1、第二节 化学平衡课时1化学平衡状态【基础巩固】1.在一定条件下,使SO2与O2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是()A.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变D.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零解析:根据化学平衡的建立过程可知,反应从正反应方向开始,v正最大,v逆=0,随着反应的进行,v正逐渐减小,v逆逐渐增大,最后达到平衡时,v正=v逆0。答案:A2.一定条件下的某可逆反应,其正反应速率v正和逆反应速率v逆随反应时间t的变化如图所示。下列判断中不正确的是()A.t1时刻,
2、v正v逆B.t2时刻,v正=v逆C.t2时刻,反应达到最大限度D.t3时刻,反应停止解析:达到平衡时反应并未停止。答案:D3.在一定温度下,某反应A+BC体系中,n(A)随反应时间(t)的变化如下表:tmin012345n(A)mol0.0400.0200.0140.0100.0100.010该反应处于平衡状态的时间区域为()A.12 minB.13 minC.23 minD.35 min解析:达到平衡后A的物质的量不再发生变化。答案:D4.一定条件下,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()选项正反应速率逆反应速率Av(A)=2 mol/(Lmin)v(B
3、)=2 mol/(Lmin)Bv(A)=2 mol/(Lmin)v(C)=2 mol/(Lmin)Cv(A)=1 mol/(Lmin)v(B)=2 mol/(Lmin)Dv(A)=1 mol/(Lmin)v(C)=1.5 mol/(Lmin)解析:根据平衡状态的判断依据v正=v逆知,v(A)v(B)v(C)=213,即D项中的反应达到平衡状态。答案:D5.在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)中,充入由18O组成的氧气一段时间后,18O存在于下列哪种物质中()A.氧气B.氧气和三氧化硫C.氧气和二氧化硫D.二氧化硫、氧气和三氧化硫解析:化学平衡是动态平衡,加入的18O2
4、会与SO2结合生成含18O的SO3,同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2,使得SO2和O2中也含有18O,因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。答案:D6.在一定条件下,容器内某一反应中参加反应的M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列叙述中正确的是()A.反应的化学方程式为2MNB.t2 min时,正、逆反应速率相等,达到平衡C.t3 min时,正反应速率大于逆反应速率D.t1 min时,N的浓度是M的浓度的2倍解析:由图像知,0t2 min内N的物质的量的变化量是M的物质的量的变化量的2倍,可得反应的化学方程式为2NM;t2 min时体系并未达到平衡,故正反
5、应速率与逆反应速率不相等;t3 min时反应已达到平衡,此时v正=v逆,因此A、B、C项均错误。答案:D7.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述中正确的是()A.达到化学平衡时,5v正(O2)=4v逆(NO)B.若单位时间内生成n mol NO的同时,生成n mol NH3,则反应达到平衡状态C.若N2、H2、NH3的分子数之比为132时,反应达到化学平衡状态D.化学反应速率关系是2v正(NH3)=3v正(H2O)解析:A项,根据化学方程式,当4v正(O2)=5v逆(NO)时,表示v正=v逆,反应达到平衡状态,错误;B项,生成n mol NO表示正反应速
6、率,生成n mol NH3表示逆反应速率,且v正=v逆,反应达到平衡状态,正确;C项,N2、H2、NH3分子数之比为132时,反应不一定达到平衡状态,错误;D项,化学反应速率之比等于化学计量数之比,3v正(NH3)=2v正(H2O),错误。答案:B8.在某一容积为5 L的密闭容器内,加入0.2 mol CO与0.2 mol H2O,在催化剂存在的条件下加热至高温,发生以下反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)H0。反应中CO2的浓度随时间变化情况如图:(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,v(CO)=;反应达到平衡时,c(H2)=。(2)判断该反应达到平衡的依据是(填字母
7、)。A.CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化D.正、逆反应速率都为零解析: (1)由题图可知,10 min时反应达到平衡,v(CO)=v(CO2)=0.03mol/L10min=0.003 mol/(Lmin)。由化学方程式得c(H2)=c(CO2)=0.03 mol/L。(2)达到平衡的标志是各物质的百分含量不变,浓度不变,正、逆反应速率相等且不为零。CO减少的化学反应速率是正反应速率,CO2减少的化学反应速率是逆反应速率。所以A、C两项可作为判断反应达到平衡的依据。答案: (1)0.
8、003 mol/(Lmin)0.03 mol/L(2)AC【拓展提高】9.已知N2O4(g) 2NO2(g)H0,现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图不能说明该反应达到平衡状态的是() A B C D解析:B项,对于一个特定反应,H固定不变,因此H不变不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据;C项,在t1时刻,2v正(N2O4)=v逆(NO2),v正=v逆,反应达到平衡状态。答案:B10.在一定条件下,向2 L密闭容器中充入3 mol X(g)与1 mol Y(g)进行反应:2X(g)+Y(g)3Z(g)+2W(g),某时刻测定产物的浓度,不可能的是()A.c(Z)=0.75
9、 mol/L B.c(Z)=1 mol/LC.c(W)=1 mol/L D.c(Z)=0.8 mol/L解析:X的起始浓度为3mol2 L=1.5 mol/L,Y的起始浓度为1mol2 L=0.5 mol/L,假设Y完全反应,则各物质的浓度X为0.5 mol/L,Y为0,Z为1.5 mol/L,W为1 mol/L,由于可逆反应的反应物不能完全反应,则:0c(Y)0.5 mol/L,0c(Z)1.5 mol/L,0c(W)1 mol/L,故c(W)=1 mol/L不可能。答案:C【挑战创新】11.恒温恒容下,将2 mol A气体与2 mol B气体通入容积为2 L的密闭容器中发生以下反应:2A(
10、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 mol/L。(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(填字母)。A.压强不再变化 B.气体密度不再变化C.A的消耗速率与B的消耗速率之比为21D.A的百分含量保持不变解析: (1)v(C)=1.2mol/L2min=0.6 mol/(Lmin)。(2)2A(g)+B(g) xC(g)+2D(s)起始浓度(mol/L) 1 10变化浓度(mol/L) 0.80.41.2平衡浓度(mol/L) 0.20.
11、61.2由此可知,21x=0.80.41.2=213,所以x=3。(3)A项,x=3,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,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状态;D项,A的百分含量保持不变,说明反应已达到平衡状态。答案: (1)0.6 mol/(Lmin)(2)3(3)BD12.在2 L密闭容器内,800 时发生反应:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),n(NO)随时间的变化如下表所
12、示:时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)如图表示NO2的浓度变化的曲线是。用O2表示前2 s内该反应的平均速率v=。(2)能说明该反应已达到平衡状态的是(填字母)。A.v(NO2)=2v(O2)B.容器内压强保持不变C.v逆(NO)=2v正(O2)D.容器内密度保持不变解析: (1)该反应达平衡时,n(NO)=0.007 mol,此时n(NO2)=0.013 mol,其浓度变化量为0.006 5 mol/L,所以表示NO2浓度变化的曲线是b。(2)A项未表明正、逆反应,无法判断,D项中容器的容积及气体的总质量都不变,气体的密度也始终不变。答案: (1)b1.510-3 mol/(Ls)(2)BC
