2019_2020学年高中化学课时作业6化学平衡的建立含解析新人教版选修.doc

课时作业6　化学平衡的建立

9

基础训练
1．(2019年山西大同一中高二月考)在平衡体系2NO＋O22NO2中通入18O组成的氧气，重新达到平衡后，则18O(　　)
A．只存在于O2中
B．只存在于NO2中
C．只存在于O2和NO2中
D．存在于NO、O2、NO2
解析：向平衡体系2NO＋O22NO2中通入由18O组成的氧气，由于该反应为可逆反应，随着反应的进行，18O会进入NO、NO2中，所以反应体系中NO、O2、NO2中都会含有18O，故D正确。
答案：D
2．下列说法正确的是(　　)
A．可逆反应进行到一定程度时，反应就会停止
B．存在平衡的过程一定是化学反应过程
C．可逆反应中反应物的转化率不能达到100%
D．化学反应达到平衡状态时，反应体系中各物质的浓度相等
解析：可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度保持不变，但反应并没有停止，A项错误；存在平衡的不一定是化学反应过程，如蔗糖在饱和溶液中的溶解、结晶过程，不是化学反应，B项错误；可逆反应达到平衡时，反应物、生成物均有，反应物的转化率不能达到100%，C项正确；化学反应达到平衡状态时，各物质的浓度不一定相等，D项错误。
答案：C
3．(2019年新化一中高二上学期期中)在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)已达平衡的是(　　)
A．混合气体的总压强 B．混合气体的密度
C．A的物质的量浓度 D．气体总物质的量
解析：反应物A为固态，故该反应前后气体体积未发生变化，故A、D项不能表明反应已达平衡；C项也不能表明反应已达平衡；B项说明B、C、D三物质的质量不再发生变化，故反应已达平衡。
答案：B
4．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是(　　)
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L－1
解析：由于X、Y的平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应，且vY(生成)∶vZ(生成)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0<c1<0.14 mol·L－1，D正确。
答案：D
5．一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(　　)
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项说明反应未达到平衡状态。
答案：C
6．(2019年陕西省黄陵中学高三质量检测)在一密闭容积的容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达平衡时，可能存在的数据是(　　)
A．SO3为0.4 mol·L－1
B．SO2为0.3 mol·L－1，SO3为0.1 mol·L－1
C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1
D．O2为0.3 mol·L－1
解析：　 2SO2(g)　＋　O2 2SO3
某时刻 0.2 mol/L 0.1 mol/L 0.2 mol/L
极限转化 0.4 mol/L 0.2 mol/L 0
极限转化 0 0 0.4 mol/L
A．该反应为可逆反应，SO3的浓度一定小于0.4 mol/L，故A错误；B.根据S元素守恒可知，SO2，SO3的浓度之和一定为0.4 mol/L，SO2为0.3 mol/L，SO3为0.1 mol/L时满足条件，故B正确；C.SO2，SO3若均为0.15 mol/L，二者浓度之和为0.3 mol/L<0.4 mol/L，故C错误；D.氧气能接近的最大浓度为0.2 mol/L，O2不可能为0.3 mol/L，故D错误。
答案：B
7．一定条件下，将A、B、C三种物质各1 mol通入一个密闭容器中发生反应：2A＋B2C，达到平衡时，B的物质的量可能是(　　)
A．1.5 mol B．1 mol
C．0.5 mol D．0
解析：用极端假设法考虑平衡完全向左进行、完全向右进行的两种情形。
　　　　2A　　＋　　B 2C
(起始) 1 1　 1
(向左) 1＋1 1＋0.5　　0
2A　　 ＋　 B　 　　2C
(起始) 1 1 　　　1
(向右) 0 1－0.5 　1＋1
得到B的极值为1.5 mol和0.5 mol，实际上该反应为可逆反应，不可能完全向左、向右进行，即0.5mol<n(B)<1.5mol。
答案：B
8．一定温度下，在容积为V L的密闭容器中进行反应：aN(g) bM(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如图所示：

(1)此反应的化学方程式中＝________。
(2)t1到t2时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为________。
(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是________。
A．反应中M与N的物质的量之比为1∶1
B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D．单位时间内每消耗a mol N，同时生成b mol M
解析：(1)t2时，＝＝＝2。
(2)v(M)＝
＝ mol/(L·min)。
(3)该反应反应前后气体体积发生改变，因此其总物质的量会发生改变，当总物质的量不变时达到平衡状态。
答案：(1)2
(2) mol/(L·min)
(3)C
提高训练
9．(2019年陕西省城固县第一中学高二开学测试 )把2.5 mol A和2.5 mol B混合盛入容积为2 L的密闭容器里，发生如下反应：3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)，经5 s反应达平衡，在此5 s内C的平均反应速率为0.2 mol· (L·s)－1，同时生成1 mol D，下列叙述中错误的是(　　)
A．达到平衡状态时A的转化率为50%
B．x＝4
C．达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比为6∶5
D．5 s内B的反应速率v(B)＝0.05 mol · (L·s)－1
解析：达到平衡状态时生成1 mol D，同时消耗1.5 mol A，所以A的转化率为＝60%，故A错误；生成C的物质的量为0.2 mol·(L·s)－1×2L×5 s＝2 mol，所以x＝4，故B正确；达到平衡状态时，气体增加1 mol，气体的压强与其物质的量成正比，所以容器内气体的压强与起始时压强比为(2.5＋2.5＋1)∶(2.5＋2.5)＝6∶5，故C正确；5 s内B的反应速率v(B)＝v(C)/4＝0.05 mol·(L·s)－1，故D正确。
答案：A
10．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是(　　)
A．达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)
B．若单位时间内生成xmol NO的同时消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D．化学反应速率的关系是2v正(NH3)＝3v正(H2O)
解析：根据不同物质表示同一反应速率时的关系可知，v逆(O2)：v逆(NO)＝5∶4，v逆(NO)＝v逆(O2)，代入A中表达式知v正(O2)＝v逆(O2)，A正确；NO的生成与NH3的消耗同时表示正反应速率，故B不正确；达到平衡时，增大容器体积，反应物、生成物浓度同时减小，正逆反应速率同时减小，C不正确；在反应的任意状态总有v正(NH3)∶v正(H2O)＝4∶6，即3v正(NH3)＝2v正(H2O)，D不正确。
答案：A
11．(2019年河北省沧州市普通高中高三教学质量监测)一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)＋Cl2(g) 2HCl(g)＋I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是(　　)
A．容器内气体压强不再改变
B．容器内气体密度不再改变
C．容器内气体颜色不再改变
D．断裂1 mol Cl—Cl键同时断裂1 mol H—Cl键
解析：本题考查化学平衡状态的判断。在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)＋Cl2(g) 2HCl(g)＋I2(s)，根据化学方程式，反应过程中压强为变量，压强不再改变一定平衡，故A不符合题意；在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)＋Cl2(g) 2HCl(g)＋I2(s)，反应过程中气体质量为变量，所以密度是变量，容器内气体密度不再改变一定平衡，故B不符合题意；容器内气体颜色不再改变，说明氯气的浓度不变，一定达到平衡状态，故C不符合题意；平衡时断裂1 mol Cl—Cl键同时断裂2 mol H—Cl键，故D符合题意。
答案：D
12．(2019年福州模拟)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是(　　)
A．2v(NH3)＝v(CO2)
B．密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
解析：该反应为有固体参与的非等体积反应，且容器体积不变，所以压强、密度均可作为化学平衡的标志，该题应特别注意D项，因为该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值(NH3为，CO2为)。
答案：C
13．(2019年盐城月考)在一定条件下，可逆反应2AB＋3C在下列四种状态中，处于平衡状态的是(　　)
A．正反应速率vA＝2 mol/(L·min)，逆反应速率vB＝2 mol/(L·min)
B．正反应速率vA＝2 mol/(L·min)，逆反应速率vC＝2 mol/(L·min)
C．正反应速率vA＝1 mol/(L·min)，逆反应速率vB＝1.5 mol/(L·min)
D．正反应速率vA＝1 mol/(L·min)，逆反应速率vC＝1.5 mol/(L·min)
解析：化学平衡状态的重要标志是正、逆反应速率相等，判断正、逆反应速率是否相等时，需根据化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比进行换算。
答案：D
14．在2 L密闭容器中，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)
2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
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)上述反应________(填“是”或“不是”)可逆反应。
(2)如图所示，表示NO2变化曲线的是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是__________(填序号)。
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)该反应是可逆反应。
(2)由平衡体系2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)知，NO2为生成物，n(NO2)＝Δn(NO)＝0.020 mol－0.007 mol＝0.013 mol，c(NO2)＝＝0.006 5 mol·L－1，故表示NO2变化曲线的为b。v(NO)＝＝＝＝0.003 mol·(L·s)－1，则v(O2)＝v(NO)＝0.001 5 mol·(L·s)－1。
(3)a项中未指明正、逆反应速率，故无法说明该反应是否达到平衡状态；由于该反应是反应前后气体体积不相等的反应，当容器内压强保持不变时，说明该反应已达到平衡状态，故b项正确；c项中已说明正、逆反应速率相等，故说明该反应已达到平衡状态；由于气体总质量不变，气体总体积也不变，因此，无论该反应是否达到平衡，容器内密度保持不变，故d项无法说明该反应是否达到平衡状态。
答案：(1)是
(2)b　1.5×10－3 mol·(L·s)－1
(3)bc
15．将N2和H2按一定比例混合，其密度是相同状况下H2的3.6倍，取出0.5mol该混合气体充入密闭容器里，使之发生反应并在一定条件下达到平衡，已知反应达平衡后容器内压强是相同条件下反应前的0.76倍，试求：
(1)反应前混合气体中N2和H2的体积比。
(2)达平衡时混合气体中氨的物质的量。
(3)平衡时N2的转化率。
解析：(1)N2和H2的混合气体平均相对分子质量为M＝3.6×2＝7.2。

所以＝＝＝。
(2)设平衡时消耗N2为xmol。
　　　　　　　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
起始物质的量(mol)　0.5× 0.5×　　0
转化物质的量(mol) x 3x 2x
平衡物质的量(mol) 0.1－x 0.4－3x 2x
n起＝0.5 mol
n平＝(0.5－2x) mol
T、V一定时，＝，＝，x＝0.06，n(NH3)＝0.06 mol×2＝0.12 mol。
(3)平衡时N2的转化率为×100%＝60%。
答案：(1)1∶4 　(2)0.12 mol 　(3)60%
探究创新
16．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 KI溶液于试管中，滴加0.1 mol/L 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，你认为是__________________________________________；
改进的方法是____________________________________。
(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____________________。
解析：为证明化学反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2具有一定的可逆性，可以考虑检验反应后的溶液中还存在着这四种离子。从反应物的量考虑，I－是相对过量的，故不能检测存在I－，即认为反应具有可逆性，为检验的方便、典型，只需检验最终溶液中还存在着Fe3＋和I2即可，分别可采用KSCN溶液、淀粉溶液(或CCl4萃取)等合理方法。
答案：(1)该反应中KI过量，故不能直接检验是否存在I－　取少量溶液滴加KSCN溶液，若出现红色，则证明还有Fe3＋未完全反应
(2)取少量反应液，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝，则说明生成了I2

10