2.2化学平衡同步练习题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．在一定温度下的定容容器中，能表明反应A(s)+4B(g)⇌3C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ①A的质量不再改变 ②单位时间内生成amolA，同时消耗3amolC ③容器中混合气体的压强不再改变 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑥B的物质的量浓度不再改变 ⑦n(B)=4n(D) A．②④⑤ B．①④⑤⑥ C．①③⑥⑦ D．全部 2．已知：NO和O2转化为NO2的反应机理如下： ①2NO(g)N2O2(g)(快) △H1＜0 平衡常数K1 ②N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢) △H2＜0 平衡常数K2 下列说法不正确的是 A．2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的△H= △H1+△H2 B．反应②的速率大小决定2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应速率 C．反应过程中的能量变化可用图a表示 D．2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的平衡常数K=K1×K2 3．实现碳达峰、碳中和是党中央做出的重大战略决策。恒压、750°C时，CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。 下列说法正确的是 A．过程①中，CO2的转化率为50% B．过程②中CO2的吸收，不利于CO还原Fe3O4的平衡正向移动 C．过程③中通入He的作用是催化剂，加快CaCO3分解 D．过程①、②、③均涉及到了氧化还原反应 4．近日，科学家开发自动式沸石纳米片上稳定的高分散Pt用于高效催化丙烷脱氢。反应原理如图1所示，丙烷脱氢的能量变化如图2所示。下列叙述正确的是 A．等物质的量的丙烯和丙烷所含的C-H键数目之比为4：3 B．催化剂能降低正反应活化能(E1)并增大逆反应活化能(E2) C．丙烷脱氢反应 D．升高温度，丙烷脱氢反应的平衡常数K增大 5．在一定条件下，某反应达到平衡时，平衡常数，恒容时，若温度适当降低，D的浓度增加。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．减低温度，逆反应速率增大 C．若增大、，K值增大 D．该反应的焓变为正值 6．图1表示：以相同的滴速分别向同体积的蒸馏水和溶液中滴入溶液，氯离子浓度随氯化钠加入量的变化关系。图2表示：溶液中氯离子浓度随温度变化关系。结合信息，下列推断合理的是 已知：溶液中存在平衡①：(蓝色)溶液呈绿色，溶液中存在平衡②： A．平衡①的存在是图1中两条曲线没有重合的主要原因 B．由图2可知平衡②为放热反应 C．平衡②是无水硫酸铜粉末和硫酸铜溶液颜色不同的原因 D．溶液加水稀释，平衡②溶液逐渐变为蓝色 7．时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：，按照不同配比向容器中充入A、B气体，达到平衡时，容器中A、B的浓度变化如图所示，下列判断正确的是 A．时，该反应的平衡常数的数值为4 B．c点反应没有达到化学平衡，此时反应逆向进行 C．若c点为化学平衡点，则此时该反应的正反应进行的程度小于时的程度 D．时，直线cd上的点均达到平衡状态 8．化学链甲烷干重整联合制氢部分工艺的原理如图所示： 将1mol和充入干重整反应器，发生： 重整反应： 积炭反应： 研究发现，增大n(FeO)能减少积炭，并增大的值。下列说法不正确的是 A．X的化学式为，被还原后可循环利用 B．增大n(FeO)能增大，推测发生 C．减少n(FeO)，Fe上的积炭会导致蒸汽反应器中产生的纯度降低 D．干重整反应器中存在： 二、填空题 9．如图表示时合成氨反应的能量变化曲线图。合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制备，发生的反应为。一定条件下，在容器中发生上述反应，各物质的物质的量浓度的变化如表所示： 0 0.2 0.3 0 0 2 0.3 3 0.3 4 0.09 0.19 x 0.33 回答下列问题： (1)表中_______；前内的平均反应速率为_______。 (2)内，反应过程中氢气浓度量增大的原因可能是_______(填序号)。 A．升高温度 B．使用催化剂 C．充入氢气 10．一定条件下，将2 mol A气体和2 mol B气体加入2 L的恒容密闭容器中进行反应：2A(g)＋B(g) ⇌2C(g)。2min后达化学平衡，测得C的浓度为0.8 mol·L−1，填写下列空白： (1)2min内用A表示的平均反应速率为_______。 (2)平衡时B的物质的量浓度为_______。 (3)平衡时A的转化率是B的转化率的_______倍。 (4)能说明该反应达化学平衡的是：_______。 A．A表示的平均反应速率等于C表示的平均反应速率 B．消耗1molA的同时生成0.5molB C．分别用A、B、C表示的反应速率之比为2：1：2 D．C的物质的量不再变化 (5)在不加入任何物质的条件下，要使该反应的化学反应速率加快，可采取的措施是：_______(写两种)。 11．对化学反应进行的快慢和化学反应进行的程度的学习和研究，是深入理解化学反应规律的基础，日常生活和工农业生产中学会改变条件对反应进行调控意义很大。 (1)通过改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行。下列措施是为了减缓化学反应速率的是_______。 ①灯泡里充入氮气；②炼铁时粉碎铁矿石；③铁门表面喷防锈漆；④夏天将食物放入冰箱 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②④ (2)下列措施中，不能增大化学反应速率的是_______。 A．Zn与稀硫酸反应制取H2时，加入蒸馏水 B．Al在O2中燃烧生成Al2O3，用铝粉代替铝片 C．CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时，适当升高温度 D．KClO3分解制取O2时，添加少量MnO2 (3)将下列金属(假设金属的颗粒大小近似相等)分别投入0.1mol·L-1盐酸中，能发生反应且反应最剧烈的是_______。 A．Fe B．Zn C．Mg D．Cu (4)在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如下图所示。下列有关说法正确的是_______。 A．t1时刻，反应逆向进行 B．t2时刻，正反应速率大于逆反应速率 C．t3时刻，达到反应进行的限度 D．t4时刻，反应处于静止状态 (5)密闭容器中，一定量的SO2和O2在一定条件下发生反应生成SO3，经过足够长的时间，反应“停止”了，可以说明该反应是可逆反应的判断是_______。 A．反应生成了SO3 B．SO2和O2消耗完了 C．只有SO2和SO3共同存在 D．SO2、O2和SO3共同存在 12．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。 (1)X的转化率是___________； (2)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为___________； (3)反应从开始至2分钟末，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)=___________. 13．化学小组探究与溶液的反应，实验如下： 序号 实验方案 实验现象 实验ⅰ 振荡试管，观察到溶液变为蓝色，待反应充分后，试管底部有粉剩余。 实验ⅱ 取实验ⅰ中的上层清液，向其中滴加0.1mol/L溶液 溶液局部变红，同时产生白色沉淀，振荡试管，红色消失。 已知：经检验白色沉淀为 (1)实验ⅰ中发生的离子方程式为_______。 (2)实验ⅱ中检测到，依据的实验现象是_______。 (3)从平衡移动的原理解释实验ⅱ红色消失的原因_______。 (4)对实验ⅱ中产生的原因作如下假设： 假设1：溶液中的被_______氧化 假设2：与的反应是一个可逆反应 假设3：在实验ⅱ的条件下，被氧化 请将假设1补充完整_______。 (5)设计实验验证假设。 实验ⅲ 取2mL溶液a，向其中滴加5滴0.1mol/L溶液，放置较长时间，溶液颜色不变红，证明假设1不成立。 实验ⅳ 实验装置如下图所示，闭合开关K，电流计指针不动。向右侧溶液中滴加0.1mol/L，指针向右大幅度偏转，溶液中有白色浑浊物产生。取出左侧溶液，滴加0.1mol/L，溶液变红。 ①溶液a是_______。 ②假设2不成立的实验证据是_______。 ③实验证明假设3成立。 请结合电极反应式解释实验ⅱ中产生的原因_______。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：①A的质量不再改变能说明反应到平衡；②单位时间内生成amolA，同时消耗3amolC都在说逆反应速率，故不能说明到平衡；③该反应为前后气体物质的量相等的反应，故容器中混合气体的压强不再改变不能说明反应到平衡；④该反应中非气体物质，故混合气体的密度不再改变可以说明反应到平衡；⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变说明气体总质量不变，反应到平衡；⑥B的物质的量浓度不再改变说明反应到平衡。 ⑦n(B)=4n(D)不能说明反应到平衡。 故选B。 2．C 解析：A．根据盖斯定律可知，反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)是由反应①+反应②得到，所以对应的反应热△H= △H1+△H2，A正确； B．慢反应决定整个反应的反应速率，所以上述两个反应中反应②的速率大小决定2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应速率，B正确； C．图中反应①反应物的总能量低于生成物的总能量，属于吸热反应，不符合上述反应历程的反应热，C错误； D．反应①+反应②得到2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)，所以对应的平衡常数K= K1×K2，D正确； 故选C。 3．D 【分析】根据流程图可知，总反应为：CH4和3CO24CO和2H2O，据此分析解答。 解析：A．过程①中，CO2转化为CO，但并不知道该反应进行的程度，所以无法准确计算转化率，A错误； B．过程ⅱ，吸收，使浓度降低，从而促进CO还原Fe3O4的平衡正移，B错误； C．恒压、750°C时，通入He，是碳酸钙分解反应平衡向正向移动，但He并未参加反应，也不属于催化剂，C错误； D．根据上述反应机理可知，过程①、②、③中元素均有化合价的升降，均涉及到了氧化还原反应，D正确； 故选D。 4．D 解析：A．1个丙烷中含有8个C-H键，一个丙烯中含有6个C-H键，等物质的量的丙烯和丙烷所含的C-H键数目之比为3：4，A项错误； B．催化剂同倍数降低正、逆反应活化能，B项错误； C．反应热等于正、逆反应活化能之差，丙烷脱氢反应，C项错误； D．脱氢反应是吸热反应，升高温度，平衡正向进行，平衡常数增大，D项正确。 答案选D。 5．D 解析：A．由K值表达式可知，该反应的化学方程式为，A错误； B．减低温度，正、逆反应速率均减小，B错误； C．温度影响K值，若增大、，K值不变；C错误； D．若温度适当降低，D的浓度增加，说明平衡逆向移动，则正反应为吸热反应，焓变为正值，D正确； 故选D。 6．D 解析：A．以相同的滴加速度滴加相同浓度的NaCl溶液，CuSO4溶液中Cl-浓度增加的慢，是由于发生反应，消耗了Cl-，A错误； B．由图2可知：升高温度，CuCl2溶液中氯离子浓度降低，说明升高温度，化学平衡正向移动；根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，该反应的正反应为吸热反应，B错误； C．无水硫酸铜粉末是白色固体，当固体溶于水时，与水发生反应产生[Cu(H2O)4]2+，使溶液显蓝色，因此平衡的存在导致无水硫酸铜粉末和硫酸铜溶液显示不同的颜色，C错误； D．CuCl2溶液呈绿色，加水稀释，的平衡逆向移动，[Cu(H2O)4]2+的浓度增大，溶液会逐渐变为蓝色，D正确； 故答案选D。 7．C 解析：A．由题图可知，曲线上的点对应是平衡点，T℃时，，故A错误； B．c点时，没有达到平衡，c(B)相同时，c(A)大于平衡点A的物质的量浓度，反应正向进行，故B错误； C．如果c点反应达到平衡，此时的平衡常数小于T℃时的平衡常数，K值越大，正反应进行的程度越大，故C正确； D．平衡常数只受温度的影响，因此T℃时，只有曲线ab上的点达到平衡状态，故D错误； 答案为C。 8．D 解析：A．蒸汽反应器中是铁和水蒸气反应得到氢气和X，X的化学式为，被还原后得到铁单质可循环利用，故A正确； B．增大n(FeO)能减少积炭，并增大的值，说明FeO与C反应生成CO，推测发生总反应：，故B正确； C．减少n(FeO)，Fe上的积炭会在蒸汽反应器中与水蒸气反应：，导致蒸汽反应器中产生的中混有CO，纯度降低，故C正确； D．根据题意可知干重整反应器中还存在积炭反应，据元素质量守恒可知存在：，故D错误； 故选D。 二、填空题 9．(1) 0.11 (2)A 解析：（1）由表格数据可知，从反应开始至时氢气浓度的变化量为，由化学方程式可知；由、时的浓度均为可知，时反应达到平衡状态，由题给数据建立如下三段式： 根据三段式，前内甲烷的平均反应速率为; （2）A．由表格数据可知，内，甲烷和水蒸气浓度减小，氢气的浓度增大，说明平衡向正反应方向移动。该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，甲烷和水蒸气浓度减小，氢气的浓度增大，故A符合题意； B．使用催化剂，平衡不移动，反应物和生成物的浓度均不变，故B不符合题意； C．充入氢气，生成物浓度增大，平衡向逆反应方向移动，甲烷和水蒸气浓度增大，故C不符合题意。 故选A。 10．(1)0.4mol/(L·min)(2)0.6mol/L(3)2(4)BD(5)升高温度，缩小容器体积 解析：一定条件下，将2 mol A气体和2 mol B气体加入2 L的恒容密闭容器中进行反应：2A(g)＋B(g) ⇌2C(g)。2min后达化学平衡，测得C的浓度为0.8 mol·L−1，则可得到三段式:，据此回答。 (1)2min内用A表示的平均反应速率为。 (2)据分析，平衡时B的物质的量浓度为0.6mol/L。 (3)平衡时A的转化率，B的转化率,则平衡时A的转化率是B的转化率的2倍。 (4)A．A表示的平均反应速率等于C表示的平均反应速率，但没有指明反应的方向，难以确定正逆反应速率是否相等，因此不符合； B． 消耗1molA的同时生成0.5molB，则正逆反应速率相等，因此符合； C．同一个方向的正逆反应速率之比等于化学计量数之比。所以假如都是正反应速率始终满足：分别用A、B、C表示的反应速率之比为2：1：2。因此不符合； D．C的物质的量不再变化，满足平衡特征，因此符合； 答案为：BD。 (5)增加反应物的浓度、升温温度、增大气体的压强、使用催化剂等等，均可加快化学反应速率。则：在不加入任何物质的条件下，要使该反应的化学反应速率加快，可采取的措施是：升高温度，缩小容器体积。 11．(1)B (2)A (3)C (4)B (5)D 解析：（1）①灯泡里充入氮气，氮气化学性质稳定，可以防止灯丝被氧化，正确；②炼铁时粉碎铁矿石，增大与反应物接触面积，加快反应速率，错误；③铁门表面喷防锈漆，隔绝氧气、水，防止铁生锈，正确；④夏天将食物放入冰箱，降低温度，防止食物腐败，正确； 故选B； （2）A．Zn与稀硫酸反应制取H2时，加入蒸馏水，降低的稀硫酸浓度，反应速率变慢，A符合题意； B．Al在O2中燃烧生成Al2O3，用铝粉代替铝片，反应物接触面积增大，反应速率加快，B不符合题意； C．CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时，适当升高温度，反应速率加快，C不符合题意； D．KClO3分解制取O2时，添加少量MnO2，二氧化锰对反应起催化作用，反应速率加快，D不符合题意； 故选A； （3）金属越活泼与稀盐酸反应的速率越快，四种金属中镁最活泼，故反应最剧烈的镁； 故选C； （4）A．t1时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，A错误； B．由图可知，t2时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，B正确； C．t3时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，C错误； D．t4时刻，反应处于平衡状态，为动态可逆平衡，不是静止状态，D错误； 故选B。 （5）可逆反应是指在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应的方向进行的反应； A．反应生成了SO3，只能说明生成了新物质，不能说明为可逆反应，A错误； B．SO2和O2消耗完了，说明反应没有逆向进行，不可逆，B错误； C．只有SO2和SO3共同存在，说明反应没有逆向生成氧气，不可逆，C错误； D．SO2、O2和SO3共同存在，说明反应既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应的方向进行，为可逆反应，D正确； 故选D。 12． 30% 3X+Y2Z 0.05mol/(L·min) 解析：(1)由图示可知，反应前X的物质的量为1.0mol，平衡后X的物质的量为0.7mol，所以X的转化量为0.3mol，所以X的转化量为，故答案为：30%。 (2)由图示分析可知，、、，根据物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，所以该反应的化学方程式为：3X+Y2Z，故答案为：3X+Y2Z； (3) 由图示可知，Z的变化量为，所以，故答案为：0.05mol/(L·min)。 13．(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ (2)加入溶液，溶液局部变红 (3)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，Cu+和SCN-反应生成白色沉淀，平衡向左移动，红色消失 (4)O2 (5) FeSO4溶液 闭合开关K，电流计指针不动 Cu2++e-Cu+，SCN-与Cu+结合生成CuSCN沉淀，导致c(Cu+)降低，有利于电极反应正向移动，Cu2+得电子能力增强，大于Fe3+，使得Fe2+被氧化 解析：（1）由实验现象可知，铜与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+； （2）Fe3+遇KSCN溶液变红，由实验ii的上层清液滴加硫氰化钾溶液后，溶液局部变红可知，溶液中存在铁离子； （3）Cu+和SCN-反应生成白色沉淀，SCN-浓度降低，使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡向左移动，红色消失； （4）亚铁离子具有还原性，可能被空气中氧气氧化生成铁离子，使硫氰化钾溶液变红色，则假设1被空气中氧气氧化； （5）①实验iii的目的是探究假设1是否成立，Fe2+ 是否可以被空气中溶解的氧气氧化，则溶液 a是FeSO4溶液。 ②由实验iv中闭合开关K，电流计指针不动可知，与的反应不是可逆反应，证明假设2不成立； ③闭合开关K，电流计指针不动；由验证在实验ii的条件下，铜离子将亚铁离子氧化可知，铜离子在正极得到电子，发生还原反应，生成亚铜离子，Cu2++e-Cu+，向硫酸铜溶液中滴加硫氰化钾溶液，硫氰酸根离子与亚铜离子结合生成硫氰化亚铜沉淀，导致亚铜离子浓度降低，有利于电极反应，促使亚铁离子在负极被氧化。 学科网（北京）股份有限公司 $$