第二章 第二节 第1课时 化学平衡状态 测试题2022-2023学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第二章第二节第1课时化学平衡状态测试题榆次一中李金虎一、选择题（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项）1．下列理解不正确的是()A．化学平衡是一个动态平衡B．化学平衡研究的对象主要是可逆反应C．化学反应速率是研究化学反应进行的快慢问题，化学平衡是研究化学反应进行的限度问题D．化学反应达到平衡时，正反应和逆反应速率相等，是对反应中不同物质而言2．14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2＋C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有()A．14CO2 B．14CO2、14COC．14CO2、14CO、14C D．14CO3．一定条件下，向密闭容器中充入1molNO和1molCO，发生反应：NO(g)+CO(g)12N2(g)+CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示,其中处于化学平衡状态的是()A．dB．bC．cD．a4．在一定条件下的恒温恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时，反应：A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)不能表明已达平衡状态的是()A．混合气体的压强 B．混合气体的密度C．B的物质的量浓度 D．气体总物质的量5．一定温度下，体积不变的密闭容器中发生反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，经2min后达到平衡，NH3的浓度减少了0.6mol·L－1。下列说法正确的是()A．平衡时5v正(O2)＝4v逆(NO)B．2min末的反应速率，用NO表示是0.3mol·L－1·min－1C．由混合气体的密度不再改变可判定反应达到平衡D．由混合气体的压强不再改变可判定反应达到平衡6．工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，下列选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是()A．单位时间内消耗2mol的CO同时生成2mol的CO2B．两个H—O键断裂的同时有一个H—H键断裂C．反应容器内的压强不再发生变化D．混合气体的相对分子质量不发生变化7．在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已达平衡状态的是()A．混合气体的压强B．混合气体的平均相对分子质量C．A的物质的量浓度D．气体的总物质的量8．在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳在恒容密闭容器中发生下列反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)，不可用上述反应中某种物理量来说明该反应已达到平衡状态的是()A．CO的生成速率与CO2的生成速率相等B．气体密度不再变化C．CO的质量不变D．体系的压强不再发生变化9．在一定条件下，向2L密闭容器中通入2molN2和6molH2，发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，以下选项能够说明反应已达到平衡状态的是()A．c(NH3)∶c(H2)∶c(N2)=2∶3∶1B．单位时间内1个键断裂的同时，有6个N—H键形成C．混合气体的平均相对分子质量不再改变D．单位时间内有6个N—H键形成的同时，有3个H—H键断裂10．已知：2H2S(g)＋O2(g)S2(s)＋2H2O(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)。T℃时，在体积为2L的恒容密闭容器中，起始加入2molH2S(g)和1molO2(g)，达到平衡时生成0.6molS2(s)。下列说法能说明反应达到平衡状态的是()A．硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍B．容器中混合气体的压强不变C．反应放出的热量为0.3QkJD．消耗2molH2S(g)的同时生成2molH2O(g)11．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0.1mol/L、0.05mol/L、0.3mol/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、SO3均为0.8mol/LC．SO3为0.4mol/LD．SO2为0.35mol/L12．在容积可变的真空密闭容器中投入一定量草酸锰(MnC2O4)，发生反应:MnC2O4(s)MnO(s)+CO(g)+CO2(g)。在一定温度下达到平衡，测得混合气体总浓度为0.8mol·L-1。若保持温度不变，将容器容积扩大至原来的2倍，达到新平衡时测得c(CO2)=xmol·L-1。下列说法正确的是()A．当CO体积分数保持不变时表明反应达到平衡状态B．当气体平均摩尔质量保持不变时表明反应达到平衡状态C．达到新平衡时c(CO2)=c(CO)=0.4mol·L-1D．x的取值范围:0.2<x<0.413．在一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，2min后该反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的浓度为0.2mol·L-1。则下列判断正确的是()A．x=2B．2min内A的反应速率为0.6mol·L-1·min-1C．B的转化率为40%D．若混合气体的密度不变，则表明该反应达到平衡状态14．100℃时，把0.5molN2O4通入容积为5L的真空密闭容器中，立即出现红棕色。反应进行到2s时，NO2的浓度为0.02mol·L-1。60s时，反应已达到平衡状态，此时容器内的压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是()A．0~2s内用N2O4表示的反应速率为0.01mol·L-1·s-1B．在2s时容器内的压强为开始时的1.1倍C．平衡时，n(N2O4)=0.25molD．平衡时，N2O4的转化率为40%15．一定温度下，把2.5molA和2.5molB混合充入容积为2L的密闭容器里，发生如下反应：3A(g)+B(s)xC(g)+2D(g)，经5s反应达平衡，在此5s内C的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1，同时生成1molD，下列叙述中不正确的是()A．反应达到平衡状态时A的转化率为60%B．x=4C．若混合气体的密度不再变化,则该可逆反应达到化学平衡状态D．反应达到平衡状态时,相同条件下容器内气体的压强与起始时压强之比为6∶5二、填空题（本题包括3个小题，共40分）16．(12分)一定温度下，在2L的恒容密闭容器内发生的反应中，M、N的物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题：(1)该反应的化学方程式为。

(2)在t2时刻，存在的等量关系是，此时反应是否达到化学平衡状态?(填“是”或“否”)。

(3)在t3时刻，v正(填“>”“<”或“=”)v逆，理由是。

17．(14分)氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。(1)在一定温度下，在固定容积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是________(填字母)。A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)B．单位时间生成mmolN2的同时生成3mmolH2C．容器内的总压强不再随时间而变化D．混合气体的密度不再随时间变化(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，容积为2L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。请回答下列问题：时间/minCH4/molH2O/molCO/molH2/mol00.401.00005a0.80c0.6070.20b0.20d100.210.810.190.64①分析表中数据，判断5min时反应是否处于平衡状态？________(填“是”或“否”)，前5min反应的平均反应速率v(CH4)＝________________。②反应在7～10min内，CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母)。A．减少CH4的物质的量 B．降低温度C．升高温度 D．充入H2(3)氨的催化氧化：4NH3＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在1L密闭容器中充入4molNH3(g)和5molO2(g)，保持其他条件不变，测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的ΔH______(填“>”“<”或“=”)0；T0℃下，NH3的转化率为。18．(14分)一定条件下，容积为1L的密闭容器中发生如下反应：SiF4(g)＋2H2O(g)SiO2(s)＋4HF(g)ΔH＝＋148.9kJ·mol－1。(1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是________(填字母)。a．4v消耗(SiF4)＝v生成(HF)b．容器内气体压强不再变化c．容器内气体的总质量不再变化d．HF的体积分数不再变化(2)反应过程中测定的部分数据如下表(表中t2>t1)所示。反应时间/minn(SiF4)/moln(H2O)/mol01.202.40t10.80at2b1.60通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态：________________________________________________________________________。(3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应________(填字母)。a．一定向正反应方向移动b．一定向逆反应方向移动c．一定是减小压强造成的d．一定是升高温度造成的e．SiF4的平衡转化率一定增大1．答案：D解析：化学反应达到平衡时，对同种物质而言，其生成速率和消耗速率相等，D错。2．答案：C解析：14CO2与C反应生成14CO(正反应)的同时，逆反应14CO的分解(生成14CO2和14C)也在进行，故平衡混合物中含14C的粒子有：14CO2、14CO、14C。3．答案：A解析：由题图可知,a、b、c的正、逆反应速率不相等,都未达到平衡状态;只有d的正、逆反应速率相等,故处于化学平衡状态的是d,A正确。4．答案：B解析：A．反应前后气体的体积不等，故混合气体的压强不再发生变化说明已达平衡状态，故A不选；B．密度=，总质量不变，体积不变，故混合气体的密度不再发生变化不能作为判断是否达到平衡状态的依据，故B选；C．B的物质的量浓度不再发生变化说明已达平衡状态，故C不选；D．反应前后气体的化学计量数之和不等，故气体总物质的量不再发生变化说明已达平衡状态，故D不选；5．答案：D解析：平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)，A项错误；0～2min内的平均反应速率，用NO表示是0.6mol·L－1/2min＝0.3mol·L－1·min－1，B项错误；容器体积不变，气体总质量不变，所以混合气体的密度始终不变，C项错误；该反应为气体分子数增大的反应，容器体积不变，温度不变，混合气体的压强是变量，当混合气体的压强不变时，说明反应达到平衡状态，D项正确。6．答案：B解析：A项描述的反应速率都是v正，无法判断是否达到平衡；B项说明H2O的分解速率(v正)与H2的消耗速率(v逆)相等，即v正(H2O)＝v逆(H2O)，能判断反应达到平衡；C项，由于该反应前后气体的物质的量不变，故压强始终不变，不能说明可逆反应达到平衡；D项，混合气体的质量不变，物质的量不变，反应前后混合气体的相对分子质量不变，故不能说明反应达到平衡状态。7．答案：B解析：因反应前后气体分子数不变，故无论反应是否平衡，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变；A为固态，其物质的量浓度为常数；若反应正向移动，混合气体的质量增加，则混合气体的平均相对分子质量变大，反之变小，故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态。8．答案：B解析：A项，CO的生成速率为逆反应速率，CO2的生成速率为正反应速率，且CO、CO2的化学计量数相等，则当v正(CO2)＝v逆(CO)时，达到化学平衡；B项，ρ＝eq\f(m,V)，当m(气体)不变时，反应即达到平衡；C项，m(CO)不变，则n(CO)不变，反应达到平衡；D项，该反应是气体体积不变的反应，反应任意时刻，体系的压强均相同，所以压强不变不能作为反应达到平衡的标志。9．答案：C解析：c(NH3)∶c(H2)∶c(N2)=2∶3∶1，并不能说明浓度不变，所以不一定是平衡状态，A错误；单位时间内1个键断裂，同时有6个N—H键形成，均是向正反应方向进行，未体现正反应速率与逆反应速率相等的关系，B错误；该反应是反应前后气体分子数不同的反应，未达到平衡前混合气体的物质的量是变量，质量是定量，所以平均摩尔质量是变量，混合气体的平均相对分子质量也是变量，则混合气体的平均相对分子质量不再改变时能说明反应达到平衡，C正确；单位时间内有6个N—H键形成的同时，有3个H—H键断裂，均是向正反应方向进行，未体现正反应速率与逆反应速率相等的关系，D错误。10．答案：B解析：硫化氢的浓度为氧气的2倍，不能说明反应达到平衡，A项错误；该反应是反应前后气体分子数不等的反应，容器中混合气体的压强不变，说明各气体的物质的量不变，反应达到平衡，B项正确；反应达到平衡时，生成0.6molS2(s)，消耗的H2S为1.2mol，反应放出0.6QkJ热量，故反应放出0.3QkJ热量时，未达到平衡，C项错误；根据已知热化学方程式可知，任何时间段，消耗2molH2S(g)的同时一定生成2molH2O(g)，且可逆反应不能进行到底，D项错误。11．答案：D解析：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)某时刻 0.1mol/L0.05mol/L0.3mol/L极限转化 0.4mol/L0.2mol/L0极限转化 0 00.4mol/L该反应为可逆反应，物质浓度范围：0<c(SO2)<0.4mol/L，0<c(O2)<0.2mol/L，0<c(SO3)<0.4mol/L。12．答案：D解析：由反应的化学方程式可知，CO、CO2是气体产物，且二者的物质的量及体积相同，其他物质都呈固态，则反应过程中，CO的体积分数和CO2体积分数始终相等，均为50%，所以混合气体中CO的体积分数保持不变不能说明反应达到平衡状态，A错误；由反应的化学方程式可知，CO、CO2是气体产物，且二者的物质的量相等，设生成的CO、CO2都是ymol，气体平均摩尔质量恒为28y+44y2yg·mol-1=36g·mol-1，当气体平均摩尔质量保持不变时不能说明反应达到平衡状态，B错误；在一定温度下达到平衡，测得混合气体总浓度为0.8mol·L-1，由A可知，CO的体积分数和CO2体积分数始终相等，均为50%，达到新平衡时c(CO2)=c(CO)=0.4mol·L-113．答案：C解析：由题意可知2min后c(D)=0.4mol·L-1，c(C)=0.2mol·L-1，因此x=1，A项错误；2min内Δc(A)=0.6mol·L-1，v(A)=Δc(A)2min=0.3mol·L-1·min-1，B项错误；反应消耗的n(B)=0.4mol，α(B)=0.4mol1mol×100%=40%，C项正确；反应物、生成物均为气体，14．答案：B解析：N2O4和NO2之间存在转化关系：N2O4(g)2NO2(g)起始物质的量/mol 0.5 02s内转化物质的量/mol0.050.02×52s时物质的量/mol 0.5-0.05 0.02×5v(N2O4)=0.05mol2s×5L=0.005mol·L-1·s-1，A项错误；2s时气体总的物质的量为0.5mol-0.05mol+0.02mol·L-1×5L=0.55mol，则2s时容器内的压强与开始时容器内的压强之比为0.55∶0.5=11∶10，B项正确；反应达到平衡状态时，N2O4(g)2NO2(g)起始物质的量/mol 0.5 0转化物质的量/mol x 2x平衡物质的量/mol 0.5-x 2x达到平衡状态时，气体总的物质的量为0.5mol-xmol+2xmol=(0.5+x)mol,则(0.5+x)mol0.5mol=1.6，解得x=0.3，平衡体系中含0.2molN2O4，C项错误；平衡时，N15．答案：D解析：经5s反应达到平衡，在此5s内C的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1，则生成C的物质的量为0.2mol·L-1·s-1×2L×5s=2mol，同时生成1molD，则x2=2mol1mol,解得x=4，列“三段式”如3A(g)+B(s)4C(g)+2D(g)起始(mol) 2.5 2.5 0 0转化(mol) 1.5 0.5 2 1平衡(mol) 1 1.5 2 1结合转化率=转化的量起始的量×100%反应达到平衡状态时A的转化率为1.52.5×100%=60%，A正确；x=4，B正确；B为固体，气体的质量为变量，体积不变，则混合气体的密度不再变化时该可逆反应达到化学平衡状态，C正确；反应达到平衡状态时，相同条件下容器内气体的压强与起始时压强之比为(1+2+1)∶2.5=8∶16．答案：(1)2NM(2)n(M)=n(N)否(3)=M和N的物质的量不再随时间发生变化,说明反应已达到平衡状态解析：(1)当N减少6mol时，M增加3mol，所以化学方程式为2NM。(2)t2时刻,n(M)=n(N)=4mol，t2时刻后，N的物质的量继续减小，M的物质的量继续增加，故反应未达到平衡状态。(3)t3时刻，M和N的物质的量均不再发生变化，此时反应已达到平衡状态。17．答案：(1)C(2)①是0.02mol·L－1·min－1②D