高三化學通用版一輪復習強化訓練化學平衡狀態(tài)化學平衡移動

化學平衡狀態(tài)化學平衡移動1．(2020·山東新高考聯(lián)盟10月考試)在恒容的密閉容器中發(fā)生反應3A(g)＋B(s)=2C(g)ΔH，不同溫度下反應經(jīng)過相同時間，測得混合體系中A的體積分數(shù)與溫度的關系如圖所示。下列推斷正確的是()A．X、Z兩點，A的逆反應速率相等B．溫度不變，平衡后充入氬氣，C的體積分數(shù)減小C．降低溫度，化學平衡常數(shù)增大D．X、Y、Z三點中，Z點A的轉(zhuǎn)化率最大答案：C2．在恒容密閉容器中，反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0達到平衡后，采用下列措施，既能增大逆反應速率又能使平衡向正反應方向移動的是()A．通入一定量O2 B．增大容器容積C．移去部分SO3(g) D．降低體系的溫度解析：選A通入一定量O2，c(O2)增大，v(正)瞬間增大，平衡正向移動，v(逆)逐漸增大，A正確；增大容器容積，反應混合物的濃度減小，v(正)、v(逆)均減小，平衡逆向移動，B錯誤；移去部分SO3(g)，平衡正向移動，由于c(SO3)減小，v(正)、v(逆)均減小，C錯誤；該反應的正反應是放熱反應，降低體系的溫度，平衡正向移動，但v(正)、v(逆)均減小，D錯誤。3．(2020·浙江金麗衢十二校聯(lián)考)在三個恒容密閉容器中按下表相應量充入氣體，發(fā)生2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O轉(zhuǎn)化率如圖所示：容器容積/L起始物質(zhì)的量/molN2ON2O2ⅠV10.100Ⅱ1.00.100ⅢV30.100下列說法不正確的是()A．該反應的正反應為吸熱反應B．V1＜1.0＜V3C．相同溫度下，反應從初始到平衡，平均反應速率：v(Ⅰ)＜v(Ⅲ)D．圖中A、B、C三點處容器內(nèi)壓強：p(Ⅰ)A＜p(Ⅱ)B＜p(Ⅲ)C答案：B4.已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197.8kJ·mol－1。起始反應物為SO2和O2(物質(zhì)的量之比為2∶1，且總物質(zhì)的量不變)。SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(%)隨溫度和壓強的變化如下表：溫度/K壓強/(105Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0下列說法不正確的是()A．一定壓強下降低溫度，SO2的轉(zhuǎn)化率增大B．在不同溫度、壓強下，轉(zhuǎn)化相同物質(zhì)的量的SO2所需要的時間相等C．使用催化劑可以縮短反應達到平衡所需的時間D．工業(yè)生產(chǎn)通常不采取加壓措施是因為常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已相當高解析：選BA選項，根據(jù)表格信息，壓強一定時，溫度越低，SO2的轉(zhuǎn)化率越大，正確；B選項，不同的溫度、壓強下，反應速率不確定，故轉(zhuǎn)化相同的SO2所需時間無法確定，錯誤；C選項，使用催化劑降低反應的活化能，增大反應速率，故可以縮短達到平衡所需的時間，正確；D選項，根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以看出，常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已相當高(大于93.5%)，正確。5．下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是()A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，當加入少量AgNO3溶液后，溶液的顏色變淺B．對2HI(g)H2(g)＋I2(g)，縮小容器的容積可使平衡體系的顏色變深C．反應CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)ΔH<0，升高溫度可使平衡向逆反應方向移動D．對于合成NH3反應，為提高NH3的產(chǎn)率，理論上應采取低溫措施解析：選B溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入少量AgNO3溶液，HBr與AgNO3反應生成AgBr沉淀，c(HBr)減小，平衡正向移動，溶液的顏色變淺，A可以用勒夏特列原理解釋；2HI(g)H2(g)＋I2(g)是反應前后氣體總分子數(shù)不變的反應，縮小容器的容積，壓強增大，平衡不移動，但c(I2)增大，導致平衡體系的顏色變深，由于平衡不移動，故B不能用勒夏特列原理解釋；反應CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)的ΔH<0，升高溫度，為了減弱溫度的改變，平衡逆向移動，C可以用勒夏特列原理解釋；合成氨的反應是放熱反應，降低溫度，平衡正向移動，有利于生成NH3，D可以用勒夏特列原理解釋。6．(2020·桂林高三質(zhì)檢)COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)ΔH>0，當反應達到平衡時，下列措施：①升溫②恒容通入惰性氣體③增加CO濃度④減壓⑤加催化劑⑥恒壓通入惰性氣體，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是()A．①②④ B．①④⑥C．②③⑤ D．③⑤⑥解析：選B該反應為氣體體積增大的吸熱反應，所以升溫和減壓均可以促使反應正向移動。恒壓通入惰性氣體，相當于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響。增加CO的濃度，將導致平衡逆向移動。7．(2020·衡陽八中月考)氮及其化合物的轉(zhuǎn)化過程如圖所示。下列分析合理的是()A．催化劑a表面發(fā)生了極性共價鍵的斷裂和形成B．在催化劑b表面形成氮氧鍵時，不涉及電子轉(zhuǎn)移C．N2與H2反應生成NH3的原子利用率為100%D．催化劑a、b能提高反應的平衡轉(zhuǎn)化率答案：C8．將一定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空恒容容器中(固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。判斷該分解反應已經(jīng)達到化學平衡的是()A．2v(NH3)＝v(CO2)B．密閉容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1C．密閉容器中混合氣體的密度不變D．密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變解析：選C該反應為有固體參與的非等體積反應，且容器體積不變，所以壓強、密度均可作化學反應是否達到平衡狀態(tài)的標志，該題應特別注意D項，因為該反應為固體的分解反應，所以NH3、CO2的體積分數(shù)始終為定值NH3為eq\f(2,3)，CO2為eq\f(1,3)。9．[雙選]已知反應mX(g)＋nY(g)qZ(g)的ΔH<0，m＋n>q，在恒容密閉容器中反應達到平衡時，下列說法正確的是()A．通入稀有氣體使壓強增大，平衡將正向移動B．X的正反應速率是Y的逆反應速率的eq\f(m,n)倍C．增加X的物質(zhì)的量，Y的轉(zhuǎn)化率降低D．降低溫度，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變大解析：選BD恒容密閉容器，通入稀有氣體，沒有改變反應物和生成物的濃度，平衡不移動，A錯誤；達到平衡時，正逆反應速率相等，X的正反應速率是Y的逆反應速率的eq\f(m,n)倍，B正確；體積不變增加X的物質(zhì)的量，即增大X的濃度，平衡正向移動，Y的轉(zhuǎn)化率升高，C錯誤；反應物和生成物都是氣體，即反應前后氣體的總質(zhì)量不變，該反應ΔH<0，降低溫度，平衡正向移動，而m＋n>q，即反應后氣體的物質(zhì)的量減小，所以氣體的平均摩爾質(zhì)量變大，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變大，D正確。10．一定條件下，0.3molX(g)與0.3molY(g)在容積固定的密閉容器中發(fā)生反應：X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH＝－akJ·mol－1，下列說法正確的是()A．反應一段時間后，X與Y的物質(zhì)的量之比仍為1∶1B．達到平衡時，反應放出0.1akJ的熱量C．達到平衡后，若向平衡體系中充入稀有氣體，Z的正反應速率將不發(fā)生變化D．X的體積分數(shù)保持不變，說明反應已達到平衡解析：選C反應過程中X與Y的變化量是1∶3，則反應一段時間后，X與Y的物質(zhì)的量之比不可能仍為1∶1，故A錯誤；達到平衡時，因不知道變化的X的物質(zhì)的量，無法確定反應放出0.1akJ的熱量，故B錯誤；恒容條件下，達到平衡后，若向平衡體系中充入稀有氣體，不影響反應物和生成物的濃度，反應速率也不變，故C正確；X(g)＋3Y(g)2Z(g)起始物質(zhì)的量/mol0.30.30變化物質(zhì)的量/molx3x2x變化后物質(zhì)的量/mol0.3－x0.3－3x2xX的體積分數(shù)＝eq\f(0.3－x,0.6－2x)×100%＝50%，始終保持不變，不能說明反應已達到平衡，故D錯誤。11．(2019·浙江4月選考)下列說法正確的是()A．H2(g)＋I2(g)2HI(g)，其他條件不變，縮小反應容器體積，正逆反應速率不變B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的質(zhì)量不再改變說明反應已達平衡C．若壓強不再隨時間變化能說明反應2A(？)＋B(g)2C(？)已達平衡，則A、C不能同時是氣體D．1molN2和3molH2反應達到平衡時H2轉(zhuǎn)化率為10%，放出熱量Q1；在相同溫度和壓強下，當2molNH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時，吸收熱量Q2，Q2不等于Q1解析：選B對于反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)，反應前后氣體分子數(shù)相等，縮小反應容器體積，平衡不移動，正逆反應速率增大相同的倍數(shù)，A項錯誤；碳的質(zhì)量不變，說明正、逆反應速率相等，反應已達平衡狀態(tài)，B項正確；恒溫恒容條件下，若A、C同時為氣體，當壓強不變時，也能說明反應達到平衡狀態(tài)，C項錯誤；設N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－a(a>0)kJ·mol－1,1molN2和3molH2反應達到平衡時H2轉(zhuǎn)化率為10%，放出熱量Q1＝0.1akJ，當2molNH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時，吸收熱量Q2＝0.1akJ，故Q1＝Q2，D項錯誤。12．[雙選]一定條件下，CH4與H2O(g)發(fā)生反應：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。設起始eq\f(nH2O,nCH4)＝Z，在恒壓下，平衡時CH4的體積分數(shù)φ(CH4)與Z和T(溫度)的關系如下圖所示。下列說法正確的是()A．該反應的焓變ΔH>0B．圖中Z的大小為a＜3＜bC．圖中X點對應的平衡混合物中eq\f(nH2O,nCH4)＝3D．溫度不變時，圖中X點對應的平衡在加壓后φ(CH4)減小解析：選AB根據(jù)圖示知溫度越高，CH4的體積分數(shù)越小，說明平衡向右移動，所以該反應的焓變ΔH>0，A項正確。相同條件下Z越大，平衡時CH4的體積分數(shù)越小，所以圖中Z的大小為a<3<b，B項正確。起始時eq\f(nH2O,nCH4)＝3，反應過程中H2O和CH4等量減小，所以平衡時eq\f(nH2O,nCH4)>3，C項錯誤。溫度不變時，加壓，平衡逆向移動，甲烷的體積分數(shù)增大，D項錯誤。13．利用太陽能等可再生能源，通過光催化、光電催化或電解水制氫來進行二氧化碳加氫制甲醇，發(fā)生的主要反應是：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。請回答下列有關問題：(1)若二氧化碳加氫制甲醇反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明該反應進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是________(填標號)。(2)常壓下，二氧化碳加氫制甲醇反應時的能量變化如圖1所示，則該反應的ΔH＝________。(3)在2L恒容密閉容器a和b中分別投入2molCO2和6molH2，在不同溫度下進行二氧化碳加氫制甲醇的反應，各容器中甲醇的物質(zhì)的量與時間的關系如圖2所示。①若容器a、容器b中的反應溫度分別為T1、T2，則判斷T1________T2(填“>”“<”或“＝”)。若容器b中改變條件時，反應情況會由曲線b變?yōu)榍€c，則改變的條件是__________________________。②計算容器b中0～10min氫氣的平均反應速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1。解析：(1)a.隨著時間的延長甲醇的濃度最終保持穩(wěn)定，不會變小，故錯誤；b.t1時二氧化碳的質(zhì)量分數(shù)保持恒定，說明反應達到平衡，故正確；c.t1時甲醇與二氧化碳的物質(zhì)的量之比保持恒定，達到平衡，故正確；d.t1時二氧化碳的物質(zhì)的量在減小，甲醇的物質(zhì)的量在增加，故未達到平衡，錯誤，故選bc。(2)常壓下，二氧化碳加氫制甲醇反應的ΔH＝2914kJ·mol－1－2960kJ·mol－1＝－46kJ·mol－1。(3)①若容器a、容器b中的反應溫度分別為T1、T2，a先達到平衡，對應的溫度高，則判斷T1>T2；若容器b中改變條件時，反應情況會由曲線b變?yōu)榍€c，反應速率變快，平衡不移動，則改變的條件是加入催化劑。②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，平衡時容器b中甲醇的物質(zhì)的量為1.5mol，氫氣的變化量為4.5mol,0～10min氫氣的平均反應速率v(H2)＝eq\f(4.5mol,2L×10min)＝0.225mol·L－1·min－1。答案：(1)bc(2)－46kJ·mol－1(3)①>加入催化劑②0.22514．氨是一種重要的化工原料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用。(1)在一定溫度下，在固定體積的密閉容器中進行可逆反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。該可逆反應達到平衡的標志是________。A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)B．單位時間生成mmolN2的同時生成3mmolH2C．容器內(nèi)的總壓強不再隨時間而變化D．混合氣體的密度不再隨時間變化(2)工業(yè)上可用天然氣為原料來制取合成氨的原料氣氫氣。某研究性學習小組的同學模擬工業(yè)制取氫氣的原理，在一定溫度下，體積為2L的恒容密閉容器中測得如下表所示數(shù)據(jù)。請回答下列問題：時間/minCH4/molH2O/molCO/molH2/mol00.401.00005a0.80c0.6070.20b0.20d100.210.810.190.64①分析表中數(shù)據(jù)，判斷5min時反應是否處于平衡狀態(tài)？________(填“是”或“否”)，前5min反應的平均反應速率v(CH4)＝____________________。②反應在7～10min內(nèi)，CO的物質(zhì)的量減少的原因可能是________。A．減少CH4的物質(zhì)的量 B．降低溫度C．升高溫度 D．充入H2(3)氨的催化氧化：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)是工業(yè)制硝酸的重要反應。在1L密閉容器中充入4molNH3(g)和5molO2(g)，保持其他條件不變，測得c(NO)與溫度的關系如圖所示。該反應的ΔH________(填“＞”“＜”或“＝”)0；T0℃下，NH3的轉(zhuǎn)化率為________。解析：(1)3v逆(NH3)＝2v正(H2)時反應達到平衡，A項錯誤；生成mmolN2，必生成3mmolH2，但反應不一定達到平衡，B項錯誤；此反應為反應前后氣體分子數(shù)不相等的反應，壓強不變可以說明反應達到平衡狀態(tài)，C項正確；混合氣體總質(zhì)量不變，容器體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，故混合氣體的密度不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，D項錯誤。(2)①根據(jù)反應CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，結合表中數(shù)據(jù)5min時H2為0.60mol，可知CO為0.20mol，即c＝0.20，則a＝0.20,7min時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量與5min時相同，所以5min時反應達到平衡；v(CH4)＝eq\f(0.40－0.20mol,2L×5min)＝0.02mol·L－1·min－1。②10min時，只有CO的物質(zhì)的量減少，其他物質(zhì)的物質(zhì)的量都增加，所以原因只能是充入氫氣，使平衡逆向移動。(3)由圖像可知，NO的濃度達到最大值后，隨溫度升高，NO的濃度又逐漸減小，所以該反應的ΔH＜0；T0℃時，c(NO)＝3.0mol·L－1，則反應消耗的n(NH3)＝3.0mol，NH3的轉(zhuǎn)化率為eq\f(3.0mol,4mol)×100%＝75%。答案：(1)C(2)①是0.02mol·L－1·min－1②D(3)＜75%15．(2020·重慶鳳鳴山中學月考)運用化學反應原理研究碳、氮、硫的單質(zhì)及其化合物的反應對緩解環(huán)境污染、能源危機具有重要意義。Ⅰ.氨為重要的化工原料，有廣泛用途。(1)合成氨中的氫氣可由下列反應制?。篴．CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝＋216.4kJ·mol－1b．CO(g)＋H2O