[基础巩固]
一、可逆反应和化学反应限度
1．下列各组反应互为可逆反应的是( )
△
①2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O与CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3 ②SO2＋H2O===H2SO3与H2SO3===SO2＋H2O
高温、高压高温、高压
③N2＋3H2=====2NH3与2NH3=====3H2＋N2
催化剂催化剂△
④NH3＋HCl===NH4Cl与NH4Cl=====NH3↑＋HCl↑ A．①② B．②③ C．③④ D．①④
[解析] ①、④中两反应的条件不相同，不互为可逆反应。 [答案] B
2．一定条件下，在密闭容器中进行反应：2SO2＋O2
再改变时，下列说法正确的是( )
A．SO2、O2完全转化为SO3 B．正、逆反应速率相等且等于零 C．反应已达到化学平衡状态 D．SO2、O2、SO3的浓度一定相等 [解析] 对于反应：2SO2＋O2
2SO3，当SO2、O2、SO3的浓度不再改变时，反应处于平
2SO3。当SO2、O2、SO3的浓度不
衡状态，这时反应仍然在进行，在单位时间内任一物质的消耗速率与产生速率相等，物质的浓度不变。
[答案] C
3．向一密闭容器中放入1 mol X，进行可逆反应2X(g)
3Y(g)，反应过程中的反应
速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是( )
A．t1时，只有正反应 B．t2～t3时，反应不再发生 C．t2时，容器内有1.5 mol Y
D．t2～t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化
[解析] t1时，v正>v逆>0，正、逆反应都在发生，A项错误；t2～t3时，v正＝v逆>0，反应并未停止，B项错误；该反应为可逆反应，1 mol X不能完全反应，所以当反应达到平衡时，容器内Y的物质的量小于1.5 mol，C项错误； t2～t3时为化学平衡状态，X、Y的物质的量均不发生变化，D项正确。
[答案] D
4．在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生反应：NO2＋SO2
＋SO3 (g)，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是 ( )
A. SO2和SO3的物质的量一定相等 B．NO2和SO3的物质的量一定相等
C．反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量 D．SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
[解析] 题中没有给出各物质的投料情况，NO2、SO2和SO3的量之间没有必然的关系，可能相等，也可能不等，A、B、D项错；该反应反应前后气体分子数不变，故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量，C项正确。
[答案] C
二、化学反应达平衡的标志
5．在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X2(g)＋Y2(g)的是( )
A．容器内的总压强不随时间变化
B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化 C．XY气体的物质的量分数不变 D．X2和Y2的消耗速率相等
[解析] 该反应的特点：一是可逆反应；二是反应前后气体体积相等。根据气体压强之
2XY(g)已达到平衡
NO
比等于气体物质的量之比推断，该反应在整个反应过程中总压强是不变的，A不能说明该反应已经达到平衡；同理推断，容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化而变化，B不能说明该反应已经达到平衡；X2和Y2的化学计量数相等且均为反应物，其消耗速率始终相等。
[答案] C
6．在一定条件下，可逆反应2A
选项 A B C D 正反应速率 逆反应速率 B＋3C在四种状态中处于平衡状态的是( )
vA＝2 mol·L－1·min－1 vA＝2 mol·L－1·min－1 vA＝1 mol·L－1·min－1 vA＝1 mol·L－1·min－1 vB＝2 mol·L－1·min－1 vC＝2 mol·L－1·min－1 vB＝2 mol·L－1·min－1 vC＝1.5 mol·L－1·min－1 [解析] 正反应速率和逆反应速率相等时，化学反应达到平衡状态。通过化学方程式中的化学计量数进行变换比较，A项，vA＝2 mol·L·min，vB＝1 mol·L·min；B项，
－1－1－1－1－1－1vA＝2 mol·L·min，vC＝3 mol·L·min；C项，vA＝1 mol·L·min，vB＝0.5 mol·L－1
－1
－1
－1
－1
·min。 [答案] D
7．可以充分说明可逆反应P(g)＋Q(g)
R(g)＋S(g)在恒温条件下达到平衡状态的事
－1
实是( )
A．反应器内的压强不随时间的变化而变化 B．反应器内P、Q、R、S四种气体共存 C．生成P的速率与生成S的速率相等 D．生成1 mol P必有1 mol Q生成
[解析] 对于该反应，反应前后气体的物质的量不变，无论是否达平衡，压强一直保持不变，而且生成1 mol P必有1 mol Q生成，并保持P、Q、R、S四种气体共存。
[答案] C
8．在一定条件下，使一定量的A和B气体混合发生反应2A(g)＋3B(g)列描述中，说明反应已达到平衡状态的是( )
A．各物质的浓度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4 B．混合气体中各物质的浓度相等
C．单位时间内，消耗a mol A物质的同时消耗2a mol C物质 4
D．混合气体的体积是反应开始前的
5
[解析] 各物质的浓度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4，无法判断各组分的浓度是否
4C(g)。下
继续变化，则无法判断平衡状态，故A错误；混合气体中各物质的浓度相等，无法判断各组分的浓度是否还发生变化，则无法判断是否达到平衡状态，故B错误；单位时间内若消耗了
a mol A物质，同时也消耗了2a mol C物质，表示的是正逆反应速率，且满足计量数关系，
4
说明达到平衡状态，故C正确；混合气体的体积是反应开始前的，无法判断各组分的百分
5含量是否变化，则无法判断是否达到平衡状态，故D错误。故选C。
[答案] C
三、化学反应条件的控制
9．化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中，不恰当的是( )
A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆 B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火 C．为加快KClO3的分解速率而加入MnO2 D．降温加快H2O2的分解速率
[解析] A项，防止铁生锈，可在其表面涂一层防锈油漆，阻止铁与潮湿的空气接触；B项，面粉厂、加油站周围的空气中飘浮着可燃性的气体或粉尘，遇明火可能会发生爆炸，所以面粉厂、加油站均要严禁烟火；C项，加入MnO2，对KClO3的分解起催化作用，可以加快化学反应速率；D项，降温会使化学反应速率减小，减慢H2O2的分解速率。
[答案] D
[能力提升]
10．一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)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1 mol Y的同时生成2 mol X
[解析] 因Z为固体，若未达到平衡，混合气体的密度会发生变化，A项可作平衡标志；B项量不变就可以说明平衡；C项中X的分解速率与Y的消耗速率之比等于2∶1时才达到平衡；D项中正、逆反应速率相等说明达到平衡状态。
[答案] C
催化剂
11．在一密闭容器中进行反应：2SO2＋O2
△
O2和SO3浓度分别为0.2 mol·L、0.1 mol·L、0.2 mol·L。当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )
－1
－1
－1
Y(g)＋Z(s)，以下
2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、
A．SO2为0.4 mol·L、O2为0.2 mol·L B．SO2为0.25 mol·L C．SO3为0.4 mol·L D．SO2、SO3均为0.15 mol·L
[解析] 假设SO2、O2完全转化为SO3，则c(SO2)＝c(O2)＝0，c(SO3)＝0.4 mol·L；假设SO3完全转化为SO2和O2，则c(SO2)＝0.4 mol·L，c(O2)＝0.2 mol·L，c(SO3)＝0，而可逆反应的特点是反应不能进行到底，故A、C错误，B正确；又因为反应物SO2和生成物SO3不可能同时减小，故D错误。
[答案] B
12．将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(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：
NH2COONH4(s)
2NH3(g)＋CO2(g)。
－1
－1
－1
－1
－1－1
－1－1
可以判断该分解反应已经达到平衡的是( )
①2v(NH3)＝v(CO2) 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密闭容器中氨气的体积分数不变 ⑤密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变
A．①②⑤ B．②③ C．③④⑤ D．①④
[解析] ①不能表示正、逆反应速率相等；②反应正向进行则压强增大，总压强不变时，说明反应已达平衡状态；③恒容条件下，混合气体的密度ρ＝
m气
，反应正向进行时，m(气)V增大，V(容器)不变，气体的密度增大，因此密度不变，说明m(气)不变，反应达到平衡；④反应物是固体，NH3的体积分数始终为2/3；⑤反应物是固体，容器内的气体是NH3和CO2，且二者的物质的量始终以2∶1生成，则
2a mol×17 g·mol＋a mol×44 g·mol－1
M＝＝26 g·mol。
2a＋a mol[答案] B
13．一定温度下，某容积为2 L的密闭容器内，某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示：
－1
－1
(1)该反应的化学方程式是___________________________。
(2)在图上所示的三个时刻中，________(填“t1”“t2”或“t3”)时刻处于平衡状态，此时v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)；0～t2时间段内v(N)＝________。
(3)已知M、N均为气体，若反应容器的容积不变，则“压强不再改变”________(填“能”或“不能”)作为该反应已达到平衡状态的判断依据。
(4)已知M、N均为气体，则下列措施能增大反应速率的是________(选填字母)。 A．升高温度 C．减小N的浓度
B．降低压强
D．将反应容器体积缩小
[解析] (1)由图知，N不断减少，M不断增加，N是反应物，M是生成物，当反应进行到t3时，各种物质都存在，物质的量不变，反应达到平衡状态。在相同的时间内，N减少6 mol，M增加3 mol，二者的物质的量的比是6∶3＝2∶1，故反应的化学方程式是2N
M。
(2)t3时刻处于平衡状态，此时v正＝v逆。0～t2时间段内，v(N)＝(8－4)mol÷2 L÷t2＝2/t2 mol·L·min。(3)已知M、N均为气体，若反应容器的容积不变，由于该反应是反应前后气体体积改变的反应，则“压强不再改变”能作为该反应已达到平衡状态的判断依据。(4)A项，升高温度，化学反应速率加快；B项，降低压强，物质的浓度减小，反应速率减慢；C项，减小N的浓度，反应速率减慢；D项，将反应容器体积缩小，物质的浓度增大，反应速率加快。
[答案] (1)2N
M (2)t3 ＝ 2/t2 mol·L·min (3)能 (4)AD
CO(g)＋H2(g)。
－1
－1
－1
－1
14．已知可逆反应：C(s)＋H2O(g)
(1)若反应在一容积可变的密闭容器中进行，在其他条件不变的情况下，下列条件的改变对其反应速率无影响的是________(填字母，下同)
A．保持体积不变，增加CO的物质的量 B．将容器的体积缩小一半
C．保持压强不变，充入N2使容器体积增大 D．保持体积不变，充入N2使体系压强增大
(2)若反应在一容积恒定的密闭容器内进行，能判断该反应一定达到化学平衡状态的是________。
①容器内气体的平均相对分子质量不随时间而变化
②v正(H2O)＝v逆(H2) ③容器内气体的密度不随时间而变化 ④容器内气体总质量不随时间而变化 ⑤消耗n mol H2的同时消耗n mol CO
A．①②③ C．②
B．①②③④ D．①④⑤
[解析] (1)A项，增加CO的物质的量，由于体积不变，会使c(CO)增大，则速率加快；B项，容器体积缩小一半，各气体的浓度都增大，则速率加快；C项，N2不参与反应，充入N2使容器的体积增大，从而使参与反应的各组分的浓度变小，速率变慢；D项，充入N2，体系压强虽增大，但由于体积不变，则参与反应的各组分的浓度不变，对速率无影响。(2)由于C是固体，只要反应未达到平衡状态，气体的质量、密度、相对分子质量就是不断变化的，它们不变时说明反应已达平衡状态，故①③④正确；用不同物质的反应速率表示化学平衡状态时必须一正一逆且速率数值之比等于化学计量数之比，故②正确；任何时刻，消耗n mol H2的同时都消耗n mol CO，⑤错误。
[答案] (1)D (2)B
15．NO2与SO2混合可发生放热反应：NO2＋SO2
SO3＋NO。在100 ℃下将1 mol NO2与
1 mol SO2的混合气体置于绝热(不与外界进行热交换)恒容密闭容器中发生上述反应。
(1)SO2的正反应速率随时间变化的趋势如图所示，则下列说法正确的是________(填序号，下同)。
A．反应在c点达到平衡状态 B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．当Δt1＝Δt2时，SO2的消耗量：ab段大于bc段 (2)判断此反应达到平衡状态的标志是________。 A．体系的压强不再发生变化 B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．各组分的物质的量浓度不再改变
E．体系的温度不再发生变化 F．v(NO2)正＝v(NO)逆
[解析] (1)反应在达到平衡状态时，反应速率应保持不变，故A错误；随着反应的进行，反应物浓度越来越小，所以反应物浓度：a点大于b点，故B错误；根据图可知，该反应在绝热条件下进行，反应速率受温度和浓度的因素影响，反应速率先增大后减小，说明该反应为放热反应，先由于温度升高使反应速率增大，后浓度下降，反应速率下降，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，故C正确；根据图可知，ab段的速率小于bc段，所以Δt1＝Δt2时，SO2的消耗量：ab段小于bc段，故D错误；(2)该反应为气体体积不变的放热反应，在绝热的条件下进行，则体系的温度是不断升高的，直至平衡状态。A.根据上面的分析可知，反应过程中温度升高，体积不变，则体系压强增大，当体系的压强不再发生变化，则说明反应已经处于平衡状态，故正确；B.该反应体积不变，质量守恒，所以混合气体的密度不随反应的进行而改变，故不能作为平衡状态的判断标志，故错误；C.反应前后质量和物质的量都不变，所以混合气体的平均相对分子质量不能作为平衡状态的判断标志，故错误；D.各组分的物质的量浓度不再改变，则反应处于平衡状态，故正确；E.根据上面的分析可知，体系的温度不再发生变化，反应处于平衡状态，故正确；F.v(NO2)正＝v(NO)逆，则反应处于平衡状态，故正确。
[答案] (1)C (2)ADEF
[拓展拔高]
16．在2 L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)的变化如表：
时间/s 0 0.020 1 0.010 2 0.008 3 0.007 4 0.007 5 0.007 2NO2(g)体系中，n(NO)随时间
n(NO)/mol (1)下图表示NO2的变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母，下同)。 a．v(NO2)＝2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内密度保持不变
(3)为使该反应的反应速率增大，下列措施正确的是________。 a．及时分离出NO2气体 c．增大O2的浓度
b．适当升高温度 d．选择高效催化剂
[解析] (1)NO2的起始浓度为c(NO2)＝0,2 s时c(NO2)可根据图表中n(NO)的变化量求0.02－0.008－1－1
解，c(NO2)＝ mol·L＝0.006 mol·L，故答案选b。由图表可求0～2 s内
2
v(NO)＝1
－1
0.02－0.008－1－1－1－1－3－
mol·L·s＝0.003 mol·L·s，故v(O2)＝1.5×10 mol·L
2×2
·s。(2)在任意状态下，都存在v(NO2)＝2v(O2)这样的速率关系，不能作为平衡状态的标
志，故a错。因该反应为气体体积不等的反应，故压强不变可作为平衡状态的标志。由v逆(NO)＝2v正(O2)，可推出v逆(NO)＝v正(NO)，说明已达到平衡状态，故c对。由于平衡体系中全是气体，容器体积固定，故任意状态下密度不变，故d错。(3)及时分离出NO2气体，不能增大反应速率，故a错，适当升高温度，使反应速率增大，b正确，增大O2浓度，选择高效催化剂，使反应速率增大，c、d正确。
[答案] (1)b 1.5×10 mol·L·s (2)bc (3)bcd
－3
－1
－1
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