内容正文:
一、单项选择题
1.下列属于可逆反应的是( )
A.2SO2+O22SO3
B.SO3+H2O===H2SO4
C.HCl+NaOH===NaCl+H2O
D.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
解析:A [A项中的反应属于可逆反应。答案选A。]
2.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点
③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化处理
⑤将煤进行气化处理 ⑥通入适当过量的空气
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥
C.③④⑤⑥ D.①②③④
解析:C [理论上,提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积,并通入适当过量的空气。对于①和②。由于燃料的着火点是其固有的性质。不可改变,故这两项措施不可行。③④⑤所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触面积。]
3.设v(正)和v(逆)分别表示可逆反应的正反应速率和逆反应速率。在一定温度下可逆反应N2+3H22NH3达到平衡时( )
A.v(逆)>v(正)
B.v(逆)<v(正)
C.v(逆)>v(正),正逆反应停止
D.v(逆)=v(正),正逆反应仍进行
解析:D [一定条件下,可逆反应达到平衡时,建立的平衡是动态平衡,v(正)=v(逆)≠0。]
4.在一定条件下,反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)达到平衡状态的标志是( )
A.单位时间内生成2n mol A,同时生成n mol D
B.容器内压强不随时间而变化
C.单位时间内生成n mol B,同时消耗1.5n mol C
D.容器内混合气体密度不随时间而变化
解析:A [正逆反应同时在进行,单位时间内生成2n mol A,同时生成n mol D,A项正确;单位时间内生成n mol B,同时消耗1.5n mol C,说明的都是逆反应方向,不一定是平衡状态,C项错误;因为本反应反应前后气体总体积不变,无论反应开始进行,还是达到平衡,体系的压强始终不变,B项错误;本反应是一个气态反应,在恒容条件下,混合气体的密度无论起始还是达到平衡,始终不变,D项错误。答案选A。]
5.一定条件下,将A、B、C三种气体各1 mol通入一个密闭容器中发生反应:2A+B2C,达到化学反应限度时,B的物质的量可能是( )
A.0 B.0.5 mol
C.1 mol D.1.5 mol
解析:C [根据题意知,该反应是可逆反应。反应向正反应方向进行,假设A全部转化为C,消耗A 1 mol,B只消耗0.5 mol;反应向逆反应方向进行,假设C完全转化为A和B,则B的物质的量变为1.5 mol。由于是可逆反应,所以B的物质的量范围为0.5 mol<n(B)<1.5 mol,四个选项中只有C符合,C项正确。]
6.一定温度下,一定体积的容器中发生反应:A(s)+3B(g)2C(g)+2D(g),下列描述中能说明该反应达到平衡的是( )
①A的质量不发生变化 ②单位时间内生成a mol A,同时消耗2a mol C ③容器中的压强不再变化 ④混合气体的密度不再变化
⑤n(A)∶n(B)∶n(C)∶n(D)=1∶3∶2∶2
⑥B的浓度不变
A.②③⑤⑥ B.①③④⑥
C.②④⑤ D.②③④
解析:B [在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,所以①⑥正确;②中反应速率的方向是相同的,速率之比是相应的化学计量数之比,因此②中的关系始终是成立的,②错误;反应前后气体体积是增大的,所以压强也是增大的,因此容器中的压强不再变化可以说明达到平衡状态,③正确;密度是混合气体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,但质量是变化的。所以④可以说明;平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,⑤错误。答案选B。]
7.在体积固定的容器中,对于反应A(g)+B(g)3C(g)(正反应为放热反应),下列叙述为平衡状态标志的是( )
①单位时间内A、B生成C的分子数与C分解的分子数相等 ②外界条件不变时,A、B、C浓度不随时间变化 ③体系温度不再变化 ④体系的压强不再变化 ⑤体系的分子总数不再变化
A.①② B.①②③
C.①②③④ D.①②③④⑤
解析:D [①同一物质的正、逆反应速率相等;②浓度不变,说明已达平衡;③如果该反应没有达到平衡则反应要和外界有能量的交换,必然导致体系温度改变。现在体系温度不变,说明已达平衡;④⑤由于该反应是一个体积改变的反应,没有达到平衡之前,压强是改变的,分子总数也是改变的,只有平衡了,二者才不会改变,故①②③④⑤均正确。答案选D。]
二、不定项选择题
8.在一定温度下,在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应A(g)+3B(g)2C(g),其达到平衡状态的标志是( )
A.C生成的速率与C分解的速率相等
B.单位时间生成n mol A,同时生成2n mol C
C.体系的密度不再变化
D.A、B、C的浓度之比为1∶3∶2
解析:AB [A.当化学反应达到平衡状态时,C的正逆反应速率相等,选项A选;B.单位时间生成n mol A,同时生成2n molC,表示正逆反应速率相等,所以能作为化学平衡状态的判断依据,选项B选;C.容积不变,反应前后气体的总质量不变,则体系的密度始终保持不变,反应不一定达到平衡状态,选项C不选;D.该反应达到平衡状态时,A、B、C的浓度之比可能为1∶3∶2,也可能不是1∶3∶2,这与反应初始浓度和转化率有关,所以不能作为化学平衡状态的判断依据,选项D不选。答案选AB。]
9.如图是可逆反应X2+3Y22Z2在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是( )
A.t1时,只有正方向反应
B.t2时,反应到达限度
C.t2~t3,反应不再发生
D.t2~t3各物质的浓度不再发生变化
解析:BD [t1时,反应未达平衡状态,正反应速率大于逆反应速率,反应向正方向进行,既有正方向反应又有逆方向反应,A项错误;t2时,反应已经达到平衡状态,也就是反应的限度,B项正确;t2~t3时,反应已经处于平衡状态,正反应速率等于逆反应速率,正逆反应仍在进行,C项错误;t2~t3时,反应已经处于平衡状态,各物质的浓度不再随着时间的变化而变化,D项正确。]
10.反应2A(g)+B(g)C(g)+3D(g),达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.A、B全部变成了C和D
B.A、B、C、D四种物质的浓度一定相等
C.反应速率为零
D.单位时间内B消耗的物质的量和B生成的物质的量相等
解析:D [A.反应2A(g)+B(g)C(g)+3D(g),达到平衡时,各组成含量保持不变,反应是可逆反应不能进行彻底,故A项错误;B.物质浓度和起始量、变化量有关,平衡状态下A、B、C、D四种物质的浓度不一定相等,故B项错误;达到平衡时v(正)=v(逆)≠0,故C项错误;同一种物质的消耗速率和生成速率相等时,即反应达到平衡状态。]
三、非选择题
11.在2 L密闭容器中进行反应:aX(s)+bY(g)cP(g)+dQ(g),式中a、b、c、d为化学计量数。在0~3 min内,各物质的物质的量(mol)的变化如下表所示:
物质
时间
X
Y
P
Q
起始
0.5
1.0
1.5
2 min末
0.7
2.7
0.8
3 min末
2.7
已知2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,v(P)∶v(Y)=2∶5。
(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)= ________ ,2 min末时n(Q)= ________ 。
(2)上述反应的化学方程式为_______________________________________。
(3)用Y表示2 min内的反应速率为_________________________________。
2 min末,Q在混合气体中的体积分数为 ________ 。
(4)在保持温度和容积不变的情况下,下列关于上述反应的叙述不正确的是 ________ 。
a.2 min内用X表示的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1
b.向容器内充入稀有气体Ar(不参与反应),会导致体系压强增大,反应速率加快
c.随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量不再改变即说明反应已经达到平衡
d.随着反应的进行,混合气体的密度不再改变即说明反应已经达到平衡
e.随着反应的进行,混合气体的压强不再改变即说明反应已经达到平衡
解析:(1)根据表格中的数据,可知2 min末反应达到平衡状态,2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,则Δc(Q)=v(Q)×t=0.075 mol·L-1·min-1×2 min=0.15 mol·L-1,Δn(Q)=0.15 mol·L-1×2 L=0.3 mol,因此2 min末Q的物质的量为1.5 mol-0.3 mol=1.2 mol。v(P)∶v(Y)=2∶5,则Δn(P)∶Δn(Y)=2∶5=0.2∶Δn(Y),解得Δn(Y)=0.5 mol,则起始时Y的物质的量为2.7 mol-0.5 mol=2.2 mol。Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(P)∶Δn(Q)=0.2 mol∶0.5 mol∶0.2 mol∶0.3 mol=2∶5∶2∶3=a∶b∶c∶d,因此该反应的化学方程式为2X(s)+5Y(g)2P(g)+3Q(g)。
(1)根据上述分析可知,起始时n(Y)=2.2 mol,2 min末时n(Q)=1.2 mol。
(2)根据上述分析可知,该反应的化学方程式为2X(s)+5Y(g)2P(g)+3Q(g)。
(3)2 min内用Y表示的反应速率为=0.125 mol·L-1·min-1。根据上述分析可知,2 min末,X(s)、Y(g)、P(g)、Q(g)的物质的量分别为0.7 mol、2.7 mol、0.8 mol、1.2 mol,Q在混合气体中的体积分数为×100%=25.5%。
(4)X为固体,不能用X表示反应速率,故a错误;容器的体积不变,向容器内充入稀有气体Ar(不参与反应),气体的浓度不变,反应速率不变,故b错误;X为固体,该反应前后气体的体积不变,但气体的质量发生变化,因此随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量不再改变即说明反应已经达到平衡,故c正确;X为固体,该反应前后气体的体积不变,但气体的质量发生变化,因此随着反应的进行,混合气体的密度不再改变即说明反应已经达到平衡,故d正确;X为固体,该反应前后气体的体积不变,容器中气体的压强始终不变,混合气体的压强不再改变,不能说明反应已经达到平衡,故e错误。
答案:(1)2.2 mol 1.2 mol
(2)2X(s)+5Y(g)2P(g)+3Q(g)
(3)0.125 mol·L-1·min-1 25.5%
(4)abe
12.在2 L密闭容器中,800 ℃时反应2NO+O22NO2体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)如图表示各物质浓度的变化曲线,A点处,v(正) __________ v(逆),A点正反应速率 ________ B点正反应速率。(用“大于”“小于”或“等于”填空)。
(2)图中表示O2变化的曲线是 ________ 。用NO2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=
________________________________________________________________________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是 ______ 。
a.容器内压强保持不变
b.v(NO)=2v(O2)
c.容器内的密度保持不变
d.v逆(NO2)=2v正(O2)
(4)能使该反应的反应速率增大的是 ________ 。
a.适当升高温度
b.及时分离出NO2气体
c.增大O2的浓度
d.选择高效的催化剂
解析:(1)A点处生成物的浓度仍然增加,反应向正反应方向进行,因此v(正)大于v(逆),A点反应物浓度大于B点反应物浓度,因此正反应速率A点大于B点。
(2)图中c、d表示的曲线浓度降低,是反应物。根据表中数据可知起始时NO的浓度是0.02 mol÷2 L=0.01 mol·L-1,所以c表示NO,则表示O2变化的曲线是d。用NO2表示从0~2 s内该反应的平均速率v(NO2)=v(NO)==0.003 mol·L-1·s-1。
(3)a项,反应前后气体体积发生变化,则当容器内压强保持不变时,说明反应达到平衡状态,正确;b项,v(NO)=2v(O2),式中没有指明反应方向,不一定达到平衡状态,错误;c项,反应过程中气体质量和容积始终不变,因此容器内的密度始终不变,则容器内的密度保持不变,不能说明达到平衡状态,错误;d项,反应速率之比是相应的化学计量数之比,则v逆(NO2)=2v正(O2)=v正(NO2),正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,正确。
(4)a项,适当升高温度反应速率加快,正确;b项,及时分离出NO2,气体浓度降低,反应速率降低,错误;c项,增大O2的浓度反应速率加快,正确;d项,选择高效的催化剂反应速率加快,正确。
答案:(1)大于 大于
(2)d 0.003 mol·L-1·s-1
(3)ad
(4)acd
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