2-3-1《化学平衡状态》时练
双基练习
1.(2011•张掖高二检测)在一定条件下,对于密闭容器中进行的可逆反应:2HI(g)????△ H2(g)+I2(g),下列说法中可以充分说明这一反应已经达到化学平衡状态的是( )
A.HI、H2、I2的浓度相等
B.HI、H2、I2的浓度不再发生变化
C.HI、H2、I2在密闭容器中共存
D.容器内气体的颜色不再发生变化
解析:2HI(g)????△ H2(g)+I2(g)是可逆反应。化学反应达到平衡还是未达到平衡HI、H2、I2共存于同一体系,HI、H2、I2的浓度也不一定相等,容器内气体的颜色不发生变化,即I2(g)的浓度不变,也意味着HI、H2、I2的浓度也不再变化,即达到了平衡状态,综上所述,选B、D。
答案:BD
2.下列有关可逆反应的说法不正确的是( )
A.可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应
B.2HI????△ H2+I2是可逆反应
C.2H2+O2=====点燃 2H2O与2H2O=====电解 2H2↑+O2↑是可逆反应
D.只有可逆反应才存在化学平衡
解析:可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,C项中的反应不是在相同的条件下也不是同时进行的。
答案:C
3.在一定温度下,向a L密闭容器中加入1 ol X气体和2 ol Y气体,发生反应:X(g)+2Y(g)??2Z(g)此反应达到平衡的标志是( )
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X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2
D.单位时间消耗0.1 ol X时则生成0.2 ol Z
解析:判断一个反应达到平衡的标志是从两个方面分析:(1)v正=v逆;(2)各组分浓度保持不变。对于左右气体分子数不等的反应,体系的总压强、总物质的量不再变化也可以作为判断的依据。
答案:AB
4.14CO2与碳在高温条件下发生反应:14CO2+C??2CO,达到化学平衡后,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:14CO2与C反应生成14CO(正反应)的同时,逆反应14CO的分解(生成14CO2和14C)也在进行,故平衡混合物中含14C的粒子有:14CO2、14CO、14C。
答案:C
5.将2 ol SO2和1 ol O2充入一容积固定的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g),下列物理量不再改变时,并不能说明化学反应已达到平衡状态的是( )
A.混合气体的密度
B.混合气体的压强
C.混合气体的总物质的量
D.混合气体的平均相对分子质量
解析:该反应为气体体积减小的反应,因此在容积不变的情况下,随着反应的进行,气体的物质的量随之减小,因此气体的总压强及平均相对分子质量也随之改变,即B、C、D可说明化学反应已达到平衡状态,反应过程中气体的总质量不变,因此在容积不变的密闭容器中,混合气体的密度不随反应的进行而改变。故选A。
答案:A
6.把HI气体充入密闭容器中,在一定条件下发生反应2HI(g)??H2(g)+I2(g),在反应趋向平衡状态的过程中,下列说法正确的是( )
A.HI的生成速率等于其分解速率
B.HI的生成速率小于其分解速率
C.HI的生成速率大于其分解速率
D.无法判断HI的生成速率和分解速率的相对大小
解析:HI充入密闭容器中,反应开始瞬间,浓度最大,正反应速率最大,随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,对于逆反应开始的瞬间,逆反应速率为零,随着反应的进行,逐渐增大,最后两者相等,建立平衡,趋向于平衡的过程中,正反应速率小于逆反应速率,即HI的生成速率小于其分解速率。
答案:B
7.一定条件下的密闭容器中,可逆反应2A(g)??B(g)+3C(g)在下列四种状态中处于平衡状态的是( )
速率ABCD
v正/ol/(L•in)v(A)=2v(A)=1v(A)=1v(A)=2
v逆/ol/(L•in)v(B)=2v(B)=1.5v(C)=1.5v(A)=2
解析:对于C项:v(A)正∶v(C)逆=2∶3,与化学计量数之比相等,说明v(正)=v(逆);对于D项:v(A)正=v(A)逆(用同一物质表示),必然v(正)=v(逆)。
答案:CD
8.下列反应中可判断为可逆反应的是( )
A.氢气和氯气受热生成氯化氢,氯化氢受热分解为氢气和氯气
B.氮气和氢气在高温、高压、催化下可以生成氨气,同时氨气又分解为氮气和氢气
C.单质溴可以置换出碘,氯气又可以置换出溴
D.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸光照条件下可分解为盐酸和氧气
解析:A项中两个“受热”的温度不同,不属于同一条件下;C、D中都不是同一个反应,谈不上可逆的问题。
答案:B
9.(2011•泉州高二检测)689K时,在1 L密闭容器中进行的反应:H2+I2??2HI达到平衡,图甲表示当起始物为1 ol/L H2和1 ol/L I2时,容器内各物质的浓度c的变化与时间t的关系的示意图。
(1)请在图乙中画出当起始物为2 ol/L HI时,容器中各物质的浓度变化与时间关系的示意图。 w .x k b 1
(2)由图中的事实说明化学平衡具有的特征是_______________ _________________。
答案:(1)如下图所示。
(2)①动态平衡;②v正=v逆≠0;③平衡时各组分浓度保持不变;④一定条件下平衡的建立与途径无关
能力提升
10.下列说法中能说明2HI(g)??H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是__________。
(1)单位时间内生成n ol H2的同时生成n ol HI;
(2)一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂;
(3)c(HI)=c(I2);
(4)反应速率:v(H2)=v(I2)=12v(HI);
(5)c(HI)∶c(I2)∶c(H2)=2∶1∶1;
(6)温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化;
(7)温度和体积一定时,容器内压强不再变化;
(8)条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化;
(9)温度和体积一定时,混合气体的颜色不再发生变化;
(10)温度和压强一定时,混合气体的密度不再发生变化。
解析:(1)生成n ol H2的同时生成n ol HI说明正反应速率大于逆反应速率。
(2)一个H-H键断裂(逆反应方向)两个H-I键断裂(正反应方向)v正=v逆。
(3)平衡状态时c(HI)、c(I2)浓度不变,但不一定相等。
(4)无论是否达到平衡状态都有这样的关系,未表示出正、逆反应速率。
(5)平衡状态时不一定有这样的浓度关系。
(6)生成物浓度不变,达到平衡状态。
(7)无论是否达到平衡容器内的压强都不变。
(8)气体的总质量不变,气体的物质的量也不变,故无论是否达到平衡状态其平均相对分子质量都不变化。
(9)反应体系中颜色不变即说明c(I2)不变化,达到平衡。
(10)都是气体且体积不变,密度始终不发生变化。
答案:(2)(6)(9)
11.X、Y、Z为三种气体,把a ol X和b olY充入一密闭容器中,发生反应X+2Y??2Z。达到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率是多少?
解析:设Y转化的量为2Q ol。新标第一网
X + 2Y ?? 2Z
反应开始时 a ol b ol 0
转化量: Q ol 2Q ol 2Q ol
平衡时: a-Q b-2Q 2Q
由题意知:a-Q+b-2Q=2Q
得Q=a+b5
则Y的转化率为2Qb×100%=2×a+b5b×100%
=2a+b5b×100%
答案:2a+b5b×100%
12.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0.5 ol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=3.6×2=7.2。
所以VN2VH2=nN2nH2=5.220.8=14。
(2)设平衡时消耗N2为x ol。
N2(g)+3H2(g)??2NH3(g)
起始物质的量(ol) 0.5×15 0.5×45 0
转化物质的量(ol) x 3x 2x
平衡物质的量(ol) 0.1-x 0.4-3x 2x
n起=0.5 ol
n平=(0.5-2x) ol
T、V一定时,n起n平=p起p平,0.50.5-2x=10.76,x=0.06,
n(NH3)=0.06 ol×2=0.12 ol。
(3)平衡时N2的转化率为0.060.1×100%=60%。
答案:(1)1∶4 (2)0.12 ol (3)60%
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