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．在恒温恒容密闭容器中进行反应：，下列能作为反应已达到平衡状态的依据是
A．不再变化 B．反应速率：
C．容器内气体的压强不再变化 D．容器内气体的密度不再变化
2．下列有关实验操作、现象和结论的叙述均正确的是
选项 实验操作 实验现象及结论
A 将某固体加水溶解，滴加少量NaOH溶液，加热 湿润红色石蕊试纸未变蓝，说明固体中不存在
B 往Fe2(SO4)3 溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液颜色先变红色，后红色变浅，说明生成物浓度增大，平衡逆向移动
C 将苯与液溴反应产生的气体先通过CCl4，再通入AgNO3溶液 AgNO3溶液中产生淡黄色沉淀，说明苯与液溴的反应是取代反应
D 取少量NaHCO3粉末于试管中，插入温度计，加几滴水 NaHCO3溶解，且温度计温度升高，说明NaHCO3溶于水放热
A．A B．B C．C D．D
3．一定条件下：2A(g)+B(s)C(g) △H<0。在测定C(g)的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最大的是.
A．温度130℃、压强60kPa B．温度0℃、压强60kPa
C．温度130℃、压强150kPa D．温度0℃、压强150kPa
4．下列有关能量的判断和表示方法正确的是
A．已知ΔH=a ΔH=b，则aB．已知：ΔH= 92.4kJ mo 1，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反应放出46.2kJ的热量
C．已知： ΔH= 57.3kJ mol 1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH=2×( 57.3)kJ mol 1
D．已知P4(白磷，s)=4P(红磷，s) ΔH<0，则白磷比红磷稳定
5．一定温度下，反应在密闭容器中达到平衡时，测得容器内、、。相同温度下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是
A B C D
0.22 0.44 0.11 1.00
0.22 0.44 0.44 1.00
1.56 3.00 1.56 8.00
A．A B．B C．C D．D
6．向容积为1.00L的密闭容器中通入一定量的和的混合气体，发生反应：N2O4(g)2NO2(g) ，(已知：为红棕色气体，为无色气体)。体系中各物质浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是
A．64s时，反应达到化学平衡状态。
B．从反应开始至化学平衡前，混合气体的颜色逐渐变浅。
C．若该容器与外界无热量传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高。
D．若升高温度，增大了活化分子百分数，则反应速率加快。
7．有氧条件下，在Fe基催化剂表面，还原NO的反应机理如图所示。该反应能够有效脱除烟气中的NO，保护环境。下列说法不正确的是
A．在酸性配位点上，与通过配位键形成
B．增大压强有利于NO与吸附在配位点上形成
C．在反应过程中，Fe基可以提高NO的转化率
D．该反应的总方程式为：
8．团簇是比较罕见的一个穴醚无机类似物，我国科学家通过将和反应，测定笼内的浓度，计算取代反应的平衡常数，反应示意图和所测数数据如下。有关说法错误的是
A．
B．离子半径：
C．团簇对于具有比大的亲和力
D．由于团簇表面的孔具有柔性因而可容许比它直径大的通过
9．以、和为原料，制备和氯化亚砜()的原理为： 。下列说法正确的是
A．反应平衡常数
B．键断裂的同时有键形成，说明反应到达该条件下的平衡状态
C．使用催化剂可以同时降低正反应和逆反应的活化能
D．上述反应中消耗的，转移电子数为
10．如图表示合成氨反应过程中的能量变化。关于合成氨反应，下列说法不正确的是
A．升高温度有利于提高的平衡转化率
B．提高与的投料比可增大的转化率
C．增大压强能提高的反应速率和转化率
D．使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间
二、填空题
11．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变_________
12．在密闭容器中的可逆反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) △H<0。达到平衡后：
(1)扩大容器体积，平衡_______移动(填“正向”、“逆向”、“不”)，c(NO2)将_______(填“增大”、“减小”、“不变”)，反应混合物的颜色将变_______(填“深”、“浅”、“不变”)。
(2)升高温度平衡_______移动(填“正向”、“逆向”、“不”)，加入催化剂，NO的物质的量_______(填“增大”、“减小”、“不变”)，原因是_______。
13．回答下列问题：
(1)我国提出力争2060年前实现碳中和，将CO2转化为高附加值产品HCOOH是实现该目标的一种方式。向恒容密闭容器中充入1molCO2和1molH2，发生反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) △H。不同温度下CO2的平衡转化率数据如表所示：
T/K 373 473 573 673
平衡转化率 α 8.4α 24.3α 37.5α
该反应的△H______0(填“>”或“<”)。已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H1，则反应2CO2(g)+2H2O(g)2HCOOH(g)+O2(g)的△H2=_____(用△H和△H1表示)。
(2)工业上常用反应CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H消除氮氧化物的污染。在温度为T1和T2时，分别将0.40molCH4和1.0molNO2充入体积为1L的密闭容器中，n(CH4)随反应时间的变化如图所示。
根据题图判断该反应的△H_____0(填“>”“<”或“=”)，理由是_____。
14．恒温恒容下，将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)，2min时反应达到平衡状态。此时剩余1.2molB，并测得C的浓度为1.2mol L-1。
(1)A的转化率与B的转化率之比为___；物质A的化学反应速率为___；x=___；
(2)保持温度和容积不变，向平衡体系中再充入2molA和2molB气体，达到新平衡时B的物质的量为___。
(3)此反应在该温度时的化学平衡常数为___。
15．在一定温度下，将2molA和2molB两种气体相混合于体积为2L的某密闭容器中(容积不变)，发生如下反应：3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，ΔH<0，2min末反应达到平衡状态(温度不变)，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol·L-1，请填写下列空白：
(1)x的值等于_______。
(2)该反应的化学平衡常数K=_______，升高温度时K值将_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)A物质的转化率为_______。
(4)若维持温度不变，在原平衡混合物的容器中再充入4molC和4molD，欲使达到新的平衡时，各物质的物质的量分数与原平衡相同，则至少应再充入B的物质的量为_______mol。达到新平衡时A的物质的量为n(A)=_______mol
16．铼(Re)广泛应用于喷气式发动机和火箭发动机，是重要的战略贵金属，可以通过还原剂在高温条件下还原其氧化物制取。
Ⅰ.实验室以富铼渣(主要成份)为原料制备高纯高铼酸铵()，其部分实验过程如下：
(萃取原理可表示为)
(1)酸浸时转化为两种强酸，该反应的离子方程式为_______。
(2)通过萃取与反萃取可实现铼元素的富集。
①萃取剂应具有的性质_______(填序号)。
A．密度大于水
B．在萃取剂中的溶解度大于水中的
C．不溶于水
②在反萃取时，加入氨水、水的目的是_______。
Ⅱ.以ReS2为原料制备NH4ReO4的装置如图所示：
(3)反应开始前，先向三颈瓶中加入一定量的和水，60℃下，通过分液漏斗依次滴入两种溶液。充分反应后可得和的混合溶液。
①滴入两种溶液时候，向三颈瓶中先滴加的是_______。(填序号)
A．氨水 B．溶液
②不考虑原料损失，实验中加入的与的最佳比为_______。
(4)请设计以三颈瓶中反应后的溶液为原料，制备金属铼粉的实验方案_______。(实验须使用的试剂：Zn粒，稀硫酸，浓硫酸、)
已知①：有关物质溶解度如下表
温度/℃
20 75.4 6.1
30 78.0 32.3
②
17．为验证氧化性Cl2 > Fe3+ > SO2，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略，气密性已检验)。
实验过程：
I.打开弹簧夹K1~K4，通入一段时间N2，再将T型导管插入B中，继续通入N2，然后关闭K1、K3、K4。
Ⅱ.打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时，停止加热，夹紧弹簧夹K2。
Ⅳ.打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。
Ⅴ.打开弹簧夹K3、活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹K3。
Ⅵ.更新试管D，重复过程Ⅳ，检验B溶液中的离子。
(1)过程Ⅰ的目的是_________________________________________________。
(2)棉花中浸润的溶液为________________________。
(3)A中发生反应的化学方程式为_______________________________________。
(4)过程Ⅴ中，B溶液中发生反应的离子方程式是_______________________________。
(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2 > Fe3+ >SO2的是____________________(填“甲”“乙”“丙”)。
过程ⅣB溶液中含有的离子 过程Ⅵ B溶液中含有的离子
甲 有Fe3+无Fe2+ 有
乙 既有Fe3+又有Fe2+ 有
丙 有Fe3+无Fe2+ 有Fe2+
(6)进行实验过程Ⅴ时，B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。查阅资料：Fe2+(aq) + (aq)FeSO3(s)(墨绿色)。
提出假设：FeCl3与 SO2的反应经历了中间产物FeSO3，溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色。某同学设计如下实验，证实该假设成立：
①溶液E为__________________。
②请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因_____________
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：A．反应的平衡常数K=，当不再变化时，说明=K，说明反应达到平衡，故A选；
B．反应速率：，不能说明正逆反应速率相等，不能作为反应已达到平衡状态的依据，故B不选；
C．反应是气体体积不变的反应，反应过程中容器内气体的压强不变，当容器内气体的压强不再变化时，不能说明反应达到平衡，故C不选；
D．反应过程中气体总质量和总体积不变，则反应过程中容器内气体的密度是定值，当容器内气体的密度不再变化时，不能说明反应达到平衡，故D不选；
故选A。
2．C
解析：A．将某固体加水溶解，滴加少量NaOH溶液时，生成的一水合氨浓度减小，检验铵根离子应该向溶液中滴加浓的NaOH溶液，故A错误；
B．在Fe2(SO4)3溶液中滴加无色的KSCN溶液后，有以下可逆反应存在；FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl，加入少量K2SO4固体，溶液中Fe3+、SCN-浓度不变，K+和SO不参加反应，平衡不移动，所以红色不变，故B错误；
C．液溴具有挥发性，将苯与液溴反应产生的气体先通过CCl4除去挥发的Br2，再通入AgNO3溶液生成淡黄色沉淀AgBr，说明产物中存在HBr，说明苯与液溴的反应是取代反应，故C正确；
D．NaHCO3溶于水吸热，故D错误；
故选C。
3．A
解析：由于存在平衡2A(g)+B(s)C(g)，A的存在会影响C的相对分子质量测定，故应采取措施使平衡向右移动，减小A的含量，该反应正反应是体积减小的放热反应，减小压强平衡向逆反应移动，升高温度平衡向逆反应移动，故应采取低温、高压，平衡正向进行，测定结果误差最小，反之最大，故选：A。
4．A
解析：A．所有的燃烧反应均是放热反应，完全燃烧比不完全燃烧放出热量多，而所以aB．此反应是可逆反应，充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)时两者不能完全反应放出热量小于46.2kJ，B错误；
C．中和热是指稀的强酸和稀的强碱反应生成1摩尔液态水时的反应热，硫酸与氢氧化钡反应生成的是硫酸钡沉淀和水，所以利用现有条件不能求出反应热，C错误；
D．白磷转化成红磷是放热的，所以红磷的能力低于白磷，能量越低越稳定，所以红磷比白磷稳定，D错误；
故选A。
5．D
解析：平衡时,、、，则K=；
A组：，反应处于平衡状态；
B组：，反应正向进行；
C组：，反应处于平衡状态；
D组：，反应逆向进行；
故选：D。
6．D
【分析】图示为物质浓度随时间变化的曲线图，当物质浓度不变时，为平衡点，故100s时反应达到平衡，据此分析。
解析：A．达到化学平衡状态，各物质的浓度不变，但不一定相等，由图中信息可知，64s时反应未达到化学平衡状态，A错误；
B．由图中信息可知，反应正向进行，反应体系中c (NO2)增大，所以混合气体的颜色逐渐变深，B错误；
C．由于正反应吸热，由图中信息可知，反应正向进行，绝热条件下容器内温度逐渐降低，C错误；
D．若升高温度，提供了更多的能量，增大了活化分子百分数，则反应速率加快，D正确；
故本题选D。
7．C
解析：A．分子中的N原子还含有一对孤对电子，所以能和通过配位键形成，故A正确；
B．由图可知，NO与吸附在配位点上形成，该过程中气体体积减小，增大压强平衡正向移动，有利于NO与吸附在配位点上形成，故B正确；
C．在反应过程中，Fe基作为催化剂，催化剂不能改变反应的转化率，故C错误；
D．由图可知，在Fe基催化剂表面，还原NO生成N2和H2O，总方程式为：，故D正确；
故选C。
8．A
解析：A．根据图示，时，，，A错误；
B．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；Cs和Rb都是ⅠA族元素，离子半径：，B正确；
C．与反应生成，说明团簇对于具有比大的亲和力，C正确；
D．的直径显著大于团簇表面的孔径，与反应生成，的骨架结构在交换过程中没有被破坏，可推断团簇表面的孔是柔性的，使得能无破坏进入笼内，D正确；
故选A。
9．C
解析：A．反应中为固体，由化学方程式可知，反应平衡常数，A错误；
B．键断裂的同时有键形成，描述的都是正反应，不能说明反应到达该条件下的平衡状态，B错误；
C．催化剂改变反应历程，加快反应速率；使用催化剂可以同时降低正反应和逆反应的活化能，C正确；
D．没有标况，不能计算转移的电子数，D错误；
故选C。
10．A
解析：A．由图可知，反应放热，升高温度，平衡逆向移动，N2的平衡转化率降低，故A错误；
B．提高N2与H2的投料比，平衡正向移动，氢气转化率增大，氮气转化率变小，故B正确；
C．增大压强，化学反应速率加快，反应正向气体分子数减小，加压，平衡正向移动，故C正确；
D．使用催化剂能降低反应所需的活化能，加快化学反应速率，缩短该反应到达平衡的时间，故D正确；
故答案选A。
【点睛】本题考查化学平衡，掌握外界条件改变对平衡的影响是解题的关键。
二、填空题
11．错误
解析：两种物质反应，平衡常数与化学方程式书写有关，故错误；
12．(1) 不 减小 浅
(2) 逆向 不变 催化剂只能缩短反应达平衡的时间
解析：（1）
反应为气体分子数不变的反应，扩大容器体积，平衡不移动；容器体积变大，c(NO2)将减小，物质浓度减小则反应混合物的颜色将变浅；
（2）
反应焓变小于零，为放热反应，升高温度平衡逆向移动；加入催化剂，改变反应速率，不改变平衡移动，故NO的物质的量不变。
13．(1) ＞ 2△H-△H1
(2) ＜ T1时，反应先达到平衡，则T1＜T2，T1条件下平衡时CH4的物质的量较大，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，△H＜0
解析：（1）由题表中数据知，随温度升高，的平衡转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应为吸热反应，；
已知①，②，运用盖斯定律计算反应热：由得；
（2）时，反应先达到平衡，则，条件下平衡时的物质的量较大，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，。
14． 2∶1 0.4mol·L-1·min-1 3 2.4mol 72
解析：(1)根据已知信息可列出三段式：，则A的转化率与B的转化率之比为；物质A的化学反应速率为；由于转化量之比等于化学计量数之比，则，解得x=3；
(2)由于温度和容积不变，且该反应反应前后气体的物质的量不变，再充入2molA和2molB，相当于增大压强，平衡不移动，即达到平衡后与原平衡等效，故B的物质的量为1.2mol×2=2.4mol；
(3)反应达到平衡后，各物质的浓度为：c(C) =1.2mol/L，c(A)= 0.2mol/L，c(B)= 0.6 mol/L，此反应在该温度时的化学平衡常数。
15．减小 60% 4 3.2
解析：(1)C的浓度为0.4mol·L-1，因为容器体积是2L因此C为0.8mol，与D产量相同，故反应中的计量数相同，x是2。
(2)列式求算：
由平衡常数计算公式。因为该反应ΔH<0，是放热反应，故升高温度反应逆向进行，K值减小。
(3) A物质的转化率=。
(4)与原平衡等效，则A与B的物质的量之比为1：1，将4molC和4molD完全转化为A和B，得到6molA和2molB，加上原来的物质的量之后，A为8mol，B为4mol，要使A、B的物质的量相等，还需要加入4molB，达到新平衡后，A的物质的量分数与原来相同，为20%，新平衡时A的物质的量为16mol×20%=3.2mol。
16．(1)2ReS2+19H2O2=2+4+10H++14H2O
(2) BC 将(R3N)2 HReO4转化为NH4ReO4，使Re元素从有机相中转移至水中，生成NH4ReO4溶液
(3) B 19:10
(4)先将反应后的溶液蒸发浓缩，冷却析晶得到NH4ReO4晶体，再将NH4ReO4晶体置于O2气流中加热产生Re2O7；用Zn粒和稀硫酸制备H2，并用浓硫酸干燥；再用H2还原Re2O7制得金属铼粉。
【分析】I．用H2SO4和H2O2将富铼渣（主要成份ReS2）酸浸，H2O2具有强氧化性，可以将ReS2氧化产生H2SO4，并结合“萃取原理”中的可知，反应还声称了HReO4，即“酸浸”过程中，H2O2和ReS2反应生成了HReO4和H2SO4；再用含R3N的有机溶液作萃取剂，将HReO4转化为(R3N)2 HReO4，再用氨水和水对有机相进行“反萃取”得到高铼酸铵溶液；再经过后续分离、提纯，获得高纯NH4ReO4。
II．根据I中的“酸浸”步骤，可以用H2O2溶液、氨水和ReS2制备NH4ReO4和(NH4)2SO4的混合溶液；根据溶解度信息，可以用冷却结晶的方法从混合溶液中获得NH4ReO4晶体。
解析：（1）由分析可知，酸浸时，ReS2转化为HReO4和H2SO4，该反应的离子方程式为2ReS2+19H2O2=2+4+10H++14H2O。
（2）①通过萃取与反萃取可知，在萃取剂中中的溶解度大于水中，萃取剂不能溶于水，故选BC；
②在反萃取时，加入氨水、水的目的是将(R3N)2 HReO4转化为NH4ReO4，使Re元素从有机相中转移至水中，生成NH4ReO4溶液。
（3）①反应开始前，先向三颈瓶中加入一定量的ReS2和水，60℃下，通过分液漏斗先滴入H2O2溶液，将ReS2氧化为HReO4和H2SO4，再滴入氨水反应生成NH4ReO4和(NH4)2SO4，故选B；
②根据离子反应方程式2ReS2+19H2O2=2+4+10H++14H2O可知，2ReS2~19H2O2~2~4，根据物料守恒可知，NH4ReO4~~NH3 H2O，(NH4)2SO4~~2NH3 H2O，综上所述，将2mol ReS2转化为NH4ReO4和(NH4)2SO4，需要19mol H2O2、10mol NH3 H2O，故不考虑原料损失，实验中加入的n(H2O2)与n(NH3 H2O)的最佳比为19:10。
（4）根据题干信息可知，可以通过还原剂在高温条件下还原Re的氧化物制取铼粉；由溶解度数据可知，20~30℃，(NH4)2SO4的溶解度大于NH4ReO4，且NH4ReO4的溶解度变化较大，故可以先将反应后的溶液蒸发浓缩，冷却析晶得到NH4ReO4晶体，再将NH4ReO4晶体置于O2气流中加热产生Re2O7；用Zn粒和稀硫酸制备H2，并用浓硫酸干燥；再用H2还原Re2O7制得金属铼粉。
17． 排出装置中的空气，防止氧气干扰； NaOH溶液 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ 2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋＋4H＋ 乙 丙 Na2SO3溶液 Fe3+消耗，c()减小，使得Fe2+(aq)+ (aq)FeSO3 (s)平衡逆向移动，所以溶液中红棕色变为浅绿色
【分析】打开弹簧夹通入氮气，排尽装置中的空气，先打开活塞a，二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯气，氯气进入氯化亚铁溶液生成氯化铁，关闭K2后打开活塞b，亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫进入氯化铁溶液发生氧化还原反应，据此回答问题。
解析：(1)由于装置中含有空气，空气中的O2会干扰实验，过程Ⅰ中通入一段时间N2，目的是排除装置中的空气，防止干扰。
(2)为了防止多余的Cl2、SO2污染环境，所以棉花中浸润的溶液是NaOH溶液，吸收未反应的Cl2、SO2。
(3)A中二氧化锰与浓盐酸的反应生成MnCl2、氯气、水，该反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑；
(4)过程Ⅴ中，B溶液中发生反应的离子方程式是2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋＋4H＋；
(5)甲、过程Ⅳ的B溶液中含有的离子有Fe3＋无Fe2＋，氯气可能过量，过程Ⅵ的B溶液中含有的，可能是氯气氧化SO2生成的，不能证明Fe3+的氧化性大于SO2；不能证明结论；
乙、过程Ⅳ的B溶液中含有的离子既有Fe3＋又有Fe2＋，说明氯气不足，氯气氧化性大于铁离子，过程Ⅵ的B溶液中含有的，说明二氧化硫与铁离子发生了反应：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+，则Fe3+氧化性大于二氧化硫；能证明结论；
丙、过程Ⅳ的B溶液中有Fe3+、无Fe2+，则氯气的氧化性大于铁离子，过程Ⅵ的B溶液中含有Fe2+，说明SO2将Fe3+还原成Fe2+，则氧化性铁离子大于二氧化硫；能证明结论；
故乙、丙一定能够证明氧化性Cl2>Fe3＋>SO2；
(6)①FeCl2溶液加入溶液E后，溶液变为墨绿色，说明生成了FeSO3，说明E为Na2SO3(或可溶性亚硫酸盐)；
②溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色，Fe3＋消耗，c()减小，使平衡Fe2＋(aq)＋(aq)FeSO3(s)逆向移动，溶液颜色由红棕色变为浅绿色。