2019-2020学年高中化学 第2章 化学反应速率和化学平衡 第3节 化学平衡 第1课时 可逆反应

第一课时可逆反应与化学平衡状态课后提能层级练层级一基础达标练1．模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法，对于2HBr(g)H2(g)＋Br2(g)反应，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()解析：选C可逆反应中反应物与生成物同时存在。2．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原子存在于()A．只存在于O2中B．只存在于O2和SO3中C．只存在于O2和SO2中D．存在于SO2、O2和SO3中解析：选D可逆反应是在一定条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应，在混合气体中充入18O2后，反应生成了含有18O的SO3，SO3分解又生成了含有18O原子的SO2和O2，所以一段时间后，18O原子存在于SO2、O2和SO3中。3．在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下叙述错误的是()A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定解析：选B随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，后保持恒定，但最后不可能减小为零。4．在恒温、恒容下，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：选AA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量相等，不论是否达到平衡总压强不变。5．(2018·辽宁实验中学高二检测)一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋B(g)2C(g)，当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是()①混合气体的密度②容器内气体的压强③混合气体的总物质的量④B物质的量浓度A．①②④B．②③C．②③④D．全部解析：选D该反应中A为固体，反应前后气体的化学计量数不相等，故①②③④都可表明达平衡状态。6．下列说法可以证明反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是()A．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成B．1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂C．N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2D．1个N≡N键断裂的同时，有6个H—N键形成解析：选AA中表示的反应方向相反，且速率相等，故A正确；B、D中表示的反应方向相同，故B、D错误；C中N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2时未必达到平衡，故C错误。7．在某一容积为5L的密闭容器内，加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O，在催化剂存在的条件下加热至高温，发生如下反应，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH0。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，CO的化学反应速率为________；反应达到平衡时，c(H2)＝________。(2)判断该反应达到平衡的依据是________。①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化④正、逆反应速率都为零解析：(1)由图可知10min时达到平衡，v(CO)＝v(CO2)＝0.03mol·L－1÷10min＝0.003mol·L－1·min－1。由化学方程式得c(H2)＝c(CO2)＝0.03mol·L－1。(2)达到平衡的标志是各物质的百分组成不变，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①③可作为判断反应达到平衡的依据。答案：(1)0.003mol·L－1·min－10.03mol·L－1(2)①③8．一定温度下，在2L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题：(1)该反应的化学方程式为________。(2)在t2时刻存在的等量关系是________，此时反应是否达到化学平衡状态？________(填“是”或“否”)。(3)在t3时刻v正______(填“”“”或“＝”)v逆，理由是_________________。解析：(1)当N减少4mol时，M增加2mol，所以化学方程式为2NM。(2)t2时刻，n(M)＝n(N)＝4mol，t2时刻后，N物质的量继续减小，M物质的量继续增加，故仍未达到平衡。(3)t3时刻时，M和N的物质的量均不再发生变化，所以反应已达到平衡状态。答案：(1)2NM(2)n(M)＝n(N)否(3)＝M和N的物质的量不再发生变化，所以反应已达到平衡状态，故v正＝v逆层级二应试提能练1．分析各选项中的各组反应，其中互为可逆反应的是()A．2KHCO3=====△K2CO3＋H2O＋CO2↑K2CO3＋H2O＋CO2===2KHCO3B．CO2＋H2O===H2CO3H2CO3===CO2＋H2OC．NH3＋HCl===NH4ClNH4Cl=====△NH3＋HClD．2NaCl=====电解2Na＋Cl2↑2Na＋Cl2=====点燃2NaCl解析：选B可逆反应是指同一条件下进行的反应，而选项A、C、D中的两反应的反应条件不同，均不属于可逆反应。2．(2019·长沙高二检测)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()正反应速率逆反应速率A．v(A)＝2mol/(L·min)v(B)＝2mol/(L·min)B．v(A)＝2mol/(L·min)v(C)＝2mol/(L·min)C．v(A)＝1mol/(L·min)v(B)＝2mol/(L·min)D．v(A)＝1mol/(L·min)v(C)＝1.5mol/(L·min)解析：选D根据平衡状态的判断依据v(正)＝v(逆)知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝2∶1∶3，即D中的反应达到平衡。3．一定温度下，在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是()A．混合气体的密度不再变化B．反应容器中Y的质量分数不变C．X的分解速率与Y的消耗速率相等D．单位时间内生成1molY的同时生成2molX解析：选CX的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时，才能说明反应达到平衡状态，故C项说明反应未达到平衡状态。4．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(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：2v正(NH3)＝3v正(H2O)解析：选AA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，反应速率关系应为3v正(NH3)＝2v正(H2O)。5．(2018·三明高二检测)对可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，下列叙述正确的是()A．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大B．若单位时间内生成xmolN2的同时，消耗2xmolNH3，则反应达到平衡状态C．达到化学平衡时，2v正(H2)＝3v逆(NH3)D．加入催化剂，正反应速率增大，逆反应速率不变解析：选C若增加容器体积，压强减小，正逆反应速率都减小，A错；生成xmolN2的同时，消耗2xmolNH3，均为逆反应方向，不能据此判断反应达平衡状态，B错；达到化学平衡时，正逆反应速率相等，v正(H2)∶v逆(NH3)＝3∶2，C对；加入催化剂，正逆反应速率都增大，D错。6．在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qQ(g)(m、n、p、q为任意整数)达到平衡时的标志是()①体系的压强不再改变②体系的温度不再改变③各组分的浓度不再改变④各组分的质量分数不再改变⑤反应速率vA∶vB∶vC∶vQ＝m∶n∶p∶q⑥单位时间内mmolA断键的同时有pmolC也断键A．③④⑤⑥B．①③④⑤C．②③④⑥D．①③④⑥解析：选C由于m、n、p、q的关系未知，所以压强不变不能作为平衡的标志；在整个平衡建立过程中，速率之比均等于化学计量数之比。7．将2molSO2和1molO2充入体积为2L的密闭容器中，在一定条件下发生反应O2(g)＋2SO2(g)2SO3(g)。经过10s达到平衡状态，此时c(SO3)＝0.4mol/L。(1)在达到平衡的过程中v(SO2)＝________。(2)有同学认为平衡是在一定条件下成立的，改变条件时平衡会发生变化，所以可以通过改变条件使SO3的平衡浓度变为1mol/L，你认为这种说法正确吗？________(填“正确”或“不正确”)。解析：(1)平衡时c(SO3)＝0.4mol/L，则转化的c(SO2)＝0.4mol/L，v(SO2)＝0.4mol/L10s＝0.04mol/(L·s)。(2)2SO2＋O22SO3是可逆反应，改变任何条件都不可能使之进行到底，所以该说法不正确。答案：(1)0.04mol/(L·s)(2)不正确8．实验室中配制碘水，往往是将I2溶于KI溶液中，这样就可以得到浓度较大的碘水，主要是因为发生了反应：I2(aq)＋I－I－3，上述平衡体系中，I－3的物质的量浓度c(I－3)与温度T的关系如图所示(曲线上的任意一点都表示平衡状态)。(1)在T1、D状态时，v(正)________(填“＞”“＜”或“＝”)v(逆)。(2)若在T1时某状态c(I－)/c(I－3)＝1/100，________(填“是”“不是”或“不一定是”)平衡状态。解析：(1)T1、D状态时，c(I－3)未达平衡状态的值，故反应还未达到平衡，而可逆反应最终都要达到平衡状态，所以必须增大c(I－3)才能达到平衡状态，即反应正向进行，v(正)v(逆)。(2)cI－cI－3＝1100，并不能说明c(I－)、c(I－3)是否不变，即不能说明反应是否达到平衡状态。答案：(1)(2)不一定是