第2章第2节第1课时 化学平衡 课时作业 2025-2026学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

选择性必修1第2章第2节第1课时-课时作业 第一部分 基础题 题组一　平衡状态的判断 1．(2023·河北保定校考期中)一定条件下，反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)已达到平衡，下列说法正确的是(　　) A．C和CO2不再反应 B．v正(C)＝v逆(C)＝0 C．混合物中CO和CO2的浓度不变 D．混合物中CO的浓度一定是CO2的两倍 2．在一定条件下，气体参与的某正反应方向ΔH＜0的可逆反应达到化学平衡时，下列说法不正确的是(　　) A．反应物的浓度一定等于反应产物的浓度 B．反应体系中压强恒定 C．反应体系中混合物的组成保持不变 D．反应体系中温度不变 3．可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或反应产物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是(　　) A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3) C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2) 4.一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO进行反应：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是(　　) A．d点 B．b点 C．c点 D．a点 5．恒温时向2 L密闭容器中通入一定量的气体X和Y，发生反应：2X(g)＋Y(g)3Z(g)，Y的物质的量n(Y)随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．正反应速率a点比b点小 B．t0 min时该反应停止 C．t0 min时，c(Z)＝0.75 mol·L－1 D．当密闭容器中的压强不再变化，该可逆反应达到化学平衡状态 题组二　平衡常数及影响因素 6．下列关于平衡常数的说法正确的是(　　) A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示，反应产物浓度用平衡浓度表示 B．任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值 C．可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度 D．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关 7．已知：298 K下合成氨反应的平衡常数K＝4.1×106 mol－2·L2，下列说法错误的是(　　) A．合成氨反应在298 K时进行得比较完全 B．合成氨反应在298 K时反应速率较快 C．仅从K的值无法得知该反应的平衡转化率 D．改变温度，K的值也会变化 8．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K分别是①H2＋F22HF　K＝1047；②H2＋Cl22HCl　K＝1017；③H2＋Br22HBr　K＝109；④H2＋I22HI　K＝1。比较K的大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是(　　) A．①②③④ B．④②③① C．①④③② D．无法确定 9．对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在一定温度下平衡常数为K，下列变化中，能使K发生变化的是(　　) A．将SO2的浓度增大 B．增大体系的压强 C．使用合适的催化剂 D．升高体系的温度 第二部分 创新题 1．(2023·江苏，10)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)＋2H2S(g)===CS2(g)＋4H2(g)，既可以除去天然气中的H2S，又可以获得H2。下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔS<0 B．该反应的平衡常数K＝ C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用 D．该反应中每消耗1 mol H2S，转移电子的数目约为2×6.02×1023 2．(2023·重庆，14)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) 在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．反应Ⅰ的ΔH<0，反应Ⅱ的ΔH>0 B．M点反应Ⅰ的平衡常数K<1 C．N点H2O的压强是CH4的3倍 D．若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，则曲线之间交点位置不变 3．(2022·湖南，14)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)　ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．ΔH>0 B．气体的总物质的量：na<nc C．a点平衡常数：K＞12 mol－2·L2 D．反应速率：va正<vb正 4．(2022·全国甲卷，28)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题： (1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000 ℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下： (ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋172 kJ·mol－1，Kp1＝1.0×10－2 (ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH2＝－51 kJ·mol－1，Kp2＝1.2×1012 Pa ①反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH＝__________kJ·mol－1，Kp＝__________Pa。 ②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是______________________________ ________________________________________________________________________。 ③对于碳氯化反应：增大压强，平衡__________移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率__________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)在1.0×105 Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数Kp(1 400 ℃)＝__________Pa。 ②图中显示，在200 ℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是________________________________________________________。 (3)TiO2碳氯化是一个“气-固-固”反应，有利于TiO2-C“固-固”接触的措施是________________________________________________________________________。 5．[2023·全国乙卷，28(3)(4)](3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡时－T的关系如下图所示。660 K时，该反应的平衡总压p总＝____________kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝____________(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而__________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，平衡时＝____________(用、表示)。在929 K时，p总＝84.6 kPa、＝35.7 kPa，则＝__________kPa，Kp(Ⅱ)＝__________kPa(列出计算式)。 选择性必修1第2章第2节第1课时-课时作业答案 第一部分 基础题 1.答案　C 解析　化学平衡为正、逆反应速率相等且不为零的动态平衡，故A、B错误；当化学反应达到平衡后，正、逆反应速率相等，混合物中一氧化碳和二氧化碳的浓度不变，但一氧化碳的浓度不一定是二氧化碳的两倍，故C正确、D错误。 2.答案　A 解析　对于放热的可逆反应，达到平衡时，反应物与反应产物的浓度不一定相等，A项错误；可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，气体分子数保持不变，反应体系中压强恒定，混合物的组成保持不变，反应体系中温度不变，B、C、D项正确。 3．答案　C 解析　可逆反应达到化学平衡状态的主要特征之一是v正＝v逆，而3v正(N2)＝v正(H2)并未反映出v正＝v逆的关系，即A项不正确；在N2与H2合成NH3的反应中，v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，分析时一要注意二者应分别代表正反应速率和逆反应速率，二要注意不同物质的速率之比等于化学计量数之比。 4.答案　A 解析　由图可知，a、b、c点的正反应速率均大于逆反应速率，都未达到化学平衡状态；只有d点正、逆反应速率相等，处于化学平衡状态。 5．答案　C 解析　反应开始加入一定量的气体X和Y，则反应2X(g)＋Y(g)3Z(g)从正反应方向开始进行，随着反应的进行，正反应速率越来越小，到平衡时达到最小值，则根据图示可知，a点的正反应速率大于b点的正反应速率，A错误；可逆反应t0 min时达到平衡，此时反应仍在进行，正反应速率等于逆反应速率，B错误；从图像中可以看出，从反应开始到平衡，参加反应的Y的物质的量为0.5 mol，则生成的Z的物质的量为1.5 mol，因此t0 min时，c(Z)＝＝0.75 mol·L－1，C正确；该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，体系的压强始终不变，因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状态，D错误。 6.答案　C 解析　在平衡常数表达式中，反应物浓度和反应产物浓度都应用平衡浓度表示，故A项错误；平衡常数越大，说明可逆反应进行的程度越大，故C项正确；同一反应，化学平衡常数只受温度影响，与浓度、压强、催化剂等无关，故D项错误。 7．答案　B 解析　K的数值大于105，通常认为反应进行得较完全，A正确；K只能衡量反应进行的程度，而不能体现反应速率，B错误；K不能体现转化率，如恒温条件下，转化率发生变化，但是K不变，C正确；K的值只与温度有关，随着温度的变化而变化，D正确。 8．答案　A 解析　化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大。 9．答案　D 解析　化学平衡常数只随温度的改变而改变，则只有改变体系温度才能使K发生变化，故选D。 第二部分 创新题 1.答案　C 解析　左侧反应物气体计量数之和为3，右侧反应产物气体计量数之和为5，ΔS>0，A错误；由方程式知，K＝，B错误；由方程式知，消耗1 mol H2S同时生成2 mol H2，转移4 mol e－，数目约为4×6.02×1023，D错误。 2．答案　C 解析　随着温度的升高，甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向移动，反应Ⅰ正向移动，则反应Ⅱ为放热反应，焓变小于零，反应Ⅰ为吸热反应，焓变大于零，A错误；M点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料V(CO2)∶V(H2)＝1∶1，则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数K＝＝1，B错误；N点一氧化碳、甲烷的物质的量相等，结合反应方程式的系数可知，生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏加德罗定律推论可知，H2O的压强是CH4的3倍，C正确；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，相当于增加氢气的投料，会使得甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D错误。 3．答案　BC 解析　甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，正反应为气体分子数减小的反应，则刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，说明反应放热，即ΔH＜0，故A错误；根据A项分析可知，密闭容器中的反应为放热反应，因甲容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体的总物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，图中a点和c点的压强相等，则说明甲容器中气体的总物质的量相比乙容器在减小，即气体的总物质的量：na＜nc，故B正确；设Y转化的物质的量浓度为x mol·L－1，则列出三段式如下： 2X(g)＋Y(g)Z(g) c0　　　　　　　2　　　1　　　0 Δc　　　　　　2x　　　x　　　x c平　　　　　　2－2x　1－x　　x 则有[(2－2x)＋(1－x)＋x] mol<×3 mol，计算得到x>0.75，即平衡常数K＞12 mol－2·L2，故C正确；根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到平衡的速率相对乙容器的快，即va正＞vb正，故D错误。 4．答案　(1)①－223　1.2×1014　②碳氯化反应气体分子数增加，ΔH小于0，是熵增、放热过程，根据ΔG＝ΔH－TΔS可知ΔG＜0，故该反应能自发进行，而直接氯化的体系气体分子数不变且是吸热过程，反应趋势远小于碳氯化　③向左　变小 (2)①7.2×105　②为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益 (3)将两固体粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾” 解析　(1)①根据盖斯定律，将“反应(ⅱ)－反应(ⅰ)”得到反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，则ΔH＝－51 kJ·mol－1－(＋172 kJ·mol－1)＝－223 kJ·mol－1；则Kp＝＝ Pa＝1.2×1014 Pa。③对于碳氯化反应，气体分子数增大，依据勒·夏特列原理，增大压强，平衡向气体分子数减少的方向移动，即平衡向左移动；该反应是放热反应，温度升高，平衡向吸热方向移动，即向左移动，则平衡转化率变小。(2)①从图中可知，1 400 ℃，体系中气体平衡组成比例CO2是0.05，CO是0.6，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数Kp(1 400 ℃)＝＝Pa＝7.2×105Pa。②实际生产中需要综合考虑反应的速率、产率等，以达到最佳效益，实际反应温度远高于200 ℃，就是为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品。 (3)固体颗粒越小，比表面积越大，反应接触面积越大。有利于TiO2-C“固-固”接触，可将两者粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”，增大接触面积。 5．答案　(3)3.0　2.25　增大　(4)　46.26　 解析　(3)660 K时，＝1.5 kPa，则＝1.5 kPa，因此，该反应的平衡总压p总＝3.0 kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝＝1.5 kPa×1.5 kPa＝2.25(kPa)2。由图中信息可知，随着温度升高而增大，因此，Kp(Ⅰ)随反应温度升高而增大。(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，在同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时，则平衡时，得＝。在929 K时，p总＝84.6 kPa、＝35.7 kPa，则＝p总、，联立方程组消去，可得＝4p总，代入相关数据可求出＝46.26 kPa，则＝84.6 kPa－35.7 kPa－46.26 kPa＝2.64 kPa，Kp(Ⅱ)＝＝ kPa。 学科网（北京）股份有限公司 $