2.4化学反应的调控 同步练习题 （含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.4化学反应的调控同步练习题
一、选择题
1．下列哪种因素改变，会导致一个可逆反应的平衡常数会改变
A．压强 B．温度 C．催化剂 D．反应物浓度
2．T℃时，在某恒压密闭容器中充入2molSO2(g)、1molO2(g)，发生反应，达到平衡时，O2(g)的物质的量分数为，下列说法可以说明该反应达到平衡的是
A．容器内的压强不再发生变化时
B．容器内气体的密度不变时
C．SO3(g)的体积分数为40%时
D．SO2(g)的转化率为50%时
3．在温度，体积一定的密闭容器中发生下列反应： 。下列叙述正确的是
A．增大容器体积，减小压强，不变
B．升高温度，K减小
C．加入催化剂，可增大CO平衡时的转化率
D．向其中加入一定量的氮气，平衡正向移动
4．下列叙述正确的是
A．反应NH3(g)+ HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下能自发进行，该反应的 H >0
B．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s) H >0， 则石墨比金刚石稳定
C．C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)达平衡后，缩小容器体积，H2O(g)平衡转化率不变
D．密闭容器中存在： N2O4(g)=2NO2(g)，当=1：2时，该反应到达限度
5．利用和在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应为。下列说法正确的是
A．达到平衡后，增加的浓度，减小
B．工业上可采用升高温度来提高的转化率
C．催化剂能加快反应速率，使平衡向正反应方向移动
D．增大压强提高了甲醇的产率，但对化学平衡常数无影响
6．的KI溶液与的溶液发生反应：，达到平衡。下列说法中正确的是
A．该反应的平衡常数
B．加入少量KC1固体，平衡正向移动，溶液颜色变深
C．加入萃取后，上层溶液呈紫红色，下层溶液呈浅绿色
D．经萃取后，向水层溶液中滴入KSCN溶液，呈血红色
7．在一定温度下，容积固定为2L的密闭容器中充入和，发生反应：，4min末反应达到平衡，测得为0.1mol，下列说法正确的是
A．该体系密度不发生变化，可说明该反应达到平衡状态
B．从开始到平衡时的平均反应速率
C．平衡后的转化率为40%
D．平衡后再通入，能提高的转化率
8．一定温度下，向1L固定体积的密闭容器中通入(g)和(g)，发生反应，测得反应物的浓度随时间变化如图所示。下列说法不正确的是
A．体系内氨气的体积分数保持不变时达到平衡状态
B．前20min内用表示的平均反应速率为0.01
C．该温度下，若定义产物的浓度均为1，反应的化学平衡常数为250
D．25min后测得氨气的浓度变化如曲线③，25min时改变的条件是添加0.2mol 和0.1mol
9．已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＜0，工业上选择的适宜条件为：500℃、铁作催化剂、2×107~5×107Pa。下列说法正确的是
A．增大压强既加快反应速率，又有利于平衡向合成氨方向移动
B．铁作催化剂既加快反应速率，又有利于平衡向合成氨方向移动
C．升高温度既加快反应速率，又有利于平衡向合成氨方向移动
D．将氨分离出来，既加快反应速率，又有利于平衡向合成氨方向移动
10．向某恒容密闭容器中通入一定量的气体X，发生反应：①，②。下列说法错误的是
A．曲线a为Z的浓度变化曲线
B．反应进行2min时，
C．反应进行10min后，体系达到平衡状态
D．反应②的平衡常数K=16.2
11．加热N2O5，依次发生的反应为：①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)，②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)。在容积为2L的密闭容器中充入5molN2O5，加热到t℃，达到平衡状态后O2为4mol，N2O3为2mol，则t℃时反应①的平衡常数为
A．1 B．2 C．4 D．5
12．在某一密闭容器中，若反应达到平衡后，保持温度不变，将该密闭容器的体积增加一倍，再次达到新的平衡时，下列说法正确的是
A．容器内混合气体的密度减小 B．平衡向正反应方向移动
C．氢气的浓度增大 D．氨气的体积分数增大
13．在密闭容器中发生如下反应：xA(g) +yB(g) xC(g)，达到平衡后测得A的浓度为0.20 mol·L-1。恒温增大压强使容器容积缩小为原来的一半，再次达到平衡时，测得A的浓度为0.45 mol·L-1。下列说法正确的是
A．x+y＞z B．平衡正向移动
C．B的转化率提高 D．C的体积分数降低
14．在2 L的恒容密闭容器中充入1mol X(g)和2 mol Y(g)，发生反应：，测得在不同温度下、相同时间内X(g)与Z(g)的百分含量如图所示。下列说法错误的是
A．从反应开始到各点时的平均化学反应速率：
B．a点时，Y(g)的转化率为50%
C．T3℃下，平衡常数K=4
D．降低温度，有利于提高Z(g)的平衡产率
15．可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)进行过程中的能量变化如图所示。
下列叙述正确的
A．该反应的焓变 H>0，熵变 S<0
B．升高温度，平衡常数将增大
C．由可知，该反应能自发进行
D．恒容密闭容器内混合气体的密度不再变化说明该反应达到平衡状态
二、填空题
16．在2L的密闭容器中，将4molA和2molB混合，在一定条件下发生反应：3A(g)+2B(g)4C(g)+2D(g)。该反应达到化学平衡状态时生成1.6molC，计算此条件下该反应的化学平衡常数和A的平衡转化率____、____。
17．如下图所示，将2molA气体和1molB气体充入一容积可变的密闭容器中，发生反应：2A(g)+B(g)2C(g)。反应开始时可滑动的活塞的位置如甲图所示，当反应达到平衡时，活塞位置如乙图所示。则当达到平衡时，A的转化率为_______；该条件下的反应的平衡常数为_______L/mol。
18．反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) ΔH＝a kJ/mol1，平衡常数为K；
温度/℃ 500 700 900
K 1.00 1.47 2.40
（1）若500℃时进行上述反应，CO2起始浓度为2 mol/L，CO的平衡浓度为________。
（2）上述反应中的a________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
（3）700℃上述反应达到平衡，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
19．已知反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+CO2(g) △H=-746.8kJ mol-1。测得v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数)。若向1L密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为，则=_______(保留3位有效数字)。
20．已知一定温度和压强下，在容积为VL的密闭容器中充入1mol A和1mol B，保持恒温恒压下反应：A(g)+ B(g) C(g) H<0。达到平衡时，C的体积分数为40%。试回答有关问题：
(1)升温时，C的反应速率_______(填“加快”、“减慢”或“不变”)；
(2)若平衡时，保持容器容积不变，使容器内压强增大，则平衡_______；
A．一定向正反应方向移动 B．一定向逆反应方向移动
C．一定不移动 D．不一定移动
(3)若使温度、压强都保持和题干中的一样不变，在密闭容器中充入2 mol A和2 mol B，则反应达到平衡时：A的转化率为_______(精确到0.01%)，容器的容积为_______L。
21．如图I，在恒压密闭容器M中加入2molA和2molB，起始时容器体积为VL，发生如下反应并达到化学平衡状态：2A(？)+B(？) cC(g)；△H<0，平衡时A、B、C的物质的量之比为1：3：4，C的物质的量为ymol。
(1)根据题中数据计算，x=_______、Y=_______；
(2)如图II，在体积为VL的恒容密闭容器N中发生上述反应(其它条件相同)，测得反应过程中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图III(t0时达平衡)，平衡时容器中C的物质的量为zmol。由于反应物A、B的状态未知，则z和y的大小也不确定，请在下表中填入A、B的状态与z、y的大小之间的关系(仿照情形①、可不填满)：
可能的情形 A、B是否为气态 z与y的大小关系 M(B)与M(C)的大小关系(M表示摩尔质量)
A B
① 是 不是 z=y 无法确定
② ___ __ ___ ___
③ __ __ ___ ___
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：化学平衡常数只与温度有关，与压强、催化剂、反应物浓度等其他因素均无关，故选B。
2．B
【分析】T℃时，在某恒压密闭容器中充入2molSO2(g)、1molO2(g)，发生反应，达到平衡时，O2(g)的物质的量分数为，设参加反应O2的物质的量为x，则可建立如下三段式：
依题意可得：，则x=0.6mol。
解析：A. 因为容器为恒压容器，压强始终不变，所以当容器内的压强不再发生变化时，反应不一定达平衡状态，A不符合题意；
B．因为反应前后气体的分子数不等，容器内压强恒定，则达平衡时，混合气的体积减小，而混合气的质量不变，则混合气的密度改变，当容器内气体的密度不变时，反应达平衡状态，B符合题意；
C．平衡时，SO3(g)的体积分数为=50%，则SO3(g)的体积分数为40%时，反应未达平衡，C不符合题意；
D．平衡时，SO2(g)的转化率为=60%，则当SO2(g)的转化率为50%时，反应未达平衡，D不符合题意；
故选B。
3．B
解析：A．增大容器体积，体系内所有物质浓度均减小，减小，故A不选；
B．此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，即升高温度，K减小，故B选；
C．加入催化剂，可加快CO单位时间内的反应速率，但不破坏平衡状态，平衡时转化率不变，故C不选；
D．加入氮气，并没有改变反应体系的浓度，平衡不被破坏，平衡不移动，故D不选；
故选B。
4．B
解析：A．该反应为气体减小的反应， S＜0，若要存在某温度使得 H-T S＜0成立，则 H必须小于0，A错误；
B．该反应焓变大于0，为吸热反应，说明石墨的能量较低，所以石墨更稳定，B正确；
C．该反应为气体系数之和增大的反应，缩小容器体积增大压强，平衡逆向移动，水蒸气的平衡转化率减小，C错误；
D．平衡时二者的浓度不再改变，但当=1：2时并不能说明浓度不再改变，故不能说明反应达到限度，D错误；
综上所述答案为B。
5．D
解析：A．的大小只与温度、压强有关，与浓度无关，不随浓度的变化而改变，A项错误；
B．此反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，H2的转化率减小，B项错误；
C．加入催化剂能加快反应速率，但平衡不移动，C项错误；
D．对于该反应增大压强，平衡向正向移动，甲醇产率增加，化学平衡常数只与温度有关，增大压强对化学平衡常数无影响，D项正确；
答案选D。
6．D
解析：A．根据离子方程式得到该反应的平衡常数，故A错误；
B．加入少量KC1固体，对离子方程式中的离子浓度改变，因此平衡不移动，溶液颜色不变，故B错误；
C．加入萃取后，由于四氯化碳密度比水大，因此下层溶液呈紫红色，上层溶液呈浅绿色，故C错误；
D．经萃取后，由于反应是可逆反应，因此溶液中依然还有铁离子，向水层溶液中滴入KSCN溶液，呈血红色，故D正确。
综上所述，答案为D。
7．D
解析：A．该反应过程中气体体积和质量都不变，体系密度不变，当该体系密度不发生变化，不能说明该反应达到平衡状态，故A错误；
B．4min末反应达到平衡，测得为0.1mol，从开始到平衡时的平均反应速率，故B错误；
C．平衡后的转化率为=60%，故C错误；
D．平衡后再通入，平衡正向移动，的转化率增大，故D正确；
故选D。
8．A
【分析】由方程式可知，NH3的转化量是CO2的3倍，则曲线①代表NH3，曲线②代表CO2，以此解答。
解析：A．根据图示，添加的(g)和(g)物质的量比为2：1，无论反应是否进行，氨气的体积分数永远是三分之二，A错误；
B．20min达到平衡时，二氧化碳浓度减少了0.2，故反应速率为0.01，B正确；
C．平衡常数，C正确；
D．25min时，氨气浓度变为0.4，可知增大了0.2，重新达到平衡时，氨气浓度不变。则二氧化碳的浓度也不变，根据反应方程式可推出25min时，二氧化碳的浓度为，即增加了0.1，D正确；
故选A。
9．A
解析：A．该反应正反应是气体体积减小的反应，增大压强反应速率加快，平衡向正反应方向移动，有利用氨气的合成，故A正确；
B．催化剂加快反应速率，但不能影响平衡移动，故B错误；
C．升高温度加快反应速率，该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，不利于氨气的合成，故C错误；
D．将氨分离出，有利于平衡向合成氨方向移动，但反应速率降低，故D错误；
故答案为：A。
10．B
解析：A．由题意可知，反应①不可逆，反应②为可逆反应，曲线a起点为0，且随着反应的进行一直增大，故曲线a为Z的浓度变化曲线，A项正确；
B．设反应进行到2min时，反应了xmol/L的X，生成2ymol/L的Z： ，
由图可知，反应进行2min时，，则0.5-x=x-y=2y，解得x=0.3，y=0.1，即=0.2mol/L，B项错误；
C．反应进行10min时，Y、Z的浓度保持不变，达到平衡状态，C项正确；
D．反应进行10min时，达到平衡，X全部反应生成Y为0.5mol/L，Y再转化为Z，Y剩下0.05mol/L，则有：
反应②的平衡常数K==16.2，D项正确；
故选B。
11．B
解析：加热N2O5，依次发生的反应为：①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)，②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)。在容积为2L的密闭容器中充入5mol N2O5，加热到t℃，达到平衡状态后O2为4mol，N2O3为2mol，建立三段式，，x+y=4，x－y=2，x=3mol，y=1mol，则t℃时反应①的平衡常数，故答案为B。
综上所述，答案为B。
12．A
解析：A．组分都是气体，气体总质量保持不变，扩大容器的体积，气体体积增大，根据密度的定义，容器内混合气体的密度减小，故A说法正确；
B．温度不变，容器的体积增加一倍，各组分的浓度同等倍数减小，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，故B说法错误；
C．氢气的物质的量会增加，同时体积也增大，根据勒夏特列原理，氢气的浓度较小，故C说法错误；
D．平衡逆向移动，消耗氨气，氨气的体积分数减小，故D说法错误；
答案为A。
13．D
解析：A．在恒温下增大压强使容器容积缩小为原来的一半的瞬间，A的浓度是0.40mol/L。但再次达到平衡时，测得A的浓度为0.45mol/L，这说明增大压强，平衡向左移动，即正反应是体积增大的，即x+yB．平衡逆向移动，B错误；
C．平衡逆向移动，B的转化率降低，C错误；
D．平衡逆向移动，C的体积分数降低。D正确；
答案选D。
14．A
【分析】在2 L的恒容密闭容器中充入1mol X(g)和2 mol Y(g)，发生反应：，设a点时，参加反应X的物质的量为nmol，则可建立如下三段式：
则1-n=n，n=0.5mol。
解析：A．对于可逆反应，温度越高，反应速率越快，T1＜T2＜T3，则从反应开始到各点时的平均化学反应速率：，A错误；
B．a点时，Y(g)的转化率为=50%，B正确；
C．T3 ℃下，平衡常数K==4，C正确；
D．从图中可以看出，当反应进行到b点时，反应达平衡状态，升高温度，X的百分含量增大，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，所以降低温度，有利于提高Z(g)的平衡产率，D正确；
故选A。
15．C
【分析】根据图象可知，可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)中反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应属于放热反应。
解析：A．根据上述分析可知，该反应的焓变 H＜0，可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)是气体分子数增大的反应，所以熵变 S>0，A错误；
B．因为该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，反应属于放热反应，所以升高温度，平衡常数减小，B错误；
C．反应放热， H＜0，反应是气体分子数增大的反应，所以 S>0，由可知， G＜0，该反应能自发进行，C正确；
D．恒容密闭容器内混合气体的密度等于气体的总质量与容器体积的比，属于恒量，所以密度始终保持不变，气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D错误；
故选C。
二、填空题
16．38 30%
解析：容器体积为2L，则初始投料为2mol/LA和1mol/LB，平衡生成的C的浓度为0.8mol/L，根据题意列三行式有
所以该反应的平衡常数K=≈0.38，A的平衡转化率为×100%=30%。
17． 90% 5670L/mol
解析：假设反应过程中消耗A的物质的量为x，列式计算：
依据图1和图2反应开始和平衡后气体体积之比在相同条件下等于物质的量之比，则：(2-x+1-0.5x+x)∶(2+1)=7∶10，解得：x=1.8mol，A的转化率=×100%=90%；
A、B、C的平衡浓度分别为c(A)==mol/L、c(B)==mol/L、c(C)==mol/L，故平衡常数K===5670L/mol。
18．mol·L－1或1 mol/L 大于 BC
解析：(1)设CO的平衡浓度为xmol/L，则CO2的平衡浓度为2mol/L－xmol/L，因此根据平衡常数表达式可知，解得x＝1，所以CO的平衡浓度为1mol/L；
(2)升高温度平衡常数增大，这说明升高温度平衡向正反应方向进行，即上述反应中的a大于0。
(3)A.反应前后体积不变，缩小反应器体积平衡不移动，A错误；B.通入CO2，增大反应物浓度，平衡向正反应方向进行，B正确；C.正反应是吸热反应，温度升高到900℃，平衡向正反应方向进行，C正确；D.使用合适的催化剂平衡不移动，D错误；答案选BC。
19．247
解析：若在1L的密闭容器中充入1 molCO和1 molNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，则
，平衡时v正=v逆，则k正 c2(NO) c2(CO)=k逆 c(N2) c2(CO2)，则= =0.247，故答案为：0.247。
20． 加快 D 57.14%
解析：(1)升高温度，活化分子百分数增大，反应速率加快，故答案为：加快；
(2)保持容器容积不变，使容器内压强增大，可能是改变反应混合物的浓度，若只增大A或B的浓度，平衡向正反应移动，若只增大C的浓度，平衡向逆反应移动，若同等程度增大A、B、C的浓度，平衡向正反应移动；如果是加入其它不反应的气体引起压强的增大，反应混合物的浓度不发生变化，平衡不移动，故平衡平衡可能移动，可能不移动，故选D；
(3) 恒温恒压下，两平衡A与B的起始物质的量之比都为1:1，两平衡是等效平衡，到达平衡是C的体积分数相同，故在密闭容器中充入2mol A和2molB，反应达到平衡时C的体积分数为40%；令物质的量为a，则：故 =40%，解得a=，故A的平衡转化率为：；故平衡后反应混合物的总的物质的量为，同温同压下体积之比等于物质的量之比，所以容器的体积为=；故答案为：57.14%；。
【点睛】本题考查影响反应速率的因素、化学平衡的有关计算、等效平衡等，注意对等效平衡的理解，掌握等效平衡规律。
21．(1) x=2 y=1.6
(2) 是 是 z解析：略