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    化学人教版 (新课标)第三节 化学平衡课时训练

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    这是一份化学人教版 (新课标)第三节 化学平衡课时训练,共7页。

    [基础过关练]
    1.在一定条件下,使SO2和O2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是( )
    A.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零
    B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零
    C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变
    D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变
    B [反应开始时,反应物的浓度最大,正反应速率最大,生成物的浓度为零,逆反应速率为零,A正确;随着反应的进行,反应物的浓度降低,因为该反应为可逆反应,则未完全转化,速率不为零,B错误;生成物的浓度增大,逆反应速率逐渐增大,最后不变,正、逆速率相等,C正确;随着反应的进行,反应物的浓度减小,正反应速率逐渐减小,最后不变,D正确。]
    2.一定条件下,向密闭容器中充入1 ml NO和1 mlCO进行反应:NO(g)+CO(g)eq \f(1,2)N2(g)+CO2(g),测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示,其中处于化学平衡状态的点是( )
    A.d点 B.b点 C.c点 D.a点
    A [由图可知,a、b、c点的正反应速率均大于逆反应速率,都未达到平衡状态;只有d点正、逆反应速率相等,由正、逆反应速率相等的状态为平衡状态可知,图中处于化学平衡状态的点是d点,选项A正确。]
    3.(2021·北京高二月考)已知298 K时,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.0 kJ·ml-1,将此温度下的1 ml N2和3 ml H2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量为(假定测量过程中没有能量损失)( )
    A.一定小于92.0 kJ B.一定大于92.0 kJ
    C.一定等于92.0 kJ D.无法确定
    A [1 ml N2不能完全转化,放热热量一定小于92.0 kJ。]
    4.(2021·河北武邑中学高二上月考)在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.1 ml/L、0.05 ml/L、0.3 ml/L。当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
    A.SO2为0.4 ml/L,O2为0.2 ml/L
    B.SO2、SO3均为0.8 ml/L
    C.SO3为0.4 ml/L
    D.SO2为0.35 ml/L
    D [ 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
    某时刻 0.1 ml/L 0.05 ml/L 0.3 ml/L
    极限转化 0.4 ml/L 0.2 ml/L 0
    极限转化 0 0 0.4 ml/L
    反应为可逆反应,得到物质浓度范围:0<SO2<0.4 ml/L,0<O2<0.2 ml/L,0<SO3<0.4 ml/L。]
    5.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。]
    6.(2021·辽宁联合校高二月考)已知448 ℃时,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数是49,则HI(g)eq \f(1,2)H2(g)+eq \f(1,2)I2(g)在该温度下的平衡常数是( )
    A.eq \f(1,49) B.2 401 C.7 D.eq \f(1,7)
    D [448 ℃时,反应H2(g)+I2(g)2HI(g),平衡常数K=eq \f(c2HI,cH2cI2)=49;反应HI(g)eq \f(1,2)H2(g)+eq \f(1,2)I2(g)的平衡常数K=eq \f(c\f(1,2)H2c\f(1,2)I2,cHI)=eq \r(\f(1,49))=eq \f(1,7)。]
    7.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 ml B.小于1 ml
    C.等于1 ml D.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。]
    8.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。]
    9.(2021·河北石家庄二中月考)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生,其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中,反应Ⅲ发生在氧化塔中,不同温度下各反应的化学平衡常数如表所示。下列说法正确的是( )
    A.使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中NO的含量
    B.通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
    C.通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
    D.氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度
    A [催化剂具有选择性,选择适合反应Ⅰ的催化剂以加快反应Ⅰ的速率,抑制反应Ⅱ的发生,从而增大氧化炉中NO的含量,A正确;反应Ⅰ和反应Ⅱ都是放热反应,升高温度时两反应均受到抑制,降低温度两反应均被促进,B错误;反应Ⅰ和Ⅱ正向均是气体体积增大的反应,增大压强或减小压强对反应Ⅰ和Ⅱ的影响相同,不可能通过改变压强达到促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ的目的,C错误;根据500 K、700 K时反应Ⅲ的平衡常数K数值可知,反应Ⅲ正向是放热反应,温度过高会抑制反应Ⅲ的发生,所以氧化炉出气在进入氧化塔前应降温处理,D错误。]
    [拓展培优练]
    10.(2021·北京高二月考,有改动)如表所列是2个反应在不同温度时的化学平衡常数(K)值。关于反应①、②的下列说法正确的是( )
    A.①、②都需要在一定条件才能发生,它们均为吸热反应
    B.①、②均实现了“固氮”的过程,但①不适合用于大规模人工固氮
    C.一定温度下,①、②分别达到平衡,压缩容器体积(加压)均可使N2的转化率增大
    D.若已知①、②的ΔH,即可求算反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的ΔH
    B [①N2(g)+O2(g)2NO(g)随温度升高,K值变大,平衡正向移动,正反应是吸热反应,②N2(g)+3H2(g)2NH3(g),随温度升高,K变小,平衡逆向移动,正反应是放热反应,A错误;①、②均实现了“固氮”的过程,但①是吸热反应,平衡常数太小,不适合用于大规模人工固氮,B正确;一定温度下,①N2(g)+O2(g)2NO(g)是气体体积不变的反应,压缩容器体积(加压)平衡不移动,不能使N2的转化率增大,C错误;若已知反应①、②的ΔH,而没有氢气与氧气反应生成水蒸气的ΔH,或没有水蒸气分解的ΔH,不能求算反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的ΔH,D错误。]
    11.含氮化合物的用途广泛。如图表示两个常见固氮反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度的关系:①N2+3H22NH3;②N2+O22NO。根据图中的数据判断下列说法正确的是( )
    A.反应①和②均为放热反应
    B.升高温度,反应①的反应速率减小
    C.常温下,利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大
    D.曲线的交点表示反应①和反应②体系中N2的浓度一定相等
    C [根据图示①可知温度越高,平衡常数越小,说明升高温度,平衡逆向移动,逆反应方向是吸热反应,则该反应的正反应是放热反应;反应②温度越高,平衡常数越大,说明升高温度,平衡正向移动,正反应方向是吸热反应,A错误;升高温度,无论是放热反应还是吸热反应,反应速率增大,B错误;根据图示平衡常数可知,在常温下平衡常数:①>②,则常温下利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大,C正确;曲线的交点表示反应①和反应②体系平衡常数对数值(lgK)相等,即平衡常数K相等,但N2的浓度不一定相等,D错误。]
    12.(2021·山东枣庄八中高二月考)某温度下,将0.10 ml H2(g)和0.10 ml I2(g)充入10 L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(H2)=0.008 0 ml·L-1。则反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K为( )
    A.1.0 B.0.75 C.0.5 D.0.25
    D [达到平衡时,测得c(H2)=0.008 0 ml·L-1,则
    H2(g) + I2(g) 2HI(g)
    起始/(ml·L-1) 0.010 0.010 0
    变化/(ml·L-1) 0.002 0 0.002 0 0.004 0
    平衡/(ml·L-1) 0.008 0 0.008 0 0.004 0
    平衡时c(H2)=c(I2)=0.008 0 ml·L-1,c(HI)
    =0.004 0 ml·L-1,则K=eq \f(0.004 0 ml·L-1×0.004 0 ml·L-1,0.008 0 ml·L-1×0.008 0 ml·L-1)=0.25。]
    13.一定条件下,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2∶3
    C.X、Y的转化率不相等
    D.c0(X)的取值范围为0 ml·L-1D [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,故错;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,故错。]
    14.(2021·哈尔滨师大附中高二月考)已知某化学反应的平衡常数表达式K=eq \f(cCO2·cH2,cCO·cH2O),在不同的温度下该反应的平衡常数如表,下列有关叙述不正确的是( )
    A.上述反应的正反应是放热反应
    B.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
    C.某温度下,如果平衡浓度符合下列关系式:eq \f(cCO2,3cCO)=eq \f(cH2O,5cH2),判断此时的温度是1 000 ℃
    D.如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 ml,5 min后温度升高到830 ℃,此时测得CO2为0.6 ml,该反应达到平衡状态
    D [根据表格信息可知,升高温度,反应的平衡常数减小,则升高温度,该反应逆向移动,故正反应是放热反应,A正确;根据平衡常数表达式可知,该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),B正确;某温度下,如果平衡浓度符合下列关系式:eq \f(cCO2,3cCO)=eq \f(cH2O,5cH2),则K=eq \f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)=eq \f(3,5)=0.6,对照表格信息可知,此时的温度是1 000 ℃,C正确;如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 ml,设容器体积为V L,5 min后温度升高到830 ℃,此时测得CO2为0.6 ml,可列出三段式:
    可逆反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
    开始/ml 0 0 1 1
    反应/ml 0.4 0.4 0.4 0.4
    平衡/ml 0.4 0.4 0.6 0.6
    则该条件下反应的平衡常数K=eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.6,V)))eq \s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.4,V)))eq \s\up12(2))=eq \f(9,4),根据表格信息可知,温度为830 ℃,K=1,则此时未达到平衡状态,D错误。]
    15.(情境素养题)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 mlCO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 mlCO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 mlCO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 >
    温度(K)
    化学平衡常数
    反应Ⅰ4NH3(g)
    +5O2(g)
    4NO(g)+6H2O(g)
    反应Ⅱ4NH3(g)
    +3O2(g)
    2N2(g)+6H2O(g)
    反应Ⅲ:2NO(g)
    +O2(g)
    2NO2(g)
    500
    1.1×1026
    7.1×1034
    1.3×102
    700
    2.1×1019
    2.6×1025
    1.0
    反应
    ①N2(g)+O2(g)
    2NO(g)
    ②N2(g)+3H2(g)
    2NH3(g)
    温度
    /℃
    27
    2 000
    25
    400
    450
    K
    3.8×10-31
    0.1
    5×108
    0.507
    0.152
    温度/℃
    700
    800
    830
    1 000
    1 200
    K
    1.67
    1.11
    1.00
    0.60
    0.38
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