2.2化学平衡 同步练习2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

2.2化学平衡同步练习题 一、选择题 1．下列叙述正确的是 A．化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化 B．使用高效催化剂可以提高原料的转化率 C．反应物分子间发生碰撞一定能发生化学反应 D．化学反应的平衡常数越大，其反应速率就越快 2．在恒温密闭容器中，对于可逆反应，不能说明已达到平衡状态的是 A．混合气体颜色深浅保持不变 B．反应器中压强不随时间变化而变化 C．正反应生成的速率和逆反应生成的速率相等 D．混合气体平均相对分子质量保持不变 3．合成氨生产技术的发展方案如下表，下列说法错误的是 压强/MPa 温度/℃ 催化剂 平衡时氨的体积分数 能斯特方案 5 685 铂粉 0.96% 哈伯方案 20 550 铀 8.25% 现代方案 20 500 铁催化剂 19.1% A．上述方案中原料应循环利用 B．铁催化剂在500℃左右催化效能最好 C．平衡时，的体积分数取决于催化剂的选择 D．寻找温和条件下的催化剂可以作为合成氨工业发展方向 4．在一容积不变，绝热的密闭容器中发生可逆反应：2X(g)⇌Y(g)+Z(g)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是 A．体系温度不再变化 B．反应容器中Y的体积分数不变 C．混合气体密度不再变化 D．v正(X)=2v逆(Y) 5．下列反应不属于可逆反应的是 A．氯气溶于水 B．氨气溶于水 C．可充电电池的反应如2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O D．工业合成氨 6．已知：A(g)+2B(g)2C(g) ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发生反应，t1时达到平衡状态I。在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态II，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．t2时改变的条件可能是减小容器体积 B．平衡常数K一定有：K(II)=K(I) C．平衡时C的体积分数C%一定有：II>I D．t2～t3时反应向正反应方向移动 7．在温度和容积不变的密闭容器中：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)能说明该反时达到平衡的是 A．各物质的物质的量之比为n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=l∶3∶2 B．断开3molH-H的同时断开2molN-H C．容器内气体的密度保持不变 D．在该条件下，N2的转化率已经达到了最大值 8．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量的变化如图所示，下列对该反应的推断不合理的是 A．在0～6s内，C的化学反应速率约为0.067 mol·L-1·s-1 B．6s后，反应停止了 C．该反应的化学方程式为3B+4C⇌6A+2D D．在0～4s内，v(A)=3v(D) 二、填空题 9．在2L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表： 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)反应达到平衡时，NO的浓度为_______； (2)图中表示NO2的变化的曲线是_______，用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=_______； (3)能说明该反应已达到平衡状态的是_______； 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 (4)下列措施能使该反应的速率增大是_______； a.及时分离出心O2气体 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂 (5)若在3min时，再充入0.020molNO(g)和0.010molO2(g)，达到平衡后，NO的转化率_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (6)在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：A(g)+2B(g)⇌3C(g)+xD(g)，开始时A为4mol，B为6mol，5min末时测得C的物质的量为3mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2mol/(L·min)，此反应在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)=5mol/(L·min)；②v(B)=6mol/(L·min；③v(C)=4.5mol/(L·min)；④v(D)=8mol/(L·min)，其中反应速率最快的是_______(填编号)。 10．化学平衡的特征____，____，____，___，____。 11．化学平衡常数的影响因素 K只受____影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 12．恒温恒容条件下，将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，2min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2molB，并测得C的浓度为1.2mol·L-1。 (1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为___。 (2)x=___。 (3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是___。 A．压强不再变化 B．气体密度不再变化 C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2：1 D．A的百分含量保持不变 13．某温度下在4 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。 (1)该反应的化学方程式是___。 (2)该反应达到平衡状态的标志是___(填代号)。 A．Y的体积分数在混合气体中保持不变 B．X、Y的反应速率比为3∶1 C．容器内气体压强保持不变 D．容器内气体的总质量保持不变 (3)达到平衡时Y的转化率为___。 14．T℃时，在体积为2L的密闭容器内，与同一个化学反应有关的A、B、C、D四种物质(D为固体，其余均为气体)的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，回答下列问题。 (1)该反应的化学方程式为_______。 (2)物质D在反应中的作用是______。 (3)若在上述反应中A是SO2、B是O2、C是SO3。下列说法能表示反应达到平衡状态的是______(填字母)；在0~2min内用O2表示的反应速率v(O2)=______。 A．容器内的气体压强保持不变 B．物质的量浓度：c(SO2)=2c(O2) C．混合气的平均相对分子质量保持不变 D．化学反应速率：v(SO2)=v(SO3) (4)某兴趣小组同学拟在实验室中制取SO2，并探究SO2使品红溶液褪色的原因。 ①用Cu和浓硫酸反应制取SO2，化学反应方程式是_______。 ②兴趣小组同学利用如图装置探究SO2的漂白性，观察到I中品红溶液不褪色，II中品红溶液褪色。 查阅资料：SO2通入水中存在如下反应：SO2+xH2OSO2•xH2OH++HSO+(x-1)H2O；HSOSO+H+。 通过分析上述现象，猜测使品红水溶液褪色的微粒可能是i.H2SO3；ii.______；iii.______。 ③为了证明上述猜测ii和iii，进行表中实验1和2，记录现象。 实验序号 实验1 实验2 实验操作 2mL0.20mol•L-1Na2SO3溶液 2mL0.20mol•L-1NaHSO3溶液 实验现象 迅速褪色 褪色较慢 该实验说明，两种粒子中，______使品红水溶液褪色程度更大。 ④取实验1所得溶液直接加热接近沸腾，溶液不恢复红色，在热溶液中滴加稀硫酸则恢复红色；说明______；取实验2所得溶液直接加热，则慢慢恢复浅红色，说明NaHSO3与品红生成的物质不稳定。 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：A．气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，但温度不变平衡常数不变，则化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化，故A正确； B．使用高效催化剂可以降低反应的活化能，化学反应速率加快，但化学平衡不移动，原料的转化率不变，故B错误； C．活化分子间的有效碰撞一定能发生化学反应，但反应物分子间发生碰撞不一定能发生化学反应，故C错误； D．降低温度，化学反应速率减慢，但放热反应形成的平衡向正反应方向移动，平衡常数越增大，则化学反应的平衡常数越大，其反应速率不一定就越快，故D错误； 故选A。 2．C 解析：A．正向反应，颜色加深，当混合气体颜色深浅保持不变，则说明达到平衡，故A不符合题意； B．该反应正向是体积减小的反应，压强不断减小，当反应器中压强不随时间变化而变化，则说明达到平衡，故B不符合题意； C．正反应生成的速率和逆反应生成的速率之比等于计量系数之比即2:1才能说明达到平衡，故C符合题意； D．气体质量不变，正向反应，气体物质的量减小，气体摩尔质量增大，当混合气体平均相对分子质量保持不变，则说明达到平衡，故D不符合题意。 综上所述，答案为C。 3．C 解析：A．氮气、氢气合成氨的反应为可逆反应，反应不能进行到底，故上述方案中原料应循环利用，提高反应物的利用率，故A正确； B．铁催化剂在500℃左右催化效能最好，故B正确； C．催化剂不影响平衡移动，故平衡时，的体积分数不取决于催化剂，故C错误； D．寻找温和条件下的催化剂，可以减少能源消耗，可以作为合成氨工业发展方向，故D正确； 故选C。 4．C 解析：A．绝热的密闭容器，没有达到平衡时温度会变化，A正确； B．Y的体积分数为变量，B正确； C．混合气体密度始终不变，C错误； D．，v正(X)=2v逆(Y)，是平衡状态，D正确； 答案选C。 5．C 解析：溶解于水，，属于可逆反应，故A不选； B．氨气溶解于水，，属于可逆反应，故B不选； C．可充电电池的反应中向两个方向反应的条件不同，为不可逆反应，故C选； D．工业合成氨，，属于可逆反应，故D不选； 故选： 6．B 解析：A．若t2时改变的条件是减小容器体积，则正逆反应速率都突然比平衡Ⅰ大，故A错误； B．t2时改变的条件，正反应速率逐渐增大，改变的条件不可能是升高温度，温度不变平衡常数不变，所以平衡常数K一定有：K(II)=K(I)，故B正确； C．t2时增大C的浓度，平衡逆向移动，平衡时C的体积分数C%不一定有II>I，故C错误； D．t2～t3时逆>正，反应向逆反应方向移动，故D错误； 选B。 7．D 解析：A．各物质的物质的量之比为n（N2）∶n（H2）∶n（NH3）=1∶3∶2，无法判断正逆反应速率相等，不能判断反应是否达到平衡状态，故A错误； B．断开3molH-H的同时断开2molN-H，正逆反应速率不相等，反应未达平衡平衡状态，故B错误； C．反应前后气体总质量不变，容器容积不变，故容器内气体的密度始终不变，不能判断反应是否达到平衡状态，故C错误； D．在该条件下，N2的转化率已经达到了最大值，则反应达到了最大限度，故反应达到了平衡状态，故D正确； 故选：D。 8．B 解析：A．在0～6s内，C的化学反应速率约为，A正确； B．6s后，反应达平衡，正、逆反应速率相等但不等于零，反应没有停止，只是达到动态平衡，B错误； C．由图中信息可知，0～6s内B、C物质的量分别减小0.6mol、0.8mol，A、D物质的量分别增加1.2mol、0.4mol，所以B、C、A、D系数比为3∶4∶6∶2，该反应的化学方程式为3B+4C⇌6A+2D，C正确； D．在0～4s内，用不同物质表示表示反应速率，速率比等于方程式系数比，v(A)=3v(D)，D正确； 故答案选B。 二、填空题 9．(1)0.0035mol/L (2) b 0.0015mol/（L·s） (3)bc (4)bcd (5)增大 (6)① 解析：（1）根据表中数据可知反应达到平衡时，NO的物质的量是0.007mol，则其浓度为0.007mol÷2L=0.0035mol/L； （2）根据表格知，随着反应的进行，一氧化氮的物质的量减小，则平衡向正反应方向移动，二氧化氮的物质的量逐渐增大，当反应达到平衡状态时，参加反应的n（NO）=（0.020-0.007）mol=0.013mol，所以生成NO2的物质的量是0.013mol，则表示NO2的变化的曲线是b，0～2s时，v（NO）==0.003mol/（L·s），根据反应速率之比是化学计量数之比可知用氧气表示的反应速率为0.0015mol/（L·s）； （3）a.v(NO2)=2v(O2)，未指明正、逆速率，不能判断反应是否达到平衡，故a错误； b.由于反应前后气体体积不等的反应，故反应达平衡前气体的物质的量在变，压强是变量的，因此容器内压强保持不变可以作为平衡的标志，故b正确。 c.由方程式可知v正(NO)=2v正(O2)，而v逆(NO)=2v正(O2)，则v正(NO)=v逆(NO)，反应到达平衡，故c正确； d.混合气体总质量不变，容器容积不变，容器内混合气体密度始终不变，故d错误； 故答案为：bc。 （4）a.及时分离除O2气体，反应物浓度减小，则反应速率减小，故a错误； b.适当升高温度，反应速率增大，故b正确； c.增大O2的浓度反应速率增大，故c正确； d.选择高效催化剂，反应速率增大，故d错误； 故选bcd。 （5）在3min时，再充入0.020molNO(g)和0.010molO2(g)，相当于增大压强，平衡正向移动，达到平衡后，NO的转化率增大。 （6）在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：A(g)+2B(g)⇌3C(g)+xD(g)，开始时A为4mol，B为6mol，5min末时测得C的物质的量为3mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2mol/(L·min)，生成D的物质的量是0.2mol/(L·min)×2L×5min=2mol，所以x=2；根据反应速率之比是化学计量数之比可知如果都用物质A表示反应速率，分别是[mol/(L·min)]5、3、1.5、4，所以其中反应速率最快的是①。 10． 逆：可逆反应 等：正逆反应速率相等 动：动态平衡，速率不为0 定：平衡混化合物中各物质的含量保持不变 改变影响平衡的条件，平衡可能改变，建立新平衡 解析：化学平衡是指在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，化学反应的正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分的浓度不再改变的状态；化学平衡的特征：逆：可逆反应；等：正逆反应速率相等；动：动态平衡，但是速率不为0；定：平衡混合物中各物质的含量保持不变；变：改变影响平衡的条件，平衡可能改变，建立新平衡。 11．温度 解析：略 12．(1)0.6mol·L-1·min-1(2)3(3)BD 解析：由题意可建立如下三段式: (1)从开始反应至达到平衡状态，由三段式数据可知生成C的平均反应速率为=0.6mol·L-1·min-1； (2)由变化量之比等于化学计量数之比可得：1：x=0.4mol/L：1.2mol/L，解得x=3； (3)A．由方程式可知，该反应为气体体积不变的反应，无论是否达到平衡，气体压强均不会变化，则压强不再变化不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．该反应是气体质量减小的、气体体积不变的反应，反应中气体密度减小，则气体密度不再变化说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，B正确； C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1不能表示正逆反应速率相等，不能判断反应是否达到平衡状态，C错误； D．A的百分含量保持不变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，D正确； 故选BD。 13． 3X(g)+Y(g)2Z(g) AC 20% 解析：(1)根据图示可知：随着反应的进行，X、Y的物质的量不断减少，Z的物质的量逐渐增加，当反应进行到5 min时，X、Y、Z三种气体的物质的量都不再发生变化，说明反应为可逆反应，此时反应达到平衡状态。在5 min内三种气体改变的物质的量分别是0.6 mol、0.2 mol、0.4 mol，改变的物质的量的比△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=3：1：2，所以该反应的化学方程式为：3X(g)+Y(g)2Z(g)； (2)A．该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，若Y的体积分数在混合气体中保持不变，说明反应达到平衡状态，A符合题意； B．在反应方程式中X、Y的化学计量数之比是1：3，所以任何情况下X、Y的反应速率比都为3∶1，不能据此判断反应是否处于平衡状态，B不符合题意； C．反应在恒容密闭容器中进行，容器的容积不变，该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，若容器内气体压强保持不变，则气体的物质的量不再发生变化，反应达到平衡状态，C符合题意； D．反应混合物都是气体，反应遵循质量守恒定律，在任何情况下容器内气体的总质量都保持不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，D不符合题意； 故合理选项是AC； (3)在反应开始时容器中Y的物质的量是1.0 mol，反应达到平衡时Y气体的物质的量是0.8 mol，反应消耗了0.2 mol，则Y的平衡转化率为。 14．(1)2A(g)+B(g)2C(g) (2)作催化剂 (3) AC 0.25mol•L-1•min-1 (4) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O HSO SO SO Na2SO3与品红生成了稳定的物质 解析：（1）图中A和B的物质的量减少，C的物质的量增多，D的物质的量在反应前后不变，根据四者变化的物质的量，可以写出化学方程式：。 （2）物质D的物质的量在反应前后不变，只在反应过程中有所变化，说明D参与了化学反应，故D是催化剂。 （3）在2L密闭容器中存在反应：，在反应过程中气体的总物质的量变化，故容器内压强变化，若压强不变说明反应达到平衡状态，A项符合题意；反应达到平衡时和的浓度不一定相等，B项不符合题意；混合气的平均相对分子质量，在反应过程中气体总质量不变，但气体总物质的量改变，若平均相对分子质量不变，则说明反应达到平衡，C项符合题意；反应达到平衡时正逆反应速率相等，而和始终相等，D项不符合题意。在0~2min内。 （4）①Cu和浓硫酸在加热条件下生成和，对应方程式为； ②能使品红的水溶液褪色，不能使品红的酒精溶液褪色，说明出现差别的原因是没有；结合信息可知，与反应生成，其电离出的和也可能导致品红褪色； ③同体积、同浓度的和相比，溶液使品红褪色迅速，说明使品红水溶液褪色程度更大。④褪色后的溶液直接加热不褪色，说明与品红生成了稳定的物质。 学科网（北京）股份有限公司 $$