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2.2化学平衡
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．在恒温恒容密闭容器中，对于反应，下列说法中正确的是
A．该反应的，
B．反应达到平衡后，再通入一定量，达到新平衡时，正向反应速率不变
C．其它条件相同，增大，NO的转化率下降
D．反应的平衡常数可表示为
2．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是
A．夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体
B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体
C．工业合成氨中，将氨气液化分离
D．由H2、I2(g)、HI组成的平衡体系，加压后颜色加深
3．一定温度下，向体积分别为2L和1L的恒容密闭容器a、b中均充入1mol和1mol ，发生反应：　。两容器中CO的物质的量随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是
A．达到平衡所用时间：容器a=容器b
B．0~2min内，容器a中
C．达到平衡时容器b中H2的体积分数为60%
D．若在绝热条件下发生该反应，则两容器平衡时CO的物质的量均减小
4．制水煤气的反应为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH>0，下列措施能加快该化学反应速率的是
①增加碳的用量②将碳制成碳粉③加催化剂④加热⑤恒容充入He⑥恒压充入He
A．①②③④ B．②③④ C．②③④⑤ D．③④⑤⑥
5．湿法烟气脱氮工艺中常用到尿素，其反应原理为NO（g）＋NO2（g）＋CO（NH2）2（s）2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） △H<0，达到平衡后改变某一条件，反应速率（v）与时间（t）的关系如图所示，下列说法错误的是
A．t4～t5引起变化的原因可能是升高温度 B．CO2含量最高的时间段是t1～t2
C．t2～t3引起变化的原因可能是增加反应物浓度 D．t6引起变化的原因可能是加入催化剂
6．在某一恒温体积可变的密闭容器中发生反应：X(g)+Y(g)2Z(g)　ΔH<0，t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程中逆反应速率变化如图所示。下列说法正确的是
A．O~t2时，v正>v逆
B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加Z
C．t2时刻改变的条件是从密闭容器中抽出了Y
D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数Ⅰ<Ⅱ
7．在容积为的恒容密闭容器中充入和，在一定条件下发生反应：。反应进行时达到平衡状态，测得。该反应的平衡常数K与温度T的关系如图1所示，的平衡转化率如图2所示，下列说法错误的是
A．在图1中，曲线Ⅱ表示该反应的平衡常数K与温度T的关系
B．该温度下，平衡常数
C．在其他条件不变的情况下，图2中x可表示温度、压强或和的投料比
D．用二氧化碳合成甲醇体现了减排理念
8．、和起始的物质的量分数分别为7.5％、10.5％和82％时，在、和不同压强下发生反应：，的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A．恒压条件下，增加初始用量，增大
B．该反应在常温常压下进行最有利于提高效益
C．压强大小顺序为
D．其他条件不变，若将、初始用量调整为，则增大
二、填空题
9．化学平衡状态的判断
(1)看与是否 。
(2)看体系中的各物质的浓度是否 。
10．煤焦与水蒸气的反应是煤气化过程中的主要反应之一、
已知：该反应为吸热反应，。若该反应在恒温(700℃)、恒容的密闭体系中进行，700℃时测得的下列数据中，可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据的是 (填字母序号)，理由是 。
A．t时刻及其前后、、的浓度
B．t时刻，、、的浓度
C．t时刻，消耗的速率与生成的速率
D．t时刻，生成的速率与消耗的速率
11．甲醇(CH3OH)工业上由CO和H2合成，化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。如图是在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①T1 T2(填“＞”“＜”或“＝”)。T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1 (填“＞”“＜”或“=”)K2。
②若容器容积不变，下列措施不能增加CO转化率的是 (填字母)。
A．降低温度
B．充入He，使体系总压强增大
C．将CH3OH(g)从体系中分离
D．使用合适的催化剂
③生成甲醇的化学反应速率(v)与时间(t)的关系如图所示。则图中t2时采取的措施可能是 ；t3时采取的措施可能是 。
④若在T1℃时，往一密闭容器通入等物质的量CO和H2测得容器内总压强1 MPa，40 min达平衡时测得容器内总压强为0.8 MPa，计算生成甲醇的压强平衡常数Kp= (MPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
12．百分含量(或转化率)—压强—温度图像
(1)压强不变时，生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐 ，说明正反应是 反应。
(2)温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强 ，生成物C的百分含量 ，说明正反应是 的反应。
三、计算题
13．甲烷蒸气转化法制的主要反应为。在恒容密闭容器中充入2mol和的混合气体，且和的物质的量的比值为m，相同温度下达到平衡时测得的体积分数与m的关系如图所示。
(1)则的平衡转化率：a点 (填“＞”“＜”或“=”下同)b点；
(2)的浓度：a点 b点；
(3)的产率：a点 b点。
四、解答题
14．某一可逆反应，在一定条件下达到了化学平衡，若化学反应速率改变，化学平衡是否一定会移动？若平衡发生移动，化学反应速率是否一定会发生改变？
15．某化学兴趣小组学习了化学反应的限度和速率后，对化学反应的机理及外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响进行探究。
I．探究化学反应机理
该小组同学在研究中发现的反应速率随温度的升高而减小，为探究这一反常现象，查阅资料后得知该反应的反应历程分为两步：
① (快反应) ，；② (慢反应) ，。
(1)反应①、②的活化能的大小关系为 (填“>”“<”或“=”)；反应②的化学平衡常数 [用、表示]。
(2)对实验数据分析得到的浓度和(正)的关系如图1所示，当升高到某一温度，反应重新达到平衡时x点变为的点是 (填对应点的字母)。
II．探究外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响
(3)以 为例，研究外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响。
①在体积不变的密闭容器中分别充入等量CO和NO进行反应，改变外界条件，实验测得CO的物质的量随时间的变化曲线如图2所示。(已知当催化剂的质量相同时，催化剂的比表面积越大，化学反应速率越快)
实验1、2、3代表的实验编号分别是 (按顺序填写实验编号)。
实验编号 温度/℃ 催化剂的比表面积/() 催化剂的用量/g
A 280 41 25
B 280 62 25
C 350 62 25
②如图3表示上述反应中的平衡体积分数随压强、温度的变化，则、的关系是 (填“>”“<”或“=”，下同)，Q 0。
《2.2化学平衡》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A D D B B B C C
1．A
【详解】A．该反应为放热反应，则，该反应为熵减的反应，则，故A正确；
B．反应达到平衡后，再通入一定量，则正反应速率与逆反应速率都增大，重新达到新平衡时正向反应速率增大，故B错误；
C．其它条件相同，增大，NO转化率上升，故C错误；
D．反应的平衡常数可表示为，故D错误；
故选A。
2．D
【详解】A．啤酒瓶内存在平衡：，当开启瓶盖时，体系压强降低，为了减弱这种改变，平衡逆向移动，产生大量气泡，可用勒夏特列原理解释，A不符合题意；
B．浓氨水中存在平衡，加入氢氧化钠固体时，氢氧根离子浓度增大且温度升高，平衡会向逆向移动，会产生较多的刺激性气味的气体，能用勒夏特利原理解释，B不符合题意；
C．工业合成氨中，将氨气液化分离，氨气浓度减小，使得平衡向生成氨气的方向移动，能用勒夏特利原理解释，C不符合题意；
D．氢气与碘蒸气反应的平衡中，前后气体系数和是相等的，压强对平衡无影响，压缩气体，碘单质的浓度增大，颜色加深，不能用勒夏特利原理解释，D符合题意；
故选D。
3．D
【详解】A．容器a、b的体积分别为2L和1L，容器b的体积小，则浓度大，反应速率快，达到平衡所用时间短，则达到平衡所用时间：容器a＞容器b；故A错误；
B．0~2min内，容器a中，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则，故B错误；
C．容器b在3min时，CO的浓度保持不变，则3min时达到平衡状态，根据，则H2的体积分数为，故C错误；
D．若在绝热条件下发生该反应，该反应为吸热反应，则体系温度降低，平衡逆向移动，则两容器平衡时CO的物质的量均减小，故D正确；
故选D。
4．B
【详解】①固体的浓度视为常数，增加碳的用量，浓度不变化，反应速率不变，不选；
②将碳制成碳粉，增大反应物接触面积，反应速率加快，选；
③加催化剂，能降低反应活化能，反应速率加快，选；
④加热，能增大活化分子百分数，反应速率加快，选；
⑤恒容充入He，容器总压强增大，气体分压不变，速率不变，不选；
⑥恒压充入He，体积增大，浓度减小，速率减小，不选；
正确的有：②③④，答案选B。
5．B
【详解】A．t4～t5反应速率均增大，且平衡逆向移动，该反应为放热反应，故t4改变的原因可能是升高温度，A正确；
B．t3时刻也是正向移动，二氧化碳为生成物，二氧化碳含量最高的时间段是t3～t4，B错误；
C．t2～t3反应速率均增大，且平衡正向移动，t2时刻未突变，故引起变化的原因可能是增加反应物浓度，C正确；
D．t6时刻反应速率增大，平衡不移动，故引起变化的原因可能是加入催化剂，D正确；
答案选B。
6．B
【详解】A．t1~ t2内为平衡状态，所以，A错误；
B．该反应是气体分子数不变的反应，据题图可知t2时刻逆反应速率瞬间增大，平衡逆向移动，达到的新平衡速率与原平衡相同，条件为恒温，新平衡时各物质的物质的量比原平衡大，容器容积变大，所以改变的条件为向密闭容器中加入Z，B正确；
C．根据上面分析，改变的条件为向密闭容器中加入Z，C错误；
D．温度不变，平衡常数不变，D错误；
故选：B。
7．C
【详解】
A. ，为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，因此在题图1中，曲线Ⅱ表示该反应的平衡常数K与温度T的关系，故A正确；
B. 该温度下，平衡常数，故B正确；
C. 根据反应可知，升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的平衡转化率降低，与题图2相符；增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，与题图2不相符；增大和的投料，二氧化碳的平衡转化率减小，与题图2相符，因此题图2中x不可以表示压强，故C错误。
D. 用二氧化碳合成甲醇，能够减少二氧化碳的排放量，体现了减排理念，故D正确；
答案选C。
8．C
【详解】A．恒压条件下，增加初始用量，、的浓度等比例减小，相当于减小压强，该反应是气体体积减小的反应，减小压强，平衡逆向移动，的平衡转化率减小，A错误；
B．虽然升高温度，SO2的平衡转化率减小，但实际生产当中除了考虑平衡转化率，还需要考虑反应速率和催化剂活性，常温下反应速率较慢，不利于提高效益，B错误；
C．该反应前后气体系数之和减小，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，SO2的转化率增大，所以，C正确；
D．当SO2的量一定时，氧气的用量越大，SO2的平衡转化率越大，其他条件不变，若将SO2、O2初始用量调整为2∶1，相当于减少了氧气的用量，SO2的平衡转化率减小，D错误；
故选C。
9．(1)相等
(2)保持恒定
【解析】略
10． ABD A．对比t时刻及其前后、、的浓度，当、、的浓度不再变化的时候，说明达到化学平衡状态，即可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据；
B．知道t时刻、、的浓度，代入公式，根据计算结果与的关系可判断是否达到化学平衡状态，即可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据；
C．t时刻，消耗的速率与生成的速率都是正反应方向的速率，逆反应方向的速率不知道，无法判断是否达到化学平衡状态，即不可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据；
D．t时刻，生成的速率是正反应方向的速率，消耗的速率是逆反应方向的速率，若生成的速率与消耗的速率相等时，说明反应达到化学平衡状态，即可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据。
【详解】A．对比t时刻及其前后、、的浓度，当、、的浓度不再变化的时候，说明达到化学平衡状态，即可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据；
B．知道t时刻、、的浓度，代入公式，根据计算结果与的关系可判断是否达到化学平衡状态，即可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据；
C．t时刻，消耗的速率与生成的速率都是正反应方向的速率，逆反应方向的速率不知道，无法判断是否达到化学平衡状态，即不可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据；
D．t时刻，生成的速率是正反应方向的速率，消耗的速率是逆反应方向的速率，若生成的速率与消耗的速率相等时，说明反应达到化学平衡状态，即可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据。
11． ＜ ＞ BD 增大压强 加催化剂 2.78
【详解】①在其它条件不变时，升高温度，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短。根据图象可知反应在温度为T2时比在温度为T1时先达到平衡，说明温度：T1＜T2；
在其它条件不变时，升高温度CO转化率降低，说明升高温度，化学平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应是放热反应。升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，使化学平衡常数减小，故化学平衡常数关系是K1＞K2；
②A．根据①分析可知：该反应的正反应是放热反应，降低温度，化学平衡正向移动，CO转化率增大，A不符合题意；
B．充入He，使体系总压强增大，由于不能改变反应体系的任何一种物质的浓度，因此化学平衡不移动，CO转化率不变，B符合题意；
C．将CH3OH(g)从体系中分离，减小生成物浓度，化学平衡正向移动，CO转化率增大，C不符合题意；
D．使用合适的催化剂，只能改变反应速率但不能使平衡发生移动，因此CO转化率不变，D符合题意；
故合理选项是BD；
③根据图象可知：在t2时，改变条件，使v正、v逆都增大，且v正＞v逆，化学平衡正向移动，则由于该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，改变的条件是增大压强；
在t3时刻改变条件使v正、v逆都增大，且v正=v逆，化学平衡不发生移动，则改变的条件是使用合适的催化剂；
④假设反应容器的容积是V L，向其中充分的CO、H2的物质的量是a mol，开始时容器内气体总物质的量是2a mol，在40 min反应达到平衡时，生成甲醇的物质的量是x mol，则此时n(CO)=(a-x) mol，n(H2)=(a-2x) mol，此时容器中气体总物质的量为n(总)=(a-x) mol+(a-2x) mol+x mol=(2a-2x) mol，在恒容密闭容器中气体物质的量的比等于压强之比，则，解得x=0.2a mol，所以平衡时n(CO)=0.8a mol，n(H2)=0.6a mol，n(CH3OH)=0.2a mol，n(总)=1.6a mol，则生成甲醇的压强平衡常数Kp=。
12．(1) 减小 放热
(2) 增大 增大 气体分子数目减小
【详解】（1）由图可知压强不变时，生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小；则升温平衡逆向移动，说明正反应是放热反应；
（2）由图可知，温度T1时，压强由A到B，即增大压强时，生成物C的百分含量增大，则平衡正向移动，说明正反应是气体分子数减小的反应。
13． ＞ ＜ =
【详解】(1)由题图可知，m越大，加入的的物质的量越多，因此的平衡转化率越低，故a点的平衡转化率大于b点的平衡转化率；
(2)由题图可知，m越大，加入的的物质的量越多，因此的平衡转化率越低，剩余甲烷的物质的量越多，在容器容积相等的条件下甲烷的浓度越大，因此的浓度：a点＜b点；
(3)当和的物质的量的比值为时，则起始时，的物质的量为0.9mol，的物质的量为1.1mol，反应达到平衡时，设参与反应的的物质的量为nmol，则有：
则a点的体积分数为；
当和的物质的量的比值为时，则起始时，的物质的量为1.1mol，的物质的量为0.9mol，反应达到平衡时，设参与反应的的物质的量为m mol，则有：
则b点的体积分数为，由题图可知，a、b点的体积分数相等，故，则a、b点的产率相等。
14．对于一个可逆反应，达到化学平衡后，如果正、逆反应速率变化的倍数相等，化学平衡就不会移动，如果正、逆反应速率变化的倍数不相等，化学平衡一定会发生移动。但是一旦平衡发生移动，则一定会伴随着反应速率的变化，所以当平衡发生移动时，化学反应速率一定会发生变化
【详解】对于一个可逆反应，达到化学平衡后，如果正、逆反应速率变化的倍数相等，化学平衡就不会移动，如果正、逆反应速率变化的倍数不相等，化学平衡一定会发生移动。但是一旦平衡发生移动，则一定会伴随着反应速率的变化，所以当平衡发生移动时，化学反应速率一定会发生变化。
15． < a B、A、C < <
【详解】(1)根据题给信息可知，反应①为快反应，反应②为慢反应，活化能越大，反应速率越小，则反应①、②的活化能的大小关系为；当反应②达到平衡时，正逆反应速率相等，则，即，则化学平衡常数。
(2)已知反应 ，正反应为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，的浓度增大，由题给信息可知，升高到某一温度时(正)减小，则反应重新达到平衡时，x点可变为的点是a点。
(3)①温度越高，反应速率越快。催化剂能改变反应速率，但不改变平衡状态，由图2可知，实验3的速率最快，实验1的速率比实验2的速率快。达到平衡时实验1、2反应物的转化率相同，表中实验C的温度最高且催化剂的比表面积最大，则实验3为C，而A与B的温度相同，但B中催化剂的比表面积大，即B的反应速率比A快，平衡状态相同，可知：实验1为B，实验2为A，则实验1、2、3代表的实验编号分别是B、A、C；
②反应的正反应为气体分子数减小的反应，温度不变的条件下，减小压强，化学平衡逆向移动，的平衡体积分数减小，则；压强不变的条件下，升高温度，的平衡体积分数减小，说明化学平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，故。
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