版高考化学大一轮专题复习课时作业化学基本理论化学平衡含答案.docx

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版高考化学大一轮专题复习课时作业化学基本理论化学平衡含答案

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版高考化学大一轮专题复习课时作业化学基本理论化学平衡含答案

第16讲　化学平衡

教材习题回扣

1．（选修4P32－5）一定温度下，对可逆反应A（g）＋2B（g）

3C（g）的下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是（　　）。

A．C生成的速率与C分解的速率相等

B．单位时间内消耗amolA，同时生成3amolC

C．容器内的压强不再变化

D．混合气体的物质的量不再变化

2．（选修4P32－6改编）在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：

xA（g）＋yB（g）

zC（g），平衡时测得A的浓度为mol·L－1，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度降低为mol·L－1。

下列有关判断正确的是（　　）。

A．x＋y

C．B的转化率增大D．C的体积分数下降

3．（选修4P32－7）对已经达到化学平衡的下列反应：

2X（g）＋Y（g）

2Z（g），减小压强时，对反应产生的影响是（　　）。

A．逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动

B．逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动

C．正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动

D．正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动

4．（必修2P53－2）工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400℃～500℃下的催化氧化：

2SO2＋O2

2SO3，这是一个正反应放热的可逆反应。

如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法中错误的是（　　）。

A．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率

B．在上述条件下，SO2不可能100%地转化为SO3

C．为了提高SO2的转化率，应适当提高O2的浓度

D．达到平衡时，SO2的浓度与SO3的浓度相等

能力提升训练

一、单项选择题

1．（2016—2017学年贵州安顺平坝一中期中）COCl2（g）

CO（g）＋Cl2（g）　ΔH>0，当反应达到平衡时，改变一种反应条件，下列示意图正确的是（　　）。

A．①表示随温度升高，平衡常数的变化

B．②表示t1时刻加入催化剂，反应速率随时间的变化

C．③表示恒压条件下，反应物的转化率随充入惰性气体体积的变化

D．④表示CO的体积分数随充入Cl2量的变化

2．（2015年湖南张家界模拟）在密闭容器中充入一定量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（　　）。

A．a、c两点的反应速率：

a>c

B．a、b两点NO2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

3．（2016—2017学年河北衡水武邑中学期中）已知可逆反应X（g）＋Y（g）

Z（g）（未配平）。

温度为T0时，在容积固定的容器中发生反应各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示。

其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。

下列叙述正确的是（　　）。

图a　图b

A．发生反应时，各物质的反应速率大小关系为：

v（X）＝v（Y）＝2v（Z）

B．图a中反应达到平衡时，Y的转化率为%

C．T0℃时，该反应的平衡常数为

D．该反应正反应的反应热ΔH<0

4．（2015年重庆卷）羰基硫（COS）可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。

在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：

CO（g）＋H2S（g）

COS（g）＋H2（g）　K＝

反应前CO的物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol，下列说法正确的是（　　）。

A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应

B．通入CO后，正反应速率逐渐增大

C．反应前H2S物质的量为7mol

D．CO的平衡转化率为80%

5．（2016届浙江舟山中学期中）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象作出的判断正确的是（　　）。

ABCD

A．0～3s内，反应速率v（O3）＝mol·L－1·s－1

B．降低温度，平衡常数增大

C．t1时仅加入催化剂，平衡正向移动

D．达平衡时，仅改变x，则x为c（O2）

6．T℃时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：

A（g）＋B（g）

C（s）　ΔH<0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线（实线）所示，下列判断正确的是（　　）。

A．T℃时，该反应的平衡常数值为4

B．c点没有达到平衡，此时反应向逆向进行

C．若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于T℃

D．T℃时，直线cd上的点均为平衡状态

7．（2016届山东枣庄三中质检）N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生以下反应：

2N2O5（g）

4NO2（g）＋O2（g）　ΔH＞0，T1温度时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表：

时间/s

0

500

1000

1500

c（N2O5）/（mol·L－1）

下列说法中不正确的是（　　）。

A．500s内N2O5的分解速率为×10－3mol·L－1·s－1

B．T1温度下的平衡常数为K1＝125，平衡时N2O5的转化率为50%

C．达平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的

，则c（N2O5）＞mol·L－1

D．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1＞T2，则K1＜K2

二、非选择题

8．（2016年新课标卷Ⅱ）丙烯腈（CH2===CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2===CHCHO）和乙腈CH3CN等，回答下列问题：

（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：

①C3H6（g）＋NH3（g）＋

O2（g）===C3H3N（g）＋3H2O（g）　ΔH＝－515kJ·mol－1

②C3H6（g）＋O2（g）===C3H4O（g）＋H2O（g）　ΔH＝－353kJ·mol－1

两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是____________________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是____________________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是____________。

（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃。

低于460℃时，丙烯腈的产率______（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是__________________________；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是____（填标号）。

A．催化剂活性降低B．平衡常数变大

C．副反应增多D．反应活化能增大

图（a）　图（b）

（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。

由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为________，理由是________________________。

进料氨、空气、丙烯的理论体积约为________。

9．（2015年新课标卷Ⅱ）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。

利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：

①CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）　ΔH1

②CO2（g）＋3H2（g）

CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH2

③CO2（g）＋H2（g）

CO（g）＋H2O（g）　ΔH3

回答下列问题：

（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

由此计算ΔH1＝__________kJ·mol－1，已知ΔH2＝－58kJ·mol－1，则ΔH3＝__________kJ·mol－1。

化学键

H—H

C—O

C

O

H—O

C—H

E/（kJ·mol－1）

436

343

1076

465

413

（1）反应①的化学平衡常数K的表达式为____________；图①中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________（填曲线标记字母），其判断理由是__________________

__________________________________________________________。

（3）合成气的组成n（H2）/n（CO＋CO2）＝时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图②所示。

α（CO）值随温度升高而________（填“增大”或“减小”），其原因是__________________________________________________________________________________________________________。

图②中的压强由大到小为____________，其判断理由是_________________________________________________________________________。

①②

10．（2016届安徽四校联考）汽车尾气作为空气污染的主要来源之一，其中含有大量的有害物质，包括CO、NOx、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等。

对汽车尾气的治理使环境工作者面临了巨大的挑战。

试回答下列问题：

（1）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

已知：

①CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－1160kJ·mol－1

②CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－574kJ·mol－1

则CH4将NO2还原成N2，生成CO2和水蒸气的热化学方程式是______________________。

（2）NOx也可被NaOH溶液吸收而生成NaNO3、NaNO2，已知某温度下，HNO2的电离常数Ka＝×10－4mol·L－1，NO

的水解常数为Kh＝×10－10mol·L－1，则该温度下水的离子积常数＝______（用含Ka、Kh的代数式表示），此时溶液的温度______25℃（“＞”“＜”或“＝”）。

（3）化工上利用CO合成甲醇，反应的热化学方程式为：

CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）　ΔH＝－kJ·mol－1。

不同温度下，CO的平衡转化率如

图所示。

图中T1、T2、T3的高低顺序是____________，理由是________________________________________________________________________。

（4）化工上还可以利用CH3OH生成CH3OCH3。

在体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：

2CH3OH（g）

CH3OCH3（g）＋H2O（g）。

容器

编号

温度

/℃

起始物质的量/mol

平衡物质的量/mol

CH3OH

CH3OCH3

H2O

Ⅰ

387

Ⅱ

207

该反应的正反应为________反应（填“吸热”或“放热”），若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OHmol、CH3OCH3mol和H2Omol，则反应将向________方向进行（填“正”或“逆”）。

（5）CH3OH燃料电池在便携式通讯设备、汽车等领域有着广泛的应用。

已知电池工作时的总反应方程式为：

2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，电池工作时的示意图如上图所示：

质子穿过交换膜移向____电极区（填“M”或“N”），负极的电极反应式为________________________。

第16讲　化学平衡

【教材习题回扣】

1．A　　　

【能力提升训练】

1．D

2．B　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

3．C　解析：

温度为T0时，X的物质的量浓度的变化量为－mol·L－1＝mol·

L－1，Y的物质的量浓度的变化量为－mol·L－1＝mol·L－1，Z的物质的量浓度的变化量为－0）mol·L－1＝mol·L－1，该反应方程式为X（g）＋Y（g）

2Z（g），所以发生反应时，各物质的反应速率大小关系为2v（X）＝2v（Y）＝v（Z），故A错误；Y的转化率＝

×100%＝%，故B错误；平衡常数K＝

＝，故C正确；“先拐先平，数值大”，所以T1>T2，升高温度，Z的物质的量浓度增大，平衡向正反应方向移动，所以该反应的正反应方向为吸热反应，故D错误。

4．C　解析：

升高温度，H2S浓度增加，说明平衡逆向移动，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，则该反应是放热反应，A错误；通入CO后，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，B错误；反应前CO的物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol，设反应前H2S物质的量为n，则：

　　　CO（g）＋H2S（g）

COS（g）＋H2（g）

起始/mol：

　10　　　n　　　　　0　　　　0

变化/mol：

　2　　　2　　　　　2　　　　2

平衡/mol：

　8　　　n－2　　　　2　　　　2

反应恰好气体分子数目不变，可以利用物质的量代替浓度计算平衡常数，则K＝

＝

＝，解得n＝7，C正确；根据上述数据，可知CO的平衡转化率为

×100%＝20%，D错误。

5．B　解析：

0～3s内，反应速率v（NO2）＝

＝mol·L－1·s－1，由于v（O3）＝

v（NO2），所以v（O3）＝

×mol·L－1·s－1＝mol·L－1·s－1，A错误；根据图示可知反应物的能量高于生成物，因此该反应的正反应是放热反应，降低温度化学平衡向正反应方向移动，则化学平衡常数增大，B正确；根据图示可知在t1时，v正、v逆都增大，但化学平衡不发生移动，C错误；氧气是生成物，若增大氧气的浓度，平衡逆向移动，NO2的转化率会降低，D错误。

6．C　解析：

平衡常数等于生成物平衡浓度幂之积除以反应物平衡浓度幂之积，固体和纯液体不写入表达式，A（g）＋B（g）

C（s）的平衡常数K＝

＝，故A错误；依据图象分析可知，c点浓度商Q

7．D　解析：

500s内N2O5（g）消耗的浓度＝mol·L－1－mol·L－1＝mol·L－1，分解速率＝

＝×10－3mol·L－1·s－1，故A正确；由表中数据可知，T1温度下，1000s时反应达到平衡，平衡时c（N2O5）＝mol·L－1，c（NO2）＝5mol·L－1，c（O2）＝mol·

L－1，平衡常数K＝

＝

＝125，转化率为

×100%＝50%，故B正确；由于2N2O5（g）

4NO2（g）＋O2（g）是气体体积变大的反应，体积压缩为原来一半时，平衡逆向移动，N2O5的浓度比原来双倍还要多，压缩前c（N2O5）＝mol·L－1则压缩后c（N2O5）＞mol·L－1，故C正确；平衡常数只受温度影响，T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若K1＞K2，反应吸热反应，则T1＞T2，故D错误。

8．

（1）两个反应均为放热量大的反应　降低温度、降低压强　催化剂

（2）不是　该反应为放热反应，平衡产率应随温度的升高而降低　AC

（3）1　该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低　1∶∶1

解析：

（1）因为两个反应均为放热量大的反应，所以热力学趋势大；该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。

（2）因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度的升高而降低，反应刚开始进行，尚未达到平衡状态，460℃以前是建立平衡的过程，所以低于460℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率。

高于460℃时，丙烯腈产率降低，催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，A正确；平衡常数的大小不影响产率，B错误；根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，C正确；反应活化能的大小不影响产率，D错误。

（3）根据图象可知，当n（氨）/n（丙烯）约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6（g）＋NH3（g）＋

O2（g）===C3H3N（g）＋3H2O（g），氨气、氧气、丙烯按1∶∶1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1∶∶1。

9．

（1）－99　＋41

（2）K＝

　a　反应①正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小

（3）减小　反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系中CO的量增大，反应③为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的量增大，总结果，随温度升高，CO的转化率减小　p1＞p2＞p3　相同温度下，反应③前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应①正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故增大压强有利于CO的转化率升高

10．

（1）CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－867kJ·mol－1

（2）Ka×Kh　＞

（3）T1＜T2＜T3　该反应为放热反应，温度越高，反应物的转化率越低

（4）放热　正

（5）N　CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋

解析：

（1）根据盖斯定律分析，（①＋②）×

即可得热化学方程式：

CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－867kJ·mol－1。

（2）亚硝酸的电离平衡常数Ka＝

；NO

的水解平衡常数Kh＝

，水的离子积常数Kw＝c（OH－）·c（H＋）＝Ka×Kh＝×10－4××10－10＝×10－13，比常温下的水的离子积常数大，说明温度高于25℃。

（3）因为正反应为放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动，一氧化碳的转化率减小，所以T1＜T2＜T3。

（4）从表格数据分析，温度越高，平衡时甲醚的物质的量越小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应。

从表格数据计算平衡常数＝

＝4，Q＝

＝

<4，反应将向正反应方向进行。

（5）从图分析，甲醇在负极反应，生成二氧化碳和氢离子，氢离子通过质子交换膜向正极移动，正极为氧气得到电子结合氢离子生成水，右侧产生水，所以右侧为正极，质子向N极移动，负极的电极反应为CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋。