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训练3 化学平衡状态
[基础过关]
一、化学平衡状态的建立与特征
1.在一定条件下,使NO和O2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是( )
A.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零
C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变
D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变
2.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下使该反应发生:N2+3H22NH3,下列有关说法正确的是 ( )
A.达到化学平衡时,N2将完全转化为氨
B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D.达到化学平衡时,正、逆反应速率都为零
3.14CO2与碳在高温条件下发生反应:14CO2+C2CO,达到平衡后,平衡混合物中含14C的粒子有 ( )
A.14CO2 B.14CO2、14CO
C.14CO2、14CO、14C D.14CO
4.已知298 K时,合成氨反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.0 kJ·mol-1,将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量为(忽略能量损失) ( )
A.一定大于92.0 kJ B.一定等于92.0 kJ
C.一定小于92.0 kJ D.不能确定
5.在密闭容器中进行反应X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为
0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是 ( )
A.Z为0.2 mol·L-1
B.Y2为0.35 mol·L-1
C.X2为0.3 mol·L-1
D.Z为0.4 mol·L-1
二、化学平衡状态的判断
6.在一定温度下,向a L密闭容器中加入1 mol O2和2 mol NO,发生如下反应:O2(g)+2NO(g) 2NO2(g),此反应不一定达平衡的是 ( )
A.容器内压强不随时间变化
B.容器内各物质的浓度不随时间变化
C.容器内O2、NO、NO2的浓度之比为1∶2∶2
D.单位时间内生成1 mol O===O,同时生成2 mol NO2
7.可逆反应N2+3H22NH3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平衡状态的是 ( )
A.3v正(N2)=v正(H2)
B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3)
D.v正(N2)=3v逆(H2)
8.一定条件下,在体积为1 L的密闭容器中,1 mol X和1 mol Y进行反应:2X(g)+Y(g) Z(g),下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是 ( )
A.X的百分含量不再发生变化
B.c(X)∶c(Y)∶c(Z)=2∶1∶1
C.容器内原子总数不再发生变化
D.同一时间内消耗2n mol X的同时生成n mol Z
9.恒温恒容的情况下,反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡状态的标志是 ( )
A.容器内气体的密度不随时间而变化
B.容器内的总压强不随时间而变化
C.单位时间内生成2n mol AB的同时,生成n mol的B2
D.A2、B2、AB的反应速率比为1∶1∶2的状态
10.下列说法中,可以证明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是 ( )
①1个N≡N键断裂的同时有3个H—H键形成
②N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
③1个N≡N键断裂的同时有6个N—H键形成
④N2、H2、NH3的浓度不再变化
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
[能力提升]
11.在两个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各气体组成浓度相等
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.③④⑤
12.在一定条件下,可逆反应A2(g)+B2(g) 2C(g)达到平衡时,各物质的平衡浓度c(A2)=0.5 mol·L-1、c(B2)=0.1 mol·L-1、c(C)=1.6 mol·L-1,若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度(mol·L-1),则:
(1)a、b应满足的关系是____________________________________________________;
(2)a的取值范围是___________________________________________________________。
13.一定温度下,在2 L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为_______________________________________________。
(2)在t2时刻存在的等量关系是______________,此时反应是否达到化学平衡状态?________(填“是”或“否”)。
(3)在t3时刻v正________(填“>”、“<”或“=”)v逆,理由是___________________
________________________________________________________________________。
[拓展探究]
14.698 K时,向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),发生反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH=-26.5 kJ·mol-1,测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。
请回答下列问题:
(1)V=__________。
(2)该反应达到最大限度的时间是________,该时间内平均反应速率v(HI)=____________________。
(3)该反应达到平衡状态时,________(填“吸收”或“放出”)的热量为__________。
答案
1.B 2.C 3.C 4.C 5.A 6.C 7.C 8.A 9.C 10.A 11.D
12.(1)a=b+0.4 (2)0.4≤a≤1.3
13.(1)2NM
(2)n(M)=n(N) 否
(3)= M和N的物质的量不再发生变化,所以反应已达到平衡状态,故v正=v逆
14.(1)2 L (2)5 s 0.316 mol·L-1·s-1
(3)放出 41.87 kJ
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