其次章其次節(jié)第一課時一、選擇題1．向2L恒容密閉容器中通入A、B氣體各10mol，在確定溫度下進行反應：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(s)，下列說法不正確的是(A)A．①體系氣體密度不變；②B的體積分數(shù)不變；③2v逆(A)＝3v正(C)，三種現(xiàn)象均可以說明該反應達到平衡狀態(tài)B．①增加D的質(zhì)量；②向體系中充入He；③抽出A減小體系壓強，三種操作都不能增大逆反應速率C．對于該反應，無論正反應還是逆反應，上升溫度，反應速率均上升D．某時刻四種物質(zhì)的物質(zhì)的量均為6mol，則反應達到其限度時，2mol·L－1<c(B)<4.5mol·L－1解析：該反應是氣體質(zhì)量減小的反應，在恒容密閉容器中混合氣體的密度減小，則體系氣體密度不變、2v逆(A)＝3v正(C)均說明正、逆反應速率相等，反應均已達到平衡，假設一段時間后B反應了xmol，則有3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(s)起始/mol101000轉化/mol3xx2x2x剩余/mol10－3x10－x2x2xB的體積分數(shù)為eq\f(10－x,10－3x＋10－x＋2x)＝eq\f(1,2)＝50%，B的體積分數(shù)始終不變，故不能確定反應達到平衡，故A錯誤；固體的濃度為定值，則增加固體D的質(zhì)量、在恒容密閉容器中充入氦氣，體系中氣體物質(zhì)的濃度不發(fā)生變更，化學反應速率不變，抽出氣體A減小體系壓強，反應物濃度減小，化學反應速率減小，所以三種操作都不能增大逆反應速率，故B正確；上升溫度，正、逆反應速率均上升，故C正確；由題意可知，假設四種物質(zhì)的物質(zhì)的量均為6mol，依據(jù)方程式可知，當6molA完全反應時，消耗2molB，此時剩余4molB，B的物質(zhì)的量濃度最小，c(B)＝eq\f(4mol,2L)＝2mol·L－1，當6molC完全反應時，生成3molB，n(B)＝3mol＋6mol＝9mol，此時B的物質(zhì)的量濃度最大，c(B)＝eq\f(9mol,2L)＝4.5mol·L－1，因為是可逆反應，不行能完全轉化，所以2mol·L－1<c(B)<4.5mol·L－1，故D正確。2．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0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在確定條件下，當反應達到平衡時，各物質(zhì)的濃度有可能是(A)A．Z為0.3mol·L－1 B．Y2為0.4mol·L－1C．X2為0.2mol·L－1 D．Z為0.4mol·L－1解析：該題可利用“極端假設法”推斷，設反應正向或逆向進行原委，求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。假設反應正向進行原委：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L－1)：0.10.30.2變更濃度(mol·L－1)：0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L－1)：00.20.4假設反應逆向進行原委：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L－1)：0.10.30.2變更濃度(mol·L－1)：0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L－1)：0.20.40平衡體系中各物質(zhì)的濃度取值范圍為0<c(X2)<0.2mol·L－1,0.2mol·L－1<c(Y2)<0.4mol·L－1,0<c(Z)<0.4mol·L－1。3．反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，若在恒壓絕熱容器中發(fā)生，下列選項表明反應確定已達平衡狀態(tài)的是(A)A．容器內(nèi)的溫度不再變更B．容器內(nèi)的壓強不再變更C．相同時間內(nèi)，斷開H—H的數(shù)目和生成N—H的數(shù)目相等D．容器內(nèi)氣體的濃度c(N2)c(H2)c(NH3)＝132解析：A選項，溫度不再變更，說明正反應放出的熱量等于逆反應吸取的熱量，即正、逆反應速率相等，可以表明反應達到平衡狀態(tài)，所以正確；B選項，該容器為恒壓容器，因此不論是否達到平衡狀態(tài)，壓強均不發(fā)生變更，所以錯誤；C選項，斷開H—H和生成N—H均表示的是正反應，因此不能表明反應達到平衡狀態(tài)，所以錯誤；D選項，容器內(nèi)氣體的濃度c(N2)c(H2)c(NH3)＝132，不表示各物質(zhì)濃度不再發(fā)生變更，因此不能表明反應達到平衡狀態(tài)，所以錯誤。4．對于某一可逆反應，在不同條件下的平衡狀態(tài)中，正、逆反應速率的關系是(A)解析：四個選項中，只有選項A始終都滿足v(正)＝v(逆)，即反應處于平衡狀態(tài)。5．確定溫度下在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是(C)A．混合氣體的密度不再變更B．反應容器中Y的質(zhì)量分數(shù)不變C．X的分解速率與Y的消耗速率相等D．單位時間內(nèi)生成1molY的同時生成2molX解析：X的分解速率與Y的消耗速率之比為21時，才能說明反應達到平衡狀態(tài)，故C項中反應未達到平衡狀態(tài)。6．確定溫度下，在容積為1L的密閉容器中進行某一反應，容器內(nèi)M、N兩種氣體的物質(zhì)的量隨時間的變更曲線如圖所示。下列說法正確的是(D)A．該反應的化學方程式為N(g)2M(g)B．t1～t2時間內(nèi)，v(N)＝eq\f(1,t2－t1)mol·L－1·min－1C．t2時，正、逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)D．平衡時，物質(zhì)N的轉化率為75%解析：達到平衡時N削減8mol－2mol＝6mol，M增加5mol－2mol＝3mol，依據(jù)變更量之比是化學計量數(shù)之比可知該反應的化學方程式為2N(g)M(g)，A錯誤；t1～t2時間內(nèi)N削減6mol－4mol＝2mol，濃度變更量是2mol·L－1，則v(N)＝eq\f(2,t2－t1)mol·L－1·min－1，B錯誤；t2時M和N的物質(zhì)的量照舊在變更，正、逆反應速率不相等，反應沒有達到平衡狀態(tài)，C錯誤；達到平衡時N削減8mol－2mol＝6mol，則平衡時，物質(zhì)N的轉化率為eq\f(6mol,8mol)×100%＝75%，D正確。7．確定條件下，在四個恒容密閉容器中分別進行下列反應，其中依據(jù)“容器內(nèi)氣體壓強不變”可判定該反應達到平衡狀態(tài)的是(B)A．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)B．C(s)＋CO2(g)2CO(g)C．2HI(g)H2(g)＋I2(g)D．Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)解析：A、C、D三項中反應前后氣體的物質(zhì)的量均不發(fā)生變更，所以在確定條件下，在恒容密閉容器中壓強均不發(fā)生變更。B項反應前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變更，所以當容器內(nèi)氣體壓強不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故選B。8．確定條件下，將NO2與SO2以體積比12置于密閉容器中發(fā)生反應：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH＝－41.8kJ·mol。下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是(B)A．體系壓強保持不變B．混合氣體顏色保持不變C．SO3和SO2的體積和保持不變D．每消耗1molSO3的同時生成1molNO2解析：由于該反應為反應前后氣體分子數(shù)不變的反應，體系的壓強始終保持不變，故不能以壓強不變作為反應達到平衡狀態(tài)的標記，A錯誤；混合氣體顏色保持不變，說明NO2濃度保持不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，B正確；在任何時刻，消耗的SO2始終等于生成SO3的總量，故二者的體積和始終是確定值，不能推斷是否達到平衡狀態(tài)，C錯誤；消耗SO3和生成NO2為同一方向的反應，D錯誤。9．在兩個恒容的密閉容器中分別進行下列兩個可逆反應：甲：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)乙：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)現(xiàn)有下列狀態(tài)：①混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變更；②恒溫時，氣體壓強不再變更；③各氣體組成濃度相等；④反應體系中溫度保持不變；⑤斷裂氫氧鍵速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍；⑥混合氣體的密度不變；⑦單位時間內(nèi)，消耗水蒸氣的質(zhì)量與生成氫氣的質(zhì)量之比為91。其中能表明甲、乙容器中反應都達到平衡狀態(tài)的是(D)A．①②⑤ B．③④⑥C．⑥⑦ D．④⑤解析：甲容器中，碳為固體，該反應屬于反應前后氣體體積不相等的反應；乙容器中的反應屬于反應前后氣體體積不變的反應，氣體平均相對分子質(zhì)量、密度、壓強都始終不變，①②⑥不符合；各組分濃度相等，不能推斷反應是否達到平衡狀態(tài)，③不符合；對于任何一個可逆反應，隨著反應的進行，體系溫度會發(fā)生變更，當溫度不再變更時，說明反應達到平衡狀態(tài)，④符合；斷裂氫氧鍵速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍，說明斷裂氫氧鍵的速率等于生成氫氧鍵的速率，達到平衡狀態(tài)，⑤符合；消耗水蒸氣與生成氫氣是同一方向，不能據(jù)此推斷反應是否達到平衡狀態(tài)，⑦不符合。10．下列說法正確的是(B)A．H2(g)＋I2(g)2HI(g)，其他條件不變，縮小反應容器體積，正逆反應速率不變B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的質(zhì)量不再變更說明反應已達平衡C．若壓強不再隨時間變更能說明反應2A(？)＋B(g)2C(？)已達平衡，則A、C不能同時是氣體D．1molN2和3molH2反應達到平衡時H2轉化率為10%，放出的熱量為Q1；在相同溫度和壓強下，當2molNH3分解為N2和H2的轉化率為10%時，吸取的熱量為Q2，Q2不等于Q1解析：壓強越大，有氣體參加或生成的可逆反應正逆反應速率都增大，縮小容器體積相當于增大壓強，增大單位體積內(nèi)活化分子個數(shù)，正逆反應速率都增大，故A錯誤；可逆反應達到平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的質(zhì)量不再發(fā)生變更，該反應中C的質(zhì)量不變時說明該反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，故B正確；假如A、C都是氣體，當壓強不變時，該反應達到平衡狀態(tài)，所以A、C可以同時都是氣體，故C錯誤；相同溫度、相同壓強下，將2mol氨氣完全轉化為氮氣和氫氣，也是1molN2和3molH2，所以二者為等效平衡，設生成氨氣的反應熱為＋Q，氨氣分解生成氮氣和氫氣的反應熱為－Q，即有3molH2消耗放出Q熱量，消耗氫氣為3mol×10%＝0.3mol，放出的熱量為Q1＝0.1Q，消耗2mol氨氣生成氮氣和氫氣時吸取Q熱量，則消耗氨氣為2mol×10%＝0.2mol時吸取熱量為Q2＝0.1Q，所以Q2等于Q1，故D錯誤。11．向絕熱恒容密閉容器中通入確定量的SO2和NO2，確定條件下發(fā)生反應：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH<0，測得SO3濃度隨時間變更如表所示，下列說法不正確的是(A)反應時間/s405060708090100110SO3濃度/(mol·L－1)0.100.140.210.260.300.320.330.33A.50s時，SO3的生成速率為0.0028mol·L－1·s－1B．40～90s時間段：v正>v逆C．0～50s的反應速率小于70～80s的反應速率D．110s時，反應已達到平衡12．在一個絕熱的恒容密閉容器中通入CO(g)和H2O(g)，確定條件下使反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)達到平衡狀態(tài)，正反應速率隨時間變更的示意圖如圖所示。由圖可得出的結論正確的有(B)①反應物濃度：A點小于C點②反應物的總能量高于生成物的總能量③反應過程中壓強始終不變④Δt1＝Δt2時，H2的產(chǎn)率：AB段小于BC段⑤C點時反應進行的程度最大A．1項 B．2項C．3項 D．4項解析：A點到C點正反應速率增加，反應物濃度隨時間不斷減小，所以反應物濃度：A點大于C點，故①錯誤；A點到C點正反應速率增大，之后正反應速率減小，說明反應剛起先時溫度上升對正反應速率的影響大于濃度減小對正反應速率的影響，說明該反應為放熱反應，反應物的總能量高于生成物的總能量，故②正確；該反應為氣體體積不變的反應，該容器為絕熱容器，溫度上升，壓強增大，故③錯誤；隨著反應的進行，正反應速率越快，氫氣的產(chǎn)率慢慢增大，Δt1＝Δt2時，H2的產(chǎn)率：AB段小于BC段，故④正確；化學平衡狀態(tài)的標記是各物質(zhì)的濃度不再變更，其實質(zhì)是正反應速率等于逆反應速率，C點對應的正反應速率明顯還在變更，故確定未達平衡，故⑤錯誤。二、非選擇題13．在化學反應的探討和實際應用中，人們除了選擇合適的化學反應以實現(xiàn)新期盼的物質(zhì)轉化或能量轉化，還要關注化學反應進行的快慢和程度，以提高生產(chǎn)效率。(1)限制條件，讓反應在恒容密閉容器中進行如下反應：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。用傳感器測得不同時間NO和CO的濃度如下表。時間/s012345c(NO)/(×10－4mol·L－1)10.04.502.501.501.001.00c(CO)/(×10－3mol·L－1)3.603.052.852.752.702.70前2s內(nèi)的平均反應速率v(N2)＝_1.875×10－4_mol·L－1·s－1__，從表格看，已達化學平衡的時間段為_4～5_s__。(2)已知NO2是紅棕色氣體，N2O4是無色氣體。在確定溫度下，某固定容積的密閉容器中充入確定量的NO2氣體后，發(fā)生反應：2NO2(g)N2O4(g)，反應速率(v)與時間(t)的關系曲線如圖，下列敘述正確的是_aceg__(填字母)。a．t1時，反應未達到平衡，NO2的濃度在減小b．t2時，反應達到平衡，反應不再進行c．t2～t3，各物質(zhì)的濃度不再變更d．t2～t3，各物質(zhì)的濃度相等e．O～t2，N2O4的濃度增大f．反應過程中氣體的顏色不變g．建立平衡過程中，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大14．(2024·連云港期中)汽車尾氣主要含有一氧化碳、一氧化氮等物質(zhì)，是造成城市空氣污染的主要因素之一。在恒溫恒容的密閉容器中，充入等物質(zhì)的量的CO和NO混合氣體，發(fā)生如下反應：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)，t0時達到平衡，測得反應過程中CO2的體積分數(shù)與時間的關系如圖所示。(1)a處v正_>__(填“>”“<”或“＝”)b處v逆。(2)CO的平衡轉化率為80%。(3)能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是_AC__(填字母)。A．CO的濃度與CO2的濃度均不再變更B．混合氣體密度保持不變C．反應容器內(nèi)壓強保持不變D．CO和NO的濃度之比保持不變解析：(1)隨著反應的進行，反應物濃度降低，正反應速率減慢，a處v正>b處v正；b處反應達到平衡，b處v正＝b處v逆，所以a處v正>b處v逆。(2)2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)初始/molaa00轉化/mol2x2x2xx平衡/mola－2xa－2x2xxeq\f(2x,2a－x)＝0.5，x＝0.4a，CO的平衡轉化率為eq\f(0.8a,a)×100%＝80%。(3)反應達到平衡狀態(tài)，各物質(zhì)的濃度保持不變，CO的濃度與CO2的濃度均不再變更，說明反應確定達到平衡狀態(tài)，故A選；反應前后氣體總質(zhì)量不變，容器體積不變，密度是恒量，混合氣體密度保持不變，反應不愿定平衡，故B不選；反應前后氣體物質(zhì)的量不同，容器體積不變，壓強是變量，反應容器內(nèi)壓強保持不變，反應確定達到平衡狀態(tài)，故C選；若投料比等于化學計量數(shù)之比，則CO和NO的濃度之比是恒量，CO和NO的濃度之比保持不變，反應不愿定平衡，故D不選。15．(2024·山西長治市期中)在體積為2L的恒溫密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，確定條件下發(fā)生反應：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變更如圖所示。(1)前10min，v(CO2)＝_0.037_5__mol·L－1·min－1。(2)能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是_bd__(填字母)。a．反應中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為11(即圖中交叉點)b．混合氣體的壓強不隨時間的變更而變更c．單位時間內(nèi)生成1molH2O，同時生成1molCH3OHd．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變更而變更e．混合氣體的密度不隨時間的變更而變更f．CO2和CH3OH的反應速率之比為11(3)反應前與平衡時的壓強之比為_85__。(4)平衡混合氣體中CO2(g)和H2(g)的質(zhì)量之比是_223__。(5)平衡時H2的轉化率為75%。解析：(1)由圖像可知，前10min，CO2的物質(zhì)的量削減了(1.00－0.25)mol＝0.75mol，則v(CO2)＝eq\f(0.75mol,2L×10min)＝0.0375mol·L－1·min－1。(2)反應中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為11(即圖中交叉點)之后CO2的物質(zhì)的量照舊在減小，CH3OH接著增加，說明反應未達到平衡，a不符合題意；由方程式CO