高考化学化学平衡状态及其移动巩固提升.docx
《高考化学化学平衡状态及其移动巩固提升.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学化学平衡状态及其移动巩固提升.docx（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高考化学化学平衡状态及其移动巩固提升
化学平衡状态及其移动巩固提升
一、选择题
1．（2018·陕西模拟）在密闭容器中，一定条件下进行反应：
NO（g）＋CO（g）
1/2N2（g）＋CO2（g） ΔH＝－373.2kJ·mol－1，达到平衡后，为提高NO的转化率和反应速率，可采取的措施是（ ）
A．加催化剂同时升高温度
B．加催化剂同时增大压强
C．升高温度同时充入N2
D．降低温度同时增大压强
解析 催化剂不能改变平衡状态，正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，NO转化率降低，A项错误；催化剂不能改变平衡状态，增大压强平衡向正反应方向移动，NO转化率增大，B项正确；正反应放热，升高温度同时充入N2，平衡向逆反应方向移动，NO转化率降低，C项错误；降低温度同时增大压强平衡向正反应方向移动，但反应速率不一定增大，D项错误。
答案 B
2．下列可逆反应达到平衡后，增大压强同时升高温度，平衡一定向右移动的是（ ）
A．2AB（g）
A2（g）＋B2（g） ΔH＞0
B．A2（g）＋3B2（g）
2AB3（g） ΔH＜0
C．A（s）＋B（g）
C（g）＋D（g） ΔH＞0
D．2A（g）＋B（g）
3C（g）＋D（s） ΔH＜0
解析 A项加压平衡不移动，升温平衡向右移动，正确；B项加压平衡向右移动，升温平衡向左移动，错误；C项加压平衡向左移动，升温平衡向右移动，错误；D项加压平衡不移动，升温平衡向左移动，错误。
答案 A
3．在密闭容器中发生下列反应aA（g）
cC（g）＋dD（g），反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.5倍，下列叙述正确的是（ ）
A．A的转化率变大
B．平衡向正反应方向移动
C．D的体积分数变大
D．a＜c＋d
解析 气体体积刚压缩平衡还未移动时D的浓度应是原来的2倍，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.5倍，D的浓度减小，所以压缩体积使平衡向逆反应方向移动，B错误；A的转化率变小，A错误；D的体积分数减小，C错误；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，所以a＜c＋d，D正确。
答案 D
4．（2018·温州十校联考）等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中，在一定条件下发生如下反应并达平衡：
X（g）＋Y（g）
2Z（g） ΔH＜0。
当改变某个条件并达到新平衡后，下列叙述正确的是（ ）
A．升高温度，X的体积分数减小
B．增大压强，Z的浓度不变
C．保持容器体积不变，充入一定量的惰性气体，Y的浓度不变
D．保持容器体积不变，充入一定量的Z，X的体积分数增大
解析 A项，升高温度平衡向逆反应方向移动，X的体积分数增大；B项，增大压强平衡不移动，但是体积缩小，Z的浓度增大；C项，不改变参加反应的物质的浓度，平衡不移动，则Y的浓度不变；D项为等效平衡，X的体积分数不变。
答案 C
5．一定条件下，对于可逆反应X（g）＋3Y（g）
2Z（g），若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3（均不为零），达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.08mol·L－1，则下列判断正确的是（ ）
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0＜c1＜0.14mol·L－1
解析 平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成（Y）∶v生成（Z）应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0＜c1＜0.14mol·L－1。
答案 D
6．在某恒温、恒容的密闭容器内发生反应：
2NO2（g）
2NO（g）＋O2（g） ΔH＞0，开始时充入2molNO2并达到平衡，下列说法正确的是（ ）
A．再充入2molNO2，平衡正向移动，O2的体积分数增大
B．升高温度，O2的体积分数减小
C．增大压强，化学平衡逆向移动，NO2的体积分数增大
D．再充入1molO2，NO2的体积分数增大
解析 A项，再充入2molNO2，相当于增大压强，平衡逆向移动，O2的体积分数减小，A错；B项，升高温度，平衡正向移动，O2的体积分数增大，B错；D项，再充入1molO2，虽然平衡逆向移动，NO2的物质的量增大，但NO2的体积分数减小，D错。
答案 C
7．相同温度下，有相同容积的甲、乙两容器，甲容器中充入1gN2和1gH2，乙容器中充入2gN2和2gH2。
下列叙述中不正确的是（ ）
A．化学反应速率：
乙＞甲
B．平衡后N2的浓度：
乙＞甲
C．H2的转化率：
乙＞甲
D．平衡混合气中H2的体积分数：
乙＞甲
解析 容器中发生的反应为N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）。
相同容积的容器中充入不同量的反应物，乙容器中压强大，化学反应速率：
乙＞甲，A正确；根据勒夏特列原理可知，平衡时乙容器中N2的浓度应大于甲容器，但会小于甲容器中N2浓度的2倍，B正确；乙容器中压强较大，平衡向正反应方向移动，所以H2的转化率：
乙＞甲，C正确；平衡混合气中H2的体积分数：
乙＜甲，D错误。
答案 D
8．在一定温度下的固定容积的密闭容器中，发生反应：
CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＝－akJ·mol－1（a＞0），能说明该反应已达平衡状态的是（ ）
A．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗1.2molH2，同时生成0.4molH2O
D．反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1，且保持不变
解析 未平衡时CO2的体积分数是个变化的量，现在混合气体中CO2的体积分数保持不变，说明已经达到平衡状态，A正确；恒容条件下，该混合气体的密度是个不变的量，密度不变不能说明达到平衡状态，B错误；单位时间内每消耗1.2molH2，同时生成0.4molH2O，都表示正反应，不能说明正、逆反应速率相等，C错误；反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比在反应过程中可能为变量，也可能为1∶1（定值），D错误。
答案 A
9．（2017·合肥一检）在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应：
2NO2（g）
N2O4（g）。
当下列所给有关量不再变化时，不能表明该反应已达平衡状态的是（ ）
A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．混合气体的平均相对分子质量
D.
解析 该反应在恒温、恒容条件下进行，气体物质的质量不变，密度始终保持不变，与反应是否达到平衡状态无关，B项符合题意；该反应为气体分子数减小的反应，反应过程中气体总物质的量减小，压强减小，当压强不变时，说明反应达到平衡状态，A项不符合题意；反应过程中气体总质量不变，气体总物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态，C项不符合题意；
＝Qc，Qc表示浓度商，当浓度商保持不变时，说明反应达到平衡状态，D项不符合题意。
答案 B
10．汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）＋2CO（g）
2CO2（g）＋N2（g） ΔH<0。
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是（ ）
解析 由于是绝热、恒容密闭体系，随着反应的进行，体系的温度升高，K不断减小，当K不变时，即温度保持不变，该反应达到平衡状态。
答案 B
11．（2017·益阳市三模）已知：
CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g） ΔH＝－41kJ·mol－1。
相同温度下，在体积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应。
相关数据如下：
容器
编号
起始时各物质的物质的量/mol
达平衡过程体
系的能量变化
CO
H2O
CO2
H2
①
1
4
0
0
放出热量：
32.8kJ
②
0
0
1
4
热量变化：
Q
下列说法中，不正确的是（ ）
A．容器①中反应达平衡时，CO的转化率为80%
B．容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率
C．容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率
D．平衡时，两容器中CO2的浓度相等
解析 由反应方程式知，当消耗1molCO时放出的热量为41kJ，当放出的热量为32.8kJ时，消耗0.8molCO，其转化率为80%，A正确；容器①中，该反应的平衡常数K1＝0.8×0.8÷（0.2×3.2）＝1，设容器②中反应达到平衡时消耗xmolCO2，则K2＝x2/（1－x）（4－x）＝1/K1，解得x＝0.8，此时CO2的转化率为80%，B正确；由化学反应速率之比等于其化学计量数之比知C正确；因平衡时容器①中CO2为0.8mol，容器②中为0.2mol，D错误。
答案 D
12．（2018·深圳模拟）某温度下，密闭容器中，发生如下可逆反应：
2E（g）
F（g）＋xG（g） ΔH＜0。
若起始时E的浓度为amol·L－1，F、G的浓度均为0，达到平衡时E的浓度为0.5amol·L－1；若E的起始浓度改为2amol·L－1，F、G的浓度仍为0，当达到新的平衡时，下列说法正确的是（ ）
A．若x＝1，容器体积保持不变，新平衡下E的体积分数为50%
B．升高温度时，正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．若x＝2，容器体积保持不变，新平衡下F的平衡浓度为0.5amol·L－1
D．若x＝2，容器压强保持不变，新平衡下E的物质的量为amol
解析 若x＝1，达到平衡时E的体积分数为50%，E的起始浓度改为2amol·L－1，相当于两个相同的容器中E的浓度均为amol·L－1，然后压缩使气体的体积与一个容器的容积相等，平衡不移动，E的体积分数仍为50%，故A正确；升高温度正逆反应速率都增大，与反应是吸热还是放热无关，故B错误；达到原平衡时E的浓度为0.5amol·L－1，F的平衡浓度为0.25amol·L－1，若x＝2，压缩气体使体积为原体积的一半，F的浓度为0.5amol·L－1，但压缩气体体积相当于增大压强，平衡逆向移动，新平衡下F的平衡浓度小于0.5amol·L－1，故C错误；若x＝2，容器压强保持不变，则随反应的进行容器的体积大小会发生相应的变化，而物质的量的多少与容器的大小有关，故D错误。
答案 A
二、填空题
13．（2018·大连双基测试）在密闭容器中发生反应CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g） ΔH<0，该反应达到平衡后，测得如下数据。
实验
序号
温度
（℃）
初始CO浓
度（mol·L－1）
初始H2O浓
度（mol·L－1）
CO的平衡
转化率
1
110
1
1
50%
2
100
1
1
x
3
110
0.8
y
60%
（1）实验1中，10h后达到平衡，H2的平均反应速率为________mol·L－1·h－1。
在此实验的平衡体系中，再加入0.5molCO和0.5molH2，平衡将________移动（“向左”、“向右”、“不”或“无法确定”）。
（2）实验2中，x的值________（填序号）。
A．等于50%B．大于50%
C．小于50%D．无法确定
（3）实验3中的y值为________。
（4）在100℃条件下，能说明该反应达到平衡状态的是________。
A．压强不再变化
B．生成H2O的速率和消耗H2速率相等时
C．混合气体的密度不变
D．H2的质量不再变化
解析
（1）根据反应速率的公式可得v（CO）＝1mol·L－1×50%/10h＝0.05mol·L－1·h－1，再根据速率比等于系数比，v（H2）＝v（CO）＝0.05mol·L－1·h－1。
在该平衡体系中同时改变了反应物和生成物浓度，并且变化量一致，则Qc＝K，故平衡不移动。
（2）从题给信息可知，该反应的正反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，故CO的平衡转化率增大，所以选B。
（3）通过反应1可知在110℃时，该反应的K＝
＝1，温度一定，K一定，在反应3中，K＝
＝1，求得y＝1.2。
（4）反应前后压强始终不变，A错误；生成H2O的速率和消耗H2的速率为同一反应方向，B错误；混合气体的密度始终不变，C错误；H2的质量不再变化，说明反应达到平衡，D正确。
答案
（1）0.05 不
（2）B （3）1.2 （4）D
14．二甲醚具有优良的燃烧性能，被称为21世纪的“清洁能源”，以下为其中一种合成二甲醚的方法。
在一定温度、压强和催化剂作用下，在同一反应器中进行如下反应：
①CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g）
ΔH1＝－49.1kJ·mol－1
②2CH3OH（g）
CH3OCH3（g）＋H2O（g）
ΔH2＝－24.5kJ·mol－1
③CO2（g）＋H2（g）
CO（g）＋H2O（g）
ΔH3＝＋41.2kJ·mol－1
（1）写出CO2（g）加H2（g）转化为CH3OCH3（g）和H2O（g）的热化学方程式是________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
（2）一定条件下，原料气中n（H2）/n（CO2）比值和温度对CO2转化率影响的实验数据如图。
①温度为T1K时，在1L反应容器中投入2molCO2和8molH2进行反应，试计算达到平衡时CO2的浓度为_____________________________________。
②结合数据图，归纳CO2平衡转化率受外界条件影响的变化规律：
a．____________________________________________________________。
b．_____________________________________________________________。
（3）为研究初始投料比与二甲醚产率关系，在一定温度和压强下，投入一定物质的量的H2、CO、CO2进行实验，发现二甲醚的平衡产率随原料气中n（CO）/[n（CO）＋n（CO2）]比值增大而增大，试分析其原因__________________________
_______________________________________________________________。
解析
（1）由2×①＋②可得待求热化学方程式2CO2（g）＋6H2（g）
CH3OCH3（g）＋3H2O（g），利用盖斯定律计算ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＝－122.7kJ·mol－1。
（2）①由图知转化率为50%，则剩余1mol的CO2，浓度为1mol·L－1；②相同温度时比较原料气中
比值对转化率的影响，同一原料气中
比值和温度的曲线，判断对转化率的影响。
得到：
a：
其他条件不变，CO2平衡转化率随原料
比值增大而增大。
b：
其他条件不变，CO2平衡转化率随反应温度升高而减小。
（3）CO的含量增大，反应③平衡将向逆反应方向移动，既消耗更多的水，又增大了CO2和H2的含量，从而促使反应①和②的平衡向正反应方向移动，二甲醚产率增大（合理即可）。
答案
（1）2CO2（g）＋6H2（g）
CH3OCH3（g）＋3H2O（g） ΔH＝－122.7kJ·mol－1
（2）①1mol·L－1 ②其他条件不变，CO2平衡转化率随原料
比值增大而增大 其他条件不变，CO2平衡转化率随反应温度升高而减小
（3）CO的含量增大，反应③平衡将向逆反应方向移动，既消耗更多的水，又增大了CO2和H2的含量，从而促使反应①和②的平衡向正反应方向移动，二甲醚产率增大（合理即可）
15．（2018·河北保定一模）雾霾天气严重影响人们的生活和健康。
其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。
因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。
请回答下列问题：
（1）汽车尾气中NOx和CO的生成：
已知汽缸中生成NO的反应为：
N2（g）＋O2（g）
2NO（g） ΔH＞0。
恒温、恒容密闭容器中，下列说法中，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．混合气体的压强不再变化
C．N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2
D．氧气的转化率不再变化
（2）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。
某研究性小组在实验室以Ag—ZSM—5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。
若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为____________________________________，
在n（NO）/n（CO）＝1的条件下，为更好的除去NOx，应控制的最佳温度在________K左右。
（3）车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。
活性炭可处理大气污染物NO。
在5L密闭容器中加入NO和活性炭（假设无杂质），一定条件下生成气体E和F。
当温度分别在T1℃和T2℃时，测得各物质平衡时物质的量（n/mol）如下表：
物质
温度（℃）
活性炭
NO
E
F
初始
3.000
0.10
0
0
T1
2.960
0.020
0.040
0.040
T2
2.975
0.050
0.025
0.025
①写出NO与活性炭反应的化学方程式：
___________________________。
②若T1＜T2，则该反应的ΔH________0（填“＞”“＜”或“＝”）。
③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为________。
解析
（1）A项，由于体系中各组分都为气体，且体积不变，故密度恒定，不能说明反应达到平衡状态；B项，该反应为等体积反应，在恒温下，压强不变，不能说明反应达到平衡状态；C项，平衡时各物质的浓度之比与化学计量数之比无必然联系，故错误；D项，组分浓度不变可判断为平衡状态。
（3）①根据表中的数据变化量之比及原子守恒可确定方程式中的生成物及各物质的化学计量数；②由T1变至T2，温度升高，NO的物质的量增大，平衡逆向移动，故该反应为放热反应，则该反应的ΔH＜0；③由于该反应为等体积反应，且反应物只有NO为气态，因此通入NO后，可建立等效平衡，NO的转化率不变，可用表中数据直接求得。
答案
（1）D
（2）NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行（只写升高温度不利于反应进行也可，其他合理说法也可） 870（数值接近即可）
（3）①C＋2NO
CO2＋N2 ②＜ ③80%
升级会员 