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2019年高考化学总复习精选练习二十二化学平衡状态化学平衡的移动

课时跟踪检测二十二化学平衡状态化学平衡的移动

(时间:45分钟满分:100分)

一、选择题(每小题6分,共60分)

1.(2017届保定市高阳中学月考)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )

A.黄绿色的氯水光照后颜色变浅

B.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅

C.对于反应2(g)+I2(g) ΔH>0,缩小容器的体积可使颜色变深

D.打开冰镇啤酒瓶,把啤酒倒入玻璃杯中,杯中立即泛起大量泡沫

解析:A项氯水中存在平衡Cl2+H2+HClO,光照HClO分解,使平衡右移,溶液颜色变浅,能用勒夏特列原理解释;B项存在平衡2NO22O4,加压体积减小,浓度增大,使颜色变深,平衡向右移动,使气体颜色变浅,能用勒夏特列原理解释;C项缩小容器体积,对平衡不产生影响,平衡不移动,但浓度增大,容器内颜色变深,不能用勒夏特列原理解释;D项CO2气体是在加压下溶解在啤酒中的,存在平衡CO2+H22CO3,打开瓶盖,压强减小,使CO2的溶解平衡逆向移动,产生大量气泡,能用勒夏特列原理解释。

答案:C

2.(2017届浙江省浦江县模拟)放热的可逆反应在一定条件下达到化学平衡时,下列说法不正确的是( )

A.反应物的浓度一定等于生成物的浓度

B.反应体系中压强恒定

C.反应体系中混合物的组成保持不变

D.反应体系中温度不变

解析:放热的可逆反应,达到平衡时,反应物与生成物的浓度不一定相等,A项错误;可逆反应达到平衡时,正逆反应速率相等,气体分子数保持不变,反应体系中压强恒定,混合物的组成保持不变,反应体系中温度不变,B、C、D项正确。

答案:A

3.(2017届保定市定兴三中月考)在密闭容器中,一定条件下,进行反应:NO(g)+1

2

N2(g)

+CO2(g) ΔH=-373.2 kJ·mol-1,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )

A.加催化剂同时升高温度

B.加催化剂同时增大压强

C.升高温度同时充入N2

D.降低温度同时增大压强

解析:该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NO的转化率降低,A项不符合题意;加入催化

剂能加快反应速率,该反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡向右移动,NO 的转化率增大,B 项符合题意;升高温度,平衡逆向移动,NO 转化率降低,通入N 2平衡逆向移动,也使NO 转化率降低,C 项不符合题意;降低温度,反应速率减慢,D 项不符合题意。

答案:B

4.(2017届江西进贤二中模拟)在一定温度不同压强(p 1

+Z(g)中,

生成物Z 在反应混合物中的体积分数(φ)与反应时间(t )的关系有以下图示,正确的是( )

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解析:A 项图象中压强p 1到达平衡时间短,故图象中p 1>p 2,与题意不符,A 项错误;B 项图象中压强

p 2到达平衡时间短,图象中p 1

C 项图象中压强p 1到达平衡时间短,故图象中p 1>p 2,与题意不符,C 项错误;

D 项图象中压强p 2到达平衡时间短,图象中p 1

答案:B

5.(2017届江西赣中南五校重点中学联考)一定温度下,可逆反应2NO 2(g)△

2NO(g)+O 2(g)在

体积固定的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是( )

①单位时间内生成n mol O 2,同时生成2n mol NO 2 ②单位时间内生成n mol O 2,同时生成2n mol NO ③用NO 2、NO 、O 2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1 ④混合气体的压强不再改变 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变

A .①④⑤⑥

B .①②③⑤

C .②③④⑥

D .以上全部

解析:①单位时间内生成n mol O 2是正反应速率,生成2n mol NO 2是逆反应速率,二者比值与方程式化学计量数之比相等,故NO 2的v 正=v 逆,说明反应达到平衡状态。②单位时间内生成n mol O 2,同时生成2n mol NO ,同属于正反应速率,不能说明反应是否达到平衡。③无论是否达到平衡状态,用NO 2、NO 、O 2的物质的量浓度表示的反应速率都是2∶2∶1。④该反应是气体分子数增大的反应,当混合气体的压强不再改变时,反应达到平衡状态。⑤混合气体的颜色与NO 2的浓度有关,混合气体的颜色不发生改变,说明NO 2浓度不再发生改变,此时反应达到平衡状态。⑥混合气体的平均相对分子质量M =

m 总

n 总

,在此反应过程中m 总不变,但n 总逐渐增大,因此当M 不再发生改变时,说明n 总不再发生改变,反应达到平衡状态。

综上所述,能够说明反应达到平衡状态的是①④⑤⑥,选A 项。

答案:A

6.(2017届大庆市模拟)一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应:x A(g)+y

z C(g),达

到平衡后测得A 气体的浓度为0.5 mol·L -1

,保持温度不变,将密闭容器的容积压缩为原来的一半再次达到平衡后,测得A 浓度为0.8 mol·L -1

,则下列叙述正确的是( )

A .平衡向正反应方向移动

B .x +y

C .B 的物质的量浓度减小

D .C 的体积分数降低

解析:反应达到平衡后测得A 气体的浓度为0.5 mol·L -1

,保持温度不变,将密闭容器的容积,压缩为原来的一半,若平衡不移动,A 的浓度为1 mol·L -1

,而平衡发生移动,再次达到平衡时,A 的浓度为0.8 mol·L -1

,说明平衡正向移动,A 项正确;容器体积减小,压强增大平衡正向移动,正反应是气体分子数减小的反应,故x +y >z ,B 项错误;容器体积压缩,各物质的浓度增大,C 项错误;平衡正向移动,C 的体积分数增大,D 项错误。

答案:A

7.(2017届广州模拟)在1 L 定容的密闭容器中,可以证明可逆反应N 2+3H 2

3

已达到平衡状态

的是( )

A .c (N 2)∶c (H 2)∶c (NH 3)=1∶3∶2

B .一个NN 断裂的同时,有3个H —H 生成

C .其他条件不变时,混合气体的密度不再改变

D .v 正(N 2)=2v 逆(NH 3)

解析:c (N 2)∶c (H 2)∶c (NH 3)=1∶3∶2等于化学方程式的计量数之比,但不能说明各物质的浓度不变,不一定为平衡状态,故A 错误;一个NN 断裂的同时,有3个H —H 生成,能说明正逆反应速率是相等的,达到了平衡,故B 正确;混合气体的密度ρ=m

V

,质量在反应前后是守恒的,体积不变,密度始终不变.所以密度不变的状态不一定是平衡状态,故C 错误v 正(N 2)=2v 逆(NH 3)时,正逆反应速率不相等,未达到平衡,故D 错误。

答案:B

8.(2017届河南信阳高中月考)如图为某化学反应的速率与时间的关系示意图,在t 1时刻升高温度或者增大压强,速率的变化都符合的示意图的反应是( )

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A .2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g) ΔH <0

B .4NH 3(g)+5O 2(g)4NO(g)+6H 2O(g) ΔH <0

C .H 2(g)+I 2(g)2HI(g) ΔH >0

D .N 2(g)+3H 2(g)

2NH 3(g) ΔH <0

解析:由图象可知增大压强或升高温度后,v 正、v 逆都增大,由于v 逆增大的多,平衡逆向移动。A 项反应正反应是气体体积减小的放热反应,增大压强,平衡正向移动,升高温度,平衡逆向移动,与题意不符;B 项反应正反应是气体体积增大的放热反应,增大压强平衡逆向移动,升高温度,平衡逆向移动,符合题意;C 项反应是气体体积不变的反应,正反应吸热,增大压强,平衡不移动,升高温度,平衡正向移动,与题意不符;D 项正反应是气体体积减小的放热反应,增大压强,平衡正向移动,升高温度,平衡逆向移动,与题意不符,故选B 项。

答案:B

9.活性炭可处理大气污染物NO 。在2 L 密闭容器中加入NO 和活性炭(无杂质),反应方程式为NO ++F(未配平)。当温度为T 时,经过5 min 达到平衡,测得平衡时各物质的物质的量如下表:

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A .该反应的平衡常数为1/4

B .增加活性炭的量,能缩短达到平衡所用的时间

C .容器中压强不变可以说明该反应达到平衡状态

D .达到平衡时,用

E 表示该反应的速率为0.01 mol·L -1

·min -1

解析:该反应可表示为C(s)+2NO(g)===N 2(g)+CO 2(g),平衡常数K =

c

2

c

2

c

2

0.052×0.05

2? ??

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??0.10022=1

4,A 项正确;C 为固体,增加活性炭的量,反应速率不变,B 项错误;该反应是气体分子数不变的反应,容器中压强不变,不能判断反应是否达到平衡状态,C 项错误;达到平衡时用E 表示该反应的速率为0.05 mol 2 L×5 min

=0.005 mol·L -1·min -1

,D 项错误。

答案:A

10.(2017届东北师范大学附属中学模拟)T ℃时,在2 L 的密闭容器中,A 气体与B 气体发生可逆反应生成C 气体,反应过程中A 、B 、C 物质的量变化如图甲所示。若保持其他条件不变,温度分别为T 1和T 2时,B 的物质的量分数与时间关系如图乙所示。下列叙述正确的是( )

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A .2 min 内A 的化学反应速率为0.1 mol/(L·min)

B .在反应达到平衡时,保持其他条件不变,增大压强,正、逆反应速率都增大,且平衡向逆反应方向移动

C .在反应达到平衡时,保持其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率都增大,且A 的转化率增大

D .图甲中,达到平衡时,A 的体积分数为37.5%

解析:由图甲可知,反应进行到2 min 时,A 的浓度减小了0.1 mol/L ,v (A)=0.1 mol·L

-1

2 min =0.05

mol/(L·min),A 错误;反应进行到2 min 时,A 、B 物质的量分别减小了0.2 mol 、0.6 mol ,C 增加了0.4 mol ,故反应方程式为A(g)+

,增大压强后平衡向正反应方向移动,B 错误;由图乙知,

T 1>T 2,且温度高时B 物质的百分含量高,说明温度高时平衡逆向移动,此时A 的转化率降低,C 错误;由

图甲知,达到平衡时,A 、B 、C 的物质的量分别为0.3 mol 、0.1 mol 、0.4 mol ,A 的体积分数为0.3 mol

0.3 mol +0.1 mol +0.4 mol

×100%=37.5%,D 正确。

答案:D

二、非选择题(共40分)

11.(12分)(2017届武威高二检测)在容积为 1.00 L 的容器中,通入一定量的N 2O 4,发生反应N 2O 4(g)

2

(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。

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回答下列问题:

(1)反应的ΔH ________0(填“大于”或“小于”);100 ℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0~60 s 时段,反应速率v (N 2O 4)为________mol·L -1

·s -1

;反应的平衡常数K 1为________。

(2)100 ℃时达到平衡后,改变反应温度为T ,c (N 2O 4)以0.002 0 mol·L -1

·s -1

的平均速率降低,经10 s 又达到平衡。T ________100 ℃(填“大于”或“小于”),判断理由是____________________________。

解析:(1)根据题意,温度升高,混合气体颜色变深,说明升温向生成NO 2的方向进行,即正反应是吸热反应,ΔH >0。由图可知,0~60 s ,NO 2的物质的量浓度变化为0.120 mol·L -1

,根据公式v =Δc Δt

计算

v (NO 2)=0.120 mol·L -160 s =0.002 mol·L -1·s -1,则v (N 2O 4)=12v (NO 2)=0.001 mol·L -1·s -1

。K 1=

c 2

2c

2O

4

2

0.040

=0.36。(2)由题意可知,改变温度后c (N 2O 4)以0.002 0 mol·L -1·s -1

的平均速度降低,改

变温度平衡向右进行,该反应为吸热反应,故改变的条件是升高温度T >100 ℃。

答案:(1)大于 0.001 0.36

(2)大于 正反应为吸热反应,反应向吸热反应方向进行,所以为升高温度 12.(16分)(2017届日照调研)化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。 (1)某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究,反应的方程式为N 2(g)+3H 2

3

(g) ΔH <0。

在1 L 密闭容器中加入0.1 mol N 2和0.3 mol H 2,实验①、②、③中c (N 2)随时间(t )的变化如图所示:

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实验②从初始到平衡的过程中,该反应的平均反应速率v (NH 3)=________;与实验①相比,实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的________、________(填字母编号)。

a .增大压强

b .减小压强

c .升高温度

d .降低温度

e .使用催化剂

(2)800 K 时向下列起始体积相同的密闭容器中充入2 mol N 2、3 mol H 2,甲容器在反应过程中保持压强不变,乙容器保持体积不变,丙是绝热容器,三容器各自建立化学平衡。

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①达到平衡时,平衡常数K 甲________K 乙________K 丙(填“>”“<”或“=”)。

②达到平衡时N 2的浓度c (N 2)甲________c (N 2)乙,c (N 2)乙________c (N 2)丙(填“>”“<”或“=”)。 ③对甲、乙、丙三容器的描述,以下说法正确的是________。 A .乙容器气体密度不再变化时,说明此反应已达到平衡状态 B .在甲中充入稀有气体He ,化学反应速率加快 C .向甲容器中充入氨气,正向速率减小,逆向速率增大 D .丙容器温度不再变化时说明已达到平衡状态

解析:(1)v (NH 3)=2v (N 2)=2×0.04 mol·L -1

10 min =0.008 mol·L -1·min -1

。与实验①相比,实验②反应

速率加快,但平衡没有移动,可知实验②改变的条件为使用催化剂。与实验①相比,实验③反应速率加快,

且平衡时N2浓度增大,说明平衡逆向移动了,故实验③改变的条件为升高温度。

(2)①合成氨为放热反应,升温时平衡逆向移动,且平衡常数只与温度有关,温度越高其对应的平衡常数越小,故K甲=K乙>K丙。②甲容器中的反应相当于在乙容器中反应的基础上增大压强,增大压强的瞬间所造成的结果是反应物及生成物的浓度均增大,而该反应为气体分子数减小的反应,增大压强时虽然平衡右移,但根据勒夏特列原理可知,平衡时c(参与反应的各物质)甲>c(参与反应的各物质)乙,故c(N2)甲>c(N2)

乙。丙为绝热容器,平衡时丙容器中温度高于乙容器中温度,则丙容器中反应的限度小于乙容器中反应的限度,故c(N2)乙

答案:(1)0.008 mol·L-1·min-1 e c

(2)①=> ②>< ③CD

13.(12分)目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学

反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示:

①2H2(g)+

②CO2(g)+H2

③CO2(g)+3H2

(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=________(用K1、K2表示)。ΔH3____0(填

“>”“=”或“<”)。

(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动,可采取的措施有________(填写字母序号)。

A.缩小反应容器的容积

B.扩大反应容器的容积

C.升高温度

D.使用合适的催化剂

E.从平衡体系中及时分离出CH3OH

(4)500 ℃时,测得反应③在某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1 mol·L-1、

0.8 mo l·L-1、0.3 mol·L-1、0.15 mol·L-1,则此时v正________v逆(填“>”“=”或“<”)。

(5)根据上述表格测得焓变,下列能量关系图合理的是________。

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解析:(1)对于反应②:CO 2(g)+H 2

+H 2O(g),从表中数据得出,随着反应温度的升高,

K 2增大,即升高温度,平衡正向移动,故反应②为吸热反应,即ΔH 2>0。(2)反应③可由反应①、②相加

所得,CO 2(g)+3H 2

3

OH(g)+H 2O(g)的平衡常数K 3=K 1·K 2,且随着温度升高,K 3值减小,反应③

为放热反应,即ΔH 3<0。(3)反应③为气体分子数减少的反应,且ΔH 3<0。缩小容器的容积,平衡正向移动;扩大容器的容积,平衡逆向移动;升高温度,平衡逆向移动;使用合适的催化剂,可以改变化学反应速率,但不能使平衡发生移动;从平衡体系中及时分离出CH 3OH ,平衡正向移动;故符合题意的为B 、C 项。(4)500 ℃时,K 3=K 1·K 2=2.5×1.0=2.5,此时Q c =

c 3c

2c

2

c 3

2

=0.3×0.150.1×0.8

3≈0.88<2.5,故反应向正反应方向进行,v 正>v 逆。(5)反应②为吸热反应,反应物总能量低于生成物总能量,A 项正确;图B 所表示的反应为反应②,为吸热反应,生成物能量要高一些,B 项错误;图C 所表示的反应为反应①,温度升高,K 1值减小,为放热反应,生成物总能量应低一些,C 项错误;图D 表示反应③,因ΔH 3<0,故生成物总能量低一些,D 项正确。即符合题意的为A 、D 。

答案:(1)吸热 (2)K 1·K 2 < (3)BC (4)> (5)AD