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、选择题（每题3分，共30分） 1. 下列关于可逆反应的说法正确的是（　　） A. 可逆反应是指在同一条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应 B. 可逆反应中反应物和生成物共存 C. 可逆反应进行到底时反应物全部转化为生成物 D. 可逆反应中正反应速率始终等于逆反应速率 2. 下列关于化学平衡状态的说法正确的是（　　） A. 化学平衡状态是静止的，反应停止了 B. 化学平衡状态时正、逆反应速率相等且不为零 C. 化学平衡状态时各物质的浓度相等 D. 化学平衡状态时各物质的浓度与起始浓度无关 3. 在一定温度下，可逆反应A(g) + 3B(g) ⇌ 2C(g)达到平衡的标志是（　　） A. C生成的速率与C分解的速率相等 B. 单位时间内生成n mol A同时生成3n mol B C. A、B、C的浓度不再变化 D. A、B、C的分子数之比为1:3:2 4. 下列措施能使化学平衡发生移动的是（　　） A. 使用催化剂 B. 增大压强（对反应前后气体分子数相等的反应） C. 改变温度 D. 对有固体参加的反应，增加固体的量 5. 对于反应2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) ΔH < 0，下列说法正确的是（　　） A. 升高温度，平衡向正反应方向移动 B. 增大压强，平衡向逆反应方向移动 C. 使用催化剂，SO₂的转化率提高 D. 降低温度，有利于提高SO₃的产率 6. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　） A. 打开汽水瓶盖，有大量气泡逸出 B. 实验室用排饱和食盐水法收集氯气 C. 合成氨反应采用高温条件 D. 配制FeCl₃溶液时加入少量盐酸 7. 反应N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)在一定条件下达到平衡，若保持温度不变，将容器体积缩小一半，则（　　） A. 正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动 B. 正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动 C. 正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动 D. 正、逆反应速率都不变，平衡不移动 8. 对于反应H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)，下列说法正确的是（　　） A. 达到平衡时，H₂、I₂、HI的浓度相等 B. 达到平衡时，H₂、I₂、HI的浓度不再变化 C. 增大压强，平衡向生成HI的方向移动 D. 升高温度，平衡一定向正反应方向移动 9. 医学上，血液酸碱平衡的缓冲体系H₂CO₃/HCO₃⁻存在平衡：H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻。当血液中酸性物质增加时，平衡（　　） A. 向左移动，H₂CO₃浓度增大 B. 向右移动，HCO₃⁻浓度增大 C. 不移动 D. 无法判断 10. 一定温度下，在密闭容器中发生反应2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g)达到平衡。若保持温度不变，再充入一定量的NO₂，则重新达到平衡后NO₂的体积分数（　　） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 二、填空题（每空2分，共30分） 11. 可逆反应是指在同一条件下既能向________方向进行又能向________方向进行的反应。可逆反应中，当正反应速率________逆反应速率时，反应达到________状态。此时，各物质的浓度________，但反应________（填”停止”或”仍在进行”）。 12. 勒夏特列原理（平衡移动原理）是指如果改变影响平衡的一个条件（如________、________或________），平衡将向着能够________这种改变的方向移动。 13. 对于反应2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) ΔH < 0： 增大压强，平衡向________方向移动（填”正反应”或”逆反应”）； 升高温度，平衡向________方向移动； 增加O₂的浓度，平衡向________方向移动，SO₂的转化率________（填”增大”、“减小”或”不变”）； 使用催化剂，平衡________移动（填”发生”或”不发生”），反应达到平衡所需时间________（填”缩短”或”延长”）。 14. 合成氨反应N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) ΔH < 0，工业上采用的适宜条件是：温度________（填”高温”或”低温”），压强________（填”高压”或”低压”），催化剂________。这样选择的理由是________________。 15. 医学上常用的血红蛋白（Hb）与氧气的结合存在平衡：Hb + O₂ ⇌ HbO₂。在肺部，氧气浓度高，平衡向________移动，血红蛋白________氧气；在组织中，氧气浓度低，平衡向________移动，血红蛋白________氧气。这就是氧气在体内的运输原理。 三、判断题（每题2分，共10分） 16. 判断下列说法是否正确（正确的打”√“，错误的打”ד）： （1）化学平衡状态是动态平衡，正、逆反应仍在进行，只是速率相等。（　　） （2）增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率一定提高。（　　） （3）对于放热反应，升高温度，正、逆反应速率都增大，但逆反应速率增大的倍数更大。（　　） （4）催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，因此不能使化学平衡发生移动。（　　） （5）对于气体反应，增大压强一定能使化学平衡发生移动。（　　） 四、简答题（共15分） 17.（8分）解释下列现象： （1）实验室用排饱和食盐水法收集氯气，而不用排饱和NaHCO₃溶液法收集； （2）工业生产硫酸时，SO₂转化为SO₃采用常压而不是高压。 18.（7分）人体血液中的酸碱平衡主要依靠H₂CO₃/HCO₃⁻缓冲体系维持，正常血液pH维持在7.35-7.45之间。请用化学平衡原理解释： （1）当人体剧烈运动产生大量乳酸（酸性物质）时，血液pH如何保持相对稳定？ （2）当人体出现呕吐丢失大量胃酸（HCl）时，血液pH如何保持相对稳定？ 五、计算题（共15分） 19.（8分）在一定温度下，将2 mol SO₂和1 mol O₂通入密闭容器中，发生反应2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)。达到平衡时，测得SO₂的转化率为80%。 （1）计算平衡时各物质的物质的量； （2）计算SO₂的体积分数（即物质的量分数）。 20.（7分）某药物在体内的代谢为可逆反应：药物（活性形式）⇌ 代谢物（无活性），正反应速率常数k₁ = 0.2 h⁻¹，逆反应速率常数k₂ = 0.05 h⁻¹。 （1）计算该反应的平衡常数K； （2）若患者服药后初始活性药物浓度为10 mg/L，计算平衡时活性药物的浓度。 【参考答案】 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B C C D C B B A B 二、填空题 11. 正反应；逆反应；等于；化学平衡；不再变化；仍在进行 12. 温度；压强；浓度；减弱 13. 正反应；逆反应；正反应；增大；不发生；缩短 14. 高温（或400-500℃）；高压（或10-30 MPa）；铁触媒；高温是为了加快反应速率（催化剂活性温度），高压有利于平衡向生成NH₃的方向移动，催化剂是为了缩短达到平衡的时间 15. 右；结合；左；释放 三、判断题 16.（1）√　（2）×　（3）√　（4）√　（5）× 四、简答题 17. 答： （1）氯气溶于水存在平衡：Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO。饱和食盐水中Cl⁻浓度很大，根据勒夏特列原理，增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动，抑制了Cl₂与水的反应，降低了Cl₂在水中的溶解度，因此可用排饱和食盐水法收集氯气。而饱和NaHCO₃溶液呈碱性，会与Cl₂反应（Cl₂ + 2NaHCO₃ = NaCl + NaClO + 2CO₂ + H₂O），消耗Cl₂，不能用于收集。 （2）工业生产硫酸时，SO₂转化为SO₃的反应为2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)，正反应是气体分子数减小的反应，理论上增大压强有利于提高SO₃的产率。但在常压下SO₂的转化率已经很高（约90%），若采用高压，需要增加设备投资和动力消耗，经济效益不高。因此，从综合经济效益考虑，采用常压条件。 18. 答： （1）当人体剧烈运动产生大量乳酸时，乳酸电离产生H⁺，使血液中H⁺浓度增大。根据勒夏特列原理，H⁺与HCO₃⁻结合，平衡H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻向左移动，消耗多余的H⁺，同时生成H₂CO₃，H₂CO₃分解为CO₂和H₂O，CO₂通过呼吸排出体外，从而使血液pH保持相对稳定。 （2）当人体呕吐丢失大量胃酸（HCl）时，血液中H⁺浓度减小。根据勒夏特列原理，平衡H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻向右移动，H₂CO₃电离产生H⁺，补充消耗的H⁺，同时HCO₃⁻浓度增大，从而使血液pH保持相对稳定。 五、计算题 19. 解： 起始物质的量：n(SO₂) = 2 mol，n(O₂) = 1 mol，n(SO₃) = 0 SO₂的转化率为80%，则反应的SO₂ = 2 mol × 80% = 1.6 mol 根据反应方程式2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)： 物质 起始(mol) 转化(mol) 平衡(mol) SO₂ 2 -1.6 0.4 O₂ 1 -0.8 0.2 SO₃ 0 +1.6 1.6 （1）平衡时各物质的物质的量： n(SO₂) = 0.4 mol，n(O₂) = 0.2 mol，n(SO₃) = 1.6 mol （2）平衡时总物质的量 = 0.4 + 0.2 + 1.6 = 2.2 mol SO₂的体积分数 = 0.4 / 2.2 × 100% = 18.2% 答：（1）平衡时n(SO₂) = 0.4 mol，n(O₂) = 0.2 mol，n(SO₃) = 1.6 mol；（2）SO₂的体积分数为18.2%。 20. 解： （1）平衡时正、逆反应速率相等：k₁[药物] = k₂[代谢物] 平衡常数K = [代谢物]/[药物] = k₁/k₂ = 0.2/0.05 = 4 （2）设平衡时活性药物的浓度为x mg/L，则代谢物的浓度为(10 - x) mg/L K = (10 - x)/x = 4 10 - x = 4x 5x = 10 x = 2 mg/L 答：（1）平衡常数K = 4；（2）平衡时活性药物的浓度为2 mg/L。 学科网（北京）股份有限公司 $