第二章第二节化学平衡同步练习（含解析）高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二章第二节化学平衡同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于甲醇制氢反应CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　 H>0，既可以加快反应速率，又可以提高H2平衡产率的措施有
A．加入催化剂 B．增大压强 C．升高温度 D．降低CO2(g)浓度
2．处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。CO可用于处理大气污染物，发生的反应为： 。上述反应分两步进行：
第一步： 慢反应；
第二步： 快反应。
下列说法中正确的是
A．第一步反应中与的碰撞均为有效碰撞
B．第二步反应的活化能小于第一步反应的活化能
C．增大CO浓度可显著增大处理的反应速率
D．升高温度可加快反应速率并提高平衡转化率
3．在一密闭容器中，N2+3H22NH3反应达到平衡后，下列说法中正确的是
A．N2与H2不再化合，NH3不再分解
B．单位时间内，消耗1 mol N2的同时消耗3mol H2
C．容器内的总压强不随时间而变化
D．N2、H2、NH3的物质的量浓度相等
4．已知下列反应的平衡常数：①S(s)+O2(g)SO2(g)，K1；
②H2(g)+S(s)H2S(g)，K2；
则反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数是
A．K1－K2 B．K1·K2 C． D．
5．已知反应 2NH3N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，氨的合成反应N2 + 3H22NH3的平衡常数为
A．4 B．2 C．1 D．0.5
6．工业上消除氮氧化物的污染，可用如下反应： 在温度和时，分别将和充入体积为1L的密闭容器中，测得随时间变化数据如下表：下列说法错误的是
温度 时间/minn/mol 0min 10min 20min 40min 50min
T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 … 0.15
A．10min内，时的化学反应速率比时小 B．温度：
C．平衡常数： D．
7．反应A(g)+3B(g)2C(g) 达到平衡后，将反应体系的温度降低，下列叙述中正确的是
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．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
C．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动
D．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
8．对于可逆反应：(正反应放热)，下列图象中正确的是
A． B． C． D．
9．在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应：22SO3(g)。下列不能说明反应达到平衡状态的是
A．各物质的浓度不再变化 B．混合物的密度不再变化
C．SO2的体积分数不再变化 D．气体的压强不再变化
10．T℃时，在一固定容积的密闭容器中发生反应： ，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是
A．T℃时，该反应的平衡常数值为4
B．若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于T℃
C．T℃时，直线cd上的点均为平衡状态
D．T℃时，c点没有达到平衡，此时反应向逆向进行
11．关于C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数(K)书写形式，正确的是
A． B． C． D．
12．有一处于平衡状态的反应：X(s)+3Y(g)2Z(g) ΔH＜0。为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是
①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加催化剂 ⑥分离出Z
A．①③⑤ B．②③⑤ C．②③⑥ D．②④⑥
13．对已经达到化学平衡的反应：，减小压强时，对反应产生的影响是
A．逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
B．逆反应速率减小，正反应速率增大，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、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动
14．已知下列反应的平衡常数：①②则反应③的平衡常数是
A． B． C． D．
15．某可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g) △H，在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为△H。保持温度不变，将方程式的书写作如下改变，则△H和K数值的相应变化为
A．写成2aA(g)+2bB(g)2cC(g)，△H、K均扩大了一倍
B．写成2aA(g)+2bB(g)2cC(g)，△H扩大了一倍，K保持不变
C．写成：cC(g)aA(g)+bB(g)，△H、K变为原来的相反数
D．写成cC(g)aA(g)+bB(g)，△H变为原来的相反数，K变为原来的倒数
二、填空题
16．回答下列问题：
Ⅰ.一定条件下，在容积为的密闭容器中， A、B、C三种气体的物质的量n随时间t的变化如图所示。已知达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小。
(1)达到平衡后加压，C的含量_______(填写“变大”“变小”或“不变”)。
(2)该反应的反应速率v随时间t的关系如图所示。
①根据图判断，在时刻改变的外界条件是_______。
②a、b、c对应的平衡状态中，A的转化率最大的是状态_______。
Ⅱ.在密闭容器中充入一定量的，发生反应 。如图所示为气体分解生成和的平衡转化率与温度、压强的关系。
(3)该反应的逆反应是_______(填“吸热反应”或“放热反应”)。
(4)N点的体积分数是_______。
(5)M点对应的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
17．反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1=-akJ mol-1，平衡常数为K；反应②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-bkJ mol-1。测得在不同温度下，K值如表：
温度/℃ 500 700 900
K 1.00 1.47 2.40
(1)若500℃时进行反应①，CO2起始浓度为2mol L-1，CO的平衡浓度为____。
(2)反应①中的a____0(填大于、小于、等于)。
(3)700℃反应①达到平衡，要使得该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有____(填序号)。
A．缩小反应器体积 B．通入CO2
C．升高温度到900℃ D．使用合适的催化剂
(4)下列图象符合反应①的是_____(填序号)(图中φ是混合物中CO的含量，T为温度)。
A． B． C．
(5)反应③2Fe(s)+O2(g)=2FeO(s) ΔH3=_____。
三、计算题
18．已知可逆反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，达到平衡时，K=，K是常数，只与温度有关，与浓度无关。
（1）830K时，若起始时c(CO)=2mol·L-1，c(H2O)=3mol·L-1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为___；K值为___。
（2）830K时，若只将起始时c(H2O)改为6mol·L-1，则水蒸气的转化率为___。
（3）若830K时，起始加入物质为CO和H2O，起始浓度c(CO)=amol·L-1，c(H2O)=bmol·L-1，过段时间，达到平衡时H2的平衡浓度c(H2)=cmol·L-1
①a、b、c之间的关系式是___；
②当a=b时，a=___c。
19．利用甲烷催化还原，可消除氮氧化物的污染。
①
②
③
(1)如果三个反应的平衡常数依次为、、，则__________(用、表示)。
(2)在2L恒容密闭容器中充入1mol和2mol进行反应③，的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。
①若容器中的压强为，y点：__________(填“大于”“等于”或“小于”)。
②在下，x点时反应的平衡常数_______________。
参考答案：
1．C
【详解】A．加入催化剂反应速率加快，但平衡不移动，H2的平衡产率不变，选项A不合题意；
B．增大压强即缩小体积，反应物、生成物浓度增大，反应速率加快，该反应正反应是一个气体体积增大的方向，故增大压强平衡逆向移动，H2的平衡产率减小，选项B不合题意；
C．升高温度反应速率加快，该反应正反应是一个吸热反应，则升高温度平衡正向移动，H2的平衡产率增大，选项C符合题意；
D．降低CO2(g)浓度反应速率减慢，减小生成物浓度，平衡正向移动，H2的平衡产率增大，选项D不符合题意；
答案选C。
2．B
【详解】A．由信息可知，第一步为慢反应，活化能较大，第一步中与的碰撞仅部分为有效碰撞，故A错误；
B．活化能越大反应速率越慢，第一步为慢反应，其活化能大于第二步反应活化能，故B正确；
C．CO参与第二步反应，第二步为快反应，不影响总反应速率的快慢，则增大CO的浓度对处理的反应速率几乎无影响，故C错误；
D．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，降低平衡转化率，故D错误；
故选：B。
3．C
【详解】A．合成氨反应属于可逆反应，不可能出现N2与H2不再化合、NH3不再分解的情况，A不正确；
B．单位时间内，消耗1 mol N2的同时消耗3mol H2，反应进行的方向相同，不一定达平衡状态，B不正确；
C．反应前后气体的分子数不相等，达平衡前，容器内压强在不断改变，当容器内的总压强不随时间而变化时，反应达平衡状态，C正确；
D．N2、H2、NH3的物质的量浓度相等，可能是反应进行过程中的某个阶段，不一定是平衡状态，D不正确；
故选C。
4．C
【详解】①S(s)+O2(g)SO2(g)，K1=；②H2(g)+S(s)H2S(g)，K2；根据盖斯定律，将热化学方程式②-①，整理可得反应：H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)，其化学平衡常数K=；
故合理选项是C。
5．A
【详解】相同温度下，同一可逆反应的正逆平衡常数互为倒数关系，已知反应 2NH3 N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，则该条件下反应N2+ 3H2 2NH3的平衡常数K==4，故选A。
6．C
【详解】A．10min内，时的化学反应速率为，时的化学反应速率，故A正确；
B．温度越高反应速率越快，时的化学反应速率小于，所以温度：，故B正确；
C．时的化学反应速率小于，时，40min反应达到平衡，时，40min反应一定达到平衡，时甲烷的平衡浓度小于，平衡常数：，故C错误；
D. 时的化学反应速率小于，所以，时甲烷的平衡浓度小于，可知升高温度，平衡逆向移动，正反应放热，，故D正确；
选C。
7．C
【详解】反应A(g)+3B(g)2C(g)的焓变，即该反应正向放热，反应达到平衡后，降低温度，正逆反应速率都将减小，降低温度，平衡将向放热反应移动，即平衡向正反应方向移动，故答案为C。
8．B
【详解】A．该反应为放热反应，平衡后继续升高温度平衡逆向移动，所以交点后逆反应速率应该大于正反应速率，A错误；
B．该反应放热，压强相同时，温度升高平衡逆向移动，A的物质的量分数越大；该反应为气体系数之和减小的反应，温度相同时，增大压强平衡正向移动，A的物质的量分数减小，图像正确，B正确；
C．温度越高反应速率越快，达到平衡所需时间越短，且反应放热，温度越高，A的物质的量分数越大，C错误；
D．增大压强，正逆反应速率都增大，且正反应速率应该大于逆反应速率，D错误；
综上所述答案为B。
9．B
【详解】A．各物质的浓度不再变化，反应达到平衡状态，故A不选；
B．反应前后气体总质量不变，气体体积不变，则反应前后混合气体密度是一个定量，当混合气体的密度不变时，反应不一定达到平衡状态，故B选；
C．随着反应进行，SO2的体积分数减小，当SO2体积分数不变时，反应达到平衡状态，故C不选；
D．恒温恒容条件下，气体压强与气体的物质的量成正比，反应前后气体总物质的量减小，增大压强减小，当气体的压强不变时，反应达到平衡状态，故D不选；
故选：B。
10．B
【详解】A．由曲线d点对应和可求得，A项错误；
B．若c为平衡点，则其对应的和均大于2，由于本反应的，温度升高，平衡逆向移动，B项正确；
C．图中曲线adb是T℃的平衡曲线，曲线中的任意一点都是平衡点，故直线cd上的点不是平衡点，C项错误；
D．T℃时c点未达平衡，其对应的和均大于2，而平衡时d点的和均等于2，故应该向正向进行，D项错误；
答案选B。
11．C
【详解】平衡常数等于生成物浓度的幂次方乘积除以反应物的幂次方乘积；注意固体和纯液体不写在计算式中，则该反应的化学平衡常数，故选：C。
12．C
【详解】反应X(s)+3Y(g)2Z(g) ΔH＜0，正反应是气体体积减小的放热反应，
①升高温度，平衡向逆向(吸热)反应移动；
②降低温度，平衡向正向(放热)反应移动；
③压强增大，平衡向正向(气体体积减小)方向移动；
④降低压强，平衡向逆向(气体体积增大)方向移动；
⑤加催化剂不会引起化学平衡的移动；
⑥分离出Z，即减小生成物的浓度，平衡正向移动；
综上所述，②③⑥符合题意，C项正确；
故选C。
13．C
【详解】减小压强，反应物和生成物的浓度减小，故正逆反应速率均减小，该反应正向为气体分子数减少的反应，减小压强，平衡逆向移动，故选C。
14．D
【详解】， , 反应③， ，D正确；
故答案选：D。
15．D
【分析】可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g) △H，其K的表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度冪之积的比，△H的数值与化学计量数成正比，两个相反过程的△H的符号相反，数值相同，以此来解答。
【详解】A．写成2aA(g)+2bB(g)2cC(g)，△H值均扩大了一倍，K的数值为原数值的平方倍，A错误；
B．写成2aA(g)+2bB(g)2cC(g)，△H值均扩大了一倍，K的数值为原数值的平方倍，B错误；
C．写成cC(g)aA(g)+bB(g)，△H变为原来的相反数，K值变为倒数，C错误；
D．写成cC(g)aA(g)+bB(g)，△H变为原来的相反数，K值变为倒数，D正确；
故合理选项是D。
16．(1)变大
(2) 升高温度 a
(3)放热反应
(4)40%
(5)1
【详解】（1）根据图示可知：随着反应的进行，A、B物质的量减少，C物质的量增加，说明A、B是反应物，C是生成物，3 mol后三种物质的物质的量都不再发生变化，说明该反应为可逆反应。在3 min内A、B、C改变的物质的量分别是0.3 mol、0.6 mol、0.6 mol，改变的物质的量的比为1：2：2，故该反应方程式为：A(g)+2B(g)2C(g)。该反应的正反应是气体体积减小的反应，在其他条件不变时，增大压强，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，故达到平衡后C的含量变大；
（2）①已知达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小。，说明降低温度化学平衡正向移动，该反应的正反应为放热反应。在t3时刻改变条件时正、逆反应速率都增大且逆反应速率大于正反应速率，化学平衡逆向移动，故改变的条件是升高温度；
②t3时刻改变条件后化学平衡逆向移动，导致A的转化率降低；t5时刻正、逆反应速率都增大但仍然相等，化学平衡不移动，平衡正向移动A的转化率增大，所以A转化率最大时生成物C体积分数最大的是a点；
（3）根据图像可知：在压强不变时，升高温度H2S的平衡转化率增大，说明升高温度，化学平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，则逆反应为放热反应；
（4）根据图示可知：在N点时H2S的平衡转化率为50%，假设反应开始时n(H2S)=1 mol，则平衡时n(H2S)=0.5 mol，n(H2)=0.5 mol，n(S2)=0.25 mol，在相同外界条件下气体的体积比等于气体的物质的量的比，则H2的体积分数为；
（5）假设反应开始时加入1 mol H2S，M点时H2S的平衡转化率为50%，则根据物质反应转化关系可知平衡时n(H2S)=0.5 mol，n(H2)=0.5 mol，n(S2)=0.25 mol，n(总)=0.5 mol+0.5 mol+0.25 mol=1.25 mol，则p(H2S)=p(H2)=，p(S2)= ，所以该反应的化学平衡常数Kp=。
17．(1)1mol/L
(2)小于
(3)BC
(4)A
(5)-2(a+b)kJ mol-1
【详解】（1）由表可知，500℃时K=1，说明平衡时c(CO2)=c(CO)，则
2-x=x，x=1mol/L，故CO的平衡浓度为1mol/L。
（2）由表可知，温度升高，K值增大，平衡正移，所以反应吸热，故a小于0。
（3）A．该反应气体系数不变，缩小反应体积，平衡不移动，A错误；
B．通入CO2，即增大反应物浓度，平衡右移，B正确；
C．由于反应吸热，故升高温度，平衡右移，C正确；
D．使用催化剂改变反应速率，但平衡不移动，D错误；
故答案选BC。
（4）反应吸热，温度升高平衡正移，混合物中CO的含量增大，且温度升高，反应速率增大，反应达到平衡的时间缩短，故答案选A。
（5）利用盖斯定律，①×2+②×2可得③式，
ΔH3＝ΔH1×2+ΔH2×2＝－akJ mol－1×2+(－bkJ mol－1)×2＝－2(a+b)kJ mol－1。
18． 40% 1 25% c2=(a-c)(b-c) 2
【详解】（1）830K时，若起始时c(CO)=2mol·L-1，c(H2O)=3mol·L-1，平衡时CO的转化率为60%，消耗CO浓度是1.2 mol·L-1，根据方程式可知消耗水蒸气浓度是1.2 mol·L-1，所以水蒸气的转化率为×100%＝40%；平衡时CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)浓度分别是（mol·L-1）0.8、1.8、1.2、1.2，则K＝。
（2）830K时，若只将起始时c(H2O)改为6mol·L-1，则
，解得x＝1.5，所以水蒸气的转化率为×100%＝25%。
（3）若830K时，起始加入物质为CO和H2O，起始浓度c(CO)=amol·L-1，c(H2O)=bmol·L-1，过段时间，达到平衡时H2的平衡浓度c(H2)=cmol·L-1，则
①根据平衡常数表达式可知，所以a、b、c之间的关系式是c2=(a-c)(b-c)；
②根据以上分析可知当a=b时，a=2c。
19． 大于 0.25
【详解】(1)根据方程式①、②、③可知，，，因此，所以。
(2)①y点在对应曲线的下方，若要达到平衡状态，需要使甲烷的平衡转化率增大，反应正向进行，则y点：大于；
②由题图可知，在下，x点时甲烷的平衡转化率是50%，则有：
因此在下，x点时反应的平衡常数。