課時訓練7化學平衡狀態的建立及標志一、可逆反應1.下列各組兩個反應互為可逆反應的是()2h2+o22h2o與2h2o2h2+o2h2so4(濃)+2hbr2h2o+br2+so2與br2+so2+2h2o2hbr+h2so42no2n2o4與n2o42no22so2+o22so3與2so32so2+o2a.b.c.d.解析:可逆反應必須是在同一條件下,同時向正、逆反應方向進行的反應,中的反應條件不同,中h2so4的濃度不同,性質不同。答案:c2.在密閉容器中進行反應:x2(g)+y2(g)2z(g),已知x2、y2、z的起始濃度分別為0.1 mol/l、0.3 mol/l、0.2 mol/l,在一定條件下,當反應達到平衡時,各物質的濃度有可能是()a.z為0.3 mol/lb.y2為0.4 mol/lc.x2為0.2 mol/ld.z為0.4 mol/l解析:可逆反應的重要特征是物質的轉化率不可能達到100%。要達到b和c項中物質的濃度,物質z要全部消耗。而要達到d項中物質的濃度,物質x2要全部消耗。答案:a3.向含有2 mol的so2的容器中通入過量氧氣發生2so2+o22so3,充分反應后生成so3的物質的量(填“”或“=”,下同)2 mol,so2的物質的量0,轉化率100%。解析:通入的氧氣量再多,2mol的so2也不可能完全消耗,其轉化率不可能達到100%,故生成的so3的物質的量也達不到2mol。答案:二、化學平衡的特征4.現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n2+3h22nh3發生,下列有關說法中正確的是()a.達到化學平衡時,n2將完全轉化為nh3b.達到化學平衡時,n2、h2和nh3的物質的量濃度一定相等c.達到化學平衡時,n2、h2和nh3的物質的量濃度不再變化d.達到化學平衡時,正反應和逆反應的速率都為0解析:由于合成氨反應為可逆反應,所以達到化學平衡時,n2不可能完全轉化為nh3,因此a項錯誤;達到化學平衡時,n2、h2和nh3的物質的量濃度不再發生變化,但不一定相等,因此b項不正確,c項正確;達到平衡時正反應速率和逆反應速率相等,但不為0,反應并未停止,因此d項錯誤。答案:c5.對于可逆反應h2(g)+i2(g)2hi(g),在溫度一定下由h2(g)和i2(g)開始反應,下列說法正確的是()a.h2(g)的消耗速率與hi(g)的生成速率之比為21b.反應進行的凈速率是正、逆反應速率之和c.正、逆反應速率的比值是恒定的d.達到平衡時,正、逆反應速率相等解析:a項,用各物質表示的化學反應速率之比等于其化學計量數之比,則有2v(h2,消耗)=v(hi,生成);正、逆反應速率都取正值,反應進行的凈速率是正、逆反應速率之差,b項錯誤;c項,隨著反應的進行,v(正)不斷減小,v(逆)不斷增大,二者的比值也不斷變化;d項,達到平衡,正、逆反應速率相等是判斷平衡的核心依據。答案:d6.在200 時,將a mol h2(g)和b mol i2(g)充入到體積為v l的密閉容器中,發生反應:i2(g)+h2(g)2hi(g)。(1)反應剛開始時,由于c(h2)=,c(i2)=,而c(hi)=,所以化學反應速率最大,而最小(為0)。(2)隨著反應的進行,反應混合物中各組分濃度的變化趨勢為c(h2),c(i2),而c(hi),從而化學反應速率v(正),而v(逆)。(3)當反應進行到v(正)與v(逆)時,此可逆反應就達到了最大限度,若保持外界條件不變時,混合物中各組分的物質的量、物質的量濃度、質量分數、體積分數、反應物的轉化率和生成物的產率及體系的總壓強(或各組分的分壓)都將。答案:(1)av mol/lbv mol/l0v(正)v(逆)(2)減小減小增大減小增大(3)相等保持不變二、化學平衡狀態的標志7.在2no2n2o4的可逆反應中,下列狀態說明反應達到化學平衡的是()a.c(n2o4)c(no2)不變的狀態b.n2o4處于不再分解的狀態c.no2的分子數與n2o4的分子數之比為21的狀態d.v(no2)v(n2o4)=21的狀態解析:化學平衡的標志主要有兩個:正、逆反應速率相等和各組分的濃度不變。a項表述的各組分的濃度不變,a項符合題意;平衡時反應沒有停止,b項不符合題意;平衡時物質的分子數與化學計量數之間沒有必然聯系,c項不符合題意;d項適用于化學反應的任意階段,不能作為平衡的判斷標志,d項不符合題意。答案:a8.一定條件下,將no2與so2以體積比12置于密閉容器中發生反應:no2(g)+so2(g)so3(g)+no(g)h=-41.8 kj/mol,下列能說明反應達到平衡狀態的是()a.體系壓強保持不變b.混合氣體顏色保持不變c.so3和no的體積比保持不變d.每消耗1 mol so3的同時生成1 mol no2解析:由于該反應為反應前后氣體的物質的量相等的反應,體系的壓強始終保持不變,故不能以壓強不變判斷反應是否達到平衡,a項不符合題意。so3與no的體積比始終保持11,c項不符合題意;消耗so3和生成no2為同一反應方向,d項不符合題意。答案:b9.在體積固定的密閉容器中,對于n2(g)+3h2(g)2nh3(g)h0的反應,達到平衡的標志是。a.生成nh3的速率與nh3的分解速率相等b.斷開一個鍵的同時有6個nh鍵生成c.n2、h2、nh3百分含量不再變化d.總壓強不變e.n2、h2、nh3分子數之比為132的狀態f.n2、h2、nh3的濃度相等g.n2、h2不再起反應h.v(n2)=13v(h2)i.混合氣體密度不變j.混合氣體平均相對分子質量不變k.反應放出的熱量等于反應吸收的熱量解析:審題關鍵:v(正)是否等于v(逆)。判斷一個可逆反應是否達到平衡狀態,要從兩個方面來考慮,v(正)=v(逆)0,混合物各成分濃度不變,只要符合其一,則達平衡狀態。b選項只知正反應速率,不知逆反應速率,無法判斷是否平衡;e、f也無法判斷是否平衡,因n2、h2、nh3分子數之比為132及濃度相等,不能說明各成分濃度不變;g選項違背了化學平衡的特征;h選項正反應速率、逆反應速率都滿足這種關系,不能說明v(正)=v(逆);氣體總質量不變,體積不變時密度始終不變,混合氣體密度不變不能說明是否達到了平衡狀態。a、k選項體現了v(正)=v(逆)0,c、d、j體現了混合物中各成分濃度不變。答案:a、c、d、j、k(建議用時:30分鐘)1.下列反應一般認為是不可逆反應的是()a.so2溶于水b.h2與i2反應生成hic.cl2溶于水d.na與h2o的反應答案:b2.一定條件下,對于可逆反應x(g)+3y(g)2z(g),若x、y、z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為0),達到平衡時,x、y、z的濃度分別為0.1 mol/l、0.3 mol/l、0.08 mol/l,則下列判斷正確的是()a.c1c2=31b.平衡時,y和z的生成速率之比為23c.x、y的轉化率不相等d.c1的取值范圍為0c10.14 mol/l解析:平衡濃度之比為13,轉化濃度亦為13,故c1c2=13,a、c兩項不正確;平衡時y生成表示逆反應,z生成表示正反應且vy(生成)vz(生成)應為32,b項不正確;由可逆反應的特點可知0c10.14mol/l。答案:d3.在一定溫度下,將等物質的量的co和水蒸氣通入恒容密閉容器中,發生如下反應:co(g)+h2o(g)co2(g)+h2(g),一段時間后反應達到平衡。對該平衡狀態描述正確的是()a.正反應速率等于0b.正反應速率大于逆反應速率c.正反應速率等于逆反應速率d.正反應速率小于逆反應速率解析:當反應達到平衡狀態時,v(正)=v(逆)0,故選c。答案:c4.298 k時,合成氨反應的熱化學方程式為:n2(g)+3h2(g)2nh3(g)h=-92.4 kj/mol,在該溫度下,取1 mol n2和3 mol h2放在密閉容器內反應。下列說法正確的是()a.在有催化劑存在的條件下,反應放出的熱量為92.4 kjb.有無催化劑該反應放出的熱量都為92.4 kjc.反應放出的熱量始終小于92.4 kjd.若再充入1 mol h2,到達平衡時放出的熱量應為92.4 kj解析:該反應為可逆反應,正向不可能進行到底,所以1moln2和3molh2反應放出的熱量始終小于92.4kj,c項正確。答案:c5.下列說法可以證明反應n2(g)+3h2(g)2nh3(g)已達到平衡狀態的是()a.1個nn鍵斷裂的同時,有3個hh鍵形成b.1個nn鍵斷裂的同時,有3個hh鍵斷裂c.n2、h2、nh3的分子數之比為132d.1個nn鍵斷裂的同時,有6個hn鍵形成解析:a項中表示的反應方向相反,且v(正)=v(逆)0,符合題意;b、d兩項中表示的反應方向相同,故b、d兩項不符合題意;c項中n2、h2、nh3的分子數之比為132時未必達到平衡。答案:a6.在恒溫、恒容下,當反應容器內總壓強不隨時間變化時,下列可逆反應一定達到平衡的是()a.a(g)+b(g)c(g)b.a(g)+2b(g)3c(g)c.a(g)+b(g)c(g)+d(g)d.以上都達到平衡解析:a項中反應前后氣體的物質的量不等,恒溫恒容下總壓強不變,反應達平衡;b、c兩項中反應前后氣體的物質的量相等,不論是否達到平衡,總壓強均不變。答案:a7.在密閉容器中進行如下反應:x2(g)+3y2(g)2z(g),x2、y2、z的起始濃度分別為0.2 mol/l、0.6 moll-1、0.4 mol/l,當平衡時,下列數據肯定不正確的是()a.x2為0.3 mol/l,y2為0.9 mol/lb.y2為1.0 mol/lc.x2為0.3 mol/l,z為0.2 mol/ld.z為1.0 mol/l解析:化學平衡研究的是可逆反應,故解這類題目時要善于利用極值法;另外,此題的易錯點是在將選項中所有物質濃度列出來時,易忽略原子是否守恒。此題的解法為:x2(g)+3y2(g)2z(g)起始濃度(mol/l):0.20.60.4平衡濃度(mol/l):000.8(設反應正向進行徹底)平衡濃度(mol/l):0.41.20(設反應逆向進行徹底)據可逆反應的含義知:0c(x2)0.4mol/l;0c(y2)1.2mol/l;0c(z)v(逆),c(z)在增大;t2時刻,v(正)=v(逆),說明反應達到化學平衡狀態:t2t3時段,反應仍在進行,但由于v(正)=v(逆),所以各物質的濃度不再發生變化。答案:d11.在2 l密閉容器內,800 時反應2no(g)+o2(g)2no2(g)體系中,n(no)隨時間的變化如下表:時間/s012345n(no)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上圖表示no2的濃度變化的曲線是。用o2表示從02 s內該反應的平衡速率v=。(2)能說明該反應已達到平衡狀態的是。a.v(no2)=2v(o2)b.容器內壓強保持不變c.v逆(no)=2v正(o2)d.容器內密度保持不變解析:該反應達平衡時,n(no)=0.007mol,此時n(no2)=0.013mol,其濃度變化量為0.0065mol/l,所以表示no2變化的曲線是b。在(2)中,a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量都不變,氣體的密度也始終不變。答案:(1)b1.510-3 mol/(ls)(2)bc12.500 時,有如下反應:2so2(g)+o2(g)2so3(g)h0。(1)把2 mol so2和1 mol o2放入恒容的密閉容器中,判斷該反應達到平衡狀態的標志是(填字母)。a.so2和so3的濃度相等b.so2的百分含量保持不變c.容器中氣體的壓強不變d.so3的生成速率與so2的消耗速率相等e.容器中混合