2021届一轮复习鲁科版化学反应的限度化学平衡的移动作业 10页

化学反应的限度 化学平衡的移动 基础巩固 ‎1.(2019上海鲁迅中学高三阶段性测试)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是(　　)‎ A.久置的氯水pH变小 B.向稀盐酸中加入少量蒸馏水,溶液中氢离子浓度降低 C.合成氨工厂通常采用20~50MPa的压强,以提高原料的利用率 D.工业生产硫酸过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率 答案B 解析新制氯水久置后,颜色变浅,次氯酸见光分解,平衡Cl2+H2OHCl+HClO正向进行,氯气含量减小,和平衡移动有关,选项A不符合;向稀盐酸中加入少量蒸馏水,盐酸被稀释,溶液中氢离子浓度降低,不能用勒夏特列原理解释,选项B符合;合成氨反应中,增大压强可使平衡向正反应方向移动,可提高原料的利用率,可用勒夏特列原理解释,选项C不符合;工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气,有利于平衡向正反应方向移动从而提高SO2的利用率,可用勒夏特列原理解释,选项D不符合。‎ ‎2.将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　)‎ 选项 改变条件 新平衡与原平衡比较 A 增大压强 N2的浓度一定减小 B 升高温度 N2的转化率减小 C 充入一定量H2‎ H2的转化率不变,N2的转化率增大 D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大 答案B 解析正反应是气体体积减小的反应,若压缩体积增大压强平衡向正反应方向移动,但氮气的浓度仍然比原平衡大,A项不正确;正反应是放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,氮气的转化率减小,B项正确;充入一定量的氢气,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率减小,C项不正确;催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态,D项不正确。‎ ‎3.一定温度下,某容器中加入足量碳酸钙,发生反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)达到平衡,下列说法正确的是(　　)‎ A.将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO2的浓度为原来的2倍 B.增加CaCO3(s)的量,平衡正向移动,CO2的浓度增大 C.将体积增大为原来的2倍,再次达到平衡时,气体密度不变 D.保持容器体积不变,充入氦气,平衡向逆反应方向进行 答案C 解析该反应的化学平衡常数K=c(CO2),改变容器容积,平衡常数K不变,即达到平衡时c(CO2)不变,故A项错误,C项正确;CaCO3是固体,增加固体的量,平衡不移动,CO2的浓度不变,B项错误;保持容器的容积不变,充入氦气,CO2气体的浓度不变,则平衡不移动,D项错误。‎ ‎4.(2019黑龙江哈尔滨第六中学高三期中)在一定温度下的恒压容器中,进行可逆反应A(g)+B(g)C(g)+2D(g);下列能说明该反应达到平衡状态的是(　　)‎ ‎①反应混合物的密度不再改变　②混合气体的平均相对分子质量不再改变　③C和D的物质的量之比为1∶2　④体系压强不再改变　⑤C的质量分数不再改变 ‎⑥v(A)∶v(C)=1∶1‎ ‎　　　　　　　　　‎ A.①②④⑤ B.①②⑤‎ C.②⑤⑥ D.①②③④⑤⑥‎ 答案B 解析①一定温度下的恒压容器中,反应混合物的密度不再改变,说明气体的物质的量不变,故能确定题给反应达到平衡状态;②因为A(g)+B(g)C(g)+2D(g)反应前后计量数不等,‎ 所以混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明气体的物质的量不变,正、逆反应速率相等,达平衡状态;③C和D的物质的量之比为1∶2,不能说明反应达到平衡状态,故不选;④体系压强不再改变,因为在一定温度下的恒压容器中,压强一直不变,故不选;⑤C的质量分数不再改变,说明气体的物质的量不变,正、逆反应速率相等,达平衡状态;⑥v(A)∶v(C)=1∶1,未体现正、逆反应速率的关系,故不选。所以能说明该反应达到平衡状态的是①②⑤。‎ ‎5.(2019浙江温州高三适应性测试)一定温度下,0.1 mol N2(g)与0.3 mol H2(g)在密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。下列说法正确的是(　　)‎ A.达到化学平衡状态时,反应放出0.1a kJ热量 B.达到化学平衡状态时,v正(NH3)∶v逆(N2)=2∶1‎ C.n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=1∶3∶2时,说明该反应达到平衡 D.缩小容器体积,用氮气表示的反应速率:v正(N2)增大,v逆(N2)减小 答案B 解析0.1 mol N2(g)与0.3 mol H2(g)在密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),达到平衡时生成氨气小于0.2 mol,则反应放出热量小于0.1a kJ,故A项错误;达到化学平衡状态时v正(NH3)∶v正(N2)=2∶1,又因为v正(N2)=v逆(N2),所以v正(NH3)∶v逆(N2)=2∶1,故B项正确;n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=1∶3∶2时,反应不一定达到平衡,故C项错误;缩小容器体积,正、逆反应速率均增大,故D项错误。‎ ‎6.探究浓度对化学平衡的影响,实验如下:‎ Ⅰ.向5 mL 0.05 mol·L-1 FeCl3溶液中加入5 mL 0.05 mol·L-1 KI溶液(反应a),反应达到平衡后将溶液分为两等份。‎ Ⅱ.向其中一份中加入饱和KSCN溶液,变红(反应b);加入CCl4,振荡、静置,下层显极浅的紫色。‎ Ⅲ.向另一份中加入CCl4,振荡、静置,下层显紫红色。‎ 结合实验,下列说法不正确的是(　　)‎ A.反应a为2Fe‎3‎‎+‎+2I-2Fe2++I2‎ B.Ⅱ中,反应a进行的程度大于反应b进行的程度 C.实验Ⅱ中变红的原理是Fe‎3‎‎+‎+3SCN-Fe(SCN)3‎ D.比较水溶液中c(Fe2+):Ⅱ<Ⅲ 答案B 解析由反应试剂用量看,Fe‎3‎‎+‎与I-的物质的量恰好符合反应比例关系,再依据Ⅱ、Ⅲ实验现象可知,反应后混合物中存在Fe‎3‎‎+‎和I2,因而Fe‎3‎‎+‎与I-的反应为可逆反应,A项正确;结合Ⅱ、Ⅲ实验现象可知,a反应后I2浓度较大,b反应后I2浓度较小,说明SCN-结合Fe‎3‎‎+‎的能力比I-还原Fe‎3‎‎+‎的能力强,使2Fe‎3‎‎+‎+2I-2Fe2++I2的平衡逆向移动,B项错误。Fe3+与KSCN反应生成红色Fe(SCN)3,C、D项正确。‎ ‎7.(2019陕西榆林高三模拟)回答下列问题:‎ ‎(1)已知室温下CO的燃烧热为283 kJ·mol-1,则表示CO的燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)工业上利用CO和H2合成清洁能源CH3OH,其反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=-116 kJ·mol-1,如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图。X表示的是　　　　　　　　　　,Y1　　　Y2(填“<”“=”或“>”)。 ‎ ‎(3)CO2和H2合成甲醇的反应原理为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,在500 ℃下发生反应,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。‎ ‎①反应进行到4 min时,v(正)　　　v(逆)(填“>”“<”或“=”)。0~4 min,CO2的平均反应速率v(CO2)=　　　　mol·L-1·min-1。 ‎ ‎②该温度下平衡常数为　　　　　　　　。 ‎ ‎③下列能说明该反应已达到平衡状态的是　　　　　　。 ‎ A.v正(CH3OH)=3v逆(H2)　　　　　　　　　　‎ B.CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1∶3∶1∶1‎ C.恒温恒压下,气体的体积不再变化 D.恒温恒容下,气体的密度不再变化 答案(1)CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)　ΔH=-283 kJ·mol-1　(2)压强　<‎ ‎(3)①>　0.125　②5.33(或5.3或16/3) L2·mol-2　③C 解析(1)根据燃烧热的定义,表示CO燃烧热的热化学方程式为CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)　ΔH=-283 kJ·mol-1。‎ ‎(2)ΔH<0,该反应为放热反应,根据勒夏特列原理,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率降低,图像中曲线Y升高。根据方程式可知,增大压强,体积减小,平衡正向移动,则X表示压强,Y表示温度;当压强不变时,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率降低,则Y1v(逆);0~4 min时,v(CO2)=Δc/Δt=‎(1-0.5)mol·‎L‎-1‎‎4min=0.125 mol·L-1·min-1;②该温度下平衡常数K=‎[CH‎3‎OH][H‎2‎O]‎‎[CO‎2‎][‎H‎2‎‎]‎‎3‎‎=‎‎0.75×0.75‎‎0.25×0.7‎‎5‎‎3‎ L2·mol-2≈5.33 L2·mol-2。③反应速率之比等于化学方程式中的计量数之比,因此3v正(CH3OH)=v正(H2),所以v正(CH3OH)=3v逆(H2)不能说明反应达到平衡状态,A项错误;平衡时反应混合物中各组分的含量保持不变,但容器内CO2、H2、CH3OH和H2O的浓度之比不一定为1∶3∶1∶1,所以不能作为平衡的标志,B项错误;该反应前后气体分子数发生变化,恒温恒压下,气体的体积不再变化,可以作为平衡的标志,C项正确;反应前后气体的总质量不变,容器的体积不变,所以密度始终保持不变,因此混合气体的密度保持不变不能作为平衡的标志,D项错误。‎ 能力提升 ‎8.(2019陕西咸阳高三模拟)已知可逆反应X(g)+2Y(g)Z(g)　ΔH<0,一定温度下,在体积为2 L的密闭容器中加入4 mol Y和一定量的X后,X的浓度随时间的变化情况如图所示,则下列表述正确的是(　　)‎ A.达到平衡时,X、Y、Z物质的量之比为1∶2∶1‎ B.a点正反应速率大于逆反应速率 C.反应达平衡时,降低温度可以实现c到d的转化 D.该条件下,反应达平衡时,X平衡转化率为25%‎ 答案B 解析分析图像和题给信息可知,起始加入X的物质的量为1 mol·L-1×2 L=2 mol,起始加入2 mol X、4 mol Y,达到平衡时X的浓度为0.25 mol·L-1,物质的量为0.25 mol·L-1×2 L=0.5 mol,消耗X物质的量2 mol-0.5 mol=1.5 mol,结合化学方程式计算得到消耗Y物质的量为3 mol,生成Z物质的量为1.5 mol,则达到平衡时,X、Y、Z的物质的量之比=0.5 mol∶(4 mol-3 mol)∶1.5 mol=1∶2∶3,故A项错误;由图像可知,a点尚未达到平衡状态,此时正反应速率大于逆反应速率,故B项正确;该反应的ΔH<0,说明正反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,X的浓度减小,不能实现c到d的转化,故C项错误;由图像可知,达到平衡时X转化的浓度为1 mol·L-1-0.25 mol·L-1=0.75 mol·L-1,则平衡时X的转化率为75%,故D项错误。‎ ‎9.一定条件下存在反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH<0,现有三个相同的1 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1 mol H2和1 mol I2(g),在Ⅱ中充入2 mol HI(g),在Ⅲ中充入2 mol H2和2 mol I2(g),700 ℃条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是(　　)‎ A.容器Ⅰ、Ⅱ中开始时正反应速率相同 B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同 C.容器Ⅰ中的气体颜色比容器Ⅱ中的气体颜色深 D.容器Ⅰ中H2的转化率与容器Ⅱ中HI的转化率之和等于1‎ 答案C 解析容器Ⅰ从正反应方向开始,开始时正反应速率最大,容器Ⅱ从逆反应方向开始,开始时正反应速率最小。因此开始时正反应速率不相同,故A项错误;增大压强平衡不发生移动,但是由于反应是在恒容绝热的环境中进行,当反应达到平衡时容器Ⅰ、Ⅲ中温度不等,二者反应的平衡常数就不相同,故B项错误;该反应的正反应是放热反应,随着反应的进行,反应体系的温度升高,由于升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,而容器Ⅱ是从逆反应方向开始,随着反应的进行,容器内的温度逐渐降低,根据平衡移动原理:降低温度,平衡向放热的正反应方向移动,因此容器Ⅰ中的I2气体的物质的量比容器Ⅱ多,所以容器Ⅰ比容器Ⅱ中的气体颜色深,故C项正确;‎ 在温度不变时反应从正反应方向开始与从逆反应方向开始,在题给条件下物质的转化率之和为1,由于反应在恒容绝热容器中进行,所以容器Ⅰ中H2的转化率比恒温时小,容器Ⅱ中HI的转化率也比恒温时小,因此二者之和小于1,故D项错误。‎ ‎10.(2019福建三明高三检测)已知:N2O4(g)2NO2(g)　ΔH=+Q kJ·mol-1(Q>0),80 ℃时在2 L密闭容器中充入0.40 mol N2O4,发生反应获得如下数据:‎ 时间/s ‎0‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ c(NO2)/(mol·L-1)‎ ‎0.00‎ ‎0.12‎ ‎0.20‎ ‎0.26‎ ‎0.30‎ ‎0.30‎ 下列判断正确的是(　　)‎ A.升高温度会使混合气体的颜色变浅 B.反应达平衡时,吸收的热量为0.30Q kJ C.20~40 s内,v(N2O4)=0.004 mol·L-1·s-1‎ D.100 s时再充入0.40 mol N2O4,达到新平衡时N2O4的转化率增大 答案B 解析ΔH=+Q kJ·mol-1(Q>0),表明该反应的正反应为吸热反应,升高温度,化学平衡正向移动,则c(NO2)增大,平衡混合气体的颜色加深,A项错误;由表格中数据可知,当反应进行到80 s时达到平衡状态,生成NO2的物质的量n(NO2)=0.3 mol·L-1×2 L=0.6 mol,由于反应的物质的量与热量变化成正比,则反应吸收热量为0.6 mol×Q‎2‎ kJ·mol-1=0.30Q kJ,B项正确;20~40 s内,v(NO2)=‎0.20mol·L‎-1‎-0.12 mol·‎L‎-1‎‎20 s=0.004 mol·L-1·s-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可得,20~40 s内v(N2O4)=0.002 mol·L-1·s-1,C项错误;100 s时再充入0.40 mol N2O4,由于容器的容积不变,气体的物质的量增多,气体压强增大,化学平衡向气体体积减小的方向移动,因此达到新平衡时N2O4的转化率减小,D项错误。‎ ‎11.(2019江西红色七校高三联考)一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),设起始n(H‎2‎O)‎n(CH‎4‎)‎=Z,在恒压条件下,平衡时φ(CH4)的体积分数与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.该反应的焓变ΔH<0‎ B.图中Z的大小为b<30,A项错误;n(H‎2‎O)‎n(CH‎4‎)‎的比值越大,则平衡时甲烷的体积分数越小,故a<3