2024年高中化学第二章第三节第1课时可逆反应化学平衡练习含解析新人教版选修4

PAGEPAGE5第1课时可逆反应化学平衡选题表学问点基础过关实力提升可逆反应及特点1,4,10化学平衡2,3,6,7,8,912综合考查511,13基础过关(20分钟)1.下列各组两个反应互为可逆反应的是(C)①H2+Cl22HCl与2HClH2↑+Cl2↑②H2SO4(浓)+2HBr2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4③2NO2N2O4与N2O42NO2④2SO2+O22SO3与2SO32SO2+O2A.①② B.②③C.③④ D.②④解析:可逆反应要求的是相同条件,①②呈现的反应条件不同,③④条件相同,故③④均互为可逆反应。2.合成氨工业为人类解决粮食问题作出了巨大贡献。肯定条件下,在密闭容器中进行合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当正、逆反应速率相等且不等于零时,下列说法不正确的是(A)A.N2、H2完全转化为NH3B.N2、H2、NH3在容器中共存C.反应已达到化学平衡状态D.N2、H2、NH3的浓度不再变更解析:反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当正、逆反应速率相等且不等于零时,达化学平衡状态。可逆反应中,反应物不能完全转化为生成物,A不正确;N2、H2、NH3在容器中共存,B正确;正、逆反应速率相等且不等于零时的状态是化学平衡状态,C正确;化学平衡状态时,各组分的浓度不随时间的变更而变更,D正确。3.(2024·广东南沙区一中期中)肯定温度下,对可逆反应A(g)+B(g)3C(g)的下列叙述中,不能说明反应已达到平衡的是(B)A.C生成的速率与C分解的速率相等B.单位时间内消耗amolA,同时生成3amolCC.容器内的压强不再变更D.混合气体的物质的量不再变更解析:C生成的速率与C分解的速率相等,说明正、逆反应速率相等,达到平衡状态,故A不符合题意;单位时间内消耗amolA,同时生成3amolC,都体现正反应方向,未体现正与逆的关系,故B符合题意;方程式两端化学计量数不相等,则容器内的压强将随平衡的移动而变更,压强不再变更,说明反应达到平衡状态,故C不符合题意;方程式两端化学计量数不相等,则容器内气体的物质的量将随平衡的移动而变更,混合气体的物质的量不再变更,说明正、逆反应速率相等,达平衡状态,故D不符合题意。4.(2024·河北邯郸其次中学期中)在容积不变的密闭容器中进行反应X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s),已知反应中X、Y的起始浓度分别为0.1mol·L-1、0.2mol·L-1,在肯定条件下,当反应达到化学平衡时,各物质的浓度可能是(A)A.X为0.05mol·L-1 B.Y为0.1mol·L-1C.Z为0.2mol·L-1 D.W为0.1mol·L-1解析:若按起始浓度不进行反应,X、Y浓度最大,分别为0.1mol·L-1、0.2mol·L-1,Z的浓度最小为0,W的物质的量为0;若反应向正反应方向进行达到平衡,X、Y浓度最小,Z的浓度最大,W为固体,浓度为常数;假定完全反应,依据反应X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s),X、Y浓度最小分别为0、0.1mol·L-1,Z的浓度最大为0.2mol·L-1,W为固体,物质的量最大为0.1mol;由于可逆反应,物质不行能完全转化,所以平衡时浓度范围:0<c(X)<0.1mol·L-1,0.1mol·L-1<c(Y)<0.2mol·L-1,0<c(Z)<0.2mol·L-1,W为固体,浓度为常数。X为0.05mol·L-1在0<c(X)<0.1mol·L-1的范围内,A项正确;Y为0.1mol·L-1不在0.1mol·L-1<c(Y)<0.2mol·L-1的范围内,B项错误;Z为0.2mol·L-1不在0<c(Z)<0.2mol·L-1的范围内,C项错误;W浓度为常数,D项错误。5.某反应进行过程中,各物质物质的量的变更状况如图所示。下列说法正确的是(C)A.C、D是生成物B.反应的化学方程式:2A+B2CC.2min后各物质的物质的量不再变更D.该反应不是可逆反应解析:D在反应前后物质的量不变,在反应中起催化剂的作用,反应中,A、B的物质的量削减,C的物质的量增多,故A、B是反应物,C为生成物。其中Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=2∶1∶2,反应进行到2分钟时,A、B、C的物质的量恒定,表明反应处于平衡状态,故该反应为可逆反应,即反应方程式为2A+B2C。6.对于可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是(A)A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)B.若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,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.化学反应速率关系是2v正(NH3)=3v正(H2O)解析:4v正(O2)=5v逆(NO)证明化学反应的正、逆反应速率是相等的,达到了化学平衡状态,A正确;单位时间内生成xmolNO,同时消耗xmolNH3,只表示了正反应方向,则不能说明化学反应的正、逆反应速率是相等的,B错误;若增大容器容积即减小压强,正、逆反应速率均减慢,C错误;反应速率之比等于方程式的化学计量数之比,所以3v正(NH3)=2v正(H2O),D错误。7.肯定条件下,可逆反应2AB+3C,在下列四种状态中,处于平衡状态的是(D)正反应速率逆反应速率AvA=2mol·L-1·min-1vB=2mol·L-1·min-1BvA=2mol·L-1·min-1vC=2mol·L-1·min-1CvA=1mol·L-1·min-1vB=2mol·L-1·min-1DvA=1mol·L-1·min-1vC=1.5mol·L-1·min-1解析:当正、逆反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比时,则说明达到了平衡状态。按上述方法分析,D处于平衡状态。8.汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是(C)A.①② B.③④ C.②④ D.①③解析:①中t1时刻v正仍旧在变更,说明没有达到平衡状态,错误;②中由于是绝热、恒容密闭体系,随着反应的进行,体系的温度上升,当温度保持不变时,该反应达到平衡状态,正确;③中t1时刻CO2和CO的物质的量还在变更,说明正、逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态,错误;④中t1时刻NO的质量分数不再变更,表明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,正确。9.(2024·辽宁本溪模拟)肯定温度下,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到化学平衡状态的标记是(B)A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2B.N2、H2和NH3的物质的量分数不再变更C.N2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量2倍D.单位时间里每增加1molN2,同时增加3molH2解析:平衡时各物质的分子数之比取决于物质的起始物质的量和转化率,故c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2不能作为推断是否达到平衡状态的依据,A错误;N2、H2和NH3的质量分数不再变更,说明达到平衡状态,B正确;平衡时反应物与生成物的物质的量关系取决于反应起始物质的量以及转化的程度,不能用来推断是否达到平衡状态,C错误;单位时间内每增加1molN2,同时增加3molH2都是指逆反应方向,故不能说明达到平衡状态,D错误。10.乙酸和乙醇可以发生酯化反应:CH3COOH+HOC2H5CH3COOC2H5+H2O。(1)对于上述可逆反应,若乙酸分子中的氧都是18O,乙醇分子中的氧都是16O,一段时间后,分子中含有18O的物质有。

A.1种 B.2种C.3种 D.4种(2)在上述条件下,生成物中水的相对分子质量为。

A.16 B.18C.20 D.22(3)下列描述,能说明乙酸和乙醇的酯化反应已达到平衡状态的有。

①单位时间内,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水②单位时间内,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸③单位时间内,消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸④正反应速率与逆反应速率相等⑤混合物中各物质的浓度不再变更解析:由+H—O—C2H5+H218O可知,含有18O的物质有乙酸、乙酸乙酯和水3种。生成的水的相对分子质量为20。达到平衡状态时,v正=v逆,各物质的浓度不再变更,②④⑤的描述能说明反应已达平衡。答案:(1)C(2)C(3)②④⑤实力提升(15分钟)11.(2024·浙江卷)某工业流程中,进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06,发生化学反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在其他条件相同时,测得试验数据如下表:压强/(×105Pa)温度/℃NO达到所列转化率须要时间/s50%90%98%1.030122502830902551057608.0300.23.936900.67.974依据表中数据,下列说法正确的是(D)A.上升温度,反应速率加快B.增大压强,反应速率变慢C.在1.0×105Pa、90℃条件下,当转化率为98%时反应已达平衡D.若进入反应塔的混合气体为amol,反应速率以v=ΔnΔt表示,则在8.0×105Pa、30℃条件下,转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a解析:依据表格信息,温度上升,为使压强不变,体积变大,导致浓度下降,反应速率下降,无法得出温度对反应速率的影响,故A选项错误;依据表格信息,相同温度时,压强增大,达到所列转化率的时间削减,化学反应速率加快,故B选项错误;依据题目已知信息,无法推断此时是否达到平衡,故C选项错误;当混合气体是amol时,其中的NO为a10mol,转化率从50%增加到90%的过程中,NO反应了a25mol,经过的时间为3.7s,所以反应速率为a25mol3.712.(1)在肯定条件下,可逆反应达到平衡状态的本质特征是,下列关系中能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已经达到平衡状态的是(填字母序号)。

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)(2)在肯定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡状态时,一些宏观物理量恒定不变:a.各物质的浓度不变,b.平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变,c.容器内气体压强不变,d.容器内气体密度不变,e.容器内气体颜色不变。①能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的有;

②能说明反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡状态的有;

③能说明反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的有。

(3)已知N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0,现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是。

解析:(2)由于在恒容条件下发生反应,三个反应在反应前后气体的质量不变,因此不能用气体的密度变更来推断反应是否处于化学平衡状态。②中是一个气体体积不变的反应,反应前后气体的压强保持不变,也不能用压强的变更来推断反应是否处于平衡状态。①中无有色气体,因此不能用气体的颜色变更来推断反应是否处于平衡状态。(3)B项,对于一个特定反应,ΔH固定不变,不能作为推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),反应达到平衡状态。答案:(1)正反应速率与逆反应速率相等C(2)①abc②abe③abce(3)B13.肯定温度下,在容积为VL的密闭容器中进行反应:aN(g)bM(g)(a≠b),M、N的物质的量随时间的变更曲线如图所示:(1)t1到t2时刻,以M的浓度变更表示的平均反应速率为。

(2)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是(填字母