2.2化学平衡同步练习题（含解析）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．在恒温恒容条件下，向某容器中充入一定量的N2O5气体发生下列反应：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0。温度T时，部分实验数据如表所示：
t/s 0 50 100 150
c(N2O5)/mol·L-1 4.00 2.5 2.00 2.00
下列有关说法错误的是
A．温度T时，该反应平衡常数K=64
B．150s后再充入一定量N2O5，再次达到平衡N2O5的转化率将增大
C．达平衡后升高温度，该容器内混合气体的密度不会改变
D．其他条件不变，若将恒容改为恒压，则平衡时N2O5的转化率增大
2．下列说法正确的是
A．在恒温恒容条件下，当达到平衡后，再充入一定量的后达到平衡，的转化率将增大
B．恒温下，当反应达平衡后，缩小容器体积，再次平衡时，的浓度比原平衡时大
C．可逆反应达到平衡后，改变任何一种反应物或生成物的量，都可使平衡发生移动
D．恒温下，当反应达到平衡后，缩小容器体积，活化分子百分数增加
3．下列事实不能用勒夏特勒原理解释的是
A．氨水应放置低温处密闭保存
B．工业合成氨时选择较高温度下进行
C．实验室制备乙酸乙酯时，使用过量的乙醇
D．洗涤厨房里的油污时常使用热的纯碱的水溶液
4．如图所示，三个烧瓶中分别充满气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅[已知反应(红棕色)(无色)]。下列叙述不正确的是
A．是放热反应
B．溶于水时吸收热量
C．烧瓶(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大
D．烧瓶(3)中气体的压强减小
5．下列说法正确且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变深
B．向平衡体系中加入少量固体，平衡逆向移动，溶液颜色变浅
C．饱和食盐水既可除去氯气中的氯化氢气体，又可以减小氯气的溶解度
D．向溶液中滴加浓硫酸能使溶液颜色由橙色变为黄色
6．反应是综合利用的热点研究领域——催化加氢合成乙烯的重要反应。下列有关催化加氢合成乙烯的反应说法正确的是
A．该反应能进行的原因是
B．该反应的平衡常数
C．升高温度逆反应速率加快，正反应速率减慢
D．一定温度和压强下，选用合适的催化剂可以改变CO2的转化率和反应热的数值
7．下列事实可以用勒夏特列原理解释的是
A．高锰酸钾(KMnO4)溶液加水稀释后颜色变浅 B．使用催化剂，提高合成氨的生产效率
C．新制的氯水在光照条件下颜色变浅 D．H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深
8．下列实验方案设计、现象和结论都正确的是
实验目的 方案设计 现象和结论
A 探究反应物浓度对化学反应速率的影响 分别取10mL 0.lmol/LNa2S2O3溶液和5mL 0. lmol/L Na2S2O3溶液、5mL蒸馏水于两支试管中，然后同时加入10mL 0.1mol/LH2SO4溶液 前者出现浑浊的时间更短，说明增大Na2S2O3浓度，可以加快反应速率
B 探究压强对化学反应速率的影响 在容积不变的密闭容器中发生反应：N2(g) +3H2(g)2NH3(g) 向其中通入氩气，反应速率不变 化学反应速率不受压强影响
C 探究温度对化学反应速率的影响 将装有NO2和N2O4混合气体的连同球分别浸泡在冰水和热水中2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色)，△H< 0 热水中气体颜色浅，冰水中颜色深
D 探究KI与FeCl3反应的限度 取1mL．0.1mol/LKI溶液于试管中，加入5mL0.1mol/L FeCl3溶液，充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液 若溶液变血红色，则KI与FeCl3的反应有一定限度
A．A B．B C．C D．D
9．将0.05 mol·L的KI溶液和0.2 mol·L的溶液等体积混合充分反应后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡的是
实验编号 实验操作 实验现象
① 滴入KSCN溶液 溶液变红色
② 滴入溶液 有黄色沉淀生成
③ 滴入溶液 有蓝色沉淀生成
④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色
A．① B．② C．③④ D．①②
10．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
二、填空题
11．化学平衡状态的建立
(1)化学平衡状态的建立过程
在一定条件下向反应容器中加入SO2和O2发生反应：2SO2+O22SO3
浓度 速率变化 v正、v逆关系
开始 反应物浓度____ v正____ v正____v逆
生成物浓度____ v逆____
变化 反应物浓度____ v正____ v正____v逆
生成物浓度____ v逆____
平衡 反应物浓度____ v正____ v正____v逆
生成物浓度____ v逆____
(2)用速率变化图象表示化学平衡状态的建立
12．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
(1)反应的化学方程式为______。
(2)反应开始到10s，用X表示的平均反应速率为______。
(3)下列关于该反应的说法正确的是______。
A．10s时，该反应已经停止
B．10s之前X的消耗速率小于它的生成速率
C．10s时正反应速率等于逆反应速率
D．10s时X、Y、Z的浓度保持不变
13．工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。
某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如表所示：
化学反应 焓变 平衡常数 温度/℃
500 700 800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H1 K1 2.5 0.34 0.15
②H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 K2 1.0 1.70 2.52
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3 K3
(1)反应②是______(填写“吸热”或“放热”)反应，判断的依据是______。
(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3=______(用K1、K2表示)。据此可判断反应③的△H3______0(填写“>”、“<”或“=”)，在______(填“较高””或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡正向移动，可采取的措施有______(填写字母)。
A．缩小反应容器的容积 B．升高温度
C．使用合适的催化剂 D．从平衡体系中及时分离出CH3OH
(4)500℃时，测得反应③在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)浓度都为0.2mol L-1。判断此时v正______v逆(填写“>”、“<”或“=”)，说明理由______。
(5)某兴趣小组研究反应②的逆反应速率在不同条件下随时间的变化曲线。开始时升温，t1时建立平衡，t2时降压，t3时增加CO浓度，t4时又达到平衡。请在图中画出t2至t4的曲线______。
14．已知可逆反应：M(g)+N(g) P(g)+Q(g)，△H>0，在一密闭容器中进行。在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)=1mol/L，c(N)=2.4mol/L；在12分钟末达到平衡后，M的转化率为60％，此时：
(1)以P浓度变化表示的该段时间内的平均反应速率是______________。
(2)该反应平衡常数K=__________。
(3)N的转化率是__________。转化率=(指定反应物的起始浓度-指定反应物的平衡浓度)∕指定反应物的起始浓度×100%
15．利用甲烷催化还原，可消除氮氧化物的污染。
①
②
③
(1)如果三个反应的平衡常数依次为、、，则__________(用、表示)。
(2)在2L恒容密闭容器中充入1mol和2mol进行反应③，的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。
①若容器中的压强为，y点：__________(填“大于”“等于”或“小于”)。
②在下，x点时反应的平衡常数_______________。
16．塑化剂邻苯二甲酸二丁酯可由邻苯二甲酸酐与正丁醇在浓硫酸共热下反应制得，实验装置(部分装置省略)如图甲。已知：正丁醇的沸点为118℃；纯邻苯二甲酸二丁酯是无色透明、具有芳香气味的油状液体，沸点为340℃，酸性条件下，温度超过180℃时易发生分解。由邻苯二甲酸酐和正丁醇制备邻苯二甲酸二丁酯的实验操作流程如图乙。
①向三颈烧瓶内依次加入30g(0.2mo1)邻苯二甲酸酐、22g(0.3mo1)正丁醇以及少量浓硫酸。
②搅拌，升温至105℃，持续搅拌反应2小时，保温至反应结束。
③冷却至室温，将反应混合物倒出，通过操作X，得到粗产品。
④粗产品用无水硫酸镁处理至澄清→取清液(粗酯)→减压蒸馏，经过处理得到产品为20.85g。
请回答下列问题：
(1)仪器a的名称为___________。
(2)步骤②中需要不断从分水器下部分离出产物水的目的是___________，判断反应已结束的方法是___________。
(3)反应Ⅰ进行得迅速而完全，反应Ⅱ是可逆反应，进行得较缓慢，为提高反应速率，可采取的措施是___________。
A．增大压强 B．增大正丁醇的量
C．分离水 D．加热至200℃
(4)操作X中，应先用5%溶液洗涤，其作用是___________。
(5)粗产品提纯流程中采用减压蒸馏的目的是___________。
(6)本实验中，邻苯二甲酸二丁酯(相对分子质量是278)的产率为___________%(保留小数点后一位)。
17．I.佳木斯市第一中学高二学生10月份进入化学实验室进行了《探究影响化学平衡移动的因素》的分组实验。实验之一：
的水溶液中存在如下平衡：，
(1)关于该实验下列说法正确的是___________(填选项)
A．该反应的平衡常数表达式为
B．往上述平衡体系中加入6滴氢氧化钠较浓溶液现象为溶液由橙色变为黄色
C．该反应为氧化还原反应
II.为证明化学反应有一定限度，利用铁离子可以氧化碘离子的反应进行了如下探究活动：
(2)步骤1：取8mL0.1mol/LKI溶液于试管，滴加0.1mol/L的溶液5~6滴，振荡；
步骤2：在上述试管中加入2mL，充分振荡、静置；
步骤3：取上述步骤2静置分层后的上层水溶液少量于试管，滴加5~6滴0.1mol/L______(填化学式)溶液，振荡，未见溶液呈血红色。
(3)探究的目的是通过检验，来验证是否有残留，从而证明化学反应有一定的限度。
针对实验现象，同学们提出了下列两种猜想：
猜想一：_______
猜想二：有剩余，但大部分转化为，使生成浓度极小，肉眼无法观察其颜色
为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息：
信息一：可与反应生成蓝色沉淀，，
用溶液检验的灵敏度比用KSCN更高。
信息二：乙醚比水轻且微溶于水，在乙醚中的溶解度比在水中大，且在乙醚中也为红色。
(4)结合新信息，请你完成以下实验：各取少许步骤3的水溶液分别于试管A、B中，请将相关的实验操作、预期现象和结论填入下表空白处：
实验操作 预期现象 结论
实验1：在试管A中滴加2~3滴溶液 ①_____ 则“猜想一”不成立
实验2：在试管B加入少量乙醚，充分振荡，静置 ②_____ 则“猜想二”成立
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．
K= ，故A正确；
B．恒容条件下，再充入一定量N2O5，相当于加压，再次达到平衡N2O5的转化率将降低，故B错误；
C．升高温度，混合气体的总质量、容器的体积都不变，因此气体的密度不变，故C正确；
D．该反应的正反应是气体分子数增大的反应，其他条件不变时，改为在恒压密闭容器中反应，相当于减压，平衡正向移动，平衡时N2O5的转化率增大，故D正确；
选B。
2．B
解析：A．在恒温恒容条件下，当达到平衡后，再充入一定量的后，平衡正向进行，新平衡等效于增压后左移所得，故的转化率减小，A项错误；
B．恒温下，反应达平衡后，缩小容器体积，虽然平衡逆向移动，但达平衡后的浓度比原来大，B项正确；
C．若改变的是固体或纯液体，则无法破坏原平衡，C项错误；
D．恒温下，当反应达到平衡后，缩小体积，浓度增大，但活化分子的百分数不变，D项错误；
选B。
3．B
解析：A．低温密闭保存氨水，使氨水电离平衡逆向移动，A正确；
B．较高温度下合成氮，能提高化学反应速率，但对平衡不利，B错误；
C．使用过量的乙醇，有利于平衡正向移动，提高乙酸乙酯的产率，C正确；
D．热的纯碱液，对碳酸根离子的水解平衡和化学反应速率均有利，D正确；
答案选B。
4．C
解析：A．在(1)中加入CaO，发现(1)中红棕色变深，说明二氧化氮浓度增大，氧化钙溶于水是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，逆向是吸热反应，则是放热反应，故A正确；
B．在(3)中加入晶体，(3)中红棕色变浅，说明向四氧化二氮反应移动即温度降低，因此溶于水时吸收热量，故B正确；
C．烧瓶(1)中平衡逆向移动，气体质量不变，气体物质的量增大，则混合气体的相对分子质量减小，故C错误；
D．烧瓶(3)中平衡向生成四氧化二氮反应移动，气体物质的量减小，则气体的压强减小，故D正确。
综上所述，答案为C。
5．C
解析：A．对于反应，达到平衡后，增大压强，该反应前后气体计量数不变，则增大压强平衡不移动，所以不能用勒夏特列原理解释，A项错误；
B．平衡体系中加入少量KCl固体，对平衡移动无影响，则体系颜色不变，不能用勒夏特列原理解释，B项错误；
C．饱和食盐水中氯离子的浓度很高，根据勒夏特列原理，氯离子的浓度高能使该反应平衡向逆向移动，抑制该反应进行的程度，故能减小氯气在水中的溶解，C项正确；
D．铬酸钾为黄色，逐滴加硫酸，变为重铬酸钾，为橙色，不能用勒夏特列原理解释，D项错误；
答案选C。
6．B
解析：A．反应能进行的原因是而不是，A错误；
B．平衡常数K的表达式为生成物浓度的指数幂乘积除以反应物浓度的指数幂乘积，B正确；
C．升温温度，正反应和逆反应的速率都会增加，C错误；
D．选用催化剂只能改变反应速率，不能改变转化率和反应热值，D错误；
故选B。
7．C
解析：A．高锰酸钾(KMnO4)溶液中加水稀释，浓度降低，颜色变浅，和平衡移动无关系，不能用勒夏特列原理解释，A不合题意；
B．催化剂不能改变平衡状态，只能改变反应速率，不能适用于勒夏特列原理，B不合题意；
C．光照使次氯酸分解，促进氯气和水的可逆反应向右进行，可以用勒夏特列原理解释，C符合题意；
D．H2和I2反应生成HI时气体总体积不变，改变压强平衡不移动，颜色变深是因为单质碘的浓度增大引起的，不能适用于勒夏特列原理，D不合题意；
故选C。
8．A
解析：A．只有Na2S2O3浓度不同，前者出现浑浊的时间更短，说明增大Na2S2O3浓度，可以加快反应速率，故A正确；
B．容积不变，通入氩气，各物质的浓度不变，反应速率不变，不能证明化学反应速率不受压强影响，故B错误；
C．焓变为负，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则分别浸泡在冰水和热水中，热水中颜色深，故C错误；
D．FeCl3溶液过量，反应后有剩余，充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液，溶液变为血红色，不能证明反应的限度，故D错误；
故选：A。
9．B
【分析】将0.05 mol·L的KI溶液和0.2 mol·L的溶液等体积混合充分反应后，Fe3+过量，若不是可逆反应，I-全部转化为碘单质，则溶液中无I-，故只需要证明溶液中是否含有I-，即能证明存在化学平衡。
解析：①Fe3+过量，向溶液中滴入KSCN溶液，无论是否存在上述平衡，溶液均变红，①错误；
②向溶液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，说明溶液中有I-，②正确；
③无论是否存在题述平衡，溶液中均存在Fe2+，滴入溶液后均有蓝色沉淀生成，③错误；
④无论是否存在题述平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色，④错误；
综上所述只有②能证明该反应为可逆反应；
故选B。
10．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。
二、填空题
11． 最大 最大 =0 =0 ＞ 减小 减小 增大 增大 ＞ 不变 不变 不变 不变 =
解析：略
12．(1)X+Y2Z
(2)0.040mol/(L·s)
(3)CD
解析：（1）10s时间内，Z生成了1.6mol，X、Y各消耗了0.8mol，X、Y、Z变化量之比为1：1：2，因此反应的化学方程式为：X+Y2Z。
（2）反应开始到10s，X减少了0.8mol，容器体积为2L，则X的物质的量浓度减少量为0.4mol/L，。
（3）根据图像，反应到10s时达到平衡，则此时，反应达到动态平衡，A错误；所有物质的反应速率和消耗速率相等，B错误；正反应速率等于逆反应速率，C正确；各物质浓度均保持不变，D正确。因此，本题答案为：CD。
13．(1) 吸热反应 随着温度升高，平衡常数变大
(2) K3 =K1K2 < 低温
(3)AD
(4) < 大于平衡常数，说明此时该反应向逆向进行，则v正(5)
解析：（1）反应②随着温度升高，平衡常数变大，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应。
（2）反应③=反应①+反应②，故K3 =K1K2。反应③的平衡常数随着温度升高而减小，故为放热反应。该反应为放热的，熵减的反应，该反应在低温下能自发进行。
（3）反应3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)：
A. 缩小反应容器的容积，等于加压，平衡正向移动，故A正确；
B.该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，故B错误；
C. 使用合适的催化剂不影响平衡，故C错误；
D. 从平衡体系中及时分离出CH3OH，平衡正向移动，故D正确；
故选AD。
（4）500℃时，反应③的平衡常数为2.5，测得在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)浓度都为0.2mol L-1，则大于平衡常数，说明此时该反应向逆向进行，则v正（5）反应②是气体体积不变的吸热反应，降压，逆反应速率减小，平衡不变，增加一氧化碳浓度，此时此刻逆反应速率增大，随着反应进行，速率减小。故图为。
14．05mol·L-1·min-1 0.5 25%
【分析】根据可逆反应三段式列方程，计算反应物变化量，根据平衡常数公式计算K。
解析：设反应到平衡时，M的浓度变化量为xmol/L，
M的转化率为，即x=0.6；
(1)以P浓度变化表示的该段时间内的平均反应速率是。
(2)该反应平衡常数K=。
(3)N的转化率是。
15． 大于 0.25
解析：(1)根据方程式①、②、③可知，，，因此，所以。
(2)①y点在对应曲线的下方，若要达到平衡状态，需要使甲烷的平衡转化率增大，反应正向进行，则y点：大于；
②由题图可知，在下，x点时甲烷的平衡转化率是50%，则有：
因此在下，x点时反应的平衡常数。
16．(1)球形冷凝管
(2) 使平衡正向移动，提高反应物的转化率 分水器中水位高度保持不变
(3)B
(4)除去邻苯二甲酸，溶解正丁醇，降低邻苯二甲酸二丁酯的水解损失
(5)邻苯二甲酸二丁酯的沸点高，高温会造成其分解，减压可以使其沸点降低
(6)50.0
解析：（1）根据仪器a的构造可知，仪器a的名称为球形冷凝管，故答案为：球形冷凝管；
（2）水是生成物，减小生成物浓度，使平衡正向移动，可以提高反应物的转化率，所以不断从分水器下部分离出产物水的目的是使平衡正向移动，提高反应物的转化率，反应结束后，反应体系的压强不在变化，分水器中水位不在改变，所以判断反应已结束的方法是分水器中水位高度保持不变，故答案为：使平衡正向移动，提高反应物的转化率；分水器中水位高度保持不变；
（3）A．增大压强，该反应中没有气体参加，压强不影响化学平衡，增大压强，平衡不发生移动，A错误；
B．增加正丁醇的量，反应物浓度增大，反应速率加快，且可以使平衡向着生成邻苯二甲酸二丁酯的方向移动，B正确；
C．分离出水，减小了生成物浓度，反应速率降低，C错误；
D．由题干信息可知，纯邻苯二甲酸二丁酯在酸性条件下，温度超过180℃时易发生分解，加热至200℃，邻苯二甲酸二丁酯分解，反应II逆向移动，不利于邻苯二甲酸二丁酯的合成，D错误；
故答案为：B；
（4）操作X中，应先用5%Na2CO3溶液洗涤，其作用是除去邻苯二甲酸，溶解正丁醇，降低邻苯二甲酸二丁酯的水解损失，不能使用氢氧化钠洗涤的原因是氢氧化钠溶液碱性过强，会使生成的邻苯二甲酸二丁酯水解，降低了产率，故答案为：除去邻苯二甲酸，溶解正丁醇，降低邻苯二甲酸二丁酯的水解损失；
（5）因为邻苯二甲酸二丁酯的沸点为340℃，温度超过180℃易发生分解，减压可以使其沸点降低，减少分解造成的损失，故答案为：邻苯二甲酸二丁酯的沸点高，高温会造成其分解，减压可以使其沸点降低；
（6）邻苯二甲酸酐的物质的量为：0.2mol，正丁醇的物质的量为：0.3mol，又1mol邻苯二甲酸酐可以消耗2mol正丁醇，所以邻苯二甲酸酐过量，理论上可以生成邻苯二甲酸二丁酯的质量为：×0.30mol×278g/mol=41.7g，所以邻苯二甲酸二丁酯的产率为×100%=50.0%，故答案为：50.0。
17．(1)AB
(2)KSCN
(3)无剩余
(4) 产生蓝色沉淀 上层溶液呈红色
解析：(1)A．平衡常数是生成物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比，该反应的平衡常数表达式为，故A正确；
B．往上述平衡体系中加入6滴氢氧化钠较浓溶液，氢离子浓度降低，平衡正向移动，浓度增大，现象为溶液由橙色变为黄色，故B正确；
C．该反应没有元素化合价改变，为非氧化还原反应，故C错误；
选AB。
(2)探究的目的是通过检验，来验证是否有残留， 遇KSCN溶液呈血红色，取上述步骤2静置分层后的上层水溶液少量于试管，滴加5~6滴0.1mol/LKSCN溶液，振荡，未见溶液呈血红色。
(3)加入KSN溶液不变红，可能是溶液中无剩余；
(4)根据信息一，，在试管A中滴加2~3滴溶液，若产生蓝色沉淀，说明溶液中含有，则“猜想一”不成立；
根据信息二，在乙醚中也为红色，乙醚能萃取溶液中的，在试管B加入少量乙醚，充分振荡，静置，若上层溶液呈红色，则“猜想二”成立；