化学平衡 单元测试题

一、选择题（每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共60分）   1．比较形状和质量相同的两块硫黄分别在空气和氧气中燃烧的实验，下列说法中不正确的是（  ）。 A．在氧气中比在空气中燃烧得更旺 B．在氧气中火焰为明亮的蓝紫色 C．在氧气中反应比在空气中反应速率快 D．在氧气中燃烧比在空气中燃烧放出的热量多   2.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施能使氢气生成速率加大的是（  ）。 A．加少量CH3COONa固体              B．加水     C．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸       D．不用铁片，改用铁粉   3．本题列举的四个选项是4位同学在学习“化学反应的速率和化学平衡”一章后，联系工业生产实际所发表的观点，你认为不正确的是（  ）。 A．化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品    B．化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品     C．化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率 D．化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品        4．二氧化氮存在下列平衡：2NO2(g) = N2O4（g）；△H＜0，在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中较为适宜的是（   ）。 A．温度130 ℃、压强3.03×105 Pa    B．温度25 ℃、压强1.01×105 Pa C．温度130 ℃、压强5.05×104 Pa    D．温度0 ℃、压强5.05×104 Pa   5．反应2A(g)2B(g)+C(g)；△H＞0，达平衡时，要使v正降低、c(A)增大，应采取 的措施是（   ）。      A．加压     B．减压     C．减小    D．降温   6．一定条件下反应mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)在一密闭容器中进行，测得平均反应速度v(C)= 2v(B)。若反应达平衡后保持温度不变，加大体系压强时平衡不移动，则m、n、p、q的数值可以是 （   ）。    A．2、6、3、5   B．3、1、2、2   C．3、1、2、1     D．1、3、2、2   7．某温度下，密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)＋cZ(g)，达到平衡后，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，当达到新平衡时，物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是（   ）。   A．可逆反应的化学计量数数：a＞b＋c  B．压缩容器的容积时，v正增大，v逆减小     C．达到新平衡时，物质X的转化率减小         D．达到新平衡时，混合物中Z的质量分数增大   8．右图所示为800 ℃ 时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，只从图上分析不能得出的结论是（   ）。   A．A是反应物  B．前2 min A的分解速率为0.1 mol·L-1·min-1              C．达平衡后，若升高温度，平衡向正反应方向移动                         D．达平衡后，若增大压强，平衡向逆反应方向移动                      9．某温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应A(g)＋３B(g)２C(g)达到平衡时，测得A、B、C物质的量之比为2:2:1。若保持温度不变，以2:2:1的物质的量之比再充入A、B、C，下列判断正确的是（　）  A．平衡向逆反应方向移动   B．平衡不会发生移动   C．Ｃ的质量分数增大       D．Ｃ的质量分数可能减小   10.有关合成氨工业的说法中，正确的是（   ）。 A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%，所以生产氨的工厂的效率都很低 B．由于氨易液化，N2、H2是循环使用，所以总体来说氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在500 ℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．合成氨厂采用的压强是2×107～ 5×107 Pa，因在该压强下铁触媒的活性最大   11．对于热化学方程式：SO3(g) SO2(g)+O2(g) ；△H =+ 98.3 kJ·mol-1的描述有如下四个图象，其中正确的是（y表示SO2的含量）   （  ）。                          12．可逆反应3A(g) ３B(？)+C(？)；△H＞0，随着温度的升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断中正确的是（   ）。 A．B和C可能都是固体                 B．B和C一定都是气体 C．若C为固体，则B不一定是气体       D．B和C可能都是气体   13．在容积固定的密闭容器中存在如下反应： A(g) + B(g)  3 C(g)； (正反应为放热反应)某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：                             下列判断一定错误的是（   ）。 A、图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高 B、图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高 C、图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高 D、图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高   14．在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应： X(g) + 2Y(g)  2Z(g) ，此反应达到平衡的标志是（   ）。     A．容器内压强不随时间变化               B．v正(X)=v逆(Z)     C．容器内X、Y、Z的浓度之比为l:2 :2   D．单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z   15．两个体积相同的密闭容器A、B，在A中充入SO2和O2各1 mol，在B中充入SO?2和O2各2 mol，加热到相同温度，有如下反应 2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)，对此反应，下述不正确的是  （  ）。     A．反应速率B＞A                   B．SO2的转化率B＞A C．平衡时各组分含量B = A          D．平衡时容器的压强B＞A   16．在4L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体，在一定条件下发生反应：3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)，达到平衡时，生成了2 mol C，经测定D的浓度为0.5 mol·L-1，下列判断正确的是（   ）。 A．x=1                       B．B的转化率为20%  C．平衡时A的浓度为1.50 mol·L-1  D．达到平衡时，在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%   17．在容积一定的密闭容器中，反应2A B(g)+C(g)达到平衡后，升高温度容器内气体的密度增大，则下列叙述正确的是（   ）。 A．正反应是吸热反应，且A不是气态     B．正反应是放热反应，且A是气态 C．其他条件不变，加入少量C，物质A的转化率增大 D．改变压强对该平衡的移动无影响   18．在一定温度下将1 mol CO和1 mol H2O(g)通入一个密闭容器中反应： CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)，达到平衡后CO2的物质的量为0.6 mol，再通入4 mol H2O(g)达到平衡后CO2的物质的量可能是 （   ）。     A．等于0.6 mol   B．等于1 mol   C．大于1 mol   D．大于0.6 mol，小于1 mol   19．在一定温度下发生反应：I2+ H2  2HI；并达平衡。HI的体积分数V(HI)随时间变化如图曲线（II）所示。若改变反应条件，在甲条件下的变化如曲线（I）所示。在乙条件下V(HI)的变化如曲线（III）所示。则甲条件、乙条件分别是（  ）。 ① 恒容条件下，升高温度 ② 恒容条件下，降低温度③ 恒温条件下，缩小反应容器体积④ 恒温条件下，扩大反应容器体积⑤ 恒温恒容条件下，加入适当的催化剂 A． ①⑤，③   B． ②⑤，④    C． ③⑤，②   D． ③⑤，④     20．在恒温恒容的容器中进行反应 A(g)  2B(g)+C(g)；△H＞0，若反应物浓度由0.1 mol?L-1降到0.06 mol·L-1需20 s，那么由0.06 mol·L-1降到0.024 mol·L-1，需反应的时间为（  ）。   A．等于18s    B．等于12s    C．大于18s     D．小于18s   二、填空题（本题共24分） 21．(6分)⑴反应m A＋n Bp C在某温度下达到平衡。 ①若A、B、C都是气体，减压后正反应速率小于逆反应速率，则m、n、p的关系是_____________。 ②若C为气体，且m+ n = p，在加压时化学平衡发生移动，则平衡必定向______方向移动。 ③如果在体系中增加或减少B的量，平衡均不发生移动，则B肯定不能为_____态。   22.（共4分）在一定条件下，可逆反应A2(g)+B2(g)2C(g)达到了化学平衡状态，经测得平衡时c(A2)=0.5 mol·L-1，c(B2)=0.1 mol·L-1，c(C)=1.6 mol·L-1，若A2、B2、C的起始浓度分别以a mol·L-1，b mol·L-1，c mol·L-1表示，请回答： (1) a、b应满足的关系是_________。 (2) a的取值范围是_________。   23．（共6分）常温、常压下，可发生如下反应：A(g)+B(g)C(g)+nD(g)，若将2 mol A和2 mol B混合充入体积可变的密闭容器中，在不同条件下达到平衡时，C的浓度如下：   温度/℃ 压强/ Pa C平衡浓度/ mol·L-1 25 1×105 1.0 25 2×105 1.8 25 4×105 3.2 25 5×105 6.0   （1） 可逆反应中，化学计量数n取值范围为        ，理由是                    。   （2）在5×105Pa时，D的状态为        。   24.（共8分）在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A(g)+2B(g) 3C(g)，已知加入1 mol A和3 mol B且达到平衡后，生成了a mol C。　   （1）达到平衡时，C在反应混合气中的体积分数是    （用含字母a的代数式表示）。   （2）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和6 mol B，达到平衡后，C的物质的量为     mol（用含字母a的代数式表示）。此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比    （选填“增大”“减小”或“不变”）。   （3）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反应混合气中体积分数仍与原平衡相同，则还应加入C    mol。   三、实验题（本题10分） 25. 某化学反应2A(g)  B(g)+D(g)在密闭容器中分别在下列四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度（mol·L-1）随反应时间（min）的变化情况如下表：          时间 实验序号 1 10 20 30 40 50 60 1 800 ℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 2 800 ℃ c2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 3 800 ℃ c3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60 4 820 ℃ 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20 根据上述数据，完成下列填空： （1）实验1中，在10～20 min时间内，以A的速率表示的平均反应速率为       mol·L-1·min-1。 （2）实验2中，A的初始浓度c2=   mol·L-1，反应经20 min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是               。 （3）设实验3的化学反应速率为v3，实验1的化学反应速率为v1，则v3   v1（填“＞”“=”或“＜”），且c3     1.0 mol·L-1（填“＞”“＝”或“＜”）。    （4）比较实验4和实验1，可推测该反应的正反应是    反应（填“吸热”或“放热”），理由是                。 四、计算题（本题6分） 26．在压强为1.01×105 Pa，温度为300 ℃时，有1 mol的某气体A发生如下反应： 2A(g)  xB(g)+C(g)，当反应达到了平衡时，平衡混合气中含A的体积分数为60%，混合气体的总质量为46 g，体积为64 L。求： （1）平衡后混合气体的平均相对分子质量；  （2）平衡后已转化的A的物质的量； （3）x的值。   参考答案 1.D   2.D  影响化学反应速率的因素有温度、浓度、还有固体的表面积等。加少量CH3COONa固体，稀硫酸中的少量H+会与CH3COO-结合成弱酸CH3COOH，使稀硫酸中H+的浓度降低；加水，稀硫酸的浓度降低，反应速率减慢；改用98%浓硫酸，虽然浓度增大了，但浓硫酸会使铁钝化而不能产生氢气。      3.C   4.C  使平衡向逆反应方向移动的条件是高温低压。   5.D  降低温度，反应速率减慢，平衡向放热反应方向移动。   6.B  根据反应速率之比等于化学计量数之比，可知n =1，p =2。又增大压强平衡不移动，说明反应物和生成物两边气体的计量数相等，有m+1=2+q，代入选项即可。   7.C  恒温下，体积缩小为原来的一半，假设原反应的平衡不移动，则物质Y和Z的浓度将均增加至原来的2倍，而实际上Y、Z的浓度均为原来的1.8倍，说明平衡向逆反应方向移动，因而X的转化率减小，Z的质量分数减小。因体积减小（即压强增大），正、逆反应速率均增大，且化学平衡是向着气体物质的物质的量减少的方向移动，有a＜b＋c。   8. C  该反应为2A(g)2B(g)+C(g)。   9. D　平衡时充入一定量的物质，使体系中各物质浓度同时增大若干倍，这必然导致各体系压强增大，使平衡向右移。又因总量增加，C虽然生成量增大，但质量分数仍可能减小。   10. B  由于分离出氨，N2、H2循环使用，故产率较高。   11. D  温度越高，达到平衡所需时间就越短。又正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，SO2的含量500 ℃时大于300 ℃时。   12．D  升高温度，平衡向正反应方向移动，又气体平均相对分子质量变小，表明正反应为气体物质的量增多的反应，B和C不可能都是固体，但可能都是气体。另外，若C为固体，则B一定是气体，因为平衡向正反应方向移动时，虽然气体物质的物质的量没有增加，但由于生成固体C，总质量减少，气体平均相对分子质量也变小。   13.A 　   14．A  由于该反应正反应是恒温恒压下气体物质的量减小的可逆反应，压强不随时间变化，表明反应达到了平衡，A项正确；B项可转换为v正(X) = 2v逆(X)，即正反应速率大于逆反应速率，未达平衡；当有0.5 mol X和1 mol Y反应生成1 mol Z时，X、Y、Z的浓度之比就为l:2:2，故C项并不能表明反应达到了平衡状态；D项也不符合题意，因为无论是否达到平衡，上述反应在任何时候，消耗0.1 mol X同时一定生成0.2 mol Z。   15. C   16．B 平衡时，生成了2 mol C，也生成了2 mol D，x=2，A的浓度为0.75 mol·L-1。同温同容时，由PV=nRT知反应前与平衡时的压强之比等于物质的量之比，可计算出平衡时的压强与反应前的压强相等。   17. A 因容积一定，若A为气体，则总质量不变，气体的密度不变，故A不是气体。又气体的密度增大，表明气体的质量增大，该平衡向正反应方向移动。据升高温度可知正反应为吸热反应。   18．D  再通入4 mol H2O(g)后使H2O(g)浓度增大，平衡向正确反应方向移动，所以CO2的物质的量增大，即n(CO2)＞0.6 mol。应用极端假设法，假设通入4 mol H2O(g)后，1 mol CO全部消耗掉，则转化为CO2 1 mol，而实际上可逆反应达到平衡时CO的物质的量大于0，CO不可能全部消耗掉，故n(CO2)＜1 mol，即0.6 mol＜n(CO2)＜1 mol。   19．D　   20.Ｃ.随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率越来越慢，即v(A)1＞v(A)2，v(A)1／v(A)2＞１。 故t1:t2=△c1/ v(A)1: △c2/ v(A)2=10v(A)2／9 v(A)1＜10/9，即t2＞9 t1／10=18。   21．⑴ m + n > P   ⑵逆  ⑶ 气   22. (1) a=b+0.4  (2)0.4≤a≤1.3    解析： (1)设转化过程中，A2(g)转化浓度为x mol·L-1，则B2(g)转化浓度也为x mol·L-1。根据平衡浓度有：a-x=0.5，b-x=0.1，可知a=b+0.4。 (2)考虑两种极端情况：①A2、B2为起始物；②A2、C为起始物。 A2(g) +  B2(g)  2C(g) 物质的平衡浓度/mol      0.5      0.1      1.6 ① A2、B2为起始物/mol  0.5+0.8  0.1+0.8     0 ② A2、C为起始物/mol  0.5-0.1     0      1.6+0.2    故A2的取值范围为：0.4≤a≤1.3。   23．（1）n＞1  压强增加到2倍，C的浓度只增加到1.8倍，说明增大压强平衡向逆反应方向移动，正反应是气体物质的量增大的反应，故n＞1。（2）固态或液态 解析：（1）根据PV=nRT，温度、物质的量一定时，P1:P2=V2:V1。 若P1:P2=1×105 Pa : 2×105 Pa=1:2，则对应V2:V1=1:2，即体积变小一半，C的浓度应增大1倍，由1 mol·L-1变为2mol·L-1。但是由于平衡移动变成1.8 mol·L-1，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应是气体物质的量减少的反应，故n＞1。   （2）将压强由1×105 Pa变为4×105 Pa时，仍符合以上规律。将压强由4×105 Pa变为5×105 Pa时，P1:P2=4:5，C的浓度应为3.2×5/4=4 mol·L-1。但平衡时，C的浓度增加到6 mol·L-1，说明平衡向正反应方向移动。若D为气体，则不可能。只有在A、B、C为气体，D不为气体时，才符合题意。   24．（1）25a% （2）2a  不变  （3）6 解析：（1）根据反应方程式，由生成了a mol C，可知A反应了a/3 mol，B反应了 2a/3 mol，平衡时A为(1-a/3)mol，B为(3-2a/3)mol，C为a mol，可计算出C的体积分数为25a%。（2）本题达平衡时与（1）小题达平衡时，互为等效平衡。则相同组分的体积分数相同，C的物质的量为2a mol。（3）据恒温恒容下反应前后气体分子数不变的同一可逆反应的等效平衡规律，即通过反应的化学计量数比换算（极限假设转换）成反应式同一侧的反应物或生成物，其物质的量之比相同，二平衡等效，可设加入C x mol，x molC完全换算成A、B后共有(2+x/3)mol A，(8+2x/3)mol B，由(2+x/3):(8+2x/3)=1:3，解得x=6。   25．（1）0.013 （2）1.0  使用催化剂  （3）＞ ＞ （4）吸热  比较实验4与实验1，可看出升高温度，A的平衡浓度减小，说明升高温度平衡向正反应方向移动，故正反应是吸热反应。   解析：分析表中数据可知：实验1、2、3、4分别在40 min、20 min、40 min、30 min时达到平衡，达平衡时A的浓度分别为：0.50 mol·L-1、0.50 mol·L-1、0.60 mol·L-1、0.20 mol·L-1。   （1）实验1中，反应在10～20 min内以A的速率表示的反应速率为（0.80 mol·L-1-0.67 mol·L-1）/10 min=0.013 mol·L-1·min-1。   （2）对比实验2与实验1，可看出它们温度相同，达平衡时浓度相同，只是达平衡所用的时间实验2短，说明实验2的反应速率较快，在温度和平衡浓度相同的条件下，只有使用催化剂才能加快反应速率，故c2= c1=1.0 mol·L-1。   （3）比较实验3和实验1，可看出它们温度相同，实验3达平衡所用的时间比实验1短，且平衡浓度大，故有v3＞v1，c3＞c1=1.0 mol·L-1。   （4）比较实验4与实验1，可看出升高温度，A的平衡浓度减小，说明升高温度平衡向正反应方向移动，故正反应是吸热反应。   26．（1）33.8 （2）0.184 mol （2）5   解析：（1）根据题意，非标准状况下混合气体的温度T非=573 K，体积V非=64 L，转化为标准状况下的体积V标，由PV=nRT得：V标=（T标/T非）×V非=（273/573）×64 L = 30.5 L。则混合气体的物质的量n=(30.5/22.4)mol=1.36 mol， 平均摩尔质量M= m/n=46 g/1.36 mol =33.8 g/mol，即混合气体的平均相对分子质量为33.8。   （2）设平衡时，已转化的A的物质的量为a mol，依题意： 2A(g)  xB(g)+ C(g) 起始/mol   1       0      0 变化/mol   a      xa/2    a/2 平衡/mol  1-a     xa/2    a/2 [(1-a)/1.36]×100%=60%     a=0.184    即平衡后已转化的A的物质的量为0.184 mol。   （3）由(1-a)+xa/2+a/2=1.36，a=0.184，可计算得x=5。