2-3化学平衡 同步作业 《化学（医药卫生类）》同步教学 高教版

主题二 化学反应及其规律 第三节 化学平衡 同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列关于化学平衡的说法，错误的是（ ） A. 化学平衡是可逆反应进行到一定程度时的状态 B. 达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率 C. 达到平衡时，反应物和生成物的浓度不再改变 D. 达到平衡时，反应停止进行 2. 下列反应中，属于可逆反应的是（ ） A. 2H₂ + O₂ = 2H₂O B. NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃ C. N₂ + 3H₂ = 2NH₃ D. 2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ 3. 化学平衡状态的特征不包括（ ） A. 可逆反应（逆） B. 正逆反应速率相等（等） C. 反应速率为零（停） D. 各物质浓度保持不变（定） 4. 对于可逆反应2SO₂ + O₂ =2SO₃，达到平衡后，下列措施能使平衡向正反应方向移动的是（ ） A. 增大SO₃的浓度 B. 减小O₂的浓度 C. 增大压强 D. 加入催化剂 5. 下列关于勒夏特列原理的说法，正确的是（ ） A. 勒夏特列原理只适用于化学平衡 B. 改变影响平衡的一个条件，平衡将向减弱这种改变的方向移动 C. 平衡移动的结果会消除外界条件的改变 D. 催化剂能使平衡发生移动，符合勒夏特列原理 6. 医药中常用的氨水（NH₃·H₂O）存在电离平衡：NH₃·H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻，下列措施能使平衡向电离方向移动的是（ ） A. 加入少量NH₄Cl固体 B. 加入少量NaOH固体 C. 加水稀释 D. 降低温度 7. 对于可逆反应CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃，该反应在人体内血液中存在，对维持血液pH稳定有重要作用。下列说法错误的是（ ） A. 该反应是可逆反应 B. 血液中CO₂浓度升高时，平衡向正反应方向移动 C. 血液中H₂CO₃浓度升高时，平衡向逆反应方向移动 D. 该反应达到平衡时，CO₂和H₂O的反应停止 8. 下列因素中，能使化学平衡发生移动的是（ ） A. 加入催化剂 B. 改变反应温度 C. 改变反应容器的体积（反应前后气体分子数不变） D. 增大反应物浓度后又立即减小该浓度至原水平 9. 对于可逆反应2NO₂（红棕色） ⇌ N₂O₄（无色），达到平衡后，降低温度，混合气体颜色变浅，说明该反应（ ） A. 正反应是吸热反应 B. 正反应是放热反应 C. 逆反应是放热反应 D. 温度对平衡无影响 10. 下列关于化学平衡移动的说法，正确的是（ ） A. 平衡向正反应方向移动，反应物的转化率一定增大 B. 平衡向逆反应方向移动，生成物的浓度一定减小 C. 改变压强，平衡一定发生移动 D. 改变温度，平衡一定发生移动 11. 医药生产中，合成某药物的可逆反应为A + B ⇌ C + D（放热反应），为提高药物C的产率，应采取的措施是（ ） A. 升高温度 B. 增大压强（反应前后气体分子数不变） C. 增大反应物A的浓度 D. 加入催化剂 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 可逆反应是指在______条件下，既能向______方向进行，又能向______方向进行的反应；化学平衡状态是指可逆反应进行到______速率等于______速率，反应物和生成物的浓度______的状态。 2. 化学平衡状态的特征可概括为“逆、等、动、定、变”，其中“逆”指______，“等”指______，“动”指______，“定”指______，“变”指______。 3. 勒夏特列原理指出：如果改变影响平衡的一个条件（如______、______、______等），平衡将向______的方向移动。 4. 影响化学平衡的外界因素主要有______、______、______（对于有气体参与的反应）；催化剂只能改变______，不能使化学平衡发生移动。 5. 人体内的酸碱平衡主要依赖血液中的缓冲对，如H₂CO₃/NaHCO₃，其中存在平衡：______，当人体摄入酸性物质时，平衡向______方向移动，消耗多余的H⁺，维持pH稳定。 6. 医药生产中，对于放热的可逆反应，为提高产物产率，通常会采取______温度的措施；对于气体分子数减少的可逆反应，通常会采取______压强的措施（填“升高”或“降低”）。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 所有化学反应都能达到化学平衡状态。（ ） 2. 达到化学平衡时，正反应速率和逆反应速率都为零。（ ） 3. 化学平衡状态是一种动态平衡，反应仍在进行。（ ） 4. 改变反应物浓度，化学平衡一定发生移动。（ ） 5. 对于有气体参与的可逆反应，增大压强，平衡一定向气体分子数减少的方向移动。（ ） 6. 勒夏特列原理适用于所有动态平衡，包括化学平衡、电离平衡等。（ ） 7. 医药中使用的缓冲溶液，其缓冲原理基于化学平衡的移动，能抵抗少量酸碱对pH的影响。（ ） 8. 升高温度，所有可逆反应的平衡都会向正反应方向移动。（ ） 9. 平衡向正反应方向移动，生成物的质量一定增加。（ ） 二、提升题（共30分） 简答题与探究题（每题10分，共30分） 1. ① 简述化学平衡的特征及勒夏特列原理的内容，并用勒夏特列原理解释“夏天打开碳酸饮料瓶盖时，会有大量气泡冒出”的现象；② 结合医药卫生领域，举例说明化学平衡在体内代谢或药物作用中的应用（至少2例，如血液酸碱平衡、药物解离平衡）；③ 对于可逆反应N₂ + 3H₂ 高温高压 催化剂 2NH₃（放热反应），分析下列措施对平衡的影响（填“正反应方向移动”“逆反应方向移动”或“不移动”）：a. 升高温度；b. 增大N₂的浓度；c. 减小NH₃的浓度；d. 增大压强；e. 加入催化剂。 2. ① 设计实验验证浓度对化学平衡的影响（以FeCl₃与KSCN的可逆反应为例：FeCl₃ + 3KSCN ⇌ Fe(SCN)₃（血红色） + 3KCl），写出实验原理、仪器、步骤、预期现象及结论；② 医药中常用的抗酸药（如碳酸氢钠片）能中和胃酸（主要成分为HCl），其作用原理涉及平衡移动：HCO₃⁻ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ CO₂↑ + H₂O。解释服用碳酸氢钠片后，为什么会有腹胀感（从平衡移动角度分析）；③ 某可逆反应A ⇌ B + C（吸热反应），达到平衡后，若将温度从25℃升高到50℃，平衡向正反应方向移动，说明该反应的正反应是吸热还是放热？若将反应容器的体积扩大一倍，平衡向正反应方向移动，说明反应前后气体分子数的变化（填“正反应方向气体分子数增多”或“减少”）。 3. ① 分析化学平衡在医药生产中的应用，说明如何通过控制条件提高药物的产率（结合具体可逆反应举例，如合成药物中间体的反应）；② 人体血液中存在H₂CO₃/NaHCO₃缓冲对，当人体剧烈运动产生大量乳酸（HL）时，乳酸与NaHCO₃发生反应：HL + NaHCO₃ = NaL + H₂CO₃，H₂CO₃进一步分解为CO₂和H₂O，CO₂通过呼吸排出体外。结合化学平衡原理解释该缓冲对如何维持血液pH稳定；③ 已知某可逆反应2A(g) + B(g) ⇌ 2C(g)（放热反应），在密闭容器中达到平衡后，回答下列问题：a. 若加入少量B(g)，平衡向哪个方向移动？A的转化率如何变化？b. 若升高温度，平衡常数K会增大还是减小？c. 若减小容器体积，C的浓度会如何变化？d. 若加入催化剂，平衡是否移动？C的产率是否改变？   参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. D 2. C 3. C 4. C 5. B 6. C 7. D 8. B 9. B 10. D 11. C （二）填空题 1. 相同；正反应；逆反应；正反应；逆反应；不再改变 2. 可逆反应；正逆反应速率相等；动态平衡（反应仍在进行）；各物质浓度保持不变；外界条件改变时平衡发生移动 3. 浓度；温度；压强；减弱这种改变 4. 温度；浓度；压强；反应速率 5. H₂CO₃ ⇌ CO₂ + H₂O（或CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃）；逆反应（或正反应，根据平衡表达式对应） 6. 降低；升高 （三）判断题 1. × 2. × 3. √ 4. √ 5. × 6. √ 7. √ 8. × 9. √ 二、提升题 1. ① 化学平衡特征及勒夏特列原理： 化学平衡特征：逆（可逆反应）、等（v正=v逆≠0）、动（动态平衡）、定（各物质浓度不变）、变（外界条件改变平衡移动）； 勒夏特列原理：改变影响平衡的一个条件，平衡将向减弱这种改变的方向移动； 现象解释：碳酸饮料中存在平衡CO₂(g) ⇌ CO₂(aq)（溶解平衡，属于化学平衡的一种），打开瓶盖时，压强减小，根据勒夏特列原理，平衡向减弱压强减小的方向（即CO₂(g)增多的方向）移动，CO₂从溶液中逸出，产生大量气泡。 ② 医药领域应用举例： 应用1：血液酸碱平衡，血液中H₂CO₃/NaHCO₃缓冲对存在平衡CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻，当摄入酸性物质（如乳酸），H⁺浓度增大，平衡向逆反应方向移动，H₂CO₃分解为CO₂和H₂O，CO₂通过呼吸排出，维持pH稳定； 应用2：药物解离平衡，如弱酸类药物HA在体内存在解离平衡HA ⇌ H⁺ + A⁻，药物的解离程度影响其吸收和药效，酸性环境（如胃）中，H⁺浓度高，平衡向逆反应方向移动，药物以分子形式存在，易被胃黏膜吸收；碱性环境（如肠道）中，平衡向正反应方向移动，药物以离子形式存在，吸收减少。 ③ 措施对平衡的影响： a. 升高温度：逆反应方向移动（正反应放热，升温平衡向吸热的逆反应方向）； b. 增大N₂的浓度：正反应方向移动（增大反应物浓度，平衡向正反应方向）； c. 减小NH₃的浓度：正反应方向移动（减小生成物浓度，平衡向正反应方向）； d. 增大压强：正反应方向移动（正反应气体分子数减少，加压平衡向分子数少的方向）； e. 加入催化剂：不移动（催化剂只改速率，不影响平衡）。 2. ① 验证浓度对平衡影响的实验设计： 实验原理：FeCl₃ + 3KSCN ⇌ Fe(SCN)₃（血红色） + 3KCl，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，血红色加深；增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动，血红色变浅。 仪器：试管、胶头滴管、FeCl₃溶液、KSCN溶液、KCl溶液、蒸馏水。 步骤：1. 取一支试管，加入5mL蒸馏水，滴加2滴FeCl₃溶液和2滴KSCN溶液，振荡，观察溶液颜色（对照组，血红色）；2. 取第二支试管，加入与对照组相同的溶液，再滴加1滴FeCl₃溶液，振荡，观察颜色变化；3. 取第三支试管，加入与对照组相同的溶液，再滴加1滴KSCN溶液，振荡，观察颜色变化；4. 取第四支试管，加入与对照组相同的溶液，再滴加2滴KCl溶液，振荡，观察颜色变化。 预期现象及结论：第二、三支试管溶液血红色比对照组深，说明增大反应物（Fe³⁺或SCN⁻）浓度，平衡向正反应方向移动；第四支试管溶液血红色比对照组浅，说明增大生成物（Cl⁻）浓度，平衡向逆反应方向移动。 ② 碳酸氢钠片腹胀感解释： 碳酸氢钠在体内存在平衡HCO₃⁻ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ CO₂↑ + H₂O； 服用后，HCO₃⁻与胃酸中的H⁺反应，消耗H⁺，使第一个平衡向正反应方向移动，H₂CO₃浓度增大； 根据勒夏特列原理，第二个平衡向减弱H₂CO₃浓度增大的方向（即分解为CO₂和H₂O的方向）移动，CO₂气体在胃内积聚，产生腹胀感。 ③ 反应热与气体分子数判断： 温度升高，平衡向正反应方向移动，说明正反应是吸热反应（升温平衡向吸热方向移动）； 容器体积扩大一倍（压强减小），平衡向正反应方向移动，说明正反应方向气体分子数增多（减压平衡向分子数多的方向移动）。 3. ① 化学平衡在医药生产中的应用： 举例：合成药物中间体的可逆反应A + B ⇌ C + D（放热反应，气体分子数减少）； 提高产率的措施：1. 降低温度（正反应放热，降温平衡向正反应方向移动）；2. 增大压强（正反应分子数减少，加压平衡向正反应方向移动）；3. 增大反应物A或B的浓度（平衡向正反应方向移动，提高另一反应物的转化率）；4. 及时分离出生成物C（减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动）。 ② 血液缓冲对维持pH稳定的原理： 血液中存在平衡H₂CO₃ ⇌ CO₂ + H₂O和HCO₃⁻ + H⁺ ⇌ H₂CO₃； 剧烈运动产生乳酸（HL），HL电离出H⁺，使H⁺浓度增大； 根据勒夏特列原理，HCO₃⁻ + H⁺ ⇌ H₂CO₃平衡向正反应方向移动，消耗多余的H⁺； 同时H₂CO₃浓度增大，促使H₂CO₃ ⇌ CO₂ + H₂O平衡向正反应方向移动，CO₂通过呼吸排出体外，从而维持血液pH稳定。 ③ 可逆反应平衡问题分析： a. 加入少量B(g)：平衡向正反应方向移动；A的转化率增大（B浓度增大，促进A的反应）； b. 升高温度：平衡向逆反应方向移动（正反应放热），平衡常数K减小（放热反应升温K减小）； c. 减小容器体积（压强增大）：平衡向正反应方向移动（正反应分子数减少），C的浓度增大（体积减小，浓度初始增大，平衡移动进一步增大）； d. 加入催化剂：平衡不移动；C的产率不变（催化剂只改速率，不影响平衡产率）。 学科网（北京）股份有限公司 $