第二章第二节化学反应平衡同步练习（含解析）2023-2024学年上学期高二化学（人教版）选择性必修第一册

第第页第二章第二节化学反应平衡同步练习（含解析）2023——2024学年上学期高二化学（人教版）选择性必修第一册第二章第二节化学反应平衡同步练习

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一、选择题

1．80℃时，2L密闭容器中充入0.40molN2O4，发生反应N2O42NO2ΔH=+QkJ·mol－1(Q>0)，获得如表数据：

时间/s020406080100

c(NO2)/mol·L－10.000.120.200.260.300.30

下列判断正确的是

A．当温度不变时增大压强，该反应的平衡常数K减小

B．0~40s内，N2O4的平均反应速率为0.005mol·L－1·s－1

C．反应达平衡时，放出的热量为0.30QkJ

D．100s后升高温度，体系颜色变深

2．在1L密闭容器中充入0.2molCl2和0.3molNO，不同温度下发生反应Cl2(g)+2NO(g)2ClNO(g)ΔHT2>T3

B．实验Ⅱ相比实验Ⅰ、Ⅲ，除温度不同外还可能使用了催化剂

C．NO和Cl2的物质的量之比保持不变时，反应达到平衡状态

D．实验Ⅲ25min内用NO表示的反应速率为0.004mol/(L·min)

3．下列叙述及解释正确的是

A．，在达到平衡后，保持压强不变，充入O2，平衡向左移动

B．，在达到平衡后，对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施，因为平衡不移动，故体系颜色不变

C．，在达到平衡后，加入碳，平衡向正反应方向移动

D．H0，在密闭容器中达到平衡，平衡后=a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时=b，下列叙述正确的是

A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则ab

11．在某密闭容器中发生可逆反应。当其他条件不变时，C的体积分数与温度和压强的关系如图所示，下列说法不正确的是

A．p1C．x≥1D．T1>T2

12．向体积均为的两恒容容器中分别充入和发生反应：，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是

A．B．气体总物质的量：

C．点平衡常数：D．反应速率：

13．以下图像和叙述错误的是

A．图甲：该图像表示的反应方程式为2A=3B+C，反应速率v(A)=0.4mol/(Ls)

B．图乙：某温度下发生反应：，t1时刻改变的条件可以是加入催化剂

C．图丙：对图中反应升高温度，该反应平衡常数增大

D．图丁：对于反应：，

14．某恒容密闭容器中，只改变温度(T)或压强(p)，水蒸气百分含量随时间的变化趋势符合下图所示的反应是

A．

B．

C．

D．

15．德国化学家弗里茨·哈伯因合成氨工业化而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1molN2和3molH2，在一定条件下使该反应发生。下列说法正确的是

A．若生成3molH-H键的同时生成6molN-H键，说明该反应已处于平衡状态

B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等

C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的反应速率之比为1：3：2

D．达到化学平衡时，正反应和逆反应速率都为零

二、实验题

16．化学是一门以实验为基础的自然科学，根据已有实验知识回答下列问题：

Ⅰ．右图是某实验小组改进的中和反应反应热测定实验装置。组装仪器后，先在塑料瓶中加入50mL盐酸，然后通过注射器注入50mLNaOH溶液，通过测定反应过程中所放出的热量可计算反应热。回答下列问题：

(1)塑料瓶外泡沫板的作用是，缺少的仪器是。

(2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是，又知中和反应后生成溶液的比热容，为了计算中和热，某学生记录实验数据如下：

依该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热(结果保留一位小数)。

实验序号起始温度/℃终止温度/℃

盐酸氢氧化钠溶液混合溶液

120.020.223.4

220.220.423.8

320.320.525.6

(数据处理时取盐酸和氢氧化钠溶液的平均值记为反应前体系起始温度)

Ⅱ．实验室经常用量气法测量化学反应的速率。

(3)图2与图1相比的优点是。

(4)也可以将图1中的注射器改为连通器如图3，为了准确地测量H2的体积，在读取反应后甲管中液面的读数时，应注意(填写序号)。

a．视线与凹液面最低处相平

b．等待片刻，待乙管液面不再上升时读数

c．读数时应上、下移动乙管，使甲、乙两管液面相平

d．反应结束立即读数

(5)若想用图3测定二氧化碳的体积，结合平衡移动理论，为了减小误差，乙管中应盛放(填试剂名称，已知：，)。

17．草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O，相对分子质量为180)呈淡黄色，可用作照相显影剂。某实验小组对其进行了一系列探究。

I．采用如下装置(可重复选用)进行实验探究纯净草酸亚铁晶体受热分解的产物。

(1)装置D的名称为，作用是。

(2)按照气流从左到右的方向，上述装置的连接顺序为a→→d→e→b→c→尾气处理装置(填仪器接口的小字母编号)。

(3)能证明分解产物中存在CO的现象是。

II．将54.0g草酸亚铁晶体在氮气的氛围中加热分解，得到分解产物的热重曲线(样品质量随温度的变化情况)如图所示：

(4)B点时，固体只含有一种铁的氧化物，则所得固体的化学式为。

Ⅲ．文献表明：相同条件下，草酸根(C2O)的还原性强于Fe2+。为检验这一结论进行以下实验。

资料：ⅰ．草酸(H2C2O4)为二元弱酸。

ⅱ．三水三草酸合铁酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O为翠绿色晶体，光照易分解。其水溶液中存在：[Fe(C2O4)3]3Fe3++3C2OK＝6.3×1021

通过Fe3+和C2O在溶液中的反应比较Fe2+和C2O的还原性强弱

操作现象

在避光处，向10mL0.5molL-1FeCl3溶液中缓慢加入0.5molL-1K2C2O4溶液至过量，搅拌，充分反应后，冰水浴冷却，过滤得到翠绿色溶液和翠绿色晶体

(5)取实验中的少量晶体洗净，配成溶液，滴加KSCN溶液，不变红。继续加入硫酸，溶液变红。加硫酸后溶液变红的原因是。

(6)经检验，翠绿色晶体为K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。请设计实验，确认实验中没有发生氧化还原反应的操作和现象是。

三、原理综合题

18．温室气体让地球“发烧”，倡导低碳生活，是一种可持续发展的环保责任，通过化学、生物等方法将其转化为更具附加值的能源、化工原料和精细化学品成为目前研究热点。回答下列问题：

(1)通过使用不同的新型催化剂，实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚(CH3OCH3)也有广泛的应用。

反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

反应Ⅲ：

则。

(2)一定条件下，的反应历程如图1所示。该反应的块反应速率由第(填“1”或“2”)步决定。

(3)向2L恒容密闭容器中充入和，在一定条件下，仅发生上述反应Ⅰ；在甲、乙两种不同催化剂的作用下，反应时间均为时，测得甲醇的物质的量分数随温度的变化如图2所示。

①相同温度下，催化剂效果更好的是(填“甲”或“乙”)；下，甲醇的平均反应速率为。

②和下，平衡常数：(填“>”、“、T2>T3，故A正确；

B．由以上分析可知T1>T2，但T2对应的速率比T1快，可知除温度不同外还可能使用了催化剂使得速率加快，故B正确；

C．NO和Cl2的起始物质的量之比为3：2，变化量之比为2：1，则反应过程中NO和Cl2的物质的量之比始终发生改变，当保持不变时，反应达到平衡状态，故C正确；

D．根据已知条件列三段式：

，x=0.1，NO表示的反应速率为mol/(L·min)；

故选：D。

3．A

【详解】A．保持压强不变，充入氧气，容器的体积增大，组分浓度减小，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，故A正确；

B．增大容积，减小压强，随着平衡不移动，但组分浓度减小，混合气体颜色变浅，故B错误；

C．碳为固体，浓度视为常数，加入碳，平衡不移动，故C错误；

D．缩小容器的体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，但组分浓度比原平衡大，气体颜色比原平衡时深，故D错误；

答案为A。

4．A

【详解】A．由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，而图d显示a比b达到平衡时所需时间短，但B%相同，故曲线a一定增加了催化剂，A正确；

B．由图b可知：在温度不变时，增大压强，C%增大，说明增大压强，化学平衡正向移动。根据平衡移动原理：增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动，故该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以m+n＞p，B错误；

C．图c是绝热条件下速率和时间的图象，根据图象的反应速率可知该反应的正反应是放热反应，C错误；

D．温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短。根据图a可知：温度为T1时比温度为T2时先达到平衡，说明温度：T1＞T2，升高温度，C%降低，说明升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，故该反应的逆反应是吸热反应，D错误；

故合理选项是A。

5．C

【分析】本题通过重铬酸钾溶液中存在的颜色的变化，验证了化学化学平衡与温度、浓度的关系，同时验证了重铬酸根离子的强氧化性，以此解题。

【详解】A．加热橙色加深，说明c(Cr2O)增大，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正向为放热反应，A正确；

B．试剂是KOH溶液，该试剂能与氢离子反应，降低生成物浓度，平衡正向移动，CrO浓度增大，现象是溶液变黄，B正确；

C．加入浓硫酸，不但增加氢离子浓度平衡逆向移动的情况，同时考虑浓硫酸溶于水放出大量的热的情况，浓硫酸溶于水放出大量的热，平衡也会逆向移动，C错误；

D．溶液橙色加深，说明溶液中Cr2O浓度增大，Cr2O具有强氧化性，可以被乙醇还原为绿色的Cr3+，故加入乙醇后，溶液由橙色变为绿色，D正确；

故选C。

6．A

【详解】A．工业酒精中加入生石灰，生石灰与水反应生成熟石灰，再经过蒸馏可得到无水乙醇，A正确；

B．检验淀粉是否水解，因为使用了稀硫酸作催化剂，因此加入银氨溶液前需要先加入NaOH将混合液调整为碱性，B错误；

C．2Fe3++2I-=2Fe2++I2，铁离子和碘离子按照1：1进行反应，该实验中铁离子过量，无论铁离子与碘离子的反应是否可逆，都会有铁离子剩余，加入KSCN溶液一定会变红，C错误；

D．氯化铝熔融状态下不会电离，通常用电解熔融氧化铝的方式冶炼铝，D错误；

故答案选A。

7．B

【详解】A．温度低于T2，催化剂1的效率高，温度高于T2，催化剂2的效率高，因此温度不同，不能比较催化剂的效率，A错误；

B．若A点达到平衡，B点温度升高，平衡转化率应下降，不符合题意，因此A点时，反应一定未达到平衡，B正确；

C．C点时用水蒸气表示速率为v(H2O)==0.01mol·L-1·min-1，C错误；

D．增大压强，可增大反应速率，D错误；

故选B。

8．C

【详解】A．根据图像，反应①活化能小，反应①速率快，含量先增大后减小，故A错误；

B．反应①、反应②，根据盖斯定律①+②得合成尿素总反应的，故B错误；

C．反应①放热、反应②吸热，降低温度，反应①正向移动、反应②逆向移动，可分离得到含量更高的，故C正确；

D．总反应放热，升高温度，不利于提高尿素的平衡产率，故D错误；

选C。

9．B

【详解】A．由图像可知，2min时N2O3物质的量变化为2mol、NO2的物质的量变化为2mol，N2O3、NO2系数比为1：1，根据元素守恒，X为NO，A错误；

B．0~2min内N2O3物质的量变化为2mol，所以0~2min用N2O3表示的反应速率为1mol·min-1，B正确；

C．第2min时NO2的浓度小于第4min时NO2的浓度，所以第2min时逆反应速率小于第4min时逆反应速率，C错误；

D．N2O3是固体，第4min时，保持温度和容积不变，向容器中再加入N2O3，平衡不移动，混合气体颜色不变，D错误；

故选B。

10．B

【详解】A．恒容充入B气体相当于增大压强，B的体积分数增大，故a>b，A错误；

B．反应前后气体系数不同，只有使用催化剂，平衡不移动，a=b，B正确；

C．正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，a>b，C错误；

D．恒温恒压下，充入惰性气体，相当于扩大容器容积，减小压强，平衡逆向移动，aT2，由纵坐标可知温度升高C的百分含量降低，则说明升高温度平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为放热反应，B正确；

C．由A的分析可知p1D．由B的分析可知T1>T2，D正确；

故选C。

12．C

【详解】A．该反应为气体体积减小的反应，则反应中气体压强会减小，由图可知，绝热容器甲中，气体压强先增大后减小，说明反应过程中反应温度升高，该反应为焓变小于0的放热反应，故A错误；

B．由图可知，a点和c点的气体压强相等，该反应为气体体积减小的放热反应，若a点和c点的气体总物质的量相等，绝热容器甲中反应温度大于恒温容器乙，气体压强大于恒温容器乙，所以容器甲中气体总物质的量小于容器乙，故B错误；

C．由图可知，a点反应达到平衡，气体压强为p，该反应为气体体积减小的放热反应，则绝热容器甲中平衡时的反应温度大于起始反应温度，由起始压强为2p可知，平衡时气体的总物质的量小于3mol×=1.5mol，设平衡时生成Z的浓度为amol/L，由题意可建立如下三段式：

由三段式数据可得：3—2a＜1.5，解得a＞0.75，则反应的平衡常数K＞=12，故C正确；

D．该反应为气体体积减小的放热反应，则相同时间时绝热容器甲中反应温度大于恒温容器乙，温度越高，反应速率越快，则点反应速率大于b点，故D错误；

故选C。

13．A

【详解】A.图甲中根据该变量之比等于计量系数之比得到该图象表示的反应方程式为，甲中容器体积未知，无法计量A的反应速率，故A错误；

B.图乙：某温度下发生反应：，根据图中信息得到t1时刻改变的条件可能是加入催化剂，可能是加压，故B正确；

C.图丙：对图中反应升高温度，正反应增大的速率大于逆反应增大的速率，说明平衡正向移动，该反应是吸热反应，升高温度，该反应平衡常数增大，故C正确；

D.图丁：根据“先拐先平数值大”原理可知，升温温度，C%降低，则升高温度平衡向逆向移动，所以上述反应正反应为放热反应。根据下面两根曲线得到P2＞P1，从下到上，增大压强，C%增大，说明正向移动，即正向是体积减小的反应，即，故D正确。

综上所述，答案为A。

14．C

【详解】A．由左图可知，，升高温度，平衡向吸热方向移动，水蒸气百分含量应增大，选项A与左图不符；

B．由左图可知，，升高温度，平衡向吸热方向移动，水蒸气百分含量应增大，选项B与左图不符；

C．由图可知，，增大压强，平衡向体积减小方向移动，选项C与图相符；

D．由图可知，，增大压强，平衡向体积减小方向移动，选项D与右图不符；

答案选C。

15．A

【详解】A．生成3molH-H键的同时生成6molN-H键，表示反应进行方向相反，且反应速率符合各物质计量数之比，故A正确；

B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度可能相等，也可能不相等，与各物质初始浓度有关，故B错误；

C．反应过程中的任意时刻，N2、H2和NH3的反应速率之比都为1：3：2，故C错误；

D．达到化学平衡时，正反应和逆反应速率相等且不等于零，故D错误；

答案选A。

16．(1)保温隔热，防止热量的损失环形玻璃搅拌棒

(2)-55.2kJ/mol

(3)可以控制反应的发生与停止

(4)ac

(5)饱和NaHCO3溶液

【详解】（1）塑料瓶外泡沫板的作用是保温隔热，防止热量的损失，本实验装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒，故答案为：保温隔热，防止热量的损失；环形玻璃搅拌棒；

（2）实验1的起始温度T1的平均值为20.1℃，T=T1-T2=3.2℃，实验2的起始温度T1的平均值为20.3℃，T=T1-T2=3.4℃，实验3的起始温度T1的平均值为20.4℃，T=T1-T2=5.1℃，由于实验3误差较大，忽略，则平均温差为3.3℃，生成水的物质的量为0.025mol，中和热ΔH=-=-=-≈-55.2kJ/mol，故答案为：-55.2kJ/mol；

（3）由题干装置图可知，图2可以通过拉伸铜丝来控制反应的发生与停止，故图2与图1相比的优点是可以控制反应的发生与停止，故答案为：可以控制反应的发生与停止；

（4）为了较准确地测量氢气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读取反应前后甲管中液面的读数，求其差值的过程中，应注意：①读数时要调节图3中甲、乙的液面使其同一高度；②读数时视线要与凹液面最低处相平，据此分析解题：

a．视线与凹液面最低处相平，以保证读数准确，a符合题意；

b．等待片刻，待乙管液面不再上升时读数，还需调节甲、乙两管液面相平再读数，b符合题意；

c．读数时应上、下移动乙管，使甲、乙两管液面相平，以保证内外压强一致，以保证气体的体积更加准确，c符合题意；

d．反应结束立即读数，由于反应放热，里面气体膨胀，此时读数不准确，d不合题意；

故答案为：ac；

（5）根据已知，，用图3测定二氧化碳的体积，结合平衡移动理论，为了减小误差，即需使得上述平衡逆向移动，以保证尽可能多的将CO2排出，则乙管中应盛放饱和NaHCO3溶液，故答案为：饱和NaHCO3溶液。

17．(1)(球形)干燥管检验分解产物是否有水

(2)g→f→b→c→h→i(或i→h)

(3)装置C硬质试管中固体由黑变红，第二个连接的澄清石灰水装置出现白色浑浊

(4)Fe3O4

(5)溶液中存在平衡：[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O，加入硫酸后，H+与C2O结合可使平衡正向移动，c(Fe3+)增大，遇KSCN溶液变红

(6)取少量实验中的翠绿色溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀

【分析】草酸亚铁晶体在装置A中受热分解，生成的气体通过D装置中的无水硫酸铜检验是否有水生成，通过B装置中的澄清石灰水检验二氧化碳的生成，通过E装置，碱石灰干燥气体后通入装置C中，CO和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，再通过装置B检验生成的二氧化碳气体，最后进行尾气处理。

【详解】（1）由图可知，装置D的名称为(球形)干燥管；由分析可知，装置D的作用为检验分解产物是否有水；

（2）通过分析可知，装置连接顺序为A→D→B→E→C→B→尾气处理装置，则按照气流从左到右的方向，上述装置的连接顺序为a→g→f→b→c→h→i→d→e→b→c→尾气处理装置或a→g→f→b→c→i→h→d→e→b→c→尾气处理装置；

（3）若气体中含有CO，碱石灰干燥气体后通入装置C中，CO和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，再通过装置B检验生成的二氧化碳气体，则能证明分解产物中存在CO的现象是装置C硬质试管中固体由黑变红，第二个连接的澄清石灰水装置出现白色浑浊；

（4）B点时，固体只含有一种铁的氧化物，草酸亚铁晶体受热分解后，Fe元素的物质的量不变，则n(Fe)=，生成的铁的氧化物中Fe元素的质量为，则氧化物中O元素的物质的量为n(O)=，n(Fe)：n(O)=3:4，则该氧化物为Fe3O4；

（5）溶液中存在平衡：[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O，加入硫酸后，H+与C2O结合可使平衡正向移动，溶液中c(Fe3+)增大，遇KSCN溶液变红；

（6）确认实验中没有发生氧化还原反应，则溶液中不含Fe2+，取少量实验中的翠绿色溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀，说明溶液中不含Fe2+，实验中没有发生氧化还原反应。

18．(1)

(2)1

(3)甲>

(4)的实验转化率未达到平衡转化率温度升高，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅲ正向移动，当温度高于260℃时，反应Ⅲ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度在该条件下反应Ⅰ的速率大于反应Ⅲ，单位时间内生成甲醇的量比生成的量多

【详解】（1）由盖斯定律可得：反应Ⅰ×2＋反应Ⅱ=目标方程，则；

（2）由图示1可知，能垒：过渡态1>过渡态2，能垒越大反应速率越小，化学反应的决速步是由反应速率慢的一步所决定，则一定条件下，的反应速率由第1步决定的，故答案为：1；

（3）①在前，相同温度下，甲醇的物质的量分数：催化剂甲>催化剂乙，则相同温度下，催化剂效果：催化剂甲>催化剂乙；设内甲醇的变化量为，则有三段式：

有，解得，所以甲醇的平均反应速率为，故答案为：甲；；

②反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动；由2可知，即平衡常数，故答案为：>；

③设甲醇的物质的量的变化量为，则由三段式

有：，解得，则平衡后气体的总物质的量(平)，反应前气体的总物质的量(前)；由阿伏伽德罗定律的推论可知，解得；平衡时各物质的分压分别为：、、，平衡常数，故答案为：；

（4）①由图3可知，的实验转化率低于平衡转化率，所以实验中反应均未达到化学平衡状态，故答案为：的实验转化率未达到平衡转化率；

②反应Ⅰ为放热反应、反应Ⅲ吸热反应，所以升高温度，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅲ正向移动，当温度高于260℃时，反应Ⅲ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度，故答案为：温度升高，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅲ正向移动，当温度高于260℃时，反应Ⅲ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度；

③在该条件下反应Ⅰ的速率大于反应Ⅲ，单位时间内生成甲醇的量比生成的量多，温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值，故答案为：在该条件下反应Ⅰ的速率大于反应Ⅲ，单位时间内生成甲醇的量比生成的量多。

19．(1)bc>

(2)该反应是可逆反应，1mol和3mol不可能完全反应，所以放出的热量总是小于92.4kJ

(3)87.5%随着反应的进行，二氧化氮的物质的量浓度减小，反应速率减小

【详解】（1）①

a．化学平衡的特征之一是正、逆反应速率相等，题干NH3