2.2化学平衡—高二化学人教版（2019）选修一课时优化训练（含解析）
文档属性
| 名称 | 2.2化学平衡—高二化学人教版（2019）选修一课时优化训练（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 692.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-10-12 10:37:40 | ||
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文档简介
化学平衡—高二化学人教版（2019）选修一课时优化训练
一、单选题
1．已知反应①和反应②在相同的某温度下的平衡常数分别为和，该温度下反应③的平衡常数为K。则下列说法正确的是( )
A.反应①的平衡常数
B.反应③的平衡常数
C.对于反应③，恒容时，温度升高，浓度减小，则该反应的焓变为正值
D.对于反应③，恒温恒容下，增大压强，浓度一定减小
2．以下图像和叙述错误的是( )
A.图甲：该图像表示的反应方程式为2A=3B+C，反应速率=0.4mol/（L s）
B.图乙：某温度下发生反应：，时刻改变的条件可以是加入催化剂
C.图丙：对图中反应升高温度，该反应平衡常数增大
D.图丁：对于反应：，
3．恒温时，在容积不变的刚性密闭容器中，发生可逆反应 能说明反应已达到平衡状态的是( )
A. B.容器内混合气体的密度保持不变
C.容器内的压强保持不变 D.与的浓度相等
4．一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行反应，当下列物理量不发生变化时，能说明该反应已达到平衡状态的是( )
①混合气体的平均摩尔质量
②容器内气体的压强
③混合气体总物质的量
④B物质的量浓度
A.①④ B.只有②③ C.②③④ D.只有④
5．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.由和组成的平衡体系加压后，颜色先变深后变浅
B.由蒸气、HI组成的平衡体系加压后颜色变深
C.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.在含有的红色溶液中加铁粉，振荡静置，溶液颜色变浅或褪去
6．二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应（忽略其他副反应）为：
①
②
225 ℃、下，将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及…位点处（相邻位点距离相同）的气体温度、CO和的体积分数如图所示。下列说法正确的是( )
A.处与处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变
C.处的的体积分数大于处
D.混合气从起始到通过处，CO的生成速率小于的生成速率
7．下列事实能用平衡移动原理解释的是( )
A.溶液中加入少量固体，促进分解
B.密闭烧瓶内的和的混合气体，受热后颜色加深
C.铁钉放入浓中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀反应过程中，加入少量固体，促进的产生
8．两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为和。
反应1：
反应2：
该温度下，刚性密闭容器中放入和固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是( )
A.反应2的平衡常数为 B.通入，再次平衡后，总压强增大
C.平衡后总压强为 D.缩小体积，再次平衡后总压强不变
9．二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是( )
A.反应的焓变
B.的平衡选择性随着温度的升高而增加
C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530 ℃
D.450 ℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值
10．异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( )
A.3 h时，反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数：①>②
C.0~3 h平均速率v（异山梨醇）
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
二、填空题
11．研究人员开发新型Cu-Pd催化剂实现CO还原制备： 。
(1)已知：①
②
③
上述反应中，_______(用、、的代数式表示)。
(2)一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入4molCO和，发生上述反应。测得的物质的量(mol)与时间(min)的关系如下表所示。
时间/min 0 5 10 15 20 25
0.00 0.80 1.00 1.20 1.30 1.30
下列说法错误的是_______(填标号)。
A.15～20min时混合气体的密度不随时间变化
B.CO消耗速率等于乙酸消耗速率的3倍时达到平衡状态
C.0～10min内
D.上述条件下CO的平衡转化率为65％
(3)在恒容密闭容器中充入一定量CO和发生上述反应，测得单位时间内CO的转化率与催化剂Cat1、Cat2以及温度的关系如图l所示。
在相同条件下，催化效率较高的是_______(填“Cat1”或“Cat2”)。
(4)在某温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molCO和，发生上述反应，测得混合气体总压强变化如图2所示。
0～5min内_______(填“大于”“小于”或“等于”)5～10min内。该温度下，上述反应的平衡常数K=_______。
(5)下列有关“Cu-Pd催化剂”的说法正确的是_______(填标号)。
A.降低CO和制备乙酸反应的活化能 B.能提高CO和的总能量
C.能改变CO和反应历程 D.能提高活化分子百分率
12．化学平衡是我们熟悉的一种平衡状态。某温度下，一个可逆的化学反应按反应方程式从左向右进行，在进行过程中随着反应物浓度的降低，反应速率逐渐减慢；与此同时，随着生成物的不断增多，其逆反应开始进行并逐渐变得重要而不可忽视。随着反应时间的推移，总有正反应的速率与其逆反应的速率相等的时刻。当这一时刻到来时，反应体系中各种物质的生成速率将分别等于其消耗的速率，故各种物质的浓度将不再改变。这表明可逆反应达到了平衡状态。自然界的平衡状态有很多，它们都可以用相似的研究方式去探索。现在让我们来探究一种纯液体存在的平衡状态。
在一定温度下，将纯液体置于密闭真空容器中，液体表面分子将蒸发，液面上方的空间被液体分子占据。随着上方空间里液体分子个数的增加，蒸气的密度增加，蒸气的压强也逐渐增大。当蒸气分子与液面撞击时，蒸气分子则被捕获而进入液体中，这个过程叫凝聚。当凝聚速率和蒸发速率相等时，上方空间的蒸气密度不再改变，蒸气压强也不再改变，蒸气达到饱和，体系处于一种动态的气—液平衡。定义：此时的饱和蒸气所具有的压强叫做该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气压，用表示。
（1）根据饱和蒸气压的定义，某种液体的饱和蒸气压值的大小与温度_______（填“有关”或“无关”），温度升高，其饱和蒸气压的值_______（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）了解了纯液体的饱和蒸气压后，我们更进一步，探索溶解有不挥发非电解质的溶液存在的饱和蒸气压。这时，当溶剂中溶解一定量的不挥发非电解质形成溶液后，溶液的表面将有部分被溶质分子占据。因此，在单位时间内溶液表面蒸发的溶剂分子数目要_______（填“大于”或“小于”）纯溶剂蒸发的分子数目。当单位时间内凝聚的分子数目与蒸发的分子数目相等，即实现平衡时，蒸气的密度及压强将分别_______（填“大于”或“小于”）纯溶剂的蒸气密度及压强。所以溶液的饱和蒸气压p将_______（填“大于”或“小于”）纯溶剂的蒸气压。显然，溶液的浓度越大，溶质的粒子数目越多，溶液的饱和蒸气压比纯溶剂的饱和蒸气压下降得就_______（填“越多”或“越少”）。这个现象在1887年被法国物理学家拉乌尔成功定量表述，在一定温度下，稀溶液中溶剂的饱和蒸气压p等于纯溶剂的饱和蒸气压与溶剂摩尔分数x（剂）的乘积。这一规律称为拉乌尔定律，其数学表达式为_______。
（3）类比热力学定律，拉乌尔定律还有另外一种更普适的表述形式：难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值与溶质的摩尔分数x（质）成正比。定义x（质）为溶液中溶质的物质的量除以溶液的总的物质的量，表达式为：，求证：_______。
13．某温度下，在一固定容积的容器中进行反应：，下列情况表示一定达化学平衡状态的是( )
A.气体密度不再随时间而改变
B.体系总压强不再随时间而改变
C.NO和的生成速率相同
D.和NO的浓度比为1：1
三、实验题
14．用和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
（1）写出与水反应的化学方程式______________________。
（2）已知、（n是的化学计量系数）。反应Ⅰ、Ⅱ的与温度的关系曲线如图1。
①反应在1585 K的_________。
②保持1320 K不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时__________Pa，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后__________Pa。
（3）恒压容器中，焦炭与的物质的量之比为4:1，为载气。1400 K和1823 K下，产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2（不考虑接触面积的影响）。
①初始温度为900 K，缓慢加热至1400 K时，实验表明已全部消耗，此时反应体系中含物种为___________。
②1823 K下，反应速率的变化特点为___________，其原因是______________________。
参考答案
1．答案：B
解析：反应①的平衡常数，A项错误；反应①的平衡常数，反应②的平衡常数，反应③的平衡常数，B项正确；对于反应③，恒容时，温度升高，的浓度减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为放热反应，焓变为负值，C项错误；对于反应③，恒温恒容下，若充入惰性气体，压强增大，平衡不移动，浓度不变，D项错误。
2．答案：A
解析：A.图甲中根据该变量之比等于计量系数之比得到该图象表示的反应方程式为，甲中容器体积未知，无法计量A的反应速率，故A错误；B.图乙：某温度下发生反应：，根据图中信息得到时刻改变的条件可能是加入催化剂，可能是加压，故B正确；C.图丙：对图中反应升高温度，正反应增大的速率大于逆反应增大的速率，说明平衡正向移动，该反应是吸热反应，升高温度，该反应平衡常数增大，故C正确；D.图丁：根据“先拐先平数值大”原理可知，升温温度，C%降低，则升高温度平衡向逆向移动，所以上述反应正反应为放热反应。根据下面两根曲线得到，从下到上，增大压强，C%增大，说明正向移动，即正向是体积减小的反应，即m+n>p，故D正确。综上所述，答案为A。
3．答案：C
解析：A.速率之比等于方程式系数之比，时正逆反应速率不相等，不能说明反应达平衡状态，故A错误；
B.由质量守恒可知气体的质量不变，容器的体积也不变，所以容器内混合气体的密度始终保持不变，密度不变不能说明已达平衡状态，故B错误；
C.随着反应的正向进行，气体的物质的量减小，容器的体积不变，所以容器内的压强随着反应的进行不断变化，压强不变可以说明反应已达平衡状态，故C正确；
D.与的浓度相等只是一个特殊状态，并不能说明反应已达平衡状态，故D错误；
故选C。
4．答案：A
解析：①由于A为固体，建立平衡过程中气体的质量变化，混合气体的物质的量不变，混合气体的平均摩尔质量变化，则混合气体的平均摩尔质量不变说明反应达到平衡状态，①符合题意；
②该反应是反应前后气体体积不变的反应，容器内气体的压强始终不变，因此不能根据容器内气体的压强不变确定反应是否达平衡状态，②不符合题意；
③该反应是反应前后气体体积不变的反应，反应前后混合气体总物质的量始终不变，因此不能据此判断反应是否达平衡状态，③不符合题意；
④当反应达到平衡时，B的物质的量不变，由于容器的容积不变，则此时B的浓度不变，故可根据B物质的量浓度不变判断反应是否达到平衡状态，④符合题意；
故选A。
5．答案：B
解析：A.二氧化氮气体中存在平衡，加压后二氧化氮的浓度增大，颜色变深，平衡向正反应移动，二氧化氮的浓度又降低，故气体颜色变浅，但仍比原来的颜色深，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意；
B.由蒸气、HI组成的平衡体系加压后平衡不移动，蒸气浓度变大，颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，B符合题意；
C.对氯水中的次氯酸受光照射会分解，次氯酸浓度减小，使得化学平衡向右移动，氯气浓度降低，颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，C不符合题意；
D.溶液中存在平衡，加铁粉，铁与反应，浓度降低，则平衡向左移动进行，溶液颜色变浅或褪去，能用勒夏特利原理来解释，D不符合题意；
故选B。
6．答案：C
解析：图中白圈标记的曲线代表气体温度，处与处对应的温度不同，平衡常数只与温度有关，故处与处的平衡常数不同，A错误；由图可知，随着气体在绝热反应管中前进，气体温度不断升高，说明有热量放出，而反应①，故反应②，B错误；从到，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗CO，而CO体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有的消耗与生成，故减小而增加，即的体积分数会增大，故处的的体积分数大于处，C正确；处，CO的体积分数大于，说明生成的CO的物质的量大于，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于的生成速率，D错误。
7．答案：B
解析：是分解的催化剂，与平衡移动无关，A错误；转化为的反应是放热的可逆反应，升温平衡向生成的方向移动，浓度增大，混合气体颜色加深，B正确；铁遇浓硝酸发生钝化，加热会使其表面的致密氧化膜溶解，铁与浓硝酸发生氧化还原反应生成大量，与平衡移动无关，C错误；锌片与稀硫酸反应的过程中加入硫酸铜，锌置换出铜，进而构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D错误。
8．答案：B
解析：反应2达平衡时总压强，则，A正确；通入，温度不变，则反应2的不变，即的分压不变，反应1的也不变，则的分压也不变，故再次平衡后总压强不变，B错误；反应1达平衡时的总压强，若仅发生反应1，则，结合A解题思路可得，平衡体系中，故平衡后总压强为，C正确；缩小体积，温度不变，则平衡常数不变，结合B解题思路可知，D正确。
9．答案：D
解析：将题给反应依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①-②×2可得，A错误；生成的反应为放热反应，随温度升高，该反应平衡左移，的平衡选择性降低，B错误；由图像可以看出，当温度在350 ℃~400 ℃时，的实际转化率较高，故该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为350 ℃~400 ℃，C错误；提高的值，反应①、②平衡均正向移动，平衡转化率增大，增大压强，反应①平衡正向移动，反应②平衡不移动，平衡转化率增大，D正确。
10．答案：A
解析：3 h时异山梨醇的浓度仍在增大，1，4-失水山梨醇的浓度仍在减小，说明此刻反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；由题图可知，3 h时山梨醇的浓度已为0，副产物的浓度不变，说明反应①、③均是不可逆反应，15 h后异山梨醇的浓度不再变化，1，4-失水山梨醇的浓度大于0，说明反应②是可逆反应，则该温度下的平衡常数：①>②，B正确；0~3 h内平均速率v（异山梨醇），C正确；反应②使用催化剂能加快反应速率，缩短达到化学平衡状态的时间，但是催化剂对化学平衡移动无影响，故加入催化剂不改变其平衡转化率，D正确。
11．答案：(1)
(2)BC
(3)Cat2
(4)大于；4
(5)ACD
解析：（1）①
②
③
根据盖斯定律得
（2）A.反应前后气体总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，15～20min时混合气体的密度不随时间变化，故A正确；
B.反应达到平衡，正逆反应速率比等于系数比，CO消耗速率等于乙酸消耗速率的2倍时达到平衡状态，故B错误；
C.0～10min内生成1mol，则反应消耗2mol，，故C错误；
D.反应达到平衡，生成1.3mol，则反应消耗2.6molCO，CO的平衡转化率为65％，故D正确；
选BC。
（3）在相同条件下，使用Cat2催化剂，CO的转化率大，催化效率较高的是Cat2。
（4）随反应进行，反应物浓度减小，速率减慢，0～5min内大于5～10min内。
反应达到平衡，压强由80KPa减小为50KPa，，，该温度下，上述反应的平衡常数。
（5）A.催化剂能降低反应活化能，Cu-Pd降低CO和制备乙酸反应的活化能，故A正确；
B.催化剂能降低反应活化能，反应物能量不变，故B错误；
C.催化剂参与化学反应，能改变CO和反应历程，加快反应速率，故C正确；
D.催化剂能降低反应活化能，提高活化分子百分率，故D正确；
选ACD。
12．答案：（1）有关；增大
（2）小于；小于；小于；越多；
（3）证明：由题知
①
带入得
②
即③
由摩尔分数的定义知，故
④
因此⑤
因此原式得证
解析：（1）同一物质（例如水）在不同温度下有不同的饱和蒸气压，饱和蒸气压随着温度的升高而增大，故某种液体的饱和蒸气压值的大小与温度有关；温度越高，饱和蒸汽压增大；
（2）溶液的表面将有部分被溶质分子占据，表面积减小，单位时间内溶液表面蒸发的溶剂分子数目要小于纯溶剂蒸发的分子数目；平衡时，蒸气的密度及压强将分别小于纯溶剂的蒸气密度及压强。溶液的饱和蒸气压p将小于纯溶剂的蒸气压；
溶液的浓度越大，溶质的粒子数目越多，表面被溶质分子占据的就越多，饱和蒸气压下降得就越多，其数学表达式为。这个公式揭示了溶液中溶剂蒸气压的变化与溶液中溶质的存在和浓度之间的关系。
（3）证明：由题知①，
带入得，②
即③
由摩尔分数的定义知，故④
因此⑤，因此原式得证。
13．答案：C
解析：A.该反应前后气体质量不变，容积不变，故密度始终不变，因此气体密度不再随时间而改变不能说明反应达到平衡状态，故A不符合题意；
B.恒容，反应前后气体系数和相等，体系总压强始终是不变的，所以气体总压强不随时间而改变时，反应不一定达到平衡状态，故B不符合题意；
C.NO和的生成速率相同，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C符合题意；
D.和NO的浓度比为1：1时，正逆反应速率不一定相等，反应不一定达到平衡状态，故D不符合题意；
故答案选C。
14．答案：（1）
（2）①；②；
（3）①BaO；②阶段净反应速率为正值且恒定不变，后反应达到平衡，净反应速率恒为0；反应物均为固体，固体的浓度为定值，不会随着消耗而发生改变
解析：（1）与电石类似，与水反应生成（乙炔）和，该反应的化学方程式为。
（2）①将记为反应Ⅲ，由盖斯定律可知，反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅱ，根据方程式相加，K相乘的原则，有。由图1可知，1585 K时，则该温度下。根据、可知，，其中n为方程式中CO的化学计量数。反应Ⅲ中CO的化学计量数为3，因此反应Ⅲ的。②由图1可知，1320 K时，，即。反应Ⅰ中CO的化学计量数为2，则该温度下，。根据反应Ⅰ可知，其分压平衡常数表达式为，因此平衡时。平衡常数只与温度有关，将容器体积压缩到原来的，不变，则不变，仍为。
（3）①由图2可知，1823 K下，产率随着时间的延长不断增加至接近100%，而1400 K下，产率始终为0，说明反应Ⅱ在1400 K以下没有发生，而全部消耗，说明反应Ⅰ已完全进行，生成BaO，故此时体系中含Ba物种为BaO。②图2的横坐标为时间，纵坐标为产率，则图像的斜率可代表反应速率，由图2可知，1823 K下，阶段净反应速率不变，后反应达到平衡，净反应速率恒为0。该体系中的反应物均为固体，固体的浓度为定值，不会随着反应消耗而发生改变，因此出现上述特点。
一、单选题
1．已知反应①和反应②在相同的某温度下的平衡常数分别为和，该温度下反应③的平衡常数为K。则下列说法正确的是( )
A.反应①的平衡常数
B.反应③的平衡常数
C.对于反应③，恒容时，温度升高，浓度减小，则该反应的焓变为正值
D.对于反应③，恒温恒容下，增大压强，浓度一定减小
2．以下图像和叙述错误的是( )
A.图甲：该图像表示的反应方程式为2A=3B+C，反应速率=0.4mol/（L s）
B.图乙：某温度下发生反应：，时刻改变的条件可以是加入催化剂
C.图丙：对图中反应升高温度，该反应平衡常数增大
D.图丁：对于反应：，
3．恒温时，在容积不变的刚性密闭容器中，发生可逆反应 能说明反应已达到平衡状态的是( )
A. B.容器内混合气体的密度保持不变
C.容器内的压强保持不变 D.与的浓度相等
4．一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行反应，当下列物理量不发生变化时，能说明该反应已达到平衡状态的是( )
①混合气体的平均摩尔质量
②容器内气体的压强
③混合气体总物质的量
④B物质的量浓度
A.①④ B.只有②③ C.②③④ D.只有④
5．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.由和组成的平衡体系加压后，颜色先变深后变浅
B.由蒸气、HI组成的平衡体系加压后颜色变深
C.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.在含有的红色溶液中加铁粉，振荡静置，溶液颜色变浅或褪去
6．二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应（忽略其他副反应）为：
①
②
225 ℃、下，将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及…位点处（相邻位点距离相同）的气体温度、CO和的体积分数如图所示。下列说法正确的是( )
A.处与处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变
C.处的的体积分数大于处
D.混合气从起始到通过处，CO的生成速率小于的生成速率
7．下列事实能用平衡移动原理解释的是( )
A.溶液中加入少量固体，促进分解
B.密闭烧瓶内的和的混合气体，受热后颜色加深
C.铁钉放入浓中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀反应过程中，加入少量固体，促进的产生
8．两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为和。
反应1：
反应2：
该温度下，刚性密闭容器中放入和固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是( )
A.反应2的平衡常数为 B.通入，再次平衡后，总压强增大
C.平衡后总压强为 D.缩小体积，再次平衡后总压强不变
9．二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是( )
A.反应的焓变
B.的平衡选择性随着温度的升高而增加
C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530 ℃
D.450 ℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值
10．异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( )
A.3 h时，反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数：①>②
C.0~3 h平均速率v（异山梨醇）
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
二、填空题
11．研究人员开发新型Cu-Pd催化剂实现CO还原制备： 。
(1)已知：①
②
③
上述反应中，_______(用、、的代数式表示)。
(2)一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入4molCO和，发生上述反应。测得的物质的量(mol)与时间(min)的关系如下表所示。
时间/min 0 5 10 15 20 25
0.00 0.80 1.00 1.20 1.30 1.30
下列说法错误的是_______(填标号)。
A.15～20min时混合气体的密度不随时间变化
B.CO消耗速率等于乙酸消耗速率的3倍时达到平衡状态
C.0～10min内
D.上述条件下CO的平衡转化率为65％
(3)在恒容密闭容器中充入一定量CO和发生上述反应，测得单位时间内CO的转化率与催化剂Cat1、Cat2以及温度的关系如图l所示。
在相同条件下，催化效率较高的是_______(填“Cat1”或“Cat2”)。
(4)在某温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molCO和，发生上述反应，测得混合气体总压强变化如图2所示。
0～5min内_______(填“大于”“小于”或“等于”)5～10min内。该温度下，上述反应的平衡常数K=_______。
(5)下列有关“Cu-Pd催化剂”的说法正确的是_______(填标号)。
A.降低CO和制备乙酸反应的活化能 B.能提高CO和的总能量
C.能改变CO和反应历程 D.能提高活化分子百分率
12．化学平衡是我们熟悉的一种平衡状态。某温度下，一个可逆的化学反应按反应方程式从左向右进行，在进行过程中随着反应物浓度的降低，反应速率逐渐减慢；与此同时，随着生成物的不断增多，其逆反应开始进行并逐渐变得重要而不可忽视。随着反应时间的推移，总有正反应的速率与其逆反应的速率相等的时刻。当这一时刻到来时，反应体系中各种物质的生成速率将分别等于其消耗的速率，故各种物质的浓度将不再改变。这表明可逆反应达到了平衡状态。自然界的平衡状态有很多，它们都可以用相似的研究方式去探索。现在让我们来探究一种纯液体存在的平衡状态。
在一定温度下，将纯液体置于密闭真空容器中，液体表面分子将蒸发，液面上方的空间被液体分子占据。随着上方空间里液体分子个数的增加，蒸气的密度增加，蒸气的压强也逐渐增大。当蒸气分子与液面撞击时，蒸气分子则被捕获而进入液体中，这个过程叫凝聚。当凝聚速率和蒸发速率相等时，上方空间的蒸气密度不再改变，蒸气压强也不再改变，蒸气达到饱和，体系处于一种动态的气—液平衡。定义：此时的饱和蒸气所具有的压强叫做该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气压，用表示。
（1）根据饱和蒸气压的定义，某种液体的饱和蒸气压值的大小与温度_______（填“有关”或“无关”），温度升高，其饱和蒸气压的值_______（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）了解了纯液体的饱和蒸气压后，我们更进一步，探索溶解有不挥发非电解质的溶液存在的饱和蒸气压。这时，当溶剂中溶解一定量的不挥发非电解质形成溶液后，溶液的表面将有部分被溶质分子占据。因此，在单位时间内溶液表面蒸发的溶剂分子数目要_______（填“大于”或“小于”）纯溶剂蒸发的分子数目。当单位时间内凝聚的分子数目与蒸发的分子数目相等，即实现平衡时，蒸气的密度及压强将分别_______（填“大于”或“小于”）纯溶剂的蒸气密度及压强。所以溶液的饱和蒸气压p将_______（填“大于”或“小于”）纯溶剂的蒸气压。显然，溶液的浓度越大，溶质的粒子数目越多，溶液的饱和蒸气压比纯溶剂的饱和蒸气压下降得就_______（填“越多”或“越少”）。这个现象在1887年被法国物理学家拉乌尔成功定量表述，在一定温度下，稀溶液中溶剂的饱和蒸气压p等于纯溶剂的饱和蒸气压与溶剂摩尔分数x（剂）的乘积。这一规律称为拉乌尔定律，其数学表达式为_______。
（3）类比热力学定律，拉乌尔定律还有另外一种更普适的表述形式：难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降值与溶质的摩尔分数x（质）成正比。定义x（质）为溶液中溶质的物质的量除以溶液的总的物质的量，表达式为：，求证：_______。
13．某温度下，在一固定容积的容器中进行反应：，下列情况表示一定达化学平衡状态的是( )
A.气体密度不再随时间而改变
B.体系总压强不再随时间而改变
C.NO和的生成速率相同
D.和NO的浓度比为1：1
三、实验题
14．用和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
（1）写出与水反应的化学方程式______________________。
（2）已知、（n是的化学计量系数）。反应Ⅰ、Ⅱ的与温度的关系曲线如图1。
①反应在1585 K的_________。
②保持1320 K不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时__________Pa，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后__________Pa。
（3）恒压容器中，焦炭与的物质的量之比为4:1，为载气。1400 K和1823 K下，产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2（不考虑接触面积的影响）。
①初始温度为900 K，缓慢加热至1400 K时，实验表明已全部消耗，此时反应体系中含物种为___________。
②1823 K下，反应速率的变化特点为___________，其原因是______________________。
参考答案
1．答案：B
解析：反应①的平衡常数，A项错误；反应①的平衡常数，反应②的平衡常数，反应③的平衡常数，B项正确；对于反应③，恒容时，温度升高，的浓度减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为放热反应，焓变为负值，C项错误；对于反应③，恒温恒容下，若充入惰性气体，压强增大，平衡不移动，浓度不变，D项错误。
2．答案：A
解析：A.图甲中根据该变量之比等于计量系数之比得到该图象表示的反应方程式为，甲中容器体积未知，无法计量A的反应速率，故A错误；B.图乙：某温度下发生反应：，根据图中信息得到时刻改变的条件可能是加入催化剂，可能是加压，故B正确；C.图丙：对图中反应升高温度，正反应增大的速率大于逆反应增大的速率，说明平衡正向移动，该反应是吸热反应，升高温度，该反应平衡常数增大，故C正确；D.图丁：根据“先拐先平数值大”原理可知，升温温度，C%降低，则升高温度平衡向逆向移动，所以上述反应正反应为放热反应。根据下面两根曲线得到，从下到上，增大压强，C%增大，说明正向移动，即正向是体积减小的反应，即m+n>p，故D正确。综上所述，答案为A。
3．答案：C
解析：A.速率之比等于方程式系数之比，时正逆反应速率不相等，不能说明反应达平衡状态，故A错误；
B.由质量守恒可知气体的质量不变，容器的体积也不变，所以容器内混合气体的密度始终保持不变，密度不变不能说明已达平衡状态，故B错误；
C.随着反应的正向进行，气体的物质的量减小，容器的体积不变，所以容器内的压强随着反应的进行不断变化，压强不变可以说明反应已达平衡状态，故C正确；
D.与的浓度相等只是一个特殊状态，并不能说明反应已达平衡状态，故D错误；
故选C。
4．答案：A
解析：①由于A为固体，建立平衡过程中气体的质量变化，混合气体的物质的量不变，混合气体的平均摩尔质量变化，则混合气体的平均摩尔质量不变说明反应达到平衡状态，①符合题意；
②该反应是反应前后气体体积不变的反应，容器内气体的压强始终不变，因此不能根据容器内气体的压强不变确定反应是否达平衡状态，②不符合题意；
③该反应是反应前后气体体积不变的反应，反应前后混合气体总物质的量始终不变，因此不能据此判断反应是否达平衡状态，③不符合题意；
④当反应达到平衡时，B的物质的量不变，由于容器的容积不变，则此时B的浓度不变，故可根据B物质的量浓度不变判断反应是否达到平衡状态，④符合题意；
故选A。
5．答案：B
解析：A.二氧化氮气体中存在平衡，加压后二氧化氮的浓度增大，颜色变深，平衡向正反应移动，二氧化氮的浓度又降低，故气体颜色变浅，但仍比原来的颜色深，能用勒夏特列原理解释，A不符合题意；
B.由蒸气、HI组成的平衡体系加压后平衡不移动，蒸气浓度变大，颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，B符合题意；
C.对氯水中的次氯酸受光照射会分解，次氯酸浓度减小，使得化学平衡向右移动，氯气浓度降低，颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，C不符合题意；
D.溶液中存在平衡，加铁粉，铁与反应，浓度降低，则平衡向左移动进行，溶液颜色变浅或褪去，能用勒夏特利原理来解释，D不符合题意；
故选B。
6．答案：C
解析：图中白圈标记的曲线代表气体温度，处与处对应的温度不同，平衡常数只与温度有关，故处与处的平衡常数不同，A错误；由图可知，随着气体在绝热反应管中前进，气体温度不断升高，说明有热量放出，而反应①，故反应②，B错误；从到，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗CO，而CO体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有的消耗与生成，故减小而增加，即的体积分数会增大，故处的的体积分数大于处，C正确；处，CO的体积分数大于，说明生成的CO的物质的量大于，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于的生成速率，D错误。
7．答案：B
解析：是分解的催化剂，与平衡移动无关，A错误；转化为的反应是放热的可逆反应，升温平衡向生成的方向移动，浓度增大，混合气体颜色加深，B正确；铁遇浓硝酸发生钝化，加热会使其表面的致密氧化膜溶解，铁与浓硝酸发生氧化还原反应生成大量，与平衡移动无关，C错误；锌片与稀硫酸反应的过程中加入硫酸铜，锌置换出铜，进而构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D错误。
8．答案：B
解析：反应2达平衡时总压强，则，A正确；通入，温度不变，则反应2的不变，即的分压不变，反应1的也不变，则的分压也不变，故再次平衡后总压强不变，B错误；反应1达平衡时的总压强，若仅发生反应1，则，结合A解题思路可得，平衡体系中，故平衡后总压强为，C正确；缩小体积，温度不变，则平衡常数不变，结合B解题思路可知，D正确。
9．答案：D
解析：将题给反应依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①-②×2可得，A错误；生成的反应为放热反应，随温度升高，该反应平衡左移，的平衡选择性降低，B错误；由图像可以看出，当温度在350 ℃~400 ℃时，的实际转化率较高，故该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为350 ℃~400 ℃，C错误；提高的值，反应①、②平衡均正向移动，平衡转化率增大，增大压强，反应①平衡正向移动，反应②平衡不移动，平衡转化率增大，D正确。
10．答案：A
解析：3 h时异山梨醇的浓度仍在增大，1，4-失水山梨醇的浓度仍在减小，说明此刻反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；由题图可知，3 h时山梨醇的浓度已为0，副产物的浓度不变，说明反应①、③均是不可逆反应，15 h后异山梨醇的浓度不再变化，1，4-失水山梨醇的浓度大于0，说明反应②是可逆反应，则该温度下的平衡常数：①>②，B正确；0~3 h内平均速率v（异山梨醇），C正确；反应②使用催化剂能加快反应速率，缩短达到化学平衡状态的时间，但是催化剂对化学平衡移动无影响，故加入催化剂不改变其平衡转化率，D正确。
11．答案：(1)
(2)BC
(3)Cat2
(4)大于；4
(5)ACD
解析：（1）①
②
③
根据盖斯定律得
（2）A.反应前后气体总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，15～20min时混合气体的密度不随时间变化，故A正确；
B.反应达到平衡，正逆反应速率比等于系数比，CO消耗速率等于乙酸消耗速率的2倍时达到平衡状态，故B错误；
C.0～10min内生成1mol，则反应消耗2mol，，故C错误；
D.反应达到平衡，生成1.3mol，则反应消耗2.6molCO，CO的平衡转化率为65％，故D正确；
选BC。
（3）在相同条件下，使用Cat2催化剂，CO的转化率大，催化效率较高的是Cat2。
（4）随反应进行，反应物浓度减小，速率减慢，0～5min内大于5～10min内。
反应达到平衡，压强由80KPa减小为50KPa，，，该温度下，上述反应的平衡常数。
（5）A.催化剂能降低反应活化能，Cu-Pd降低CO和制备乙酸反应的活化能，故A正确；
B.催化剂能降低反应活化能，反应物能量不变，故B错误；
C.催化剂参与化学反应，能改变CO和反应历程，加快反应速率，故C正确；
D.催化剂能降低反应活化能，提高活化分子百分率，故D正确；
选ACD。
12．答案：（1）有关；增大
（2）小于；小于；小于；越多；
（3）证明：由题知
①
带入得
②
即③
由摩尔分数的定义知，故
④
因此⑤
因此原式得证
解析：（1）同一物质（例如水）在不同温度下有不同的饱和蒸气压，饱和蒸气压随着温度的升高而增大，故某种液体的饱和蒸气压值的大小与温度有关；温度越高，饱和蒸汽压增大；
（2）溶液的表面将有部分被溶质分子占据，表面积减小，单位时间内溶液表面蒸发的溶剂分子数目要小于纯溶剂蒸发的分子数目；平衡时，蒸气的密度及压强将分别小于纯溶剂的蒸气密度及压强。溶液的饱和蒸气压p将小于纯溶剂的蒸气压；
溶液的浓度越大，溶质的粒子数目越多，表面被溶质分子占据的就越多，饱和蒸气压下降得就越多，其数学表达式为。这个公式揭示了溶液中溶剂蒸气压的变化与溶液中溶质的存在和浓度之间的关系。
（3）证明：由题知①，
带入得，②
即③
由摩尔分数的定义知，故④
因此⑤，因此原式得证。
13．答案：C
解析：A.该反应前后气体质量不变，容积不变，故密度始终不变，因此气体密度不再随时间而改变不能说明反应达到平衡状态，故A不符合题意；
B.恒容，反应前后气体系数和相等，体系总压强始终是不变的，所以气体总压强不随时间而改变时，反应不一定达到平衡状态，故B不符合题意；
C.NO和的生成速率相同，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C符合题意；
D.和NO的浓度比为1：1时，正逆反应速率不一定相等，反应不一定达到平衡状态，故D不符合题意；
故答案选C。
14．答案：（1）
（2）①；②；
（3）①BaO；②阶段净反应速率为正值且恒定不变，后反应达到平衡，净反应速率恒为0；反应物均为固体，固体的浓度为定值，不会随着消耗而发生改变
解析：（1）与电石类似，与水反应生成（乙炔）和，该反应的化学方程式为。
（2）①将记为反应Ⅲ，由盖斯定律可知，反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅱ，根据方程式相加，K相乘的原则，有。由图1可知，1585 K时，则该温度下。根据、可知，，其中n为方程式中CO的化学计量数。反应Ⅲ中CO的化学计量数为3，因此反应Ⅲ的。②由图1可知，1320 K时，，即。反应Ⅰ中CO的化学计量数为2，则该温度下，。根据反应Ⅰ可知，其分压平衡常数表达式为，因此平衡时。平衡常数只与温度有关，将容器体积压缩到原来的，不变，则不变，仍为。
（3）①由图2可知，1823 K下，产率随着时间的延长不断增加至接近100%，而1400 K下，产率始终为0，说明反应Ⅱ在1400 K以下没有发生，而全部消耗，说明反应Ⅰ已完全进行，生成BaO，故此时体系中含Ba物种为BaO。②图2的横坐标为时间，纵坐标为产率，则图像的斜率可代表反应速率，由图2可知，1823 K下，阶段净反应速率不变，后反应达到平衡，净反应速率恒为0。该体系中的反应物均为固体，固体的浓度为定值，不会随着反应消耗而发生改变，因此出现上述特点。