题目内容

13.有下列两个可逆反应.
反应1:在体积固定的密闭容器中进行可逆反应:2NO2(g)?2NO(g)+O2(g),其中NO2是红棕色气体.
反应2:在体积固定的密闭容器中进行可逆反应:H2(g)+I2(g)?2HI(g),其中I2(g)是紫色的.
以上两个反应过程中,有下列情况:
①同一物质正反应速率等于逆反应速率.
②混合气体的颜色不再改变.
③混合气体的密度不再改变.
④混合气体的压强不再改变.
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变.
⑥对于反应1,单位时间内生产n mol O2的同时生产2n molNO2.⑦对于反应2,用H2,I2和HI表示的反应速率之比为1:1:2.
(1)上述情况中能作为反应1达到平衡状态标志的是哪几个?
(2)上述情况中能作为反应2达到平衡状态标示的是哪几个?
(3)若在标准状况下发生反应2(此时碘单质为固体),情况⑤能否作为反应2达到平衡状态的标志?

分析 在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变,该反应就达到平衡状态,利用化学平衡状态的特征“等”、“定”来判断反应达到平衡状态.

解答 解:(1)①同一物质正反应速率等于逆反应速率,能说明正逆反应速率的相等关系,故正确;
②混合气体的颜色不再改变,则二氧化氮浓度不变,能说明正逆反应速率的相等关系,故正确;
③因为反应前后质量不变,体积也不变,则混合气体的密度一直不变,所以混合气体的密度不再改变不能说明达到了平衡,故错误;
④因为反应前后体积变化,所以混合气体的压强不再改变,能说明正逆反应速率的相等关系,故正确;
⑤混合气体的平均相对分子质量=平均摩尔质量=$\frac{混合气体的总质量}{混合气体的总物质的量}$,质量是守恒的,物质的量只有达到平衡时才不变,当混合气体的平均摩尔质量不再变化,证明达到了平衡状态,故正确.
⑥对于反应1,单位时间内生产n mol O2的同时生产2n molNO2,能说明正逆反应速率的相等关系,故正确;
故答案为:①②④⑤⑥;
(2)①同一物质正反应速率等于逆反应速率,能说明正逆反应速率的相等关系,故正确;
②混合气体的颜色不再改变,则I2浓度不变,能说明正逆反应速率的相等关系,故正确;
③因为反应前后质量不变,体积也不变,则混合气体的密度一直不变,所以混合气体的密度不再改变不能说明达到了平衡,故错误;
④因为反应前后体积不变,所以混合气体的压强一直改变,所以混合气体的压强不再改变不能说明达到了平衡,故错误;
⑤因为反应前后体积不变,混合气体的平均相对分子质量=平均摩尔质量=$\frac{混合气体的总质量}{混合气体的总物质的量}$,质量、物质的量都是守恒的,所以混合气体的平均相对分子质量不再改变不能说明达到了平衡,故错误;
⑦对于反应2,反应速率之比一直等于系数之比,所以用H2,I2和HI表示的反应速率之比为1:1:2不能说明达到了平衡,故错误;
故答案为:①②;
(3)若在标准状况下发生反应2(此时碘单质为固体),因为反应前由2mol氢气变成反应后的1molHI,所以混合气体的平均相对分子质量=平均摩尔质量=$\frac{混合气体的总质量}{混合气体的总物质的量}$,一直在变,则混合气体的平均相对分子质量不再改变,能说明达到了平衡,故正确;答:⑤能作为反应2达到平衡状态的标志.

点评 本题考查了化学平衡状态的判断,难度不大,注意当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不为0.

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