2 2化學平衡 同步練習題 高中化學人教版（2019）選擇性必修一

2.2化學平衡同步練習題一、選擇題1．一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應：。下列能說明反應已達到平衡狀態(tài)的是A．容器內混合氣體的壓強不再變化B．C的消耗速率等于A的生成速率的3倍C．容器內混合氣體的密度不再變化D．容器內B的體積分數不再變化2．C、Si同處于ⅣA族，它們的單質或化合物有重要用途。實驗室可用回收廢液中的苯酚，工業(yè)上用和焦炭高溫下反應制得粗硅，再經如下2步反應制得精硅：，，反應過程中可能會生成。有關反應的說法正確的是A．該反應在低溫條件下不能自發(fā)B．其他條件不變，增大壓強平衡產率減小C．實際工業(yè)生產選擇高溫，原因是高溫時Si的平衡轉化率比低溫時大D．如圖所示，當，平衡產率減小說明發(fā)生了副反應3．恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入等物質的量的M和N，發(fā)生反應：，已知該反應的正反應速率，其中速率常數滿足關系(R、A為常數，T為溫度，為反應的活化能)。上述反應在催化劑Cat1、Cat2作用下的關系如圖。下列說法錯誤的是A．使用催化劑Cat1時反應的活化能較高B．平衡時M和N的轉化率相等C．增大N的濃度不影響正反應速率和平衡狀態(tài)D．若改為恒容絕熱容器，平衡時M的轉化率一定降低4．時，含等濃度的與的混合溶液中發(fā)生反應：，時刻，改變某一外界條件維續(xù)反應至時刻，溶液中和隨時間的變化關系如圖所示。下列說法正確的是已知：時，該反應的化學平衡常數A．若時刻未改變外界條件，則此時該反應：B．若時刻反應達到平衡，則時刻改變的條件可能為及時移除AgC．若始終保持溫度不變，則逆反應速率：D．內的平均反應速率為5．丙烯是三大合成材料的基本原料，由甲醇催化制丙烯的化學方程式為：。反應的Arrhenius經驗公式的實驗數據如圖所示，Arrhenius經驗公式為(為活化能，k為速率常數，R和C為常數)。下列有關說法正確的是A．該反應的C為105.4B．工業(yè)上使用催化劑可以提高丙烯單位時間內的產率C．在恒容密閉容器中，氣體的密度不變，則該反應達到平衡D．在恒容密閉容器中，增加物質的量平衡正向移動，的體積分數減小6．在密閉容器中用一定量的混合氣體發(fā)生反應：，平衡時測得B的濃度為0.5，保持溫度不變，將容器的容積壓縮到原來的一半，再達到平衡時，測得B的濃度為1.1，下列有關判斷正確的是A． B．A的轉化率減小C．平衡向正反應方向移動 D．C的體積分數增大7．在恒容密閉容器中充入等物質的量的和，在催化下發(fā)生可逆反應：。某溫度下測得濃度與時間的關系如下表所示：02468102.01.51.21.11.01.0下列說法正確的是A．第時，的正反應速率大于逆反應速率B．前，的平均反應速率C．在該條件下，的平衡轉化率為50％D．若平衡后保持溫度不變，向容器中充入，平衡正向移動，K值增大8．反應達到平衡后，保持溫度不變，再通入NO2，重新達到平衡，則新平衡與舊平衡相比的值A．變小 B．變大 C．不變 D．無法確定9．恒溫密閉容器中，發(fā)生反應：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H＜0。起始催化劑時，若按照n(CO2)：n(H2)=1：3的投料比充入容器，測得平衡時n(H2)和n(H2O)隨溫度的變化如圖所示。下列說法中正確的是A．L線表示平衡時n(H2O)隨溫度的變化B．其他條件不變時，若擴大容器容積，則v正減小，v逆增大C．x=5.16molD．使用催化劑，可降低反應的活化能，減小△H的值10．以、和為原料，制備和氯化亞砜()的原理為：。下列說法正確的是A．反應平衡常數B．鍵斷裂的同時有鍵形成，說明反應到達該條件下的平衡狀態(tài)C．使用催化劑可以同時降低正反應和逆反應的活化能D．上述反應中消耗的，轉移電子數為二、填空題11．吸熱反應，在2000℃時，。2000℃時，向10L密閉容器中放入、和，通過計算回答：(1)此反應的初始狀態(tài)是否為化學平衡狀態(tài)_______？(2)若非化學平衡狀態(tài)，反應將向哪個方向進行以達到化學平衡狀態(tài)_______？12．氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。以下反應是目前大?guī)模制取氫氣的重要方法之一：。(1)欲提高反應速率及的平衡轉化率，理論上可以采取的措施為_______。A．通入過量水蒸氣 B．降低溫度 C．增大壓強 D．加入催化劑(2)800℃時，該反應的平衡常數，在容積為1L的密閉容器中進行反應，測得某一時刻混合物中、、、的物質的量分別為2mol、5mol、4mol、3mol。①寫出該反應的平衡常數表達式_______。②該時刻反應_______(填“正向進行”、“逆向進行”或“達平衡”)。(3)830℃時，該反應的平衡常數。在容積為1L的密閉容器中，將2mol與8mol混合加熱到830℃，反應達平衡時的轉化率為_______。(4)工業(yè)上利用得到的與進一步合成二甲醚：。其他條件不變時，相同時間內的轉化率隨溫度T的變化情況如圖a所示。①合成二甲醚反應的_______0(填“>”“＜”或“=”)。②在250℃之前，隨溫度升高，轉化率增大的原因是_______。③在圖b中繪制出壓強和轉化率之間的關系_______(作出趨勢即可)。13．常溫下，水溶液中的反應Fe3++SCN-?[Fe(SCN)]2+達到平衡時，c(SCN-)=0.10mol/L，c(Fe2+)=0.040mol/L；c=0.68mol/L。回答下列問題：(1)加入少量KSCN固體后，平衡將向___________(“正”或“逆”)方向移動。(2)該反應的平衡常數K為多少?__________________。(3)加水稀釋至原溶液體積的2倍，平衡將向______________(“正”或“逆”)方向移動。請通過相關計算說明。14．氮是動植物生長不可缺少的元素，合成氨的反應對人類解決糧食問題貢獻巨大，反應如下：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。在一定條件下：將2.5molN2和7.5molH2的混合氣體充入體積為2L的固定閉容器中發(fā)生反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，5分鐘末時達到平衡，測得容器內的壓強是開始時的0.9倍，則5分鐘內用氨氣表示該反應的平均化學反應速率為___________；氫氣達到平衡時的轉化率是___________（保留小數點后一位）；N2、H2、NH3的物質的量濃度之比為___________。15．甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應來合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。ΔH（1）平衡常數表達式為K=_______。（2）下圖是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線。①該反應的焓變ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。②T1和T2溫度下的平衡常數大小關系是K1_______K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。③若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產率的是_______。a.升高溫度b.將CH3OH(g)從體系中分離c.使用合適的催化劑d.充入He，使體系總壓強增大16．某小組同學探究鹽對Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡體系的影響。實驗I：探究KCl對Fe3+和SCN-平衡體系的影響將已用稀鹽酸酸化0.005mol·L-1FeCl3溶液(無色)和0.01mol·L-1KSCN溶液等體積混合，靜置至體系達平衡，得紅色溶液X。各取2mL溶液X放入3支比色皿中，分別滴加0.1mL不同濃度的KCl溶液，并測定各溶液的透光率隨時間的變化，結果如圖所示。已知：①溶液的透光率與溶液顏色深淺有關，顏色深，透光率低。②Cl、與Fe3+均能發(fā)生絡合反應：Fe3++4C1-[FeCl4]-(黃色)、Fe3++2[Fe(SO4)2]-(無色)。(1)稀鹽酸酸化FeCl3溶液的目的是___________。(用離子方程式表示)。采用濃度較低的FeCl3溶液制備Fe3+和SCN-的平衡體系，是為了避免___________(填離子符號)的顏色對實驗干擾。(2)從實驗結果來看，KCl溶液確實對Fe3+和SCN-平衡體系有影響，且隨著KCl濃度增大，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡向___________(填“正反應”或“逆反應”)方向移動。實驗II：探究鹽對Fe3+和SCN-平衡體系產生影響的原因同學查閱相關資料，認為可能的原因有：原因1：溶液中的離子會受到周圍帶有異性電荷離子的屏蔽，使該離子的有效濃度降低，這種影響稱為鹽效應。KCl溶液的加入使Fe3+和SCN-平衡狀態(tài)因鹽效應而發(fā)生變化。原因2：溶液中存在副反應Fe3++4C1-[FeCl4]-，離子濃度發(fā)生變化，導致Fe3+和SCN-平衡狀態(tài)發(fā)生變化。(3)基于以上分析，該組同學取2mL紅色溶液X，分別加入等物質的量的不同種類的鹽晶體(忽略溶液體積變化)，觀察顏色變化，結果如下表。序號加入少量鹽溶液顏色①KCl變淺②NaCl變淺程度較大基于以上實驗現象可得出結論：K+的鹽效應弱于Na+的鹽效應。簡述獲得結論的依據：______。(4)取2mL溶液X繼續(xù)進行實驗，結果如下表。序號加入溶液溶液顏色③1mL蒸餾水略變淺④1mL3mol·L-1鹽酸明顯變淺，溶液偏黃⑤1mL1.5mol·L-1硫酸現象a：溶液變?yōu)闇\黃色上述實驗③和實驗④可證明副反應影響了Fe3+和SCN-平衡體系，結合實驗現象及化學用語分析副反應對Fe3+和SCN-平衡體系有影響的原因：___________。實驗III：探究現象a中溶液變?yōu)闇\黃色的的原因序號實驗操作溶液顏色⑥取1mL0.0025mol：L-1Fe2(SO4)3溶液(無色)，加入1mL0.01mol·L-1KSCN溶液，再加入1mL1.5mol·L-1硫酸溶液先變紅，加入硫酸后變?yōu)闇\黃色⑦取1mL0.005mol·L-1FeCl3溶液(無色)溶液為無色(5)由實驗④、實驗⑤和實驗⑥可知，溶液變?yōu)闇\黃色與___________(填微粒的化學式)無關。(6)為了進一步確認現象a中使溶液呈淺黃色的微粒只有Fe(SCN)3，補充完整實驗⑦的操作___________。【參考答案】一、選擇題1．D解析：A．反應過程中容器內混合氣體的壓強恒定不變，不能作為判斷平衡狀態(tài)的標志，A項不符合；B．C的消耗速率等于A的生成速率的3倍，僅為逆反應的速率關系，不能說明正逆反應速率相等，B項不符合；C．反應過程中容器內混合氣體的密度恒定不變，不能作為判斷平衡狀態(tài)的標志，C項不符合；D．反應過程中容器內B的體積分數減小，不變時可以作為判斷平衡狀態(tài)的標志，D項符合；故選D。2．D解析：A．該反應當中，反應前氣體的計量系數和為3，反應后氣體的計量系數和為2，故反應的△S<0，根據△H-T△S<0反應能夠自發(fā)，反應為放熱反應，則該反應在低溫條件下能自發(fā)，A錯誤；B．加壓向氣體計量系數減小的方向移動，對于該反應來說是正向移動，SiHCl3平衡產率增大，B錯誤；C．由題干信息可知，該反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，即高溫時Si的平衡轉化率比低溫時小，C錯誤；D．由圖可知，當＞3，SiHCl3平衡產率減小，說明此時SiHCl3參與了其他的反應，導致平衡體系內SiHCl3濃度降低，產率降低，D正確；故選D。3．C解析：A．從曲線的斜率上可以分析出使用催化劑Cat1時反應的活化能較高，故A說法正確；B．反應物的系數相等，投料相等，所以平衡時的轉化率也相等，故B說法正確；C．根據v正=kc(M),增大N的濃度不影響正反應速率，但一定會影響平衡狀態(tài)，故C說法錯誤；D．若改為恒容絕熱容器，無論反應是吸熱反應還是放熱反應，平衡時M的轉化率一定降低，故D說法正確；答案為C。4．D解析：A．若時刻未改變外界條件，則此時該反應處于平衡，=，A錯誤；B．若時刻反應達到平衡，==0.08,=0.03,此時的平衡常數K約為4.69>1，已知：時，該反應的化學平衡常數K=1，，則時刻改變的條件是降溫，所以B錯誤；C．時刻到時刻，增加，其反應速率加快，即逆反應速率：，C錯誤；D．內的濃度由0變?yōu)?.03，即濃度變化為0.03，其平均反應速率為，又因為各物質的速率之比等于其化學計量數之比，所以的平均反應速率為，D正確；故選D。5．B解析：A.由圖可得兩個等式：和，解得，帶入其中計算得，A不正確；B.使用催化劑可以加快反應速率，能提高丙烯單位時間內的產率，B正確；C.在恒容密閉容器中，氣體的密度始終不變，不能說明反應達到平衡，C不正確；D.增加的物質量平衡正向移動，的體積分數是增大的，D不正確；故選B。6．B【分析】壓縮體積到原來的一半即增大壓強，若體系中平衡不移動，則B的濃度為原來的2倍，即0.5mol?L?1×2=1.0mol?L?1，而B的濃度為1.1mol?L?1，說明平衡移動向生成B的方向移動，即逆反應方向移動，加壓平衡向著氣體分子數減少的方向移動，即m+n<p。解析：A．根據分析可知，反應逆向移動，加壓平衡向著氣體分子數減少的方向移動，即m+n<p，故A錯誤；B．根據分析可知平衡移動向生成B的方向移動，即逆反應方向移動，A的轉化率減小，故B正確；C．根據分析可知加壓平衡向著氣體分子數減少的方向移動，即反應逆向移動，故C錯誤；D．根據分析可知，反應逆向移動，C的體積分數減小，故D錯誤；故答案為：B。7．C解析：A．由表知，第時已處于平衡狀態(tài)，的正反應速率等于逆反應速率，A錯誤；B．前，的平均反應速率，B錯誤；C．在該條件下，的平衡轉化率為，C正確；D．若平衡后保持溫度不變，向容器中充入，平衡正向移動，但溫度不變，K值不變，D錯誤；答案選C。8．C解析：根據題意，，K只與溫度有關，溫度不變，則K不變，故選C。9．C解析：A．由于，隨著溫度的升高，平衡逆向移動，增大，減少，故為隨溫度的變化曲線，A錯誤；B．其他條件不變時，若擴大容器容積，濃度均減少，則均減小，B錯誤；C．由圖知，在393K時，，，升高溫度，反應將向逆反應方向移動，在a點時，，設由393K升溫到460K時，反應的物質的量為bmol，由關系式，則，，，C正確；D．使用催化劑，只能降低反應的活化能，且增大反應速率，但不能減小的值，D錯誤；故選C。10．C解析：A．反應中為固體，由化學方程式可知，反應平衡常數，A錯誤；B．鍵斷裂的同時有鍵形成，描述的都是正反應，不能說明反應到達該條件下的平衡狀態(tài)，B錯誤；C．催化劑改變反應歷程，加快反應速率；使用催化劑可以同時降低正反應和逆反應的活化能，C正確；D．沒有標況，不能計算轉移的電子數，D錯誤；故選C。二、填空題11．(1)不是平衡狀態(tài)(2)Q＞K時，反應逆向進行解析：（1）此時，生成物與反應物的比Qc===9.0×10-4＞K，所以不是平衡狀態(tài)，故答案為：不是平衡狀態(tài)；（2）由上可得，Qc＞K，為使其平衡，反應向逆反應方向進行，才可能使Qc=K，故答案為：Q＞K時，反應逆向進行。12．(1)A(2)達平衡(3)80％(4)＜250℃之前，反應未達平衡，溫度越高反應速率越快，CO的轉化率越大解析：（1）A．通入過量水蒸氣，反應速率加快，CO轉化率增大，A符合題意；B．降低溫度，反應速率減慢，平衡正方向移動，CO轉化率增大，B不符合題；C．增大壓強，反應速率加快，平衡不移動，CO轉化率不變，C不符合題意；D．加入催化劑，反應速率加快，平衡不移動，CO轉化率不變，D不符合題意；故為：A。（2）該反應的平衡常數表達式，，1L的密閉容器中，某一時刻混合物中、、、的物質的量分別為2mol、5mol、4mol、3mol，，Q=K，則反應達平衡故為：；達平衡；（3）設轉化CO的物質的量為a，根據題意列三段式，根據平衡常數，解得a=1.6，的轉化率為，故為：80％；（4）溫度越高，反應速率越快，達平衡所需時間越短，根據題意可知，圖a中溫度高于250℃反應達化學平衡狀態(tài)，升高溫度，CO轉化率降低，平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，<0；250℃之前，反應未達平衡，溫度越高反應速率越快，相同時間內，CO的轉化率越大；若未達平衡，壓強越大，反應速率越快，CO轉化率越高，若達平衡，該反應是氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡向正方向進行，CO的轉化率增大，，故為：＜；250℃之前，反應未達平衡，溫度越高反應速率越快，CO的轉化率越大；；13．正K==1.7×102(mol?L-1)-1逆；Qc==3.4×102(mol?L-1)-1＞K【分析】根據勒夏特列原理分析平衡移動的方向；根據化學平衡常數K=進行計算；根據濃度商Qc與K值進行比較，Qc＜K，平衡正向移動，Qc＝K，處于平衡狀態(tài)；Qc＞K，平衡逆向移動，據此分析。解析：(1)加入固體KSCN后，溶液中SCN-濃度增大，平衡正向移動；(2)化學平衡常數K=＝=1.7×102(mol?L-1)-1；(3)加水稀釋至原溶液體積的2倍，各離子的濃度均等于原濃度的，濃度商Qc==3.4×102(mol?L-1)-1＞K，平衡逆向移動。14．1mol?L-1?min-120.0%2:6:1解析：假設達到平衡時，轉化了xmol的N2，則有：根據同溫同體積時，氣體的壓強之比等于其物質的量之比可知，2.5-x+7.5-3x+2x=0.9(2.5+7.5)mol，解得：x=0.50mol，故5分鐘內用氨氣表示該反應的平均化學反應速率為：，氫氣達到平衡時的轉化率為：，平衡時N2、H2、NH3的物質的量濃度之比等于物質的量之比等于（2.5-x）:(7.5-3x):2x=(2.5-0.5):(7.5-3×0.5):2×0.5=2:6:1；故答案為：0.1mo1?L-1?min-1；20.0%；2:6:1。15．＜＞b解析：(1)根據平衡常數的定義可得其表達式為K=；(2)①根據圖象的變化可知，溫度在T2時達到平衡所用時間短，說明反應速率快，因此T2高于T1，當升高溫度時，CO的轉化率減小，說明平衡向逆反應方向移動，該反應的ΔH＜0；②升高溫度平衡向逆反應方向移動，使平衡常數減小，即K1＞K2；(3)a、由(2)的分析可知，該反應是放熱反應，所以升高溫度平衡向逆向移動，甲醇產率減小，則a錯誤；b、將CH3OH(g)從體系中分離出來，減小生成物的濃度，促進平衡正向移動，增大甲醇產率，故b正確；c、使用催化劑只是加快了反應速率，對產率和轉化率等都沒有影響，則c錯誤，d、充入He氣體，盡管體積總壓強增大，但反應體系的分壓不變，各種物質的濃度不變，所以平衡不移動，甲醇產率不變，故d錯誤。正確答案為b。點睛：關于轉化率（或含量）—溫度（或壓強）—時間圖象，要明確“先拐先平，數值大”的原則，再根據條件的改變對轉化率（或含量）是的影響，確定平衡移動方向，進而判斷反應的熱效應、反應前后的系數或物質的狀態(tài)等；同時要正確理解平衡常數的含義和影響因素，否則都會產生不必要的失分。16．(1)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+[FeCl4]-(2)逆反應(3)陰離子均為氯離子，加入NaCl，溶液顏色變淺程度較大(4)加入鹽酸，氯離子濃度增大，Fe3++4C1-[FeCl4]-平衡正向移動，Fe3+濃度減小，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向移動，溶液顏色變淺(5)(6)加入1mL蒸餾水，再加入1m