高考押题化学二轮复习 专题08 化学平衡专题卷.docx
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高考押题化学二轮复习专题08化学平衡专题卷
专题8 化学平衡
一、选择题
1．（2018·杭州质检）对于一定不能自发进行的反应来说，反应后体系的（）
A．混乱度减少，而能量增加
B．混乱度增大，而能量降低
C．混乱度减少，能量降低
D．混乱度增大，能量增加
解析：
本题考查反应的自发性问题。
根据熵判据和焓判据，熵增加或焓降低有利于反应自发进行。
如果一个反应熵减小焓增加则一定不能自发进行，故A正确。
B、C、D都是可能自发的，可用ΔG＝ΔH－TΔS＜0是自发的来判断。
答案：
A
2．（2018·济南一模）可逆反应NO2（g）＋SO2（g）
NO（g）＋SO3（g）达到平衡的标志是（）
A．NO2、SO2、NO和SO3四种气体的物质的量浓度之比为1∶1∶1∶1
B．密闭容器的压强不再发生变化
C．K值不再发生变化
D．生成nmolSO2的同时，有nmolSO3生成
答案：
D
3．（2018·贵州省四校期末联考）在密闭容器中发生反应：
X＋3Y
2Z（该反应放热），其中Z呈气态，且Z在平衡混合气中的体积分数（Z%）与温度（T）、压强（P）的关系如图。
下列判断正确的是
A.T1大于T2
B.Y一定呈气态
C.升高温度，该反应的化学平衡常数增大
D.当n（X）:
n（Y）:
n（Z）＝1:
3:
2时，反应一定达到平衡状态
解析：
该反应是放热反应，结合图像可知T2高于T1，A项错误；从图像看，温度不变，升高压强平衡向正反应方向移动，则Y一定是气体，X可能是气体，也可以是非气体，B项正确；升高温度，平衡逆向移动，故平衡常数减小，C项错误；化学平衡是否达到与化学计量系数无联系，D项错误。
答案：
B
4．反应X（g）＋Y（g）
2Z（g）；H＜0，达到平衡时，下列说法正确的是
A.减小容器体积，平衡向右移动B.加入催化剂，Z的产率增大
C.增大c（X），X的转化率增大D.降低温度，Y的转化率增大
答案：
D
5．CO（g）＋H2O（g）
H2（g）＋CO2（g）H﹤0，在其他条件不变的情况下
A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的H也随之改变
B．改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变
C．升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变
D．若在原电池中进行，反应放出的热量不变
解析：
催化剂虽然改变了反应途径，但是H只取决于反应物、生成物的状态，H不变，A错；这是一个反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量也不变，B正确；该反应是放热反应，升高温度，平衡左移，反应放出的热量减小，C错；若在原电池中进行，反应不放出热量，而是转换为电能，D错。
答案：
B
6．（2018·南京盐城一模）在密闭容器中通入物质的量浓度均0.1mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应：
，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图5，下列有关说法一定正确的是
A．上述反应的H＞0
B．压强P1＞P2＞P3＞P4
C．1100℃该反应的平衡常数为64
D．压强为P4时，在Y点：
v（正）＜v（逆）
答案：
A
7．（2018·漳州质检）某温度下，将2molA和1molB放入一密闭容器中，发生反应：
A（g）＋B（g）
2C（s）＋2D（g），5min后反应达到平衡，测得生成C为0.8mol，下列相关表述正确的是（）
A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝
B．该条件下B的平衡转化率是40%
C．增大该体系的压强，A的转化率增大
D．若向平衡体系中加入少量生成物C，则正、逆反应速率均增大
解析：
A错，一般情况下，固体不写入化学平衡常数表达式；B正确，根据“三段式”求解，该条件下B的平衡转化率是40%；C错，在恒温恒容的体系中，对于反应前后气体体积不变的情况下，增大该体系的压强，A的转化率不变；D错，向平衡体系中加入少量生成物C，固体浓度是一个常数，则正、逆反应速率均不变。
答案：
B
8．（2018·宿迁摸底调研）已知2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g）H=－akJ·mol－1（a＞0）。
恒温恒容下，在10L的密闭容器中加入0.1molSO2和0.05molO2，经过2min达到平衡状态，反应放热0.025akJ。
下列判断正确的是
A．在2min内，v（SO2）=0.25mol·L－1·min－1
B．若再充入0.1molSO3，达到平衡后SO3的质量分数会减小
C．在1min时，c（SO2）＋c（SO3）=0.01mol·L－1
D．若恒温恒压下，在10L的密闭容器中加入0.1molSO2和0.05molO2，平衡后反应放热小于0.025akJ
答案：
C
9．（2018·福州市期末质量检查）一定温度下，在2L的密闭容器中发生如下反应：
A（s）＋2B（g）
xC（g）H＜0，B、C的物质的量随时间变化的关系如下图（左），达平衡后在t1、t2、t3、t4时都只改变了一种条件，逆反应速率随时间变化的关系如下图（右）。
下列有关说法正确的是（）
A．x=2，反应开始2min内，v（A）=0.05mol·L－1·min－1
B．tl时改变的条件是降温，平衡逆向移动
C．t2时改变的条件可能是增大C的浓度，t2时正反应速率减小
D．t3时可能是减小压强，平衡不移动；t4时可能是使用催化剂，c（B）不变
解析：
A是固体，不适合用浓度变化表示反应速率，A项错误；该反应是放热反应，降低温度平衡正向移动，B项错误；增大C的浓度，正反应速率t2时刻速率不变，之后正反应速率将增大，C项错误；该反应是气体体积不变的反应，故减小压强平衡不移动，但是反应速率减小，加入催化剂反应速率增大，但平衡不移动，D项正确。
答案：
D
10．（2013·北京理综·11）下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是
答案：
C
11．（2018·大连测试）一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X（g）
Y（g）＋Z（s），以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是（）
A．混合气体的密度不再变化
B．反应容器中Y的质量分数不变
C．X的分解速率与Y的消耗速率相等
D．单位时间内生成1molY的同时生成2molX
解析：
由于反应生成物中有固体，故混合气的密度为变量，当其不变时，说明反应已达平衡；X的分解速率与Y的消耗速率相等时反应向左进行，未达平衡；单位时间内生成1molY的同时生成2molX时，说明正逆反应速率相等，已达平衡。
答案：
C
12．（2018·海淀区期末）在密闭容器中进行反应：
A（g）＋3B（g）
2C（g），有关下列图像说法的不正确的是
A．依据图a可判断正反应为放热反应
B．在图b中，虚线可表示使用了催化剂
C．若正反应的H＜0，图c可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动
D．由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的H＞0
答案：
D
13．（2018·安徽百校论坛）相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＝－92.4kJ·mol－1。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：
容器
编号
起始时各物质物质的量/mol
N2
H2
NH3
平衡时反应中的能量变化
①
1
3
0
放出热量akJ
②
2
3
0
放出热量bkJ
③
2
6
0
放出热量ckJ
下列叙述正确的是（）
A．放出热量关系：
a＜b＜92.4
B．三个容器内反应的平衡常数：
③＞①＞②
C．达平衡时氨气的体积分数：
①＞③
D．N2的转化率：
②＞①＞③
解析：
状态②相当于在达到平衡的状态①中再加入N2，平衡右移，放出的热量增大，A项正确；平衡常数只与温度有关，故三种情况下平衡常数相等，B项错误；状态③相当于将两个相同的状态①，压缩在一起，该反应是气体体积减小的反应，平衡正向移动，NH3的含量增大，N2的转化率增大，C、D项不正确。
答案：
A
14．（2018·苏州模拟）合成氨反应：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＝－92.4kJ·mol－1，在反应过程中，正反应速率的变化如图所示，下列说法正确的是（）
A．t1升高了温度 B．t2时使用了催化剂
C．t3时降低了温度D．t4时减小了压强
答案：
B
15．（2018·南师大附中调研）炼铁的还原剂CO是由焦炭和CO2反应而得。
现将焦炭和CO2放入体积为2L的密闭容器中，高温下进行下列反应：
C（s）＋CO2（g）
2CO（g）H＝QkJ/mol。
下图为CO2、CO的物质的量n随时间t的变化关系图。
下列说法正确的是
A．1～3min时，v（CO）＝v（CO2）；
B．当容器内的压强不变时，该反应一定达到平衡状态，且
C．若3min时温度由T1升高到T2，则Q＞O，且
＝4.7
D．5min时再充入一定量的CO，c、b曲线分别表示n（CO）、n（CO2）的变化
答案：
CD
解析：
A项，CO与CO2的计量数不同，反应速率数值不同，错误；B项，反应后气体的物质的量增加，平衡压强大于初始压强，错误；C选项，升高温度，CO的物质的量增加，平衡向正向移动，正反应为吸热反应；T1达到平衡后，CO为2mol，CO2为7mol，K1=（2mol/2L）2/（7mol/2L）=2/7，T2达平衡后，CO的物质的量为4mol，CO2的量为6mol，故K2=（4mol/2L）2/（6mol/2L）=4/3，K2/K1=（4/3）/（2/7）=4.7，正确；D选项，充入CO，CO浓度增大，平衡向逆向移动，CO浓度又减小，CO2浓度增大，正确。
16．对于可逆反应N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＜0，下列研究目的和示意图相符的是（）
A
B
C
D
研究目的
压强对反应的影响（p2＞p1）
温度对反应的影响
平衡体系增加N2的浓度对反应的影响
催化剂对反应的影响
图示
解析：
A项中p2压强大，反应速率快，应先达平衡，错误；该反应为放热反应，温度越高，氮气的转化率应越低，B项错误；催化剂可加快反应速率，应先达平衡，D项错误。
答案：
C
17．一定温度下，在容积为2L的密闭容器中发生反应CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g），部分数据见下表（表中t2＞t1）：
反应时间/min
n（CO）/mol
n（H2O）/mol
n（CO2）/mol
n（H2）/mol
0
1.20
0.60
0
0
t1
0.80
t2
0.20
下列说法正确的是（）
A．反应在t1min内的平均速率为v（H2）＝
mol·L－1·min－1
B．平衡时CO的转化率为66.67%
C．该温度下反应的平衡常数为1
D．其他条件不变，若起始时n（CO）＝0.60mol，n（H2O）＝1.20mol，则平衡时n（CO2）＝0.20mol
解析：
A项v（CO）＝v（H2）＝
mol·L－1·min－1＝
mol·L－1·min－1；从所给数据可知，t1时H2O的物质的量即为0.20mol，已达到平衡；CO的转化率为33.3%，B项错误；平衡常数为：
K＝
＝1，C项正确；D项将有关数据代入平衡常数数值为0.1，故未达到平衡。
答案：
C
18．一定条件下存在反应：
CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g），其正反应放热。
现有三个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II、III，在I中充入1molCO和1molH2O，在II中充入1molCO2和1molH2，在III中充入2molCO和2molH2O，700℃条件下开始反应。
达到平衡时，下列说法正确的是
A．容器I、II中正反应速率相同
B．容器I、III中反应的平衡常数相同
C．容器I中CO的物质的量比容器II中的多
D．容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和小于1
答案：
CD
容器III可看成容器I体积压缩一半，各物质浓度增加一倍，若温度恒定，则平衡不移动；但恒容绝热的情况下，容器III中温度比容器I高，更有利于平衡向逆反应方向移动，故平衡常数容器III小于容器I，B项错误；若温度恒定，容器I、II等效，但两者温度不等。
达到平衡时，容器I温度大于700℃，容器II温度小于700℃，有利于容器I平衡向逆反应方向移动，故容器I中CO的物质的量比容器II中的多，C项正确；若温度恒定，容器I、II等效，容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和等于1。
但两者温度不等，达到平衡时，容器I温度大于700℃，容器II温度小于700℃，有利于容器I平衡向逆反应方向移动，有利于容器II平衡向正反应方向移动，故容器I中CO的转化率相应减小，容器II中CO2的转化率同样会相应减小，因此，容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和小于1，D项正确。
二、非选择题
19．（2018·江西新余第一中学模拟）CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。
（1）已知：
C（s）＋O2（g）=CO2（g）H1=—393.5kJ·mol－1
2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g）H2=—483.6kJ·mol－1
C（s）＋H2O（g）=CO（g）＋H2（g）H3=＋131.3kJ·mol－1
则反应CO（g）＋H2（g）＋O2（g）=H2O（g）＋CO2（g）的H=kJ·mol－1。
标准状况下的煤炭气（CO、H2）33.6L与氧气反应生成CO2和H2O，反应过程中转移______mol电子。
（2）熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），是用煤气（CO、H2）作负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质，以金属镍（燃料极）为催化剂制成的。
负极的电极反应式为；则该电池的正极反应式是。
（3）密闭容器中充有10molCO与20molH2，在催化剂作用下反应生成甲醇：
CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）；CO的转化率（α）与温度、压强的关系如下图所示。
①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数K=；此时在B点时容器的体积VB10L（填“大于”、“小于”或“等于”）。
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tAtC（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③在不改变反应物用量情况下，为提高CO转化率可采取的措施是。
答案：
解析：
本题考查了盖斯定律、电极反应式的书写以及化学平衡。
（1）将给定的热化学方程式的第一个减去第三个即能得到所求的热化学方程式；无论是1molCO还是1molH2，在燃烧过程中都失去2mol电子，故反应过程中共转移3mol电子。
（2）CO在负极上失去电子后结合迁移过来的CO32－而形成CO2，H2在负极上失去电子后结合迁移过来的CO32－后生成CO2和H2O；在正极上是O2得电子后结合空气中的CO2后生成CO32－。
（3）①由A点时CO的转化率可以求出平衡时三种气体的浓度，代入式子K=
可得平衡常数，因B点的压强大于A点压强，故B点容器的体积小于10L；②C点的压强高，反应速率快，达平衡用的时间短；③要提高CO的转化率，采取使平衡正向移动的措施就行。
20．（2018·浙江衢州二中综合练习）发展低碳经济，构建低碳社会。
科学家们提出利用以工业废气中的CO2为原料，以CuO与ZnO混合物为催化剂，其反应为：
CO2＋3H2
CH3OH＋H2O。
（1）某温度下，在体积为lL的密闭容器中充入lmolCO2和4mol
H2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如27（Ⅰ）图所示。
从反应开始到平衡，甲醇的平均反应速率v（CH3OH）=；氢气的转化率为。
（2）常温常压下已知下列反应的能量变化如27（Ⅱ）图所示：
写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：
，该反应的△S___0（填“＞”或“＜”或“=”）；反应达到平衡后，要使该平衡向右移动，其它条件不变时，可以采取的措施有（填序号）。
A．缩小反应器体积B．升高温度C．恒容条件下通入CO2D．使用合适的催化剂
（3）在实际生产中发现，随着甲醇的生成，还伴随有少量CO等副产物出现，且CO2的转化率、甲醇和CO的含量还受气体混合物在反应锅炉内的流动速率、催化剂CuO的质量分数影响。
通过实验分别得到如下图。
①由图27（Ⅲ）得，生产甲醇的气体最佳流动速率为L•h－1；
②已知当催化剂中没有CuO，只有单组份ZnO时，反应速率最大。
说明为什么不选择单组份ZnO的原因，根据图27（Ⅳ）判断，催化剂CuO的质量分数最好为%。
答案：
（1）0.075mol/（L.min）（2分）56.25℅（2分）
（2）
（2分）＜（1分）AC（2分）
（3）3600以上都可以（2分）使用单组份ZnO时反应速率虽然最快，但是由图可知，CO2转化率、CH3OH产率均过低，实际生产中没有意义，故不采用（2分）50％（2分）
（2）该反应为放热反应，从热化学方程式可以看出，混乱度减小，则△S＜0；A项，缩小体积即增大压强，平衡正向移动，正确；B项，升高温度，平衡逆向移动，错误；C项，恒容条件下通入CO2导致CO2的浓度增大，平衡正向移动，正确；D项，催化剂不能改变平衡移动，错误；（3）①从图示可以看出，在3600以上CO2的转化率较高；②从图示看出，CuO的质量分数较低时，CO2的转化率较低，在CuO质量分数为50％时效果最佳。
21．（2018·宿迁摸底调研）研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
①已知：
Fe2O3（s）＋3C（石墨）=2Fe（s）＋3CO（g）H1=＋489.0kJ·mol－1
C（石墨）＋CO2（g）=2CO（g）H2=＋172.5kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为。
②已知Fe与CO可形成五羰基铁[Fe（CO）5]，该化合物相当活泼，易于吸收H2生成氢化羰基铁。
氢化羰基铁为二元弱酸，可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠。
试写出五羰基铁吸收H2的反应方程式。
③利用燃烧反应可设计成CO—O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），写出该电池的负极反应式。
（2）某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应：
CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g）H=－49.0kJ·mol－1
测得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示，回答问题：
①该反应的平衡常数表达式为。
②曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠKⅡ（填“大于”、“等于”或“小于”）。
③一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。
容器
甲
乙
反应物投入量
1molCO2、3molH2
amolCO2、bmolH2、
cmolCH3OH（g）、cmolH2O（g）
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为。
答案：
解析：
（1）①根据所给的两个热化学方程式，结合盖斯定律：
①－②×3，可以求得H=489.0－172.5×3=－28.5kJ·mol－1；②根据题意可知氢化羰基铁的化学式为H2Fe（CO）4；③负极是CO发生氧化反应，在碱性条件下不能生成CO2，只能以CO32－的形式存在；
（2）②曲线I中甲醇的平衡量大于曲线Ⅱ，则I→II，平衡逆向移动，根据化学平衡常数的表达式，KⅠ＞KⅡ；③要使乙与甲中相同组分的体积分数相等，即两者要符合等温等容条件下的等效平衡，根据已知条件进行三段式分析：
CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g）
起始量：
1300
转化量：
x3xxx
平衡量：
1-x3-3xxx
甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，即：
（4-2x）/4=0.8，x=0.4mol。
当a=0.6mol，b=1.8mol，c=0.4mol时，该状态达到平衡时与甲平衡相同，所以要使乙起始时维持化学反应向逆反应方向进行，c＞0.4mol。
当a=b=0，c=1mol时，极限转化后和甲相同，所以c的最大值为1mol。
22．（2018·广东中山期末）碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是理想，更是一种值得期待的新的生活方式，请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应化学方程式为：
____C＋____K2Cr2O7＋=___CO2↑＋____K2SO4＋____Cr2（SO4）3＋____H2O
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________，氧化产物是_________________
（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。
工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）H1＝－116kJ·mol－1
①已知：
H2＝－283kJ·mol－1
H3＝－242kJ·mol－1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为；
②在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃
270℃三种温度下合成甲醇的规律。
右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。
请回答:
ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是
ⅱ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）的平衡常数K=。
③在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度（mol•L－1）变化如下表所示：
0min
5min
10min
CO
0.1
0.05
H2
0.2
0.2
CH3OH
0
0.04
0.05
若5min～10min只改变了某一条件，所改变的条件是；且该条件所改变的量是。
答案：
（1）328H2SO43228
K2Cr2O7，CO2
（2）①CH3OH（g）＋3/2O2（g）=CO2（g）＋2H2O（g）H＝－651kJ·mol－1
②ⅰ）270℃ⅱ）4L2/mol2
③增大
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