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课时综合训练题

这是一份人教版 (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课时综合训练题，共4页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

A级·基础达标练
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 00
变化量(ml)1 10.5
平衡量(ml)2 1 0.5
x＝3 ml
则平衡浓度c(COCl2)为eq \f(1,3) ml·L－1，c(Cl2)为1 ml·L－1，c(CO)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．下列关于平衡常数K的说法正确的是( C )
A．加入催化剂可能会改变平衡常数K
B．改变反应物浓度能改变平衡常数K
C．平衡常数K与反应本身及温度有关
D．K越大，反应物的转化率越小
解析：化学平衡常数K与化学反应本身及温度有关，加入催化剂、改变反应物浓度等均不能改变平衡常数K；平衡常数K越大，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，故选C。
4．在一定条件下，有下列分子数相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是
①H2＋F22HF K＝1047
②H2＋Cl22HCl K＝1017
③H2＋Br22HBr K＝109
④H2＋I22HI K＝1
比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( A )
A．①②③④ B．④②③①
C．①④③② D．无法确定
解析：化学平衡常数越大，正反应进行程度越大。
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．某可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将方程式的书写做如下改变，则ΔH和K的数值相应变化正确的是( D )
A．写成2aA(g)＋2bB(g)2cC(g)，ΔH值、K值均增加了一倍
B．写成2aA(g)＋2bB(g)2cC(g)，ΔH值增加了一倍，K值保持不变
C．写成cC(g)aA(g)＋bB(g)，ΔH值、K值变为原来的相反数
D．写成cC(g)aA(g)＋bB(g)，ΔH值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数
解析：写成2aA(g)＋2bB(g)2cC(g)，ΔH值增加一倍，K值变为原来的平方。
9．在相同的温度下，已知反应：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)的平衡常数K＝3.84×10－11；②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数K＝3.10×1026。在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为( B )
A．①>② B．①<②
C．①＝② D．不能确定
解析：平衡常数的大小能表示化学反应可能进行的程度，平衡常数越大，表示正反应进行得越彻底。反应①进行的程度很小，而反应②进行的程度很大，B项符合题意。
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．高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：
FeO(固)＋CO(气)Fe(固)＋CO2(气) ΔH>0
(1)则该反应中平衡常数表达式K＝ eq \f(cCO2,cCO) 。
(2)已知1 100 ℃时，K＝0.263。温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值 增大 平衡常数K值 增大 (均填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)1 100 ℃时测得高炉中c(CO2)＝0.025 ml·L－1，c(CO)＝0.1 ml·L－1，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态 否 (选填“是”或“否”)，此时化学反应速率v正 > v逆(选填“>”“<”或“＝”)。
解析：(1)FeO(固)＋CO(气)Fe(固)＋CO2(气) ΔH>0，平衡常数K＝eq \f(cCO2,cCO)。
(2)已知1 100 ℃时K＝0.263，ΔH>0，反应是吸热反应，温度升高，化学平衡正向移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值会增大，平衡常数增大。
(3)1 100 ℃时测得高炉中c(CO2)＝0.025 ml·L－1，c(CO)＝0.1 ml·L－1，浓度商Q＝eq \f(0.025 ml·L－1,0.1 ml·L－1)＝0.25v逆。
B级·能力提升练
一、选择题
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：2O33O2 ΔH<0平衡常数为K。
下列叙述正确的是( C )
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。
2．一定温度下，密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH<0。测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是( D )
A．t2时改变的条件：降低温度
B．在t1时平衡常数K1大于t3时平衡常数K3
C．t1时平衡混合气的eq \x\t(M1)大于t3时平衡混合气的eq \x\t(M3)
D．t1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数
解析： 降低温度，反应速率降低，A错误；平衡常数只与温度有关，一定温度下，K值不变，B错误；平衡状态相同，各物质的百分含量相同，平均摩尔质量相同，故C错误，D正确。
3．某温度下，在2 L的密闭容器中充入1 ml X(g)和2 ml Y(g)，发生反应：X(g)＋mY(g)3Z(g)，达平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中充入1 ml Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是( D )
A．m＝2
B．两次平衡的平衡常数相同
C．第一次平衡时，X与Y的平衡转化率之比为1︰1
D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 ml·L－1
解析：根据再次充入1 ml Z(g)，平衡后X、Y、Z的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体体积相等的反应，因此m＝2；由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数相同；因为是按照化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等；该反应前后气体体积不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为4 ml，而平衡后Z的体积分数为10%，平衡时Z的物质的量为4 ml×10%＝0.4 ml，容器容积为2 L，Z的浓度为0.2 ml·L－1。
4．一定温度下，将2 ml A和2 ml B两种气体混合放入体积为2 L的密闭刚性容器中，发生反应3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，2 min末反应达到平衡，生成0.8 ml D，并测得C的物质的量浓度为0.4 ml·L－1，下列说法正确的是( C )
A．x的值为1
B．A的平衡转化率为40%
C．此温度下该反应的平衡常数K的数值等于0.5
D．A和B的平衡转化率相等
解析：平衡时C的物质的量为0.8 ml，与D相等，则x的值为2；平衡时A消耗了1.2 ml，则其平衡转化率为60%；此温度下该反应的平衡常数K＝eq \f(0.4 ml·L－12×0.4 ml·L－12,0.8 ml·L－1×0.4 ml·L－13)＝0.5；由于未按照对应的化学反应系数之比投料，所以A、B的平衡转化率不相等。
二、非选择题
5．Ⅰ.已知在448 ℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的平衡常数K2为 eq \f(1,49) ；反应eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)I2(g)HI(g)的平衡常数K3为 7 。
Ⅱ.在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：
回答下列问题：
(1)该反应的逆反应为 放热 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 AC 。
A．混合气体中c(CO)不变
B．c(CO2)＝c(CO)
C．v正(H2)＝v逆(H2O)
D．容器中压强不变
(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 830 ℃，在此温度下，加入2 ml的CO和3 ml的H2，达到平衡时，CO的转化率为 60% 。
(4)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 ml·L－1，c(H2)为1.5 ml·L－1，c(CO)为1 ml·L－1，c(H2O)为3 ml·L－1，则下一时刻，反应将 逆向 (填“正向”或“逆向”)进行。
解析：Ⅰ.由K1·K2＝1和K1＝49可知，K2＝eq \f(1,K1)＝eq \f(1,49)，又由K3＝eq \r(K1)可得K3＝7。
Ⅱ.(1)根据方程式CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，平衡常数与温度的关系式可知，平衡常数K＝eq \f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)随温度的升高而增大，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，逆反应为放热反应。
(2)在一定条件下，当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变(混合物中各组分的百分含量不再改变)，达到一种表面静止的状态，即“化学平衡状态”，则混合气体中c(CO)不变，A正确；c(CO2)＝c(CO)不能说明正逆反应速率是否相等，则不一定处于平衡状态，B错误；当v正(H2)＝v逆(H2O)＝v逆(H2)时，则说明该反应处于平衡状态，C正确；根据方程式可知反应前后体积不变，压强始终不变，因此容器中压强不变不一定处于平衡状态，D错误。
(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，由平衡常数K＝eq \f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)可知平衡常数K＝1，结合图表分析可知当K＝1时的温度为830 ℃，由三段式可知
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始量(ml) 2 3 0 0
转化量(ml) x x x x
平衡量(ml) 2－x 3－x x x
平衡时c(CO2)·c(H2)===c(CO)·c(H2O)且反应前后体积不变，因此可得(2－x)(3－x)＝x2，解得x＝1.2，即转化率＝eq \f(1.2,2)×100%＝60%。
(4)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 ml·L－1，c(H2)为1.5 ml·L－1，c(CO)为1 ml·L－1，c(H2O)为3 ml·L－1，此时浓度熵为eq \f(1×3,1.5×1)＝2>0.9，因此该反应向逆反应方向进行。
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“＜”“＝”或“＞”)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。t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
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