届高考化学二轮复习 专练二十一 化学平衡 新人教版.docx

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届高考化学二轮复习专练二十一化学平衡新人教版

化学平衡

主要考查化学平衡状态的特征和判断以及外界条件对化学平衡的影响、化学平衡常数表达式及意义、化学平衡常数相关计算、判断典型反应的自发和非自发等内容。

1．【2017天津卷】常压下羰基化法精炼镍的原理为：

Ni（s）+4CO（g）

Ni（CO）4（g）。

230℃时，该反应的平衡常数K=2×10﹣5。

已知：

Ni（CO）4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。

第一阶段：

将粗镍与CO反应转化成气态Ni（CO）4；

第二阶段：

将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。

下列判断正确的是

A．增加c（CO），平衡向正向移动，反应的平衡常数增大

B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃

C．第二阶段，Ni（CO）4分解率较低

D．该反应达到平衡时，v生成[Ni（CO）4]=4v生成（CO）

【答案】B

【解析】A．平衡常数与温度有关，则增加c（CO），平衡向正向移动，反应的平衡常数不变，故A错误；B．Ni（CO）4的沸点为42.2℃，应大于沸点，便于分离出Ni（CO）4，则一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃，故B正确；C．加热至230℃制得高纯镍，可知第二阶段，Ni（CO）4分解率较大，故C错误；D．达到平衡时，不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，则该反应达到平衡时4v生成[Ni（CO）4]=v生成（CO），故D错误；

2．【2017江苏卷】（双选）温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：

2NO2（g）

2NO（g）+O2（g）（正反应吸热）。

容器编号

物质的起始浓度（mol•L-1）

物质的平衡浓度（mol•L-1）

c（NO2）

c（NO）

c（O2）

c（O2）

Ⅰ

0.6

0

0

0.2

Ⅱ

0.3

0.5

0.2

Ⅲ

0

0.5

0.35

实验测得：

v正=v（NO2）消耗=k正c2（NO2），v逆=v（NO）消耗=2v（O2）消耗=k逆c2（NO）•c（O2），k正、k逆为速率常数，受温度影响。

下列说法正确的是

A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4:

5

B．达平衡时，容器Ⅱ中c（O2）/c（NO2）比容器Ⅰ中的大

C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%

D．当温度改变为T2时，若k正=k逆，则T2＞T1

【答案】CD

【解析】A．I中的反应:

2NO2（g）

2NO（g）+O2（g）

开始（mol/L）0.600

反应（mol/L）0.40.40.2

平衡（mol/L）0.20.40.2

化学平衡常数K=0.42×0.2/0.22=0.8

容器体积为1L，则平衡时I中气体总物质的量=1L×（0.2+0.4+0.2）mol/L=0.8mol。

A．恒容恒温时气体压强之比等于其物质的量之比，如果平衡时I、II中压强之比为4：

5，则II中平衡时气体总物质的量为1mol，II中开始时浓度商=0.52×0.2/0.32=5/9＜0.8，则平衡正向移动，平衡正向移动导致混合气体总物质的量之和增大，所以达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比小于4：

5，故A错误；

B．如果II中平衡时c（NO2）=c（O2），设参加反应的c（NO2）=xmol/L，则0.3﹣x=0.2+0.5x，x=1/15，平衡时c（NO2）=c（O2）=7/30mol/L，c（NO）=0.5mol/L+1/15mol/L=17/30mol/L，II中（17/30）2（7/30）/（7/30）2≈1.3＞0.8，说明II中平衡时应该存在c（NO2）＞c（O2）。

容器I中c（O2）/c（NO2=1，所以达平衡时，容器Ⅱ中c（O2）/c（NO2）小于1，则比容器Ⅰ中的小，故B错误；

C．如果III中NO和氧气完全转化为二氧化氮，则c（NO2）=0.5mol/L，且容器中还有c（O2）=0.1mol/L剩余，与I相比，III是相当于增大压强，平衡逆向移动，二氧化氮和氧气之和所占体积比大于50%，则达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%，故C正确；

D．v正=v（NO2）消耗=k正c2（NO2），v逆=v（NO）消耗=2v（O2）消耗=k逆c2（NO）•c（O2），达到平衡状态时正逆反应速率相等，则k正c2（NO2）=k逆c2（NO）•c（O2），且k正=k逆，则c2（NO2）=c2（NO）•c（O2），化学平衡常数K等于1，该温度下的K大于0.8，且该反应的正反应是吸热反应，说明升高温度平衡正向移动，所以T2＞T1，故D正确。

3.【2017新课标Ⅲ卷】砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途．回答下列问题：

（1）画出砷的原子结构示意图　　。

（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。

写出发生反应的化学方程式。

该反应需要在加压下进行，原因是。

（3）已知：

As（s）+1.5H2（g）+2O2（g）===H3AsO4（s）△H1

H2（g）+0.5O2（g）===H2O（l）△H2

2As（s）+2.5O2（g）===As2O5（s）△H3

则反应As2O5（s）+3H2O（l）===2H3AsO4（s）的△H=。

（4）298K时，将20mL3xmol•L﹣1Na3AsO3、20mL3xmol•L﹣1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：

AsO33﹣（aq）+I2（aq）+2OH﹣

AsO43﹣（aq）+2I﹣（aq）+H2O（l）。

溶液中c（AsO43﹣）与反应时间（t）的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是（填标号）。

a．溶液的pH不再变化b．v（I﹣）=2v（AsO33﹣）

c．c（AsO43﹣）/c（AsO33﹣）不再变化d．c（I﹣）=ymol•L﹣1

②tm时，v正v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。

③tm时v逆　　tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是。

④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为　　。

【答案】

（1）

（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S加压反应速率增大，而且平衡右移，可提高生产效率

（3）2△H1﹣3△H2﹣△H3　

（4）①ac②大于③小于tm时AsO43﹣浓度更小，反应速率更慢　④4y3/（x-y）2　

【解析】

（1）砷元素原子序数为33，原子核外有四个电子层，最外层5个电子，据此写出原子结构示意图：

（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2O3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫，砷元素化合价+3价变化为+5价，反应的化学方程式为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S，增大压强，可增大反应速率，并使平衡正向移动，增大反应物的转化率，故答案为：

2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；加压反应速率增大，而且平衡右移，可提高生产效率；

（3）已知：

①As（s）+1.5H2（g）+2O2（g）=H3AsO4（s）△H1②H2（g）+0.5O2（g）=H2O（l）△H2

③2As（s）+2.5O2（g）=As2O5（s）△H3

利用盖斯定律将①×2﹣②×3﹣③可得:

As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s）△H=2△H1﹣3△H2﹣△H3。

（4）①a．溶液pH不变时，则c（OH﹣）也保持不变，反应达到平衡状态，故a正确；b．同一个化学反应，速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，都存在v（I﹣）=2vc（AsO33﹣），故b错误；c．（AsO43-）/c（AsO33-）不再变化，可说明各物质的浓度不再变化，反应达到平衡状态，故c正确；d．由图可知，当c（AsO43-）=ymol•L-1时，浓度不再发生变化，则达到平衡状态，由方程式可知此时c（I﹣）=2ymol•L﹣1，所以c（I﹣）=ymol•L﹣1时没有达到平衡状态，故d错误。

故答案为：

ac；

②反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，则v正大于v逆，故答案为：

大于；

③tm时比tn时浓度更小，则逆反应速率更小，故答案为：

小于；tm时AsO43﹣浓度更小，反应速率更慢；

④反应前，三种溶液混合后，Na3AsO3的浓度为3xmol/L×（20÷（20+20+20））=xmol/L，同理I2的浓度为xmol/L，反应达到平衡时，生产c（AsO43﹣）为ymol/L，则反应生产的c（I﹣）=2ymol/L，消耗的AsO33﹣、I2的浓度均为ymol/L，平衡时cc（AsO33﹣）=（x﹣y）mol/L，c（I2）=（x﹣y）mol/L，溶液中c（OH﹣）=1mol/L，则K=y×（2y）2/[（x-y）×（x-y）12]=4y3/（x-y）2

4．【2015四川卷】一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：

C（s）+CO2（g）

2CO（g）。

平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：

已知：

气体分压（P分）=气体总压（P总）×体积分数。

下列说法正确的是

A．550℃时，若充入惰性气体，ʋ正，ʋ逆均减小，平衡不移动

B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%

C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动

D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=24.0P总

【答案】B

【解析】A、平衡向正反应方向移动，A错误；B、利用三段式，可得CO2的转化率为25.0%，B正确，C、由图可知T℃时，平衡体系中CO2和CO体积分数相等，则在恒压密闭容器中再充入等体积的CO2和CO，平衡不移动，C错误；D、平衡后P（CO）=

P总，P（CO2）=

P总，KP=

。

选B。

5．【2017南阳模拟】在不同温度下，向2L密闭容器中加入1molNO和1mol活性炭，发生反应：

2NO（g）+C（s）

N2（g）+CO2（g）△H＝-213.5kJ／mol，达到平衡时的数据如下：

温度/℃

n（活性炭）/mol

n（CO2）/mol

T1

0.70

T2

0.25

下列说法不正确的是

A．上述信息可推知：

T1＜T2

B．T1℃时，该反应的平衡常数K＝

C．T2℃时，若反应达平衡后再缩小容器的体积，c（N2）：

c（NO）不变

D．T1℃时，若开始时反应物的用量均减小一半，平衡后NO的转化率减小

【答案】D

【解析】A、根据题中所给已知条件可知：

2NO（g）＋C（s）

N2（g）＋CO2（g）ΔH＝﹣213.5kJ/mol，

开始时的浓度/mol/L0.50.500

改变（T1）的浓度/mol/L0.30.150.150.15

T1时的浓度/mol/L0.20.350.150.15

改变（T2）的浓度/mol/L0.250.1250.1250.125

T1时的浓度/mol/L0.250.3750.1250.125

K（T1）=

=0.5625；K（T2）=

=0.25；

因K（T1）>K（T2），故温度T1

==

=0.5625，选项B正确；C、T2℃时，若反应达平衡后再缩小容器的体积，相当于增大压强，该反应为等体积反应，改变压强，平衡不发生移动，故c（N2）：

c（NO）不变，选项C正确；D、T1℃时，若开始时反应物的用量均减小一半，平衡逆向移动，NO的转化率减小，选项D错误。

答案选D。

6．【2017信阳模拟】在体积、温度都相同的条件下，反应2A（g）＋2B（g）

C（g）＋3D（g）分别从下列两条途径建立平衡：

Ⅰ．A、B的起始物质的量均为2mol；Ⅱ．C、D的起始物质的量分别为2mol和6mol。

以下叙述中不正确的是

A．Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同

B．Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的平均相对分子质量相同

C．达平衡时，Ⅰ途径的反应速率vA等于Ⅱ途径的反应速率vA

D．达平衡时，Ⅰ途径所得混合气体的密度为Ⅱ途径所得混合气体密度的

【答案】C

【解析】途径Ⅱ中2molC和6molD按方程式转化为A、B，相当于4molA和4molB，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，故在恒温、恒容条件下，途径Ⅰ和途径Ⅱ将建立等效平衡，A、B均正确；因为途径Ⅱ达平衡时各组分的浓度为途径Ⅰ的两倍，达平衡时途径Ⅰ的反应速率vA小于途径Ⅱ的反应速率vA，C错误。

1．【2017·安庆模拟】下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是

A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值

B．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变

C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关

D．由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度

【答案】D

【解析】选D。

化学平衡常数只与温度有关，与浓度、压强、催化剂无关。

2．（2017·贵州模拟）已知：

4NH3（g）＋5O2（g）

4NO（g）＋6H2O（g）　ΔH＝－1025kJ·mol－1，该反应是一个可逆反应。

若反应物起始的物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是

【答案】C

【解析】A．正反应是放热反应，升高温度，先到达平衡，平衡向逆反应方向移动，平衡时NO的含量减少，图象与实际相符合，故A正确；B．正反应是气体体积增大的反应，增大压强，先到达平衡，平衡向逆反应方向移动，平衡时NO的含量减少，图象与实际相符合，故B正确；C．正反应是放热反应，升高温度，先到达平衡，平衡向逆反应方向移动，平衡时NO的含量减少，图象中达到平衡的时间与实际不相符合，故C错误；D．催化剂能改变化学反应速率但不影响化学平衡，正催化剂能加快反应速率缩短反应到达平衡的时间，故D正确；故选C。

3．【2017·烟台模拟】t℃时，在体积不变的容器中发生反应X（g）+3Y（g）

2Z（g）△H<0,各组分浓度如下表

物质

X

Y

Z

初始浓度/mol·L-1

0.1

0.3

0

2min末浓度/mol·L-1

0.08

平衡浓度/mol·L-1

0.1

下列说法不正确的是

A．0~2min的平均速率ν（X）=0.01mol·L-1·min-1

B．达平衡时Y的转化率为50%

C．其它条件不变，升高温度，平衡逆向移动

D．其它条件不变，增加X的浓度，ν正增大、ν逆减小，平衡正向移动

【答案】D

【解析】A、根据v=

计算X的反应速率为

mol/（L•min）=0.01mol/（L•min），故A正确；B、利用三段式

        X（g）+3Y（g）

2Z（g）

起始浓度（mol/L） 0.1  0.3   0

转化浓度（mol/L） 0.05  0.15  0.1

平衡浓度（mol/L） 0.05  0.15 0.1

所以Y的转化率=

×100%=

×100%=50%，故B正确；C、由于该反应的正反应为放热反应，所以升高温度平衡逆向移动，故C正确；D、其它条件不变，在增加X的浓度的开始瞬间，v正增大，v逆不变，故D错误；故选D。

4．【2017·太原模拟】一定条件下，可逆反应X（g）+3Y（g）

2Z（g），若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3（均不为0，单位mol/L），当达平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L，0.3mol/L，0.08mol/L，则下列判断不合理的是

A．c1：

c2=1：

3B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为3：

2

C．X、Y的转化率不相等D．c1的取值范围为0＜c1＜0.14mol/L

【答案】C

【解析】X（g）+3Y（g）

2Z（g）

起始：

c1c2c3

平衡：

0.1mol/L0.3mol/L0.08mol/L

A．由方程式可知，反应物的物质的量浓度的变化量与化学计量数成正比，则（c1-0.1moL/L）：

（c2-0.3mol/L）=1:

3，则c1：

c2=1:

3，故A正确；B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为3:

2，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确；C．反应起始时c1：

c2=1:

3，由方程式可知，反应物的物质的量变化量与化学计量数呈正比，转化的物质的量也为1:

3，则转化率应相等，故C错误；D．如反应向正反应进行，则c1最小为0，如反应向逆反应方向进行，则c1最大为0.14，因反应为可逆反应，反应物不可能完全转化，则C1的取值范围为0＜c1＜0.14，故D正确；故选C。

5．【2017长沙联考】某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A（g）+xB（g）

2C（g）达到平衡后，在不同的时间段，分别改变影响反应的一个条件，测得容器中各物质的物的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示：

下列说法中正确的是

A．4min时反应第一次达到平衡

B．15min时降低压强，20min时升高温度

C．反应方程式中的x=1，正反应为吸热反应

D．15～20min该反应使用了催化剂

【答案】B

【解析】A．0～10min内，反应物B的浓度逐渐减小，生成物C的浓度逐渐增加，说明该时间段反应向着正向移动，正反应速率大于逆反应速率，所以4min时没有达到平衡状态，故A错误；B．由图象可知，15min时只有反应速率降低了，反应物与生成物的浓度瞬时降低，反应仍处于平衡状态，故不能是温度变化，而是降低了压强，20min时，正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆向进行，应是升高温度，故B正确；C．由开始到达到平衡，A、B的浓度减少的量相同，由此可知x=1，反应前后气体体积不变，则增大压强平衡不移动，20min时，正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，应是升高温度，则正反应为放热反应，故C错误；D．根据左图知，15～20 min间改变条件，正逆反应速率都减小且相等，平衡不移动，但反应物、生成物物质的量浓度都减小，且C的物质的量浓度减少量是A、B的二倍，所以应该是增大体积、减小压强，平衡不移动，说明反应前后气体体积计量数之和不变，所以x=1，所以15～20 min间改变的体积是减小压强，故D错误；故选B。

6．【2017届天津市河西区高三三模】一定条件下，CO2（g）+3H2（g）

H2O（g）+CH3OH（g）△H=-53.7kJ/mol；向2L恒容恒温密闭容器中充入1molCO2和2.8molH2反应，图中过程I、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率[α（CO2）]随时间（t）的变化曲线。

下列说法不正确的是

A．m点:

v（正）>v（逆）B．活化能：

过程Ⅱ>过程I

C．n点时该反应的平衡常数K＝50D．过程I，t2时刻改变的反应条件可能是升高温度

【答案】C

【解析】A.m点CO2的转化率不是最大，反应在向正反应方向进行，因此v（正）>v（逆），A正确；B.过程I首先达到平衡状态，说明反应速率快，因此活化能：

过程Ⅱ>过程I，B正确；C.n点时CO2的转化率是0.8，则根据方程式可知

CO2（g）+3H2（g）

H2O（g）+CH3OH（g）

起始浓度（mol/L）0.51.400

转化浓度（mol/L）0.41.20.40.4

平衡浓度（mol/L）0.10.20.40.4

所以该反应的平衡常数K＝

＝200，C错误；

D.过程I，t2时刻转化率降低，说明反应向逆反应方向进行，由于正反应放热，因此改变的反应条件可能是升高温度，D正确，答案选C。

7．【2017·佳木斯检测】臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2（g）＋O3（g）

N2O5（g）＋O2（g），若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是

A

B

C

D

升高温度，平衡常数减小

0～3s内，反应速率为v（NO2）＝0.2mol·L－1

t1时仅加入催化剂，平衡正向移动

达到平衡时，仅改变x，则x为c（O2）

【答案】A

【解析】A．由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故A正确；B．0～3s内，反应速率为v（NO2）=

=0.2mol•L-1•s-1，单位错误，故B错误；C．t1时刻，改变条件，反应速率加快，平衡不移动，该反应前后气体的物质的量减小，不能是增大压强，只能是使用催化剂，但催化剂不影响平衡的移动，故C错误；D．达平衡时，仅增大c（O2），平衡向逆反应方向移动，二氧化氮转化率降低，由图可知，二氧化氮的转化率随x增大而增大，x可以代表O3浓度、压强，故D错误；故选A。

8.【2017届江苏省南通、扬州、泰州高三第三次模拟】下列图示与对应的叙述符合的是

A．用甲实线、虚线分别表示某可逆反应未使用催化剂和使用催化剂的正、逆反应速率随时间的变化

B．图乙表示反应2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）△H<0的平衡常数K与温度和压强的关系

C．图丙表示向0.1mol/L的NH4Cl溶液中滴加0.1mol/L的HCl溶液时，溶液中

随HCl溶液体积变化关系

D．图丁表示常温下向20mLpH=3的醋酸中滴加pH=11的NaOH溶液，溶液的pH随NaOH溶液体积的变化关系

【答案】C

【解析】A、催化剂能同时加快正、逆反应速率，图中速率不变，故A错误；B、平衡常数K只与温度有关与压强无关。

故B错误。

C、图丙表示向0.1mol/L的NH4Cl溶液中滴加0.1mol/L的HCl溶液时，H＋浓度增大，NH4＋水解程度变小，但随体积增大而减小，故

增大，故C正确；D、弱酸发生中和反应时，突变范围变小，故D错误；故选C。

9．【2017届河北省衡水中学高三下学期六调】可逆反应2A（g）+B（g）

2C（g），根据下表中的数据判断下列图像错误的是

【答案】D

【解析】由表中数据可知，在相同压强下，升高温度，A的转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，在相同温度下，增大压强，A的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，则A．升高温度，A的转化率降低，与表中数据吻合，A正确；B．升高温度，平衡向逆反应方向移动，C的百分含量降低，增大压强，平衡向正反应方向移动，C的百分含量增大，与表中数据吻合，B正确；C．升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率大于正反应速率，与表中数据吻合，C正确；D．增大压强，反应速率增大，正反应速率大于逆反应速率平衡向正反应方向移动，图象与表中数据不吻合，D错误，答案选D。

10．【2017·太原模拟】下列反应在任意温度下一定能自发进行的是

A．2NaCl+2H2O

2NaOH+Cl2↑+H2↑

B．NH3（g）+HCl（g）

NH4Cl（s）　ΔH<0

C．CaCO3（s）

CaO（s）+CO2（g）　ΔH>0

D．X2Y2（s）

X2（g