高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 化学平衡课时训练

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 化学平衡课时训练，共7页。试卷主要包含了在一密闭容器中有如下反应，反应2A+B 2C;ΔH＞0，在一密闭容器中进行反应，4 ml ·L-1，O2为0，在密闭容器中发生如下反应等内容，欢迎下载使用。

1.在一密闭容器中有如下反应：aX(g)+bY(g)aW(g) ΔH＝Q。某化学兴趣小组的同学根据此反应在不同条件下的实验数据，作出了如下曲线图2-16：其中，Z表示W在反应混合物中的百分含量，t表示反应时间，其他条件不变时，下列分析可能正确的是( )
图2-16
A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且P2＞P1，a+bB.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T2＞T1，ΔH<0
C.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且P1＞P2，nD.图Ⅱ可能是在同温同压下催化剂对反应的影响，且使用的催化剂效果好
思路解析：根据“定一议二，先拐先平”，图Ⅰ中2先达到平衡；图Ⅱ中1先达到平衡；图Ⅲ中1先达到平衡；结合平衡移动原理分析可得答案。
答案：AD
2.反应2A（g）+B(g) 2C(g);ΔH＞0。下列反应条件有利于生成C的是（ ）
A.低温、低压 B.低温、高压 C.高温、高压 D.高温、低压
思路解析：正反应为气体体积缩小的反应，且为吸热反应，升高温度、增大压强均会使平衡向正方向移动，有利于生成C。
答案：C
3.对于可逆反应2SO2+O22SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长时间后，18O原子( )
A.只存在于O2中 B.只存在于O2和SO3中
C.只存在于O2和SO2中 D.存在于SO2、O2和SO3中
思路解析：可逆反应的特点是在同一条件下，正逆反应同时进行，18O原子会在整个平衡体系中。
答案：D
4.下列方法中可以说明2HI（g）H2（g）+I2（g）已达到平衡的是( )
①单位时间内生成n ml H2的同时生成n ml HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③百分组成w(HI)=w(I2)
④反应速率v（H2）=v（I2）=1/2v（HI）时
⑤c（HI）∶c（H2）∶c（I2）=2∶1∶1时
⑥温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑦温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
A.②③⑤ B.①④⑦ C.②⑦⑨ D.⑧⑨⑩
思路解析：可逆反应是否达到平衡状态主要考虑以下几个方面：
(1)微观标志：v(正)=v(逆)≠0。具体表现在：
①同一种物质的生成速率等于消耗速率。
②在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比。
③化学方程式两边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比。
(2)宏观标志：各组分的浓度保持一定。具体表现在：
①各组分的物质的量浓度不随时间的改变而改变。
②各气体组成的体积分数不随时间的改变而改变。
③各组分的物质的量之比、分子个数之比保持不变。
答案：C
5.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0.2 ml ·L-1、0.1 ml ·L-1、0.2 ml ·L-1。当反应达平衡时，可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 ml ·L-1，O2为0.2 ml ·L-1
B.SO2为0.25 ml ·L-1
C.SO2、SO3均为0.15 ml ·L-1
D.SO3为0.4 ml ·L-1
思路解析：化学平衡的特点之一是反应不能进行到底，A、D错。反应体系中一种物质的量减少，另一种物质的量必然增加，C错。
答案：B
6.在密闭容器中发生如下反应：mA（g）+nB（g）pC（g），达到平衡后，保持温度不变，将气体体积缩小到原来的，当达到新平衡时，C的浓度为原来的1.9倍，下列说法正确的是( )
A.m+n＞p B.平衡向逆反应方向移动
C.A的转化率提高 D.C的体积分数增加
思路解析：气体体积缩小到原来的，相当于加压，若平衡不移动，各物质的浓度应为原来的2倍。现在C的浓度为原来的1.9倍，说明平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，C的体积分数减小。根据勒夏特列原理，m+n＜p。
答案：B
7.对于3Fe（s）+4H2O（g）Fe3O4（s）+4H2（g），反应的化学平衡常数的表达式为( )
A.K= B.K=
C.K= D.K=
思路解析：注意Fe和Fe3O4为固态，其浓度视为“1”，根据平衡常数表达式知D对。
答案：D
8.对于可逆反应A(g)+B(g) C(g)+Q，图2-17中表示的生成物C的百分含量(C%)与时间t的关系正确的是( )
图2-17
思路解析：温度高速率快，所以斜率大的直线应代表高温条件，排除A、D。反应A(g)+B(g)====C(g)+Q正向为放热反应，升温反应逆向移动，C%降低。
答案：C
9.在557 ℃时，密闭容器中进行下列反应CO+H2O（g）CO2+H2。若CO起始浓度为2 ml·L-1，水蒸气浓度为3 ml·L-1，达到平衡时，测得CO2的浓度为1.2 ml·L-1。求CO及H2O的转化率。
思路解析：在掌握起始浓度、转化率、平衡浓度之间的关系和正确理解转化率概念的基础上，抓住转化浓度，利用常规解题方法。
CO + H2O(气) CO2+H2
起始浓度(ml·L-1) 2 3 0 0
转化浓度(ml·L-1) 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡浓度(ml·L-1) 0.8 1.8 1.2 1.2
答案：CO的转化率=×100%=60%
H2O(气)的转化率=×100%=40%
我综合 我发展
10.某温度下，在密闭容器中发生如下反应：2M(g)+N(g)====2E(g)，若开始时只充入2 ml E气体，达平衡时，混合气体的压强比起始增大了20%；若开始时只充入3 ml M和1 ml N的混合气体，达到平衡时M的转化率为( )
A.<60% B．=40% C．< 40% D．>60%
思路解析：达到平衡时M的转化率为40%<α（M）<60%。
答案：A
11.一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g) 3C(g)，若反应开始时充入2 ml A和2 ml B，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是( )
A.2 ml C
B.2 ml A、1 ml B和1 ml He（不参加反应）
C.1 ml B和1 ml C
D.2 ml A、3 ml B和3 ml C
思路解析：本题主要考查有关化学平衡的相关问题。由于在等温等容的条件下，对于气体总体积不变的反应2A(g)+B(g)3C(g)，充入任意物质的量的C，都与充入2 ml A和1 ml B等效，且平衡时A的体积分数大于a％，A符合题意；而充入He时对所给化学平衡没有影响，则B选项中A的体积分数亦大于a％，而C、D皆相当于在2 ml A和1 ml B达到平衡的基础上，增大B的浓度使化学平衡向右移动，A的体积分数减小，故本题答案为A、B。
答案：AB
12.牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5（PO4）3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：
Ca5（PO4）3OH（s）5Ca2++3+OH-。
进食后，细菌和酶作用于食物，产生酸性物质，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是________________________________。
已知Ca5（PO4）3F（s）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因是________________________________。
思路解析：改变反应物或生成物的量都会使化学平衡发生移动，有机酸与OH-结合，平衡右移，牙齿受到腐蚀。同理，牙膏中配有的氟化物添加剂与Ca2+、结合，生成更坚硬的物质。
答案：生成的酸性物质能中和OH-，使平衡向脱矿方向移动，加速腐蚀牙齿 5Ca2++3+F-====Ca5（PO4）3F↓，加入Ca2+（或）
13.T ℃时,有甲、乙两个密闭容器,甲容器的体积为1 L,乙容器的体积为2 L,分别向甲、乙两容器中加入6 ml A和3 ml B ,发生了如下反应：3A（g）+bB（g）3C（g）+2D(g) ΔH< 0,后甲容器内的反应达到化学平衡，A的浓度为2.4 ml·L-1，B的浓度为1.8 ml·L-1；t min后乙容器达到化学平衡，B的浓度为0.8 ml·L-1。根据题目给的信息回答下列问题:
(1)甲容器中反应的平均速率v（B）=__________,化学方程式中计量系数b＝__________。
(2)乙容器中反应达到平衡所需要的时间t__________（填“大于”“小于”或“等于”）4 min，原因是_______________________________。
（3）T ℃时，在另一个体积与乙容器相同的丙容器中，为了使达到平衡时B的浓度仍然为0.8 ml·L-1，起始时，向容器中加入C、D的物质的量分别为3 ml 、2 ml，则还需加入A、B的物质的量分别是：______________________。
（4）若要使甲、乙两容器中B的平衡浓度相等，可以采取的措施是__________。
A.保持温度不变，增大甲容器的体积至2 L
B.保持容器体积不变，使甲容器降低温度
C.保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的A气体
D.保持容器压强都不变，向甲中加入一定量的B气体
思路解析：（1）反应前，甲容器中A的浓度为6 ml·L-1，4 min甲容器内的反应达到化学平衡后，A的浓度减少了3.6 ml·L-1，B的浓度减少了1.2 ml·L-1，根据反应速率的计算公式结合化学反应方程式中各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比，可求出v（B）=0.3 ml·L-1·min-1，b＝1。（2）乙容器的体积大于甲的，浓度小到达平衡的时间长。（3）根据等效平衡规律，在恒温恒容下，转化为同一反应方向的物质的物质的量和原来对应相等即可。3 ml C、2 ml D完全转化后生成3 ml A和1 ml B，还需3 ml A和2 ml B。（4）根据勒夏特列原理，结合等效平衡规律，可知A、B、C可行。
答案：（1）0.3 ml·L-1·min-1 1
（2）大于乙容器的体积大于甲容器的体积，反应物浓度减小，反应速率减慢，达到平衡所需要的时间就要长
（3）3 ml、2 ml （4）ABC
14.在某一容积为2 L的密闭容器内，加入0.8 ml 的H2和0.6 ml 的I2，在一定的条件下发生如下反应：
H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q(Q>0)
反应中各物质的浓度随时间变化情况如图2-18：

图2-18 图2-19 图2-20
（1）该反应的化学平衡常数表达式为______________________。
（2）根据图2-18数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)为____________________ 。
（3）反应达到平衡后，第8分钟时：
①若升高温度，化学平衡常数K_______________(填写增大、减小或不变)。
HI浓度的变化正确的是__________（用图2-19中a—c的编号回答）。
②若加入I2，H2浓度的变化正确的是__________（用图2-19中d—f的编号回答）。
（4）反应达到平衡后，第8分钟时，若把容器的容积扩大一倍，请在图2-20中画出8分钟后HI浓度的变化情况。
思路解析：（1）由平衡常数的计算公式得K=。（2）达平衡时，c（HI）=0.5 ml·L-1，T=3 min,根据化学反应速率公式v(HI)=0.167 ml·L-1·min-1。（3）该反应为放热反应，升温平衡左移，由K=分析可知，K减小，HI浓度的变化为c，加入I2，增加反应物会使另一反应物的转化率增大，H2浓度的变化为f。（4）把容器的容积扩大一倍，该反应为等体反应，平衡不移动，但浓度减小。
答案：（1）K=（2）0.167 ml·L-1·min-1 （3）①减小c ②f
（4）见下图
15.对于一般的可逆反应mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g），在一定温度下，达到化学平衡状态时，各物质的物质的量浓度有如下关系：=K，对于上述可逆反应在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用Qc=表示，则：
当Qc=K时，反应处于平衡状态；当Qc＜K时，反应向正反应方向进行；当Qc＞K时，反应向逆反应方向进行。分析所给信息，思考下面的问题:
在密闭容器中进行的如下反应：
2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）
SO2的起始浓度是0.4 ml ·L-1，O2的起始浓度是1 ml ·L-1。当SO2的转化率为80%时，反应达到平衡状态。
(1)求反应的平衡常数。
(2)若将平衡时反应混合物的压强增大1倍，平衡将如何移动？
(3)若平衡时反应混合物的压强减小1倍，平衡将如何移动？
(4)平衡时保持体积不变，向平衡混合气体中充入稀有气体Ar，使体系总压变为原来的3倍，平衡又将如何移动？
思路解析：
2SO2（g） + O2（g） 2SO3（g）
2 1 2
起始时 0.4 1 0
平衡时0.4（1－80%） 1－×0.4 0.4×80%
=0.08 ×80% =0.84=0.32
(1)平衡常数K=。
(2)压强增大1倍，各组分的浓度增大1倍，Qc=。
即Qc＜K，所以平衡向正反应方向移动。
(3)压强减小1倍，各组分的浓度也减小1倍。
Qc=
即Qc＞K，所以平衡向逆反应方向移动。
(4)保持体积不变，充入稀有气体Ar，尽管总压改变，但反应混合物各组分的浓度保持不变。Qc==K，所以平衡不发生移动。
答案：(1) (2)向正反应方向移动 (3)向逆反应方向移动 (4)不移动