2.2化学平衡 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

2.2化学平衡同步练习题
一、选择题
1．在恒温密闭容器中，对于可逆反应，不能说明已达到平衡状态的是
A．混合气体颜色深浅保持不变
B．反应器中压强不随时间变化而变化
C．正反应生成的速率和逆反应生成的速率相等
D．混合气体平均相对分子质量保持不变
2．在密闭容器中，反应xA(g)+yB(g) zC(g)，达到平衡后测得A气体的浓度为0.5mol/L。保持温度不变，将密闭容器的容积增加一倍，当达到新的平衡时，测得A的浓度为0.3mol/L，则下列叙述中正确的是
A．平衡向正反应方向运动 B．x + y ＞ z
C．物质C的体积分数增大 D．物质B的转化率增大
3．一定温度下的密闭容器中发生可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，不能说明该反应一定达到平衡状态的是
A．压强保持不变
B．SO2、O2、SO3的物质的量之比为2︰1︰2
C．SO2的消耗速率和SO2的生成速率相等
D．SO2的百分含量保持不变
4．一定条件下，向某恒温恒容密闭容器中通入一定量的氢气和溴蒸气，发生反应H2+Br22HBr，下列说法错误的是
A．容器内的气体的密度和压强始终保持不变
B．反应达到化学平衡状态前，正反应速率逐渐减小
C．容器内的气体颜色不变时，说明反应达到平衡状态
D．向容器中充入CO2气体，压强增大，反应速率加快
5．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以下反应是大规模制取氢气的一种方法： ，下列说法正确的是
A．在生产中，欲使CO的转化率提高，同时提高的产率，可采用增大水蒸气浓度，或加压等方法
B．实验发现，其它条件不变，在相同时间内，向上述体系中投入一定量的CaO，可增大的体积分数，说明CaO对反应有催化作用
C．其它条件不变，在相同时间内，向上述体系中投入一定量CaO，纳米CaO比微米CaO使体积分数增加的更多
D．在密闭容器中进行上述反应，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应处于平衡状态
6．已知某可逆反应：mA(g)+nB(g) pC(g) ΔH在密闭容器中进行，如图所示，反应在不同时间t、温度T和压强p与反应物B在混合气体中的百分含量(B%)的关系曲线，由曲线分析下列判断正确的是
A．T1>T2，p1>p2，m+n0 B．T1>T2，p1>p2，m+n>p，ΔH>0
C．T1p，ΔH<0
7．对于可逆反应2SO2+O22SO3，在一定温度下平衡常数为K，下列变化中，能使K发生变化的是
A．将SO2的浓度增大 B．增大体系的压强
C．使用合适的催化剂 D．升高体系的温度
8．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH＜0是工业制硫酸的重要反应，下列说法正确的是
A．对于该反应，升高温度，逆反应速率加快，正反应速率减慢
B．密闭容器中2molSO2和1molO2催化反应后生成2molSO3
C．其他条件不变，通入过量空气能提高SO2的平衡转化率，化学平衡常数增大
D．其他条件不变，增大压强能同时提高反应速率和SO2的平衡转化率
二、非选择题
9．利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为和，化学方程式：
(1)某温度下，在容积不变的密闭容器中通入CO和NO，测得不同时间CO的浓度如下表：
时间/s 0 1 2 3 ……
3.60 3.05 2.85 2.75 ……
用CO的浓度变化表示0~2s的平均反应速率为_______。
(2)下列可以说明反应达到平衡状态的是_______。
a.CO的浓度不再改变
b.容器中的气体质量保持不变
c.NO、CO、CO2、N2的浓度之比为2︰2︰2︰1
d.相同时间内，反应消耗2molNO同时消耗1molN2
(3)在密闭容器里发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是_______(填序号)。
①降低温度 ②容器体积不变，充入惰性气体Ar
③容器压强不变，充入惰性气体Ar ④再通入a mol NO(g)
(4)反应物初始浓度相同时，实验温度为280℃和360℃，进行以下实验：
实验编号 实验目的 T/℃ 同种催化剂的比表面积/g 达平衡时所用的时间/s
I 对照实验 280 80
II a 280 120
III 研究温度对尾气转化速率的影响 b c
【实验分析与结论】
①补全表格a._______，b._______，c._______。
②测得，对比实验I、III，可得结论：催化剂的比表面积相同时，_______。
③通过实验可得到“温度相同时，增大催化剂的比表面积，可增大尾气的转化速率”的结论，证据是对比实验I、II，_______(填“>”、“＜”或“=”)。
10．化学反应的速率和限度对人类生产生活有重要的意义。
(1)已知Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响，设计实验如表(所取溶液体积均为2mL)：
实验编号 温度/℃ c(Na2S2O3)/mol·L-1 c(H2SO4)/mol·L-1
Ⅰ 25 0.1 0.1
Ⅱ 25 0.2 0.1
Ⅲ 50 0.2 0.1
①上述实验中溶液最先变浑浊的是___________(填实验编号，下同)。
②控制变量是科学研究的重要方法，为探究浓度对化学反应速率的影响，应选择___________
(2)在10 L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t/℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
请回答：
①该反应的化学平衡常数表达式为K =___________。
②该反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。
③能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
a．容器中压强不变 b．混合气体中 c(CO)不变
c．υ正(H2)=υ逆(H2O) d．c(CO2)=c(CO)
④某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 ___________℃。
11．某实验小组为探究外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响设计了以下实验。回答下列问题：
Ⅰ.探究影响硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应速率的因素时，设计如下系列实验：
实验序号 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O 变浑浊所需时间
V/mL c/(mol·L 1) V/mL c/(mol·L 1) V/mL t/s
① 25 5.0 0.10 10.0 0.50 0 t1
② 50 5.0 0.10 10.0 0.50 0 t2
③ T V1 0.10 8.0 0.50 V2 t3
(1)写出硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的离子方程式：_______。
(2)该实验①、②可探究_______对反应速率的影响，预测t1_______t2(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)实验①、③可探究硫酸的浓度对反应速率的影响，因此T =_______，V2 =_______，预测t1_______t3(填“大于”“小于”或“等于”)。
Ⅱ.为探究外界条件对化学平衡的影响，设计了如下实验，假设加入物质后溶液体积视为不变：
(4)试管a中加入铁粉后发生反应的离子方程式为_______，溶液颜色_______(填“变浅”“变深”或“不变”)；试管b中平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)；试管c中溶液颜色_______(填“变浅”“变深”或“不变”)；给试管d加热，溶液颜色变浅，则该反应的正反应是_______反应(填“吸热”或“放热”)。
12．是重要的无机化工原料。某化学兴趣小组同学用下图所示装置(部分加热及夹持装置已省略)制取并测定其纯度。
已知：①为二元弱碱，常温下为无色油状液体，沸点为113.5℃，有较强的还原性。
②在潮湿的空气中易被氧化，在酸性溶液中易发生歧化反应。
③为深蓝色，为无色。
④。
回答下列问题：
(1)通入的作用是_______，为平稳的产生气流，装置A应选用的加热方式为_______，B处反应的化学方程式为_______。
(2)充分反应后，取B中固体于试管中，加入足量稀硫酸，经过滤、洗涤、干燥后，所得固体质量为。B中产物溶于稀硫酸的离子方程式为_______，产物中的百分含量为_______。
(3)取B中少量固体产物于试管中，加入足量稀硫酸；继续滴加过量浓氨水，溶液变为深蓝色；一段时间后，溶液颜色逐渐变浅；再加入过量铜粉，久置溶液变为无色。
①取两份等体积的深蓝色溶液于试管中，分别加入等量的水和稀硫酸，观察到现象_______，证明蓝色溶液中存在。
②小组同学猜测最后无色溶液成份为，请设计实验验证_______。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．正向反应，颜色加深，当混合气体颜色深浅保持不变，则说明达到平衡，故A不符合题意；
B．该反应正向是体积减小的反应，压强不断减小，当反应器中压强不随时间变化而变化，则说明达到平衡，故B不符合题意；
C．正反应生成的速率和逆反应生成的速率之比等于计量系数之比即2:1才能说明达到平衡，故C符合题意；
D．气体质量不变，正向反应，气体物质的量减小，气体摩尔质量增大，当混合气体平均相对分子质量保持不变，则说明达到平衡，故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
2．B
【分析】由信息可知，平衡时测得A的浓度为0.50mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，若平衡不移动，A的浓度为0.25mol/L，再达到平衡时测得A的浓度为0.3mol/L，体积增大，相当于压强减小，化学平衡逆向移动，逆向是气体体积增大的反应。
解析：A．由上述分析可知，平衡向逆反应方向移动，故A错误；
B．由上述分析可知，平衡逆向移动，逆向是气体体积增大的反应，x+y＞z，故B正确；
C．平衡逆向移动，C的体积分数减小，故C错误；
D．平衡逆向移动，B的转化率减小，故D错误；
故选：B。
3．B
解析：A．反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是气体体积减小的反应，反应过程中压强不断减小，当压强保持不变时，说明反应达到平衡，故A不选；
B．平衡时各物质的物质的量的多少取决于起始量与转化的程度，不能作为判断达到平衡的依据，故B选；
C．SO2的消耗速率和SO2的生成速率相等，证明化学反应中正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故C不选；
D．SO2的百分含量保持不变，即SO3的质量保持不变，即浓度不变，说明反应达到化学平衡状态，故D不选；
故选B。
4．D
解析：A．反应为气体分子数不变的反应且恒温恒容，容器内的气体的密度和压强始终保持不变，A正确；
B．反应达到化学平衡状态前，反应物浓度减小，正反应速率逐渐减小，B正确；
C．溴蒸气有颜色生成无色溴化氢气体，容器内的气体颜色不变时，说明反应达到平衡状态，C正确；
D．向容器中充入CO2气体，不影响反应物浓度，反应速率不变，D错误；
故选D。
5．C
解析：A．欲使CO的转化率提高，同时提高的产率，则平衡应该向正向移动，该反应为反应前后气体体积不变的反应，加压平衡不移动，A错误；
B．与反应，促使平衡正向移动，不是起催化剂作用，B错误；
C．纳米比微米的小，吸收的略多，导致体积分数略大，C正确；
D．上述反应为反应前后气体计量数不变的反应，且反应物和生成物都是气体，平衡与否，气体的质量不变，气体的物质的量也不变，则混合气体的平均相对分子质量也不变，D错误；
故选C。
6．B
解析：根据图象可知，T1所在曲线先达到平衡状态，温度越高反应速率快，说明温度T1>T2，温度越高B的含量越低，这说明升高温度平衡正向移动，因此正反应是吸热反应，即ΔH>0，p1所在曲线先达到平衡状态，压强越大反应速率快，说明压强p1>p2，压强越大，B的含量越低，说明增大压强平衡正向移动，则正反应是体积减小的反应，即m+n>p；
故答案选B。
7．D
解析：化学平衡常数只随温度的改变而改变，则只有改变体系温度才能使K发生变化，故选：D。
8．D
解析：A．升高温度正逆反应速率均增大，选项A错误；
B．使用催化剂只能提高反应速率不能提高SO2的平衡转化率且反应为可逆反应不可能完全转化，生成的SO3小于2mol，选项B错误；
C．通入过量空气能提高SO2的平衡转化率，温度不变，所以化学平衡常数不变，选项C错误；
D．增大压强能能提高反应速率，该反应为分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，选项D正确；
答案选D。
二、非选择题
9．(1)3.75×10-4
(2)ad
(3)①③
(4) 研究同种催化剂的比表面积对尾气转化速率的影响 360 80 升高温度，可增大尾气转化速率 <
解析：(1)
(2)a．CO浓度不再改变，说明CO正反应消耗速率和逆反应生成速率相等，说明反应达到平衡状态；b．根据质量守恒定律可知反应容器中气体总质量始终不变，因此不可作为判断平衡的依据；c．NO、CO、CO2、N2的浓度之比为2︰2︰2︰1，不一定是平衡状态时浓度关系比，不能说明反应达到平衡状态；d．相同时间内，反应消耗2molNO同时消耗1mol，即v正(NO):v逆(N2)=2:1，不同物质正逆反应速率比等于计量系数比，反应达到平衡状态；答案选ad；
(3)①降低温度，反应速率减慢；②容器体积不变，充入惰性气体Ar，由于体积不变，所以反应式中各物质的物质的量浓度不变，速率不变；③容器压强不变，充入惰性气体Ar，为保持原来压强，容器体积增大，各物质的物质的量浓度减小，速率减慢；④再通入a mol NO(g)，反应物浓度增大，速率加快；由此可得当改变上述条件时，反应速率会减小的是①③；
(4)对比I、II组实验，温度相同，同种催化剂的比表面积不同，a为研究同种催化剂的比表面积对尾气转化速率的影响；对比I、III组实验，为研究温度对尾气转化速率的影响，根据控制变量可知温度不同，同种催化剂的比表面积相同，则b为360，c为80； 测得，说明III组反应速率比I组快，对比实验I、III，可得结论：催化剂的比表面积相同时，升高温度，可以加快尾气转化速率；通过实验可得到“温度相同时，增大催化剂的比表面积，可增大尾气的转化速率”的结论，证据是对比实验I、II，II的催化剂比表面积大，反应速率快，达到平衡所用时间短，<。
10．(1) Ⅲ Ⅰ和Ⅱ
(2) 吸热 bc 830
解析：(1)①温度越高、浓度越大反应速率越快，所以第Ⅲ组实验反应速率最快，最先变浑浊；
②为探究浓度对化学反应速率的影响，则变量应只有浓度，其他条件都相同，所以应选择第Ⅰ组和Ⅱ组进行探究；
(2)①根据平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K=；
②根据表格数据可知温度升高，该反应平衡常数增大，说明升温平衡正向移动，该反应为吸热反应；
③a．该反应前后气体系数之和相等，所以无论是否平衡，压强都不改变，a不符合题意；
b．混合气体中 c(CO)不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，b符合题意；
c．氢气和水的系数相等，υ正(H2)=υ逆(H2O)即正反速率相等，反应达到平衡，c符合题意；
d．c(CO2)=c(CO)不能说明浓度不变，不能说明达到平衡，d不符合题意；
故答案选bc；
④若平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，则K==1，根据表格数据可知此时温度为830℃。
11．(1) + 2H+ = S↓ + SO2↑ + H2O
(2) 温度 大于
(3) 25 2.0 小于
(4) Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ 变浅 不 变深 放热
解析：（1）硫代硫酸钠与稀硫酸反应，生成硫酸钠和硫代硫酸，硫代硫酸分解生成硫、二氧化硫等，离子方程式：S2O32 + 2H+ = S↓ + SO2↑ + H2O。答案为：+ 2H+ = S↓ + SO2↑ + H2O；
（2）实验①、②中，各物质的浓度都相同，只有温度不同，则探究温度对化学反应速率的影响，升温化学反应速率加快，变浑浊时间缩短，故t1大于 t2。答案为：温度；大于；
（3）实验①、③中，硫酸的浓度不同，硫代硫酸钠的浓度相同，则可探究硫酸的浓度对反应速率的影响，所以温度相同，溶液的总体积相同，故T = 25，V1 = 5.0，V2 = 2.0，浓度减小，反应速率减小，故t1 小于t3。答案为：25；2.0；小于；
（4）试管a中加入铁粉，与Fe3+反应生成Fe2+，发生反应的离子方程式Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ ，从而使Fe3+浓度减小，平衡逆向移动，血红色变浅；试管b中加入KCl，对平衡无影响；试管c中SCN 浓度增大，平衡正向移动，溶液颜色变深；给试管d加热，溶液颜色变浅，说明平衡逆向移动，而升温向吸热反应方向移动，故正反应为放热反应。答案为：Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+；变浅；不；变深；放热。
12．(1) 排净装置空气 油浴加热
(2)
(3) 加入稀硫酸的溶液颜色比加水的溶液颜色变得更浅 取少量无色溶液于试管中，通入氧气，一段时间后，溶液颜色由无色变为深蓝色，证明无色溶液为
【分析】在潮湿的空气中易被氧化，通入的排净装置空气；管式炉中氢氧化铜做氧化剂，被还原为氧化亚铜，做还原剂，被氧化为；无水氯化钙吸收水，D中的稀硫酸可以吸收多余的，据此分析解题。
解析：（1）因为在潮湿的空气中易被氧化，通入的作用是排净装置空气；的沸点为113.5℃，为平稳的产生气流，装置A应选用的加热方式为油浴加热，既能达到沸点又能保持气流平稳；氢氧化铜做氧化剂，被还原为氧化亚铜，做还原剂，被氧化为，B处反应的化学方程式为：；
（2）充分反应后，取B中固体于试管中，加入足量稀硫酸，经过滤、洗涤、干燥后，所得固体质量为。B中产物溶于稀硫酸的离子方程式为；设产物中的质量为x g，根据离子反应方程式可知：2+=x，则百分含量为(2+)÷m1×100%=；
（3）①取两份等体积的深蓝色溶液于试管中，分别加入等量的水和稀硫酸，根据，稀硫酸会使平衡正向移动，故观察到现象是加入稀硫酸的溶液颜色比加水的溶液颜色变得更浅；
②小组同学猜测最后无色溶液成份为，根据信息③为深蓝色，为无色，实验验证：取少量无色溶液于试管中，通入氧气，一段时间后，溶液颜色由无色变为深蓝色即被氧化为，证明无色溶液为