1、十二 化学平衡状态(30分钟 50分)【基础通关】一、选择题(本题包括 4 小题，每小题 3 分，共 12 分)1在一密闭容器中放入 1 mol X，进行可逆反应 2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的变化关系如图所示，下列叙述正确的是()A.t1 时，只有正反应在进行Bt2t3 时间段，反应停止Ct2 时，容器内有 1.5 mol YDt2t3 时间段，X、Y 的物质的量均没有发生变化【解析】选 D。t1 时，正、逆反应速率都大于零，都在进行，A 错误；t2t3 时间段，正、逆反应速率都大于零，反应仍在进行，X、Y 的物质的量均没有发生变化，B 错误，D 正确；t2
2、时，反应达到平衡，但 X 不能完全转化为 Y，故 Y 小于1.5 mol，C 错误。2用氮化硅陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl4(g)2N2(g)6H2(g)Si3N4(s)12HCl(g)H0)。能判断该分解反应已经达到化学平衡的是()Av(NH3)2v(CO2)B密闭容器中 NH3 体积分数不变C反应吸收 a kJ 热量D密闭容器中混合气体的密度不变【解析】选 D。未体现正、逆反应速率的关系，故 A 错误；由于反应物为固体，密闭容器中氨气的体积分数一直不变，不能判断该分解反应已经达到化学平衡，故 B 错误
3、；该反应为可逆反应，反应吸收 a kJ 热量，只是说明分解的氨基甲酸铵的物质的量为 1 mol，不能说明氨基甲酸铵的物质的量是否变化，故 C 错误；密闭容器中混合气体的密度不变，说明气体质量不变，正、逆反应速率相等，故 D正确。二、非选择题(本题包括 1 小题，共 12 分)5(2021济南高二检测)某温度时，向某 V L 的密闭容器中充入 3 mol H2(g)和3 mol I2(g)，发生反应 H2(g)I2(g)2HI(g)，已知生成 2 mol HI 时，该反应放出的热量为 26.5 kJ，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_L。(2)该反应达到
4、最大限度的时间是_s，该段时间内的平均反应速率 v(HI)_molL1s1。(3)该反应达到平衡状态时，_(填“吸收”或“放出”)的热量为_kJ。(4)判断反应达平衡的依据是_(填序号)。H2 消耗的速率和 I2 消耗的速率相等H2、I2、HI 的浓度比为 112H2、I2、HI 的浓度都不再发生变化该条件下正、逆反应速率都为零混合气体的平均相对分子质量不再发生变化气体的颜色不再发生变化【解析】(1)根据图像知，氢气和碘的初始物质的量浓度为 1 molL1，所以容器的体积3 L。(2)当反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变，根据图像可知，反应达到最大限度的时间为 5 s，v(HI)0.316
5、molL1s1。(3)该反应的正反应是放热反应，所以当反应达到平衡状态时会放出热量，根据碘化氢的物质的量和反应热之间的关系式得，放出的热量为 62.8 kJ。(4)H2 消耗的速率和 I2 消耗的速率相等，都是正反应，不能判断反应达到平衡状态，故错误；H2、I2、HI 的浓度之比为 112，该反应不一定达到平衡状态，还与反应物初始浓度及转化率有关，故错误；H2、I2、HI 的浓度都不再发生变化，该反应正、逆反应速率相等，达到平衡状态，故正确；正、逆反应速率都为零，该反应没有开始进行，所以一定没有达到平衡状态，平衡状态下正、逆反应速率相同且不为 0，故错误；反应前后气体质量和气体物质的量不变，混
6、合气体的平均相对分子质量始终不发生变化，故错误；气体的颜色不再发生变化，说明碘单质浓度不变，说明反应达到平衡状态，故正确。答案：(1)3(2)5 0.316(3)放出 62.8(4)【加固训练】(2021日照高二检测)恒温恒容条件下，将 2 mol A 气体和 2 mol B 气体通入体积为2 L 的密闭容器中发生如下反应：2A(g)B(g)xC(g)2D(s)，2 min 时反应达到平衡状态，此时剩余 1.2 mol B，并测得 C 的浓度为 1.2 molL1。(1)从开始反应至达到平衡状态，生成 C 的平均反应速率为_。(2)x_。(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是_(填字
7、母)。A压强不再变化B气体密度不再变化CA 的消耗速率与 B 的消耗速率之比为 21DA 的百分含量保持不变【解析】(1)v(C)1.2 molL12 min0.6 molL1min1。(2)2A(g)B(g)xC(g)2D(s)起始/molL1 1 1 0转化/molL1 0.8 0.4 1.2平衡/molL1 0.2 0.6 1.2由此可知，21x0.80.41.2213，所以 x3。(3)A 项，x3，该反应前后气体的物质的量不变，无论反应是否达到平衡，压强均不会变化；B 项，气体的密度不再变化，而气体的体积不变，说明气体的质量不再发生变化，由于 D 为固体，故气体的质量不再发生变化时能
8、说明反应已达到平衡状态；C 项，A 的消耗速率与 B 的消耗速率表示的反应方向一致，不能说明反应已达到平衡；D 项，A 的百分含量保持不变，说明反应已达到平衡。答案：(1)0.6 molL1min1(2)3(3)B、D【能力进阶】一、选择题(本题包括 1 小题，共 10 分)6(2021青岛高二检测)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 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()AZ 为 0.3 molL1BY2 为 0.4 molL1CX2 为 0.2 molL1
9、DZ 为 0.4 molL1【解析】选 A。题目中可利用极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1)0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1)0.1 0.1 0.2终态浓度(molL1)0 0.2 0.4 假设反应逆向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1)0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1)0.1 0.1 0.2终态浓度(molL1)0.2 0.4 0平衡体系中各物质的浓度范围为 0c(X2)0.2 molL1，0.2 molL1c
10、(Y2)0.4 molL1，0c(Z)0.4 molL1。二、非选择题(本题包括 1 小题，共 16 分)7在 200，将 a mol H2(g)和 b mol I2(g)充入体积为 V L 的密闭容器中，发生反应：I2(g)H2(g)2HI(g)。(1)反应刚开始时，由于 c(H2)_，c(I2)_，而 c(HI)_，所以化学反应速率的 v 正与 v 逆中_最大，而_最小(为零)；(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为 c(H2)_，c(I2)_，而 c(HI)_，从而化学反应速率 v 正_，而v 逆_；(3)当反应进行到 v 正与 v 逆_时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及各组分的分压都将_。【解析】由题意可知，反应刚开始时，c(H2)和 c(I2)最大，分别为aV molL1、bV molL1，而 c(HI)为 0，故 v 正最大，v 逆0；随着反应的进行，H2 和 I2不断消耗，其浓度逐渐减小，故 v 正减小，而 HI 的浓度逐渐增大，v 逆增大，当v正v逆时即达平衡状态，外界条件不变，则平衡不移动，题中各种量都将保持不变。答案：(1)aV molL1 bV molL1 0 v 正 v 逆(2)减小 减小 增大 减小 增大(3)相等 保持不变
