第二章 基础课时8 化学平衡状态 练习（含答案）2025秋高中化学选择性必修一（人教版2019）

第二章　基础课时8　化学平衡状态
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(每小题5分)
(一)对可逆反应的理解
1.下列反应中，属于可逆反应的是(　　)
N2＋3H22NH3，2NH33H2＋N2
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O，CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH
2Na＋Cl22NaCl，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
2.(2024·广州六校期中联考)已知COS(g)＋H2(g)H2S(g)＋CO(g)　ΔH＝－17 kJ·mol－1，则在一定条件下向密闭容器中充入1 mol COS(g)和1 mol H2(g)，充分反应，放出的热量(　　)
大于17 kJ 等于17 kJ
小于17 kJ 上述都有可能
(二)化学平衡状态的建立及平衡状态的理解
3.在一定条件下进行反应H2＋I22HI，下列说法正确的是(　　)
平衡建立过程中v正始终大于v逆
平衡时反应进行至该条件下的最大限度
在容器中只加入HI将不发生反应
平衡时反应停止以保持各组分浓度恒定
4.某温度时，在5 L容积不变的密闭容器中X、Y、Z三种气体物质的量随时间的变化关系如下图所示。下列说法正确的是(　　)
该反应的化学方程式为2X＋Y2Z
0～1 min，用X表示的平均反应速率为
0.08 mol·L－1·min－1
5 min时，容器中混合气体的密度小于反应前
5 min后，三种气体的物质的量不再变化的原因是反应达到了平衡状态
(三)化学平衡状态的判断
5.(2024·四平期中)(气相反应)一定条件下密闭容器中发生反应：2SO3(g)O2(g)＋2SO2(g)。该反应达到平衡状态的标志是(　　)
SO3、SO2、O2三种气体共存时
SO3的消耗速率等于O2的消耗速率
容器中各组分的体积分数不随时间而变化
容器混合气体的总质量不变
6.(含有非气体的反应)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(容器容积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。下列可判断该反应已达到平衡的是(　　)
容器中气体的密度不变
消耗1 mol NH2COONH4同时生成44 g CO2
容器中气体的平均摩尔质量不变
容器中氨气的体积分数不变
7.(综合分析)(2024·天津第一百中学、咸水沽第一中学高二联考)以下可逆反应，在给定的条件下一定达到了化学平衡状态的是(　　)
2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(在恒容条件下，气体颜色不再改变)
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)(在恒容容器中，容器内压强不再改变)
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(在恒压条件下，总质量不再改变)
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(在混合气体中NH3的体积分数为33.3%)
8.(综合分析)在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：甲：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；乙：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。现有下列状态：
①混合气体平均摩尔质量不再改变
②恒温时，气体压强不再改变
③各组成气体浓度相等
④反应体系中温度保持不变
⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍
⑥混合气体密度不变
⑦单位时间内，消耗水质量与生成氢气质量比为9∶1
其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是(　　)
①②⑤ ③④⑥
⑥⑦ ④⑤
B级　素养培优练
9.在一个密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可出现的数据是(　　)
c(SO3)＝0.4 mol·L－1
c(SO3)＝0.15 mol·L－1，c(SO2)＝0.15 mol·L－1
c(O2)＝0.3 mol·L－1
c(SO3)＋c(SO2)＝0.4 mol·L－1
10.一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　)
11.某温度下，在2 L恒容密闭容器中加入3.0 mol X，发生反应3X(s)Y(g)＋2Z(g)，反应过程中有关数据如下表：
时间/min 0 5 10 15 20 25
Z的物质的量/mol 0 0.1 0.18 0.25 0.25 0.25
下列说法错误的是(　　)
5 min时，Y的浓度为0.025 mol·L－1
0～10 min内，Y的平均反应速率为
0.004 5 mol·L－1·min－1
当容器内的值不变时，该反应达到平衡状态
当混合气体的密度不再改变时，该反应达到最大限度
12.(10分)NOx、SO2等大气污染物的妥善处理对保护环境具有重要意义。
(1)(4分)汽车中的三元催化器能使尾气中的NO和CO发生反应转化为无污染的气体，主要反应的化学方程式为2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)。
①下图为相同时间内不同温度下汽车尾气中NO的转化率的变化情况。该反应最佳的催化剂与温度为_____________________________________________。
②若在恒容密闭容器中，充入2 mol CO和1 mol NO，下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是________。
A.CO和NO的物质的量之比不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变
D.2v(N2)正＝v(CO)逆
(2)(6分)为研究如何增大NO和CO催化反应的速率，某课题组进行了以下实验探究。
编号 t/℃ c(NO)/mol·L－1 c(CO)/mol·L－1 催化剂的比表面积
Ⅰ 280 6.50×10－3 4.00×10－3 80.0
Ⅱ 280 6.50×10－3 4.00×10－3 120.0
Ⅲ 360 6.50×10－3 4.00×10－3 80.0
回答下列问题：
①第Ⅰ组实验中，达到平衡时NO的浓度为________。
②由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，该化学反应速率将________(“增大”“减小”或“无影响”)。
③由实验Ⅰ和Ⅲ可得出的结论是___________________________________
___________________________________________________________________。
基础课时8　化学平衡状态
1.A　[氮气、氢气合成氨气，在相同的条件下既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行，属于可逆反应，A正确；碳酸氢钠的分解和碳酸氢钠的生成反应条件不同，不是可逆反应，B错误；乙醇的消去反应和乙烯的加成反应，反应条件不同，不是可逆反应，C错误；钠在氯气中点燃生成氯化钠，熔融氯化钠电解生成钠和氯气，反应条件不同，不是可逆反应，D错误。]
2.C　[对于反应COS(g)＋H2(g)H2S(g)＋CO(g)　ΔH＝－17 kJ·mol－1，表示1 mol COS(g)和1 mol H2(g)完全反应时放出17 kJ热量；而该反应为可逆反应，则在一密闭容器中充入1 mol COS(g)和1 mol H2(g)，无法完全反应，放出的热量一定小于17 kJ。]
3.B　[化学反应正向建立平衡时，平衡建立过程中v正始终大于v逆，化学反应逆向建立平衡时，平衡建立过程中v正始终小于v逆，A错误；化学反应进行至该条件下的最大限度时，即反应达到平衡状态，B正确；在容器中只加入HI，反应可以逆向建立平衡，故C错误；反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，反应仍在进行，保持各组分浓度恒定，D错误。]
4.D　[A由题干图像信息可知，5 min内X减少了0.2 mol，Y减少了0.2 mol，Z增加了0.4 mol，故该反应的化学方程式为X＋Y2Z，A错误；由题干图像信息可知，0～1 min，Z增加了0.2 mol，则X减少了0.1 mol，用X表示的平均反应速率为v＝＝＝0.02 mol·L－1·min－1，B错误；由题干信息可知，反应体系中三种物质均为气体，故气体质量不变，容器容积不变，故5 min时，容器中混合气体的密度等于反应前，C错误；由题干图像信息可知，5 min后，三种气体的物质的量不再变化的原因是反应达到了平衡状态，D正确。]
5.C　[可逆反应只要反应发生，就是反应物和生成物共存的体系，A错误；速率之比等于计量数之比，SO3的消耗速率等于O2的消耗速率2倍时反应达到平衡状态，B错误；容器中各组分的体积分数不随时间而变化，说明达到平衡状态，C正确；无论反应是否平衡，容器内混合气体的总质量均不改变，D错误。]
6.A　[NH2COONH4(s)为固体，混合气体的质量为变量，混合气体体积不变，则混合气体的密度为变量，当容器中混合气体的密度不变时，表明达到平衡状态，A正确；消耗1 mol NH2COONH4同时一定生成1 mol CO2，即44 g CO2，均为正反应，不能判断该反应达到平衡状态，B错误；只有NH3(g)、CO2(g)为气体，且二者的物质的量之比始终为2∶1，则混合气体的平均摩尔质量始终不变，不能判断平衡状态，C错误；容器中只有NH3和CO2为气体，且NH3和CO2的物质的量之比始终2∶1，则NH3的体积分数始终为，不能根据容器中氨气的体积分数判断平衡状态，D错误。]
7.A　[在恒容条件下，反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)中混合气体的颜色不再改变，表明NO2的浓度保持不变，则反应达平衡状态，A符合题意；对于反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应前后气体的分子数相等，在恒容容器中，不管反应是否达到平衡，容器内压强始终不变，B不符合题意；对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，不管反应进行到何种程度，混合气的总质量始终不变，则在恒压条件下，总质量不再改变时，反应不一定达平衡状态，C不符合题意；对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，混合气体中NH3的体积分数为33.3%，可能是反应过程中的某个阶段，不一定是平衡状态，D不符合题意。]
8.D　[甲：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；乙：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。①反应过程中，甲的平均相对分子质量不断发生改变，乙的平均相对分子质量始终不变，则反应混合气体平均摩尔质量不再改变时，乙不一定达平衡状态；②恒温时，甲中压强不断发生改变，乙中气体压强始终不变，则气体压强不再改变时，乙不一定达平衡状态；③各气体组成浓度相等时，甲、乙都不一定达平衡状态；④甲、乙反应发生后，反应体系的温度都会发生改变，当反应体系中温度保持不变时，两反应都达平衡状态；⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍，则甲、乙两反应的正、逆反应速率都分别相等，反应都分别达平衡状态；⑥甲中反应进行过程中，混合气体的密度不断发生改变，而乙中混合气体的密度始终不变，则混合气体密度不变时，甲中气体达平衡状态，乙中气体不一定达平衡状态；⑦单位时间内，消耗水质量与生成氢气质量比为9∶1，反应进行的方向相同，甲、乙两反应都不一定达平衡状态；综合以上分析，只有④⑤能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态，故选D。]
9.D　[反应过程中的某一时间SO2、O2和SO3的浓度分别为：0.2 mol/L、0.1 mol/L和0.2 mol/L，若极限转化，则SO2、O2和SO3的浓度分别为：0.4 mol/L、0.2 mol/L和0 mol/L或0 mol/L、0 mol/L和0.4 mol/L；根据分析可知0＜c(SO3)＜0.4 mol/L，A错误；SO3的浓度减小，SO2的浓度增大，B错误；根据分析可知0＜c(O2)＜0.2 mol/L，C错误；根据硫元素守恒，应有c(SO2)＋c(SO3)＝0.4 mol/L，D正确。]
10.D　[反应前后气体质量不变，体积增大，气体的密度逐渐减小，A中曲线趋势错误；ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志，B错误；该反应是充入1 mol N2O4，N2O4的正反应速率应是逐渐减小直至不变，C中曲线趋势不正确；该反应由正反应开始进行，N2O4的转化率逐渐增大，达平衡时保持不变，D正确。]
11.C　[5 min时，生成Z为0.1 mol，Y的浓度为＝0.025 mol·L－1，A正确；0～10 min内，生成Y的浓度为＝0.045 mol·L－1，Y的平均反应速率为＝0.004 5 mol·L－1·min－1，B正确；反应中，容器内＝，为常数，当容器内的值不变时，无法判断是否达平衡状态，C错误；当混合气体的密度ρ＝，反应向右进行，气体质量增大，气体体积不变，密度增大，当气体密度不再改变时，该反应达到最大限度，D正确。]
12.(1)①PtO－CeO2－OMS、250 ℃　②B
(2)①3.50×10－3 mol/L　②增大　③当其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大
解析　(1)①由图知，当催化剂为PtO－CeO2－OMS、温度在250 ℃左右时NO的转化率已经比较高了，故该反应最佳的催化剂与温度为：PtO－CeO2－OMS、250 ℃；②由于充入的CO和NO的物质的量分别为2 mol和1 mol，反应时消耗的CO和NO的物质的量相同，那么当CO和NO的物质的量之比不变时，说明反应达到了平衡，A不符合题意；气体总质量不变，容器恒容，则混合气体的密度一直不变，故密度保持不变不能说明反应已经达到平衡状态，B符合题意；该反应前后气体的总物质的量不同，那么在恒温恒容条件下，混合气体的压强一直在变化，当混合气体的压强保持不变时说明反应达到了平衡，C不符合题意；2v(N2)正＝v(CO)逆说明正逆反应程度相当，反应达到了平衡，D不符合题意；(2)①由图知，第Ⅰ组实验中，从开始反应到达到平衡，CO的浓度减少了(4.00－1.00)×10－3 mol/L＝3.00×10－3 mol/L，则NO的浓度也减少这么多，达到平衡时NO的浓度为(6.50－3.00)×10－3 mol/L＝3.50×10－3 mol/L；②实验Ⅰ和Ⅱ的反应物浓度相同而Ⅱ中催化剂比表面积较大，由图中Ⅰ、Ⅱ对应的曲线知，二者平衡时各组分浓度相同，但曲线Ⅱ先达到平衡，说明增大催化剂比表面积，该化学反应速率将增大；③实验Ⅰ和Ⅲ的反应物浓度和催化剂比表面积均相同，Ⅲ的温度高于Ⅰ，由图中Ⅰ、Ⅲ对应的曲线知，曲线Ⅲ先达到平衡，故由实验Ⅰ和Ⅲ可得出的结论是：当其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大。