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60分） （一）选择题（每题3分，共30分） 1. 下列关于化学平衡的说法，正确的是（ ） A. 化学平衡是指化学反应停止的状态 B. 化学平衡状态下，反应物和生成物的浓度不再改变 C. 化学平衡状态下，正反应速率为0，逆反应速率也为0 D. 化学平衡状态下，各物质的浓度之比等于化学计量数之比 2. 下列反应中，属于可逆反应的是（ ） A. 2H₂ + O₂ = 2H₂O B. 2KClO₃ = 2KCl + 3O₂↑ C. CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ D. Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑ 3. 化学平衡状态的本质特征是（ ） A. 反应物和生成物浓度相等 B. 正反应速率等于逆反应速率且不为0 C. 反应体系温度不变 D. 反应体系压强不变 4. 对于可逆反应N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃，达到平衡状态的标志是（ ） A. 单位时间内生成1mol N₂的同时生成2mol NH₃ B. N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1:3:2 C. 反应体系的压强不再改变 D. 反应体系的体积不再改变 5. 下列因素中，能使化学平衡发生移动的是（ ） A. 加入催化剂 B. 改变反应体系的温度 C. 改变反应体系的体积（反应前后气体分子数不变的反应） D. 加入与反应无关的气体（恒容条件） 6. 对于可逆反应2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃（放热反应），下列措施中能使平衡向正反应方向移动的是（ ） A. 升高温度 B. 增大压强 C. 减小SO₂的浓度 D. 加入催化剂 7. 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气体反应 B. 勒夏特列原理指出，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. 勒夏特列原理能解释所有化学平衡的移动 D. 应用勒夏特列原理时，无需考虑反应的可逆性 8. 对于可逆反应CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g)（放热反应），下列说法中错误的是（ ） A. 升高温度，平衡向逆反应方向移动 B. 增大CO的浓度，平衡向正反应方向移动 C. 增大压强，平衡不移动 D. 加入催化剂，平衡向正反应方向移动 9. 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. 改变浓度一定能使平衡发生移动 D. 平衡移动的结果是减弱外界条件的改变，而不是消除 10. 医药领域中，人体血液中的缓冲对（如H₂CO₃/NaHCO₃）维持pH稳定，其原理与化学平衡移动密切相关，当血液中H⁺浓度增大时，平衡会（ ） A. 向生成H₂CO₃的方向移动 B. 向生成HCO₃⁻的方向移动 C. 不移动 D. 无法判断 （二）填空题（每空2分，共20分） 1. 可逆反应是指在______条件下，既能向______方向进行，又能向______方向进行的化学反应；化学平衡状态是指可逆反应进行到一定程度时，______速率等于______速率，反应物和生成物的浓度______的状态。 2. 化学平衡的特征可概括为“逆、等、定、动、变”，其中“逆”指______，“等”指______，“定”指______，“动”指______，“变”指______。 3. 影响化学平衡的外界条件主要有______、、（针对有气体参与的反应）；加入催化剂______（填“能”或“不能”）使化学平衡发生移动，原因是______。 4. 勒夏特列原理的内容是：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、压强），平衡将向______的方向移动。 5. 对于可逆反应2NO₂ ⇌ N₂O₄（放热反应），升高温度，平衡向______反应方向移动；增大压强，平衡向______反应方向移动。 6. 人体血液中的H₂CO₃/NaHCO₃缓冲对，其平衡关系式为______，当摄入酸性物质时，平衡向______方向移动，从而维持血液pH稳定。 （三）判断题（每题1分，共10分） 1. 可逆反应达到平衡状态后，反应就停止了。（ ） 2. 化学平衡状态下，各物质的浓度一定相等。（ ） 3. 改变反应物的浓度，化学平衡一定发生移动。（ ） 4. 升高温度，所有可逆反应的平衡都会向吸热反应方向移动。（ ） 5. 增大压强，所有有气体参与的可逆反应的平衡都会发生移动。（ ） 6. 催化剂能加快反应速率，但不能改变平衡状态。（ ） 7. 勒夏特列原理适用于所有动态平衡，包括化学平衡、物理平衡等。（ ） 8. 平衡向正反应方向移动，生成物的产量一定增加。（ ） 9. 对于可逆反应H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)，增大压强，平衡不移动，因此反应速率也不变。（ ） 10. 化学平衡移动的本质是正、逆反应速率不再相等。（ ） 二、提升题（共40分） （一）简答题（每题10分，共20分） 1. 请简述浓度、温度、压强对化学平衡的影响规律，并结合勒夏特列原理解释原因（以具体可逆反应为例说明）。 2. 结合医药卫生专业，说明化学平衡原理在医药领域的应用（至少两点），并简要解释原理。 （二）综合分析题（每题10分，共20分） 1. 对于可逆反应2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)（放热反应），请回答下列问题： （1）该反应达到平衡状态的标志有哪些？（至少列举三点） （2）若升高温度，该反应的平衡将向哪个方向移动？正、逆反应速率如何变化？ （3）若增大O₂的浓度，该反应的平衡将向哪个方向移动？SO₂的转化率会如何变化？ （4）若减小反应体系的体积（增大压强），该反应的平衡将向哪个方向移动？请从分子碰撞理论解释原因。 （5）若加入催化剂，该反应的平衡是否移动？正、逆反应速率如何变化？ 2. 人体血液中存在如下平衡：H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻，H₂CO₃不稳定，易分解为CO₂和H₂O（CO₂可通过呼吸排出体外），请回答下列问题： （1）该平衡体系中，H₂CO₃和HCO₃⁻分别起到什么作用？ （2）当人体剧烈运动后，肌肉细胞无氧呼吸产生大量乳酸（酸性物质），进入血液后会使血液中H⁺浓度增大，此时血液中的平衡将如何移动？请用平衡移动原理解释。 （3）当人体摄入过多碱性物质（如NaHCO₃），血液中OH⁻浓度增大，H⁺浓度减小，此时平衡将如何移动？请用平衡移动原理解释。 （4）医疗上，对于酸中毒患者（血液pH过低），常采用静脉注射NaHCO₃溶液进行治疗，请结合平衡原理说明治疗原理。 （5）若该平衡体系受到外界条件影响（如温度升高），平衡发生移动，会对人体健康造成什么影响？请简要分析。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. B 2. C 3. B 4. C 5. B 6. B 7. B 8. D 9. D 10. A （二）填空题 1. 相同；正反应；逆反应；正反应；逆反应；不再改变 2. 反应是可逆反应；正反应速率等于逆反应速率；反应物和生成物浓度不再改变；平衡是动态平衡（正、逆反应仍在进行）；外界条件改变时平衡会发生移动 3. 浓度；温度；压强；不能；催化剂同等程度改变正、逆反应速率，正、逆反应速率仍相等 4. 减弱这种改变 5. 逆；正 6. H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻；生成H₂CO₃（或向左） （三）判断题 1. × 2. × 3. × 4. √ 5. × 6. √ 7. √ 8. √ 9. × 10. √ 二、提升题 （一）简答题 1. 浓度、温度、压强对化学平衡的影响规律及勒夏特列原理解释： ① 浓度：在其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。例：可逆反应CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g)，增大CO的浓度，根据勒夏特列原理，平衡将向减弱CO浓度增大的方向（正反应方向）移动，通过消耗CO生成更多CO₂和H₂，使CO浓度趋于稳定； ② 温度：在其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。例：可逆反应N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃（放热反应），升高温度，平衡将向减弱温度升高的方向（逆反应方向，吸热）移动，通过逆反应吸收热量，降低体系温度； ③ 压强：在其他条件不变时，增大压强，平衡向气体分子数减少的方向移动；减小压强，平衡向气体分子数增多的方向移动（无气体参与的反应或反应前后气体分子数相等的反应，压强改变不影响平衡）。例：可逆反应2NO₂ ⇌ N₂O₄（正反应气体分子数减少），增大压强，平衡向减弱压强增大的方向（正反应方向）移动，通过减少气体分子数降低体系压强。 2. 化学平衡原理在医药领域的应用： ① 血液缓冲体系的pH调节：人体血液中H₂CO₃/NaHCO₃缓冲对维持pH在7.35~7.45之间，其平衡为H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻。当血液中H⁺浓度增大（如摄入酸性物质），根据勒夏特列原理，平衡向左移动，H⁺与HCO₃⁻结合生成H₂CO₃，H₂CO₃分解为CO₂和H₂O，CO₂通过呼吸排出体外，从而降低H⁺浓度；当H⁺浓度减小（如摄入碱性物质），平衡向右移动，H₂CO₃电离出H⁺，补充血液中H⁺，维持pH稳定。原理：利用化学平衡的移动，减弱外界条件（H⁺浓度变化）的影响，实现pH稳态； ② 药物合成中的平衡调控：药物合成中许多反应是可逆反应，通过控制条件使平衡向生成药物的方向移动，提高产率。例：合成阿司匹林的反应中，存在酯化可逆反应，通过及时分离出生成的水（减小生成物浓度），根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动，提高阿司匹林的产率。原理：通过改变浓度条件，使平衡向目标产物生成的方向移动，优化生产效率。 （二）综合分析题 1. 可逆反应2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)（放热反应）分析： （1）平衡状态标志：① 单位时间内生成2mol SO₂的同时生成2mol SO₃（正、逆反应速率相等）；② SO₂、O₂、SO₃的浓度不再改变；③ 反应体系的压强不再改变（反应前后气体分子数不同）；④ 混合气体的平均相对分子质量不再改变；⑤ 单位时间内断裂2mol S=O键（SO₂中）的同时断裂2mol S=O键（SO₃中）； （2）升高温度的影响：平衡向逆反应方向移动；正、逆反应速率均增大，且逆反应速率增大的幅度大于正反应速率； （3）增大O₂浓度的影响：平衡向正反应方向移动；SO₂的转化率增大（O₂浓度增大，促进SO₂的消耗）； （4）减小体积（增大压强）的影响：平衡向正反应方向移动；原因：减小体积使单位体积内气体分子数增多，反应物和生成物的浓度均增大，但正反应方向气体分子数减少，单位体积内活化分子数增加的幅度更大，有效碰撞频率提高更显著，正反应速率增大的幅度大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动； （5）加入催化剂的影响：平衡不移动；正、逆反应速率均显著增大，且增大的幅度相等，正、逆反应速率仍相等，平衡状态不变。 2. 血液中H₂CO₃平衡体系分析： （1）作用：① H₂CO₃：作为弱酸，能电离出H⁺，当血液中H⁺浓度减小时，可补充H⁺；同时易分解为CO₂，便于排出体外调节平衡；② HCO₃⁻：作为弱酸根，能结合血液中多余的H⁺，当H⁺浓度增大时，可消耗H⁺，维持pH稳定； （2）乳酸进入血液后的平衡移动：平衡向左移动（H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻）；解释：乳酸电离出H⁺，使血液中H⁺浓度增大，根据勒夏特列原理，平衡将向减弱H⁺浓度增大的方向移动，H⁺与HCO₃⁻结合生成H₂CO₃，H₂CO₃分解为CO₂和H₂O，CO₂通过呼吸排出，从而降低H⁺浓度，维持pH稳定； （3）摄入过多碱性物质后的平衡移动：平衡向右移动；解释：碱性物质与H⁺结合，使血液中H⁺浓度减小，根据勒夏特列原理，平衡将向减弱H⁺浓度减小的方向移动，H₂CO₃电离出H⁺和HCO₃⁻，补充H⁺，维持pH稳定； （4）酸中毒治疗原理：酸中毒患者血液中H⁺浓度过高，静脉注射NaHCO₃溶液后，HCO₃⁻浓度增大，根据勒夏特列原理，平衡向左移动，HCO₃⁻与血液中多余的H⁺结合生成H₂CO₃，H₂CO₃分解为CO₂和H₂O，CO₂通过呼吸排出，从而降低H⁺浓度，使血液pH恢复正常； （5）温度升高对人体健康的影响：温度升高会使H₂CO₃的电离平衡和分解平衡发生移动，H₂CO₃分解速率加快，CO₂生成增多，若呼吸速率未及时调整，可能导致血液中H₂CO₃浓度降低，平衡向右移动，H⁺浓度增大，血液pH下降（酸中毒）；同时，温度升高可能影响酶的活性，导致代谢紊乱，引发头晕、乏力等症状，严重时危及生命。 学科网（北京）股份有限公司 $