yīng)速率是逆反應(yīng)速率。所以A、C可作為判斷反應(yīng)達到平衡的依據(jù)。 答案：(1)0.003 molL－1min－1　0.03 molL－1 (2)AC 15．乙酸和乙醇可以發(fā)生酯化反應(yīng)：CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O。 (1)對于上述可逆反應(yīng)，若乙酸分子中的氧都是18O，乙醇分子中的氧都是16O，一段時間后，分子中含有18O的物質(zhì)有________。 A．1種 B．2種 C．3種 D．4種 (2)在上述條件下，生成物中水的相對分子質(zhì)量為________。 A．16 B．18 C．20 D．22 (3)下列描述，能說明乙酸和乙醇的酯化反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的有________。 ①單位時間內(nèi)，生成1 mol乙酸乙酯，同時生成1 mol水 ②單位時間內(nèi)，生成1 mol乙酸乙酯，同時生成1 mol乙酸 ③單位時間內(nèi)，消耗1 mol乙醇，同時消耗1 mol乙酸 ④正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等 ⑤混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化 解析：由反應(yīng) ＋H218O可知該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，含有18O的物質(zhì)有乙酸、乙酸乙酯和水3種，生成的水的相對分子質(zhì)量為20。達到平衡狀態(tài)時，v正＝v逆，各物質(zhì)的濃度不再變化，故②④⑤的描述能說明反應(yīng)已達平衡。 答案：(1)C　(2)C　(3)②④⑤