2019版高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第7章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第2節(jié) 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡的移動模擬預(yù)測通關(guān) 新人教版.doc

第2節(jié) 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡的移動一、選擇題1在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳在恒容密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)：Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g)，不可用上述反應(yīng)中某種物理量來說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是()ACO的生成速率與CO2的生成速率相等B氣體密度不再變化CCO的質(zhì)量不變D體系的壓強不再發(fā)生變化解析：選D。A項，CO的生成速率為逆反應(yīng)速率，CO2的生成速率為正反應(yīng)速率，且CO、CO2的化學(xué)計量數(shù)相等，則v正(CO2)v逆(CO)，達到化學(xué)平衡；B項，當(dāng)m(氣體)不變時，反應(yīng)即達到平衡；C項，m(CO)不變，則n(CO)不變，反應(yīng)達到平衡；D項，該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)任意時刻，體系的壓強均相同，所以壓強不變不能作為達到平衡的標(biāo)志。2(2018福州模擬)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(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡的是()A2v(NH3)v(CO2)B密閉容器中c(NH3)c(CO2)21C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?jǐn)?shù)不變解析：選C。該反應(yīng)為有固體參與的非等體積反應(yīng)，且容器體積不變，所以壓強、密度均可作化學(xué)平衡的標(biāo)志，該題應(yīng)特別注意D項，因為該反應(yīng)為固體的分解反應(yīng)，所以NH3、CO2的體積分?jǐn)?shù)始終為定值(NH3為，CO2為)。3合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)多步反應(yīng)制得，其中的一步反應(yīng)為CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0。反應(yīng)達到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，下列措施中正確的是()A增大壓強B降低溫度C增大CO的濃度 D更換催化劑解析：選B。A項，該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，壓強不影響化學(xué)平衡。B項，正反應(yīng)放熱，降溫平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大。C項，增大CO的濃度，CO的轉(zhuǎn)化率減小。D項，催化劑不影響化學(xué)平衡。4對可逆反應(yīng)2A(s)3B(g)C(g)2D(g)H<0，在一定條件下達到平衡。下列有關(guān)敘述正確的是()增加A的量，平衡向正反應(yīng)方向移動升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，v(正)減小壓強增大一倍，平衡不移動，v(正)、v(逆)不變增大B的濃度，v(正)>v(逆)加入催化劑，B的轉(zhuǎn)化率提高ABC D解析：選B。A是固體，其量的變化對平衡無影響；升高溫度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反應(yīng)方向移動；增大壓強，平衡不移動，但v(正)、v(逆)都增大；增大B的濃度，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，v(正)>v(逆)；催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動，B的轉(zhuǎn)化率不變。5向一體積為2 L的恒容密閉容器里充入1 mol N2和4 mol H2，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H<0。10秒時達到平衡，c(NH3)為0.4 molL1。下列說法正確的是()A該反應(yīng)達到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為40%B降低溫度能使混合氣體的密度增大C向該容器中充入N2，平衡正向移動D研發(fā)高效催化劑可大大提高NH3的產(chǎn)率解析：選C。A項，根據(jù)題中數(shù)據(jù)可知，NH3的生成量為0.8 mol，則H2的減少量為1.2 mol，(H2)1.24100%30%；B項，降溫，平衡正向移動，但氣體總質(zhì)量不變，容器體積不變，則密度不變；C項，體積不變，充入N2，c(N2)增大，平衡正向移動；D項，催化劑不能使平衡發(fā)生移動，因此各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不變、產(chǎn)率不變。6處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)2H2S(g)2H2(g)S2(g)H>0，不改變其他條件的情況下合理的說法是()A加入催化劑，反應(yīng)途徑將發(fā)生改變，H也將隨之改變B升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，H2S分解率也增大C增大壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，將引起體系溫度降低D若體系恒容，注入一些H2后達新平衡，H2濃度將減小解析：選B。焓變是一個狀態(tài)函數(shù)，與反應(yīng)發(fā)生的途徑無關(guān)，A錯誤；溫度升高，正、逆反應(yīng)速率均增大，因該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故平衡正向移動，H2S分解率增大，B正確；該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強平衡逆向移動，逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)，會使體系溫度升高，C錯誤；向體系中注入H2，平衡將向H2濃度降低的方向移動，但最終H2的濃度比原來大，D錯誤。7如圖所示，三個燒瓶中分別充滿NO2氣體并分別放置在盛有下列物質(zhì)的燒杯(燒杯內(nèi)有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物質(zhì)，在(3)中加入NH4Cl晶體，發(fā)現(xiàn)(1)中紅棕色變深，(3)中紅棕色變淺。已知反應(yīng)2NO2(紅棕色)N2O4(無色)下列敘述正確的是()A2NO2N2O4是放熱反應(yīng)BNH4Cl溶于水時放出熱量C燒瓶(1)中平衡混合氣體的相對分子質(zhì)量增大D燒瓶(3)中氣體的壓強增大解析：選A。加CaO的燒杯(1)中溫度升高，(1)中紅棕色變深，說明平衡逆向移動，平衡混合氣體的相對分子質(zhì)量減小；(3)中紅棕色變淺，說明平衡正向移動，氣體的壓強減小，加NH4Cl晶體的燒杯(3)中溫度降低，由此可說明2NO2N2O4是放熱反應(yīng)，NH4Cl溶于水時吸收熱量。8PCl3和PCl5都是重要的化工原料。將PCl3(g)和Cl2(g)充入體積不變的2 L密閉容器中，在一定條件下發(fā)生下述反應(yīng)，并于10 min時達到平衡：PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)H<0。有關(guān)數(shù)據(jù)如下：PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)初始濃度/molL12.01.00平衡濃度/molL1c1c20.4下列判斷不正確的是()A10 min內(nèi)，v(Cl2)0.04 molL1min1B當(dāng)容器中Cl2為1.2 mol時，反應(yīng)達到平衡C升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，則平衡時PCl3的轉(zhuǎn)化率升高D平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同條件下再達平衡時，c(PCl5)<0.2 molL1解析：選C。由題意可知c11.6，c20.6。A項，v(Cl2)(1.0 molL10.6 molL1)/10 min0.04 molL1min1；B項，反應(yīng)達平衡時Cl2的物質(zhì)的量為0.6 molL12 L1.2 mol；C項，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，K減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動，PCl3的轉(zhuǎn)化率降低；D項，平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2相當(dāng)于壓強減小一半，平衡向逆反應(yīng)方向移動，c(PCl5)<0.2 molL1。9已知反應(yīng)CO(g)2H2(g)CH3OH(g)HQ kJmol1，在三個不同容積的容器中分別充入1 mol CO與2 mol H2，恒溫恒容，測得平衡時CO的轉(zhuǎn)化率如下表。序號溫度/容器體積CO轉(zhuǎn)化率平衡壓強/Pa200V150%p1200V270%p2350V350%p3下列說法正確的是()A反應(yīng)速率：>>B平衡時體系壓強：p1p254C若容器體積V1>V3，則Q<0D若實驗中CO和H2用量均加倍，則CO轉(zhuǎn)化率<70%解析：選C。、的溫度相同，而轉(zhuǎn)化率>，則可看作在的基礎(chǔ)上加壓，即V1>V2，因此反應(yīng)速率：>，A錯誤；與比較，達到平衡時，平衡混合物的物質(zhì)的量之比為54，但V1與V2不等，因此平衡時體系壓強：p1p254，B錯誤；若容器體積V1>V3且溫度相同，則與比較，CO的轉(zhuǎn)化率>，而現(xiàn)在CO的轉(zhuǎn)化率相同，則升溫的平衡逆向移動，而升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，即逆向是吸熱反應(yīng)，C正確；若實驗中CO和H2用量均加倍，則可看作在的基礎(chǔ)上加壓，CO轉(zhuǎn)化率增大，D錯誤。10T 時，在容積為2 L的3個恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3A(g)B(g)xC(g)，按不同方式投入反應(yīng)物，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：容器甲乙丙反應(yīng)物的投入量3 mol A、2 mol B6 mol A、4 mol B2 mol C達到平衡的時間/min58A的濃度/molL1c1c2C的體積分?jǐn)?shù)/%w1w3混合氣體的密度/gL112下列說法正確的是()A若x4，則2c1c2B若x4，則w1w3C無論x的值是多少，均有212D甲容器達到平衡所需的時間比乙容器達到平衡所需的時間短解析：選C。若x4，則正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，乙容器對于甲容器而言，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，所以2c1c2，A項錯誤；若x4，則反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，由于起始時甲容器中A、B的投入量之比與化學(xué)方程式中對應(yīng)化學(xué)計量數(shù)之比不相等，故w3不可能等于w1，B項錯誤；起始時乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，兩容器的容積相等，故恒有212，C項正確；起始時乙容器中A、B的濃度是甲容器中的2倍，故乙容器達到平衡所需的時間比甲容器達到平衡所需的時間短，D項錯誤。二、非選擇題11一定條件下，體積為1 L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：SiF4(g)2H2O(g)SiO2(s)4HF(g)H148.9 kJmol1。(1)下列各項中能說明該反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (填序號)。a4v消耗(SiF4)v生成(HF)b容器內(nèi)氣體壓強不再變化c容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量不再變化dHF的體積分?jǐn)?shù)不再變化(2)反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表(表中t2>t1)所示。反應(yīng)時間/minn(SiF4)/moln(H2O)/mol01.202.40t10.80at2b1.60通過a或b的值及化學(xué)平衡原理說明t1時反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)： 。(3)若只改變一個條件使上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)變大，該反應(yīng) (填序號)。a一定向正反應(yīng)方向移動b一定向逆反應(yīng)方向移動c一定是減小壓強造成的d一定是升高溫度造成的eSiF4的平衡轉(zhuǎn)化率一定增大解析：(1)反應(yīng)過程中任何時刻4v消耗(SiF4)v生成(HF)。(2)0t1 min，反應(yīng)消耗的SiF4為0.40 mol，根據(jù)已知反應(yīng)可確定消耗的H2O為0.80 mol，故a1.60，t2 min時，H2O仍為1.60 mol，故b0.80。由此可判斷t1時該反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)。答案：(1)bcd(2)a1.60(或b0.80)，說明在一定條件下，t1t2時各組分的濃度(或物質(zhì)的量)均已不再發(fā)生改變，則t1時反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)(3)ade12在一個體積為2 L的密閉容器中，高溫下發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)。其中CO2、CO的物質(zhì)的量隨時間的變化關(guān)系如圖所示。(1)反應(yīng)在1 min時第一次達到平衡狀態(tài)，固體的質(zhì)量增加了3.2 g。用CO2的濃度變化表示的反應(yīng)速率v(CO2) 。(2)反應(yīng)進行至2 min時，若只升高溫度，曲線發(fā)生的變化如圖所示，3 min時再次達到平衡，則H 0(填“>”“<”或“”)。(3)5 min時再充入一定量的CO(g)，平衡發(fā)生移動。下列說法正確的是 (填序號)。av正先增大后減小 bv正先減小后增大cv逆先增大后減小 dv逆先減小后增大表示n(CO2)變化的曲線是 (填圖中曲線的字母編號)。(4)請用固態(tài)物質(zhì)的有關(guān)物理量來說明該反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)： 。解析：(1)FeFeO，固體質(zhì)量增加3.2 g，說明生成FeO(與反應(yīng)的CO2等物質(zhì)的量)0.2 mol，v(CO2)0.1 molL1min1。(2)由于建立新平衡時CO物質(zhì)的量增加，可知升高溫度，平衡正向移動，說明正反應(yīng)吸熱。(3)充入CO，CO濃度增大，逆反應(yīng)速率增大，之后逐漸減??；5 min時CO2濃度不變，正反應(yīng)速率不變，平衡逆向移動，CO2濃度增大，正反應(yīng)速率逐漸增大。答案：(1)0.1 molL1min1(2)>(3)cb(4)Fe(或FeO)的質(zhì)量(或物質(zhì)的量)保持不變；或固體總質(zhì)量保持不變13肼(N2H4)與N2O4是火箭發(fā)射中最常用的燃料與助燃劑。(1)800 時，某密閉容器中存在如下反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)O2(g)H0，若開始向容器中加入1 molL1的NO2，反應(yīng)過程中NO的產(chǎn)率隨時間的變化如圖中曲線所示。反應(yīng)相對于反應(yīng)而言，改變的條件可能是 。請在圖中繪制出在其他條件與反應(yīng)相同，反應(yīng)在820 時進行，NO的產(chǎn)率隨時間的變化曲線。(2)已知N2O4(g)2NO2(g) H57.20 kJmol1，開始時，將一定量的NO2、N2O4充入一個容器為2 L的恒容密閉容器中，濃度隨時間變化關(guān)系如下表所示：時間/min051015202530c(X)/molL10.2c0.60.61.0c1c1c(Y)/molL10.6c0.40.40.4c2c2c(X)代表 (填化學(xué)式)的濃度。前10 min內(nèi)用NO2表示的反應(yīng)速率為 ；20 min時改變的條件是 ；重新達到平衡時，NO2的百分含量 (填字母)。a增大 b減小c不變 d無法判斷解析：(1)由于達到平衡時產(chǎn)率與相同但所用時間減少，故改變的條件是使用催化劑；溫度升高，速率加快且有利于平衡向右進行，因此達到平衡所用時間比少但比多，NO的產(chǎn)率高于0.6。(2)由表中數(shù)據(jù)知，X代表的物質(zhì)濃度增加值是Y代表的物質(zhì)濃度減小值的二倍，故X代表NO2，Y代表N2O4；010 min內(nèi)，NO2濃度增加了0.4 molL1，故v(NO2)0.04 molL1min1；20 min時，NO2濃度增大而N2O4濃度不變，故改變的條件是向容器中加入0.8 mol NO2；由于溫度保持不變，故K是定值，將平衡常數(shù)表達式變換為，由于c(NO2)肯定增大，故減小，故減小，所以混合物中NO2百分含量減小。答案：(1)使用催化劑(2)NO20.04 molL1min1向容器中加入0.8 mol NO2(其他合理答案也可)b14合成氨工業(yè)是貴州省開磷集團的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。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(yīng)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(yīng)：N2(g)3H2(g)2NH3(g)。該可逆反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是 。A3v正(H2)2v逆(NH3)B單位時間生成m mol N2的同時生成3m mol H2C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(xué)習(xí)小組的同學(xué)模擬工業(yè)制取氫氣的原理，在一定溫度下，體積為2 L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/mol00.401.00005a0.80c0.6070.20b0.20d100.210.810.190.64分析表中數(shù)據(jù)，判斷5 min時反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)？ (填“是”或“否”)，前5 min反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CH4) 。反應(yīng)在710 min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：4NH35O2(g)4NO(g)6H2O(g)是工業(yè)制硝酸的重要反應(yīng)。在1 L密閉容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他條件不變，測得c(NO)與溫度的關(guān)系如圖所示。該反應(yīng)的H (填“”“”或“”)0；T0 下，NH3的轉(zhuǎn)化率為 。解析：(1)3v逆(NH3)2v正(H2)時反應(yīng)達到平衡，A項錯誤；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反應(yīng)不一定達到平衡，B項錯誤；此反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，壓強不變可以說明反應(yīng)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(yīng)達到平衡狀態(tài)，D項錯誤。(2)根據(jù)反應(yīng)CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)，結(jié)合表中數(shù)據(jù)5 min時H2為0.60 mol，可知CO為0.20 mol，即c0.20，則a0.20，7 min時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量與5 min時相同，所以5 min時反應(yīng)達到平衡；v(CH4)0.02 molL1min1。10 min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，選D。(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(yīng)的H0；T0 時，c(NO)3.0 molL1，則反應(yīng)消耗的n(NH3)3.0 mol，NH3的轉(zhuǎn)化率為100%75%。答案：(1)C(2)是0.02 molL1min1D(3)75%