人教版高二化学化学平衡习题附答案详解普通用卷.docx
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人教版高二化学化学平衡习题附答案详解普通用卷
化学平衡
副标题
题号
一
二
三
四
总分
得分
一、单选题(本大题共19小题,共19.0分)
1.合成氨反应:
N2(g)+3H2(g)⇌2ΝΗ3(g)△H=-92.4kJ•mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图:
下列说法可能正确的是( )
A.t1时增大了压强
B.t2时增大了压强
C.t3时降低了温度
D.t4时降低了温度
2.在密闭容器中,A与B反应生成C(A、B、C均为气体),其反应速率分别用V(A)、V(B)、V(C)表示,已知V(B)=2V(A),2V(C)=3V(B),则此反应可表示为( )
A.2A+B⇌2C
B.A+3B⇌2C
C.A+2B⇌3C
D.A+B⇌C
3.在恒温恒容的容器中进行反应2A(g)⇌B(g),若反应物的浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需要20s,那么再由0.06mol/L降到0.034mol/L所需反应时间应( )
A.等于10s
B.等于12s
C.小于12s
D.大于13s
4.在一恒温恒压的密闭容器中发生如下反应:
A(g)+B(g)⇌2C(g)△H<0,t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图所示.下列说法不正确的是( )
A.0~t2时,v(正)>v(逆)
B.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,A的体积分数Ⅰ=Ⅱ
C.t2时刻改变的条件是向密闭容器中加C
D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)
5.在2L密闭容器中充有2mol SO2和一定量的O2,发生反应2SO2+O2⇌2SO3.当反应进行到4min时,测得此时SO2为0.4mol,那么反应进行到2min时,密闭容器中SO2物质的量是( )
A.1.6 mol
B.1.2 mol
C.大于1.6 mol
D.小于1.2 mol
6.在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应.根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是( )
A.υ(H2)=0.1 mol•L-1•s-1
B.υ(N2)=0.2 mol•L-1•min-1
C.υ(NH3)=0.15 mol•L-1•min-1
D.υ(H2)=0.3 mol•L-1•min-1
7.恒温条件下,可逆反应:
2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志的是( )
①NO的体积分数不再改变的状态 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
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
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态.
A.①③⑤
B.②③⑤
C.①④⑤
D.全部
8.3mol H2和1mol N2放入密闭容器中,使用催化剂发生反应:
N2+3H2⇌2NH3,从反应开始到平衡过程中,不可能出现的是( )
A.2 mol NH3
B.0.5 mol NH3
C.0.9 mol N2
D.H2和NH3物质的量相等
9.一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:
A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g),当下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的是①混合气体的密度 ②容器内气体的压强 ③混合气体的总物质的量 ④B物质的量浓度( )
A.①④
B.②③
C.②③④
D.只有④
10.在一定条件下,反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)(紫红色)△H>0,达到平衡时,要使混合气体的颜色加深,可采取的措施是( )
①增大氢气的浓度
②升高温度
③降低温度
④缩小体积
⑤增大HI的浓度
⑥减小压强.
A.①③⑥
B.②④⑤
C.③⑤⑥
D.①③⑤
11.某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是( )
A.如果m+n=p,则K=1
B.若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,则K增大
C.温度越高,K一定越大
D.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大
12.已知反应:
A(s)+3B(g)⇌2C(g)△H<0,在体积为10L的密闭容器中发生反应的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A.前4 min,用A表示反应速率为v(A)=0.005mol/(L•min)
B.X曲线表示B的物质的量随时间变化的关系
C.第t1min时说明反应达到了平衡
D.第10 min时,可能采取了降温
13.如图所示,在一个容积固定的恒温容器中,有两个可左右滑动的密封隔板,在A、B、C处分别充入等质量的X、H2、Y三种气体,当隔板静止时,A、C内的气体密度相等,下列说法正确的是( )
A.X的相对分子质量等于Y的相对分子质量
B.X的相对分子质量比Y的相对分子质量小
C.气体的体积:
V(X)>V(H2)>V(Y)
D.物质的量:
n(X)<n(H2)<n(Y)
14.某温度时,把1mol N2O4气体通入体积为10L的真空密闭容器中,立即出现红棕色,反应进行4s时,NO2的浓度为0.04mol•L-1,再经过一定时间后,反应达到平衡,这时容器内的压强为开始时的1.8倍.则下列说法正确的是( )
A.前4 s以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol•L-1•s-1
B.4 s时容器内的压强为开始时的1.2倍
C.平衡时容器内含0.4 mol N2O4
D.平衡时容器内含0.8 mol NO2
15.
已知某可逆反应:
mA(g)+nB(g)⇌pC(g)△H=Q kJ•mol-1,在密闭容器中进行,如图表示在不同时间t、温度T、压强P与反应物B的百分含量的关系曲线,下列判断正确的是( )
16.
17.
A.T1<T2,P1>P2,m+n>p△Η<0
B.T1>T2,P1<P2,m+n<p△Η>0
C.T1<T2,P1>P2,m+n<p△Η<0
D.T1>T2,P1<P2,m+n>p△Η>0
18.一个容积固定密闭容器中进行反应:
N2+3H2⇌2NH3,一定达到平衡状态的是( )
①1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成;
②1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成;
③N2的体积分数不再改变;
④容器的压强不再改变;
⑤容器内气体的密度不再改变.
A.①③④
B.①②④
C.①③⑤
D.②③④
19.下列组合中在任何温度下反应均能自发进行的是( )
A.△H>0,△S>0
B.△H<0,△S<0
C.△H>0,△S<0
D.△H<0,△S>0
20.根据所学知识判断,下列反应中,在所有温度下都不自发进行的是( )
A.2O3(g)=3O2(g)△H<0
B.2CO(g)=2C(s)+O2(g)△H>0
C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H<0
D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0
21.下列说法正确的是( )
A.常温下,反应C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)不能自发进行,则该反应的△H>0
B.自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小
C.凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的
D.反应2Mg(s)+CO2(g)═C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的△H>0
二、双选题(本大题共1小题,共4.0分)
22.温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,反应PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡.反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
以下对反应过程的分析和判断正确的是( )
A.反应在前50 s的平均速率为v(PCl3)=0.0032 mol•L-1•s-1
B.保持其他条件不变,若升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol•L-1,则反应为放热反应
C.相同温度下,若起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,则达平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,若起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2,则达平衡时,PCl3的转化率大于80%
三、填空题(本大题共2小题,共2.0分)
23.在恒温恒容的密闭容器中通入1molN2和X molH2发生如下反应:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g).达到平衡后,测得反应放出的热量为36.8kJ,混合气体的物质的量为3.2mol,容器内的压强变为原来的80%.
(1)起始时充入H2物质的量为______ mol;
(2)该反应的热化学方程式为______;
(3)若起始时加入N2、H2、NH3的物质的量分别为amol、bmol、cmol,达到平衡时各组分物质的量与上述平衡相同.
①若维持反应向逆方向进行,则起始时c的取值范围是______.
②若c=2mol,在相同条件下达到平衡时,该反应吸收的热量为______ kJ.
24.
(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示______,K值大小与温度的关系是:
温度升高,K值______.(填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小).
(2)写出下列化学反应的化学平衡常数表达式:
①N2+3H2⇌2NH3 K=______
②
N2+H2⇌
NH3 K=______
③Fe+4H2O(g)⇌Fe3O4+4H2 K=______.
四、简答题(本大题共3小题,共15.0分)
25.影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法进行探究.
实验一:
甲同学利用Al、Fe、Mg和2mol/L的稀硫酸,设计实验方案研究影响反应速率的因素.研究的实验报告如下表:
实验步骤
现象
结论
①分别取等体积的2mol/L的硫酸于试管中;②分别投入大小、形状相同的Al、Fe、Mg
反应快慢:
Mg>Al>Fe
反应物的性质越活泼,反应速率越快
(1)该同学的实验目的是______;
要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是______.
(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用如图装置同温下进行定量实验,用大小形状相同的Fe分别和0.5mol/L及2mol/L的足量稀H2SO4反应,通过______可以说明浓度对化学反应速率的影响.
实验二:
已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在开始一段时间内,反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快.
(1)针对上述现象,某同学认为该反应放热,导致溶液温度上升,反应速率加快.从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是______的影响.
(2)若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外,可以在反应一开始时加入______.
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.氯化锰 D.水.
26.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(1)从反应开始到10s时,用Y表示的反应速率为______.
(2)该反应的化学方程式为______.
(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为
甲:
v(X)=0.3mol•L-1•s-1;
乙:
v(Y)=0.12mol•L-1•s-1
丙:
v(Z)=9.6mol•L-1•min-1;
则甲、乙、丙三个容器中反应速率由慢到快的顺序为______.
27.在一密闭容器中,充入1mol N2 和3mol H2,并在一定温度和压强条件下,使其发生反应:
N2(g)+3H2 (g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
(1)若保持容器体积不变,再向其中充入1mol N2,反应速率会______(填“加快”、“减慢”或“不变”),理由是______.
(2)若保持容器体积不变,再向其中充入1mol氩气,反应速率会______(填“加快”、“减慢”或“不变”),理由是______.
(3)若保持容器气体压强不变,再向其中充入1mol N2 和3mol H2,反应速率会______(填“加快”、“减慢”或“不变”),理由是______.
(4)使用催化剂,反应速率会______(填“加快”、“减慢”或“不变”),理由是______.
答案和解析
【答案】
1.A 2.C 3.D 4.A 5.D 6.A 7.A 8.A 9.A 10.B 11.D 12.D 13.A 14.B 15.B 16.A 17.D 18.B 19.A 20.CD
21.3;N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.0kJ/mol;0.8mol≤c<2mol;55.2
22.正反应程度越大反应进行越完全,反应的转化率越大;可能增大也可能减小;
;
;
23.探究反应物本身的性质对反应速率的影响;温度相同;测定和比较同时间内产生氢气的体积;Mn2+的催化作用;B
24.0.0395mol•L-1•s-1;X(g)+Y(g)⇌2Z(g);丙<甲<乙
25.加快;增大了反应物的浓度,活化分子数目增多,反应速率加快;不变;反应物的浓度没有增大,反应速率就不会加快;不变;在一定温度和压强条件下,气体体积和气体的物质的量成正比,容器的体积增大,反应物的浓度没有增大,反应速率就不会加快;加快;催化剂可以降低反应的活化能,提高活化分子的百分数,反应速率加快
【解析】
1.解:
A、t1时正反应速率增大,且大于逆反应速率,则应为增大压强,故A正确;
B、t2时正逆反应速率同等程度增大,则为使用了催化剂,故B错误;
C、t3时正反应速率减小,且逆反应速率大于正反应速率,则为减小压强,故C错误;
D、t4时反应速率瞬间不变,然后减小,应为减小生成物浓度,故D错误;
故选A.
由图象可知,t1时正反应速率增大,t2时正逆反应速率同等程度增大,t3时正反应速率减小,t4时反应速率瞬间不变,然后减小,结合影响因素来解答.
本题考查影响化学反应速率的因素,注意把握浓度、催化剂、温度、压强对反应速率的影响即可解答,侧重反应速率图象的分析,明确速率变化程度为解答的关键,注重基础知识的考查,题目难度不大.
2.解:
V(B)=2V(A),2V(C)=3V(B),由速率之比等于化学计量数之比可知,A、B、C的化学计量数之比为1:
2:
3,可知反应为A+2B⇌3C,
故选C.
化学反应速率之比等于化学计量数之比,以此来解答.
本题考查化学反应速率,为高频考点,把握化学反应速率之比等于化学计量数之比为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意化学计量数的比值,题目难度不大.
3.解:
恒温恒容条件下,前20s平均反应速率v=
=
mol/(L.s)=0.002mol/(L.s),如果反应速率仍然是0.002mol/(L.s),则反应所需时间△t=
=
s=13s,但反应物浓度越小反应速率越小,所以所需时间大于13s,故选D.
恒温恒容条件下,根据v=
计算反应速率,但反应物浓度越小反应速率越小,根据△t=
计算反应时间.
本题考查化学反应速率的有关计算,为高频考点,明确反应速率与反应物浓度关系是解本题关键,反应物浓度越大反应速率越大,题目难度不大.
4.解:
A.过程I中,逆反应速率增大过程,反应正向进行,则v正>v逆,逆反应速率不变时,反应到达平衡,则v正=v逆,故A错误;
B.t2时刻改变条件后达到平衡时逆反应速率不变,说明和原平衡等效,A的体积分数Ⅰ=Ⅱ,故B错误;
C.密闭容器中加C,逆反应速率瞬间增大,恒温恒压下与原平衡为等效平衡,故C正确;
D.平衡常数只受温度影响,Ⅰ、Ⅱ两过程为等效平衡,Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ),故D正确,
故选:
A.
A.t1~t2反应到达平衡,则v正=v逆;
B.t2时刻改变条件后达到平衡,逆反应速率不变,说明和原平衡等效,体积分数不变;
C.向密闭容器中加C,逆反应速率瞬间增大,恒温恒压下与原平衡为等效平衡;
D.平衡常数只受温度影响,Ⅰ、Ⅱ两过程为等效平衡,平衡常数相等.
本题考查化学平衡图象、化学平衡的建立、平衡常数等,关键是理解恒温恒压条件下改变条件对平衡的影响,难度中等.
5.解:
当反应进行到4min时,二氧化硫的平均反应速率为:
v=
=
=0.2mol/(L•min),
按照此反应速率,2min时消耗的二氧化硫的物质的量为:
n(SO2)=2min×2L×0.2mol/(L•min)=0.8mol,
由于浓度越大,反应速率越快,2min内二氧化硫的浓度大于4min内的浓度,所以2min时消耗的二氧化硫的物质的量大于0.8mol,
反应进行到2min时,密闭容器中SO2物质的量小于(2mol-0.8mol)=1.2mol,
故选D.
先根据反应进行到4min时二氧化硫的物质的量计算出平均反应速率,然后根据此速率计算出2min时消耗的二氧化硫的物质的量和剩余的二氧化硫的物质的量,根据反应时间越小,反应速率越大判断反应进行到2min时,密闭容器中SO2物质的量.
本题考查了化学反应速率的计算,题目难度中等,要求掌握化学反应速率的计算方法,本题的关键是理解随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低,从而导致反应速率逐渐降低这一客观事实,然后列式计算即可,试题有利于培养学生的分析、理解能力.
6.解:
发生反应:
N2+3H2⇌2NH3,不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质的速率与其化学计量数的比值越大,表示反应速率越快,
A.υ(H2)=0.1mol•L-1•s-1=υ(H2)=6mol•L-1•min-1,
=2mol•L-1•min-1;
B.
=0.2mol•L-1•min-1;
C.
=0.075mol•L-1•min-1;
D.
=0.15mol•L-1•min-1,
故选:
A.
不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质的速率与其化学计量数的比值越大,表示反应速率越快,注意单位保持一致.
本题考查化学反应速率快慢比较,难度不大,利用比值法可以迅速判断,也可以转化为同一物质的速率进行比较.
7.解:
①NO的体积分数不再改变的状态证明正逆反应速率相等,达到了平衡,故正确;
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO,只表明反应逆向进行,不能证明正逆反应速率相等,所以该反应不一定达到平衡状态,故错误;
③混合气体的颜色不再改变的状态,二氧化氮物质的量不变,则该反应达到平衡状态,故正确;
④反应前后气体质量不变、容器体积不变,所以混合气体的密度始终不变,所以不能据此判断平衡状态,故错误;
⑤该反应是一个反应前后气体物质的量减小的可逆反应,当混合气体的平均相对分子质量不再改变时各物质浓度不变,则该反应达到平衡状态,故正确;
故选A.
当可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体现中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的物理量不变,据此分析解答.
本题考查平衡状态的判断,只有前后改变的物理量不变时该反应才能达到平衡状态,反应前后不变的物理量不能作为判断依据,题目难度不大.
8.解:
A、3mol H2和1mol N2放入密闭容器中,使用催化剂发生反应:
N2+3H2⇌2NH3,从反应开始到平衡过程中,反应物不会完全转化为产物,产生氨气的物质的量小于2 mol,故A选;
B、3mol H2和1mol N2放入密闭容器中,使用催化剂发生反应:
N2+3H2⇌2NH3,从反应开始到平衡过程中,反应物不会完全转化为产物,产生氨气的物质的量小于2 mol,故B不选;
C、3mol H2和1mol N2放入密闭容器中,使用催化剂发生反应:
N2+3H2⇌2NH3,从反应开始到平衡过程中,反应物不会完全转化为产物,氮气会剩余,故C不选;
D、3mol H2和1mol N2放入密闭容器中,使用催化剂发生反应:
N2+3H2⇌2NH3,从反应开始到平衡过程中,反应物不会完全转化为产物,氢气气会剩余,小于3mol,氨气会生成,小于2mol,H2和NH3物质的量可能相等,故D不选;
故选A.
3mol H2和1mol N2放入密闭容器中,使用催化剂发生反应:
N2+3H2⇌2NH3,从反应开始到平衡过程中,反应物不会完全转化为产物,反应具有可逆性.
本题考查可逆反应具有可逆性:
从反应开始到平衡过程中,反应物不会完全转化为产物,属于基础知识的回答,难度不大.
9.解:
①该反应中A为固态,则反应后恰好气体质量发生变化,容器容积不变,则反应过程中混合气体的密度为变量,当混合气体的密度不变时,表明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故①正确;
②该反应为气体体积不变的反应,则反应过程中压强始终不变,不能根据压强判断平衡状态,故②错误;
③该反应前后气体体积不变,则反应过程中物质的量始终不变,不能根据物质的量判断平衡状态,故③错误;
④B物质的量浓度不变,表明正逆反应速率相等,各组分浓度不再变化,达到平衡状态,故④正确;
故选A.
可逆反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)是一个反应前后气体体积不变、质量变化的可逆反应,当该反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量不变以及由此引起的一系列物理量不变,据此分析解答.
本题考查了化学平衡状态的判断,题目难度不大,明确化学平衡状态的特征为解答关键,注意该反应中气体质量为变量,气体物质的量不变,为易错点,试题有利于提高学生灵活应用基础知识的能力.
10.解:
①增大氢气的浓度,平衡逆向移动,混合气体的颜色变浅,故错误;
②升高温度,平衡正向移动,混合气体的颜色加深,故正确;
③降低温度,平衡逆向移动,混合气体的颜色变浅,故错误;
④缩小体积,各种气体的浓度都增大,混合气体的颜色加深,故正确;
⑤增大HI浓度,平衡正向移动,碘浓度增大,混合气体的颜色加深,故正确;
⑥减小压强,各气体浓度减小,混合气体的颜色变浅,故错误;
故选B.
要使混合气体的颜色加深,即增大了碘的浓度,平衡正向移动,从影响平衡移动的因素角度考虑.
本题考查了影响平衡移动的因素,注意影响平衡移动的因素有温度、浓度、压强三种,题目难度不大.
11.解:
A.该反应
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