内容正文:
6.2.1 可逆反应和化学平衡状态
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一、单选题
1.在一定温度下可逆反应N2 + 3H2 2NH3已达到平衡,下列有关说法正确的是
①1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
②反应混合物中各组分的物质的量保持不变
③1个N≡N键断裂的同时,有3个N—H 键断裂
④NH3生成的速率与NH3分解的速率相等
⑤单位时间生成n mol N2,同时生成2n mol NH3
⑥N2、H2、NH3的分子数一定为1∶3∶2
A.①②③④⑤ B.①②③⑤⑥
C.③④⑤⑥ D.①②④⑤
【答案】D
【详解】反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,必须是同一物质的正逆反应速率相等;反应达到平衡状态时,平衡时各种物质的物质的量、浓度等变量不再发生变化,据此分析解答。
①1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成,能证明正逆反应速率是相等的,故①选;
②反应属于气体分子数减小的反应,则混合物中各组分的物质的量随着反应进行不断变化,但物质的量保持不变时,说明已达到平衡状态,故②选;
③1个N≡N键断裂的同时,有3个N—H键断裂可说明正逆反应速率相等,但3个N—H 键断裂不能说明正逆反应速率相等,故不能说明已经达到平衡状态,故③不选;
④NH3生成的速率与NH3分解的速率相等,可说明正逆反应速率相等,故④选;
⑤单位时间生成n mol N2,同时生成2n mol NH3,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故⑤选;
⑥N2、H2、NH3的分子数一定为1∶3∶2,这与物质的投料比有关,不是平衡状态的判据,故⑥不选;
①②④⑤符合题意,故D项正确;
答案选D。
2.化学反应在硫酸工业中有重要应用。关于该反应的叙述正确的是
A.无限延长化学反应的时间能改变化学反应的限度
B.、、的物质的量比1:2:2时达到平衡状态
C.该反应达到化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等且等于零
D.若开始加入和,达到化学平衡时核素存在于三种物质中
【答案】D
【详解】
A.化学反应的限度和反应时间无关,A错误;
B.、、的物质的量不再发生改变时,达到平衡状态,B错误;
C.该反应达到化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等,化学平衡为动态平衡,化学反应速率不为零,C错误;
D.若开始加入和,根据化学平衡的特点可知道平衡时核素存在于三种物质中,D正确;
答案为:D。
3.下列关于可逆反应的说法正确的是
A.正反应和逆反应在相同条件下同时进行
B.氯化铵分解和氨气与氯化氢反应生成氯化铵属于可逆反应
C.可逆反应达到一定限度后,反应就停止了
D.同一可逆反应的正反应进行的程度一定大于逆反应的进行程度
【答案】A
【详解】
A.在相同条件下正反应和逆反应同时进行,故A正确;
B.氯化铵分解的条件是加热,氨气与氯化氢反应生成氯化铵常温就可进行,不属于可逆反应,故B错误;
C.可逆反应达到一定限度后,反应仍在进行,达到平衡状态,速率不为0,故C错误;
D.同一可逆反应的正反应进行的程度不一定大于逆反应的进行程度,故D错误;
故选A。
4.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是
①v(NH3)正=2v(CO2)逆
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变
⑥密闭容器中 CO2的体积分数不变
⑦混合气体总质量不变
A.①②⑤⑦ B.①②③⑤⑦ C.①②③⑤⑥ D.全部
【答案】B
【详解】结合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡状态,以此来解答。
①v(NH3)正=2v(CO2)逆满足正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故选;
②正反应体积增大,当密闭容器中总压强不变时反应达到平衡状态,故选;
③密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中容积始终是不变的,但是气体的质量是变化的,所以当密闭容器中混合气体的密度不变时反应达到平衡状态,故选;
④由于体系中只有两种气体,且氨气和二氧化碳的体积之比始终满足2:1,所以密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故不选;
⑤正反应气体的分子数增大,当密闭容器混合气体的总物质的量不变时反应达到平衡状态,故选;
⑥由于体系中只有两种气体,且氨气和二氧化碳的体积之比始终满足2:1,所以密闭容器中CO2的体积分数始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故不选;
⑦由于反应物是固体,所以混合气体总质量不变