2020届高考化学一轮复习化学平衡状态作业 30页

化学平衡状态 ‎1、关于合成氨反应中平衡常数的讨论，一定正确的是（）‎ A．平衡常数越大，则H2转化率越大 B．平衡常数越小，则平衡向逆反应方向移动 C．只改变某一条件使平衡常数增大，则正反应速率增大 D．只改变某一条件使平衡常数减小，则H2转化率减小 ‎【答案】D ‎【解析】解：本题考查化学平衡常数的概念分析．‎ A、平衡常数是越大说明平衡正向进行程度越大，只随温度变化，若只改变温度，氢气转化率增大，但若同时改变其他条件时，氢气转化率可能减小，故A错误；‎ B、平衡常数越小，若只改变温度，说明反应进行程度越小，平衡逆向进行，若同时改变其他条件，平衡不一定逆向进行，故B错误；‎ C、反应是放热反应，降低温度平衡正向进行，平衡常数增大，反应速率减小，故C错误；‎ D、改变一个条件，若是升温，反应是放热反应平衡逆向进行，平衡常数减小，氢气转化率减小，故D正确；‎ 故选D．‎ ‎2、不能用平衡移动原理解释的事实是（）‎ A．压缩盛有I2和H2混合气体的针筒，气体颜色变深 B．pH均为4的盐酸和NH4Cl（aq）中水的电离度后者大 C．打开汽水瓶盖，即有大量气泡逸出 D．用排饱和食盐水的方法收集氯气 ‎【答案】A ‎【解析】解：本题考查勒夏特列原理知识．‎ A、该反应反应前后气体体积不变，所以压强不影响化学平衡的移动，增大平衡体系的压强气体的体积减小，碘的浓度增大，颜色变深，所以不能用勒夏特列原理解释，故A选；‎ B、铵根离子水解是对水的电离平衡的促进，能用勒夏特列原理解释，故B不选；‎ C ‎、因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡，打开汽水瓶后，压强减小，二氧化碳逸出，能用勒夏特列原理解释，故C不选；‎ D、实验室用排饱和食盐水法收集氯气，利用饱和食盐水中氯离子浓度使平衡逆向进行，Cl2+H2OH++Cl﹣+HClO，可以用勒夏特列原理解释，故D不选；‎ 故选A．‎ ‎3、在某恒温恒容密闭容器中，发生反应：A（g）+B（g）2C（g）△H=﹣QkJ/mol（Q＞0），保持其它条件不变，只改变起始添加量，测得相关数据如表所示:‎ 起始加入量（mol）‎ 平衡时 A B C A或C转化率（%）‎ C的物质的量分数（%）‎ 放出或吸收热量（kJ）‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎0‎ α1‎ φ1‎ Q1‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎2‎ α2‎ φ2‎ Q2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎0‎ α3‎ φ3‎ Q3‎ 下列说法中错误的是（　　）‎ A．α1+α2=1；φ2=φ1 B．α1=α3；Q1+Q2=Q C．φ3=φ1=φ2；Q3=2Q1 D．φ3=2φ1；Q3=Q1‎ ‎【答案】D ‎【解析】解：本题考查化学平衡建立的过程；等效平衡．‎ 因为该反应A（g）+B（g）2C（g）△H=﹣QkJ/mol（Q＞0），为气体体积不变的放热反应，所以在某恒温恒容密闭容器中只要转化到一边满足成比例，则为等效平衡，又 A（g）+B（g）2C（g）‎ ‎（1）110‎ ‎（2）002‎ 等效于110‎ ‎（3）220‎ 所以（1）（2）完全等效，（3）是（1）的2倍，成比例等效，则α1=α3，α1+α2=1，φ3=φ1=φ2，Q1+Q2=Q，Q3=2Q1，所以ABC正确，D错误；‎ 故选：D．‎ ‎4、在某固定容积的密闭容器中存在化学平衡：aA（g）bB（g）+C ‎（g），在温度不变的条件下，再充入一定量的A物质，重新达到平衡时，下列判断中错误的是（　　）‎ A．若a=b+c时，B的物质的量分数不变 B．若a＜b+c时，A的转化率减小 C．若a＜b+c时，B的物质的量浓度减小 D．若a＞b+c时，A的物质的量分数减小 ‎【答案】C ‎【解析】解：本题考查化学平衡的影响因素．‎ 在某密闭恒容容器中存在下列化学平衡：aA（气）bB（气）+cC（气），在温度不变的条件下，再充入一定量的A物质，相当于增大体系压强，则 A、若a=b+c时，反应两边气体体积不变，压强不影响平衡，B的含量不变，故A正确；‎ B、a＜b+c时，加入A后，达到新的平衡，与原平衡相比，由于压强增大了，平衡向着逆向移动，A的转化率减小，故B正确；‎ C、若a＜b+c时，加入A后，平衡向着正向移动，B的物质的量增加，体积不变，所以B得浓度增加，故C错误；‎ D、若a＞b+c，加入A后，达到新的平衡，与原平衡相比，由于压强增大了，平衡向着正向移动，A的物质的量分数减小，故D正确；‎ 故选C．‎ ‎5、恒温下2HI（g）H2（g）+I2（g）分解达到平衡，改变下列条件能引起平衡移动的是（　　）‎ A．缩小容器的容积 B．使用催化剂 C．恒压下充入He D．恒容下充入Cl2‎ ‎【答案】D ‎【解析】解：本题考查化学平衡的影响因素．‎ A、缩小容器的容积相当于增大压强，反应2HI（g）H2（g）+I2（g）是前后气体系数和不变化的反应，压强变化不会引起平衡移动，故A错误；‎ B、使用催化剂不会引起化学平衡的移动，故B错误；‎ C、恒压下充入He，体积增大，各组分的浓度减小，相当于各组分的压强减小，压强变化不会引起平衡移动，所以平衡不移动，故C错误；‎ D、恒容下充入Cl2，会消耗碘化氢，平衡逆向移动，故D正确．‎ 故选D．‎ ‎6、已知蓝色硫酸铜溶液会跟无色溴离子作用，生成绿色的四溴合铜离子：‎ CuSO4（aq蓝色）+4KBr（aq）K2[CuBr4]（aq绿色）+K2SO4（aq），当温度升高时，该溶液中四溴合铜离子的浓度增大，所以溶液呈绿色．下列说法正确的是（　　）‎ A．正反应放热 B．加水平衡不移动 C．加入K2SO4固体，平衡向左移动 D．加入K2SO4溶液，平衡向左移动 ‎【答案】D ‎【解析】解：本题考查化学平衡的影响因素．‎ A、因为温度升高时，该溶液中四溴合铜离子的浓度增大，所以溶液呈绿色即向正反应方向移动，则说明该反应正反应为吸热反应，故A错误；‎ B、因为该CuSO4（aq蓝色）+4KBr（aq）K2[CuBr4]（aq绿色）+K2SO4（aq）的本质为Cu2+（aq蓝色）+4Br﹣（aq）[CuBr4]2﹣（aq绿色），反应前后系数减小，所以加水稀释平衡向逆向移动，故B错误；‎ C、因为该CuSO4（aq蓝色）+4KBr（aq）K2[CuBr4]（aq绿色）+K2SO4（aq）的本质为Cu2+（aq蓝色）+4Br﹣（aq）[CuBr4]2﹣（aq绿色），K2SO4固体的量对平衡无影响，所以加入K2SO4固体，平衡不移动，故C错误；‎ D、因为该CuSO4（aq蓝色）+4KBr（aq）K2[CuBr4]（aq绿色）+K2SO4（aq）的本质为Cu2+（aq蓝色）+4Br﹣（aq）[CuBr4]2﹣（aq绿色），加入K2SO4溶液相当于加水稀释平衡向逆向移动即向左移动，故D正确．‎ 故选D．‎ ‎7、对于合成氨反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92kJ/mol，下列说法正确的是（　　）‎ A．若起始加入2molN2和6molH2发生反应，则平衡时N2和H2的转化率相同 B．该反应采用高温条件，有利于提高NH3的产率，从而提高生产效率 C．若起始加入2molN2和6molH2发生反应，平衡时测得反应共放热46kJ，则N2的平衡转化率为50%‎ D．若平衡时保持其它条件不变，压缩容器体积，则平衡正向移动，N2的浓度减小，NH3的浓度增大 ‎【答案】A ‎【解析】解：本题考查化学平衡的影响因素．‎ A．因为转化率=，又起始加入2molN2和6molH2发生反应，转化量也是1：3转化，所以平衡时N2和H2的转化率相同，故A正确；‎ B．因为N2（g）+3H2（g）？2NH3（g）△H=﹣92kJ/mol为气体体积减小的放热反应，所以低温条件，有利于提高NH3的产率，从而提高生产效率，故B错误；‎ C．因为N2（g）+3H2（g）？2NH3（g）△H=﹣92kJ/mol则平衡时测得反应共放热46kJ即消耗0.5mol氮气，所以N2的平衡转化率为×100%=25%，故C错误；‎ D．其它条件不变，压缩容器体积即增大压强，则平衡正向移动，但体积减小，N2的浓度仍然增大，NH3的浓度增大，故D错误；‎ 故选A．‎ ‎8、在某温度下，向一恒容密闭容器中加入一定量NH4I固体，发生如下两个反应：NH4I（s）NH3（g）+HI（g）平衡常数K1；2HI（g）H2（g）+I2（g）平衡常数K2，平衡时测得容器中c（H2）=1mol/L，c（HI）=2mol/L．下列说法正确的是（　　）‎ A．K1=16 B．K1=8 C．K2=1 D．K2=0.5‎ ‎【答案】B ‎【解析】解：本题考查化学平衡建立的过程．‎ 反应达到平衡时c（H2）=1mol/L，根据2HI（气）H2（气）+I2（气）可知，HI分解的浓度为2×1mol/L=2mol/L，反应达到平衡时c（HI）=2mol/L，所以NH4I分解平衡时生成c（HI）=2mol/L+2mol/L=4mol/L，所以平衡时NH3的浓度c（NH3）=4mol/L，所以K1=c（NH3）·c（HI）=2×4=8，K2==0.5，故选B．‎ ‎9、关于化学反应速率和化学平衡的说法正确的是（　　）‎ A ‎．对于一定条件下已平衡的可逆反应，增加反应物的物质的量，正反应速率一定增大 B．改变外界条件使化学反应速率发生改变，则化学平衡一定发生移动 C．催化剂能改变活化分子百分数，所以一定可以改变化学反应速率和化学平衡 D．升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡向吸热反应方向移动 ‎【答案】D ‎【解析】解：本题考查化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素．‎ A．如反应物未固体或纯液体，增加反应物的物质的量，浓度不变，反应速率不变，故A错误；‎ B．如同等程度改变反应速率，满足正逆反应速率相等，则平衡不移动，故B错误；‎ C．催化剂不影响平衡移动，故C错误；‎ D．升高温度，正逆反应速率都增大，平衡向吸热反应方向移动，故D正确．‎ 故选D．‎ ‎10、如图所示，向A、B中均充入1molx、lrnolY，起始时A、B的体积都等于1L。在同温、同压和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中都发生下述反应：X（g）+Y（g）2Z（g）+W（g）△Hv（A）‎ B．A容器中x的转化率为80％‎ C．平衡时的压强：PAB ‎【答案】D ‎【解析】解：A、A为恒压过程，B为恒容过程，该反应为体积增大的反应，反应过程中B的压强大于A，反应物X的速率：v（B）>v（A），故A正确；B、达到平衡时混合气体的物质的量为1.4×2mol=2.8mol，增大0.8mol，根据X（g）+Y（g）2Z（g）+W（g），每有1molX参加反应，生成物增多1mol,现增多0.8mol,反应0.8molX，转化率为80%，故B正确；C、A 为恒压过程，B为恒容过程，该反应为体积增大的反应，反应过程中B的压强大于A，平衡时的压强：PA”、“<”或“＝”）c(HCO3-；反应NH4+＋HCO3＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝__________。（已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb＝2×10-5，H2CO3的电离平衡常数K1＝4×10-7，K2＝4×10-11）‎ ‎【答案】(1)CO、H2‎ ‎(2)2MgSO4+CO2MgO+SO2+SO3+CO2‎ ‎(3)①Fe3O4；②2mol ‎(4)①c；②0.12mol·L-1·min-1；KA＝KC＞KB ‎(5)>；1.25×10-3‎ ‎【解析】解：（1）水煤气的主要成分为CO、H2；‎ ‎（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯度MgO，同时还有CO2生成。若在750℃时，测得气体中含有等物质的量的SO2、SO3，则根据原子守恒可知反应的化学方程式为2MgSO4+CO2MgO+SO2+SO3+CO2；‎ ‎（3）①根据流程知“重整系统”氧化亚铁和二氧化碳反应生成铁的氧化物和碳，当氧化亚铁和二氧化碳的物质的量之比为6时根据原子守恒确定FexOy的化学式为Fe3O4。‎ ‎②四氧化三铁分解的方程式为Fe3O4=3FeO+1/2O2↑，因此“热分解系统”中每分解1molFexOy，生成0.5mol氧气，转移电子的物质的量为2mol。‎ ‎（4）①a．增大生成物的浓度，逆反应速率先增大后减小，平衡逆向移动，a 错误；b．减小反应物的浓度，反应物的体积百分含量减小，平衡逆向移动，b错误；c．H2的转化率增大，平衡一定向正反应方向移动，c正确；d．减小二氧化碳的浓度，平衡逆向移动，容器中的值变小，d错误，答案选c。‎ ‎②分析图像知T1温度下，将4molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡，CO2的转化率为60%，则参加反应的二氧化碳的物质的量为2.4mol，生成二甲醚的物质的量为1.2mol，则0～5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=1.2mol÷(2L×5min)=0.12mol/(L·min)；‎ 合成二甲醚的反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，CO2的转化率降低，因此温度T2大于T1。平衡常数只与温度有关系，则KA、KB、KC三者之间的大小关系为KA＝KC＞KB；‎ ‎（5）分析题给电离常数知一水合氨的电离程度大于碳酸的一级电离程度，则碳酸氢根的水解程度大于铵离子的水解程度，则NH4HCO3溶液中，c(NH4+)＞c(HCO3-)；反应NH4+＋HCO3-＋H2ONH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝Kw/KbK1＝1.25×10-3。‎ ‎20、CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。‎ ‎（1）用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H，在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：‎ 浓度/(mol/L)/时间/min ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ NO ‎2.0‎ ‎1.16‎ ‎0.40‎ ‎0.40‎ ‎0.6‎ N2‎ ‎0‎ ‎0.42‎ ‎0.80‎ ‎0.80‎ ‎1.2‎ CO2‎ ‎0‎ ‎0.42‎ ‎0.80‎ ‎0.80‎ ‎1.2‎ ‎①若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2：3：3，则达到新平衡时NO的转化率______________（填“升高”或“降低”），△H_____0（填“>”或“<”）。‎ ‎②根据图表数据分析T1℃时，该反应在0～10min内的平均反应速率v(N2)＝______________mol·L-1·min-1；计算该反应的平衡常数K＝_____________。‎ ‎③若30min后只改变某一条件，据上表中的数据判断改变的条件可能是 ‎____________（填字母编号）。‎ A.加入合适的催化剂B.适当缩小容器的体积 C.通入一定量的NOD.加入一定量的活性炭 ‎（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：‎ CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)△H1＝-49.1kJ·mol-1‎ ‎2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)△H2＝-24.5kJ·mol-1‎ 写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式_______________________。‎ ‎（3）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池（电解质为KOH溶液）的负极反应式为：_______________________。‎ ‎（4）常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。‎ ‎①若某次捕捉后得到pH=10的溶液，则溶液中c(CO32-)∶c(HCO3-)=_______________。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11]。‎ ‎②欲用2LNa2CO3溶液将4.66gBaSO4固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________________________。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11，Ksp(BaCO3)=1×10-10]。（忽略溶液体积的变化）‎ ‎【答案】(1)①降低；<‎ ‎②0.042；4.0‎ ‎③BC ‎(2)2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)△H＝-122.7kJ·mol-1‎ ‎(3)CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O ‎(4)①1：2或0.5‎ ‎②0.11mol/L ‎【解析】解：(1)①由20min平衡时NO、N2、CO2的浓度之比为0.40:0.80:0.80=1：2：2，30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2：3：3，可知升高温度平衡逆向移动，达到新平衡时NO的转化率降低，正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：降低；＜；‎ ‎②该反应在0-10min的平均反应速率v(N2)==0.042mol·L-1·min-1；由表格数据可知，20min达到平衡状态，则，‎ C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)‎ 开始2.000‎ 转化1.60.80.8‎ 平衡0.040.80.8‎ 该反应的平衡常数K==4；故答案为：0.042；4；‎ ‎③A．加入合适的催化剂，平衡不移动，与图像不符，故A不选；B．适当缩小容器的体积，平衡不移动，但浓度均增大，与图像符合，故B选；C．通入一定量的NO，平衡正向移动，反应物、生成物浓度均增大，与图像符合，故C选；D．加入一定量的活性炭，平衡不移动，与图像不符，故D不选；故答案为：BC；‎ ‎(3)二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液)，负极上CH3OCH3失去电子生成碳酸根离子，负极反应是为CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O，故答案为：CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O；‎ ‎(4)①若某次捕捉后得到pH=10的溶液，则溶液酸碱性主要由CO32-+H2OHCO3-+OH-，K==，则===0.5，故答案为：0.5；‎ ‎②4.66gBaSO4的物质的量为=0.02mol，根据CO32-+BaSO4BaCO3+SO42-，K===0.1，反应后溶液中c(SO42-)=‎ ‎=0.01mol/L，则平衡时c(CO32-)=0.1mol/L，因此开始时Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为0.1mol/L+0.01mol/L=0.11mol/L，故答案为：0.11mol/L。‎