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( )
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( ) 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： 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? ?? ??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( ) 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。 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： 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。 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________。 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