高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡综合训练题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡综合训练题，共9页。

(建议用时：40分钟)


[合格过关练]


1．合成氨所需的氢气可用煤和水做原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是( )


A．增加压强 B．降低温度


C．增大CO的浓度D．更换催化剂


B [A项，因该反应为反应前后气体物质的量相等的反应，故增加压强只能缩短反应达到平衡的时间，并不能使该平衡发生移动，因而无法提高CO的转化率；B项，因该反应为放热反应，降低温度能使平衡向右移动，从而提高CO的转化率；D项，不能提高CO的转化率。]


2．在某温度下，反应ClF(g)＋F2(g)ClF3(g) ΔH＝＋268 kJ·ml－1，在密闭容器中达到平衡，下列说法中正确的是( )


A．升高温度，平衡常数不变，平衡向正反应方向移动


B．升高温度，平衡常数减小


C．升高温度，平衡向正反应方向移动，F2的转化率增大


D．降低温度，ClF3的产率增大


C [ΔH>0，升高温度，平衡常数增大，平衡向正反应方向移动，降低温度平衡向逆反应方向移动。]


3．目前工业上利用甲烷催化裂解生产不含一氧化碳和二氧化碳的清洁氢气。该过程多用铁、钴和镍等过渡金属纳米催化剂：CH4(g) C(s)＋2H2(g)，已知温度升高，甲烷的平衡转化率增大。下列有关说法不正确的是( )


A．甲烷裂解属于吸热反应


B．在反应体系中加催化剂，反应速率增大


C．增大体系压强，不能提高甲烷的转化率


D．在1 500 ℃以上时，甲烷的转化率很高，但几乎得不到炭黑，是因为在高温下该反应为放热反应


D [由于温度升高，甲烷的平衡转化率增大，可知甲烷裂解属于吸热反应，A正确；使用催化剂能加快反应速率，故在反应体系中加催化剂，反应速率增大，B正确；甲烷发生分解反应，反应后气体分子数增大，故增大压强平衡向逆反应方向移动，甲烷的转化率降低，C正确；此反应为吸热反应，是由反应物和生成物的总能量决定的，和反应所处的温度无关，D错误。]


4．在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则( )


A．平衡向逆反应方向移动了


B．物质A的转化率减小了


C．物质B的质量分数增加了


D．a>b


C [温度不变，容积扩大一倍，压强减小，若平衡不移动，则B的浓度应为原来的50%，而实际为60%，说明平衡向正反应方向移动了，则A的转化率增大、B的质量分数增大；正反应方向是气体体积增大的方向，即a

5．反应X(g)＋Y(g)2Z(g) ΔH<0，达到平衡时，下列说法正确的是( )


A．减小容器体积，平衡向右移动


B．加入催化剂，Z的产率增大


C．增大c(X)，X的转化率增大


D．降低温度，Y的转化率增大


D [由X(g)＋Y(g)2Z(g) ΔH<0可知，反应前后气体分子数不变，故减小容器体积，即压强增大，平衡不移动，A项错误；加入催化剂，平衡不移动，故Z的产率不变，B项错误；增大c(X)，X的转化率减小，C项错误；降低温度，平衡向放热反应方向(正向)移动，Y的转化率增大，D项正确。]


6．如图所示的直型石英玻璃封管中充有CO气体，左端放置不纯的镍(Ni)粉。在一定条件下，Ni可以与CO(g)发生如下反应：





Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g) ΔH＜0，但镍粉中的杂质不与CO(g)发生反应，玻璃管内左右两端的温度分别稳定在350 K和470 K，经过足够长时间后，右端的主要物质是( )


A．纯Ni(s)和Ni(CO)4(g)


B．纯Ni(s)和CO(g)


C．不纯Ni(s)和CO(g)


D．不纯Ni(s)和Ni(CO)4(g)


B 温度升高，平衡左移，生成Ni和CO，由于右端温度稳定在470 K，所以右端主要物质是纯Ni(s)和CO(g)。


7．下列事实中不能用勒夏特列原理解释的是( )


A．光照新制的氯水时，溶液的酸性逐渐增强


B．向含有[Fe(SCN)]2＋的红色溶液中加铁粉，振荡，溶液颜色变浅或褪去


C．加入催化剂有利于氨的氧化反应


D．用排饱和食盐水法除去Cl2中的HCl


C [A项，氯水中存在平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，光照使HClO分解，HClO浓度降低，平衡正向移动，生成更多的HCl，溶液的酸性逐渐增强，A项能用勒夏特列原理解释；B项，在该溶液中存在平衡：Fe3＋＋SCN－[Fe(SCN)]2＋，向溶液中加入铁粉，Fe3＋会和Fe发生反应生成Fe2＋，导致Fe3＋浓度降低，平衡向能够减弱这种改变的方向移动，即向逆反应方向移动，使[Fe(SCN)]2＋(红色)的浓度降低，所以溶液颜色变浅或褪去，B项能用勒夏特列原理解释；C项，催化剂不能改变平衡状态，C项不能用勒夏特列原理解释；D项，Cl2溶于水后存在平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，饱和食盐水中Cl－浓度较大，减小了Cl2的溶解度，D项能用勒夏特列原理解释。]


8．反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况下，不会使平衡发生移动的是( )


A．温度、容积不变时，通入SO2气体


B．移走一部分NH4HS固体


C．容器体积不变，充入氨气


D．保持压强不变，充入氮气


B [通入SO2后，发生反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，相当于减小了生成物的浓度，平衡将向正反应方向移动，A选项不合题意；固体量的多少不影响平衡的移动，移走部分NH4HS固体不能使平衡发生移动，B选项符合题意；恒容时，充入NH3，平衡逆向移动，C选项不合题意；充入不与体系中各物质反应的其他物质，此时体系的分子数增加，要保持恒压，容器体积必须增大，原平衡体系各物质的浓度将减小，平衡将向气体体积增大的方向移动，D选项不合题意。]


9．如图为一带可移动隔板的密闭容器，某温度下，左、右两侧反应均达到平衡，此时隔板处于容器中央。若保持温度不变，向左侧容器中充入一定量的H2，下列说法正确的是( )





A．两侧平衡均向正反应方向移动


B．左侧平衡向逆反应方向移动


C．右侧平衡向逆反应方向移动


D．两侧平衡均向逆反应方向移动


A [向左侧容器中通入H2，H2的浓度增大，平衡右移，但总压强增大，隔板右移，右侧压强增大，使右侧反应平衡右移。]


10．对于密闭容器中的可逆反应：mX(g)＋nY(s)pZ(g) ΔH<0，达到化学平衡后，改变条件，下列表达不正确的是( )


A．增大压强，化学平衡不一定发生移动


B．通入氦气，化学平衡不一定发生移动


C．增加X或Y的物质的量，化学平衡一定发生移动


D．其他条件不变，升高温度，化学平衡一定发生移动


C [由于该反应反应前后体积变化不明确，故改变压强不能确定化学平衡是否移动，A项正确；恒容条件下充入氦气，没有改变平衡体系中各物质的浓度，平衡不移动，恒压条件下充入氦气，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，B项正确；由于Y为固体，改变其用量不影响化学平衡，C项不正确；该反应的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，D项正确。]


[素养培优练]


11．在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：


A(g)＋B(g)2C(g) ΔH1<0


X(g)＋3Y(g)2Z(g) ΔH2>0


进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，下列叙述错误的是( )


A．恒压时，通入惰性气体，C的物质的量不变


B．恒压时，通入Z气体，反应器中温度升高


C．恒容时，通入惰性气体，两反应的化学平衡不移动


D．恒容时，通入Z气体，Y的物质的量浓度增大


A [对化学平衡体系恒压条件下通入惰性气体，为保持恒压，体积增大，相当于压强减小，对第二个反应导致平衡向左移动，则放热，使体系温度升高，对第一个反应平衡左移，C的物质的量减小；恒压条件下通入Z气体，第二个反应平衡向左移动，放热，反应容器中温度升高；恒容条件下通入惰性气体，总压增大而分压不变，平衡不移动；恒容时通入Z气体，导致第二个反应平衡左移，Y的物质的量浓度增大。]


12．如图，关闭活塞K，向A中充入1 ml X、1 ml Y，向B中充入2 ml X、2 ml Y，此时A的容积是a L，B的容积是2a L。在相同温度和催化剂存在的条件下，使两容器中各自发生下述反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g) ΔH<0。A保持恒压，B保持恒容。达平衡时，A的体积为1.4a L。下列说法错误的是( )





A B


A．反应速率：v(B)>v(A)


B．A容器中X的转化率为80%


C．若打开K，则A的体积变为2.6a L


D．平衡时Y的体积分数：A

C [A项，由于B中反应物浓度大于A，


所以v(B)＞v(A)；B项，


X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g)


eq \(起始/ml) 1 1 0 0


eq \(转化/ml) b b 2b b


eq \(平衡/ml) 1－b 1－b 2b b


由题意得：eq \f(2＋b,2)＝1.4


b＝0.8


所以α(X)＝eq \f(0.8 ml,1 ml)×100%＝80%；


C项，若打开K，整个体系中与A中的百分含量一样。设总体积为m，则eq \f(m,3)＝eq \f(1.4a,1)，m＝4.2a L。所以A的体积应变为4.2a L－2a L＝2.2a L；D项，由于B中压强大，平衡左移，所以B中Y的体积分数大。]


13．一定温度下，向密闭容器中充入1.6 ml H2与1.0 ml CO，发生如下可逆反应并达到平衡：H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g) ΔH＜0，若压缩容器体积并同时升高温度，达到新平衡后，关于下列物理量的变化情况叙述错误的是( )


A．反应速率可能保持不变


B．平衡常数一定减小


C．混合气体的平均摩尔质量保持不变


D．H2O(g)的体积分数可能增大


A [升高温度、增大压强，反应速率增大，A错误；升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，B正确；升高温度，平衡逆向移动，增大压强，平衡正向移动，气体的总物质的量可能不变，则平均摩尔质量可能保持不变，C正确；如压强影响较大，平衡正向移动，则H2O(g)的体积分数可能增大，D正确。]


14．t ℃时，某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质，此温度下发生反应的平衡常数表达式为：K＝eq \f(cX·c2Y,c2Z·c2W)，有关该平衡体系的说法正确的是( )


A．升高温度，平衡常数K增大，则正反应为吸热反应


B．增大压强，W质量分数增加


C．增大X浓度，平衡向正反应方向移动


D．升高温度，若混合气体的平均相对分子质量变大，则正反应是放热反应


A [根据K＝eq \f(cX·c2Y,c2Z·c2W)知该反应方程式为2Z(g)＋2W(g)X(g)＋2Y(g)，升高温度化学平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，则正反应为吸热反应，A正确；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，增大压强平衡正向移动，则W体积分数减小，B错误；增大X浓度，平衡向X减小的方向移动，平衡逆向移动，C错误；升高温度混合气体的平均相对分子质量变大，说明平衡正向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，则正反应为吸热反应，D错误。]


15．在体积为1 L的溶液中，反应A＋2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)＝0.100 ml·L－1、c(B)＝0.200 ml·L－1及c(C)＝0 ml·L－1。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。





请回答下列问题：


(1)与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：


②_____________________________________________________；


③____________________________________________________。


(2)实验②平衡时B的转化率为________；实验③平衡时C的浓度为________。


(3)该反应的ΔH________0，其判断理由是_________________________


_____________________________________________________________。


[解析] (1)②使用了(正)催化剂；理由：因为从图可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而②比①所需要的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入了(正)催化剂。③升高温度；理由：因为该反应是在溶液中进行的反应，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由于③和①相比达到平衡所需时间短，平衡时浓度更小，故不可能是使用催化剂，故改变条件只能是升高温度。


(2)②中达到平衡时A转化了0.040 ml，由反应计量数可知B转化了0.080 ml，所以B的转化率为eq \f(0.080 ml,0.200 ml)×100%＝40%；同样在③中A转化了0.060 ml，则生成C为0.060 ml，体积不变，即平衡时c(C)＝0.060 ml·L－1。


(3)ΔH＞0；理由：由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小，即A的转化率升高，平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，ΔH>0。


[答案] (1)②加催化剂；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变 ③温度升高；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小 (2)40%(或0.4) 0.060ml·L－1 (3)> 温度升高平衡向正反应方向移动，故该反应是吸热反应


16．[素养题]将0.40 ml N2O4气体充入2 L固定容积的密闭容器中发生如下反应：N2O4(g)2NO2(g) ΔH。在T1℃和T2℃时，测得NO2的物质的量随时间变化如图所示：





(1)T1℃，40～80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________ml·L－1·s－1。


(2)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。


(3)改变条件重新达到平衡时，要使eq \f(cNO2,cN2O4)的比值变小，可采取的措施有________(填字母，下同)。


A．增大N2O4的起始浓度


B．升高温度


C．向混合气体中通入NO2


D．使用高效催化剂


(4)在温度为T3、T4时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是________。





A．a、c两点的反应速率：a>c


B．a、b两点N2O4的转化率：a>b


C．a、c两点气体的颜色：a深，c浅


D．由a点到b点，可以用加热的方法


[解析] (1)T1℃时v(N2O4)＝eq \f(1,2)v(NO2)＝eq \f(1,2)×eq \f(0.60 ml－0.40 ml,2 L×40 s)＝0.001 25 ml·L－1·s－1。


(2)由图可知反应在T1℃比T2℃先到达平衡状态，所以T1℃>T2℃，由于T1℃平衡时n(NO2)多于T2℃平衡时，故升高温度，平衡向生成NO2的方向移动，即向吸热方向移动，所以ΔH>0。


(3)A项，增大N2O4的起始浓度相当于增大压强，平衡向左移动，eq \f(cNO2,cN2O4)减小；B项，升高温度，平衡向右移动，eq \f(cNO2,cN2O4)增大；C项，通入NO2相当于增大压强，eq \f(cNO2,cN2O4)减小；D项，平衡不移动，eq \f(cNO2,cN2O4)不变。


(4)A项，由图可知：a、c两点平衡时温度相同，c点对应压强大，反应速率大；B项，由图可知：a、b两点平衡时压强相同，温度不同，a点NO2的体积分数大于b点，而反应N2O42NO2 ΔH>0，温度升高，平衡向右移动，NO2体积分数增大，温度T4>T3，转化率a>b；C项，由图像可知，a、c两点平衡时温度相同，c点对应压强大，NO2浓度大，故气体颜色c点比a点深；D项，由b项分析知，a点平衡时温度T4高于b点平衡时温度T3，故由a点到b点需要降低温度。


[答案] (1)0.001 25 (2)> (3)AC (4)B