2.2化学平衡同步 练习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.2化学平衡同步练习题 一、选择题 1．下列工业生产采取的措施能用勒夏特列原理解释的是 A．工业合成氨采用高压 B．工业制硫酸催化氧化时采用常压 C．工业合成氨采用高温 D．工业制硫酸催化氧化时采用高温 2．在一定条件下，下列可逆反应达到化学平衡 ，要使混合气体的紫色加深，可以采取的方法是 A．降温、减压 B．降温、加压 C．升温、加压 D．升温、减压 3．SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。该法可能发生副反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)。投料比一定时，下列说法中不正确的是 A．提高NO平衡转化率的条件是高温高压 B．提高NO平衡转化率的条件是低温低压 C．减少副反应的措施是选择合适的催化剂 D．减少副反应的措施是控制O2的用量 4．在恒温恒容密闭容器中进行反应：，下列能作为反应已达到平衡状态的依据是 A．不再变化 B．反应速率： C．容器内气体的压强不再变化 D．容器内气体的密度不再变化 5．活性炭基材料烟气脱硝技术备受当前研究者关注，其反应原理为 。下列说法不正确的是 A．增大压强，平衡向脱硝方向移动 B．上述脱硝反应平衡常数 C．若恒容体系内密度恒定不变，反应达到了平衡 D．每处理标准状况下2.24LNO，转移电子0.2 mol 6．下列有关工业生产的叙述正确的是 A．合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率，缩短生产周期，故温度越高越好 B．硫酸工业中，使用催化剂是为了提高SO2转化为SO3的转化率 C．合成氨工业中，将NH3及时液化分离有利于氨的生产 D．硫酸工业中，SO2的催化氧化不采用高压，是因为压强对SO2转化率无影响 7．在一个密闭容器中发生反应：，反应过程中某一时刻、、的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，当反应达到平衡时可能的数据是 A． B． C． D． 8．反应是综合利用的热点研究领域——催化加氢合成乙烯的重要反应。下列有关催化加氢合成乙烯的反应说法正确的是 A．该反应能进行的原因是 B．该反应的平衡常数 C．升高温度逆反应速率加快，正反应速率减慢 D．一定温度和压强下，选用合适的催化剂可以改变CO2的转化率和反应热的数值 二、填空题 9．为流少大气污染。科学家采取多种措施处理工业废气中排放的氮氧化物()、、等。回答下列问题： (1)某脱硝反应机理如图所示，的作用为_______，此过程总反应的方程式为_______。 (2)选择性催化还原技术(SCR)是目前较为成熟脱硝技术，其反应原理主要为： 。 ①若反应过程放出热量为32.54 kJ，则除去的NO物质的量为_______。 ②不考虑催化剂因素，催化还原时应控制反应温度在315~400℃之间，反应温度不宜过高的原因是_______。 (3)是性能优良的脱硫脱硝试剂，常温下，的含的盐溶液中，能把氧化生成硫酸盐，自身被还原成，该反应的离子方程式为_______，反应一段时间后溶液pH_______(填“增大”或“减小”) 10．在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数： 反应①：CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s) K1 反应②：H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g) K2 反应③：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) K3 (1)反应①的平衡常数表达式为___________。 (2)反应③的K3与K1、K2的关系是K3=___________。 11．工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＜0。该反应在起始温度和体积均相同(T℃、1L)的两个密闭容器中分别进行，反应物起始物质的量见下表： CO2(mol) H2(mol) CH3OH(mol) H2O(mol) 反应a(恒温恒容) 1 3 0 0 下列能说明反应a达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．v正(CO2)=3v逆(H2) B．混合气体的平均摩尔质量不再改变 C．c(CH3OH)=c(H2O) D．容器内压强不再改变 12．在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：A(g)+2B(g)3C(g)+nD(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(D)为0.2mol/(L·min)。 计算：（1）5min末A的物质的量浓度为___； （2）前5min内用B表示的化学反应速率(B)为___； （3）化学方程式中n值为___。 13．某小组同学探究盐对平衡体系的影响。 实验Ⅰ：探究KCl对和平衡体系的影响 将等体积、低浓度的溶液(已用稀盐酸酸化)和溶液混合，静置至体系达平衡，得红色浴液a.各取3mL溶液a放入3支比色皿中，分别滴加0.1mL不同浓度的KCl溶液，并测定各溶液的透光率随时间的变化，结果如图所示。 已知：①溶液的透光率与溶液颜色深浅有关，颜色深，透光率低。 ②在水溶液中由于水解而显黄色；溶液中存在(黄色)。 (1)稀盐酸酸化溶液的目的是_______。采用浓度较低的溶液制备和平衡体系，是为了避免_______(填离子符号)的颜色对实验干扰。 (2)从实验结果来看，KCl溶液确实对和平衡体系有影响，且随着KCl浓度增大，平衡向_______(填“正”或“逆”)反应方向移动。 同学查阅相关资料，认为可能的原因有： 原因1：溶液中的离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽，使该离子的有效浓度降低，这种影响称为盐效应。KCl溶液的加入使和平衡状态因盐效应而发生变化。 原因2：溶液中存在副反应，离子浓度发生变化，导致和平衡状态发生变化。 (3)基于以上分析，该组同学取等体积的溶液a，分别加入等物质的量的不同种类的盐晶体(忽略溶液体积变化)，观察颜色变化，结果如下表。 序号 加入少量盐 溶液颜色 1 无 红色 2 KCl 变浅 3 略变浅 4 NaCl 变浅程度较大 ①上述实验可证明盐效应影响了和平衡体系的是_______ (填字母序号)。 a.1和2 b.1和3 c.1和4 ②选择实验_______(填序号)可得出结论：的盐效应弱于的盐效应。简述选择实验的理由_______。 (4)取等体积的溶液a继续进行实验，结果如下表。 序号 加入溶液 溶液颜色 5 1mL浓盐酸 明显变浅，溶液偏黄 6 1mL去离子水 略变浅 上述实验可证明副反应影响了和平衡体系，结合实验现象及化学用语分析副反应对和平衡体系有影响的原因：_______。 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：A．合成氨气的正反应是气体体积减小的反应,增大压强，化学平衡正向移动，可以得到更多的氨气，因此一般采用20 MPa~50MPa的高压，与平衡移动有关，能用勒夏特列原理解释，A正确； B．工业制硫酸催化氧化反应为气体体积缩小的反应，压强越大二氧化硫的转化率越高，由于常压下二氧化硫的转化率已经较高，且增大压强后对设备的要求更高，增加了生产成本，所以工业制硫酸催化氧化时选择常压条件，与可逆反应无关，不能用勒夏特列原理解释，B错误 C．合成氨的反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，不利于氨气的生成，工业合成氨时温度选择高温的目的是为了催化剂活性及反应速率，不能用勒夏特列原理解释，C错误； D．二氧化硫催化氧化是一个放热反应, 升高温度平衡向逆反应方向移动，不能用勒夏特列原理解释，D错误； 故选A。 2．C 解析：要使混合气体的紫色加深，应该使c(I2)增大，可以通过加压来缩小容器的容积，实现物质浓度增大；也可以利用平衡逆向移动的方法实现，由于该反应的正反应方向是反应前后气体体积不变的放热反应，通过升高温度，使化学平衡向吸热的逆反应方向移动实现，故使混合气体的紫色加深，可以采取的方法是升温、加压，故合理选项是C。 3．A 解析：A．该反应为放热反应，且气体分子数增大的反应，因此升高温度或者增大压强，平衡均往逆反应方向移动，不利于提高NO平衡转化率，故A错误； B．该反应为放热反应，且气体分子数增大的反应，因此降低温度温度或者减小压强，平衡均往正反应方向移动，有利于提高NO平衡转化率，故B正确； C．催化剂只降低主反应的活化能，加快主反应的反应速率，可以减少副反应的发生，故C正确； D．主反应中NH3与O2的反应比例是4:1，副反应中NH3与O2的反应比例是4:5，控制O2的用量可以减少副反应的发生，故D正确； 综上所述，选A。 4．A 解析：A．反应的平衡常数K=，当不再变化时，说明=K，说明反应达到平衡，故A选； B．反应速率：，不能说明正逆反应速率相等，不能作为反应已达到平衡状态的依据，故B不选； C．反应是气体体积不变的反应，反应过程中容器内气体的压强不变，当容器内气体的压强不再变化时，不能说明反应达到平衡，故C不选； D．反应过程中气体总质量和总体积不变，则反应过程中容器内气体的密度是定值，当容器内气体的密度不再变化时，不能说明反应达到平衡，故D不选； 故选A。 5．A 解析：A．该反应反应前后气体体积不变，改变压强，不影响平衡状态，A错误； B．上述脱硝反应平衡常数，B正确； C．因C(s)是固体，反应未平衡时，气体的总质量会发生改变，达到平衡后，气体总质量保持不变，因此若恒容体系内密度恒定不变，反应达到了平衡，C正确； D．处理NO时，N元素从+2价降至0价，标准状况下2.24LNO的物质的量为0.1mol，因此每处理标准状况下2.24LNO，转移电子0.2 mol，D正确； 故选A。 6．C 解析：A．合成氨生产过程中升高温度可加快反应速率，缩短生产周期，但合成氨气的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应分析移动，导致NH3的平衡含量降低，因此不是反应温度越高越好，而是应该采用适当的温度，A错误； B．在硫酸工业中，使用催化剂是为了降低反应的活化能，提高化学反应速率，但SO2转化为SO3的转化率不变，B错误； C．合成氨工业中，将NH3及时液化分离，就是降低了生成物的浓度，可以使化学平衡正向移动，从而有利于氨的生产，C正确； D．硫酸工业中，SO2转化为SO3的正反应是气体体积进行的反应，增大压强化学平衡正向移动，有利于SO3的生成，但效应的铲除小于增大压强需要的动力及对设备材料的投入的增加，不经济，而是因为增大压强对SO2转化率无影响，D错误； 故合理选项是C。 7．D 解析：A．若N2O3和O2完全反应，N2O5的浓度为0.3mol/L，而该反应为可逆反应，不可能完全转化，c(N2O5)应小于0.3mol/L，A项不选； B．反应物和生成物的浓度不可能同时增大，B项不选； C．若N2O5完全逆向转化，c(O2)=0.3mol/L，可逆反应不可能完全转化，c(O2)应小于0.3mol/L，C项不选； D．若N2O5完全逆向转化，c(N2O3)=0.4mol/L，可逆反应不可能完全转化，c(N2O3)应小于0.4mol/L，c(N2O3)=0.3mol/L可能，D项选； 答案选D。 8．B 解析：A．反应能进行的原因是而不是，A错误； B．平衡常数K的表达式为生成物浓度的指数幂乘积除以反应物浓度的指数幂乘积，B正确； C．升温温度，正反应和逆反应的速率都会增加，C错误； D．选用催化剂只能改变反应速率，不能改变转化率和反应热值，D错误； 故选B。 二、填空题 9．(1) 催化剂 (2) 0.08 正反应放热，温度过高会降低NO的转化率 (3) 减小 解析：（1）由图可知，整个过程中NO、O2、C2H4为反应物，H2O、CO2、N2为生成物，因此Cu+为催化剂； 由图可知，反应过程中O2与NO反应生成NO2，NO2再与C2H4反应生成N2、H2O、CO2，反应方程式分别为、，NO2为中间产物，两方程式联立消去NO2可得总反应方程式为。 （2）①由热化学方程式可知，反应中每消耗4mol NO，反应放出1627kJ能量，因此若反应过程放出热量为32.54 kJ，则除去的NO物质的量为0.08mol。 ②该反应正向为放热反应，温度升高，平衡将逆向移动，不利于NO转化，NO的转化率将降低。 （3）常温下，的含的盐溶液中，能把氧化生成硫酸盐，自身被还原成，反应过程中Cl元素化合价由+4降低至-1，S元素化合价由-2升高至+6，根据化合价升降守恒、原子守恒、电荷守恒以及反应前溶液呈中性可知反应离子方程式为；反应生成大量H+，溶液pH将减小。 10．(1) (2) 解析： (1)根据平衡常数的定义是在一定温度下，生成物浓度的系数次幂之积和反应物浓度的系数次幂之积的比值，固体或纯液体的浓度为常数，通常不出现在平衡常数表达式中，故反应①的平衡常数表达式为K=，故答案为：； (2)根据平衡常数的定义可知，K3=，K2=，结合K1=，可知K3=。 11．BD 解析：A．v正(CO2)向正反应方向进行，v逆(H2)向逆反应方向进行，反应速率之比等于化学计量数之比，v正(CO2)=3v逆(H2)，反应未达到平衡状态，故A与题意不符； B．反应中各物质均为气体，容器恒容，反应为气体减小的反应，即平衡时，气体的物质的量不再改变，则混合气体的平均摩尔质量不再改变，故B符合题意； C．c(CH3OH)=c(H2O)，不能判断同一物质的正逆反应速率是否相等，故C与题意不符； D．反应中各物质均为气体，容器恒容，反应为气体减小的反应，即平衡时，气体的物质的量不再改变，则容器内压强不再改变，故D符合题意； 答案为BD； 12．5mol/L 2 【分析】本题重点考查化学平衡的有关计算，重点利用三段式进行计算，总体难题不大。 解析：根据化学平衡的三段式计算可知：故（1）5min末A的物质的量浓度为，故答案为：1.5mol/L； （2）前5min内用B表示的化学反应速率(B)为，故答案为：； （3）根据化学计量系数比等于转化量之比，故有：，解得：n=2，故答案为：2。 13．(1) 抑制Fe3+水解，避免铁离子水解产物颜色的干扰 (2)逆 (3) b 实验2和4 阴离子均为氯离子，加入，溶液变浅程度较大 (4)加入浓盐酸，氯离子浓度增大，平衡正向移动，溶液偏黄色，Fe3+浓度减小，平衡逆向移动，溶液颜色变浅 【分析】实验Ⅰ：探究对和平衡体系的影响，随着溶液浓度增大，溶液的透光率增加，按照题中信息，可能原因有：原因1，溶液中的离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽，使该离子的有效浓度降低，这种影响称为盐效应。溶液的加入使和平衡状态因盐效应而发生变化。原因2，溶液中存在副反应，离子浓度发生变化，导致和平衡状态发生变化。 解析：（1）稀盐酸酸化溶液的目的是抑制Fe3+水解；有颜色，采用浓度较低的溶液制备和平衡体系，是为了避免的颜色对实验干扰； （2）随着浓度增大，平衡正向移动，Fe3+浓度减小，平衡逆向移动； （3）① 溶液和溶液中均存在氯离子，对平衡有影响，无法确定是盐效应使平衡移动，加入溶液，颜色略变浅，证明和平衡状态因盐效应而发生变化，故1和3可证明盐效应影响了和平衡体系，故选b； ② 选择实验2和4可得出结论：的盐效应弱于的盐效应；溶液和溶液中均存在氯离子，加入，溶液变浅程度较大； （4）加入浓盐酸，氯离子浓度增大，平衡正向移动，溶液偏黄色，Fe3+浓度减小，平衡逆向移动，溶液颜色变浅。 学科网（北京）股份有限公司 $$