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第第页第二章第二节化学平衡状态专项训练(含解析)2023-2024学年高二化学人教版(2023)选择性必修一化学平衡状态专项训练(A级部用)

一、单选题(12题)

1.将溶液与混合,充分反应后将溶液分成四份,分别向①、②、③、④份混合溶液中加入2滴试液、溶液、淀粉试液、溶液,其中能较好地证明与之间发生了反应且为可逆反应的实验是

A.①②B.①③C.②④D.③④

2.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应达到平衡的标志的是

①C的生成速率与C的分解速率相等;

②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB;

③A、B、C的浓度不再变化;

④A、B、C的体积分数不再变化;

⑤混合气体的总压强不再变化;

⑥混合气体的物质的量不再变化;

⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB;

⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2。

A.②⑧B.②⑤⑧C.①③④⑦D.②⑤⑥⑧

3.在下列反应中,加入反应一段时间后,有关说法正确的是

A.只存在于CO和中B.存在于CO、、中

C.只存在于CO中D.只存在于CO、中

4.时,向真空恒容密闭容器中加入足量草酸锰固体(MnC2O4),发生反应:。达到平衡时,。保持温度不变,将体积缩小至原来的一半且保持不变,达到二次平衡。与第一次平衡相比,第二次平衡时,下列说法错误的是

A.容器的压强不变B.不变C.的质量减小D.逆反应速率增大

5.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L。当反应达到平衡时,可能存在的数据是

A.SO2为0.4mol/L,O2为0.2mol/LB.SO2为0.25mol/L

C.SO3为0.4mol/LD.SO2、SO3均为0.15mol/L

6.工业制硫酸的一步重要反应是的催化氧化。在2L恒容密闭容器中,充入一定量的和,在催化剂、500℃的条件下发生反应。、的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是

A.该反应为可逆反应,2min时反应达到了化学平衡状态

B.、和的物质的量浓度之比为2:1:2时,反应一定达到了化学平衡状态

C.反应开始至5min末,平均反应速率

D.通过调控反应条件,无法使的平衡转化率高于80%

7.把5.0g铝片投入到500mL0.5molL-1稀硫酸中,反应产生氢气的速率随时间t的变化如图所示,下列推论错误的是

A.0→a段不产生氢气是因为表面的氧化物隔离了铝和硫酸溶液

B.b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高

C.t=c时反应处平衡状态

D.t>c产生氢气的速率降低主要是因为溶液中c(H+)降低

8.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下发生反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),正反应速率随时间变化如图所示。由图得出结论正确的是

A.反应在c点达到平衡状态

B.反应物浓度:a点小于b点

C.反应物的总能量低于生成物的总能量

D.△t1=△t2时,a~b段平均正反应速率小于b~c段

9.恒温条件下,物质的量之比为2∶1的SO2和O2的混合气体在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),该反应为放热反应,n(SO2)随时间变化关系如下表:

时间/min012345

n(SO2)/mol0.200.160.130.110.080.08

下列说法正确的是

A.当容器中气体的密度不变时,该反应达到平衡状态

B.该反应进行到第3分钟时,逆反应速率小于正反应速率

C.从反应开始到平衡时,用SO3表示的平均反应速率为0.01mol/(L·min)

D.容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为5∶4

10.氨是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业;合成氨反应为,以铁触媒(主要成分是和)为催化剂。实验室用加热和固体混合物的方法,或将浓氨水与固体混合来制取少量氨气。工业上可利用氨气等制取硝酸。有关工业合成氨的反应下列有关说法正确的是

A.其它条件不变,升高温度,可提高活化分子百分数,加快反应速率

B.反应的(E表示键能)

C.断裂同时有形成,说明达该条件下的平衡状态

D.将氨气液化并移走,可提高原料的平衡转化率及平衡时的反应速率

11.一定条件下,在体积固定为的密闭容器中加入发生反应:,则下图中正确的是(表示混合气体的平均相对分子质量)

A.B.C.D.

12.在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列物理量不在发生变化时,①混合气体的压强;②混合气体的密度;③混合气体的总物质的量;④混合气体的平均相对分子质量;⑤混合气体的颜色;⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比;⑦某种气体的百分含量。其中能说明反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是

A.①②③B.②④⑦C.①⑥⑦D.①②⑦

二、填空题(4大题)

13.回答下列问题:

(1)某温度下在容积为2L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。

①该反应的化学方程式是。

②4min时,υ正υ逆(填“>”“乙>甲>丙AD

(2)beg

(3)0.005mol/(Lmin)

【详解】(1)①反应过程中,X、Y、Z物质的量变化量之比等于化学计量数之比,从图中可知,相同时间内,X、Y、Z物质的量变化量之比为0.6:0.2:0.4=3:1:2,且X、Y物质的量减少为反应物,Z物质的量增加为生成物,则化学方程式为3X(g)+Y(g)2Z(g);

②4min时X、Y物质的量减少,Z物质的量增大,说明此时反应正向进行,正反应速率>逆反应速率;

③确定X的速率为:

甲:v(X)=0.3mol·L-1·s-1;

乙:v(Y)=0.12mol·L-1·s-1,故v(X)=3×0.12mol·L-1·s-1=0.36mol·L-1·s-1;

丙:v(Z)=9.6mol·L-1·min-1==0.16mol·L-1·s-1,故v(X)=×0.16mol·L-1·s-1=0.24mol·L-1·s-1,故最快的是乙,最慢的是丙,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为:乙>甲>丙;

④A.升高温度,反应速率增大,A正确;

B.恒容条件下充入Ar气,反应物和生成物的浓度不变,反应速率不变,B错误;

C.减小Z的浓度,生成物浓度减小,反应向正反应方向进行,随着反应进行反应物浓度也减小,反应物和生成物浓度都减小,反应速率减小,C错误;

D.将反应容器体积缩小,反应物浓度增大,且随着反应进行生成物浓度也增大,反应速率增大,D正确;

综上所述AD正确;

故答案为:3X(g)+Y(g)2Z(g);>;乙>甲>丙;AD。

(2)a.2v逆(NO)=v正(O2),v正(O2)=v正(NO),NO正逆反应速率不相等,反应未达到平衡,a错误;

b.该反应不是等体积反应且在恒容密闭容器中进行,随着反应进行容器压强不断变化,压强不变说明反应达到平衡,b正确;

c.v(NO2)=2v(O2),该等式未说明是正反应还是逆反应,无法得知反应是否达到平衡,c错误;

d.反应在恒容密闭容器中进行,且反应物和生成物均为气体,容器内的密度始终不变,d错误;

e.该反应不是等体积反应,随着反应进行,混合气体的平均相对分子质量不断变化,混合气体平均分子质量不变,说明反应达到平衡,e正确;

f.c(NO)∶c(O2)∶c(NO2)=2∶1∶2与反应的初始投料比及反应进行程度有关,正逆反应速率是否相等未知,无法说明反应达到平衡,f错误;

g,NO和O2为无色气体,NO2为红棕色气体,随着反应进行NO2浓度不断变化,气体颜色不断变化,气体颜色不变说明反应达到平衡,g正确;

故答案为:beg。

(3)根据反应方程式可知平衡常数K=;若在2L的密闭容器中进行上述反应,结合化学方程式定量关系计算,2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l),根据反应过程中质量守恒可知,气体质量减少的质量等于生成的硫的质量,经测定在5min内气体的质量减小了1.6g,则生成硫的质量为1.6g,物质的量为0.05mol,根据方程式可知消耗的SO2的物质的量为0.05mol,则0~5min的平均反应速率υ(SO2)=;

故答案为:K=;0.005mol/(Lmin)。

14.(1)和

(2)PtO-CeO2-OMS、250℃B

(3)增大一般条件下,当其它条件相同时,升高温度,化学反应速率增大

(4)

【详解】(1)和均属于酸性氧化物,溶于水分别生成硝酸和亚硫酸,故主要污染物中会使雨水小于5.6的是和;

(2)①由图知,当催化剂为PtO-CeO2-OMS、温度在250℃左右时的转化率已经比较高了,故该反应最佳的催化剂与温度为:PtO-CeO2-OMS、250℃;

②A.由于充入的和的物质的量分别为和,反应时消耗的和的物质的量相同,那么当和的物质的量之比不变时,说明反应达到了平衡,A不符合题意;

B.气体总质量不变,容器恒容,则混合气体的密度一直不变,故密度保持不变不能说明反应已经达到平衡状态,B符合题意;

C.该反应前后气体的总物质的量不同,那么在恒温恒容条件下,混合气体的压强一直在变化,当混合气体的压强保持不变时说明反应达到了平衡,C不符合题意;

D.说明正逆反应程度相当,反应达到了平衡,D不符合题意;

故选B;

(3)①由图知,第I组实验中,从开始反应到达到平衡,的浓度减少了,则的浓度也减少这么多,达到平衡时的浓度为;

②实验I和Ⅱ的反应物浓度相同而Ⅱ中催化剂比表面积较大,由图中I、Ⅱ对应的曲线知,二者平衡时各组分浓度相同,但曲线Ⅱ先达到平衡,说明增大催化剂比表面积,该化学反应速率将增大;

③实验I和Ⅲ的反应物浓度和催化剂比表面积均相同,Ⅲ的温度高于I,由图中I、Ⅲ对应的曲线知,曲线Ⅲ先达到平衡,故由实验I和Ⅲ可得出的结论是:一般条件下,当其它条件相同时,升高温度,化学反应速率增大;

(4)反应生成的无污染气体为氮气,则与尾气中的在和催化剂的条件下发生了氧化还原反应,化学方程式为:

15.(1)0.05mol/(Ls)

(2)增大不变

(3)bd

【详解】(1)由图得出v(CO2)==0.1mol/(Ls),依据速率比等于物质计量数之比,得出v(N2)=0.05mol/(Ls)。

(2)将催化剂磨成粉末,可增大催化剂与反应物的接触面积,增大反应速率;催化剂不会影响平衡移动,只会改变反应速率,所以反应速率增大CO的转化率不变。

(3)a.由于0时刻无产物,所以v逆起点为0,故a错误;

b.因为在绝热容器中进行,该反应放热,导致体系温度升高,平衡常数减小,除非达到平衡,体系温度才不会发生变化,从而化学平衡常数K不变,故b正确;

c.n(CO2)与n(NO)相等,物质之间量的关系不能表示其浓度不变,不能作为达到平衡状态的依据,故c错误;

d.NO质量分数不变,符合化学平衡状态的定义,故d正确;

故答案为:bd。

16.(1)B减小

(2)C减小

(3)E

(4)减小

【详解】(1)升高温度,正、逆反应速率均瞬间增大,化学平衡向吸热反应方向移动,即向逆反应方向移动,逆反应速率大于正反应速率,新平衡中C的质量分数

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