PAGE6-可逆反應與化學平衡狀態一、選擇題1．在肯定條件下，使SO2和O2在一密閉容器中進行反應，下列說法中不正確的是()A．隨著反應的進行，正反應速率漸漸減小，最終為零B．隨著反應的進行，正反應速率漸漸減小，最終不變C．隨著反應的進行，逆反應速率漸漸增大，最終不變D．反應起先時，正反應速率最大，逆反應速率為零解析：選A。依據化學平衡的建立過程可知，反應從正反應方向起先，v正最大，v逆＝0，最終達到平衡時，v正＝v逆≠0。2．下列關于化學平衡狀態的理解正確的是()A．全部反應都存在平衡狀態B．反應物與生成物的濃度相等C．正反應與逆反應停止進行D．正反應和逆反應的速率相等答案：D3．下列選項中的各組反應，互為可逆反應的是()A．2KHCO3eq\o(=,\s\up7(△))K2CO3＋H2O＋CO2↑K2CO3＋H2O＋CO2=2KHCO3B．CO2＋H2O=H2CO3H2CO3=CO2＋H2OC．NH3＋HCl=NH4ClNH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3＋HClD．2NaCleq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2NaCl解析：選B。可逆反應是指同一條件下進行的反應，而選項A、C、D中的兩反應的反應條件不同，均不屬于可逆反應。4．下列說法中可以證明反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已達到平衡狀態的是()A．1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵形成B．1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵斷裂C．1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個N—H鍵斷裂D．1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵形成解析：選A。N≡N鍵斷裂、H—H鍵斷裂、N—H鍵形成都代表正反應，B、D項不能推斷反應是否達到平衡；N≡N鍵斷裂代表正反應，N—H鍵斷裂、H—H鍵形成都代表逆反應，而且正、逆反應速率之比等于化學計量數之比，A項能證明該反應已達到平衡狀態。5．(2024·廈門高二月考)肯定條件下，將NO2與SO2以體積比為1∶2置于密閉容器中，發生反應NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH＝－41.8kJ/mol。下列能說明反應達到平衡狀態的是()A．體系壓強保持不變B．混合氣體顏色保持不變C．SO3和NO的體積比保持不變D．每消耗1molSO3的同時生成1molNO2解析：選B。由于該反應為反應前后氣體分子數相等的反應，體系的壓強始終保持不變，故不能以壓強不變作為推斷反應是否達到平衡的依據，A錯誤；SO3與NO的體積比始終保持不變，C錯誤；消耗SO3和生成NO2均為逆反應，D錯誤。6．(2024·黃山高二質檢)在肯定溫度下的恒容密閉容器中，以下說法能表明反應A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已達平衡的是()A．混合氣體的壓強不變B．混合氣體的密度不變C．每消耗2molB，同時生成1molCD．C和D的濃度比不變解析：選B。A項，該反應為反應前后氣體物質的量不變的反應，容器內混合氣體的壓強不隨反應的進行而變更，故壓強不變不能作為平衡標記，錯誤；B項，依據密度的定義式知，混合氣體的密度隨反應的進行而變更，當密度不變時已達平衡，正確；C項，消耗2molB和生成1molC均為正反應，不能作為平衡標記，錯誤；D項，隨著反應的進行，C和D的濃度比始終不變，不能作為平衡標記，錯誤。7．在肯定條件下，向2L密閉容器中充入3molX(g)和1molY(g)進行反應2X(g)＋Y(g)3Z(g)＋2W(g)，某時刻測定產物的濃度，不行能的是()A．c(Z)＝0.75mol/L B．c(Z)＝1mol/LC．c(W)＝1mol/L D．c(Z)＝0.8mol/L解析：選C。X的起始濃度為eq\f(3mol,2L)＝1.5mol/L，Y的起始濃度為eq\f(1mol,2L)＝0.5mol/L，假設Y完全反應，則2X(g)＋Y(g)3Z(g)＋2W(g)eq\a\vs4\al(初始濃度/,（mol/L）)1.50.500eq\a\vs4\al(Y完全反應后,濃度/（mol/L）)0.501.51由于可逆反應的反應物不能完全反應，則0.5mol/L＜c(X)＜1.5mol/L，0＜c(Y)＜0.5mol/L，0＜c(Z)＜1.5mol/L，0＜c(W)＜1mol/L，故c(W)＝1mol/L不行能。8．將0.2mol·L－1KI溶液和0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等體積混合后，取混合溶液分別完成下列試驗，能說明溶液中存在化學平衡“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2”的是()試驗編號試驗操作試驗現象①滴入KSCN溶液溶液變紅色②滴入AgNO3溶液有黃色沉淀生成③滴入K3[Fe(CN)6]溶液有藍色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液變藍色A.①和② B．②和④C．③和④ D．①和③解析：選D。由濃度及反應關系可知I－過量，所以要說明溶液中存在該化學平衡則只要證明溶液中同時含有Fe3＋和Fe2＋即可。①溶液變紅色，說明溶液中存在Fe3＋；②黃色沉淀是AgI，說明溶液中含有I－；③有藍色沉淀生成，說明溶液中含有Fe2＋；④溶液變藍色，說明溶液中含有I2。綜上所述，D項正確。9．已知N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0，現將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖不能說明反應達到平衡狀態的是()解析：選B。B項，對于一個特定反應，ΔH固定不變，因此ΔH不變不能作為推斷反應是否達到平衡狀態的依據；C項，在t1時刻，2v正(N2O4)＝v逆(NO2)，反應達到平衡狀態。10．H2NCOONH4是工業由氨合成尿素的中間產物。肯定溫度下，在體積不變的密閉容器中發生反應H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，能說明該反應達到平衡狀態的是()①每生成34gNH3的同時消耗44gCO2②混合氣體的平均相對分子質量不變③NH3的體積分數保持不變④混合氣體的密度保持不變⑤c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1A．①③⑤ B．①③④C．②④ D．①④解析：選D。①每生成34gNH3的同時必定生成44gCO2，同時消耗44gCO2，說明正、逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故①選；②因反應物H2NCOONH4為固體，則混合氣體的平均相對分子質量為eq\f(2×17＋44,3)＝26恒不變，所以混合氣體的平均相對分子質量不變，不能說明反應達到平衡狀態，故②不選；③由反應方程式可知，NH3的體積分數為eq\f(2,3)×100%恒不變，所以NH3的體積分數保持不變，不能說明反應達到平衡狀態，故③不選；④由于反應物H2NCOONH4是固體，沒有達到平衡狀態前，氣體質量會變更，容器體積不變，則混合氣體的密度也會發生變更，所以密度不變，說明反應達到了平衡狀態，故④選；⑤因NH3和CO2均為生成物，所以c(NH3)∶c(CO2)恒等于2∶1，不能說明反應達到平衡狀態，故⑤不選。11．(2024·泉州高二質檢)在肯定條件下，容器內某一反應中參與反應的M、N的物質的量隨反應時間變更的曲線如圖所示，下列表述中正確的是()A．反應的化學方程式為2MNB．t2時，正、逆反應速率相等，達到平衡C．t3時，正反應速率大于逆反應速率D．t1時，N的濃度是M的濃度的2倍解析：選D。由圖像知，O～t2時間內N的物質的量的變更量是M的物質的量的變更量的2倍，可得反應的化學方程式為2NM；t2時刻體系并未達到平衡，故正反應速率與逆反應速率不相等；t3時刻反應已達到平衡，此時v正＝v逆，因此選項A、B、C均錯誤。t1時，n(N)＝6mol，n(M)＝3mol，濃度之比等于物質的量之比，故t1時，N的濃度是M的濃度的2倍，D正確。12．在4L密閉容器中充入6molA氣體和5molB氣體，在肯定條件下發生反應3A(g)＋B(g)2C(g)＋xD(g)ΔH＜0，達到平衡時，生成了2molC，經測定D的濃度為0.5mol/L，下列推斷不正確的是()A．x＝1B．平衡時B的轉化率為20%C．B的轉化率不變，該反應達到平衡狀態D．容器內溫度保持恒定，該反應達到平衡狀態解析：選A。平衡時c(C)＝c(D)＝0.5mol/L，可知x＝2；B的轉化率為eq\f(1mol,5mol)×100%＝20%；B的轉化率不變、容器內溫度保持恒定，都能說明各物質的量保持恒定，反應達到平衡狀態。二、非選擇題13．(2024·唐山高二月考)將2molSO2和1molO2充入體積為2L的密閉容器中，在肯定條件下發生反應O2(g)＋2SO2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3(g)。經過10s達到平衡狀態，此時c(SO3)＝0.4mol/L。(1)在達到平衡的過程中，v(SO2)＝________。(2)有同學認為平衡是在肯定條件下成立的，變更條件時平衡會發生變更，所以可以通過變更條件(容器容積恒定)使SO3的平衡濃度變為1mol/L，你認為這種說法正確嗎？______________(填“正確”或“不正確”)。解析：(1)平衡時c(SO3)＝0.4mol/L，則轉化的c(SO2)＝0.4mol/L，v(SO2)＝eq\f(0.4mol/L,10s)＝0.04mol/(L·s)。(2)2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3是可逆反應，變更任何條件都不行能使之進行究竟，在容器容積恒定的狀況下，SO3的平衡濃度不行能變為1mol/L，所以該說法不正確。答案：(1)0.04mol/(L·s)(2)不正確14．在某一容積為5L的密閉容器內，加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O，在催化劑存在的條件下加熱至高溫，發生如下反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH>0。反應中CO2的濃度隨時間變更狀況如圖。(1)依據上圖數據，反應起先至達到平衡時，v(CO)為________；反應達到平衡時，c(H2)＝________。(2)推斷該反應達到平衡的依據是________。A．CO削減的速率和CO2削減的速率相等B．CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等C．CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發生變更D．正、逆反應速率都為零解析：(1)由題圖可知，10min時反應達到平衡，v(CO)＝v(CO2)＝0.03mol·L－1÷10min＝0.003mol·L－1·min－1。反應達到平衡時，由化學方程式得c(H2)＝c(CO2)＝0.03mol·L－1。(2)達到平衡的標記是各物質的百分比不變，濃度不變，正、逆反應速率相等且不為零。CO削減的速率是正反應速率，CO2削減的速率是逆反應速率。所以A、C可作為推斷反應達到平衡的依據。答案：(1)0.003mol·L－1·min－10.03mol·L－1(2)AC15．在2L密閉容器內，800℃時發生反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，n(NO)隨時間的變更如下表：時間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)如圖表示NO2的濃度變更的曲線是____________。用O2表示前2s內該反應的平均速率v＝________________________________________________________________________。(2)能說明該反應已達到平衡狀態的是________。A．v(NO2)＝2v(O2) B．容器內壓強保持不變C．v逆(NO)＝2v正(O2) D．容器內密度保持不變解析：(1)