化学平衡 同步练习题-高中化学人教版选择性必修1

2.2化学平衡同步练习题

一、选择题

I.经过化学家长期研究发现高炉中FezO/sHSCCXg)々FeSHBCCMg)是可逆反应。一定

温度下，在容积固定的容器中发生卜.述反应，下列情况能说明该反应达到平衡的是

A.固体质量不再减少B.容器内气体压强不再变化

C.气体的物质的量不再变化D.v(CO)=v(CO2)

2.在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)+yB(g).U.zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50

mol/L。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度为().3()

mol/Lo下列有关判断正确的是

A.B的转化率降低B.平衡向正反应方向移动

C.x+yvzD.C的体积分数增大

3.一定温度下，在恒容密闭容器中发生可逆反应：A(g)+2B(g)=3C(g)。下列能说明反应已

达到平衡状态的是

A.容器内混合气体的压强不再变化

B.C的消耗速率等于A的生成速率的3倍

C.容器内混合气体的密度不再变化

D.容器内B的体积分数不再变化

4.一定温度下，将足量X投入恒容密闭容器中发生反应：X(g)=2Y(g)+3Z(g)。下列叙述中，

不熊说明该反应达到化学平衡状态的是

A.〃(Y):〃(Z)=2:3B.容器中X的物质的量浓度保持不变

C.Y的体积分数保持不变D.容器内的压强不再变化

5.C、Si同处于NA族，它们的单质或化合物有重要用途。实验室可用CO?回收废液中的苯酚，

工业上用SiO2和焦炭高温下反应制得粗硅，再经如下2步反应制得精硅：

Si(s)+3HC1(g)=SiHCI3(g)+H2(g)AH=-i41.8kJ.moL,

SiHCl,(g)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g),反应过程中可能会生成SiCI4。有关反应

Si(s)+3HCl(g)6诅5值)+也值)的说法正确的是

%

/

*

<

H至

U

H

S.

A.该反应在低温条件下不能自发

B.其他条件不变，增大压强SiHCl,平衡产率减小

C.实际工业生产选择高温，原因是高温时Si的平衡转化率比低温时大

n(HCl)

D.如图所示，当一片(>3,SiHCh平衡产率减小说明发生了副反应

n(Si)

6.一定条件下的密闭容器中充入氮气，发生可逆反应：2NH式g)=N式g)+3H[(g)。下列叙述

中不能说明反应已达到平衡的是

A.NH、的质量保持不变

B.容器内气体的平均摩尔质量不再发生变化

C.单位时间内，断裂ImolN三N,同时断裂6moiN-H

D.K、%的物质的量之比为I：3

7.化学知识利技术的发展离不开伟大的化学家。下列人物与其贡献不匹配的是

A.侯德榜——工业制备烧碱B.勒夏特列——化学平衡的移动

C.哈伯——利用氮气和氢气合成氨D.盖斯——反应热的计算

8.氨气在工业上应用广泛，已知反应N?(g)+3H2(g)峰》2NHa(g)AH<(),反应相同时间，NFh

的体积百分数随温度的变化情况如图所示，下列相关描述正确的是

A.线上的点均代表平衡时刻的点B.逆反应速率：va>vb

C.b点时v正vv逆D.平衡常数值：Kc>Kd

9.某温度下，可逆反应：2NO]峰92NO+O?在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡的标志

是

①单位时间内生成nmolO2的同时，生成2nmolNO2

②单位时间内生成nmoKh的同时，生成2ntnolNO

③混合气体的颜色不再改变的状态

④混合气体的密度不再改变的状态

A.@@B.①③C.②③D.®®

10.如图中,a曲线表示一定条件下可逆反应2X(g)+Y(g)=2Z(g)+W(s)AHV0的反应过程,

曲线变为b曲线，可采取的措施是

X

的

转

化

率

u反应时间

A.降低温度B.增大Y的浓度C.加入催化剂D.增大体系压强

二、填空题

11.用(NHJCO,捕碳的反应：(NHjCO3(aq)+H2(Xl)+CO2(g)/2NH4HCO5(aq)o为研究

温度对(NH)CO；捕获CO?效率的影响，将一定量的(NH)CO；溶液置于密闭容器中，并充入

一定量的CO?气体，保持其他初始实验条件不变，分别在不同温度下，经过相同时间测得CO]

气体浓度，得到趋势图:

彘

(l)c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为v/c)V正(d)(填“>”心”或“<"，下

同)。

(2)b、c、d三点的平衡常数KuK,.、K.从大到小的顺序为。

(3)13~1,温度区间，容器内C0,气体浓度呈现增大的变化趋势，其原因是o

12.化学平衡常数的应用

(1)判断可逆反应的反应热

若升高温度，K值增大，则正反应为一反应：

若升高温度，K值减小，则正反应为一反应。

13.在120C时分别进行如下四个反应：

A.2H2S+O2==2H2O+2SB.2H2S+3O2==2H2O+2SO2

C.C2H4(g)+3O2--2H2O+2CO2D.C4H8(g)+60?-4cO2

若反应在容积冏定的容器内进行，反应前后气体密度(d)和气体总压强(p)分别符合关系式

d前=d府和p前>p后的是____________;符合关系式和PH(=P后的是_____________(请

填写反应的代号)。

14.恒温条件下,将2.0molS02与amoKh混合通入一密闭容器中,发生如下反应：2SO2(g)

+02(g)Qs(g)。反应达平衡时，测得容器内n(SO3)=1.3mol,n(O2)=3.0molo

求：⑴a的值。

⑵平衡时SCh的转化率。

15.反应N2+3H2^2NH3AH=—92.4kJ/mol,在密闭容器中进行并达到平衡，如果最初

c(N2)=4mol/L,c(H2)=8mol/L,反应达到平衡时有10%的N2转化，求：

(1)达到平衡时，N?、H?和NFh的浓度各是多少？。

(2)平衡时N%占总体积百分数是多少？。

16.碘化钾常用作合成有机化合物的原料。某实验小组设计实验探究K［的还原性。

I.配制KI溶液

⑴配制500mLO.1mol/L的KI溶液，需要称取KI的质量为g。

⑵卜.列关于配制KI溶液的操作错误的是,(填序号)c

C.D.

H.探究不同条件下空气中氧气氧化KI的速率。

KI溶液H2sCh溶液

组别温度蒸溜水淀粉溶液

c(Kl)c(H2so4)V

1298K0.1mol/L5mL0.1mol/L5mL10mL3滴

2313K0.1mol/LamLbmol/L5mL10mL3滴

3298K().1mol/L10mL().2mol/L5mL5mL3滴

(3)酸性条件下KI能被空气中氧气氧化，发生反应的离子方程式为。

(4)通过实验组别1和组别2探究温度对氧化速率的影响其中a=,b=o

(5)设计实验组别3的目的是0

III.探究反应"2Fc"+21=2Fc24+1?”为可逆反应。

试剂：0.01mol/LKI溶液,0.005mol/LFe2(SO4)3溶液,淀粉溶液,KSCN溶液，0.01mol/L

AgNCh溶液。实验如图：

AgNO,溶液

⑹甲同学通过试管i和试管ii中现象结合可证明该反应为可逆反应，则试管i中现象为

；乙同学认为该现象无法证明该反应为可逆反应，原因为。

(7)请选择上述试剂重新设计实验，证明该反应为可逆反应：0

17.硫元素是动植物生长不可缺少的元素，广泛存在于自然界中。

图1自然界中硫元素的存在示意图图2硫元素的“价、类”二维图

从图1中选择符合图2要求的X、Y代表的物质：X、Yo

(2)硫酸是重要的化工原料，小组同学对硫酸的工业制备和性质进行探究。查阅资料，工业制硫

酸的过程如下：

400-500℃98.3%的浓

①上述工业制硫酸过程中，没有发生氧化还原反应的过程是。(填“I'H”或力H")

②黄铁矿(FCS2)中S为-I价，完成过程I的化学反应方程式：FeS2十

=FezCh+SO2T

③过程II中，小组同学在5()()℃和101kPa条件下，将一定量的SO?和02充入含有催化剂

的密闭容器中发生反应，随着反应的进行，用气体传感器测量各组分的浓度见下表

反应时间/S010203040506070100

c(SO2)/(moHL-')10753.521111

c()/(mol•L•1)53.5a1.7510.5b0.50.5

c(SO3)/(mol,L」)0356.589999

数据分析，表中a、b代表的数值分别是：a=、b=：小组同学判断S02

和02的反应50秒后处于平衡状态，他们的判断依据是o

(3)浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应，为了检验反应产物，某同学设计了如下图所示

的实验(部分夹持装置省略)。回答相关问题

酸钾溶液

BCD

①浓硫酸与木炭反应的化学方程式是e

②装置A中的实验现象是;证明的产物是O

③装置C的作用是o

④该同学认为，如果去抻装置B也能实现产物的验证，该同学依据的实验现象及推理过程是

【参考答案】

一、选择题

1.A

【分析】Fc2OA(s)4-3CO(g).・2Fe(s)+3CO2(g)是可逆反应，若正逆反应速率相等，或反

应的各物质的质量、气体的浓度、百分含量等物理量保持不变，即“变量不变”时，反应达到

平衡状态。

解析：A.随着反应的进行，固体质量一直再变化，所以若固体质量不再减小，则证明反应

达到平衡状态，A符合题意；

B.一定温度，固定容器内气体压强与气体的物质的量成正比，因为反应是气体分子数不变

的反应，所以容器内气体压强始终保持不变，该情况不能说明该反应达到平衡状态，B不符

合题意；

C.该反应是气体分子数不变的反应，所以气体的物质的量时恒量，始终保持不变，C不符

合题意；

D.v(C0)=y(C02)不能准确表示正逆反应速率相等，所以不能说明反应达到平衡状态，D

不符合题意；

故选Ao

2.A

【分析】平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两

倍，如平衡不移动，则A的浓度应减小为0.25mo1/L,而此时实际A的浓度为0.30mol/L,

则说明减小压强，平衡向逆反应方向移动。

解析：A.平衡向逆反应方向移动，B的转化率应降低，A正确；

B.平衡向逆反应方向移动，B错误；

C.根据分析可知减小压强，平衡向逆反应方向移动，则：x+y>z,C错误；

D.容器的容枳扩大到原来的两倍，平衡向逆反应方向移动，C的体积分数减小，D错误;

故选A。

3.D

解析：A.反应过程中容器内混合气体的压强恒定不变，不能作为判断平衡状态的标志，A

项不符合；

B.C的消耗速率等于A的生成速率的3倍・，仅为逆反应的速率关系，不能说明正逆反应速

率相等，B项不符合；

C.反应过程中容器内混合气体的密度恒定不变，不能作为判断平衡状态的标志，C项不符

合；

D.反应过程中容器内B的体枳分数减小，不变时可以作为判断平衡状态的标志，D项符合；

故选D。

4.A

解析：A.根据物质的物质的量之比不能判断反应的平衡状态，A选；

B.容器中X的物质的量浓度保持不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡，B不选；

c.Y的体积分数保持不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡，r不选：

D.该反应为体积增大的反应，容器内的压强不再变化，反应达到平衡，D不选；

故选A。

5.D

解析：A.该反应当中，反应前气体的计量系数和为3,反应后气体的计量系数和为2,故反

应的ASvO,根据△H-l^SvO反应能够自发，反应为放热反应，则该反应在低温条件下能自

发，A错误；

B.加压向气体计量系数减小的方向移动，对于该反应来说是止向移动，SiHCb平衡产率增

大，B错误；

C.由题干信息可知，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，即高温时Si的平衡转化

率比低温时小，c错误；

D.由图可知，当"景>3,SiHCh平衡产率减小，说明此时SiHCb参与了其他的反应,

n(Si)

导致平衡体系内SiHCb浓度降低，产率降低，D正确；

故选D。

6.D

解析：A.反应中各个物质的物质的量不变时即各个物质的质最不变，说明达到平衡状态，

A

B.M=根据质量守恒定律，反应前后质量不变，反应前后系数和不等，故当平均摩尔

质量不再发生变化说明达到平衡，B不符合题意；

C.断裂1molN三N说明平衡逆向进行，断裂6moiN-H说明平衡正向进行，且反应的N?

与NH3的物质的量之比为1：2,C不符合题意；

D.N2和H2的物质的量之比不变时说明达到平衡，D符合题意；

故答案为：Do

7.A

解析：A.侯德榜先生的贡献是联合制碱法制备纯碱，而不是烧碱，A符合题意；

B.化学平衡移动原理又称勒夏特列原理，即化学平衡移动原理由勒夏特列提出，B不符合

题意：

C.哈伯利用N2与H2反应合成氨，哈伯因为在合成氨方面的巨大贡献而获得诺贝尔奖，C

不符合题意：

D.盖斯先生的贡献是提出了盖斯定律用于计算反应热，D不符合题意；

故答案选A。

8.D

【分析】由图可知，c点氨气的体积百分数最大，说明反应达到平衡，则c点以前为平衡的

形成过程，c点以后为平衡的移动过程。

解析：A.由分析可知，c点以前均未达到平衡，故A错误；

B.温度越高，反应速率越快，由于a点温度小于b点，且a点c(NH3)低于b点，故a点的

逆反应速率比b点的小，故B错误；

C.由分析可知，b点反应未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，故C错误；

D.该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，则c点平衡常

数大于d点，故D正确；

故选D。

9.B

【分析】化学平衡状态，实质是正逆反应速率相等：特征为各物质浓度不再改变，即变量不

变；

解析：对于反应，2NO,<?>2NCH-O,,在恒温恒压下进行；①单位时间内生成nmolO?的

同时，生成2nmolNO2,即履(NO。=2%(O。，说明反应达到平衡状态，①符合：②单位

时间内生成nmoKh的同时，生成2nmolNO,均描述的是正反应方向，不能说明达到平衡状

态，故②不符合；③混合气体的颜色不再改变的状态，说明体系内各物质的浓度不再变化,

反应达到平衡，③符合；④该反应在恒容密闭容器中进行，根据质量守恒，混合气体质量不

变，根据。=£，密度在平衡前后始终不变，所以当密度不变时，反应不一定达平衡，故④

不符合；综上所述，①③符合达到平衡的标志；

故选B。

10.C

【分析】如图中，a曲线表示一定条件下可逆反应2X(g)+Y(g)，・2Z(g)+W(s)AH<0的

反应过程，若使a曲线变为b曲线，根据图中信息得到反应所需时间减少，说明反应速率加

快，X的转化率未变，说明平衡没有移动。

解析：A.降低温度，反应速率减慢，故A不符合题意；

B.增大Y的浓度，反应速率加快，平衡正向移动，X的转化率增大，故B不符合题意；

C.加入催化剂，反应速塞加快，平衡不移动，故C符合题意：

D.该反应是体积减小的反应，增大体系压强，反应速率加快，平衡正向移动，X的转化率

增大，故D不符合题意。

综上所述，答案为C。

二、填空题

11.(1)<

⑵Kb**

(3)T广T,区间，化学反应已达到平衡，由于正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向

移动，不利于CO?的捕获

【分析】从a到c容器内的二氧化碳气体浓度呈现减小，反应未到平衡，温度越高，速率越

快，c到d阶段，化学反应到平衡，因为该反应为放热反应，故升温平衡向逆向移动，二氧

化碳的浓度增大。据此解答。

解析：(1)温度越高，反应速率越快，d点温度高，则c点的逆反应速率和d点的正反应速

率的大小关系为v逆(c)<v正(d)；

(2)根据图像，温度为Tj时反应达平衡，此后温度升高，c(COj增大，平衡逆向移动，说

明正反应是放热反应，则Kh>K；Kd；

(3)区间，化学反应已达到平衡，由于正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方

向移动，不利于CO?的捕获。

12.吸热放热

解析：略

13.BC

【分析】在容积固定的容器内，若反应物都是气体，则反应前后密度不变，物质的量增多，

压强增大；物质的量不变，则压强不变。

解析：在容积固定的容器内，四个反应的反应物和生成物中除硫单质外均为气体，所以反应

B、C、D均符合d『(=d后的关系式：反应B反应后气体物质的量减少，根据气态方程可知p

M>P后，而反应C反应前后气体物质的量没有变化，符合P肝P无，故答案为：B；Co

14.(1)3.65mol(2)65%

解析：(l)2SO2(g)+O2(g)U2s03(g)

起始量(mol)2.0a0

变化量(mol)1.30.651.3

平衡量(mol)0.73.01.3

则a=3.0mol+0.65mol=3.65mol

(2)平衡时SO3的转化率警xl00%=65%

2.0mol

15.6moi/L、6.8mol/L、0.8mol/L7.14%

解析：(1)根据三段式可知

3Hh2NH

N2+23

始(〃?0//L)480

变L)0.41.20.8

平(5o//L)3.66.80.8

所以达到平衡时，N2、H2和NH3的浓度分别是3.6mol/L、6.8mol/L、0.8mol/L；

nQ

(2)平衡时NG占总体积百分数是xl00%=7.14%°

3.6+6.8+0.8

16.(1)8.3g

(2)AC

⑶4I+4H++O2=2L+2H2O

(4)50.1

(5)探究H+浓度对氧化还原反应速率的影响

(6)产生黄色沉淀无论反应是否是可逆反应，溶液中都存在L,12遇淀粉溶液会变为蓝

色

⑺将3mLO.Olmol/LKI溶液加入到3mLO.OO5mol/LFeXSCh”溶液中，将得到的溶液平均分

为两份，向试管i中加热1mol0.01mol/LAgNOa溶液，向试管ii中滴加几滴KSCN溶液，

若试管i中产生黄色沉淀，试管ii溶液变为红色，就可以证明该反应为可逆反应

【分析】【.根据及m=n・M计算溶质的质量。要结合配制物质的量浓度溶液的步骤确

定使用的仪器及操作正误。H.要采用控制变量方法研究外界条件对化学反应速率的影响。

即只改变一个外界条件，看这个条件对化学反应的影响；HL根据反应2Fe3++2I=2Fe2++l2中

物质反应转化关系，要判断该反应是否可逆，应该是反应物微粒按照方程式中计量关系恰好

反应，然后设计实验证明反应后溶液中还存在反应物的微粒，根据Fe3+、1的检验方法进行

判断。

解析：(1)配制500mL0.1mol/L的KI溶液，溶液中的溶质的物质的量n(KI)=0.1mol/Lx0.5

L=0.05mol,则需要称取KI的质量为w(KI)=0.05molx!66g/mol=8.3g；

(2)A.使用托盘天平称量固体物质的质量时，原则是左物右码，物质与祛码放反了，A错

误；

B.在烧杯中溶解固体药品，待溶液冷却至室温后，在将烧杯的溶液转移至容量瓶中时，要

使用玻璃棒引流，B正确：

C.配制一定体积一定物质的量浓度的溶液，在最后定容操作时，视线要与容量瓶的刻度线

相切，即应该平视刻度线，图示视线是仰视，操作不合理，c错误；

D.图示符合最后摇匀溶浅的操作要领，D正确；

故合理选项是AC；

(3)在酸性条件下，KI坡空气中的02氧化产生L,卜使淀粉溶液变为蓝色，该反应的离

,

子方程式为：4I+4H+O2=2l2+2H2O；

(4)要采用控制变量方法研究外界条件对化学反应速率的影响。即只改变一个外界条件，

看这个条件对化学反应的影响。

实验时溶液总体积是V=5mL+5mL+10mL=20mL,由于实验组别1和组别2探究温度对氧

化反应速率的影响，溶液的体积应该相同，各种物质的浓度也应该相同，只有反应溶液的温

度不相同，则溶液体积a=5mL；物质的浓度b=().lmol/L；

(5)根据表格数据可知:实验3的温度与实验1相同,不同之处是c(H2so4)=02mol/L,

而实验1中C(H2SO4)=0.1mol/L,即c(H+)不同，该实验I、3是探究c(H)对氧化反应速率

的影响；

(6)将3mLO.Olmol/LKI溶液加入到5mL0.005mol/LFe2(SO4)3溶液中，二者会发生反应:

2Fe3++2「=2Fe2++l2,由于二者反应的物质的量的比是1：1,显然F/+过量，若该反应是彻

底完全的反应，反应后溶液中无匕实验时向试管i中加入AgNCh溶液，产生黄色沉淀，

发生反应：Ag++I-=AgIl，说明溶液中含有r,证明该反应是可逆反应；

无论反应是否是可逆反应，溶液中都存在反应产生的1，h遇淀粉溶液会变为蓝色，故无法

证明反应是否可逆反应；

(7)要证明反应是否是可逆反应，可以将3mLO.Olmol/LKI溶液加入到3mL0.005

mol/LFeMSO6溶液中，二者恰好发生反应2Fe3++2r=2F?2++L,若反应不是可逆反应，则反

应后溶液中不存在hFe3+,将溶液平均分为两等份，向:式管i中加热1mLO.Olmol/LAgNCh

溶液，若试管i中产生黄色沉淀，说明其中含有匕向试管ii中滴加几滴KSCN溶液，若溶

液变为红色，说明其中含有F03+,就可以证明该反应为可逆反应。

17.CaSO4*2H2O和Na2sO4MOH2OCuFeS2III411O228

2.50.5自50s开始SO2、SO3的浓度保持不变

C+2H2so式浓)磐。2T+2SO?T+2Hq固体由白色变为蓝色H2O除去CO2

中的SO2,并检验是否除尽酸性高钵酸钾溶液既能检验SO2又能除去CO2中的SO2,

酸性高钵酸钾溶液颜色变浅说明产物中有SO2,而溶液未完全褪色时，说明SO2已经被除

尽。

解析：(1)从图2可知X、Y分别代表+6价的盐和-2价的盐，图I中只有CuFeSz和

CaSCh・2H2O、Na2s。4・10比0,故答案为：CaSO4・2H2O和Na2sOolOFhO；CuFeS2;

(2)①氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，过程1由卜eb2中-I价的S转化为SO2

中+4价的S,故是氧化还原反应,过程n是由S02中+4价的S转化为