【中学教材全解】高中化学人教版选修4同步练习：第二章-第三节-化学平衡-Word版含答案.docx

其次章 第三节 化学平衡
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟

100分

一、选择题(每小题6分，共48分)
1.在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆
反应：
甲：C(s)＋H2 O(g)CO(g)＋H2 (g)
乙：CO(g)＋H2 O(g)CO2 (g)＋H2 (g)
现有下列状态：
①混合气体的平均摩尔质量不再转变 ②恒温时，气体压强不再转变 ③断裂氢氧键的速率等于断裂氢氢键速率的2倍 ④各气体组分的物质的量相等 ⑤混合气体的密度不变 ⑥单位时间内，消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量比9∶1
其中能表明甲、乙容器中反应都达到化学平衡状态的是（ ）
A.①②⑤ B.③④⑥ C.④⑥ D.只有③
2.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.光照新制的氯水时，溶液的pH渐渐减小
B.加催化剂，使N2和H2在确定条件下转化为NH3
C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D.增大压强，有利于SO2与O2反应生成SO3
3.COCl2 俗名光气，是有毒气体。在确定条件下，可发生的化学反应为：COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH＜0。下列有关说法正确的是（ ）
A.在确定条件下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率
B.当反应达平衡时，恒温恒压条件下通入Ar，能提高COCl2的转化率
C.单位时间内生成CO和Cl2 的物质的量比为1∶1时，反应达到平衡状态
D.平衡时，其他条件不变，上升温度可使该反应的平衡常数增大
4.在容积不变的密闭容器中进行如下反应：H2O(g)＋C(s)H2(g)＋CO(g) ΔH＞0，达到平衡后，转变下列反应条件，相关叙述正确的是( )
A.加入H2O(g)，平衡向正反应方向移动，体系压强减小
B.加入少量C，正反应速率增大
C.降低温度，平衡向正反应方向移动
D.加入CO，混合气体的密度增大
5.在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A和
1 mol B，发生反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，达到平衡时C的浓度为a mol/L。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为a mol/L的是( )
A.4 mol A＋2 mol B
B.2 mol A＋1 mol B＋3 mol C＋1 mol D
C.3 mol C＋1 mol D＋1 mol B
D.3 mol C＋1 mol D
6.在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，充入由18O2组成的氧气一段时间后，18O存在下列物质中的( )
A.多余的氧气中
B.生成的三氧化硫中
C.氧气和二氧化硫中
D.二氧化硫、氧气和三氧化硫中
7.在确定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再发生变化时，表明反应A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)已达平衡状态的是( )
A.混合气体的密度
B.混合气体的总物质的量
C.混合气体的压强
D.混合气体的总体积
8.在确定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正确的是( )
A.反应开头时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B.随着反应的进行，正反应速率渐渐减小，最终为零
C.随着反应的进行，逆反应速率渐渐增大，最终不变
D.随着反应的进行，正反应速率渐渐减小，最终不变
二、非选择题(共52分)
9.（13分）美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如下所示：

(1)此流程的第Ⅱ步反应为CO(g)＋H2O(g) H2 (g)＋CO2 (g)，该反应的化学平衡常数表达式为K=____________；反应的平衡常数随温度的变化如下表：
温度/℃
400
500
830
1 000
平衡常数K
10
9
1
0.6
从上表可以推断：此反应是____________（填“吸”或“放”）热反应。在830 ℃下，若开头时向恒容密闭容器中充入CO与H2 O均为
1 mol，则达到平衡后CO的转化率为____________。
(2)在830 ℃，以下表的物质的量（单位为mol）投入恒容反应器发生上述第Ⅱ步反应，其中反应开头时，向正反应方向进行的有____________（填试验编号）。
试验编号
n(CO)
n(H2 O)
n(H2 )
n(CO2 )
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
0.5
2
1
1
(3)在一个不传热的固定容积的容器中，推断此流程的第Ⅱ步反应达到平衡的标志是____________。
①混合气体的密度不变
②混合气体的平均相对分子质量不变
③各组分的物质的量浓度不再转变
④体系的温度不再发生变化
⑤v(CO2 )正＝v(H2 O)逆
(4)下图表示此流程的第Ⅱ步反应，在t1时刻达到平衡、在t2时刻因转变某个条件浓度发生变化的状况：

图中t2 时刻发生转变的条件是____________（写出两种）。
10.（13分）现有反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)，达到平衡后，当上升温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则：
(1)该反应的逆反应为________热反应，且m＋n________p(填“＞”“＝”或“＜”)。
(2)减压时，A的质量分数__________。(填“增大”“减小”或“不变”，下同)
(3)若容积不变加入B，则A的转化率__________，B的转化率__________。
(4)若上升温度，则平衡时B、C的浓度之比c(B)/c(C)将__________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量_________________________。
(6)若B是有色物质，A、C均无色，则加入C(体积不变)时混合物颜色__________；而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色__________(填“变深”“变浅”或“不变”)。
11.（13分）如图所示：

有两只密闭容器A和B，A容器有一个移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。起始时向这两只容器中分别充入等量的体积比为2∶1的SO2与O2的混合气体，并使A和B容积相等(如图)。在保持400 ℃的条件下使之发生如下反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，填写下列空格。
(1)达到平衡时所需的时间A容器比B容器 ，A容器中SO2的转化率比B容器 。
(2)达到(1)所述平衡后，若向两容器中通入数量不多的等量氩气，A容器化学平衡 移动，B容器化学平衡 移动。
(3)达到(1)所述平衡时，若向两容器中通入等量的原反应气体，达到平衡时，A容器中SO3的体积分数比原平衡 (选填“增大”“减小”或“不变”)；B容器中SO3的体积分数比原容器 _______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
12.（13分）确定条件下，将SO2和O2充入一密闭容器中，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0。反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示：回答下列问题

(1)写出该反应的化学平衡常数表达式
K＝_____________________。
(2)降低温度，该反应K值将 ，二氧化硫转化率 ，化学反应速率 (以上均填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)600 ℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是______________。
(4)据图推断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的缘由是__________(用文字表达)，
10 min到15 min的曲线变化的缘由可能是________(填写编号)。
a.加了催化剂
b.缩小容器体积
c.降低温度
d.增加SO3的物质的量

参考答案
1.D 解析：甲容器中，反应物C为固态，该可逆反应属于反应前后气体分子数不相等的反应；乙容器中，该可逆反应属于反应前后气体分子数相等的反应，气体的平均摩尔质量、压强、混合气体的密度都始终不变，故①②⑤错误；断裂氢氧键的速率等于断裂氢氢键的速率的2倍，经转化得消耗水蒸气的速率等于消耗H2 的速率，反应达到平衡状态，③正确；各组分浓度相等，不能推断反应达到平衡状态，④错误；消耗水蒸气与生成氢气都是向正反应方向进行，不能推断反应达到平衡状态，⑥错误。
2.B 解析：勒夏特列原理只能解释化学平衡移动造成的结果，B项中使用催化剂可使正、逆反应速率同等倍数的转变，化学平衡状态并不转变。
3.B 解析：催化剂不影响平衡，不能转变反应物的转化率，A项错误；恒温恒压条件下通入Ar，反应容器的体积必定增大，相当于反应体系的压强减小，平衡正向移动，COCl2 的转化率增大，B项正确；CO和Cl2 同为生成物，单位时间内生成CO和Cl2 的物质的量比始终为1∶1，不能作为反应处于平衡状态的推断依据，C项错误；该反应的正反应是放热反应，上升温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，D项错误。
4.D 解析：从题给化学方程式看：该反应为气体体积增大的吸热反应，A项加入H2O(g)平衡右移，体系压强增大；B项C为固体，转变其用量不影响反应速率；C项中降低温度，平衡向放热反应方向移动，即向逆反应方向移动；D项加入CO，平衡向逆反应方向移动，结合勒夏特列原理可知，达新平衡后气体的总物质的量比原平衡物质的量大，气体总质量也增大，由于容器容积不变，故混合气体的密度增大。
5.D 解析：对于一般的可逆反应，在恒温恒容条件下，只转变起始加入的状况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。假设2 mol A和1 mol B能够完全反应，则应生成3 mol C＋1 mol D，所以假如维持容器体积和温度不变，开头时向容器中加入3 mol C＋1 mol D，达到平衡时，与原平衡是等效平衡，则C的浓度仍为a mol/L。所以正确答案为D。
6.D 解析：化学平衡是动态平衡，18O2定会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。
7.A 解析：本题主要考查同学对化学平衡含义的理解。分析题干时要了解推断化学反应达到平衡状态的标志，因此，理解各物理量的变化与化学反应是否达到平衡状态的关系是解题的切入点。依据各物理量的变化，分析平衡的变化，从而分析得出结论。这是一个反应前后气体体积不变的反应，不管何时反应后混合气体的总物质的量始终不变，混合气体的压强也始终不变，不能作为反应是否达到平衡状态的标志。混合气体密度ρ＝，若平衡向左移动，气体质量m减小，V不变，ρ变小，所以平衡时ρ不变，不平衡时ρ要变，故A选项正确。
8.B 解析：化学平衡建立的过程中，反应物浓度减小，故正反应速率减小，生成物浓度增大，故逆反应速率增大，当二者相等时达平衡状态，但不为零。
9.（1）[c(H2)·c(CO2)]/[c(CO)·c（H2O）] 放 50% (2)B (3)③④⑤ （4）降低温度或增加水蒸气的量或削减氢气的量
解析：(1)K=[c(H2 )·c(CO2 )]/[c(CO)·c（H2 O）]。由表中数据知，升温，平衡常数减小，即平衡逆向移动，说明此反应的正反应是放热反应。在830 ℃时，K=1，说明反应物与生成物的平衡浓度相等，故CO的转化率为50%。（2）假设容器体积为V L，试验A：Q=[2/V mol/L×3/V mol/L]/[1/V mol/L×5/V mol/L]＝1.2＞1，平衡逆向移动；同理，试验B：Q=0.25＜1，平衡正向移动；试验C：Q=1，反应处于平衡状态。(3)因反应物、生成物均为气体，体积固定，气体密度始终不变；反应前后气体的物质的量不变，质量不变，混合气体的平均摩尔质量，即平均相对分子质量始终不变，故①②不能说明反应达到平衡状态。各组分的物质的量浓度不变，说明反应达到平衡状态；因是绝热容器，在反应时必有热量放出或吸取，即会有温度的上升或降低，若温度不再变化，说明宏观上该反应已属于静止状态，即平衡状态；v(CO2)正＝
v(H2O)逆，即v(CO2)正＝v(CO2)逆，反应达到平衡状态，故选③④⑤。（4）t2 时，平衡正向移动，降低温度或增加水蒸气的量或削减氢气的量均可。
10. (1)放 ＞ (2)增大 (3)增大 减小 (4)变小 (5)不变 (6)变深 变浅
11.(1)短 大 (2)逆向 不 (3)不变 增大
解析：(1)A容器保持恒压，B容器保持恒容，2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)正向气体体积缩小，所以，反应开头后，p(A)>p(B)，则v(A)>v(B)，t(A)<t(B)，SO2转化率A大于B。
(2)通入氩气，A容器气体体积增大，平衡混合物的分压减小，平衡左移，B不移动。
(3)若再通入等量的原反应气体，由于A容器压强不变，所以，SO3的体积分数不变；对于B容器，相当于压缩气体为原平衡的一半，则平衡右移，SO3的体积分数增大。
12. (1) (2)增大 增大 减小 (3)15～20 min (4)充入O2 ab
解析：(2)由于该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，平衡常数表达式中，分子增大，分母减小，平衡常数增大。
(3)由图像可知15～20 min，各物质的物质的量不变，即为平衡状态。
(4)20 min时，SO2、SO3的物质的量无明显变化，而O2的物质的量瞬间增大，即充入了O2；由0～10 min和10～15 min曲线的斜率可知，前一时间段速率小于后一时间段，由于三条曲线变化状况相同，故只可能使用了催化剂或者缩小容器体积(增大压强)。