2.2化学平衡同步练习题
一、选择题
1．在某密闭容器中，一定条件下，对于反应，下列说法错误的是
A．该反应为可逆反应
B．升高温度，正反应速率增大
C．该反应达到平衡状态时，
D．适当增大的浓度，有利于增加的质量
2．在一定条件下，某容器内充入N2和H2合成氨，以下叙述中错误的是
A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．随着反应的进行，正反应速率减小，最后降为零
C．随着反应的进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，最后相等
D．在反应过程中，正反应速率的减小等于逆反应速率的增加
3．实现碳达峰、碳中和是党中央做出的重大战略决策。恒压、750°C时，CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。
下列说法正确的是
A．过程①中，CO2的转化率为50%
B．过程②中CO2的吸收，不利于CO还原Fe3O4的平衡正向移动
C．过程③中通入He的作用是催化剂，加快CaCO3分解
D．过程①、②、③均涉及到了氧化还原反应
4．氯气、氯盐、次氯盐[]、二氧化氯在生产生活中具有广泛应用。Deacon曾提出在催化剂作用下，通过氧气直接氧化氯化氢成功制备氯气。该反应具有一定的可逆性，热化学方程式可表示： ；二氧化氯(ClO2)为新型绿色消毒剂，沸点为9.9℃，可溶于水，有毒，浓度较高时易发生爆炸。用浓盐酸和NaClO3反应可制得ClO2.关于Deacon提出的制Cl2的反应，下列有关说法正确的是
A．该反应的
B．每生成22.4LCl2(已折算成标准状况)，放出58kJ的热量
C．升高温度，核反应v (逆)增大，v (正)减小，平衡向逆反应方向移动
D．断裂4molH—Cl键的同时，有4molH—O键生成，说明该反应达到平衡状态
5．一定温度下，在定容密闭容器中发生反应：。下列能证明反应达到化学平衡状态的是
A．体系压强不再变化
B．的浓度不再变化
C．容器内气体总质量不再变化
D．生成的与消耗的物质的量比为1∶1
6．下列有关实验操作、现象和结论的叙述均正确的是
选项 实验操作 实验现象及结论
A 将某固体加水溶解，滴加少量NaOH溶液，加热 湿润红色石蕊试纸未变蓝，说明固体中不存在
B 往Fe2(SO4)3 溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液颜色先变红色，后红色变浅，说明生成物浓度增大，平衡逆向移动
C 将苯与液溴反应产生的气体先通过CCl4，再通入AgNO3溶液 AgNO3溶液中产生淡黄色沉淀，说明苯与液溴的反应是取代反应
D 取少量NaHCO3粉末于试管中，插入温度计，加几滴水 NaHCO3溶解，且温度计温度升高，说明NaHCO3溶于水放热
A．A B．B C．C D．D
7．一定条件下，某密闭容器内存在下列平衡： ；则下列有关说法正确的是
A．缩小反应容器的体积，使压强增大，平衡不移动，混合气体颜色深浅不变
B．保持容积不变，改变体系温度，体系颜色一定发生变化
C．保持容积不变，继续充入HI气体，则HI的转化率将减小
D．保持温度不变，若使体系颜色变浅，则改变条件的瞬间和都将减小
8．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是
①
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中氨气的体积分数不变
⑤密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
A．②③⑤ B．②③ C．②③④ D．①②④
9．已知：2Fe3+(aq)+2I-(aq)2Fe2+(aq)+I2(aq)，向试管中滴加1mL0.1mol/LKI溶液与5mL0.1mol/LFeCl3溶液，反应达到平衡时，下列说法错误的是
A．该反应平衡常数K=
B．加入FeSO4固体，平衡逆向移动
C．加入苯，振荡，平衡正向移动
D．经苯两次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈红色，则该化学反应存在限度
10．一定条件下，密闭容器中进行合成氨反应：。当正、逆反应速率相等且不等于零时，下列说法中，错误的是
A．反应已达平衡状态 B．三者共存
C．的浓度不再变化 D．的浓度之比为1:3:2
二、填空题
11．已知方程式A(g)C(g)(平衡常数为K1)和B(g)D(g)(平衡常数为K2)，用K1、K2表示下列各反应的平衡常数。
(1)C(g)A(g)K3=___________
(2)2B(g)2D(g)K4=___________
(3)A(g)+B(g)C(g)+D(g)K5=___________
(4)2A(g)+D(g)B(g)+2C(g)K6=___________
12．在一密闭容器中，发生可逆反应：，试据图回答：
(1)压强___________，___________(填<、>、=)
(2)温度℃比℃___________(填高或低)，正方向为___________反应。(填放热或吸热)
13．在刚性密闭容器中充入一定量的和，发生反应：。其他条件相同，在两种催化剂作用下，反应相同时间时的转化率与温度的关系如图所示。
(1)催化效率较高的是_______(填“”或“”)；b点_______(填“达到”或“未达到”)平衡。
(2)温度高于，升高温度，的原因可能是_______(答1条即可)。
14．一定温度下，在某体积为2L的密闭容器中充入1.5molNO2和2molCO，在一定条件下发生反应：NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)，2min时，测得容器中NO的物质的量为0.5mol。
(1)此段时间内，用CO2表示的平均反应速率_______。
(2)2min时，CO的转化率_______。
(3)平衡时，CO为1mol，求CO2的体积分数_______。
15．(1)合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液(醋酸二氨合铜，氨水)吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体，铜液吸收CO的反应是放热反应，其反应的化学方程式如下：Cu(NH3)2Ac+CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]Ac，如果要提高上述反应的反应速率，可以采取的措施是___________(填字母)。
a．减压 b．增加NH3的浓度 c．升温 d．及时移走产物
(2)硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下发生水解反应：O2NC6H4COOC2H5+OH- O2NC6H4COO-+C2H5OH，两种反应物的初始浓度均为0.050mol·L-1，15℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。
t/s 0 120 180 240 330 530 600 700 800
α/% 0 33.0 41.8 48.8 58.0 69.0 70.4 71.0 71.0
列式计算该反应在120~180s与180~240s区间的平均反应速率___________、___________；比较两者大小可得出的结论是___________。
(3)反应AX3(g)+X2(g) AX5(g)在容积为10L的密闭容器中进行，起始时AX3和X2均为0.2mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=___________。
②图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为___________(填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b___________，c___________。
16．某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。 已知NO2溶于Cu(NO3)2溶液使体系呈绿色。对于稀HNO3与铜生成NO、浓HNO3与铜生成NO2的原因，提出两种解释：
解释1.
(1)HNO3浓度越稀，溶液中NO的数目越少，被还原时，每个NO从还原剂处获得较多电子的机会_______(填“增多”或“减少”)，因此被还原为更低价态。
解释2.推测下列平衡导致了产物的不同，并通过如下实验证实了推测的合理性。
3NO2+H2O2HNO3+NO
(2)B中盛放的试剂(足量)是_______。
(3)C中盛放Cu(NO3)2和_______。
(4)该小组证实推测的合理性所依据的实验现象是_______。
17．Ⅰ．某温度下，向一刚性密闭容器中充入X、Y、Z三种气体，气体物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题：
(1)反应的化学方程式为___________。
(2)下列叙述中能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
a．Y的体积分数在混合气体中保持不变 b．X、Y的反应速率比为1:1
C．容器内气体压强保持不变 d．生成的同时消耗
Ⅱ．某研究性学习小组利用与酸性溶液的反应，探究“外界条件对化学反应速率的影响”，实验记录如下表所示：
实验级别 实验温度/K 参加反应的物质 溶液褪色所需时间/s
溶液(含硫酸) 溶液
A 293 3 0.2 7 1 0 60
B 3 0.2 5 1 80
C 313 3 0.2 1 2 t1
查阅资料：溶液中滴加过量的，振荡后溶液由紫色变为无色，反应的离子方程式为：。
回答下列问题：
(3)___________，___________；
(4)若探究温度对化学反应速率的影响，可选择实验___________(填组别)。
(5)计算A组实验的平均反应速率v(KMnO4)= ___________。
(6)甲同学依据经验绘制出A组实验中V(CO2)随时间t的变化如图1所示，乙同学查阅资料发现实验过程中V(CO2)随时间t的变化趋势如图2所示。
小组同学针对这一现象，设计实验进一步探究影响因素，具体情况见下表。
方案 假设 实验操作
1 该反应放热，使溶液温度升高，化学反应速率提高 向烧杯中加入溶液和溶液，___________
2 ___________ 取溶液加入烧杯中，向其中加入少量硫酸锰固体，再加入溶液
①补全方案1中的实验操作：___________。
②方案2中的假设为___________。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．该反应为可逆反应，用可逆符号连接反应物与生成物，A正确；
B．升高温度，正反应速率增大，B正确；
C．该反应达到平衡状态时，反应依然在进行，，C错误；
D．当增大Cl2的浓度，平衡向正反应方向移动，有利于增加PCl5(g)的质量，D正确；
故答案为：C。
2．B
【分析】氮气与氢气反应可逆，在一定条件下，某容器内充入N2和H2合成氨，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，生成物浓度逐渐增加，逆反应速率逐渐增大，直至正反应速率等于逆反应速率，但不为0时，反应达到限度，据此分析解答。
解析：根据上述分析可知，
A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零，A正确；
B．随着反应的进行，正反应速率减小，但最终形成动态平衡，速率不会为0，B错误；
C．随着反应的进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，最后两者相等，达到平衡状态，C正确；
D．在反应过程中，正反应速率不断减小，正反应速率的减小等于逆反应速率的增加，D正确；
故选B。
3．D
【分析】根据流程图可知，总反应为：CH4和3CO24CO和2H2O，据此分析解答。
解析：A．过程①中，CO2转化为CO，但并不知道该反应进行的程度，所以无法准确计算转化率，A错误；
B．过程ⅱ，吸收，使浓度降低，从而促进CO还原Fe3O4的平衡正移，B错误；
C．恒压、750°C时，通入He，是碳酸钙分解反应平衡向正向移动，但He并未参加反应，也不属于催化剂，C错误；
D．根据上述反应机理可知，过程①、②、③中元素均有化合价的升降，均涉及到了氧化还原反应，D正确；
故选D。
4．B
解析：A．反应为气体分子数减小的反应，为熵减反应，A错误；
B．由热化学方程式可知，每生成22.4LCl2(已折算成标准状况，为1mol)，放出116kJ÷2=58kJ的热量，B正确；
C．升高温度，正逆反应速率均会变大，C错误；
D．断裂4molH—Cl键的同时，有4molH—O键生成，描述的都是正反应，不能说明该反应达到平衡状态，D错误；
故选B。
5．B
解析：A．该反应前后气体物质的量不变，因此随反应进行体系的压强始终不变，故体系压强不再变化，不能证明反应达到化学平衡状态，故A错误；
B．的浓度不再变化，说明正逆反应速率相等，能证明反应达到化学平衡状态，故B正确；
C．根据质量守恒定律可知，容器内气体总质量始终不变，故容器内气体总质量不再变化，不能证明反应达到化学平衡状态，故C错误；
D．生成的与消耗的物质的量比为1∶1，不能说明正逆反应速率相等，不能证明反应达到化学平衡状态，故D错误；
故选B。
6．C
解析：A．将某固体加水溶解，滴加少量NaOH溶液时，生成的一水合氨浓度减小，检验铵根离子应该向溶液中滴加浓的NaOH溶液，故A错误；
B．在Fe2(SO4)3溶液中滴加无色的KSCN溶液后，有以下可逆反应存在；FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl，加入少量K2SO4固体，溶液中Fe3+、SCN-浓度不变，K+和SO不参加反应，平衡不移动，所以红色不变，故B错误；
C．液溴具有挥发性，将苯与液溴反应产生的气体先通过CCl4除去挥发的Br2，再通入AgNO3溶液生成淡黄色沉淀AgBr，说明产物中存在HBr，说明苯与液溴的反应是取代反应，故C正确；
D．NaHCO3溶于水吸热，故D错误；
故选C。
7．B
解析：A．反应为分子数不变的等体积反应，缩小反应容器的体积，使压强增大，平衡不移动，物质浓度变大，混合气体颜色变深，A错误；
B．保持容积不变，改变体系温度，对于吸热反应而言平衡正向移动，体系颜色一定发生变化，B正确；
C．反应为分子数不变的等体积反应，保持容积不变，继续充入HI气体，促进平衡正向移动，达到新的平衡之后相当于等效平衡，HI的转化率不变，C错误；
D．温度不变时，改变某一因素如加入氢气，平衡逆向移动使体系颜色变浅，此时v逆增大，D错误；
故选B。
8．B
解析：①没有指明正、逆速率，不能判断是否到达平衡，故错误；
②该反应是气体体积增大的反应，故当容器内压强不变时，已达到平衡，故正确；
③随反应进行混合气体的质量增大，容器的容积不变，反应混合气体的密度增大，当密度不再变化，说明到达平衡状态，故正确；
④反应混合气体只有氨气与二氧化碳，二者物质的量之比始终为2：1，氨气体积分数始终不变，所以不能说明到达平衡，故错误；
⑤反应混合气体只有氨气与二氧化碳，二者物质的量之比始终为2：1，密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变，所以不能说明到达平衡，故错误；
故选：B。
9．A
解析：A．K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则平衡常数的表达式为K=，故A错误；
B．加入FeSO4固体，溶液中c(Fe2+)增大，平衡逆向移动，故B正确；
C．单质碘易溶于有机溶剂苯中，向平衡体系中加入苯之后萃取单质碘，使平衡正向移动，故C正确；
D．经苯2次萃取分离后，促进平衡正向移动，在水溶液中加入KSCN，溶液仍呈红色，证明溶液中含有Fe3+，进而证明该化学反应存在限度，故D正确；
故答案选A。
10．D
解析：A．正、逆反应速率相等，反应已达平衡状态，故A正确；
B．可逆反应不能进行到底，三者共存，故B正确；
C．正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，的浓度不再变化，故C正确；
D．正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，的浓度不再变化，的浓度之比不一定为1:3:2，故D错误；
故选D。
二、填空题
11．(1)(2)(3)K1·(4)
解析：（1）方程式A(g)C(g)的平衡常数K1=，方程式C(g)A(g)的平衡常数K3==。
（2）方程式B(g)D(g)的平衡常数K2=，方程式2B(g)2D(g)的平衡常数K4==。
（3）已知方程式①A(g)C(g)，②B(g)D(g)，依据盖斯定律，方程式A(g)+B(g)C(g)+D(g)可由①+②得到，则平衡常数K5= K1·。
（4）已知方程式①A(g)C(g)，②B(g)D(g)，依据盖斯定律，方程式2A(g)+D(g)B(g)+2C(g)可由2①-②得到，则平衡常数K6=。
12．(1) ＜ ＜
(2) 低 吸热
解析：（1）由上图可知，压强为P2先到达平衡，故P2＞P1，增大压强，A的转化率减小，则平衡向逆向移动，增大压强平衡向体积减小的方向移动，故a+b＜c+d；故答案为：＜；＜；
（2）由下图知，温度t2为先到达平衡，故t2＞t1，升高温度，A的含量减小，则平衡向正反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为吸热反应．故答案为：低；吸热。
13．(1) 未达到
(2)催化剂的活性降低
解析：（1）由图可知，温度相同、时间相同时，Cat2作催化剂时，C2H2的转化率更高，故Cat2的催化效率较高；催化剂改变反应速率，不改变平衡时物质的转化率，由图可知，下
使用Cat2作催化剂，C2H2的转化率高于b点，说明b点未达到平衡。
（2）温度高于，升高温度，b→c段C2H2的转化率降低，原因可能是催化剂的活性降低。
14．(1)0.125mol· (L·min)-1
(2)25%
(3)28.6%
解析：（1）2min时，容器中NO的物质的量为0.5mol，则用NO表示的平均反应速率为：，由反应速率之比等于化学计量数之比可得，用CO2表示的平均反应速率为：；故答案为：。
（2）2min时，NO的物质的量为0.5mol，由方程式可得，CO转化量为0.5mol，则CO的转化率为：；故答案为：25%。
（3）平衡时，CO为1mol，初始容器中充入了1.5molNO2和2molCO，则CO转化了1mol，由方程式可得达到平衡时，NO2为0.5mol，CO2为1.0mol，NO为1.0mol，CO为1mol，则CO2的体积分数为：；故答案为：28.6%。
15． bc v=7.3×10-5mol·L-1·s-1 v=5.8×10-5mol·L-1·s-1 随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢 1.7×10-4mol·L-1·min-1 b>c>a 加入催化剂；反应速率加快，但平衡不移动 升高温度；反应速率加快，平衡向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大)
解析：(1)根据反应Cu(NH3)2Ac+CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]Ac，a中减压，反应速率减小，b增加NH3的浓度，反应速率加快，c升温，反应速率加快，d及时移走产物，逆反应速率减小，随后，正反应速率也会减小，故答案选：bc；
(2)根据表格中数据，120~180s区间内，O2NC6H4COOC2H5的平均反应速率v==mol·L-1·s-1=7.3×10-5mol·L-1·s-1；180~240s区间的平均反应速率v==mol·L-1·s-1=5.8×10-5mol·L-1·s-1；随反应进行，其他条件不变，反应物浓度降低时，从上述计算结果发现，反应速率减小，故答案依次为：随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢；
(3)①开始时气体总物质的量n0=0.4mol，总压强为160kPa，平衡时总压强为120kPa，根据理想气体方程可知，平衡时气体总物质的量n=0.4×mol=0.3mol=0.3mol，设从开始到平衡，AX5增加的物质的量为x，
则，根据三段式可得， (0.2-x)+(0.2-x)+x=0.3，解得x=0.1，v(AX5)=1.7×10-4mol·L-1·min-1，故答案为：1.7×10-4mol·L-1·min-1
②由图象知，达到平衡所需时间：a>c>b，所以反应速率v(AX5)由大到小的顺序为b>c>a；与实验a相比，实验b先达到平衡，化学反应速率快，但平衡不移动，说明实验b加入了催化剂，故答案为：加入催化剂；反应速率加快，但平衡不移动；与实验a相比，实验c平衡向逆反应方向移动，且反应速率加快，说明实验c改变的条件是升高温度，故答案为：升高温度；反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。
16．(1)增多
(2)水
(3)浓硝酸
(4)C中溶液变绿
解析：硝酸与金属反应比较复杂，一般情况下，硝酸与金属反应不产生氢气。硝酸浓度大，反应速率快，还原产物价态高；硝酸浓度小，反应速率慢，还原价态低。
(1)HNO3浓度越稀，溶液中NO的数目越少，被还原时，每个NO从还原剂处获得较多电子的机会增多，被还原为较低的价态，故答案为：增多；
(2)Cu与浓硝酸反应产生NO2气体，NO2气体与B中水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，将产生的NO气体通入到C溶液中，故答案为：水；
(3)C中含有较多NO，使平衡3NO2+H2O2HNO3+NO逆向移动，二氧化氮浓度增大，从而便于观察溶液颜色变化，所以C中应盛放Cu(NO3)2和浓硝酸；
(4)根据题给信息可知，NO2溶于Cu(NO3)2溶液使体系呈绿色，所以若C中溶液变为绿色，就证明解释1正确，否则2正确。
17． 3X(g)+Y(g) 2Z(g) ac 293 5 BC 测量反应体系温度的变化 反应生成的是该反应的催化剂
解析：Ⅰ．(1)由图可知，随着反应的进行，X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增加，说明X、Y是反应物，Z是生成物，达到平衡时△n(X)=(1.0-0.4)mol=0.6mol，△n(Y)=(1.0-0.8)mol=0.2mol，△n(Z)=(0.5-0.1)mol=0.4mol，同一反应中同一时间段内各物质的物质的量变化之比等于其计量数之比，则△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=0.6：0.2：0.4=3：1：2，5min后各物质物质的量保持不变达到平衡状态，该反应的化学方程式为3X(g)+Y(g) 2Z(g)。故答案为：3X(g)+Y(g) 2Z(g)；
(2)a．Y的体积分数在混合气体中保持不变，说明反应达到平衡状态，故符合；
b．X、Y的反应速率比为1:1，不等于3：1，且没有说明是正反应速率还是逆反应速率，故不符；
C．该反应是气体体积减小的反应，容器内气体压强保持不变，说明气体总物质的量不再随时间变化而变化，反应达到平衡状态，故符合；
d．生成的同时消耗，均为逆反应，不能说明反应达到平衡状态，故不符；
故答案为：ac；
Ⅱ．(3)A、B是探究浓度对化学反应速率的影响，控制温度相同，293，根据A总体积为10mL，10mL-3mL-2mL=5mL；故答案为：293；5；
(4)若探究温度对化学反应速率的影响，要控制除温度外其它条件相同，可选择实验BC。故答案为：BC；
(5)A组实验的平均反应速率v(KMnO4)= =。故答案为：；
(6)①该反应放热，使溶液温度升高，化学反应速率提高，向烧杯中加入溶液和溶液，测量反应体系温度的变化。故答案为：测量反应体系温度的变化；
②由图2可知反应开始后速率增大的比较快，说明生成物中的MnSO4(或Mn2+)为该反应的催化剂，方案2中的假设为反应生成的是该反应的催化剂。故答案为：反应生成的是该反应的催化剂
