届高考化学一轮复习人教通用版第21讲化学平衡状态和平衡移动作业含答案.docx

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届高考化学一轮复习人教通用版第21讲化学平衡状态和平衡移动作业含答案

练案[21]　　第七章　化学反应速率与化学平衡

第21讲　化学平衡状态和平衡移动

A组　基础必做题

1．（2019·济南模拟）在温度和容积不变的条件下，发生反应：

3Fe（s）＋4H2O（g）Fe3O4（s）＋4H2（g），能表明反应达到平衡状态的叙述是（　B　）

A．容器内压强不再变化

B．Fe3O4的物质的量不变

C．v（H2O）＝v（H2）

D．断裂4molH—O键的同时，断裂4molH—H键

[解析]　A．反应前后气体系数之和相等，因此压强不变，不能说明反应达到平衡，故错误；B．物质的量不变，说明反应达到平衡，故正确；C．不同物质的反应速率，表示达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，题目中没有指明反应进行的方向，故错误；D．1mol水中含有2molH—O，因此应是断裂8molH—O键的同时有4molH—H键断裂，故错误。

2．（2019·试题调研）一定条件下反应2AB（g）A2（g）＋B2（g）达到平衡状态的标志是（　A　）

A．单位时间内生成nmolA2，同时生成2nmolAB

B．容器内，3种气体AB、A2、B2共存

C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率

D．容器中的总压强不随时间变化而变化

[解析]　A．单位时间内生成nmolA2等效于单位时间内生成nmolB2同时消耗2nmolAB，正逆反应速率相等，故A正确；B．容器内，AB、A2、B2三种气体共存，只要反应发生一直共存，故B错误；C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率，速率之比不等于计量数之比，故C错误；D．容器的体积不变，混合气体的总物质的量不变，则容器内压强始终不变，无法说明达平衡状态，故D错误。

3．（2019·沧州模拟）一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2HI（g）＋Cl2（g）2HCl（g）＋I2（s）。

下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是（　D　）

A．容器内气体压强不再改变

B．容器内气体密度不再改变

C．容器内气体颜色不再改变

D．断裂1molCl—Cl键同时断裂1molH—Cl键

[解析]　在恒容密闭容器中发生反应2Hl（g）＋Cl2（g）2HCl（g）＋I2（s），根据化学方程式，反应过程中压强为变量，压强不再改变一定平衡，故可以说明；在恒容密闭容器中发生反应2HI（g）＋Cl2（g）2HCl（g）＋I2（s），反应过程中气体质量为变量，所以密度是变量，容器内气体密度不再改变一定平衡。

故可以说明；容器内气体颜色不再改变，说明氯气的浓度不变，一定达到平衡状态，故可以说明；平衡时断裂1molCl—Cl键同时断裂2molH—Cl键，故D不能说明。

4．（2019·大庆模拟）一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应：

xA（g）＋yB（g）zC（g），达到平衡后测得A气体的浓度为0.5mol·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0.8mol·L－1，则下列叙述正确的是（　A　）

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]　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1.0mol·L－1，大于实际A的浓度0.8mol·L－1，说明平衡向消耗A的方向移动，即向正反应方向移动。

由上述分析可知，平衡向正反应方向移动，A正确；B．缩小体积，压强增大，平衡向正反应移动，压强增大平衡向气体物质的量减小的方向移动，即x＋y>z，选项B错误；C．平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，但容器体积减小，B的物质的量浓度增大，选项C错误；D．平衡向正反应移动，增大压强平衡向气体物质的量减小的方向移动，气体的物质的量减小，C物质的量增大，故C的体积分数增大，选项D错误。

5．（2019·山东潍坊检测）下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是（　B　）

A．用排饱和食盐水的方法收集氯气

B．合成氨工业选择高温（合成氨反应为放热反应）

C．增大压强，有利于SO2和O2反应生成SO3

D．在Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3反应达平衡时，增加KSCN的浓度，体系颜色变深

[解析]　Cl2＋H2OCl－＋H＋＋HClO，用饱和食盐水，增加c（Cl－），平衡向逆反应方向移动，抑制氯气的溶解和反应，符合勒夏特列原理，故A不符合题意；N2＋3H22NH3，此反应是放热反应，高温向逆反应方向进行，不利于合成氨，不符合勒夏特列原理，故B符合题意；2SO2＋O22SO3，增大压强，平衡向正反应方向移动，有利于SO3的生成，符合勒夏特列原理，故C不符合题意；增加SCN－，增大反应物的浓度，促使反应向正反应方向移动，Fe（SCN）3为血红色溶液，颜色加深，符合勒夏特列原理，故D不符合题意。

6．（2019·青岛模拟）在容积不变的密闭容器中进行反应：

2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH<0。

下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是（　B　）

A．图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高

B．图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响

C．图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响

D．图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态

[解析]　图Ⅰ中乙到达平衡时间较短，乙的温度较高，正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO2的百分含量增大，乙的温度较高，故A错误；图Ⅱ在t0时刻正逆反应速率都增大，但仍相等，平衡不发生移动，应是加入催化剂的原因，故B正确；增大反应物的浓度瞬间，正反应速率增大，逆反应速率不变，之后逐渐增大，图Ⅲ改变条件瞬间，正、逆速率都增大，正反应速率增大较大，平衡向正反应移动，应是增大压强的原因，故C错误；曲线表示平衡常数与温度的关系，曲线上各点都是平衡，故D错误。

7．（2019·保定模拟）密闭容器中充入一定量的NO2，发生反应2NO2（g）N2O4（g）　ΔH＝－57kJ·mol－1。

在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。

下列说法正确的是（　B　）

A．a、c两点的反应速率：

a>c

B．a、b两点的转化率：

a

C．a、c两点气体的颜色：

a深、c浅

D．由a点到b点，可以用加热的方法

[解析]　由图象可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，则a、c两点的反应速率：

a

a浅、c深，C错误；升高温度，化学平衡向着逆向移动，NO2的体积分数增大，a点到b点二氰化氮体积分数减少，说明是降低了温度，所以不能用加热的方法实现由a点到b点的转变，D错误。

8．（2019·山东临沂模拟）某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示：

（1）加催化剂对反应速率影响的图像是__C___（填字母序号，下同），平衡__不___移动。

（2）升高温度对反应速率影响的图像是__A___，平衡向__逆反应___方向移动。

（3）增大容器体积对反应速率影响的图像是__D___，平衡向__逆反应___方向移动。

（4）增大O2的浓度对反应速率影响的图像是__B___，平衡向__正反应___方向移动。

[解析]　

（1）加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，不会破坏化学平衡，图像为C。

（2）升高温度，正、逆反应速率均增大，因题给反应的正反应放热，故升温平衡逆向移动，即升温导致v′（正）

（3）增大容器体积即减小压强，正、逆反应速率均减小，由于正反应是气体物质的量减小的反应，故减小压强平衡逆向移动，即减压导致v′（正）

（4）增大O2的浓度，正反应速率会突然增大，逆反应速率应该在原来的基础上逐渐增大，图像为B。

B组　能力提升题

9．（2019·试题调研）对于反应A2（g）＋2B2（g）2AB2（g）（正反应为放热反应），下列各图所表示的变化符合勒夏特列原理的是（　D　）

[解析]　由题意，升高温度平衡应逆向移动，逆反应速率应大于正反应速率，不符合勒夏特列原理，A错误；温度越高，反应速率越快，AB2%越小，不符合勒夏特列原理，B错误；增大压强平衡正向移动，所以压强越大AB2的含量越大，不符合勒夏特列原理，C错误。

10．（2019·河北石家庄一模）有关下列图像的分析正确的是（　D　）

A．图①可表示反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）在达到平衡后，减小NH3的浓度，正、逆反应速率的变化趋势

B．图②表示FeCl3溶液和KSCN溶液反应达到平衡后，向该混合液中逐渐加入固体KCl的过程中c（Fe3＋）的变化趋势（忽略溶液体积变化）

C．图③表示等体积等pH的弱酸HA和强酸HB加水稀释过程中的pH变化趋势

D．图④表示密闭容器中CH3OCH3（g）＋3H2O（g）6H2（g）＋2CO2（g）　ΔH>0达到平衡后，恒压升高温度过程中，CH3OCH3的转化率变化趋势

[解析]　反应达到平衡后，减小NH3的浓度，平衡正向移动，v正>v逆，且开始减小NH3浓度的瞬间，v正保持不变，v逆减小，图像与题意不符，A项错误；FeCl3溶液与KSCN溶液发生可逆反应：

Fe3＋（aq）＋3SCN－（aq）Fe（SCN）3（aq），K＋和Cl－均不是可逆反应的反应物或产物，加入固体KCl，忽略溶液体积变化，平衡不移动，溶液中Fe3＋的浓度不变化，图像与题意不符，B项错误；HA为弱酸，HB为强酸，弱酸部分电离，强酸完全电离，起始时，HA溶液、HB溶液的pH相同，c（H＋）相等，说明HA溶液的物质的量浓度大于HB溶液，在稀释过程中，未电离的HA继续电离出H＋，HA溶液pH的变化幅度小于HB溶液，图像与题意不符，C项错误；该可逆反应的正反应是吸热反应，恒定压强，升高温度，平衡正向移动，CH3OCH3的转化率增大，图像与题意相符，D项正确。

11．（2019·福建漳州模拟）NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：

4NH3（g）＋3O2（g）2N2（g）＋6H2O（g），现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,4min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是（　C　）

A．v（N2）＝0.125mol·L－1·min－1B．v（H2O）＝0.375mol·L－1·min－1

C．v（O2）＝0.225mol·L－1·min－1D．v（NH3）＝0.250mol·L－1·min－1

[解析]　设4min时，生成H2O（g）的物质的量为6x

　　　　　4NH3（g）＋　3O2（g）　2N2（g）＋　6H2O（g）　　n（总）

起始/mol　　4　　　　　3　　　　　0　　　　0　　　　7

变化/mol　　4x　　　　3x　　2x　　6x

4min/mol　4－4x　　3－3x　　2x　　6x　　7＋x

根据题意，

＝0.4解得：

x＝0.5mol，

则4min内H2O的变化浓度为：

Δc（H2O）＝

＝1.5mol·L－1，v（H2O）＝

＝0.375mol·L－1·min－1，再依据用各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比，可得用各物质表示的反应速率分别为v（N2）＝0.125mol·L－1·min－1，v（NH3）＝0.250mol·L－1·min－1，v（O2）＝0.1875mol·L－1·min－1，C项符合题目要求。

12．（2019·山西大同模拟）可逆反应2NO2（g）2NO（g）＋O2（g），在容积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是（　A　）

①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2

②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO

③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态

⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的压强不再改变的状态

⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A．①④⑥⑦　B．②③⑤⑦

C．①③④⑤　D．①②③④⑤⑥⑦

[解析]　①中单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2，能说明反应达到平衡；②单位时间内生成nmolO2必生成2nmolNO，不能说明反应达到平衡状态；③中无论达到平衡与否，用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比；④混合气体的颜色不变，则表示有色物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡；⑤容器容积固定且气体质量守恒，故密度始终不变；⑥反应前后气体物质的量不相等，恒容容器中压强不变，说明各物质的物质的量不再变化；⑦由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，反应达到平衡。

[点拨]　变量不变可以说明反应达到平衡状态，不变量恒定不能说明反应达到平衡状态。

13．（2019·湖北华中师大附中期中）现有下列四个图像：

下列反应中全部符合上述图像的反应是（　B　）

A．图甲：

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH1<0

B．图乙：

2SO3（g）2SO2（g）＋O2（g）　ΔH2>0

C．图丙：

4NH3（g）＋5O2（g）4NO＋6H2O（g）　ΔH3<0

D．图丁：

H2（g）＋CO（g）C（s）＋H2O（g）　ΔH4>0

[解析]　由图像甲可知，升高温度，生成物含量增大，平衡正向移动，ΔH>0；相同温度时，增大压强，生成物含量减小，平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，A错误。

由图像乙可知，升温，生成物含量增大，平衡正向移动，ΔH>0，B正确。

由图像丙可知，增大压强，

变大，n总变小；升温，

变小，n总变大，C错误。

由图像丁可知，增大压强，v逆>v正，平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，D错误。

14．（2019·安徽师大附中联考）t℃时，在体积不变的密闭容器中发生反应：

X（g）＋3Y（g）2Z（g），各组分在不同时刻的浓度如表：

物质

X

Y

Z

初始浓度/（mol·L－1）

0.1

0.2

0

2min末浓度/（mol·L－1）

0.08

a

b

平衡浓度/（mol·L－1）

0.05

0.05

0.1

下列说法正确的是（　D　）

A．平衡时，X的转化率为20%

B．t℃时，该反应的平衡常数为40

C．增大平衡后的体系压强，v正增大，v逆减小，平衡向正反应方向移动

D．前2min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v（Y）＝0.03mol·L－1·min－1

[解析]　平衡时，X的转化率为

×100%＝50%，A错误；t℃时，该反应的平衡常数K＝

＝

＝1600，B错误；由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大平衡后的体系压强，v正增大，v逆增大，平衡向正反应方向移动，C错误；前2min内，v（X）＝

＝0.01mol·L－1·min－1，v（Y）＝3v（X）＝0.03mol·L－1·min－1，D正确。

15．（2019·安徽黄山八校联考）

（1）一定条件下，将2molSO2与1molO2置于恒容密闭容器中发生反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g），下列状态能说明该反应达到化学平衡的是__B___（填序号）。

A．混合气体的密度保持不变

B．SO2的转化率保持不变

C．SO2和O2的物质的量之比保持不变

D．O2的消耗速率和SO3的消耗速率相等

（2）已知反应2NO（g）N2（g）＋O2（g）　ΔH<0，在不同条件时N2的体积分数随时间（t）的变化如图所示。

根据图像可以判断曲线R1、R2对应的下列反应条件中不同的是__B___（填序号）。

A．压强　B．温度　

C．催化剂

（3）CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：

CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH<0。

现在体积为1L的恒容密闭容器（如图甲所示）中通入1molCO和2molH2，测定不同时间、不同温度（T/℃）下容器中CO的物质的量，如下表：

0min

10min

20min

30min

40min

T1

1mol

0.8mol

0.62mol

0.4mol

0.4mol

T2

1mol

0.7mol

0.5mol

a

a

请回答：

①T1__<___（填“>”或“<”或“＝”）T2，理由是__相同时间内，T2℃时CO的变化量大于T1℃时CO的变化量___。

已知T2℃时，第20min时容器内压强不再改变，此时H2的转化率为__50%___，该温度下的化学平衡常数为__1.0___。

②若将1molCO和2molH2通入原体积为1L的恒压密闭容器（如图乙所示）中，在T2℃下达到平衡，此时反应的平衡常数为__1.0___；若再向容器中通入1molCH3OH（g），重新达到平衡后，CH3OH（g）在体系中的百分含量__不变___（填“变大”或“变小”或“不变”）。

[解析]　

（1）SO2、O2和SO3都是气体，恒容反应时混合气体的密度始终不变，A错误。

反应正向进行，SO2的转化率增大，反应逆向进行，SO2的转化率减小，故SO2的转化率保持不变，该反应达到平衡状态，B正确。

起始加入SO2和O2的物质的量之比为2∶1，与其化学计量数之比相等，则二者的物质的量之比始终等于2∶1，C错误。

O2的消耗速率与SO3的消耗速率之比为1∶2，该反应达到平衡状态，D错误。

（2）由图可知，曲线R2代表的反应比曲线R1代表的反应先达到平衡状态。

A项，若R表示压强，改变压强，平衡不移动，N2的体积分数不变，与图像不符合。

B项，若R表示温度，该反应的ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，N2的体积分数减小，与图像符合。

C项，若R表示催化剂，使用催化剂，只能改变反应速率，但平衡不移动，N2的体积分数不变，与图像不符合。

（3）①由表中数据可知，未达到平衡之前，相同时间内，T2℃时CO的变化量大于T1℃时，则T2℃时化学反应速率快，而温度越高，反应速率越快，故有T1

　　　　　　　　　　CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）

起始浓度/（mol·L－1）　　1　　　　2　　　　0

转化浓度/（mol·L－1）　　0.5　　　1　　　0.5

平衡浓度/（mol·L－1）　　0.5　　　1　　　0.5

故20min时H2的转化率为

×100%＝50%，则该温度下化学平衡常数为K＝

＝

＝1.0。

②若将1molCO和2molH2通入原体积为1L的恒压密闭容器中，在T2℃下达到平衡，由于温度不变，化学平衡常数不变，则此时反应的平衡常数为1.0。

若再向容器中通入1molCH3OH（g），由于是恒压条件，该平衡与之前的平衡等效，重新达到平衡后，CH3OH（g）在体系中的百分含量不变。