人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡第四课时测试题

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡第四课时测试题，共14页。试卷主要包含了将1，8 ml SO2＋0，0 ml SO2＋0等内容，欢迎下载使用。
第四课时　等效平衡和平衡图像
　必备知识基础练

1.将1.0 mol SO2气体和1.0 mol SO3气体混合于固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)，达到平衡时SO3为m mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于m mol的是(　　)
A.0.8 mol SO2＋0.15 mol O2＋0.2 mol SO3
B.2.0 mol SO2＋0.5 mol O2
C.1.0 mol SO2＋0.5 mol O2＋1.0 mol SO3
D.1.5 mol SO2＋0.5 mol O2＋0.5 mol SO3
2.已知2H(g)＋Y(g)⇌2I(g)反应，在t℃时，在一压强恒定的密闭容器中，加入4 mol H和2 mol Y反应，达到平衡后，Y剩余0.2 mol。若在上面的平衡体系中，再加入1 mol气态的Ⅰ物质，t℃时达到新的平衡，此时H物质的物质的量n(H)为(　　)
A.0.2 mol B．0.5 mol
C.0.6 mol D．0.8 mol
3.体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有2 mol SO2和1 mol O2，在相同温度下发生反应2SO2＋O2⇌2SO3，并达到平衡．在该过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率(　　)
A.等于p% B．大于p%
C.小于p% D．无法判断
4.将含1 mol NH3的密闭容器a加热，NH3分解为N2和H2并达到平衡，此时φ(NH3)＝x%。若在该容器中加入2 mol NH3后密封，加热至相同的温度，达到平衡，此时φ(NH3)＝y%，则x、y的正确关系为(　　)
A.x>y B．xc＋d　T1>T2　Qc＋d　T1T3
D.平均摩尔质量：M(a)c
B.达到平衡时，AB3的物质的量大小为：b>c>a
C.若T2>T1，则正反应一定是吸热反应
D.达到平衡时A2的转化率大小为：b>a>c
4.在一定温度下，改变反应物中n(SO2)，对反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)　ΔHKc>Ka
C.上述图像可以得出SO2的含量越高得到的混合气体中SO3的体积分数越高
D.a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高
5.现有下列四个图像：

下列反应中符合上述全部图像的是(　　)
A.N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1(Q1>0)
B.2SO3(g)⇌2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋Q2 kJ·mol－1(Q2>0)
C.4NH3(g)＋5O2(g)⇌4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－Q3 kJ·mol－1(Q3>0)
D.H2(g)＋CO(g)⇌C(s)＋H2O(g)　ΔH＝－Q4 kJ·mol－1(Q4>0)
6.在恒容条件下发生反应A(g)＋3B(g)⇌2C(g)(ΔH＜0)，改变其他反应条件，在Ⅰ，Ⅱ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是(　　)

A.第Ⅰ阶段用C表示的平衡前的反应速率v(C)＝0.1 mol/(L·s)
B.由第一次平衡到第二次平衡，可能采取的措施是从反应体系中移出产物C
C.第Ⅰ阶段的平衡常数KⅠ与第Ⅱ阶段平衡常数KⅡ的大小关系是：KⅠ>KⅡ
D.第Ⅰ阶段中B的平衡转化率αⅡ(B)＝0.019
7.为了探索外界条件对反应aX(g)＋bY(g)⇌cZ(g)的影响，以X和Y物质的量比为a∶b开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。以下判断正确的是(　　)

A.ΔH>0，a＋b>c
B.ΔH>0，a＋b0.004
B.平衡时，H2的转化率：丁>甲
C.平衡时，乙中H2的转化率等于20%
D.丙中条件下，该反应的平衡常数K＝4
3.硫酰氯(SO2Cl2)和亚硫酰氯(SOCl2)均是重要的化工试剂，遇水发生剧烈反应，常用作脱水剂．
已知：Ⅰ.SO2Cl2(g)⇌SO2(g)＋Cl2(g)　ΔH1＝＋471.7 kJ·mol－1　K1
Ⅱ.SO2(g)＋Cl2(g)＋SCl2(g)⇌2SOCl2(g)　ΔH2＝－477.3 kJ·mol－1　K2
(1)若在绝热、恒容的密闭容器中充入一定量的SO2Cl2(g)和SCl2(g)，发生反应：
SO2Cl2(g)＋SCl2(g)⇌2SOCl2(g)，下列示意图能说明t1时刻反应达到平衡状态的是________(填序号)。

(2)为研究不同条件对反应Ⅰ的影响。恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol SO2Cl2，经10 min反应Ⅰ达到平衡，测得10 min内v(SO2)＝8.0×10－3mol·L－1·min－1，则平衡时SO2Cl2的转化率α1＝________，保持其他条件不变，反应Ⅰ在恒压条件下进行，达到平衡时SO2Cl2的转化率为α2，则α2________α1(填“>”“0.5，A项正确；化学平衡是动态平衡，平衡状态时正逆反应速率不为零，B项错误；催化剂不改变反应物的平衡转化率，C项错误；若甲和丙为等效平衡，则n2＝0.25，但丙相对于甲是减小压强，平衡正向移动，所以n2>0.25，D项错误。
8．答案：A
解析：由于是等温等压下的平衡，所以只要满足氢气和氮气的物质的量之比是4∶1即可。
根据上述分析可知，＝，又因为放出热量46.2 kJ这说明反应中必须消耗氮气0.5 mol，即生成氨气是1 mol。因此平衡时容器中氨气的物质的量是3 mol，所以最初氮气的物质的量是2 mol×3＝6 mol，即x＋1＝6 mol，所以x＝5，则y＝21。故选A。
9．答案：D
解析：由题中表格信息可知，容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果；由于加压，化学反应速率加快，则v1＜v2；题给平衡右移，则α1(SO2)＜α2(SO2)，根据勒夏特列原理可得c2＞2c1，p1＜p2＜2p1；容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果，升高温度，化学反应速率加快，则v1＜v3；题给平衡左移，则α1(SO2)＞α3(SO2)，c1＞c3；由于温度升高，气体物质的量增加，故p3＞p1；对于特定反应，平衡常数仅与温度有关，温度升高，题给平衡左移，平衡常数减小，则K1＝K2＞K3；由以上分析可知c2＞2c1，A错误；由以上分析可知p1＜p2＜2p1，p1＜p3，则p2＜2p3，B错误；由以上分析可得结论v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)，C错误；因为c2＞2c1，c1＞c3，则c2＞2c3，若容器2的容积是容器1的2倍，则两者建立的平衡完全相同，根据平衡特点，此时应存在α1(SO2)＋α2(SO3)＝1，由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压，故α2(SO3)将减小，则α1(SO2)＋α2(SO3)＜1，结合α1(SO2)＞α3(SO2)，则α2(SO3)＋α3(SO2)＜1，D正确。
10．答案：B
解析：容器中投入1 mol N2、3 mol H2相当于投入2 mol NH3，如果投入4 mol NH3，且丙的体积是甲的2倍，则甲、丙是等效平衡，其平衡浓度相等，然后将丙容器体积缩小与甲相等时，相当于增大丙的压强，如果平衡不移动，则2C1＝C3，实际上平衡向正反应方向移动，所以2C1＜C3，故A错误；容器中投入1 mol N2、3 mol H2相当于投入2 mol NH3，则甲、乙是等效平衡，则甲放出的热量与乙吸收的热量之和为92.4 kJ，a＋b＝92.4，故B正确；容器中投入1 mol N2、3 mol H2，相当于投入2 mol NH3，则甲、乙是等效平衡，平衡时压强相等；丙中相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，导致丙中物质的量之和小于甲、乙的二倍，所以其压强存在p3＜2p2＝2p1，故C错误；丙容器反应物投入量4 mol NH3，是乙的二倍，若平衡不移动，转化率α1＋α3＝1，实际上丙相当于增大压强，导致平衡向正反应方向移动，抑制氨气转化，所以a1＋a3＜1，故D错误。
11．答案：D
解析：由图中反应速率的变化可知，t1时改变条件，正反应速率连续变化，而逆反应速率突增，说明t1时改变的条件为增加了生成物的浓度，如增加C的浓度等，反应向逆反应方向移动，C的百分含量降低，A的转化率也降低；t3时改变条件后，正逆反应速率同等程度的增大，而该反应为前后气体体积不变的反应，所以t3时改变的条件为加入了催化剂或增大了体系压强，平衡不移动；t4时正逆反应速率同等程度的减小，说明t4时改变的条件为减小了体系压强，平衡不移动；根据反应方程式可知该反应正反应为放热反应，t5时改变条件后，正逆反应速率均发生突增，且逆反应增大的更多，所以t5时改变的条件为升高温度，平衡向逆向移动，A的转化率进一步减小， C的百分含量也减小；因此t6～t7阶段A的转化率最小，t0～t1阶段C的百分含量最大。
由上述分析可知，t0～t1阶段， C的百分含量最大，故A错误；t6～t7阶段A的转化率最小，故B错误；t3时改变条件后，正逆反应速率同等程度的增大，而该反应为前后气体体积不变的反应，所以t3时改变的条件为加入了催化剂或增大了体系压强，故C错误；根据反应方程式可知，该反应正反应为放热反应，t5时改变条件后，正逆反应速率均发生突增，且逆反应增大的更多，所以t5时改变的条件为升高温度，故D正确。
12．答案：D
解析：反应为气体分子数增大的反应，增大压强，反应速率加快，平衡逆向移动，氨的转化率降低，A正确；催化剂只加快反应速率，但不影响平衡，有无催化剂氨的转化率相同，B正确；增大压强，反应速率加快，平衡逆向移动，NO的产率降低，C正确；反应为放热反应，升高温度反应速率加快，平衡逆向移动，水的含量应减少，D错误。
13．答案：C
解析：由左图可知T1＜T2，升高温度生成物浓度降低，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应放热，Q＜0；由右图可知增大压强，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，则a＋b＞c＋d，故选C。
关键能力综合练
1．答案：A
解析：从c点到a点，转化率增大，平衡正向移动，该反应是放热反应，说明是降温，即T3>T2>T1，因此平衡常数：K(a)>K(c)，b、d点温度相同，平衡常数：K(b)＝K(d)，故A正确；根据A选项得到T3>T2>T1，因此正反应速率：v(a)v(d)，故B错误；根据A选项分析得到温度：T3>T2>T1，故C错误；从c点到a点，CO转化率增大，平衡正向移动，气体物质的量减小，平均摩尔质量增大，因此平均摩尔质量：M(a)>M(c)，b点压强大于d点，压强增大，平衡正向移动，气体物质的量减小，平均摩尔质量增大，因此平均摩尔质量：M(b)>M(d)，故D错误。
2．答案：C
解析：升高温度，NO浓度增大，平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向为放热反应，故A错误；该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，因此K2＜K1，故B错误；在T2℃时，若反应体系处于状态D，D向平衡方向移动，浓度减低，则为正向移动，因此v正＞v逆，故C正确；该反应是等体积反应，B、D温度相同，物质的量相同，因此p(D)＝p(B)，C、D物质的量相等，温度C大于D点，因此压强p(C)＞p(D)，故D错误。
3．答案：C
解析：由图可知，B2起始相同时，T2对应的AB3的含量大，则若该正反应为吸热反应，则T2＞T1，若该正反应为放热反应，则T2＜T1；由图可知B2越大，达到平衡时A2的转化率越大，且b点AB3的体积分数最大，则反应物的物质的量之比接近等于化学计量数之比，以此来解答。
根据图像可知，a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大，则反应物的浓度依次增大，反应速率依次增大，反应速率c＞b＞a，A错误；对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增多，所以达到平衡时，AB3的物质的量大小为：c＞b＞a，B错误；若T2＞T1，由图像可知，当B2的物质的量相同时，温度升高生成物AB3的物质的量增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，C正确；由图像可知，a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大，对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，则另一种反应物的转化率增大，则达到平衡时A2的转化率大小为：c＞b＞a，D错误。
4．答案：D
解析： 图像的横坐标是起始时n(SO2)，纵坐标是平衡时SO3的体积分数，因此，曲线是平衡线，线上的每个点均为平衡点，A项错误；对于一个指定的反应，其平衡常数只受温度的影响，上述反应在一定温度下进行，因此，a、b、c三点的平衡常数相等，B项错误；由图像知，随起始时n(SO2)的增大，平衡时SO3的体积分数先逐渐增大、后又逐渐减小，C项错误；增加一种反应物的用量，可以提高另一反应物的转化率，而本身转化率降低，因此a、b、c三点中，n(SO2)逐渐增大，平衡时SO2的转化率逐渐减小，a点时SO2的转化率最高，D项正确。
5．答案：B
解析：图a，温度不变的情况下增大压强，生成物的浓度减小，说明平衡逆移，则正反应为气体分子数增大的反应；压强不变的情况下，升高温度，生成物浓度增大，说明平衡正移，则正反应为吸热反应；图b，升高温度生成物浓度变大，说明正反应为吸热反应；图c，温度不变的情况下增大压强，平均相对分子质量增大，说明增大压强平衡往气体分子数减小的方向进行；压强不变的情况下，升高温度，平均相对分子质量减小，说明平衡向气体分子数增大的方向进行，且此方向为吸热反应；图d，增大压强v逆>v正，平衡向逆方向进行。综上所述反应2SO3(g)⇌2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋Q2 kJ·mol－1(Q2>0)符合条件。故选B。
6．答案：B
解析：根据化学方程式可知，第Ⅱ阶段C是从0开始的，瞬间A、B浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C，由此分析。
由图可知，第Ⅰ阶段20 min到达平衡，平衡时Δc(C)＝2 mol·L－1，故v(C)＝＝0.1 mol/(L·min)，故A错误；第Ⅱ阶段C是从0开始的，瞬间A、B浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C，即减少生成物浓度，故B正确；平衡常数只受温度影响，第Ⅰ阶段与第Ⅱ阶段的温度相同，故平衡常数KⅠ＝KⅡ，故C错误；由图可知，第Ⅰ阶段平衡时Δc(B)＝6 mol·L－1－3 mol·L－1＝3 mol·L－1，故第Ⅰ阶段中B的平衡转化率αⅡ(B)＝×100%＝50%，故D错误。
7．答案：C
解析：据图可知当压强一定时，温度越低Z的物质的量分数越高，说明降低温度平衡正向移动，则该反应为放热反应，ΔHc，故选C。
8．答案：B
解析：n点未达到平衡，v正>v逆，A正确；m点温度低且产物浓度小，m点v逆小于q点v逆，B错误；p点后，反应达到平衡，升高温度化学平衡逆向移动，转化率下降，C正确；由图知，480～520℃范围内反应物的转化率较高，D正确。
9．答案：(1)①③⑤　各组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度、物质的量分数、质量分数、体积分数　(2)Q2＋Q3＝Q1
解析：(1)恒温恒容下，对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即ΔV≠0的体系)，改变起始加入物质的物质的量，等价转化后，如通过可逆反应的化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相等，即对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同，则达平衡后与原平衡等效，①③⑤互为等效平衡；互为等效平衡的反应达到平衡后，各组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度、物质的量分数、质量分数、体积分数相同；(2)反应①与反应⑤是等效平衡，因此反应①放出的热量与反应⑤吸收的热量之和为该反应的反应热，即Q2＋Q3＝Q1。
10．答案：＜　＜
解析：丙为氨的分解是气体体积增大的反应，所以丙恒温恒压，体积变大，甲恒温恒容，体积不变，所以，V甲＜V丙；合成氨是放热反应，其逆反应氨气分解就是吸热的，乙绝热容器，丙恒温，所以乙反应后比丙温度低，向吸热方向进行的程度小，平衡时乙中氨气浓度比丙高，氮气和氢气浓度比丙低，K丙＜K乙。
学科素养升级练
1．答案：D
解析：根据图像，①最先达到化学平衡，故①的速率最快，说明①对应的是最高温度348 K，温度升高，平衡时转化率增大，说明正向是吸热的，所以ΔH＞0，A错误；348 K时，设初始投入为1 mol，则有：
　　　　　　CH3COOCH3(l)　＋　C6H13OH(l)　　CH3COOC6H13(l)＋CH3OH(l)
起始量(mol) 1 1 0 0
转化量(mol) 0.64 0.64 0.64 0.64
平衡量(mol) 0.36 0.36 0.64 0.64
设溶液体积为V
平衡常数K＝＝＝3.16，B错误；根据v正＝k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)，v逆＝k逆·x(CH3COOC6H13)·x(C6H13OH)，A点x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)大，温度高，因此A点v正最大，C错误；k正、k逆是温度的函数，根据平衡移动的规律，k正受温度影响更大，因此温度升高，k正增大的程度大于k逆，因此，值最大的曲线是①，D正确。
2．答案：A
解析：对比甲容器，乙容器中增大碘的浓度，平衡正向移动，碘化氢的浓度增大，丙容器中氢气的浓度增大，平衡正向移动，碘化氢的浓度增大，乙中碘与丙中氢气转化率相同，故：HI的平衡浓度：a＝b>0.004，选项A正确；恒温恒容，丁与甲相比，各物质浓度增大一倍，为等效平衡，转化率相同，选项B错误；甲容器中氢气的转化率为：×100%＝20%，乙中增大碘的浓度，氢气的转化率增大，大于20%，选项C错误；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故可以根据甲容器计算丙中条件下的平衡常数。
　　　　　　　H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)
起始浓度(mol/L)　0.01　　0.01　　　0
改变浓度(mol/L) 0.002 0.002 0.004
平衡浓度(mol/L) 0.008 0.008 0.004
K＝＝0.25
选项D错误。答案选A。
3．答案：(1)bd
(2)80%　>
解析：(1)a.正反应速率一开始逐渐增大，说明该反应正反应是个放热反应，温度升高，反应速率加快，但正反应速率最大时并不是达到平衡时，故a图不能说明t1时刻达到平衡，a不合题意；虽然反应SO2Cl2(g)＋SCl2(g)⇌2SOCl2(g)前后气体的体积不变，但由于是绝热恒容密闭容器，反应过程中容器的压强一直在变化，t1时刻后不变了，说明达到平衡了，b符合题意；化学平衡的特征是正逆反应速率相等，各物质的物质的量、物质的量浓度或者百分含量不变，而不是相等或成比例，t1时刻是SOCl2和SCl2的物质的量相等，t1后二者的量还在变化，故t1时刻并未达到平衡，c不合题意；t1时刻后，SO2Cl2的转化率不再改变，说明反应达到平衡状态，d符合题意；(2)为研究不同条件对反应Ⅰ的影响，恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol SO2Cl2，经10 min反应Ⅰ达到平衡，测得10 min内v(SO2)＝8.0×10－3 mol·L－1·min－1，根据反应方程式可知SO2Cl2(g)⇌SO2(g)＋Cl2(g)，10 min内SO2Cl2的反应速率v(SO2Cl2)＝8.0×10－3mol·L－1·min－1，故10 min内SO2Cl2的变化的物质的量为：Δn(SO2Cl2)＝8.0×10－3mol·L－1·min－1×10 min×2 L＝0.16 mol，则平衡时SO2Cl2的转化率α1＝×100%＝×100%＝80%，保持其他条件不变，反应Ⅰ在恒压条件下进行，由于反应是从正反应开始的，随着反应的进行，气体体积增大，相当于对原来恒温恒容气体增大体积，减小压强，平衡正向移动，故SO2Cl2的转化率增大，达到平衡时SO2Cl2的转化率为α2，则α2＞α1。
4．答案：(1)W>Y＝Z　Z> Y >X
(2)1 600　a>0.01
解析：(1)由图可知，XYZ的温度相同，则K值相同；比较WX可知，NO、CO的起始物质的量比相同时，W的二氧化碳含量更高，则K值更大，故W、Y、Z三点的平衡常数的大小关系为： W>Y＝Z；X、Y、Z三点中NO、CO的起始物质的量比逐渐变大，增加一氧化氮含量利于提高一氧化碳的转化率，故CO的转化率由大到小的顺序是Z> Y >X。(2)T1℃时，在1 L密闭容器中，0.1 mol CO和0.1 mol NO，达到Y点时，测得NO的浓度为0.02 mol·L－1
　　　　　　　2CO(g)＋2NO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)
起始量(mol·L－1) 0.1 0.1 0 0
变化量(mol·L－1) 0.08 0.08 0.04 0.08
平衡量(mol·L－1) 0.02 0.02 0.04 0.08
则此温度下平衡常数K＝＝1 600。若此温度下，某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0.01 mol·L－1、a mol·L－1、0.01 mol·L－1、0.04 mol·L－1，要使反应向正方向进行，则Q