2.2 第1课时 化学平衡状态-【新课程能力培养】2024-2025学年高中化学选择性必修1同步练习（人教版）

第二章 化学反应速率与化学平衡 练 知识点 1 对化学平衡概念的理解 1. 对于可逆反应 2SO 2 ＋O 2 2SO 3 ， 在混合气 体中充入一定量的 18 O 2 ， 足够长的时间 后， 18 O 原子 （ ） A. 只存在于 O 2 中 B. 只存在于 O 2 和 SO 3 中 C. 只存在于 O 2 和 SO 2 中 D. 存在于 O 2 、 SO 2 和 SO 3 中 2. 在密闭容器中进行 X 2 （ g ） ＋4Y 2 （ g ） Z 2 （ g ） ＋3Q 2 （ g ） 的反应中， 其中 X 2 、 Y 2 、 Z 2 、 Q 2 的开始浓度分别为 0.1 mol/L 、 0.4 mol/L 、 0.2 mol/L 、 0.3 mol/L ， 当反应达到平衡 后， 各物质的浓度不可能是 （ ） A. c （ X 2 ） ＝0.15 mol/L B. c （ Y 2 ） ＝0.8 mol/L C. c （ Z 2 ） ＝0.25 mol/L D. c （ Q 2 ） ＝0.5 mol/L 知识点 2 化学平衡的标志判断 3. 在一定温度下的定容密闭容器中， 当下列 物理量不再改变时， 表明反应： A （ s ） ＋2B （ g ） C （ g ） ＋D （ g ） 已达平衡的是 （ ） A. 混合气体的压强 B. 混合气体的密度 C. B 物质的相对分子质量 D. 气体的总物质的量 4. 在一个不传热的固定容积的密闭容器中， 可逆反应 mA （ g ） ＋nB （ g ） pC （ g ） ＋qD （ g ）， 当 m 、 n 、 p 、 q 为任意整数时， 达到平衡 的标志是 （ ） ① 体系的压强不再改变 ② 体系的温度不再改变 ③ 各组分的浓度不再改变 ④ 各组分的质量分数不再改变 ⑤ 反应速率 v （ A ） ∶ v （ B ） ∶ v （ C ） ∶ v （ D ） ＝m ∶ n ∶ p ∶ q ⑥ 单位时间内 m mol A 发生断键反应， 同 时 p mol C 也发生断键反应 A. ③④⑤⑥ B. ①②③④⑥ C. ①③④⑤ D. ①③④⑥ 5. 一定温度下， 在一固定体积的密闭容器 中， 对于可逆反应 A （ s ） +3B （ g ） 2C （ g ）， 下列说法不能说明达到化学平衡状态的是 （ ） A. 气体密度不再变化 B. 混合气体的总压强不再变化 C. A 、 B 、 C 的物质的量之比为 1 ∶ 3 ∶ 2 D. 混合气体的平均相对分子质量不变 6. 恒温恒容的情况下， 反应 A 2 （ g ） ＋B 2 （ g ） 2AB （ g ） 达到平衡状态的标志是 （ ） 第二节 化学平衡 基 础 练 习 第 1课时 化学平衡状态 29 练 高中化学选择性必修 1 （人教版） A. 容器内气体的密度不随时间而变化 B. 容器内的总压强不随时间而变化 C. 单位时间内生成 2n mol AB 的同时 ， 生成 n mol 的 B 2 D. A 2 、 B 2 、 AB 的反应速率比为 1 ∶ 1 ∶ 2 的 状态 7. 工业上常用煤和水作原料经过多步反应制 得氢气 ， 其中一步反应原理为 CO （ g ） ＋ H 2 O （ g ） CO 2 （ g ） ＋H 2 （ g ）， 下面选项的条 件中可判断该反应达到平衡状态的是 （ ） A. 单位时间内消耗 1 mol 的 H 2 O 同时生 成 1 mol 的 H 2 B. 两个 H — O 键断裂的同时有两个 C O 键断裂 C. 反应容器内的气体密度不再发生变化 D. 混合气体的相对分子质量不再发生变化 8. 一定温度下， 下列对于可逆反应 N 2 （ g ） ＋ 3H 2 （ g ） 2NH 3 （ g ） （正反应放热） 的叙 述， 不能说明反应已达化学平衡状态的是 （ ） A. 恒容容器内混合气体的密度不再变化 B. NH 3 的生成速率与 H 2 的生成速率之比 为 2 ∶ 3 C. 恒压容器内混合气体的总物质的量不 再变化 D. 单位时间内断裂 a mol N N 键， 同时 断裂 6a mol N — H 键 1. 下列关于化学反应限度的说法中正确的是 （ ） A. 一个可逆反应达到的平衡状态就是这 个反应在该条件下所能达到的限度 B. 当一个可逆反应达到平衡状态时， 正 反应速率和逆反应速率相等且等于 0 C. 平衡状态时， 各物质的浓度保持相等 D. 化学反应的限度不可以通过改变条件 而改变 2. 下列叙述中可以说明反应 2HI （ g ） H 2 （ g ） ＋I 2 （ g ） 已达平衡状态的是 （ ） ① 单位时间内生成 n mol H 2 的同时生成 n mol HI ② 反应体系的颜色不再变化 ③ 百分组成 w （ HI ） ＝w （ I 2 ） ④ 反应速率 v （ H 2 ） ＝v （ I 2 ） ＝ 1 2 v （ HI ） ⑤c （ HI ） ∶ c （ H 2 ） ∶ c （ I 2 ） ＝2 ∶ 1 ∶ 1 ⑥v 分解 （ HI ） ＝v 生成 （ HI ） ⑦ 压强不变 A. ①③⑤ B. ②⑥ C. ④⑤ D. ④⑥⑦ 3. 对于恒容密闭容器中发生的可逆反应 N 2 （ g ） ＋3H 2 （ g ） 2NH 3 （ g ） ΔH<0 ， 能说 明反应达到化学平衡状态的是 （ ） A. 断开一个 N N 键的同时有 6 个 N — H 键生成 B. 混合气体的密度不变 C. 混合气体的平均相对分子质量不变 D. N 2 、 H 2 、 NH 3 分子数比为 1 ∶3 ∶2 的状态 4. 一定条件下， NO 2 与 SO 2 反应生成 SO 3 和 提 升 练 习 30 第二章 化学反应速率与化学平衡 练 NO 两种气体： NO 2 （ g ） ＋SO 2 （ g ） NO （ g ） ＋SO 3 （ g ）。 将体积比为 1 ∶ 2 的 NO 2 、 SO 2 置于密闭容器中发生上述反应， 下列不能 说明反应达到平衡状态的是 （ ） A． 混合气体颜色保持不变 B． 体系的平均相对分子质量保持不变 C． NO 2 和 SO 2 的体积比保持不变 D． 每消耗 1 mol SO 2 的同时生成 1 mol NO 2 5. 一定温度下， 某容积为 2 L 的密闭容器 内， 某一反应中 M 、 N 的物质的量随反应 时间变化的曲线如图所示： （ 1 ） 该反应的化学方程式是 。 （ 2 ） 在图上所示的三个时刻中， （填 “ t 1 ” “ t 2 ” 或 “ t 3 ”） 时刻处于平 衡状态 ， 此时 v 正 （填 “ ＞ ” “ ＜ ” 或 “ = ”） v 逆 ； 达到平衡状态时， 平均反应速率 v N : v M = 。 （ 3 ） 若反应容器的容积不变， 则 “压强不 再改变” （填 “能” 或 “不 能”） 作为该反应已达到平衡状态的 判断依据。 （ 4 ） 已知 M 、 N 均为气体， 则下列措施能 增大反应速率的有 （填字母 序号）。 A. 升高温度 B. 降低压强 C. 减小 M 的浓度 D. 将反应容器体积缩小 6. 恒温下， 将 a mol N 2 与 b mol H 2 的混合 气体通入一个固定容积的密闭容器中， 发 生如下反应： N 2 （ g ） ＋3H 2 （ g ） 催化剂 高温、 高压 2NH 3 （ g ）。 （ 1 ） 若反应进行到某时刻 t 时， n t （ N 2 ） ＝ 13 mol ， n t （ NH 3 ） ＝6 mol ， 则 a＝ 。 （ 2 ） 反应达平衡时， 混合气体的体积为 716.8 L （标准状况下）， 其中 NH 3 的 含量 （体积分数） 为 25% ， 平衡时 NH 3 的物质的量为 。 （ 3 ） 原混合气体与平衡时混合气体的总物 质的量之比 n （始） ∶ n （平） ＝ （写出最简整数比， 下同）。 （ 4 ） 达到平衡时， N 2 和 H 2 的转化率之比 α （ N 2 ） ∶α （ H 2 ） ＝ 。 8 6 4 2 M N 物质的量 /mol O t 1 t 2 t 3 时间 /min 第 5 题图 31 高中化学选择性必修 1 （人教版） 方程式中化学计量数成正比， 可知第 8 min 改变的条件 为减小 C 的浓度。 第 3 课时 活化能 基础练习 1. D 2. C 3. C 4. A 5. A 6. B 7. B 8. B 【解析】 E 1 是正反应的活化能， E 2 是逆反应的 活化能， A 项错误； 该反应是放热反应， B 项正确； 加 入催化剂， 减小 E 2 和 E 1 ， 不改变 ΔH ， C 项错误； ΔH＝ E 1 －E 2 ， D 项错误。 提升练习 1. D 【解析】 增大 NO 2 或 CO 的浓度， 反应速率加 快， 活化分子数目增大， 但活化分子的百分数不变， A 错误； 减小 CO 2 或 NO 的浓度， 反应速率减慢， 活化分 子数目减少， B 错误； 通入 Ne 使气体的压强增大， 容 积不变， 反应体系中各物质的浓度不变， 反应速率不变， C 错误； 升高反应温度， 反应速率加快， 活化分子的百 分数增大， D 正确。 2. D 3. B 【解析】 ①2NO+H 2 N 2 +H 2 O 2 （慢）， ②H 2 O 2 +H 2 2H 2 O （快）， 反应过程中反应慢的决定反应速率， 整 个反应速度由第 ① 步反应决定， 故 A 正确； 反应 ① 难以 进行， 说明反应的活化能高， 正反应的活化能一定是 ① ＞② ， 故 B 错误； 比较图表 Ⅰ 、 Ⅱ 数据可知 NO 浓度不 变， 氢气浓度增大一倍， 反应速率增大一倍， 根据 Ⅲ 、 Ⅳ 数据分析， H 2 浓度不变， NO 浓度增大一倍， 反应速 率增大到 4 倍， 据此得到速率方程 v=kc 2 （ NO ）· c （ H 2 ）， 依据 Ⅰ 中数据计算 k=5000 ， 则速率方程 v=5000c 2 （ NO ）· c （ H 2 ）， 故 C 正确； 反应 2NO （ g ） +2H 2 （ g ） N 2 （ g ） +2H 2 O （ g ） 中， 每生成 7 g N 2 放出 166 kJ 的热量， 生成 28 g N 2 放 热 664 kJ 的热量， 热化学方程式为 2NO （ g ） +2H 2 （ g ） N 2 （ g ） +2H 2 O （ g ） ΔH=-664 kJ · mol -1 ， 故 D 正确。 故选 B 。 4. C 【解析】 化学反应速率由慢反应一步决定。 5. B 【解析】 反应 ① 是对应活化能为 E 1 的反应， 由 图知该反应的反应物总能量低于生成物总能量， 即 ① 为 吸热反应， 同理知 ② 为放热反应， A 错误； 催化剂只能 改变化学反应速率， B 正确； ClO 是中间产物， Cl 是催 化剂， C 错误； 任何化学反应都是旧键断裂与新键形成 的过程， D 错误。 第二节 化学平衡 第 1 课时 化学平衡状态 基础练习 1. D 【解析】 因为此反应是可逆反应， 在一定条件 下可同时向正、 逆反应方向进行， 向正反应方向进行时 使 SO 3 中含 18 O ， 向逆反应方向 （含有 18 O 的 SO 3 分解） 就可能使 SO 2 中含有 18 O ， 所以 D 正确。 2. B 【解析】 极值转化法， 根据反应的特点， c （ Y 2 ） <0.4＋0.4=0.8 mol/L 。 3. B 【解析】 反应 A （ s ） ＋2B （ g ） C （ g ） ＋D （ g ） 前后 气体分子数目相等， 反应过程中气体的总物质的量、 压 强始终不变； B 的相对分子质量是一定值， 与平衡无关， 故 A 、 C 、 D 项均不能说明反应达到平衡状态。 反应达 到平衡的过程中， 气体质量是一变量， 由 ρ= m V 可判断， 混合气体的密度也是一变量， 因此混合气体的密度不再 改变， 表明反应已达平衡。 4. B 【解析】 判断化学平衡的根本标志是 v 正 =v 逆 ， ⑥ 中 m mol A 断键， 则同时生成 p mol C ， 而 p mol C 也发生断键反应， 因此对 C 而言 v 正 =v 逆 ， ⑥ 正确； ⑤ 中 反应任一时刻反应速率之比都等于化学计量数之比， 错 误； 平衡状态的直接标志是各组分的浓度不再改变， 则 各组分的质量分数也不再改变， ③④ 正确； 间接标志是 体系的温度不再改变， ② 正确。 因此选 B 。 5. C 6. C 【解析】 ρ= m V ， m 、 V 始终不变， 则 ρ 始终不 变； 该反应是等积反应， 所以总压强始终不变； 单位时 间内生成 2n mol AB （正向反应速率）， 同时生成 n mol B 2 （逆向反应速率）， 二者反应速率相等， 说明反应已达 平衡； 无论是否达到化学平衡状态， 三者反应速率之比 始终为 1 ∶ 1 ∶ 2 。 7. B 【解析】 单位时间内消耗 1 mol 的 H 2 O ， 表示的 是正反应速率， 生成 1 mol 的 H 2 表示的也是正反应速 率， 无法说明反应达到平衡状态， A 项错误； 两个 H — O 键断裂表示的是正反应速率， 两个 C O 键断裂表示的 是逆反应速率， 且正、 逆反应速率相等， 说明反应达到 平衡状态， B 项正确； 在恒容密闭容器中， 混合气体的 质量和体积始终不变， 则混合气体的密度始终不变， 所 以反应容器内的气体密度不再发生变化不能说明反应达 到平衡状态， C 项错误； 该反应是气体的总物质的量不 变的可逆反应， 根据 M= m n ， 混合气体的相对分子质量 始终不发生变化， 所以相对分子质量不变不能说明反应 达到平衡状态， D 项错误。 8. A 【解析】 反应物、 生成物均为气体， 在恒容容 器中质量不变， 体积不变， 密度不变。 提升练习 1. A 【解析】 平衡状态就是一个可逆反应在该条件 下所能达到的最大限度 ， A 正确 ； 反应达到平衡时 ， v 正 =v 逆 ≠0 ， 各物质的浓度保持不变但不一定相等， 且 当外界条件发生改变时， 这种状态也会发生改变。 10 参考答案与解析 2. B 【解析】 ① 中表示的反应速率的方向相反， 但 不能满足反应速率之比等于相应的化学计量数之比； ② 产物中 I 2 （ g ） 有颜色， 当体系的颜色不再发生变化时， 说 明 I 2 （ g ） 的浓度不再变化， 可以判断反应达到平衡； 平 衡时各物质的浓度不再发生变化， 但各物质的浓度之间 不一定满足某种关系， 故 ③⑤ 不能说明达平衡状态； 反 应速率之比等于相应的化学计量数之比， 因此 ④ 中的关 系是始终成立的， 不能说明达平衡状态； ⑥v 分解 （ HI ）、 v 生成 （ HI ） 分别表示正、 逆反应速率， 二者相等时说明反 应达平衡状态； 根据反应方程式可知， 反应前后气体体 积是不变的， 因此压强始终是不变的， 所以 ⑦ 不能说明 达平衡状态。 3. C 【解析】 断开 N N 键与生成 N — H 键是同一 反应方向， A 错误； 平均相对分子质量 M r = m n ， 反应过 程中 m 始终不变， 若 M r 不变， 则 n 不变， 说明反应已 达平衡。 密闭容器混合气体密度始终不变。 4. B 【解析】 混合气体颜色保持不变， 说明正、 逆 反应速率相等， 故 A 错误； 反应前后气体物质的量不 变， 气体质量始终不变， 所以体系的平均相对分子质量 始终保持不变 ， 故不能说明达平衡状态 ， 故 B 正确 ； NO 2 和 SO 2 按 1 ∶ 1 的比例反应， 按 1 ∶ 2 的比例加入， 反 应过程中， 其比值发生变化， 当 NO 2 和 SO 2 的体积比保 持不变时， 说明各组分浓度不再变化， 反应达到平衡状 态 ， 故 C 错误 ； 每消耗 1 mol SO 2 的同时生成 1 mol NO 2 ， 说明正、 逆反应速率相等， 故 D 错误， 故选 B 。 5. （ 1 ） 2N M （ 2 ） t 3 = 2 ∶ 1 （ 3 ） 能 （ 4 ） AD 6. （ 1 ） 16 （ 2 ） 8 mol （ 3 ） 5 ∶ 4 （ 4 ） 1 ∶ 2 【解析】 （ 1 ） 反应进行到 t 时 ， n t （ N 2 ） =13 mol ， n t （ NH 3 ） =6 mol ， 由化学方程式可知 ， 参加反应的 N 2 的物质的量为 3 mol ， 故 N 2 的起始物质的量为 13 mol＋ 3 mol=16 mol ， 即 a=16 。 （ 2 ） 反应达平衡时， 混合气体 的总物质的量为 n （总） = 716.8 L 22.4 L · mol -1 =32 mol ， 其中 NH 3 的物质的量为 32 mol×25%=8 mol 。 （ 3 ） 由 （ 1 ） 知 a= 16 ， 列平衡三段式可知 b=24 ， 则可知原混合气体的物质 的量为 40 mol ， 原混合气体与平衡时混合气体的总物质 的量之比为 40 mol ∶ 32 mol=5 ∶ 4 。 （ 4 ） 由 （ 3 ） 知原混 合气体中 H 2 的物质的量为 40 mol-16 mol=24 mol ， 所以 达到平衡时 ， N 2 和 H 2 的转化率之比 α （ N 2 ） ∶ α （ H 2 ） = 4 mol 16 mol ∶ 12 mol 24 mol =1 ∶ 2 。 第 2 课时 化学平衡常数 基础练习 1. D 【解析】 平衡常数只与温度有关， 所以选项 A 、 B 、 C 均错误。 2. D 【解析】 在反应中应注意 S 为固体， 与平衡常 数无关， 则 K 1 = c （ H 2 S ） c （ H 2 ） ， K 2 = c （ SO 2 ） c （ O 2 ） 。 则反应 H 2 （ g ） ＋ SO 2 （ g ） O 2 （ g ） ＋H 2 S （ g ） 的平衡常数为 c （ O 2 ）· c （ H 2 S ） c （ H 2 ）· c （ SO 2 ） = K 1 K 2 。 3. A 【解析】 平衡常数只与温度有关。 4. B 【解析】 依据平衡常数的概念分析列式得到， C 为固体不写入平衡常数的表达式， K＝ c 2 （ D ） c 3 （ A ）· c 2 （ B ） ， 故 A 错误； 依据平衡三段式列式计算； 加入 4 mol A 和 2 mol B 进行反应， 反应一段时间后达到平衡， 测得生 成 1.6 mol C 。 3A （ g ） +2B （ g ） 4C （ S ） +2D （ g ） 起始量 （ mol ） 4 2 0 0 变化量 （ mol ） 1.2 0.8 1.6 0.8 平衡量 （ mol ） 2.8 1.2 1.6 0.8 B 的转化率为 0.8 2 ×100%=40% ， 故 B 正确； 反应前 后气体体积减小， 增大压强平衡正向进行， 但平衡常数 随温度变化， 压强变化， 平衡常数不变， 故 C 错误； 只 有正反应方向吸热时， 升高温度， 平衡常数才增大， 故 D 错误。 故选 B 。 5. C 【解析】 由平衡常数表达式可判断该反应的化 学方程式是 CO （ g ） ＋H 2 O （ g ） CO 2 （ g ） ＋H 2 （ g ）， A 正确； 分析表中数据， 平衡常数随温度升高而减小， 说明升温 平衡逆向移动， 逆反应是吸热反应， 正反应是放热反应， B 正确； 依据化学平衡三段式列式计算浓度商和平衡常 数比较分析： CO （ g ） ＋ H 2 O （ g ） CO 2 （ g ） ＋ H 2 （ g ） 始 /mol 0 0 1 1 变 /mol 0.4 0.4 0.4 0.4 末 /mol 0.4 0.4 0.6 0.6 反应前后气体总物质的量不变， 可以用其物质的量 代替浓度计算浓度商， Q= 0.6×0.6 0.4×0.4 =2.25≠1.00 ， 此时反 应没有达到平衡状态， 故 C 错误； 依据平衡常数表达式 和平衡常数数值计算分析， 温度为 1000 ℃ 时平衡常数 K= c （ CO 2 ）· c （ H 2 ） c （ CO ）· c （ H 2 O ） =0.60= 3 5 ， 若平衡浓度符合下列关系 式： c （ CO 2 ） 3c （ CO ） = c （ H 2 O ） 5c （ H 2 ） ， 说明反应达到平衡状态， 故 D 正确。 6. C 【解析】 根据化学方程式可知在 t 1 min 内生 成 0.40 mol H 2 ， 因此在 t 1 min 内的平均速率为 v （ H 2 ） 11