高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡第2课时课后作业题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡第2课时课后作业题，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．已知下列反应的平衡常数：
H2(g)＋S(s)H2S(g)，K1；
S(s)＋O2(g)SO2(g)，K2。
则反应：H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数为( D )
A．K1＋K2 B．K－K2
C．K1×K2 D．eq \f(K1,K2)
2．T ℃时，在3 L的密闭容器中充入4 ml光气(COCl2)，发生反应COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)，同时还发生反应2CO(g)2C(s)＋O2(g)，当反应达到平衡时，测得CO(g)和C(s)的物质的量分别为2 ml和1 ml，则该温度下，CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)的平衡常数K为( D )
A．eq \f(1,9) B．2
C．eq \f(1,3) D．eq \f(1,2)
解析：T ℃时，在3 L的密闭容器中充入4 ml光气，同时发生的反应还有2CO(g)2C(s)＋O2(g)，当反应达到平衡时，测得CO(g)和C(s)的物质的量分别为2 ml和1 ml，设消耗COCl2(g)物质的量为x
COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)
起始量(ml) 4 0 0
变化量(ml) x x x
平衡量(ml) 4－x x x
2CO(g)2C(s)＋O2(g)
起始量(ml) x 0 0
变化量(ml) 1 1 0.5
平衡量(ml) 2 1 0.5
x＝3 ml
则平衡浓度为COCl2(g)为eq \f(1,3) ml·L－1，Cl2(g)为1 ml·L－1，CO(g)为eq \f(2,3) ml·L－1。COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)的平衡常数K′＝eq \f(\f(2,3)×1,\f(1,3))＝2，则该温度下，Cl2(g)＋CO(g)COCl2(g)的平衡常数K＝eq \f(1,2)。
3．在密闭容器中充入SO2与18O2发生反应2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(加热))2SO3，反应一段时间后，含18O的物质是( D )
A．只有O2 B．只有SO2
C．SO2和O2 D．SO2、O2和SO3
解析：反应过程中化学键断裂，存在原子有S、16O、18O，原子重新组合生成物质，反应是可逆的，最终SO3、SO2、O2中都含18O。
4．一定条件下，可逆反应2A(g)B(g)＋3C(g)，在下列四种状态中， 处于平衡状态的是( D )
正反应速率 逆反应速率
A．v(A)＝2 ml·L－1·min－1 v(B)＝2 ml·L－1·min－1
B．v(A)＝2 ml·L－1·min－1 v(C)＝2 ml·L－1·min－1
C．v(A)＝1 ml·L－1·min－1 v(B)＝2 ml·L－1·min－1
D．v(A)＝1 ml·L－1·min－1 v(C)＝1.5 ml·L－1·min－1
解析：同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，C物质的逆反应速率是1.5 ml·L－1·min－1，A的逆速率为1 ml·L－1·min－1，A的正速率为1 ml·L－1·min－1，所以A的正逆速率相等，D项正确。
5．下列关于化学平衡常数的说法中正确的是( B )
A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值
B．化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度
C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关
D．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数一定会发生改变
解析：化学平衡常数可推断一个反应进行的程度，K越大，正向进行程度越大，化学平衡常数K只与温度有关，与浓度、压强、催化剂等无关，故选B。
6．对于可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列措施能使反应物中化学反应速率和化学平衡常数都变化的是( C )
A．加入SO2 B．使用催化剂
C．升高温度 D．增大压强
解析：化学平衡常数只受温度影响，不受浓度、压强、催化剂影响，C项符合题意。
7．已知反应A(g)＋2B(g)C(g)，在密闭容器中充入A、B、C三种气体，至建立化学平衡后，在温度不改变的前提下将体积缩小eq \f(2,3)，则该反应此时的平衡常数( D )
A．增大为原来的3倍 B．增大为原来的2倍
C．增大为原来的9倍 D．不变
解析：化学平衡常数仅与温度有关，温度不变，则平衡常数不变。
8．汽车尾气处理的反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746 kJ·ml－1。下列说法正确的是( C )
A．升高温度可使v(正)增大、v(逆)减小
B．使用高效催化剂可提高该反应的反应热
C．反应达到化学平衡状态时，v(正)(NO)＝2v(逆)(N2)
D．消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到化学平衡状态
解析：升高温度可使v(正)增大、v(逆)增大，故A错误；使用催化剂对ΔH无影响，故B错误；反应达到化学平衡状态时，v(正)(NO)＝2v(正)(N2)＝2v(逆)(N2)，所以反应达到平衡状态，故C正确；消耗CO和CO2的物质的量相等，可能平衡，也可能不平衡，故D错误。
9．有关反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的说法不正确的是( A )
A．达到平衡时，N2、H2、NH3分子数之比为1︰3︰2
B．达到平衡时，v(正)＝v(逆)≠0
C．达到平衡时，N2转化率不可能为100%
D．升高温度可提高反应速率
解析：当体系达到平衡状态时，N2、H2、NH3分子数之比可能为1︰3︰2，也可能不是1︰3︰2，与各物质的初始浓度及转化率有关，故A错误；达到平衡状态，正逆反应速率相等，反应仍在进行，所以正、逆反应速率不等于零，故B正确；该反应是可逆反应，氮气不可能100%转化，故C正确；温度越高，反应速率越快，所以升高温度可以提高反应速率，故D正确。
10．已知在25 ℃时，下列反应的平衡常数如下：
①N2(g)＋O2(g)2NO(g) K1＝1×10－30
②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) K2＝2×1081
③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10－92
下列说法正确的是( C )
A．NO分解反应NO(g)eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)的平衡常数为1×10－30
B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O
C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2
D．2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)的平衡常数K＝K2－K1
解析：NO分解反应NO(g)eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)的平衡常数K＝eq \f(\r(cN2)·\r(cO2),cNO)＝eq \r(\f(1,K1))＝eq \r(\f(1,10－30))＝1015，故A错误；化学平衡常数表示化学反应进行的程度，但不表示反应难易程度，故B错误；化学平衡常数K的数值越大，化学反应进行的程度越大，常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的化学平衡常数K的数值逐渐减少，则化学反应进行倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2，故C正确；反应②－反应①可得2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)，则平衡常数K＝eq \f(K2,K1)，故D错误。
二、非选择题
11．在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：
①混合气体的压强，
②混合气体的密度，
③混合气体的总物质的量，
④混合气体的平均相对分子质量，
⑤混合气体的颜色，
⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比，
⑦某种气体的百分含量
(1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是__①③④⑦__。
(2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是__⑤⑦__。
(3)能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是__①②③④⑦__。
(4)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是__①②③__。
B 级·能力提升练
一、不定项选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点，O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下：
反应①O3O2＋[O] ΔH>0平衡常数为K1；
反应②[O]＋O32O2 ΔH<0平衡常数为K2；
总反应：2SO33O2 ΔH<0平衡常数为K。
下列叙述正确的是( BC )
A．降低压强，总反应K增大
B．K＝K1×K2
C．适当升温，可提高消毒效率
D．当2v正(O3)＝3v逆( O3)时，反应达到平衡
解析：平衡常数只受温度的影响，降低压强，温度不变，平衡常数不变，故A错误；由盖斯定律可知反应①＋②可得总反应，则K＝K1×K2，故B错误；适当升温，反应①平衡正向移动、反应②平衡逆向移动，使游离氧原子浓度增大，则可提高消毒效率，故C正确；当v正(O3)＝v逆(O3)时，反应达到平衡，故D错误。
2．在一定温度下将1 ml CO和1 ml水蒸气放入一固定容积的密闭容器中，反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)达平衡后，得到0.6 ml CO2；再通入0.3 ml水蒸气，达到新平衡后，CO2的物质的量可能是__C__
A．0.9 ml B．0.8 ml
C．0.7 ml D．0.6 ml
解析：加入0.3 ml水蒸气使原平衡向右移动，CO的转化率增大，H2O(g)的转化率减小。原平衡时CO、H2O(g)的转化率都为60%，故达到新平衡时CO的转化率大于60%，H2O(g)的转化率小于60%，即1 ml×60%＜n(CO2)＜1.3 ml×60%，故0.6 ml＜n(CO2)＜0.78 ml。本题选C。
3．将V1 mL 0.1 ml·L－1的Fe2(SO4)3溶液与2 mL 0.1 ml·L－1 KI溶液混合，待充分反应后，下列方法可证明该反应具有一定限度的是( B )
A．若V1<1、加入淀粉
B．若V1≤1、加入KSCN溶液
C．若V1≥1、加入AgNO3溶液
D．加入Ba(NO3)2溶液
解析：发生反应为：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，由反应可知，①V1＝1 mL，说明两者恰好完全反应。②V1<1说明硫酸铁不足，如果加入KSCN溶液，溶液呈红色，证明溶液中存在平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，说明溶液中存在铁离子，则反应是可逆反应。③V1>1说明KI不足，但生成的I2与水反应生成HI，也能与AgNO3反应，故不能说明反应是可逆反应。
4．已知298.15 K时，可逆反应Pb2＋(aq)＋Sn(s)Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为0.10 ml·L－1，则反应进行的方向是( A )
A．向右进行 B．向左进行
C．处于平衡状态 D．无法判断
解析：Q＝eq \f(cSn2＋,cPb2＋)＝eq \f(0.10 ml·L－1,0.10 ml·L－1)＝1二、非选择题
5．(1)一定条件下，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 ml CH3OH(g)和3 ml H2O(g)，CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH(298 K)＝＋49.4 kJ·ml－1。实验测得：达到平衡状态时，吸收热量19.76 kJ。则
①达到平衡时混合气体的压强是反应前的__1.2__倍。
②该条件下反应达平衡状态的依据是(填序号)__D__。
A．v正(CH3OH)＝v正(CO2)
B．混合气体的密度不变
C．c(CH3OH)＝c(H2O)
D．混合气体的总物质的量不变
(2)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热Q kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为__CH3OH(l)＋eq \f(3,2) O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－32Q kJ·ml－1__。
解析：(1)①吸热19.76 kJ，根据方程式可以求得，反应的甲醇有eq \f(19.76 kJ,49.4 kJ·ml－1)＝0.4 ml，则
CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH(298 K)＝＋49.4 kJ·ml－1
反应前(ml) 1 3 0 0
反应了(ml) 0.4 0.4 0.4 1.2
平衡后(ml) 0.6 2.6 0.4 1.2
平衡后，混合气体的压强是原来的eq \f(0.6＋2.6＋0.4＋1.2,1＋3)＝1.2倍。
②v正(CH3OH)＝v正(CO2)，不能体现正逆反应速率相等，故A错误；体积不变，反应物和生成物都是气体，所以密度永远不变，故B错误；甲醇和水蒸气浓度相等，决定于加入的量，与是否平衡无关，故C错误；反应前后气体体积不同，所以气体总物质的量不变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确。
(2)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3 OH)燃烧生成CO2和液态水时放热Q kJ。32 g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为32Q kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(l)＋eq \f(3,2) O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－32Q kJ·ml－1。
6．某温度下，在一密闭容器中充入一定量CO2，并加入足量铁粉，发生反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，测得CO2和CO浓度随时间的变化如图所示：
(1)0～8 min，v(CO)＝__0.062 5__ ml·L－1·min－1。
(2)已知：反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K1；反应Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表：
根据表中数据，计算反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K。
①温度为973 K时：K＝__0.62__。
②温度为1 173 K时：K＝__1.29__。
解析：(1)v(CO)＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(0.50 ml·L－1,8 min)＝0.062 5 ml·L－1·min－1。
(2)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) K1＝eq \f(cCO,cCO2)；
Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g) K2＝eq \f(cH2,cH2O)；
而CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K＝eq \f(cH2O·cCO,cCO2·cH2)＝eq \f(K1,K2)，故973 K时，K＝eq \f(K1,K2)＝eq \f(1.47,2.38)≈0.62；1 173 K时，K＝eq \f(2.15,1.67)≈1.29。
7．在80 ℃时，将0.4 ml的四氧化二氮气体充入2 L已抽成真空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：
反应进行至100 s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。
(1)该反应的化学方程式为__N2O4(g)2NO2(g)__表中b__>__(填“＜”“＝”“＞”)c。
(2)20 s时，N2O4的浓度为__0.14__ml·L－1,0～20 s内N2O4的平均反应速率为__0.003 ml·L－1·s－1__。
(3)该反应的平衡常数表达式K＝__eq \f(c2NO2,cN2O4)__，在80 ℃时该反应的平衡常数K值为__0.54__(保留2位小数)。
(4)在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时__ABD__。
A．N2O4的转化率越高
B．NO2的产量越大
C．N2O4与NO2的浓度之比越大
D．正反应进行的程度越大
解析：(1)根据题中信息，知
N2O4(g)2NO2(g)
开始浓度/(ml·L－1)： 0.20 0
20 s时浓度/(ml·L－1)： 0.14 0.12
40 s时浓度/(ml·L－1)： 0.10 0.20
60 s时浓度/(ml·L－1)： 0.09 0.22(此时达到平衡)
所以b>c。
(2)20 s时，c(N2O4)＝0.14 ml·L－1，v(N2O4)＝eq \f(ΔcN2O4,Δt)＝eq \f(0.20－0.14 ml·L－1,20－0s)＝0.003 ml·L－1·s－1。
(3)平衡常数K＝eq \f(c2NO2,cN2O4)＝eq \f(0.222,0.09)≈0.54。
(4)K值越大，说明正向反应进行的程度越大，反应进行越完全，反应物转化率越大，故A、B、D正确。
温度/K
K1
K2
973
1.47
2.38
1 173
2.15
1.67
时间(s)
c(ml·L－1)
0
20
40
60
80
100
c(N2O4)
0.20
a
0.10
c
d
e
c(NO2)
0.00
0.12
b
0.22
0.22
0.22