化学选择性必修1第二节 化学平衡随堂练习题

微专题1　化学平衡图像

A级 必备知识基础练

1.(2022浙江宁波奉化区教师进修学校高二期末)如图中,表示2A(g)+B(g)2C(g)　ΔH<0这个可逆反应的正确图像为(　　)

2.(2021浙江绍兴柯桥区教师发展中心高二月考)在容积恒定的密闭容器中发生反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0,在温度为T1、T2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、C两点气体的颜色:A深,C浅

C.由状态B到状态A,可以用加热的方法

D.A、C两点气体的平均相对分子质量:A>C

3.(2020四川成都高二期中)在一密闭容器中有如下反应:aX(g)+bY(g)nW(g)　ΔH,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,作出了如图所示的曲线,其中w(W)表示W在反应混合物中的百分含量,t表示反应时间,1、2代表不同条件(“T”或“p”或“催化剂”)。其他条件不变时,下列分析可能错误的是(　　)

A.图Ⅰ可以表示不同温度对反应的影响,且T2>T1,ΔH<0

B.图Ⅱ可以表示不同压强对反应的影响,且p1>p2,n=a+b

C.图Ⅲ可以表示不同压强对反应的影响,且p1>p2,n>a+b

D.图Ⅱ可以表示在同温同压下催化剂对反应的影响,且1使用的催化剂效果更好

4.反应2A(g)C(g)+3D(g)　ΔH>0中,Y随温度、压强的变化如图所示,则Y为(　　)

A.正反应的反应速率

B.物质A的转化率

C.平衡体系中混合气体的密度

D.平衡体系中A的百分含量

5.(2020江西浔阳九江一中高二月考)向密闭容器中充入物质A和B,发生反应aA(g)+bB(g)cC(g),反应过程中,物质A的体积分数和C的体积分数随温度(T)的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.该反应在T1、T3温度时达到化学平衡

B.该反应的逆反应是放热反应

C.该反应在T2温度时达到化学平衡

D.升高温度,平衡会向正反应方向移动

6.(2021浙江台州书生中学高二月考)在密闭容器中进行反应:A(g)+3B(g)2C(g),下列有关说法错误的是(　　)

A.依据图A可判断p1>p2

B.在图B中,虚线可表示使用了催化剂时的变化情况

C.依据图C可判断正反应为放热反应

D.由图D中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化,可推知正反应吸热

B级 关键能力提升练

以下选择题中有一个或两个选项符合题目要求

7.对于可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH<0,下列各图正确的是(　　)

8.(2021山东济南长清第一中学高二月考)CH3OH是重要的化工原料,工业上用CO与H2在催化剂作用下合成CH3OH,其反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。按n(CO)∶n(H2)=1∶2向密闭容器中充入反应物,测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.p1<p2

B.该反应的ΔH<0

C.在C点时,CO转化率为75%

D.平衡常数:K(A)=K(B)

C级 学科素养拔高练

9.(2021河南新郑高二月考)硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196 kJ·mol-1。

回答下列问题:

(1)如果2 min内SO2的浓度由6 mol·L-1下降为2 mol·L-1,那么用O2浓度变化来表示的反应速率为　　　　　　　　,该反应的平衡常数的表达式为　　　　　　　　。 

(2)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a1)、图(a2)所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为

 　　　　                                                                                                          　　　　。 

图(a1)

图(a2)

图(b)

(3)在某容积可变的密闭容器中,通入相同物质的量的SO2(g)、O2(g),在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0 MPa、550 ℃时的α=　　　　,判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。影响α的因素有　　　　　　　　　　。 

微专题1　化学平衡图像

1.A　2A(g)+B(g)2C(g)正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,C的百分含量减小,A的转化率减小,故A正确、D错误;增大压强,正、逆反应速率均增大,故B错误;催化剂能加快反应速率,但不能使平衡发生移动,平衡时C的浓度应相同,故C错误。

2.C　由题图可知,A、C两点温度相同,C的压强大,则A、C两点的反应速率A<C,故A错误;A、C两点中C的压强大,与A相比C点平衡逆向移动,n(NO2)减少,由于增大压强减小体积起到主要作用,因此达到平衡仍比原平衡浓度大,平衡时C点NO2浓度比A的浓度高,则A、C两点气体的颜色:A浅,C深,故B错误;A、B两点压强相同,升高温度,化学平衡正向移动,NO2的体积分数增大,由题图可知,A点NO2体积分数大,则T1<T2,由状态B到状态A,可以用加热的方法,故C正确;A、C两点温度相同,C的压强大,增大压强,化学平衡逆向移动,C点时气体的物质的量小,混合气体的总质量不变,则平均相对分子质量大,即平均相对分子质量:A<C,故D错误。

3.C　根据“先拐先平数值大”知温度T2>T1,升高温度W含量减小,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0,故A正确;根据“先拐先平数值大”知压强p1>p2,增大压强W含量不变,说明反应前后气体体积相等,即a+b=n,故B正确;根据“先拐先平数值大”知压强p1>p2,增大压强W含量增大,平衡正向移动,则a+b>n,故C错误;催化剂只改变化学反应速率,不影响平衡移动,所以W含量不变,达到平衡时间越短,催化剂催化效果越好,根据题图知,催化剂1催化效果较好,故D正确。

4.B　温度一定时,增大压强,正反应的反应速率增大,故A不符合题意;温度一定时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,A的转化率降低;压强相等时,升高温度,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,故B符合题意;温度一定时,增大压强,则气体体积减小,根据公式ρ=,混合气体的密度增大,故C不符合题意;温度一定时,增大压强,A的百分含量增大,故D不符合题意。

5.C　根据图像可知,在T2温度之前,随着温度的升高,A的体积分数逐渐减小,是因为反应开始温度较低,随着温度的升高,反应速率加快,反应消耗的A增多,因此A的体积分数减小;在T2温度之后,A的体积分数增大,是因为T2时,反应达到化学平衡状态,升高温度,平衡向左移动,因此在T1温度时反应未处于平衡状态,T3温度时反应达到平衡状态,故A错误;该反应在T2温度时达到化学平衡,升高温度,平衡向左移动,则逆反应方向是吸热反应,故B、D错误,C正确。

6.D　据题图可知p1条件下先达到平衡,反应速率更快,所以p1>p2,该反应为气体体积减小的反应,压强越大C的百分含量越大,A正确;催化剂可以加快反应速率,缩短达到平衡所需时间,但不改变平衡转化率,B正确;据题图可知v(正)=v(逆)之后继续升高温度,v(正)<v(逆),所以平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,C正确;温度升高,混合气体的平均相对分子质量减小,说明气体的物质的量增大,则平衡逆向移动,正反应为放热反应,D错误。

7.A　升高温度,平衡向逆反应方向移动,SO3在反应混合物中的含量减小,与题图相符,故A正确;增大压强,正、逆反应速率均增大,与题图不相符,故B错误;催化剂能加快反应速率,但不改变化学平衡,有无催化剂SO2的转化率都不变,与题图不相符,故C错误;反应放热,升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡向逆反应方向移动,压强增大,与题图不相符,故D错误。

8.BC　300 ℃时,增大压强,平衡正向移动,CH3OH的体积分数增大,所以p1>p2,故A错误;由题图可知,压强一定时,升高温度,CH3OH的体积分数减小,平衡逆向移动,则该反应的ΔH<0,故B正确;设向密闭容器充入了1 mol CO和2 mol H2,CO的转化率为x,则

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始量/mol 1 2 0

变化量/mol x 2x x

平衡量/mol 1-x 2-2x x

在C点时,CH3OH的体积分数==0.5,解得x=0.75,故C正确;A、B处的温度不同,平衡常数与温度有关,故平衡常数不等,故D错误。

9.答案 (1)1 mol·L-1·min-1　K=

(2)2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)　ΔH=-351 kJ·mol-1

(3)0.975　该反应气体分子数减少,增大压强,α提高,5.0 MPa>2.5 MPa=p2,所以p1=5.0 MPa　温度、压强和反应物的起始浓度(组成)

解析 (1)由SO2浓度变化可求得:v(SO2)==2 mol·L-1·min-1,v(O2)=v(SO2)=1 mol·L-1·min-1。平衡常数K=。

(2)由题中信息可知:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH=-196 kJ·mol-1;②V2O4(s)+2SO3(g)

2VOSO4(s)　ΔH1=-399 kJ·mol-1;③V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)　ΔH2=-24 kJ·mol-1;

根据盖斯定律可知,反应2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)可由②-③×2得到,则ΔH=ΔH1-2ΔH2=(-399 kJ·mol-1)-(-24 kJ·mol-1)×2=-351 kJ·mol-1,所以该反应的热化学方程式为

2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)　ΔH=-351 kJ·mol-1。

(3)反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是一个气体体积减小的放热反应,故增大压强可以使化学平衡向正反应方向移动。因此在相同温度下,压强越大,SO2的平衡转化率越大,所以该反应在550 ℃、压强为5.0 MPa条件下的SO2的平衡转化率一定高于相同温度下、压强为2.5 MPa的,因此p1=5.0 MPa,由题图中数据可知,α=0.975。影响α的因素就是影响化学平衡移动的因素,主要有反应物(SO2和O2)的浓度、温度、压强等。