高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡第1课时随堂练习题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡第1课时随堂练习题，共8页。

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[合格过关练]


1．如图是可逆反应X2＋3Y22Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是( )





A．t1时，只有正方向反应


B．O～t1，c(Z)在减小


C．t2～t3，反应不再进行


D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化


D [根据v­t图像，对于该可逆反应t1时刻正、逆反应都在进行，O～t1时段v正>v逆，c(Z)在增大；t2时刻v正＝v逆，说明反应达到化学平衡状态；t2～t3时段，反应仍在进行，但由于v正＝v逆，所以各物质的浓度不再发生变化。]


2．某反应进行过程中，各物质物质的量的变化情况如图所示。下列说法正确的是( )





A．C、D是生成物


B．反应的化学方程式：2A＋Beq \(=====,\s\up10(D))2C


C．2 min后各物质的物质的量不再变化


D．该反应不是可逆反应


C [A项，由图示知反应过程中D的物质的量保持不变，故作催化剂；由2 min末知A、B、C共存，且Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝2∶1∶2，故反应为可逆反应；反应方程式为2A＋B2C，B、D两项错误。]


3．下列说法中，可以证明反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是( )


①1个N≡N键断裂的同时有3个H—H键形成


②N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2


③1个N≡N键断裂的同时有6个N—H键形成


④N2、H2、NH3的浓度不再变化


A．①④ B．②③


C．①③D．②④


A [①中有一个N≡N键断裂时，也应有3个H—H键断裂，即与3个H—H键形成是相反方向的，v正＝v逆，故能说明反应达到平衡状态；②平衡时，N2、H2、NH3的分子数之比不一定为1∶3∶2；③中一个N≡N键断裂的同时必定形成6个N—H键，不能说明反应达到平衡；④中各物质浓度不变，是化学平衡状态的重要标志之一，反应达到平衡。]


4．恒温条件下，可逆反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态标志的是( )


①单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO2


②单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO


③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态


④混合气体的颜色不再改变的状态


⑤混合气体的密度不再改变的状态


⑥混合气体的压强不再改变的状态


⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态


A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦


C．①③④⑤D．全部


A [①单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO2，正、逆反应速率相等，所以该反应达到平衡状态，正确；②无论该反应是否达到平衡状态，单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO，所以不能据此判断化学平衡状态，错误；③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态，该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态，所以不能据此判断平衡状态，错误；④混合气体的颜色不再改变的状态，二氧化氮物质的量不变，则该反应达到平衡状态，正确；⑤反应前后气体质量不变、容器体积不变，所以混合气体的密度始终不变，所以不能据此判断平衡状态，错误；⑥该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，当混合气体的压强不再改变时，各物质的浓度不变，则该反应达到平衡状态，正确；⑦该反应是一个反应前后气体物质的量减小的可逆反应，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，各物质浓度不变，则该反应达到平衡状态，正确。]


5．关于化学平衡常数的叙述正确的是( )


A．化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关


B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变


C．化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值


D．温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数


D [对于给定的可逆反应，化学平衡常数只与温度有关；化学平衡常数表达式的书写与方程式的书写有关，因此一定温度下，两种物质反应，化学方程式书写形式改变，平衡常数改变；化学平衡常数等于平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；由平衡常数的定义知，温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。]


6．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在一定温度下，其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是( )


A．将C(s)的表面积增大


B．增大体系的压强


C．升高体系的温度


D．使用合适的催化剂


C [K只与体系的温度有关，与其他因素无关。]


7．在1 000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.059，当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应( )


A．已达到平衡状态


B．未达到平衡状态，反应正向进行


C．未达到平衡状态，反应逆向进行


D．无法确定


C [当水蒸气和氢气浓度相等时，Q＝1，K＝0.059，Q>K，反应逆向进行。]


8．对于CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，某温度下平衡常数K为1，向一密闭容器内同时通入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)各1 ml，在该温度下建立平衡时，CO的物质的量为( )


A．大于1 mlB．小于1 ml


C．等于1 mlD．无法确定


C [由于CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)反应前与反应后气态物质的化学计量数之和相等，故可使用各物质的物质的量代替物质的量浓度进行计算。由于Q＝K，说明一开始就建立了平衡。]


9．2 000 K时，反应CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)CO2(g)的平衡常数为K，则相同温度下反应2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K′为( )


A.eq \f(1,K) B．K2


C.eq \f(1,K2) D.eq \f(1,K\f(1,2))


C [平衡常数与化学方程式的写法有关，对于以上两个反应K′＝eq \f(1,K2)。]


10．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是( )


A．K＝eq \f(c4H2·cFe3O4,c3Fe·c4H2O)


B．K＝eq \f(c4H2,c4H2O)


C．增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数减小


D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化


B [固体反应物或生成物，其浓度可视为常数，在平衡常数表达式中不写，故A错误，B正确；化学平衡常数只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度变化无关，故增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应的平衡常数不变，但温度改变，平衡常数一定改变，故C、D错误。]


[素养培优练]


11．某温度下反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数K＝57.0，现向此温度下的真空容器(1 L)中充入0.2 ml H2(g)、0.5 ml I2(g)及0.3 ml HI(g)，则下列说法中正确的是( )


A．反应正好达到平衡


B．反应向左进行


C．反应向某方向进行一段时间后K<57.0


D．反应向某方向进行一段时间后c(H2)<0.2 ml·L－1


D [Q＝eq \f(0.32,0.2×0.5)＝0.9，故Q

12．298 K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＝2×10－81 ml－1·L


③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)，K3＝4×10－92 ml·L－1


则常温下NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向最大的是( )


A．NOB．H2O


C．CO2D．不能判断


B [NO分解的K＝eq \f(1,K1)＝1030，H2O分解的K＝eq \f(1,K2)＝0.5×1082 ml·L－1，根据K越大反应进行的越完全，B项正确。]


13．某温度下，向容积为1 L的密闭反应器中充入0.10 ml SO3，当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为( )


A．8.0×102B．1.6×103


C．3.2×103D．4.0×102


B [设生成的O2的物质的量为x ml，


2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)


起始/ml 0.10 0 0


平衡/ml 0.10－2x 2x x


eq \f(2x,0.10)×100%＝20% x＝0.01 ml，


K＝eq \f(c2SO2·cO2,c2SO3)＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.02,1)))eq \s\up12(2)×\f(0.01,1),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.08,1)))eq \s\up12(2))＝eq \f(1,1 600)，


所以逆反应的平衡常数为1 600，B正确。]


14．(双选)一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c0(X)、c0(Y)、c0(Z)(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 ml·L－1、0.3 ml·L－1、0.08 ml·L－1，则下列判断正确的是( )


A．c0(X)∶c0(Y)＝3∶1


B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为3∶2


C．X、Y的转化率不相等


D．c0(X)的取值范围为0 ml·L－1

BD [列出“三段式”浓度：


X(g)＋3Y(g)2Z(g)


起始/(ml·L－1) c0(X) c0(Y) c0(Z)


转化/(ml·L－1) a 3a 2a


平衡/(ml·L－1) 0.1 0.3 0.08


A项，c0(X)∶c0(Y)＝(a＋0.1)∶(3a＋0.3)＝1∶3，故错；B项，平衡时，v逆(Y)∶v正(Z)＝3∶2, B正确；C项，X、Y的转化率之比为eq \f(a,a＋0.1)∶eq \f(3a,3a＋0.3)＝1∶1，故C错。]


15．1 000 ℃时，FeO(s)＋H2Fe(s)＋H2O，K＝0.52。欲使容器中有1.0 ml FeO被还原，反应前容器中应充入a ml H2。则a的值最接近( )


A．1.0 B．2.0


C．3.0D．4.0


C [本题考查化学反应分析，涉及化学平衡常数、化学计算等知识，意在考查考生的分析能力与计算能力。1 000 ℃时，水是气态。当容器中有1.0 ml FeO被还原时，有1.0 ml H2参与反应，生成1.0 ml H2O。设容器容积为V L，则平衡时c(H2O)＝eq \f(1,V) ml·L－1，c(H2)＝eq \f(a－1,V) ml·L－1。K＝eq \f(cH2O,cH2)＝eq \f(\f(1,V),\f(a－1,V))＝0.52，解得a≈2.9，C选项正确。]


16．698 K时，向V L的密闭容器中充入2 ml H2(g)和2 ml I2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＝－26.5 kJ·ml－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。





请回答下列问题：


(1)V＝________。


(2)该反应达到最大限度的时间是________，该时间内平均反应速率v(HI)＝____________________________________________________。


(3)该反应达到平衡状态时，________(填“吸收”或“放出”)的热量为________。


[解析] (1)由图知初始反应时，c(H2)＝c(I2)＝1 ml·L－1，而加入的H2和I2的物质的量均为2 ml，所以V＝2 L。


(2)反应达到最大限度即达到化学平衡，所需时间为5 s，v(HI)＝eq \f(1.58 ml·L－1,5 s)＝0.316 ml·L－1·s－1。


(3)由反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＝－26.5 kJ·ml－1，知该反应为放热反应。达到平衡时共生成n(HI)＝1.58 ml·L－1×2 L＝3.16 ml，所以放出的热量为eq \f(26.5 kJ,2 ml)×3.16 ml＝41.87 kJ。


[答案] (1)2 L (2)5 s 0.316 ml·L－1·s－1 (3)放出 41.87 kJ


17．[素养题]面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。


(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式：


①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)


ΔH1＝－90 kJ·ml－1


②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)


ΔH2＝－41 kJ·ml－1


写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：______________________


____________________________________________________。


(2)在容积为V L的容器中充入a ml CO与2a ml H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。





①p1________p2(填“大于”“小于”或“等于”)。


②在其他条件不变的情况下，再增加a ml CO与2a ml H2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，平衡常数________。


(3)已知在T ℃时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝0.32，在该温度下，已知c始(CO)＝1 ml·L－1，c始(H2O)＝1 ml·L－1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应________(填“已经”或“没有”)达到平衡，原因是______________________。此时刻v正________v逆(填“＞”或“＜”)。


[解析] (1)由盖斯定律，方程式①－②得CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－90 kJ·ml－1－(－41 kJ·ml－1)＝－49 kJ·ml－1。(2)由图像可知，相同温度下，p2下CO的转化率大于p1下CO的转化率，由方程式①可知，增大压强平衡右移，故p1＜p2；在其他条件不变的情况下，再增加a ml CO与2a ml H2，相当于增大压强，平衡右移，故CO的转化率增大；由于温度不变，故其平衡常数不变。(3)eq \f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq \f(0.1×0.1,0.9×0.9)≈0.012 3＜K＝0.32，故反应未达到平衡；此时反应向正反应方向进行，故v正＞v逆。


[答案] (1)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49 kJ·ml－1


(2)①小于 ②增大 不变


(3)没有 此时eq \f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq \f(0.1×0.1,0.9×0.9)≈0.012 3＜0.32 ＞