2.2化学平衡同步练习题高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1（含解析）

2.2化学平衡同步练习题
一、选择题
1．用消除的反应为 。下列说法正确的是
A．平衡时升高温度，增大，减小
B．反应平衡常数
C．反应中生成22.4 L ，转移电子数目为
D．实际应用中，适当增加的量有利于消除，减轻空气污染程度
2．工业上用氢气和氮气合成氨：N2+3H22NH3，下列有关说法错误的是
A．增大N2的浓度，可加快反应速率
B．使用合适催化剂，可加快反应速率
C．达到平衡时，H2的转化率为100%
D．达到平衡时，正反应速率与逆反应速率相等
3．某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将 “固定”，能高选择性吸附。废气中的被吸附后，经处理能全部转化为。原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A．酸性强弱：三氯乙酸>二氯乙酸
B．多孔材料“固定”，促进平衡正向移动
C．硝酸有分子内氢键，故其沸点较低
D．转化为的反应是
4．葡萄糖在碱性条件下和亚甲基蓝溶液混合后，蓝色会消失，经振荡，无色溶液又恢复蓝色，此过程可以反复多次。现用培养皿盛放上述溶液，将蓝牙音箱、白色亚克力板、培养皿由下至上放置，打开音箱(设置音频为60赫兹，音量为60分贝)，振荡使空气中的氧气进入溶液，一段时间后，培养皿中呈现波纹状颜色变化。
以下分析不符合事实的是
A．颜色变化的过程是可逆反应
B．蓝色褪去的过程是亚甲基蓝被还原的过程
C．升高温度，不一定能加快溶液变蓝的过程
D．波腹处更容易呈现蓝色的原因是此处氧气浓度更大
5．在容积为2L的恒容密闭容器中充入P(g)和Q(g)，发生反应P(g)+2Q(g)3R(g)+4S(s) △H。所得数据如下表：
组号 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol
n(P) n(Q) n(R) n(S)
① 500 0.10 0.80 0.24 0.32
② 500 0.20 1.60 x
③ 700 0.10 0.30 0.18 0.24
以下说法正确的是
A．②中反应的的平衡常数K=60 B．该反应的△H>0
C．根据题目信息不能确定x的值 D．反应达到平衡后增大压强，平衡逆向移动
6．为减少对环境造成的 响，发电厂试图将废气中的进行合理利用，以获得重要工业产品。研究发现与合成的反应机理如下：
①快；
②快；
③慢。
反应②的速率方程，、、是速率常数。下列说法错误的是
A．反应②的平衡常数
B．反应①和②的活化能均大于反应③的活化能
C．要提高合成的速率，关链是提高反应③的速率
D．使用合适的催化剂不能增大平衡时的体积分数
7．时，向恒容容器中加入A发生反应：①2A(g) = 4B(g) + C(g)，②2B(g) D(g) 。反应体系中A、B、C的分压随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
(对于气相反应，用某组分B的平衡分压pB代替物质的量浓度cB也可表示平衡常数Kp。pB = p总×B的物质的量分数，p总为平衡体系总压强)
A．容器内压强保持不变，表明反应达到平衡状态
B．t1时刻A物质反应完全
C． 时，反应②的分压平衡常数
D．当C、D的分压相等时，反应②中B的转化率为
8．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH ＜0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是
A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ表示的是t1时刻增大压强对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示的是温度对平衡的影响，且乙的温度高于甲的
D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高
9．某温度下，若反应的化学平衡常数K1=2500，则该温度下HI(g)H2(g)+I2(g)的化学平衡常数K2为
A．0.02 B．0.04 C．0.0004 D．50
10．已知在相同条件下，① K1；② K2 ③ K3。则K1，K2、K3的关系正确的是
A． B．
C． D．
二、填空题
11．一定温度下，向1L密闭容器中加入1molHI(g)，发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)物质的量随时间的变化如图所示。
(1)0～2min内的平均反应速率v(HI)=_______。该温度下，H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的平衡常数K=_______。
(2)相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则_______是原来的2倍。
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度 c.达到平衡的时间 d.平衡时H2的体积分数
(3)上述反应中，正反应速率为v正=k正·c2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆·c(H2)·c(I2)。其中k正、k逆为速率常数，则k正=_______(以K和k逆表示)。
(4)氢气用于工业合成氨N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)；△H=-92.2kJ·mol-1，一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N2和H2反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如图所示：
其中t5时刻所对应的实验条件改变是_______，平衡常数最大的时间段是_______。
12．某恒容密闭容器体积为2L，向其中加入3molA和1.5molB，一定条件下发生反应：，5min反应达到平衡后，测得反应生成1molC，D的浓度为1mol/L。
(1)x的数值为_______，D的平均反应速率是_______。
(2)该反应平衡常数为_______。(写出平衡常数表达式进行计算)
(3)达平衡后，再向其中充入1.5molB，最终A的转化率为_______，若向其中加入少量C，平衡_______。(填入字母)
A．向正反应方向移动
B．向逆反应方向移动
C．不移动
13．甲烷重整制氢工艺与太阳能资源相结合可有效降低碳排放。一种利用太阳能催化甲烷蒸气重整制氢的反应a原理如下。
第Ⅰ步：
第Ⅱ步：
回答下列问题：
(1)反应a的热化学方程式为___________。
(2)对于第Ⅰ步反应：增大压强，平衡___________移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)在1000℃时，反应a的压强平衡常数___________。
14．一定温度下，在某体积为2L的密闭容器中充入1.5molNO2和2molCO，在一定条件下发生反应：NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)，2min时，测得容器中NO的物质的量为0.5mol。
(1)此段时间内，用CO2表示的平均反应速率_______。
(2)2min时，CO的转化率_______。
(3)平衡时，CO为1mol，求CO2的体积分数_______。
15．在密闭容器中，通入a mol N2和b mol H2，若在一定条件下反应达到平衡时，容器中剩余c mol N2。
(1)达到平衡时，生成NH3的物质的量为_______
(2)若把容器的容积减小到原来的一半，则正反应速率_______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，逆反应速率_______，N2的转化率_______。
16．过氧化钙(CaO2)是一种白色晶体，无臭无味，能潮解，难溶于水，可与水缓慢反应；不溶于醇类、乙醚等，易与酸反应，常用作杀菌剂、防腐剂等。通常利用CaCl2在碱性条件下与H2O2反应制得。某化学兴趣小组在实验室制备CaO2的实验方案和装置示意图(图一)如下：
已知：CaO2的制备原理：CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl
请回答下列问题
(1)仪器A的名称为___________，仪器C支管B的作用___________；
(2)加入氨水的作用是___________；(从化学平衡移动的原理分析)
(3)过滤后洗涤沉淀的试剂最好用__________
A．水 B．浓盐酸 C．无水乙醇 D．CaCl2溶液
(4)沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0℃左右，其可能原因是___________、___________(写出两种)。
(5)已知CaO2在350℃时能迅速分解，生成CaO和O2。该小组采用如图二所示的装置测定刚才制备的产品中CaO2的纯度(设杂质不分解产生气体)
①量气管读数的方法是：___________；
②准确称取0.50g样品，置于试管中加热使其完全分解，收集到44.80mL(已换算为标准状况)气体，则产品中过氧化钙的质量分数为___________(保留4位有效数字)；
17．为探究化学反应“2Fe3++2I- 2Fe2++I2”存在限度及平衡移动与物质的浓度、性质的关系，甲、乙两同学进行如下实验。
已知：a.含I2的溶液呈黄色或棕黄色。b.利用色度计可测定溶液的透光率，通常溶液颜色越深，透光率数值越小。
Ⅰ.甲同学设计下列实验进行相关探究，实验如下：
回答下列问题：
(1)甲同学利用实验②中i和ii证明Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应存在限度，实验i中的现象是________，实验ii中a是________(化学式)溶液。
(2)用离子方程式表示实验②iii中产生黄色沉淀的原因________。
Ⅱ.乙同学：利用色度计对Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应进行再次探究
【实验过程】
序号 实验步骤1 实验步骤2
实验③ 将盛有2mL蒸馏水的比色皿放入色度计的槽孔中 向比色皿中逐滴滴入5滴(每滴约0.025mL)0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液，同时采集溶液的透光率数据
实验④ 将盛有2mL0.1mol·L-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中 同上
实验⑤ 将盛有2mL0.2mol·L-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中 同上
实验中溶液的透光率数据变化如图所示：
回答下列问题：
(3)乙同学实验③的目的是______。
(4)乙同学通过透光率变化推断：FeCl3溶液与KI溶液的反应存在限度。其相应的推理过程是______。
(5)乙同学根据氧化还原反应的规律，用如图装置(a、b均为石墨电极)，探究化学平衡移动与I-与Fe2+浓度及还原性强弱关系，操作过程如下：
①K闭合时，电流计指针向右偏转，乙同学得出结论：2Fe3++2I— 2Fe2++I2向正反应方向进行，b作______(填“正”或“负”)极，还原性I—＞Fe2+。
②当指针归零(反应达到平衡)后，向U形管右管滴加0.1mol/LFeSO4溶液，电流计指针向左偏转，由此得出还原性Fe2+_____I—(填“＞”或“＜”)。
(6)综合甲、乙两位同学的实验探究过程，得出的结论有______。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．升高温度，正逆反应速率均增大，故A错误；
B．该反应水为气态，平衡常数，故B错误；
C．气体所处状况不确定，不能根据体积计算其物质的量，故C错误；
D．适当增加的量有利于平衡正向移动，从而提高的转化率，有利于的消除，故D正确；
故选D。
2．C
解析：A．增大N2的浓度，单位体积内活化分子数增大，有效碰撞次数增多，反应速率加快，故A正确；
B．使用合适催化剂，可降低反应活化能，活化分子百分含量增大，有效碰撞次数增多，反应速率加快，故B正确；
C．该反应是可逆反应，反应物不可能百分百转化，故C错误；
D．可逆反应中，正逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，故D正确；
答案选C。
3．D
解析：A．硝酸是强酸，硝酸大于有机酸，Cl吸引电子，使得酸性增强，氯原子越多，其有机酸酸性越强，因此酸性强弱：＞三氯乙酸＞二氯乙酸，故A正确；
B．多孔材料“固定”，导致浓度降低，促进平衡正向移动，故B正确；
C．根据硝酸的结构可知硝酸存在分子内氢键，故其沸点较低，故C正确；
D．转化为的反应是，故D错误。
综上所述，答案为D。
4．A
解析：A．蓝色变无色是葡萄糖和亚甲基蓝反应，生成亚甲基白，葡萄糖被氧化，亚甲基蓝被还原，无色变蓝色是亚甲基白和氧气反应生成水和亚甲基蓝，不是可逆反应，故A不符合事实；
B．亚甲基白变为亚甲基蓝是亚甲基白被氧气氧化为亚甲基蓝，则亚甲基蓝变为亚甲基白是还原过程，所以蓝色褪去的过程是亚甲基蓝被还原的过程，故B符合事实；
C．升高温度，氧气在水中的溶解度降低，不一定能加快反应速率，故C符合事实；
D．波腹处声音强度最小，氧气浓度大，更容易出现蓝色，故D符合事实；
故选A。
5．B
解析：A．①和②的温度相同，则平衡常数相同，①中500℃时，利用“三段式”法计算：
则，A错误；
B．①和③的温度不同，比较其平衡常数大小可确定△H的正负，③中700℃时，利用“三段式”法计算：
则，由，可知正反应为吸热反应，即△H>0，B正确；
C．根据②中反应的平衡常数可计算x的值，C错误；
D．该反应前后无气体体积变化，则改变压强，反应平衡不发生移动，D错误；
故选B。
6．B
解析：A．反应②存在，，平衡时正逆反应速率相等，则K=，A正确；
B．活化能越小，反应速率越快，则反应①和②的活化能小于反应③的活化能，B错误；
C．慢反应决定整个反应速率，要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应③的速率，C正确；
D．催化剂不影响平衡移动，则选择合适的催化剂能加快该反应的速率，而平衡不移动则COC12的体积分数不变，D正确；
故选B。
7．D
解析：A．最后能完全分解，反应②2B(g)D(g)，正向气体分子数减小，容器内压强保持不变，容器内气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，故A正确；
B．由图象可知，反应到时t1时刻，A分解完全，故B正确；
C．反应到t1时，A分解完全，反应②达到平衡状态，C的分压为20kPa，则反应①生成B的分压为80kPa，平衡时B的分压为16kPa，B的分解量为(80-16)kPa=64kPa，D的分压为32kPa，反应②的分压平衡常数，故C正确；
D．当C、D的分压相等时，设C的分压为xkPa，则反应①生成B的分压为4xkPa，D的分压为xkPa，B的分解量为2xkPa，反应②中B的转化率为会×100%=50%，故D错误；
故答案为：D。
8．C
解析：A．增大反应物的浓度瞬间，正反速率增大，逆反应速率不变，之后逐渐增大，图Ⅰ应是增大压强的原因，故A错误；
B．图Ⅱ在t时刻正逆反应速率都增大，但仍相等，平衡不发生移动，应是加入催化剂的原因，故B错误；
C．正反应放热，升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，SO3的转化率减小，乙的温度高于甲的，故C正确；
D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，反应速率加快，平衡正向移动，SO2的转化率增大，图Ⅲ中乙的速率大于甲，但SO2的转化率比甲小，说明图Ⅲ不能表示强对化学平衡的影响，故D错误；
故选C。
9．A
解析：已知H2(g)+I2(g) 2HI(g)的化学平衡常数K1=2500，。则该温度下HI(g) H2(g)+ I2(g)的平衡常数。
故答案为：A。
10．D
解析：根据盖斯定律可得，反应③=反应①＋2×反应②，则，故选D。
二、填空题
11．(1) 0.1mol/(L·min) 64
(2)b
(3)K×k逆
(4) t5减小NH3浓度 t8 ~ t9
解析：（1）
0～2min内的平均反应速率v(HI)=mol/(L·min)。该温度下，H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的平衡常数K=。
（2）a．平衡常数只与温度有关，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，平衡常数不变，故不选a；
b．反应前后气体系数和相同，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，相当于增大压强，平衡不移动，与原平衡为等效平衡，HI的平衡浓度变为原来2倍，故选b；
c．若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，反应物浓度增大，反应速率加快，达到平衡的时间小于原来的2倍，故不选c；
d．反应前后气体系数和相同，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，相当于增大压强，平衡不移动，与原平衡为等效平衡，平衡时H2的体积分数不变，故不选d；
选b。
（3）上述反应中，正反应速率为v正=k正·c2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆·c(H2)·c(I2)。反应达到平衡状态v逆=v正，即k逆·c(H2)·c(I2)= k正·c2(HI)，，，则k正= K×k逆；
（4）其中t5时刻，逆反应速率突然减小，正反应速率逐渐减小，反应正向进行，所对应的实验条件改变是减小NH3浓度；根据图示，t2时刻增大反应物浓度，t4时刻加入催化剂，t7时刻降低温度，平衡常数只与温度有关，正反应放热，温度越低平衡常数越大，平衡常数最大的时间段是t8 ~ t9。
12．(1) 2 0.2 mol/(L·min)
(2)K==4
(3) 50% C
【分析】由题给数据可得如下三段式：
解析：（1）由三段式数据可知，平衡时D的浓度为=1mol/L，解得x=2，D的平均反应速率为=0.2 mol/(L·min)，故答案为：2；0.2 mol/(L·min)；
（2）由化学方程式可知，反应的平衡常数K=，由三段式数据可知，平衡时A、B、D的浓度分别为1mol/L、0.25mol/L、1mol/L，则反应的平衡常数K==4，故答案为：K==4；
（3）达平衡后，再向其中充入1.5molB，反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动，设最终A的转化率为a，由题意可得如下三段式：
温度不变，平衡常数不变，由三段式数据可得：=4，解得a=0.5，则A的转化率为50%；固体的浓度为定值，增加固体的量化学平衡不移动，则达平衡后，向其中加入少量C，化学平衡不移动，选C，故答案为：50%；C。
13．(1)
(2) 向左 变大
(3)
解析：（1）将第I步反应和第II步反应加起来可得反应a，则反应a的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH3=(m+n)kJ mol-1；
（2）第I步反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向左移动；在lgKp-T图像中，温度升高，第I步反应lgKp增大，Kp也增大，则该反应是吸热反应，升高温度，平衡向右移动，平衡转化率变大；
（3）在1000℃时，第I步反应的压强平衡常数Kp=1000，第II步反应的压强平衡常数Kp=10，则反应a的压强平衡常数Kp=100010=1104。
14．(1)0.125mol· (L·min)-1
(2)25%
(3)28.6%
解析：（1）2min时，容器中NO的物质的量为0.5mol，则用NO表示的平均反应速率为：，由反应速率之比等于化学计量数之比可得，用CO2表示的平均反应速率为：；故答案为：。
（2）2min时，NO的物质的量为0.5mol，由方程式可得，CO转化量为0.5mol，则CO的转化率为：；故答案为：25%。
（3）平衡时，CO为1mol，初始容器中充入了1.5molNO2和2molCO，则CO转化了1mol，由方程式可得达到平衡时，NO2为0.5mol，CO2为1.0mol，NO为1.0mol，CO为1mol，则CO2的体积分数为：；故答案为：28.6%。
15．(1)2(a-c)mol
(2) 增大 增大 增大
解析：（1）合成氨的反应为催化剂作用下，氮气与氢气在高温、高压条件下反应生成氨气，反应的方程式为N2+3H22NH3，由题意可知，反应消耗氮气的物质的量为(a-c)mol，则由方程式可知，反应生成氨气的物质的量为2(a-c)mol，故答案为：2(a-c)mol；
（2）合成氨反应是气体体积减小的反应，把容器体积减小一半，气体压强增大，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，故答案为：增大；增大；增大。
16．(1) 冷凝管 平衡气压，便于恒压漏斗中的液体能够顺利滴下
(2)CaCl2+H2O2 CaO2+2HCl，加入氨水与氯化氢发生中和反应，使该可逆反应向着生成CaO2的方向移动，提过CaO2的产率
(3)C
(4) 防止氨水挥发 防止过氧化氢分解
(5) 冷却相平 57.60%
解析：（1）仪器A的名称为冷凝管；支管B可以起到平衡气压，便于恒压滴液漏斗中的液体能够顺利滴下的作用；
（2）氯化钙与双氧水混合液中存在如下平衡：CaCl2+H2O2 CaO2+2HCl，加入氨水，氨水与氯化氢发生中和反应，HCl浓度减小，平衡向着生成过氧化钙的方向移动，有利于提高的过氧化钙的产率；
（3）由题给信息可知，CaO2可与水缓慢反应，所以不能选用水和CaCl2溶液洗涤；CaO2易与酸反应，所以不能选用浓盐酸洗涤；CaO2不溶于醇类、乙醚等，所以最好无水乙醇洗涤，可以减少过氧化钙的溶解，故选C；
（4）由于温度较高时双氧水容易分解、氨水挥发，会导致过氧化钙产率下降，且温度降低时过氧化钙的溶解度减小，有利于过氧化钙的析出，所以沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0℃左右；
（5）①为保证准确测定气体的气体，确保氧气的状态与环境温度和压强相同，使用量气管读数时需将气体冷却到室温并保证量气装置两侧液面相平，同时读数时还需要视线与凹液面最低处相平，则量气管读数的方法是：冷却相平；
②过氧化钙与水反应的化学方程式为2CaO2+2H2O=2Ca（OH）2+O2↑，由方程式可得关系式：，解得m=2.88g，所以产品中过氧化钙的质量分数为：。
17． 溶液变蓝 KSCN Ag++I－=AgI 排除实验④和实验⑤中Fe3+对溶液透光率的干扰 溶液透光率不再随时间改变后，实验⑤的溶液透光率低于实验④的溶液透光率，说明实验④中虽然KI过量，但仍有未反应的Fe3+ 正 ＞ 2Fe3++2I－ 2Fe2++I2存在限度；改变条件可使平衡移动；物质的氧化性与还原性强弱受浓度影响。
【分析】(1)反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2，产物有碘单质，就能使淀粉溶液变蓝；若证明该反应存在限度，可用KSCN溶液来验证Fe3+是否剩余；
(3)透光率与浓度有关，探究I-浓度对反应的影响，故需要控制其他物质的浓度一致；
(5) K闭合时，电流计指针向右偏转，该反应是Fe3+得电子，加入FeSO4溶液后，电流计指针向左偏转，说明浓度可对物质的氧化性及还原性有影响。
解析：(1)该反应的化学方程式：2Fe3++2I- 2Fe2++I2，产物有碘单质，加入到淀粉溶液，可观察到溶液变蓝，若该反应存在限度，则应剩余Fe3+，实验ii中a是KSCN溶液，Fe3+与SCN-形成配合物，溶液呈红色，故答案为：溶液变蓝；KSCN；
(2)反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2，存在反应限度，则还剩余I-，加入AgNO3溶液，形成黄色沉淀，用离子方程式表示为：Ag++I－=AgI↓；
(3)该探究实验是探究I-浓度对反应的影响，而透光率与溶液的颜色有关，故用实验③加蒸馏水，把Fe3+的浓度影响控制一致，故答案为：排除实验④和实验⑤中Fe3+对溶液透光率的干扰；
(4)分析实验④和⑤，能推出FeCl3溶液与KI溶液的反应存在限度的理由：溶液透光率不再随时间改变后，实验⑤的溶液透光率低于实验④的溶液透光率，说明实验④中虽然KI过量，但仍有未反应的Fe3+；
(5)①电流计指针向右偏转，说明b极Fe3+得到电子，作正极；故答案为：正；
②电流计指针向左偏转，说明a极的I2得电子生成I-，由此得出还原性Fe2+＞I-；故答案为：＞；
(6)甲同学实验是为了证明该反应存在限度，乙同学是探究浓度对物质的氧化性和还原性的影响，综合甲、乙两位同学的实验探究过程，得出的结论有：2Fe3++2I－ 2Fe2++I2存在限度；改变条件可使平衡移动；物质的氧化性与还原性强弱受浓度影响。