2.2 化学平衡 同步练习 2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

2.2 化学平衡 高二化学同步训练 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．合成氨所需的氢气可用煤和水作为原料经多步反应制得，其中的一步反应为。反应达到平衡后，为提高的转化率，下列措施中正确的是 A．减小压强 B．增大的投料比 C．升高温度 D．更换高效催化剂 2．加热条件下，在催化剂表面发生的丙烷催化氧化脱氢的反应进程如图所示。下列说法正确的是 A．催化剂参与了化学反应，降低反应焓变，加快化学反应速率 B．反应进程中涉及极性、非极性共价键的断裂与形成 C．③为反应的决速步，总反应的速率由③过程决定 D．反应进程中升高温度，丙烷的转化率会升高 3．一定条件下N2(g)、O2(g)反应生成NO(g)的能量关系如图所示，下列说法错误的是 A． B．该反应中反应物分子的每次碰撞都为有效碰撞 C．正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．使用催化剂可增加单位时间内NO的产量 4．在一密闭容器中发生反应：2A(g)+2B(g)C(s)+3D(g)    △H＜0，达到平衡时采取下列措施，可以使正反应速率(v正)不变的是 A．容积不变，充入“惰”气 B．扩大容积 C．缩小容积 D．移走少量D 5．将固体置于恒容密闭容器中，在一定温度下只发生下列反应： ，下列叙述能表示反应已达到平衡状态的是 A．单位时间内消耗的的物质的量和产生的的物质的量相等 B．容器内同时存在和 C．容器内混合气体的密度保持不变 D．HI的体积分数保持不变 6．在密闭容器中进行反应：，有关下列图像说法错误的是 A．依据图a可判断正反应为放热反应 B．在图b中，虚线的反应条件可能是使用了催化剂 C．若，则图c表示减小压强，平衡逆向移动 D．若，由图d中可知 7．已知化合物与在一定条件下反应生成化合物与，其反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，I表示中间体。下列说法正确的是 A．TS2所在的基元反应中活化分子百分数最大 B．反应达到平衡状态后，升温使平衡逆向移动 C．使用催化剂只降低正反应的活化能，反应的焓变不变 D．该历程中的最大能垒(活化能) 8．下列说法中正确的是 A．反应 B．中和热为，则表示中和热的热化学方程式：    C．一定条件下，将0.2mol 和0.1mol 充入密闭容器中充分反应生成，放出热量17.4kJ：   D．已知：  ，则的燃烧热 9．乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下，能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是 A．第①、②、③步反应都是放热反应 B．总反应速率主要由第①步反应决定 C．由图可知，总反应不需要加热就能进行 D．使用催化剂只降低正反应的活化能，反应的焓变不变 10．某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应  ，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是 A．升高温度，若减小，则 B．加入一定量Y，达新平衡后减小 C．压缩容器，增大 D．恒压下充入一定量的氦气，减少 11．一定温度下，某容器中加入足量碳酸钙，发生CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)达到平衡．下列说法正确的是 A．将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO2的浓度为原来的2倍 B．CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g)， ＜0 C．将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变 D．保持容器体积不变，充入He，平衡向逆反应方向移动 12．一定条件下，密闭容器内SO2氧化成SO3的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)    ΔH=-akJ•mol-1，该温度下反应的平衡常数为K。反应达到平衡后，保持温度不变，再通入一定量O2，下列说法正确的是(不考虑物质状态变化) A．a增大，K不变 B．a不变，K增大 C．a增大，K增大 D．a不变，K不变 二、解答题 13．（1）：一定温度下，在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，起始总压强为P0，发生反应：2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)达到平衡后，压强为原来的。求该温度下反应的平衡常数K和Kp，请用三段式写出计算过程。 （2）：另一温度下，在1 L恒压密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，起始总压强为P0，发生反应：2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)达到平衡后，体积为原来的。求该温度下反应的平衡常数K和Kp，请用三段式写出计算过程。 三、填空题 14．已知反应：2NO2（红棕色） N2O4（无色）  H＜0，在100℃时，将0.40mol NO2气体充入2L密闭容器中，每隔一段时间对该容器的物质进行测量，得到的数据如下表： 时间/s n/mol 0 20 40 60 80 100 n(NO2) 0.40 a 0.26 c d e n(N2O4) 0.00 0.05 b 0.08 0.08 0.08 （1）100s后降低反应混合物的温度，混合气体的颜色_________（填“变浅”、“变深”或“不变”）。 （2）20至40s内，v(NO2)=__________mol/(L·s)，100℃时该反应的平衡常数K =_____________。(结果保留2位小数) （3）将一定量的NO2充入密闭注射器中，图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小）。下列说法正确的是______________ A．b点的操作是压缩注射器 B．c点与a点相比，c(NO2)增大，c(N2O4)减小 C．若密闭注射器为绝热容器，则T(b)＞T(c) D．d点时v（正）＞v（逆） （4）能说明反应2NO2（红棕色） N2O4（无色）达平衡的是_________ A．体系的颜色不变            B．恒容条件下，气体的密度不变 C． 2v正（NO2）=v逆（N2O4）     D．混合气体的平均摩尔质量不变 15．氨的合成对国民经济发展有重要意义，HaberBosch法合成氨发生的反应为：，回答下列问题。 (1)氨气可用于工业脱硝(NO)，脱硝反应为：  。 已知：反应①：   反应②：   反应①中正反应的活化能___________逆反应的活化能(填“小于”或“大于”)，由反应①和反应②可知脱硝反应的___________。 (2)在密闭容器中充入0.1mol 和0.3mol 模拟Haber-Bosch法合成氨，平衡时的体积分数()随温度和压强(单位：kPa)的变化如图所示。 ①图中压强从大到小的顺序是___________________(压强用、、表示)，写出判断依据___________________________________________________________________________________________。 ②250℃，压强为条件下，10min反应达到平衡，若平衡时容器体积为2L，则0～10min内氨气的平均反应速率为___________________。 ③250℃，压强为条件下反应的压强平衡常数_____________(用气体的平衡分压代替平衡浓度计算，某气体的平衡分压=平衡时气体总压×该气体的物质的量分数，结果保留1位小数)。图中(A点)___________(B点)(填“>”“<”或“=”)。 ④不改变、的初始投入量和催化剂的种类，为了提高的产率，除了改变温度和压强外还可采取的措施是_______________________________________。 16．利用催化氢化制备二甲醚的反应原理如下： I． II． III． 回答下列问题： (1)计算反应III的焓变___________。 (2)向起始温度为的某绝热恒容密闭容器中充入，只发生反应Ⅲ。 ①下列事实能说明反应III已经达到平衡的是___________(填字母)。 a.混合气体的密度不再发生变化 b.容器内混合气体的压强不再发生变化 c.的消耗速率等于的消耗速率 d.的体积分数不再发生变化 ②在有催化剂存在的条件下，反应III的反应过程如图所示，吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。该反应过程中的决速步骤为__________(填“第一步”或“第二步”)。 ③在不同温度下，相同时间内产物的物质的量浓度随温度的变化如图所示，在之后，随温度升高逐渐降低的原因可能是_______________________________________________________。 (3)在体积为的恒容密闭容器中充入和，只发生反应II。测得、的物质的量随时间的变化如图所示。 ①反应达到时，速率_______(填“>”“<”或“=”)。 ②内，_______。 ③反应II的平衡常数___________________________(列出计算式)。 17．氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题： (1)已知： (其中、、为对应化学反应的平衡常数) ①则的平衡常数为K，则_____________ (用、、表示)。 ②在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应。能表明反应已达到平衡状态的标志有________________ (填字母)。 A．混合气体的压强保持不变     B．混合气体的密度保持不变 C．混合气体的平均相对分子质量保持不变     D．气体的总质量保持不变 E.   F.内生成同时消耗 (2)向容积为的密闭容器中加入活性炭(足量)和，发生反应，和的物质的量变化如表所示。 条件 保持温度为 时间/ 0 5 10 15 20 25 30 NO物质的量/ 2.0 1.4 1.0 0.70 0.50 0.40 0.40 N2物质的量/ 0 0.30 0.50 0.65 0.75 0.80 0.80 内，以表示的平均反应速率______________________，最终达平衡时的浓度_____________，平衡时的转化率____________，写出该反应平衡常数的表达式___________________________，并求该温度下的平衡常数___________________。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《2.2 化学平衡 高二化学同步训练》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B B B A C C B A B B C D 1．B【详解】A．该反应为反应前后气体分子数相等的反应，压强对CO的转化率无影响，A错误； B．增大的投料比，平衡正向移动，的转化率提高，B正确； C．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，C错误； D．更换高效催化剂不能使化学平衡发生移动，D错误 2．B【详解】A．催化剂参与了化学反应，降低反应的活化能，能加快反应速率，但不改变焓变，A错误； B．反应进程中涉及极性键O—H键、C—H键的断裂，非极性键O=O键的断裂，和极性键O—H键，非极性键C=C键的形成，B正确； C．①过程中活化能为181.1 kJ·mol-1，②过程中活化能为27.9 kJ·mol-1，③过程中活化能为20.2 kJ·mol-1，所以①过程中活化能最大，则①为反应的决速步，总反应的速率由①过程决定，C错误； D．由图可知，丙烷催化氧化脱氢是放热反应，升温平衡逆向移动，丙烷转化率下降，D错误； 3．B【详解】A．由图知，N2、O2转化为NO的反应是吸热反应，A正确； B．并不是反应物分子的每次碰撞都能发生反应，引发化学反应的碰撞叫有效碰撞，B错误； C．该反应的正反应为吸热反应，则正反应的活化能大于逆反应的活化能，C正确； D．使用催化剂可加快反应速率，故可增加单位时间内NO的产量，D正确。 4．A【详解】A．容积不变，充入“惰”气，不影响物质浓度，不影响反应速率，平衡不移动，A符合题意； B．扩大容积，减小压强，物质浓度减小，反应速率减小，B不符合题意； C．缩小容积，增大压强，正逆反应速率加快， C不符合题意； D．移走少量D，平衡右移，但正反应速率逐渐减小，D不符合题意； 5．C【详解】A．消耗的和产生的都是指正反应，不能判断平衡，A错误； B．反应从开始时容器内就同时存在和，不能判断平衡，B错误； C．容器容积固定，随反应进行气体质量增大、密度增大，密度不再发生变化时，能判断平衡，C正确； D．该反应中无论是否达到平衡，和的体积分数均保持不变，均为，不能判断平衡，D错误； 6．C【详解】A．图a中随着温度升高，正、逆化学反应速率均增大，且逆反应速率比正反应速率增大程度大，则平衡逆向移动，逆向是吸热反应，则正反应为放热反应，故A正确； B．图中，虚线和实线A的转化率一样，说明平衡状态未改变，且虚线斜率大，说明反应速率快，先达到平衡，所以虚线的反应条件可能是使用了催化剂，或m+n=p时增大了压强，故B正确； C．减小压强，正、逆反应速率都减小，而图中正、逆反应速率都增大，故C错误； D．若即反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量减小，可知，故D正确。 7．B【详解】A．TS2所在的基元反应活化能最大，故活化分子百分数最小，A错误； B．根据图示，产物能量比反应物能量低，即该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，B正确； C．使用催化剂，正、逆反应的活化能都降低，但反应的焓变不变，C错误； D．该历程中的最大能垒（活化能），D错误； 8．A【详解】A．为吸热反应，则，A正确； B．该反应还生成硫酸钡沉淀，形成离子键放出能量，故，B错误； C．该反应为可逆反应，将0.2mol和0.1mol充分反应不能完全进行，无法计算，C错误； D．燃烧热，要生成液态水，D错误； 9．B【详解】A．由图可知，第①步反应生成物的总能量大于反应物的总能量，属于吸热反应，第②③步反应中反应物的总能量均大于生成物的总能量，第②③步反应均为放热反应，A错误； B．由图可知，第①步反应的活化能最大，总反应速率主要由第①步反应决定，B正确； C．由图可知，总反应是放热反应，与反应条件没有必然联系，C错误； D．使用催化剂，正逆反应的活化能都降低，但反应的焓变不变，D错误； 10．B【详解】A．升高温度，若m(Y)减小，说明平衡逆向移动，而升高温度平衡向着吸热反应方向移动，故正反应是放热反应，则△H﹤0，A正确； B．Y是固体，加入Y，平衡不移动，c(Z)不变，B错误； C．压缩容器，X、Z的浓度均增大，C正确； D．恒压下充入一定量的氦气，容器体积变大，相当于减压，平衡逆向移动，n(Z)减少，D正确； 11．C【详解】A．K=c(CO2)，将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，平衡常数不变，c(CO2)浓度不变，故A错误； B．该反应为吸热反应，该分解反应△H＞0，故B错误； C．该反应中只有二氧化碳气体，平衡时c(CO2)=K只与温度有关，则将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变，故C正确； D．保持容器体积不变，充入He，由于气体的浓度不变，则平衡不会移动，故D错误； 12．D【详解】只与物质的起始状态有关，与反应过程和物质的多少无关；平衡常数K只与温度有关，温度保持不变则平衡常数K不变，D正确。 13． 2NO(g) + Cl2(g) ⇌ 2NOCl(g) 起始量/mol 2 1 0 转化量/mol 2x x 2x 平衡量/mol 2−2x 1−x 2x （1）恒温恒容下，由pV=nRT，得 = ，解得x = 0.5 mol 由容器体积 V = 1 L，则平衡浓度 c(NO) = 1 mol/L、c(Cl2) = 0.5 mol/L、c(NOCl) = 1 mol/L 该温度下反应的平衡常数为：K = = = 2 平衡时气体总压强 p= 。NO、Cl2、NOCl的物质的量分数分别为 0.4、0.2、0.4， 由分压 = 物质的量分数 × 总压强，则p(NO) = ；p(Cl2) = ；p(NOCl) = 故Kp = = = (2)恒温恒压下，由pV=nRT，得 = ，解得x = 0.5 mol 容器体积变为 L，则各物质的平衡浓度为：c(NO) = 1.2 mol/L；c(Cl2) = 0.6 mol/L；c(NOCl) =1.2 mol/L 该温度下反应的平衡常数为：K = = = = 总压强始终为 p0。NO、Cl2、NOCl 的物质的量分数分别为 0.4、0.2、0.4，则 p(NO) = 0.4 p0、p(Cl2) = 0.2 p0、p(NOCl) = 0.4 p0，故Kp = = = = 14．变浅 0.001 2.78 A AD 【详解】(1)二氧化氮为红棕色，该反应＜0，为放热反应，降温平衡右移，二氧化氮浓度减小，混合气体颜色变浅，故答案为：变浅； (2)20s时生成的n(N2O4)=0.05mol，根据方程式2NO2N2O4可知消耗的二氧化氮为0.1mol，所以a=0.30mol，容器的体积为2L，所以20至40s内，v(NO2)= ；60s后N2O4的浓度不再发生变化，说明反应达到平衡，100℃时平衡时n(N2O4)=0.08mol，消耗二氧化氮为0.16mol，所以e=0.24mol，容器体积为2L，所以平衡时c(N2O4)=0.04mol/L，c(NO2)=0.12mol/L，K== (3)A、b点之后，c点之前，透光率先减小，后小幅度上升，压缩注射器后，二氧化氮浓度增大，后由于压强增大平衡右移，二氧化氮浓度有所减小，故A正确； B、c点是压缩注射器后的情况，二氧化氮和四氧化二氮的浓度都增大，故B错误； C、b点开始是压缩注射器的过程，平衡正向移动，反应放热，导致T(b)＜T(c)，故C错误； D、c点后的拐点是拉伸注射器的过程，d点是平衡向气体体积增大的逆向移动，故v(逆)＞v(正)，D错误； (4)A．平衡逆向移动颜色加深，正向移动颜色变浅，故颜色不变时说明反应达到平衡，故A正确； D．混合气体的总质量不变，正向移动气体物质的量减少，平均摩尔质量增大，所以平均摩尔质量不变时能说明反应达到平衡，故D正确； 15．(1) 小于 -1632.5 (2) 合成氨的反应是气体分子数减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡时氨气的体积分数增大(答案合理即可) 0.008 341.3 > 将氨气液化脱离反应体系(答案合理即可) 【详解】（1）由2②-①式可得脱硝反应，则由盖斯定律可得： ； （2）①反应为气体分子数减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，的体积分数增大，则图中压强从大到小的顺序是：； ②由图可知，250℃、压强为条件下平衡时的体积分数为，设N2的转化量为xmol，列三段式得： 则有：，解得，平衡时容器体积为2L，则0～10min内氨气的平均反应速率； ③由②得： 则平衡时，，，压强平衡常数；由图可知，同一压强下，升高温度，平衡时的体积分数减小，说明合成氨反应为放热反应，因温度：A点<B点，则图中(A点)>(B点)； ④不改变、的初始投入量和催化剂的种类，要提高的产率，即使平衡正向移动，所以除了改变温度和压强外，还可以将氨气液化脱离反应体系。 16．(1)-23.5 (2) bd 第二步 之后，反应达到平衡状态，升高温度，平衡逆向移动，二甲醚减少(催化剂活性下降，相同时间内生成的二甲醚减少) (3) ＞ 0.5 【详解】（1）由盖斯定律可知，Ⅲ=Ⅱ-2×Ⅰ，可得； （2）①b．虽然气体分子数没有变化，但因容器绝热且反应为放热反应，温度在上升，则压强在增大，所以当容器内压强不再发生变化时，反应达到平衡状态，b符合题意； d．随着反应开始进行，二甲醚的体积分数在不断增大，当二甲醚的体积分数不再发生变化，则说明反应达到平衡状态，d符合题意； （3）①反应达到时，尚未达到平衡，此时二氧化碳的物质的量仍处于减少的趋势，故； ②内，减少，则； ③ 列三段式： 容器体积为，平衡常数。 17．(1) AC (2) 80% 4 【详解】（1）①已知方程式①2C(s)+O2(g)⇌2CO(g) K1；②C(s)+O2(g)⇌CO2(g) K2；③N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) K3；根据盖斯定律可知，目标方程式2CO(g) +2NO(g)⇌N2(g) +2CO2(g)可由②×2-①-③得到，则K=；故答案为：； ②反应条件为恒温恒容，该反应2CO(g) +2NO(g)⇌N2(g) +2CO2(g)的正反应为气体物质的量减小的反应， A. 随反应的进行，气体压强减小，压强为变化的量，故当混合气体的压强保持不变时达到平衡，A符合； C. 随反应的进行，气体总质量不变，气体总物质的量减小，故混合气体的平均相对分子质量保持增大，平均相对分子质量为变化的量，故混合气体的平均相对分子质量保持不变达到平衡，C符合； （2）0∼5min内，N2生成0.3mol，则CO2生成0.3mol，则v(CO2)= = 0.03mol⋅L－1⋅min－1； 最终达平衡时NO的转化量为2.0mol-0.4mol=1.6mol，故NO的转化率α=×100%=80%； 根据表格数据可列出三段式：(单位：mol/L) 故该温度T℃下的平衡常数K===4。 答案第1页（共2页） 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