PAGEPAGE5化學平衡狀態[基礎鞏固]1．現向一密閉容器中充入1molN2和3molH2，在肯定條件下使該反應發生：N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3，下列有關說法正確的是()A．達到化學平衡時，N2將完全轉化為氨B．達到化學平衡時，N2、H2和NH3的物質的量濃度肯定相等C．達到化學平衡時，N2、H2和NH3的物質的量濃度不再變更D．達到化學平衡時，正、逆反應速率都為零解析：選C。可逆反應的特點是反應物不能完全轉化為生成物，A項錯誤；達到化學平衡時，各組分的濃度不再變更，但不肯定相等，C項正確，B項錯誤；可逆反應達到平衡狀態時，v正＝v逆≠0，D項錯誤。2．在肯定溫度下，A2(g)＋B2(g)2AB(g)達到平衡的標記是()A．單位時間內削減xmolA2，同時生成2xmolABB．單位時間內生成2xmolAB，同時生成xmolA2C．單位時間內削減xmolB2，同時生成2xmolABD．單位時間內1molA—A鍵斷裂，同時生成2molA—B鍵解析：選B。A、C、D項中只提到了同一個方向的反應速率，故不正確；B項中，由“生成2xmolAB”與“生成xmolA2”可知A2的消耗速率與A2的生成速率相等，故正確。3．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。4．肯定條件下，可逆反應2A(g)B(g)＋3C(g)，在下列四種狀態中處于平衡狀態的是()選項正反應速率逆反應速率Av(A)＝2mol/(L·min)v(B)＝2mol/(L·min)Bv(A)＝2mol/(L·min)v(C)＝2mol/(L·min)Cv(A)＝1mol/(L·min)v(B)＝2mol/(L·min)Dv(A)＝1mol/(L·min)v(C)＝1．5mol/(L·min)解析：選C。可逆反應化學平衡狀態的主要特征之一是v正＝v逆，A只表示同一方向的反應速率，無法證明正、逆反應速率是否相等，故A不正確。利用速率之比等于反應方程式中化學計量數之比，即v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，推斷B、C、D，可知C正確。5．肯定條件下，在密閉恒容的容器中，發生如下反應：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)eq\o(,\s\up7(高溫))Si3N4(s)＋12HCl(g)ΔH＜0。不能表示上述反應達到化學平衡狀態的是()A．3v逆(N2)＝v正(H2)B．容器內壓強不再變更C．混合氣體密度保持不變D．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6解析：選D。利用化學反應速率之比等于化學方程式計量數之比可知，A項敘述表示v正＝v逆，表示反應達到平衡狀態；B項反應前氣體的物質的量小于反應后氣體的物質的量，反應過程中氣體的總物質的量在變更，壓強之比等于物質的量之比，故體系的壓強不變時即達到了平衡；混合氣體密度不變說明容器中氣體質量不變，而平衡移動則氣體質量變更，所以C項表示達到平衡狀態；D項表示的濃度關系與是否平衡無關。6．在肯定條件下，將3molA和1molB兩種氣體混合于固定容積為2L的密閉容器中，發生如下反應：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2min末該反應達到平衡，生成0.8molD，并測得C的濃度為0.2mol·L－1。下列推斷錯誤的是()A．x＝1B．2min內A的反應速率為0.3mol·L－1·min－1C．B的轉化率為50%D．若混合氣體的平均相對分子質量不變，則表明該反應達到平衡狀態解析：選C。3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)起始(mol)3100轉化(mol)3aaxa2a平衡(mol)3－3a1－axa2a由題意得：2a＝0.8，a＝0.4。eq\f(xamol,2L)＝0.2mol·L－1，x＝1，A正確；B項，v(A)＝eq\f(3amol,2L×2min)＝eq\f(3×0.4mol,2L×2min)＝0.3mol·L－1·min－1，正確；C項，α(B)＝eq\f(amol,1mol)×100%＝40%，錯誤；D項，由于氣體的總物質的量只有在平衡時才保持不變，所以平均相對分子質量不變能說明該反應達到平衡狀態，正確。7．某體積可變的密閉容器，盛有適量的A和B的混合氣體，在肯定條件下發生反應：A＋3B2C。若維持溫度和壓強不變，當達到平衡時容器的體積為VL，其中C氣體的體積占10%。下列推斷正確的是()①原混合氣體的體積為1.2VL②原混合氣體的體積為1.1VL③反應達到平衡時氣體A消耗掉0.05VL④反應達到平衡時氣體B消耗掉0.05VLA．②③ B．②④C．①③ D．①④解析：選A。設起始A和B的體積分別為aL、bL。A＋3B2C起始的體積/L:ab0轉化的體積/L:0.05V0.15V0.1V平衡時體積/L:a－0.05Vb－0.15V0.1V則a－0.05V＋b－0.15V＋0.1V＝V，解得a＋b＝1.1V。8．在兩個恒容的密閉容器中進行下列兩個可逆反應：甲：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；乙：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)現有下列狀態：①混合氣體平均相對分子質量不再變更②恒溫時，氣體壓強不再變更③各氣體組成濃度相等④反應體系中溫度保持不變⑤斷裂氫氧鍵速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍⑥混合氣體密度不變⑦單位時間內，消耗水質量與生成氫氣質量比為9∶1其中能表明甲、乙容器中反應都達到平衡狀態的是()A．①②⑤ B．③④⑥C．⑥⑦ D．④⑤解析：選D。甲中反應是氣體質量、體積增大的反應，乙中反應是氣體質量、體積不變的反應。建立平衡的過程中對于甲中反應：①②④⑤⑥所表示的物理量均為變量，當它們不變時，可逆反應即達到平衡狀態；對于乙中反應：④⑤所表示的物理量均為變量，當它們不變時，可逆反應即達到平衡狀態。綜上分析，其中能表明甲、乙容器中反應都達到平衡狀態的是④和⑤。9．以下可逆反應，在給定的條件下肯定達到了化學平衡狀態的是()A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)[在混合氣體中φ(NH3)＝33.3%]B．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)(在恒容容器中，容器內壓強不再變更)C．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(在恒壓條件下，總質量不再變更)D．2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(在恒容條件下，氣體顏色不再變更)解析：選D。A項中，φ(NH3)＝33.3%不能說明達到平衡狀態。B項中，等體積反應，p總始終為恒量。C項中，總質量始終為恒量，都不能作為推斷是否達到平衡狀態的依據。10．698K時，向某VL的密閉容器中充入2molH2(g)和2molI2(g)，發生反應：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－26.5kJ·mol－1，測得各物質的物質的量濃度與時間變更的關系如圖所示。請回答下列問題：(1)V＝________。(2)該反應達到最大限度的時間是________，該時間內平均反應速率v(HI)＝____________。(3)該反應達到平衡狀態時，________(填“汲取”或“放出”)的熱量為________。解析：(1)由圖像可知，反應起先時，c(H2)＝c(I2)＝1mol·L－1，而加入的反應物的物質的量為2mol，所以容器體積為2L。(2)由圖像中各物質的變更趨勢可知，5s時達到平衡，則v(HI)＝eq\f(1.58mol·L－1,5s)＝0.316mol·L－1·s－1。(3)平衡從正反應方向建立，平衡時生成的n(HI)＝1.58mol·L－1×2L＝3.16mol，故放出的熱量為eq\f(26.5kJ,2mol)×3.16mol＝41.87kJ。答案：(1)2(2)5s0.316mol·L－1·s－1(3)放出41.87kJ11．肯定溫度下，在2L的恒容密閉容器內發生的反應中M、N的物質的量隨反應時間變更的曲線如圖所示。請回答下列問題：(1)該反應的化學方程式為_________________________________________。(2)在t2時刻存在的等量關系是____________，此時反應是否達到化學平衡狀態？________(填“是”或“否”)。(3)在t3時刻v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)，理由：_________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由圖像可知，當N削減6mol時，M增加3mol，所以化學方程式為2NM。(2)t2時刻M、N的物質的量相同，但是這一時刻之后，M接著增加，N接著削減，所以t2時刻未達到平衡。(3)t3時刻以后，M、N的物質的量不再變更，即達到平衡狀態，v正＝v逆。答案：(1)2NM(2)n(M)＝n(N)否(3)＝M和N的物質的量不再發生變更，所以反應已達到平衡狀態，故v正＝v逆[實力提升]12．在肯定條件下，可逆反應A2(g)＋B2(g)2C(g)達到平衡時，各物質的平衡濃度c(A2)＝0.5mol·L－1、c(B2)＝0.1mol·L－1、c(C)＝1.6mol·L－1，若用a、b、c分別表示A2、B2、C的初始濃度(mol·L－1)，則：(1)a、b應滿意的關系是____________；(2)a的取值范圍是____________。解析：(1)設轉化過程中A2(g)轉化濃度為xmol·L－1，B2(g)的轉化濃度也為xmol·L－1。平衡時：a－x＝0.5，b－x＝0.1。所以，a＝b＋0.4。(2)①若A2、B2為起始物，生成1.6mol·L－1C需A20.8mol·L－1，A2的起始濃度為0.5mol·L－1＋0.8mol·L－1＝1.3mol·L－1。②若0.1mol·L－1B2全部由C生成，則A2的起始濃度為0.5mol·L－1－0.1mol·L－1＝0.4mol·L－1，故a的取值范圍為0.4≤a≤1.3。答案：(1)a＝b＋0.4(2)0.4≤a≤1.313．在2L密閉容器內，800℃時發生反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)