2.2.1化学平衡状态 同步练习 -2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.2.1化学平衡状态 一、单选题 1．已知(正反应放热)。若在500℃和催化剂的作用下，该反应在容积固定的密闭容器中进行，下列有关说法不正确的是 A．催化剂的使用可实现的转化率为100% B．达到化学平衡时，各物质的浓度不再改变 C．达到化学平衡时，正反应速率与逆反应速率一定相等 D．达到化学平衡时，与的浓度之比不一定为1∶1 2．如图是可逆反应在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是 A．时，各物质的浓度不再发生变化 B．时，反应未达到限度 C．时，反应已停止进行 D．时，反应只向正反应方向进行 3．可逆反应：，在恒温恒容的密闭容器中进行，下列能说明该反应达到平衡状态的是 ①单位时间内生成的同时消耗 ②容器内总压强不再变化 ③NO、的物质的量浓度之比为2∶1 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 A．①②⑤ B．②⑤⑥ C．③⑥ D．②③⑥ 4．一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是 ①2正(H2O)=逆(HF)②SiF4的体积分数不再变化③容器内气体压强不再变化④4molH-O键断裂的同时，有4molH-F键断裂⑤混合气体的体积不再变化 A．①②③④ B．②④⑤ C．①②③ D．③④⑤ 5．下列对化学平衡的认识正确的是 A．恒容绝热容器中，发生反应，当压强不变时反应达到平衡状态 B．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中，在恒定温度下使其达到分解平衡：，则的体积分数不变可以作为平衡判断的依据 C．对于反应，平衡后充入等物质的量的A和B，再次达到平衡时A的体积分数增加 D．一定温度下，达到平衡，压缩容器体积达到新平衡后，增大 6．一定温度下，在的恒容密闭容器中充入和，发生反应，后，该反应达到平衡。下列数据合理的是 A． B． C． D． 7．气体和气体在一容积可变的密闭容器中发生反应。反应达到平衡时，测得X的转化率为50%，且在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的，则a和b的数值可能是（    ） A． B． C． D． 8．在恒温恒容的密闭容器中，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．s时，反应物A的转化率为60% B．s时， C．该反应的化学方程式为A(g)+3B(g)2C(g) D．反应达平衡后与反应前容器内气体的总压强之比为9∶13 9．一定条件下，将和混合于恒容的密闭容器中，发生反应：。末该反应达到平衡，生成W的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断不正确的是 A．当混合气体的密度不再改变时，该反应达到平衡状态 B．用Y表示的反应速率为 C．反应过程中X和Y的转化率之比为 D．其它条件不变，若起始投料变为和，则达平衡时W的体积分数不变 10．工业生产 TiCl4 的化学反应原理为：TiO2 (s) + 2C(s) + 2Cl2(g) 2CO(g) + TiCl4 (g)，在一定温度的恒容密闭容器里发生该反应，若0 ~5 min内TiCl4 (g) 的物质的量浓度变化为0.3 mol/L，则下列说法正确的是 A．反应达到平衡时：2v正 ( Cl2 ) =v逆 ( TiCl4 ) B．0 ~5 min 内用C表示的平均速率为 v(C) = 0.12 mol/(L·min) C．向该容器中通入稀有气体，总压强增大，所以化学反应速率增大 D．在建立平衡的过程中，混合气体的平均摩尔质量呈增大趋势 二、填空题 11．在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时： ①混合气体的压强； ②混合气体的密度； ③混合气体的总物质的量； ④混合气体的平均相对分子质量； ⑤混合气体的颜色； ⑥各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比。 (1)一定能证明2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是 (填序号，下同)。 (2)一定能证明I2(g)＋H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是 。 (3)一定能证明A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)达到平衡状态的是 。 12．石油化工、煤化工等行业的废气中普遍含有硫化氢，的回收利用有重要意义。以下是处理的一些方法。 Ⅰ.用氢氧化钠溶液吸收。 (1)写出用过量吸收的离子方程式 ，尾气中是否含有可用硫酸铜溶液检验，若尾气含有硫化氢，现象是 。 Ⅱ.制取，其反应的能量示意如下图所示。 (2)写出由、、生成的热化学方程式 。 Ⅲ.高温分解：   (3)能够判断上述反应到达平衡状态的是___________。(双选) A．的浓度保持不变 B．气体的质量保持不变 C．恒容时，容器的压强保持不变 D． (4)在恒温恒压条件下，充入氩气，发现：越小，平衡转化率越大，请解释可能的原因。 (5)某温度时，向体积不等的恒容容器中加入等量，反应相同时间后，测得各容器中的转化率与容器体积关系如图所示。之后，的转化率下降的原因是 。 Ⅳ.将燃烧，产生的与剩余混合后反应，生成单质硫回收。 ①   ②   (6)在某温度下发生反应①和②，当②达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为：、、，请计算开始时投料比 。 Ⅴ.活性炭吸附氧化法 可用表面喷淋水的活性炭吸附氧化，其反应原理如下图所示。 (7)该方法的总反应方程式为 。 2.2.1化学平衡状态 参考答案 1．A 【详解】A．催化剂可以改变反应速率，不能提高反应物转化率，可逆反应的反应物不能完全转化，转化率不能达到100%，故A错误； B．反应过程中各物质的浓度不断改变，当反应达到平衡状态，各物质的浓度不再改变，故B正确； C．当反应达到平衡状态，正反应速率与逆反应速率一定相等，故C正确； D．各物质投料量不同，达到化学平衡时，与的浓度之比不一定为1∶1，故D正确； 2．A 【详解】A．时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，各物质的浓度不再发生变化，A正确； B．时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，即反应达到限度，B错误； C．时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，但反应速率不为0，反应没有停止，C错误； D．时，正、逆反应速率均不为0，反应向正反应方向进行的同时也向逆反应方向进行，D错误。 3．B 【详解】①单位时间内生成的同时生成，都代表正反应，不能判断反应是否达到平衡状态，①错误； ②该反应的反应前后有气体体积差，反应过程中，混合气体的物质的量发生变化，容器内总压强不再变化能说明反应达到化学平衡状态，②正确； ③反应开始后NO、的物质的量浓度之比始终为2:1，不能判断是否是平衡状态，③错误； ④无论反应是否达到平衡状态，混合气体的质量不变，容器的容积不变，混合气体的密度始终不变，密度不变不能说明反应达到平衡状态，④错误； ⑤混合气体的颜色不再改变，说明气体的浓度不变，能说明反应达到平衡状态，⑤正确； ⑥该反应反应前后有气体体积差，反应过程中，混合气体的物质的量是变量，混合气体质量不变，所以混合气体的平均相对分子质量是变量，当其不再变化时，说明反应达到平衡状态，⑥正确； 则正确的有②⑤⑥； 4．A 【详解】①由方程式可知，2正(H2O)=正(HF)，故当2正(H2O)=逆(HF)时，有正(HF)=逆(HF)，说明反应达到化学平衡，符合题意；②SiF4的体积分数不再变化，说明SiF4的量不再改变，反应达到化学平衡，符合题意；③该反应前后气体的物质的量一直在改变，容器体积不变，则容器内压强一直在改变，故容器内气体压强不再变化，说明反应达到化学平衡，符合题意；④H-O键断裂表示正反应，H-F键断裂表示逆反应，二者系数关系符合方程式，故4molH-O键断裂的同时，有4molH-F键断裂，能够说明反应达到化学平衡，符合题意；⑤容器体积不变，即混合气体的体积一直不变，则混合气体的体积不再变化，不能说明反应达到化学平衡，不合题意；综上分析可知，①②③④符合题意，故答案为：A。 5．A 【详解】A．恒容绝热容器中，发生反应，随着反应进行，温度发生改变，则压强发生改变，当压强不变时可以判定反应达到平衡，A正确； B．生成物中氨气、二氧化碳的体积比始终为2:1，二氧化碳的体积分数始终不变，不能作为平衡判断的依据，B错误； C．对于反应，平衡后充入等物质的量的A和B，相当于增大压强，平衡不移动，再次达到平衡时A的体积分数不变，C错误； D．，化学平衡常数只与温度有关，压缩容器使体积减小，化学平衡常数不变，则达到新平衡后二氧化碳浓度不变，D错误； 6．A 【详解】A．根据质量守恒，，A正确； B．起始，，若逆向反应100%转化，则最多生成，平衡时，B错误； C．因是可逆反应，若正向反应转化100%，，C错误； D．，因是可逆反应，无论正向逆向即使完全转化，物质的量变化只有0.4mol， ，D错误； 7．D 【详解】解法1  根据题意列出三段式：                    n（起始）/     1       a         0 n（转化）/    0.5            n（平衡）/    0.5            同温同压下，气体总质量不变，反应前后混合气体的密度与气体体积成反比，即与气体的物质的量成反比，所以据题意有，可得。将题给选项中的数据代入关系式可知，D项中数据符合题意。 解法2  差量法：                     n（起始）/      1       a        0        n（平衡）/     0.5               同温同压下，气体总质量不变，反应前后混合气体的密度与气体体积成反比，即与气体的物质的量成反比，所以据题意有，可得。将题给选项中的数据代入关系式可知，D项中数据符合题意。 8．D 【详解】A．根据图中信息可知，s时，反应物A的转化率为75%，选项A错误； B．s时，反应处于平衡状态，3，选项B错误； C．根据反应方程式可知在相同的时间内，A减少0.6mol/L，B减少0.2mol/L，C增加0.4mol/L，最终各种物质都存在处于平衡状态，因此该反应的化学方程式为3A(g)+ B(g)2C(g)，选项C错误； D．恒温、恒容条件下,物质的量之比等于其压强之比，还等于其物质的量浓度之和之比,反应前气体浓度之和为(0.8+0.5)mol/L=1.3mol/L,反应后混合气体浓度之和=(0.4+0.3+0.2)mol/L=0.9mol/L，所以反应后与反应前的压强之比=0.9mol/L:1.3mol/L=9:13，选项D正确； 9．C 【详解】A．Z为固体，恒容的密闭容器中，当混合气体的密度不再改变时，即混合气体质量不变，该反应达到平衡状态，故A正确； B．W的物质的量的变化量为0.8mol，则Y的物质的量的变化量为，用Y表示的反应速率为，故B正确； C．起始投入X和Y的物质的量之比为，反应过程中X和Y的物质的量变化量比为，则转化率之比为，故C错误； D．其它条件不变，若起始投料变为和，等效于加压，该反应为气体体积不变的反应，加压平衡不移动，则达平衡时W的体积分数不变，故D正确； 故答案为：C。 10．D 【详解】A．在可逆反应中，各物质的反应速率之比=化学计量数之比，则达到平衡有：，A错误； B．C为固体，不能用C的浓度变化表示反应速率，B错误； C．在恒容密闭容器中通入不参加反应的稀有气体，各反应物的浓度未发生变化，化学反应速率不变，C错误； D．根据反应方程式，反应物中只有是气体，初始反应时气体反应物的平均摩尔质量为，随反应进行得到生成物和，两者的气体平均摩尔质量为，故建立平衡的过程中，混合气体的平均摩尔质量是一个从递变的增大趋势，D正确； 11．(1)①③④ (2)⑤ (3)②④ 【分析】混合气体的密度是混合气体的总质量与容器容积的比值，混合气体的平均相对分子质量是混合气体的总质量与总物质的量的比值，混合气体颜色的深浅与有色气体的浓度有关系，恒温恒容密闭容器中混合气体的压强与气体的物质的量成正比。在任何时刻各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比。 【详解】（1）反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是反应前后气体体积减小、气体质量不变的可逆反应，因此混合气体的压强、总物质的量和平均相对分子质量不变均可以说明反应达到平衡状态。故答案为：①③④； （2）反应I2(g)＋H2(g) 2HI(g)是反应前后气体体积不变、气体质量不变的可逆反应，由于碘是有色气体，则混合气体的颜色不变可以说明反应达到平衡状态。故答案为：⑤； （3）反应A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)是反应前后气体体积不变，但气体质量增加的可逆反应，因此混合气体的密度、混合气体的平均相对分子质量不变可以说明反应达到平衡状态。故答案为：②④。 12．(1) +2OH-=S2-+H2O 产生黑色沉淀 (2)2H2S(g)+(g)=+4(g) ∆H=+(b-c)kJ/mol (3)AC (4)在恒温恒压的平衡体系中充入氩气，相当于减小压强，该反应是气体体积增大的反应，减小压强，平衡正向移动，平衡转化率增大 (5)反应未达到平衡，压强越小，反应速率越慢，消耗H2S的量减小 (6) (7)2H2S+O2=S+2H2O 【详解】（1）过量和反应生成H2O和Na2S，离子方程式为：+2OH-=S2-+H2O，和硫酸铜溶液反应会生成CuS黑色沉淀，若尾气含有硫化氢，现象是：产生黑色沉淀。 （2）由∆H=生成物的总能量-反应物的总能量=+(b-c)kJ/mol，该总反应的热化学方程式为：2H2S(g)+(g)=+4(g) ∆H=+(b-c)kJ/mol。 （3）A．的浓度保持不变说明消耗氢气和产生氢气的速率相等，反应到达平衡状态，A选； B．由质量守恒定律，气体的质量一直保持不变，不能说明反应到达平衡状态，B不选； C．恒容时，容器的压强与物质的量成正比，该反应前后气体分子数不相等，则压强保持不变时，反应到达平衡状态，C选； D．由反应速率与系数成正比，达到平衡时正逆反应速率相等，则才能说明反应达到平衡，D不选； 故选：AC。 （4）在恒温恒压的平衡体系中充入氩气，相当于减小压强，该反应是气体体积增大的反应，减小压强，平衡正向移动，平衡转化率增大。 （5）化学平衡是反应的最大限度，则容器体积为Vn时反应达到平衡，容器体积小于Vn时，反应未达到平衡，容器的体积越大，反应速率越慢，消耗硫化氢的量越小，所以硫化氢的转化率下降，故答案为：反应未达到平衡，压强越小，反应速率越慢，消耗H2S的量减小。 （6）假设起始加入amol/LH2S、bmol/LO2，反应①列三段式： 反应②列三段式： ，可得2x-y=0.6、2x+2y=2.4，解得x=0.6，y=0.6，由a-2×0.6-2×0.6=0.3，解得a=2.7，b=3x=1.8，开始时投料比。 （7）由图可知，该反应过程中H2S和O2反应生成S单质和H2O，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：2H2S+O2=S+2H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $$