人教版高中化学选择性必修1第3周化学平衡状态、化学平衡常数 练习（含答案）

第3周 化学平衡状态、化学平衡常数
一、选择题（每小题3分）
1．下列有关可逆反应的说法不正确的是（ ）
A．可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应
B．是可逆反应
C．可逆反应达到化学平衡状态时，反应体系中各物质的浓度相等
D．可逆反应中反应物和生成物同时存在
2．下列关于平衡常数K的说法正确的是（ ）
A．加入催化剂可能会改变平衡常数K
B．改变反应物浓度能改变平衡常数K
C．平衡常数K与反应本身及温度有关
D．K越大，反应物的转化率越小
3．在恒温恒压下，某一容积可变的密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。下列叙述中，能说明反应达到化学平衡状态的是（ ）
A．平衡常数不再变化
B．混合气体的密度不再变化
C．单位时间内消耗，同时生成
D．
4．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是（ ）
A．H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B．2NO2(g) N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C．CaCO3(s) CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持1∶3
5．一定温度下，在的恒容密闭容器中发生反应。反应过程中的部分数据如下表所示：
0 2.0 2.4 0
5 0.9
10 1.6
15 1.6
下列说法正确的是（ ）
A．用A表示的平均反应速率为
B．该反应在后才达到平衡
C．平衡状态时
D．物质B的平衡转化率为
6．某温度时，在容积为的密闭容器中，、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析，下列结论错误的是（ ）
A．该反应的化学方程式为
B．时，的转化率为
C．该反应是由正、逆反应同时开始的，最终建立化学平衡
D．添加催化剂可能使反应在时达到平衡
7．830K时，在恒容密闭容器中发生可逆反应：。起始时，，平衡时CO的转化率为。下列说法错误的是（ ）
A．该反应的平衡常数
B．当CO和的物质的量之比不变时，该反应达到化学平衡状态
C．若起始时，，平衡时的转化率为
D．若起始时，，平衡时CO的转化率大于
8．在800℃时，体积为1L的密闭容器中，下列可逆反应达到化学平衡状态：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，已知CO和H2O(g)的初始浓度为0.01mol·L-1时，H2平衡浓度为0.005mol·L-1，若此时再加入0.02mol·L-1的H2O(g)，重新达到平衡时，H2平衡浓度为（ ）
A．0.025 mol·L-1 B．0.0075 mol·L-1 C．0.005 mol·L-1 D．0.015 mol·L-1
9．已知某温度下，同时发生反应①： 和反应②： 。若将1mol碳酸钙固体装入1L恒容真空容器中，在该温度下充分反应，平衡后混合气体中的物质的量分数为0.16。下列说法错误的是（ ）
A．当气体中C与O的物质的量之比不变时，体系处于平衡状态
B．平衡时容器中的物质的量为0.16mol
C．该温度下，
D．若仅改变容器的体积为0.5L，平衡后不变
10．将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中，发生反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g) ΔH>0。该反应的平衡常数的负对数(-lg K)随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．NH3和CO2的比值为2∶1时达到平衡状态
B．NH3的体积分数不变时，该反应不一定达到平衡状态
C．M点对应状态的平衡常数K=10-2.294
D．30 ℃时，N点对应状态的v正11．将转化为甲醇的原理为 。500℃时，在体积为1L的固定容积的密闭容器中充入1 mol 、3 mol ，测得浓度与浓度随时间的变化如图所示，下列结论错误的是（ ）
A．500℃时该反应的平衡常数K=3
B．平衡时的转化率为75%
C．曲线可以表示或的浓度变化
D．从反应开始到10min时，的反应速率
二、非选择题
12．（14分）Ⅰ.（6分）一定温度下，向一容积为5L的体积不变的密闭容器中充入和0.2molO2，发生反应：。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍。
(1)（2分）判断该反应达到平衡状态的标志是 (填字母)。
a．三者的浓度之比为
b．容器内气体的压强不变
c．容器内混合气体的密度保持不变
d．的物质的量不再变化
e．的生成速率和的生成速率相等
(2)（4分）的转化率为 ，达到平衡时反应放出的热量为 。
Ⅱ．（8分）是的二聚产物，等氮氧化物是主要的大气污染物，氮氧化物与悬浮在大气中的微粒相互作用时，涉及如下反应：
①
②
(1)（4分）反应的 (用表示)，该反应的平衡常数为 (用表示)。
(2)（4分）为研究不同条件对反应②的影响，时，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和，经5min达到平衡状态，反应过程中容器内的压强减小，则5min内反应的平均速率 ，NO的平衡转化率 %。
第3周 化学平衡状态、化学平衡常数
C 【解析】可逆反应是指在相同条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应，A正确； 在加热条件下，该反应既能向正方向进行同时又能向逆方向进行的反应，该反应为可逆反应，B正确；可逆反应达到化学平衡状态时，反应体系中各物质的浓度保持不变，但不一定相等，C错误； 可逆反应的特点：反应不能进行到底。可逆反应无论进行多长时间，反应物都不可能100%地全部转化为生成物，所以反应物和生成物同时存在，D正确。
C 【解析】化学平衡常数K与化学反应本身及温度有关，加入催化剂、改变反应物浓度等均不能改变平衡常数K；平衡常数K越大，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，故选C。
B 【解析】平衡常数只受温度影响，在恒温恒压下，平衡常数是定值，平衡常数不再变化不能说明反应达到平衡，A错误；在恒温恒压下，某一容积可变的密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，反应过程中气体总质量不变，总体积减小，混合气体的密度增大，当混合气体的密度不再变化时说明反应达到平衡，B正确；单位时间内消耗，同时生成，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，C错误；时，说明正逆反应速率相等，时不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，D错误。
D 【解析】反应移动，颜色会改变，当恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，达到平衡状态，A不符合题意；反应移动，气体物质的量会改变，压强会改变，当恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变，达到平衡状态，B不符合题意；反应移动，气体质量会改变，密度会改变，当恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变，达到平衡状态，C不符合题意；反应体系中H2与N2的物质的量之比和是否达到平衡状态无关，D符合题意。
5．C 【解析】10min时，Δ=0.4mol，Δ=2Δ=0.8mol，此时B的物质的量为1.6mol；15min时，B的物质的量也为1.6mol，则说明10min时，反应已达到平衡状态，据此分析解答。内，△=0.9mol，所以用C表示的平均反应速率为v(C)==== ，用A表示的平均反应速率为，A错误；根据分析可知，该反应在10 min时已经达到平衡状态，而不是在10 min后才达到平衡，B错误；反应在10 min时已经达到平衡状态，A物质的物质的量减少0.4 mol，此时反应产生C的物质的量是1.2 mol，由于容器的容积是2L，则平衡状态时，c(C)= =0.6 mol·L-1，C正确； 反应开始时n(B)=2.4 mol，反应达到平衡时△n(B)=0.8 mol，则B物质的平衡转化率为×100%=33.3%，D错误。
6． B 【解析】由图可知，随着反应的进行，、的物质的量减小至不变，为反应物，的物质的量增大至不变，为生成物，且3分钟内Z、Y、X物质的量的变化量之比为(2.0-1.6)mol：(1.2-1.0)mol：(1.0-0.4)mol=2：1：3，即其化学计量数之比为，且该反应存在化学平衡，A正确；时的转化率为，B错误；由A项分析可知，该反应为可逆反应，由图可知起始既有反应物又有生成物，所以该反应是由正、逆反应同时开始的，最终建立化学平衡，C正确；添加催化剂可增大反应速率，使其更快达到平衡，可能使反应在时达到平衡，D正确。
7． D 【解析】。该反应的化学平衡常数，A正确；CO和H2O的起始浓度不等于化学计量数之比，当CO和H2O的物质的量之比不变时，CO和H2O的浓度不变，说明反应达到平衡状态，B正确；若起始时，，设CO改变量为xmol/L，，温度不变，平衡常数不变，，解得x=1.2，则平衡时H2O的转化率为，C正确；若起始时，，设CO改变量为ymol/L，，温度不变，平衡常数不变，
，解得y=2.4，则平衡时CO的转化率为，D错误。
B 【解析】两次反应的温度相同，所以平衡常数不变，据此可以求出结果：
，此时，又加入0.02mol/LH2O后：
，此时，解得x=0.0025mol/L，此时氢气的浓度为0.005+x=0.0075mol/L，正确选项为B。
9．A 【解析】根据题意，将1mol碳酸钙固体装入1L恒容真空容器中，在一定温度下充分反应，根据题意列三段式：，。平衡后O2的物质的量分数为0.16，则=0.16，K1=c(CO2)=0.52=x-2y，则y=0.16，x=0.84，以此解答。由分析可知，气体中C与O的物质的量之比为=0.5是定值，当气体中C与O的物质的量之比不变时，不能说明体系处于平衡状态，A错误；由分析可知，平衡时容器中的物质的量为0.16mol，B正确；该温度下化学反应的平衡常数：K2= ，K1=0.52，则，C正确；反应①的平衡常数K1= c(CO2)，平衡常数只受温度影响，若仅改变容器体积为0.5L，平衡后c(CO2)不变，D正确。
10． A 【解析】NH3和CO2的比值恒为2∶1，A错误；反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)进行的过程中，是定值，NH3的体积分数恒为，NH3的体积分数不变时，该反应不一定达到平衡状态，B正确；M点-lgK=2.294，则对应状态的平衡常数K=10-2.294，C正确；根据图像，N点-lgQc<-lgK，则Qc大于平衡常数，反应向逆反应方向进行，则N点对应状态的v正11． A 【解析】从图中可以看出，随着反应的进行，Y的浓度逐渐减少，X的浓度逐渐增加，且相同时间两者的浓度变化量相同，故两者的化学计量数相同，根据化学方程式可知，Y为CO2(g)，X为CH3OH(g)。从图中可以看出，10min达到平衡状态，达到平衡状态时，，，，平衡常数为K=，A错误；根据A可知，平衡时，起始浓度为，氢气的转化率为，B正确；根据分析，X为CH3OH(g)浓度的变化，化学方程式中CH3OH和H2O的化学计量数相同，故曲线可以表示或的浓度变化，C正确；由B可知，到10min时氢气的浓度变化量为，反应速率为，D正确。
12．【答案】Ⅰ.(1)bde (2) Ⅱ.(1) (2)0.008 40
【解析】Ⅰ.（1）三者的浓度之比为不能说明正、逆反应速率相等，不是反应达到平衡的标志，a不符合题意；该反应前后气体总物质的量发生变化，在体积不变的容器内气体的压强不变，说明达到平衡状态，b符合题意；容器内混合气体的体积与总质量始终保持不变，所以密度不变不一定达到平衡，c不符合题意；的物质的量不再变化，即浓度不再变化，反应达到平衡状态，d符合题意；的生成速率和的生成速率相等，说明正、逆反应速率相等，达到平衡状态，e符合题意。（2）设的变化量是，可列出三段式：，当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍，则，解得，所以的转化率；由可知消耗的物质的量为0.36mol时，放出的热量为。Ⅱ.（1）根据盖斯定律，由①×2-②可得，则该反应的，该反应的平衡常数为。（2）根据阿伏加德罗定律可知，同温同容时，气体的压强之比等于其物质的量之比，反应过程中容器内的压强减小，则平衡时气体总物质的量为。设反应中NO转化，则，则有，解得，故5min内反应的平均速率为，NO的平衡转化率。