1、第三节化学平衡第1课时化学平衡状态基础巩固1模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法,对于反应2HBr(g)H2(g)+Br2(g),下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是()答案:C2可逆反应在一定条件下达到化学平衡时,下列说法错误的是()A.正反应速率等于逆反应速率B.反应物和生成物浓度不再发生变化C.反应体系中混合物的组成保持不变D.正、逆反应速率都为零解析:A项,化学反应为动态平衡,达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,正确;B项,达到平衡状态时,反应物和生成物浓度不再发生变化,各组分浓度不变,正确;C项,当反应体系中混合物的组成保持不变时,达到平衡状态,正确;D项,达到
2、平衡状态时,正、逆反应速率相等,但不等于零,错误。答案:D3对于可逆反应2SO2+O22SO3,在混合气体中充入一定量的18O2足够长时间后,18O原子()A.只存在于O2中B.只存在于SO3和O2中C.只存在于SO2和O2中D.存在于SO2、SO3和O2中答案:D4可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)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)答案:C5下列各组中的两个反应互为可逆反应的是()2H2
3、+O22H2O与2H2O2H2+O2H2SO4(浓)+2HBr2H2O+Br2+SO2与Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO42NO2N2O4与N2O42NO22SO2+O22SO3与2SO32SO2+O2A.B.C.D.解析:可逆反应必须是在同一条件下同时向两个方向进行的反应。答案:C6在恒温、恒容条件下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是()A.A(g)+B(g)C(g)B.A(g)+2B(g)3C(g)C.A(g)+B(g)C(g)+D(g)D.以上都达到平衡解析:A中反应前后气体物质的量不等,恒温、恒容下总压强不变,反应达平衡;B、C反应前后气体物质的
4、量相等,不论是否达到平衡总压强不变。答案:A7在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是()A.单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol ABB.容器内的总压强不随时间变化C.单位时间内生成2n mol AB的同时生成n mol B2D.单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol B2解析:A中A2和AB的物质的量之比不等于化学式前的化学计量数之比,A错误;题给反应是一个分子数不变的反应,容器内的总压强始终不随时间变化而变化,B错误;D中生成A2和B2均为逆反应速率,D错误。答案:C8一定温度下,在固定容积的密闭容器中,对于可逆反应mA(g)+nB(
5、g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:体系的压强不再发生变化气体的密度不再发生变化各组分的物质的量浓度不再改变各组分的质量分数不再改变反应速率v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq其中,能说明反应已达到平衡的是()A.B.C.D.解析:若m+n=p+q时,反应过程中,体系压强始终不变,不符合要求;=m总V总,m总、V总不变,则体系密度在反应过程中始终不变,故也不符合要求;反应过程中,反应速率始终满足v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq,故不符合要求,只有可说明反应已达平衡,A项正确,B、C、D三项错误。答案:A9对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4
6、NO(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x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态C.达到化学平衡时,若增大容器容积,则正反应速率减小,逆反应速率增大D.化学反应速率关系:2v正(NH3)=3v正(H2O)解析:A项,表明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态;B项,任何情况下消耗xmolNH3,必生成xmolNO;C项,减压时,正、逆反应速率均减小;D项,正确的反应速率关系应为3v正(NH3)=2v正(H2O)。答案:A10在一定温度下向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气
7、体发生如下反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),此反应达到平衡的标志是()A.容器内压强随时间变化而变化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122D.单位时间内消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z解析:该反应不是等体积反应,只要压强不变,各物质的量浓度也就不变,可证明化学平衡已建立,故A选项错误,B选项正确;而化学平衡时,X、Y、Z的物质的浓度之比并不一定是122,C选项错误;单位时间内消耗X和生成Z,描述的是同一反应方向,不存在v(正)和v(逆)的关系,故不能判断该化学平衡已建立。答案:B11在恒温下的密闭容器中,对可逆反应2NO(g)+O2(g)2
8、NO2(g)H0,不能说明反应已达到平衡状态的是()A.正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等B.反应器中压强不随时间变化而变化C.混合气体颜色深浅保持不变D.混合气体平均相对分子质量保持不变解析:A中正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等时,由于NO2和O2的化学计量数不相等,则用同一物质表示的正、逆反应速率不相等,所以A不能说明已达到平衡状态。答案:A12对于反应A(g)+2B(g)C(g)H0,下述为平衡状态标志的是(填序号)。单位时间内A、B生成C的分子数与C分解的分子数相等外界条件不变时,A、B、C的浓度不随时间变化外界条件不变时,体系的温度不再变化外界条件不变时
9、,体系的压强和体积均不再变化体系的分子总数不再变化答案:13在地壳中SiO2和HF存在以下平衡:SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)H=-148.9 kJmol-1(1)如果该反应在容积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时(填字母)。A.2v正(HF)=v逆(H2O)B.v(H2O)=2v(SiF4)C.SiO2的质量保持不变D.反应物不再转化为生成物(2)若反应容器容积为2.0 L,反应时间8 min,容器内气体的密度增大了0.12 gL-1,在这段时间内HF的平均反应速率为。解析:(1)A项,平衡时v正(HF)=2v逆(H2O),错误;D项,反应继续进行,只是转化的
10、生成物与分解的生成物相等,并不是不再转化,错误。(2)密度增大了0.12gL-1,说明质量增加了0.24g,根据差量法可知增加的质量相当于SiO2的质量,即为0.24gSiO2,其物质的量为0.004mol,则转化的HF为0.016mol,HF的反应速率为0.016mol2.0L8min=0.0010molL-1min-1。答案:(1)BC(2)0.001 0 molL-1min-1能力提升1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 molL-1、0.2 molL-1、0.2 molL-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能
11、是()A.Z为0.2 molL-1B.Y2为0.35 molL-1C.X2为0.3 molL-1D.Z为0.4 molL-1解析:根据极值法:X2的最大浓度是0.2molL-1,Y2的最大浓度是0.3molL-1,Z的最大浓度是0.4molL-1。答案:A2某容积可变的密闭容器,盛有适量A和B的混合气体,在一定条件下发生反应:A+3B2C。若维持温度和压强不变,当达到平衡时容器的容积为V L,其中C气体的体积占10%。下列推断正确的是()原混合气体的体积为1.2V L原混合气体的体积为1.1V L反应达到平衡时气体A消耗0.05V L反应达到平衡时气体B消耗0.05V LA.B.C.D.答案:
12、A3一定条件下,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 molL-1、0.3 molL-1、0.08 molL-1,则下列判断正确的是()A.c1c2=31B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为23C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0c10.14 molL-1解析:平衡浓度之比为13,转化浓度之比也为13,故c1c2=13,A、C错误;平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且v生成(Y)v生成(Z)应为32,B错误;由可逆反应的特点可知0c10.14molL-1,D正确。答案
13、:D4将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中,550 时,在催化剂作用下发生反应:2SO2+O22SO3(正反应放热)。反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液,气体体积减少了21.28 L;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2,气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均已转化为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)请回答下列问题:(1)判断该反应达到平衡状态的标志是(填字母)。A.SO2和SO3浓度相等B.SO2百分含量保持不变C.容器中气体的压强不变D.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等E.容器中混合气体的密度
14、保持不变(2)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示)。(3)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液,生成沉淀多少克?解析:(1)平衡判断的标志。一是正、逆反应速率相等,二是各成分含量保持不变。浓度相等不能作为平衡判断的标志,A不正确;由于是气体体积不相等的反应,压强不变可以作为平衡判断标志;D项中均表示正反应速率,不正确。由于均为气体反应,气体的质量守恒,体积不变,密度不变,不能作为平衡的标志。答案:(1)BC(2)消耗O2的物质的量:0.7 mol-5.6L22.4Lmol-1=0.45 mol。生成SO3的物质的量:0.45 mol2=0.9 mol。SO2和SO3的物质的量之和:21.28L22.4Lmol-1=0.95 mol。反应前SO2的物质的量:0.95 mol。SO2的转化率:0.9mol0.95mol100%=94.7%。(3)在给定的条件下,溶液呈强酸性,BaSO3不会存在。因此BaSO4的质量为0.9 mol5%233 gmol-110.5 g。