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．对于反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H＜0，有利于提高平衡时CO2转化率的措施是 A．使用催化剂 B．加压 C．增大CO2和H2的初始投料比 D．升高温度 2．关于反应 △H=-116kJ·mol-1，下列说法正确的是 A．断裂4mol H-Cl键的同时，有4mol H-O键生成，说明该反应达到平衡状态 B．反应活化能：Ea(正)＜Ea(逆) C．每生成22.4LCl2，放出58kJ的热量 D．使用高效催化剂，可使平衡时的值增大 3．下列离子在水溶液中的颜色，错误的是 A．Cr2O为橙色 B．CrO为黄色 C．MnO为紫色 D．Fe3+为浅绿色 4．可逆反映 ，反应过程中，当其他条件不变时，混合物中B物质的百分含量与压强(p)的关系如图所示，分析正确的选项是 A． B． C． D． 5．甲醇与水蒸气重整制氢气的反应原理为CH3OH(g)+H2OCO2(g)+3H2(g)ΔH，科学家通过计算机模拟得出甲醇在催化剂Pd(Ⅲ)表面发生解离时所经过的反应历程，如图所示，其中吸附在Pd(Ⅲ)表面的物质用*标注。 已知①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1=-41.20kJ·mol-1 ②CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)ΔH2=+90.64kJ·mol-1 下列说法正确的是 A．ΔH<0 B．甲醇解离过程中仅有C-H键断裂 C．CH3OH(g)解离历程中活化能最小的反应为CH2O*＝CHO*+H* D．适当增大压强能提高CH3OH(g)的平衡转化率 6．一定温度下，在定容密闭容器中发生反应：。下列能证明反应达到化学平衡状态的是 A．体系压强不再变化 B．的浓度不再变化 C．容器内气体总质量不再变化 D．生成的与消耗的物质的量比为1∶1 7．一定条件下，二氧化氮和四氧化二氮之间存在下列平衡： ，在测定二氧化氮的相对分子质量时，下列条件中，测定结果与真实值最接近的是 A．温度130℃、压强 B．温度25℃、压强 C．温度130℃、压强 D．温度0℃、压强 8．由下列实验操作及现象能得出相应结论的是 实验操作 现象 结论 A 将1-溴丁烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热，将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中 酸性高锰酸钾溶液褪色 可证明产生的气体中有烯烃 B 在物质X柱面上滴一滴熔化的石蜡，用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡 石蜡熔化呈椭圆形 说明物质X为非晶体 C 将2 mL 0.5 mol/L的溶液加热 溶液变为黄色 (黄色)。正反应方向为放热反应 D 分别向盛有溶液和溶液的试管中加入NaOH溶液至过量 前者出现白色沉淀：后者先出现白色沉淀，后沉淀溶解 金属性：Mg>Al A．A B．B C．C D．D 二、填空题 9．回答下列问题 (1)以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。NO和CO均为汽车尾气的成分，在催化转换器中二者可发生放热反应生成两种没有毒性的气体，从而减少尾气污染。催化转化器中反应的化学方程式为_______；500℃时，向恒容密闭体系中通入1mol的NO和1mol的CO进行该反应时，下列描述能说明反应达到平衡状态的是_______。 A．v(CO)正=2v(N2)逆 B．体系中混合气体密度不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变 D．体系中NO、CO的浓度相等 E.单位时间内消耗nmol的NO同时消耗nmol的N2 (2)向1L密闭容器中通入1mol的NO和1mol的CO气体，在不同温度下反应达到平衡时，NO的平衡转化率随压强变化曲线如图所示： T1_______T2(填“大于”、“小于”)，理由是_______。 (3)在一定条件下， A(g)+3B(g) C(g)+D(g) ∆H=-49.0kJ/mol，体系中A的平衡转化率(α)与L和X的关系如图所示，L和X分别表示温度或压强。 X表示的物理量是_______(填汉字)；判断L1与L2的大小关系：L1_______ L2 (填“大于”，“等于”或“小于”)。 10．H2O2是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。早期制备方法：Ba(NO3)2BaOBaO2滤液H2O2，II为可逆反应，促进该反应正向进行的措施是___________。 11．铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。在一定温度下，氧化铁可以与CO发生反应：Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)，请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：①___________②___________。 12．完成下列问题 (1)在2L的密闭容器中放入4molN2O5，发生如下反应：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。反应至5min时，测得N2O5转化了20%，则v(NO2)为___________，c(N2O5)为___________，O2的质量为___________。 (2)某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。根据图中数据填空： ①该反应的化学方程式为___________。 ②反应至平衡时，v(X)为___________，c(Z)为___________。 ③若X、Y、Z均为气体，则达平衡时，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时___________(填“增大”“减小”或“相等”)。 13．(1)若适量的N2和O2完全反应，每生成23g NO2需要吸收16.95kJ热量。其热化学方程式为_。 (2)甲醇(CH3OH)的燃烧热为725.8kJ/mol，写出甲醇的燃烧热的热化学方程式_____。 (3)已知H-H键的键能为436kJ·mol-1，Cl-Cl键的键能为243 kJ·mol-1，H-Cl键的键能为431kJ·mol-1，则H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热(ΔH)等于_____kJ·mol-1 (4)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应： 2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1 2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) K2 ΔH2 则4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=___(用含有K1、K2的式子表示)；其反应热为______(用含有ΔH1、ΔH2的式子表示)。 14．某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题： (1)甲组同学取2mLFeCl2溶液。加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为___________。 (2)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和l滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是___________。 (3)丙组同学取10mL0.1mol·L-1KI溶液，加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验： ①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层呈紫色； ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是___________(填离子符号)；实验①和③说明：在I-过量的情况下，溶液中仍含有___________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为___________。 (4)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为___________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是___________；生成沉淀的原因是___________(用平衡移动原理解释)。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．使用催化剂，平衡不移动，CO2的平衡转化率不变，故A错误； B．加压平衡向气体体积减小的方向移动，即平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，故B正确； C．增大一种反应物的浓度，可以提高另一反应物的转化率，而自身转化率是降低的，则增大CO2和H2的初始投料比，相当于H2浓度不变，增大CO2的浓度，故CO2的平衡转化率减小，故C错误； D．升高温度平衡向吸热反应方向移动，即平衡逆向移动，CO2的平衡转化率减小，故D错误； 故选B。 2．B 解析：A．断裂4mol H-Cl键的同时，有4mol H-O键生成，均表示正反应速率，不能说明该反应达到平衡状态，A错误； B．该正反应为放热反应，则正反应的活化能小于逆反应的活化能，即Ea(正)＜Ea(逆)，B正确； C．未指明气体所处状况，不能用标准状况的气体摩尔体积进行计算，C错误； D．平衡常数只受温度的影响，使用高效催化剂，平衡时不变，D错误； 故选B。 3．D 解析：含大量Fe3+的溶液为黄色，故答案为D。 4．C 解析：由图像可知压强的大小只改变速率的大小不影响平衡的移动，该反应是一个等体积反应，左右两侧各气体的化学计量系数之和相等即，故选C。 5．C 解析：A．根据盖斯定律可知，①+②可得CH3OH(g)+H2OCO2(g)+3H2(g)ΔH=(-41.20+90.64) kJ·mol-1 =+49.44 kJ·mol-1，故A错误； B．甲醇解离的最终产物为CO*+4H*，过程中存在C-H、O-H键断裂，故B错误； C．由图可知，CH3OH(g)解离历程中活化能最小的反应为CH2O*＝CHO*+H*，故C正确； D．反应②为气体体积增大的可逆反应，增大压强平衡将逆向移动，CH3OH(g)的平衡转化率将减小，故D错误； 综上所述，正确的是C项。 6．B 解析：A．该反应前后气体物质的量不变，因此随反应进行体系的压强始终不变，故体系压强不再变化，不能证明反应达到化学平衡状态，故A错误； B．的浓度不再变化，说明正逆反应速率相等，能证明反应达到化学平衡状态，故B正确； C．根据质量守恒定律可知，容器内气体总质量始终不变，故容器内气体总质量不再变化，不能证明反应达到化学平衡状态，故C错误； D．生成的与消耗的物质的量比为1∶1，不能说明正逆反应速率相等，不能证明反应达到化学平衡状态，故D错误； 故选B。 7．C 解析：由于NO2体系中存在平衡，N2O4的存在会影响NO2的相对分子质量测定，故应采取措施使平衡向左移动，减小N2O4的含量，该反应正反应是体积减小的放热反应，减小压强平衡向逆反应移动，升高温度平衡向逆反应移动，故应采取高温低压，故题给条件最优为C项。 8．D 解析：A．乙醇具有挥发性，挥发的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则不能证明产生的气体中有烯烃，故A错误； B．在物质X柱面上滴一滴熔化的石蜡，用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡，石蜡熔化呈椭圆形，说明X各面的性质不完全相同，具有各向异性，则说明物质X为晶体，故B错误； C．将2 mL 0.5 mol/L的溶液加热，溶液变为黄色，说明平衡(黄色)正向移动，正反应方向为吸热反应，故C错误； D．分别向盛有溶液和溶液的试管中加入NaOH溶液至过量，前者出现白色沉淀：后者先出现白色沉淀，后沉淀溶解，说明Mg(OH)2不能和NaOH溶液反应而Al(OH)3能够和NaOH溶液反应，在碱性Al(OH)3<Mg(OH)2，元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性：Mg>Al，故D正确； 故选D。 二、填空题 9．(1) AC (2) ＞ 该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，NO的平衡转化率减小 (3) 温度 > 解析：（1）NO和CO均为汽车尾气的成分，在催化转换器中二者可发生放热反应生成两种没有毒性的气体，根据质量守恒可知生成的气体为CO2、N2，则催化转化器中反应的化学方程式为； A．v(CO)正=2v(N2)逆时，正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故A符合题意； B．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，则体系中混合气体密度始终不变，因此体系中混合气体密度不变，不能说明反应达到平衡状态，故B不符合题意； C．反应前后气体的总质量不变，气体的总物质的量减小，则混合气体的平均相对分子质量增大，因此当混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡状态，故C符合题意； D. 无论反应是否达到平衡状态，体系中NO、CO的浓度始终相等，因此体系中NO、CO的浓度相等，不能说明反应达到平衡状态，故D不符合题意； E．单位时间内消耗nmol的NO同时消耗nmol的N2时，正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，故E不符合题意； 故答案选AC； 故答案为：；AC； （2）根据题意可知，，升高温度平衡逆向移动，NO的平衡转化率减小，则T1>T2，故答案为：>；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，NO的平衡转化率减小； （3）由图可知，随着X的增大，A的平衡转化率减小，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，A的平衡转化率减小，则X表示的物理量是温度，L表示压强；温度一定时，增大压强，平衡正向移动，A的平衡转化率增大，温度相同时，L1条件下NO的转化率大于L2，因此L1>L2，故答案为：温度；>。 10．增大压强或增大氧气的浓度或降低温度 解析：II为BaO与氧气反应生成BaO2，是可逆反应，反应方程式为：2BaO(s)+O2(g)2BaO2(s)，正反应为气体体积减小的放热反应，故促进该反应正向进行的措施是增大压强或增大氧气的浓度或降低温度。 11． CO或(CO2)的生成速率与消耗速率相等 CO(或CO2)的质量不再改变 解析：可逆反应达到平衡时，正逆反应速率相等，各气态物质的浓度不再改变，所以CO或(CO2)的生成速率与消耗速率相等、CO(或CO2)的质量不再改变、CO(或CO2)的浓度不再改变、混合气体的平均相对分子质量不再改变等，都可以说明反应达到平衡。 12．(1) 0.16mol·L-1·min-1 1.6mol·L-1 1.28g (2) 3X+Y 2Z 0.1mol·L-1 增大 解析：（1）在2L的密闭容器中放入4molN2O5，发生如下反应：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。反应至5min时，测得N2O5转化了20%，则参加反应的五氧化二氮的物质的量=4mol×20%=0.8mol，则：得三段式: ，故υ(NO2)= =0.16mol·L-1·min-1；c(N2O5)==1.6mol·L-1；m(O2)= 0.4mol ×32g/mol=1.28g。 （2）①由图知：X、Y的物质的量减小，为反应物，Z的物质的量增大为生成物，最终X、Y的物质的量不变，且不为0，属于可逆反应，X、Y、Z的化学计量数之比=(1-0.7):(1-0.9):0.2=3:1:2，故反应方程式为3X+Y 2Z。 ②反应至平衡时，v(X)为，c(Z)为=0.1mol·L-1。 ③若X、Y、Z均为气体，则达平衡时，混合气体总的质量不变，随反应进行，混合气体总的物质的量减小，结合M= 可知，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时增大。 13． N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH=＋67.8kJ·mol－1 CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.8kJ/mol -183 2ΔH1-ΔH2 解析：(1)根据题干，每生成23g NO2需要吸收16.95kJ热量，则生成1mol NO2需要吸收33.9kJ的能量，故N2与O2反应的热化学方程式为N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH=＋67.8kJ·mol－1； (2)燃烧热为1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，故甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.8kJ/mol； (3)反应的反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，根据题干，反应的ΔH=436kJ·mol-1+243kJ·mol-1-2×431kJ·mol-1=-183kJ·mol-1； (4)计算目标方程式的平衡常数，可由第一、二方程式得出， ①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) K1= ②2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) K2= ③4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K= 根据三个平衡常数得出K=； 根据盖斯定律，将第一个方程式乘以2再减去第二个方程式即得到目标方程式，目标方程式的ΔH=2ΔH1-ΔH2； 14．(1)2Fe2++Cl2= 2Fe3++2Cl- (2)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (3) Fe2+ Fe3+ 可逆反应 (4) H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动 解析： (1)Cl2可将Fe2+氧化成铁离子，自身得电子生成氯离子，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； (2)防止空气中的氧气将Fe2+氧化，产生干扰，所以煤油的作用是隔绝空气，故答案为：隔绝空气； (3)根据Fe2+的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有亚铁离子，则实验②检验的离子是Fe2+；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3+遇KSCN溶液显血红色，实验①和③说明，在I-过量的情况下，溶液中仍含有Fe3+，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，故答案为：Fe2+；Fe3+；可逆反应； (4)H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，铁离子的溶液呈棕黄色，说明H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++2H2O；一段时间后，溶液中有气泡出现，是因为Fe3+催化H2O2分解产生O2；H2O2分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动，所以随后有红褐色沉淀生成，故答案为：H2O2+2Fe2++2H+= 2Fe3++2H2O；Fe3+催化H2O2分解产生O2；H2O2分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动。 学科网（北京）股份有限公司 $$