第2章 第2节 第3课时 浓度、压强对化学平衡的影响-(配套练习)【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册(人教版)
2026-08-15
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摘要:
**基本信息**
练习分基础训练(6题)和能力提升(5题),分层清晰,梯度合理,覆盖化学平衡核心知识点,从单一概念应用到综合实验探究,适配新授课巩固与能力提升,体现化学观念与科学思维培养。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础训练|平衡移动基本影响因素(浓度、压强)、简单平衡常数计算|以选择题为主,直接考查概念辨析(如固体对平衡影响),非选择题聚焦基础计算(如甲醇合成平衡常数)|
|能力提升|综合图像分析、实验探究(如Fe³⁺与I⁻平衡移动)、复杂平衡计算|增加非选择题比重,需证据推理(如氨合成平衡转化率计算)与模型建构(如浓度对SO₃体积分数影响图像分析)|
内容正文:
[对应知能达标训练P24]
说明:选择题每题3分;非选择题共28分,本试卷共52分。
[基础训练]
1.恒温密闭容器中,足量的碳酸钙分解存在平衡:CaCO3(s)⥫⥬CaO(s)+CO2(g),反应达平衡时,二氧化碳的浓度为a mol·L-1。下列说法正确的是( )
A.增加CaO质量,平衡逆向移动
B.增大碳酸钙表面积,可以缩短达到平衡的时间,提高CO2浓度
C.容器容积缩小为原来一半,达平衡时,a mol·L-1<c(CO2)<2a mol·L-1
D.容器容积增大为原来2倍,再次达平衡时,CO2密度不变
解析 D CaO为固体,增加CaO质量,反应体系中气体的浓度不变,化学平衡不移动,故A错误;增大碳酸钙表面积,反应物的接触面积增大,反应速率增大,但化学平衡不移动,二氧化碳的浓度不变,故B错误;反应的平衡常数K=c(CO2),平衡常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,则容器容积缩小为原来一半,再次达平衡时,二氧化碳的浓度不变,故C错误;反应的平衡常数K=c(CO2),平衡常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,则容器容积增大为原来的2倍,再次达平衡时,二氧化碳的浓度不变,但是气体体积和二氧化碳质量都变为原来的二倍,所以二氧化碳的密度不变,故D正确。
2.已知反应mA(s)+nB(g)⥫⥬pC(g) ΔH<0,在一定温度下,反应达到平衡时,B的体积分数φ(B)与压强变化的关系如图所示,下列叙述中一定正确的是( )
①m+n>p ②x点表示的正反应速率大于逆反应速率 ③x点表示的反应速率比y点的小 ④n>p
A.①② B.②④
C.②③ D.①③
解析 C 从题图的曲线变化特征可以看出,增大压强,B的体积分数增大,说明平衡向逆反应方向移动,A为固态,则有n<p,m+n与p的关系不能确定,故①④错误;x点位于曲线上方,未达到平衡状态,由题图可以看出,当B的体积分数减小时,可趋向于平衡,则要想达到平衡状态,反应向正反应方向进行,即v正>v逆,故②正确;x点对应的压强小于y点对应的压强,压强越大,反应速率越大,故x点比y点的反应速率小,故③正确。
3.已知重铬酸钾(K2Cr2O7)具有强氧化性,其还原产物Cr3+在水溶液中呈绿色或蓝绿色。在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡:Cr2O(橙色)+H2O⥫⥬2CrO(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验,说法不正确的是( )
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O被C2H5OH还原
C.对比②和④可知酸性条件下K2Cr2O7氧化性强
D.若向④中加入70%硫酸至过量,溶液变为橙色
解析 D 在平衡体系中加入酸,平衡逆向移动,重铬酸根离子浓度增大,橙色加深;加入碱,平衡正向移动,溶液变黄,A不符合题意;②中溶液变成绿色,重铬酸钾被还原,B不符合题意;②是酸性条件,④是碱性条件,酸性条件下K2Cr2O7可氧化乙醇,而碱性条件下不能,说明酸性条件下K2Cr2O7氧化性强,C不符合题意;若向④溶液中加入70%硫酸至过量,溶液为酸性,可以氧化乙醇,溶液变绿色,D符合题意。
4.在某密闭容器中,反应aA(g)+bB(g)⥫⥬cC(g)+dD(g)达到平衡时,B的浓度为0.6 mol·L-1,若保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的3倍,达到新平衡时B的浓度降为0.3 mol·L-1。下列判断正确的是( )
A.a+b<c+d
B.容积扩大到原来的3倍后,平衡向正反应方向移动
C.D的体积分数减小
D.达到新平衡时,A、B 的浓度减小,C、D的浓度增大
解析 C 反应aA(g)+bB(g)⥫⥬cC(g)+dD(g)达到平衡时,B的浓度为0.6 mol·L-1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的3倍,若平衡不移动,B的浓度为0.2 mol·L-1,而达到新平衡时,B的浓度为0.3 mol·L-1,说明体积增大,压强减小,平衡逆向移动。压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,则a+b>c+d,A错误;因容器的体积增大,则达到新平衡时,A、B、C、D的浓度都比原平衡时的小,D错误。
5.在密闭容器中发生反应:xA(g)+yB(g)⥫⥬zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L-1,温度不变时,将容器的容积压缩到原来的一半,再次达平衡时测得A的浓度为1.10 mol·L-1。有关判断正确的是( )
A.x+y>z
B.平衡向逆反应方向移动
C.B的转化率增大
D.C的体积分数增大
解析 B 由信息可知,平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L-1,保持温度不变,将容器的容积缩小到原来的一半,若平衡不移动,则A的浓度为1.0 mol·L-1,实际测得A的浓度为1.10 mol·L-1,说明增大压强,化学平衡逆向移动,故x+y<z,据此分析解题。根据分析,当容积缩小后,A的浓度增加超过体积变化预期,说明平衡逆移,逆反应方向气体物质的量更少,故x+y<z,A错误;平衡逆移,即向生成A和B的方向移动,B正确;平衡逆移时,B的生成量增加,转化率降低,C错误;平衡逆移导致C的物质的量减少,体积分数减小,D错误。
6.(8分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛地开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)⥫⥬CH3OH(g) ΔH<0。
在300 ℃、5 MPa条件下,将0.20 mol CO与0.58 mol H2的混合气体充入2 L密闭容器中发生反应,反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。
(1)列式计算300 ℃时该反应的平衡常数K=__________________________。 (3分)
(2)300 ℃时,将0.50 mol CO、1.00 mol H2和1.00 mol CH3OH充入容积为2 L的密闭容器中,此时反应将________(填字母,下同) 。(2分)
A.向正反应方向进行 B.向逆反应方向进行
C.处于平衡状态 D.无法判断
(3)下列措施可提高甲醇产率的是__________。 (3分)
A.压缩容器体积
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入0.20 mol CO和0.58 mol H2
解析 (1)==4。(2)根据浓度商与平衡常数的大小关系判断。(3)压缩容器体积,压强增大,平衡右移;将CH3OH(g)从体系中分离降低了生成物的浓度,平衡右移;恒容下充入惰性气体,平衡不移动;再充入0.20 mol CO和0.58 mol H2相当于增大压强,平衡右移。
答案 (1)==4 (2)B (3)ABD
[能力提升]
7.在不同压强下,按照n(N2)∶n(H2)=1∶3的方式进料合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g),反应达平衡时氨的摩尔分数随温度的变化关系如图。实验研究表明,合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为v=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3)。下列说法不正确的是( )
A.p1<p2<p3
B.Q点氢气的平衡转化率为66.7%
C.Q点对应的平衡常数为KP=(MPa)-2
D.为同时提高反应速率和氨的平衡产率,可以选择及时分离出氨气
解析 B 设起始时氮气为1 mol,则存在三段式:
N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g)
起始(mol) 1 3 0
转化(mol) x 3x 2x
平衡(mol) 1-x 3-3x 2x
由题图可知,Q为φ(NH3)==0.2,x=,则平衡时气体共 mol,氮气、氢气和氨气的物质的量分数依次为、、,Q点对应的平衡常数Kp===(MPa)-2。温度不变时,对N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g),减小压强,平衡逆向移动,氨的物质的量分数降低,则p1<p2<p3,A正确; 据分析,Q点氢气的平衡转化率为×100%=33.3%,B错误; 据分析,Q点对应的平衡常数为KP=(MPa)-2,C正确;及时分离出氨气,氨气浓度降低,平衡右移,根据合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为v=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3),反应速率增大,则及时分离出氨气可同时提高反应速率和氨的平衡产率, D正确。
8.常温下,在密闭容器中发生反应2NO2(g)⥫⥬N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.恒温恒压充入NO2气体,NO2气体的转化率增大
B.压缩容器体积,单位体积内活化分子数目增加
C.46 g由NO2和N2O4组成的混合气体中,氮原子总数小于NA
D.其他条件不变,往密闭容器内通入92 g NO2气体,充分反应后,放出56.9 kJ热量
解析 B 恒温恒压下充入NO2,系统体积增大以维持恒压,因此各物质浓度比例不变,转化率不变,A错误;压缩容器体积,浓度增大,活化分子数目不变但单位体积内活化分子数目增加,B正确;46 g混合气体中,若全为NO2(1 mol)或全为N2O4(0.5 mol),氮原子总数均为NA,混合后仍为NA,C错误;该反应可逆,92 g NO2(2 mol)无法完全转化,放出的热量小于56.9 kJ,D错误。
9.在一定温度下,改变反应物中n(SO2)对反应2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g) ΔH<0的影响如图所示,下列说法正确的是( )
A.b、c点均为平衡点,a点未达平衡且向正反应方向进行
B.a、b、c三点中,b点时SO2的转化率最高
C.a、b、c三点均为平衡点,b点时SO2的转化率最高
D.a、b、c三点的平衡常数Kb=Kc=Ka
解析 D 题中横坐标为二氧化硫的物质的量,纵坐标为平衡三氧化硫的体积分数,曲线上的点均为平衡点,故A错误;二氧化硫越少,氧气越多,则二氧化硫的转化率越大,a点二氧化硫的转化率最大,故B、C错误;温度不变,则平衡常数不变,故D正确。
10.(10分)为探讨浓度对化学平衡的影响,某同学对可逆反应“2Fe3++2I-⥫⥬2Fe2++I2 ΔH<0”按图所示步骤进行了一系列实验。
说明:0.005 mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液颜色接近于无色。
(1)实验中要待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时,才能进行实验Ⅱ,目的是____________________。(2分)
(2)实验Ⅱ中,ⅰ的现象是__________________________________________________,该实验证明_____________________________________________________________。(2分)
(3)实验Ⅱ中,ⅲ的化学平衡向________(填“正反应方向”或“逆反应方向”)移动;ⅲ的现象是溶液变浅,该现象________(填“能”或“不能”)说明化学平衡发生移动。如果前一空填“能”,则下一空不填;如果前一空填“不能”,则ⅲ的目的是____________________________。(2分)
(4)实验Ⅱ中,ⅱ的现象是____________________,即能证明增大生成物浓度化学平衡发生了逆向移动。(2分)
(5)除了图中的方法外,若要使该可逆反应的化学平衡逆向移动,还可以采用的方法有__________________。(2分)
解析 (1)实验中要待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时,即反应达化学平衡状态时,才能进行实验Ⅱ。(2)实验Ⅱ中,ⅰ中为Ag+与I-的反应,现象是生成黄色沉淀,溶液颜色变浅。证明反应物浓度减小,平衡向逆反应方向移动。(3)实验Ⅱ中,ⅲ的化学平衡向逆反应方向移动;ⅲ的溶液变浅,并不能说明化学平衡发生移动,因为加水稀释,使溶液中各粒子浓度降低;实验ⅲ的目的是为实验ⅱ作参照。(4)实验Ⅱ中,ⅱ的溶液颜色变得比ⅲ更浅,即能证明增大生成物浓度化学平衡逆向移动。
答案 (1)反应达平衡状态
(2)生成黄色沉淀,溶液颜色变浅 反应物浓度减小,平衡向逆反应方向移动
(3)逆反应方向 不能 为实验ⅱ作参照
(4)溶液颜色变得比ⅲ更浅
(5)加热(加入浓碘水)
11.(10分)将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合后,充入一容积为V的密闭容器,此时容器内压强为p。然后在一定条件下发生如下反应:aA(?)+bB(?)⥫⥬cC(g)+dD(?)。当反应进行一段时间后,测得A减少了n mol,B减少了0.5n mol,C增加了n mol,D增加了1.5n mol,此时达到化学平衡。
(1)该化学方程式中,各物质的化学计量数分别为a=__________;b=__________;c=__________;d=__________。(8分)
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,则在上述平衡混合物中再加入B物质,上述平衡__________(填字母)。(2分)
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
D.条件不够,无法判断
解析 (1)根据化学反应中化学计量数之比等于参加反应的各物质的物质的量之比可知,a∶b∶c∶d=2∶1∶2∶3。
(2)只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,说明该反应是反应前后气体体积不变的可逆反应,则此反应的聚集状态为A是气态、B是固态或液态、D是固态或液态;由于固态、液态纯净物的浓度是常数,故改变B的量,平衡不发生移动。
答案 (1)2 1 2 3 (2)C
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