高考化学一轮复习课时分层训练23化学平衡状态和平衡移动鲁科版 12页

1 / 12 【2019 最新】精选高考化学一轮复习课时分层训练 23 化学 平衡状态和平衡移动鲁科版 (建议用时：45 分钟) A 级　基础达标 1．可逆反应 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在容积为 10 L 的密闭容器 中进行，开始时加入 2 mol N2 和 3 mol H2，达平衡时，NH3 的浓度不 可能达到(　　) B．0.2 mol·L－1 A．0.1 mol·L－1　　　　　 D．0.15 mol·L－1 C．0.05 mol·L－1 B　[2 mol N2 和 3 mol H2 反应，假设反应能够进行到底，则 3 mol H2 完全反应，生成 2 mol NH3，此时 NH3 的浓度为 0.2 mol·L－1， 但由于是可逆反应，不能完全反应，所以 NH3 的浓度达不到 0.2 mol·L－1。] 2．对于反应 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，一定条件下达到平衡时， 下列关于平衡状态的说法不正确的是(　　) A．v 正(SO2)＝2v 逆(O2) B．n(SO2)∶n(O2)＝2∶1 C．c(SO2)的浓度不再变化 D．恒温恒容下的体系压强不变 B　[平衡时，各组分的量保持恒定，但不一定为某一比值。] 2 / 12 3．对于反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＞0，现将 1 mol N2O4 充入 一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 (　　) 【导学号：95160209】 D　[从开始至平衡，由于容器容积增大，密度减小，达平衡后密 度不变，A 错；反应过程中，反应热不会变化，不是变量无法判断是 否达到平衡状态，与图像不符，B 错；N2O4 的正反应速率逐渐减小， 最后保持不变，NO2 的反应速率应从零开始，逐渐增大，最后保持不 变，C 错；转化率一定时达到平衡，D 对。] 4．一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋ 2B(g)C(g)＋D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是(　　) 【导学号：95160210】 ①混合气体的密度不再变化时 ②容器内气体的压强不再变化时 ③混合气体的总物质的量不再变化时 ④B 的物质的量浓度不再变化时 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 ⑥当 v 正(B)＝2v 逆(C) A．①④⑤⑥ B．②③⑥ C．②④⑤⑥ D．只有④ A　[A 为固态，反应正向进行时气体质量增大，逆向进行时气体 质量减小，所以，密度不变时平衡，①正确；该反应前后气体体积不 变，所以压强不变时不一定平衡，②错误；该反应前后气体物质的量 相等，所以混合气体的总物质的量不变不一定平衡，③错误；B 的浓 度不变，说明反应达到平衡，④正确；混合气体的平均相对分子质量 3 / 12 不再改变的状态，说明气体的质量不变，正、逆反应速率相等，反应 达到平衡，⑤正确；v 正(B)＝2v 逆(C)时，说明正、逆反应速率相等， 反应达到平衡，⑥正确。] 5．一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)＋ 2CO(g)2CO2(g)＋S(s)　ΔH＜0，若反应在恒容的密闭容器中进行，下 列有关说法正确的是(　　) A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变 B．平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快 C．平衡时，其他条件不变，升高温度可提高 SO2 的转化率 D．当容器中气体密度不变时，反应达到平衡 D　[该反应的正反应是气体分子数减小的放热反应，在反应达到 平衡之前，随着反应的进行，气体的总物质的量逐渐减小，则容器内 压强逐渐减小，A 项错误；硫是固体，分离出硫，气体反应物和生成 物浓度都不变，所以不影响反应速率，B 项错误；该反应的正反应是 放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，抑制了 SO2 的转化， 所以 SO2 的转化率降低，C 项错误；该反应反应前后气体质量不同， 反应过程中密度变化，密度不变时，说明已达到平衡，D 项正确。] 6．已知可逆反应：A(g)＋2B(s)C(s)＋D(g)　ΔH>0。如图所示 为该可逆反应的正、逆反应速率(v)与时间(t)的关系示意图。如果在 t1 时刻改变以下条件：①加入 A；②加入催化剂；③加压；④升温；⑤ 减少 C，符合图示的条件是(　　) 【导学号：95160211】 A．②③ B．①② C．③④ D．④⑤ A　[t1 时刻，①加入 A，正反应速率增大，逆反应速率不变，与 4 / 12 图象不符；②加入催化剂，正、逆反应速率均增大，且增大程度相同， 与图象相符；③该反应为气体分子数不变的反应，加压，正、逆反应 速率均增大，且增大程度相同，与图象相符；④该反应的正反应为吸 热反应，升温，正、逆反应速率均增大，但增大程度不相同，与图象 不符；⑤C 为固体，减少 C，对正、逆反应速率无影响，与图象不 符。] 7．下列措施或事实不能用勒·夏特列原理解释的是(　　) A．在合成氨的反应中，降温或加压有利于氨的合成 B．H2、I2、HI 平衡混合气体加压后颜色变深 C．Fe(SCN)3 溶液中加入固体 KSCN 后颜色变深 D．阴暗处密封有利于氯水的储存 B　[合成氨反应为 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，正反应为气 体分子数减小的放热反应，降低温度和增大压强平衡均向正反应方向 移动，有利于氨的合成，A 项可用勒·夏特列原理解释。H2(g)＋ I2(g)2HI(g)，该反应在反应前后气体分子数不变，增大压强，I2 的 浓度增大，颜色加深，但平衡不移动，B 项不能用勒·夏特列原理解 释。Fe(SCN)3 溶液中存在平衡：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(红色)，加 入固体 KSCN 后，SCN－的浓度增大，平衡正向移动，溶液颜色变深， C 项可用勒·夏特列原理解释。氯水中存在平衡：Cl2＋H2OHClO＋H＋ ＋Cl－，光照下 HClO 会发生分解，从而使溶液中 HClO 浓度降低，平 衡向生成 HClO 的方向移动，所以阴暗处密封有利于氯水的储存，D 项可用勒·夏特列原理解释。] 8．(2018·衡水模拟)某温度下，反应 2A(g)B(g)　ΔH>0，在密 闭容器中达到平衡，平衡后＝a，若改变某一条件，足够时间后反应 再次达到平衡状态，此时＝b，下列叙述正确的是 (　　) 5 / 12 A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了 B 气体， 则 ab B　[A 项，充入 B 气体后平衡时压强变大，正向反应程度变大， 变小，即 a>b；B 项，充入 B 气体，新平衡状态与原平衡等效，不变， 即 a＝b；C 项，升温，平衡右移，变小，即 a>b；D 项，相当于减压， 平衡左移，变大，即 a0 B．增大压强有利于加快合成反应的速率 C．生产过程中，温度越高越有利于提高 CH3OH 的产率 D．合成 CH3OH 反应的平衡常数表达式是 K＝cCH3OH·cH2O cCO2·c3H2 C　[由题图可知，随着温度的升高，CH3OH 的产率逐渐减小， CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)平衡逆向移动，则 ΔH1<0；CO 的 产率随温度的升高而逐渐增大，CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)平衡正 向移动，则 ΔH2>0，A 项正确，C 项错误；对于有气体参与的反应， 压强越大反应速率越快，所以增大压强有利于加快合成反应的速率， B 项正确；合成 CH3OH 反应的平衡常数表达式是 K＝，D 项正确。] 6 / 12 10．(2018·沧州模拟)向某密闭容器中加入 0.15 mol·L－1 A、 0.05 mol·L－1 C 和一定量的 B 三种气体。一定条件下发生反应，各 物质浓度随时间变化如图中甲图所示[t0～t1 时 c(B)未画出，t1 时 c(B)增大到 0.05 mol·L－1]。 乙图为 t2 时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随 时间变化的情况。 【导学号：95160213】 (1)若 t4 时改变的条件为减小压强，则 B 的起始物质的量浓度为 ________mol·L－1。 (2)若 t5 时改变的条件是升温，此时 v(正)>v(逆)，若 A 的物质 的量减少 0.03 mol 时，容器与外界的热交换总量为 a kJ，写出反应 的 热 化 学 方 程 式 ： ___________________________________________________________ __________ _______________________________________________________ ________。 (3)t3 时改变的某一反应条件可能是________(填字母)。 a．使用催化剂　　b．增大压强　　c．增大反应物浓度 (4) 在 恒 温 恒 压 下 通 入 惰 性 气 体 ， v( 正 )______v( 逆 )( 填 “>”“＝”或“<”)。 【解析】　(1) 根据题意：A 、C 的系数之比为 0.09∶0.06 ＝ 3∶2，再根据改变压强，平衡不移动可知反应为等体反应，所以方程 式为 3A(g)2C(g)＋B(g)。故 c(B)＝(0.05－0.03) mol·L－1＝0.02 mol·L－1。 (2)升温，v(正)>v(逆)，反应为吸热反应，故热化学方程式为 7 / 12 3A(g)B(g)＋2C(g)　ΔH＝＋100a kJ·mol－1。 (3)t3 时，改变条件，v(正)＝v(逆)且增大，又因反应为等体反 应，故条件为增大压强或使用催化剂。 (4)恒温恒压下通入惰性气体，相当于减压，等体反应平衡不移 动，v(正)＝v(逆)。 【答案】　(1)0.02 (2)3A(g)2C(g)＋B(g)　ΔH＝＋100a kJ·mol－1 (3)ab　(4)＝ 11．合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中 起着重要作用。 【导学号：95160214】 (1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示，纵轴为平 衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比 (H/M)。 在 OA 段，氢溶解于 M 中形成固溶体 MHx，随着氢气压强的增大，H/M 逐渐增大；在 AB 段，MHx 与氢气发生氢化反应生成氢化物 MHy ，氢化 反应方程式为 zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)　ΔH1(Ⅰ)；在 B 点，氢化反 应结束，进一步增大氢气压强，H/M 几乎不变。反应(Ⅰ)中 z＝ ________(用含 x 和 y 的代数式表示)。温度为 T1 时，2 g 某合金 4 min 内吸收氢气 240 mL，吸氢速率 v＝________mL·g－1·min－1 。反应 (Ⅰ)的焓变 ΔH1(Ⅰ)________0(填“>”“＝”或“<”)。 (2)η 表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占 其总吸氢量的比例，则温度为 T1、T2 时，η(T1)________η(T2)(填 “>”“＝”或“<”)。当反应(Ⅰ)处于图中 a 点时，保持温度不变， 向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应(Ⅰ) 可能处于图中的 8 / 12 ________点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过________或 ________的方式释放氢气。 【解析】　(1)在反应(Ⅰ)中，zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)，由方程 式两边氢原子个数守恒得 zx＋2＝zy，z＝；温度为 T1 时，2 g 某合 金 4 min 内吸收氢气 240 mL，吸氢速率 v＝＝30 mL·g－1·min－1。 因为 T1η(T2)；当反应 处于图中 a 点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量 H2，H2 压 强增大，H/M 逐渐增大，由图像可知，气体压强在 B 点以前是不改变 的，故反应(Ⅰ)可能处于图中的 c 点；该贮氢合金要释放氢气，应该 使反应(Ⅰ)左移，根据平衡移动原理，可以通过升高温度或减小压强 的方式使反应向左移动。 【答案】　(1)　30　<　(2)>　c　加热　减压 B 级　能力提升 12．一定条件下，在体积为 10 L 的密闭容器中，1 mol X 和 1 mol Y 进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，经 60 s 达到平衡，生成 0.3 mol Z。 下列说法正确的是(　　) A．0～60 s，以 X 的浓度变化表示的反应速率为 0.001 mol·L－ 1·s－1 B．将容器体积变为 20 L，Z 的平衡浓度变为原来的1 2 C．若增大压强，则物质 Y 的转化率减小 9 / 12 D．若升高温度，X 的体积分数增大，则该反应的 ΔH>0 A　[　　　2X(g)＋Y(g)Z(g) 起始/(mol) 1 1 0 转化/(mol) 0.6 0.3 0.3 平衡/(mol) 0.4 0.7 0.3 v(X)＝＝0.001 mol·L－1·s－1，A 项正确；将容器体积变为 20 L，化学平衡逆向移动，Z 的平衡浓度小于原来的，B 项不正确；若增 大压强，则化学平衡正向移动，物质 Y 的转化率增大，C 项不正确； 若升高温度，X 的体积分数增大，说明化学平衡逆向移动，则逆反应 为吸热反应，正反应为放热反应，ΔH<0，D 项不正确。] 13．(1)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 2 L 的恒容密闭容器中测得如表所示数据。 时间/min CH4(mol) H2O(mol) CO(mol) H2(mol) 0 0.40 1.00 0 0 5 a 0.80 c 0.60 7 0.20 b 0.20 d 10 0.21 0.81 0.19 0.64 请回答下列问题： 【导学号：95160215】 ① 分析表中数据，判断 5 min 时反应是否处于平衡状态？ ________(填“是”或“否”)，前 5 min 反应的平均反应速率 v(CH4)＝ ________。 ②该温度下，上述反应的平衡常数 K＝________。 ③7～10 min，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 10 / 12 B．降低温度 C．升高温度 D．充入 H2 (2)氨的催化氧化：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)是工业制 硝酸的重要反应。在 1 L 密闭容器中充入 4 mol NH3(g)和 5 mol O2(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________0(填“>”“<”或“＝”)；T0 温度下，NH3 的转化 率为________。 【解析】　(1)①根据反应 CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，结 合表中数据 5 min 时 H2 为 0.60 mol，可知 CO 为 0.20 mol，即 c＝0.20， 则 a＝0.20,7 min 时各物质的物质的量与 5 min 时相同，所以 5 min 时反应已达到平衡状态；v(CH4)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。②该 温度下平衡时，[CH4]＝0.10 mol·L－1，[H2O]＝0.40 mol·L－1，[CO] ＝0.10 mol·L－1，[H2]＝0.30 mol·L－1，则 K＝＝0.067 5 mol2·L －2。③10min 时，只有 CO 的物质的量减少，其他物质的物质的量都 增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，选 D。(2)由题 给图像可知，NO 的浓度达到最大后，随温度升高，NO 的浓度又逐渐 减小，所以该反应的 ΔH＜0，T0 时，[NO]＝3.0 mol·L－1，则反应 消耗的 n(NH3)＝3.0 mol，NH3 的转化率为×100%＝75%。 【答案】　(1)① 是　0.02 mol·L －1·min －1 　②0.067 5 mol2·L－2　③D　(2)＜　75% 1．如图所示，三个烧瓶中分别充满 NO2 气体并分别放置在盛有 下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加入 CaO，在(2)中不加其 他任何物质，在(3)中加入 NH4Cl 晶体，发现(1)中红棕色变深，(3) 中红棕色变浅。 11 / 12 [已知反应 2NO2(红棕色)N2O4(无色)] 下列叙述正确的是 (　　) A．2NO2N2O4 是放热反应 B．NH4Cl 溶于水时放出热量 C．烧瓶(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大 D．烧瓶(3)中气体的压强增大 A　[加 CaO 放热，加 NH4Cl 吸热，温度高颜色深，说明 2NO2N2O4 的 ΔH<0。] 2．(2018·绵阳模拟)在一定温度下，将等量的气体分别通入起 始容积相同的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中，使其发生反应，t0 时容器Ⅰ中达 到化学平衡，X、Y、Z 的物质的量的变化如图所示。则下列有关推断 正确的是(　　) A．该反应的化学方程式为 3X＋2Y2Z B．若两容器中均达到平衡时，两容器的体积 V(Ⅰ)＜V(Ⅱ)，则 容器Ⅱ达到平衡所需时间小于 t0 C．若两容器中均达到平衡时，两容器中 Z 的物质的量分数相同， 则 Y 为固体或液体 D．若达平衡后，对容器Ⅱ升高温度时，其体积增大，说明 Z 发 生的反应为吸热反应 C　[根据图象知，Z 是反应物，X、Y 是生成物，达到平衡后，生 成 1.8 mol X，生成 1.2 mol Y，消耗 1.8 mol Z，则化学方程式为 3Z3X ＋2Y，A 错误；反应的化学方程式为 3Z3X＋2Y，若两容器中均达到平 衡时，两容器的体积 V(Ⅰ)