届高考化学平衡状态化学平衡移动高频考点试题答案解析教师版12页Word下载.docx
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C.b中v(正)大于a中v(逆)
D.达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为b>
c>
a
选C 根据图像可知,随着温度的升高,φ(CO)先减小后增大,若三个容器都未达到平衡状态,则应该是随着温度的升高,φ(CO)一直减小,但b容器中φ(CO)小于c容器,所以可以确定反应在T2到T3之间,先达到了平衡状态,然后随着温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以可知该反应的正反应为放热反应,B项错误。
若三个容器都达到平衡状态,因为是放热反应,a容器的φ(CO)应小于b容器,但实际上a容器的φ(CO)大于b容器,所以确定a容器还未达到平衡状态,b容器不确定,所以v(正)、v(逆)不一定相等,A项错误。
a容器中反应还没达到平衡,反应向正反应方向进行,所以va(正)>
va(逆);
因b容器的温度高于a容器的温度,所以相同时间内,vb(正)>
va(正),所以vb(正)>
va(逆),C项正确。
因为该反应是放热反应,所以三容器达到平衡时,CO的转化率为a>
b>
c,D项错误。
3.(2020·
淮北一模)已知反应:
2NO2(红棕色)⇌N2O4(无色) ΔH<
0。
将一定量的NO2充入注射器中并密封,改变活塞位置的过程中,气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深,透光率越小)。
下列说法不正确的是( )
A.b点达到平衡状态
B.b点与a点相比,c(NO2)、c(N2O4)均减小
C.d点:
v(正)<
v(逆)
D.若在c点将温度降低,其透光率将增大
选B 曲线a→b段透光率不变,说明c(NO2)保持不变,故b点达到平衡状态,A正确;
a、b两点的透光率相等,说明这两点中c(NO2)、c(N2O4)分别相等,且保持不变,B错误;
由图可知,d点后透光率逐渐下降,说明c(NO2)逐渐增大,即平衡逆向移动,则有v(正)<
v(逆),C正确;
c点降低温度,平衡正向移动,c(NO2)减小,则透光率将增大,D正确。
4.在恒容密闭容器中通入A、B两种气体,在一定条件下发生反应:
2A(g)+B(g)⇌2C(g) ΔH>
达到平衡后,改变一个条件(x),下列量(y)一定符合图中曲线的是( )
选项
x
y
A
通入A气体
B的转化率
B
加入催化剂
A的体积分数
C
增大压强
混合气体的总物质的量
D
升高温度
选A A项,当通入A气体时,平衡向正反应方向移动,B的转化率增大,正确;
B项,加入催化剂只能改变反应速率,平衡不移动,A的体积分数不变,错误;
C项,增大压强,平衡向正反应方向移动,混合气体的总物质的量减小,错误;
D项,正反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,混合气体的总物质的量减小,错误。
5.(2020·
大庆一模)一定量的混合气体在密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)⇌zC(g),达到平衡后测得A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的浓度为0.8mol·
L-1,则下列叙述正确的是( )
A.平衡向正反应方向移动
B.x+y<
z
C.B的物质的量浓度减小
D.C的体积分数降低
选A 压缩容器的容积时体系压强增大,假设平衡不移动,A的浓度应为1mol·
L-1,但再次平衡后小于1mol·
L-1,说明增大压强平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理知,x+y>
z,平衡向正反应方向移动,C的体积分数增大,因为压缩了容器的容积,则B的物质的量浓度增大,故A项正确,B、C、D项错误。
6.合成氨所需的氢气可用煤和水做原料经多步反应制得,其中的一步反应为CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH<
0,反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增大压强 B.降低温度
C.增大CO的浓度D.更换催化剂
该反应为反应前后气体分子数相等的反应,压强对CO的转化率无影响,A错误;
该反应为放热反应,降低温度有利于化学平衡向正反应方向移动,提高CO的转化率,B正确;
增大CO的浓度会降低CO的转化率,C错误;
更换催化剂不能使化学平衡发生移动,D错误。
答案:
7.如图是关于反应:
A2(g)+3B2(g)⇌2C(g) ΔH<
0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因是( )
A.升高温度,同时加压
B.降低温度,同时减压
C.增大反应物浓度,同时使用催化剂
D.增大反应物浓度,同时减小生成物浓度
升高温度,同时加压,正、逆反应速率都增大,逆反应速率应在原速率的上方,故A错误;
降低温度,同时减压正、逆反应速率都降低,正反应速率应在原速率的下方,故B错误;
增大反应物浓度,同时使用催化剂,正、逆反应速率都增大,逆反应速率应在原速率的上方,但正反应速率增大更多,平衡向正反应方向移动,故C错误;
增大反应物浓度,同时减小生成物浓度,瞬间正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动,图像符合,故D正确。
8.在密闭容器中的一定量的混合气体发生反应:
xA(g)+yB(g)⇌zC(g),平衡时测得C的浓度为1mol·
L-1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的1倍,再达到平衡时,测得C的浓度为0.6mol·
L-1,下列有关判断正确的是( )
A.x+y>
B.平衡向逆反应方向移动
C.B的转化率降低
D.A的体积分数减小
新平衡时C的浓度大于原来的0.5倍,说明平衡向正反应方向移动,所以x+y<
z,A和B的转化率增大,A的体积分数减小,故D正确。
9.在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)⇌2XY(g) ΔH>
0,达到甲平衡。
在仅改变某一条件后,达到乙平衡,对此过程的分析正确的是( )
A.图Ⅰ是升高温度的变化情况
B.图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况
C.图Ⅲ是增大压强的变化情况
D.图Ⅲ是升高温度的变化情况
升高温度,正、逆反应速率均增大,从平衡右移可知,正反应速率更大,A项正确;
扩大容器体积,即减小体系压强,正、逆反应速率均减小,因是气体分子数不变的反应,故平衡不移动,B项错误;
增大压强,反应速率加快,到达平衡的时间缩短,但平衡不移动,C项错误;
升高温度,反应速率加快,到达平衡的时间缩短,平衡右移,新平衡时XY%应增大,D项错误。
10.一定温度下,将1molA(g)和1molB(g)充入2L密闭容器中发生反应A(g)+B(g)⇌xC(g)+D(s),在t1时达到平衡。
在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中C(g)的浓度随时间变化如图所示。
下列有关说法正确的是( )
A.反应方程式中x=2
B.t2时刻改变的条件是使用催化剂
C.t3时刻改变的条件是移去少量D
D.t1~t3间该反应的平衡常数不相同
选A t2时刻改变条件,浓度增大而平衡不移动,催化剂只改变反应速率,不影响平衡,则只能是改变容器的体积,使浓度增大且平衡不移动,所以反应前后气体体积不变,故x=2,A项正确,B项错误;
由于D是固体,D的多少不影响反应速率和化学平衡,故C项错误;
平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故D项错误。
11.中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
CO2可转化成有机物实现碳循环。
在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下反应:
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(1)从3min到9min,v(H2)=_______mol·
L-1·
min-1。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3molH2,同时生成1molH2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)平衡时CO2的转化率为________。
(4)平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是________________________________。
(5)一定温度下,第9min时v逆(CH3OH)________(填“大于”“小于”或“等于”)第3min时v正(CH3OH)。
(1)从3min到9min消耗CO2是0.25mol·
L-1,根据方程式可知消耗氢气是0.75mol·
L-1,则v(H2)=0.75mol·
L-1÷
6min=0.125mol·
(2)反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)时反应速率仍然发生变化,没有达到平衡状态,A错误;
密度是混合气体的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,B错误;
单位时间内消耗3molH2,同时一定生成1molH2O,不能说明反应达到平衡状态,C错误;
CO2的体积分数在混合气体中保持不变说明反应达到平衡状态,D正确。
(3)平衡时消耗CO2是0.75mol·
L-1,则CO2的转化率为
100%=75%。
(4)平衡时剩余氢气是0.75mol,生成水蒸气是0.75mol,则混合气体中CH3OH(g)的体积分数是
100%=30%。
(5)第9min时反应达到平衡状态,则v逆(CH3OH)小于第3min时v正(CH3OH)。
(1)0.125
(2)D (3)75% (4)30% (5)小于
12.当温度高于500K时,科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇,这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为______________________________________________。
(2)在恒容密闭容器中,判断上述反应达到平衡状态的依据是________。
a.体系压强不再改变
b.H2的浓度不再改变
c.气体的密度不随时间改变
d.单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1
(3)在一定压强下,测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据中,起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图。
根据图中数据分析:
①降低温度,平衡向________方向移动。
②在700K、起始投料比
=1.5时,H2的转化率为________。
③在500K、起始投料比
=2时,达到平衡后H2的浓度为amol·
L-1,则达到平衡时CH3CH2OH的浓度为________。
(1)由题给信息可得到该反应的化学方程式为2CO2+6H2
C2H5OH+3H2O。
(2)该反应为气体分子数减小的化学反应,当体系的压强不再改变时,反应达到平衡状态,另外氢气的浓度不再变化,也能说明反应达到平衡状态;
由于在500K时,所有物质均为气体,故在恒容状态下气体的密度恒为定值,密度不变不能说明反应达到平衡状态;
根据化学方程式可知,任何单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比均为3∶1。
(3)①由图中信息可知,其他条件不变时,升高温度,CO2的转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,即降低温度,平衡将向正反应方向移动。
②700K时,当氢气与二氧化碳的起始投料比
=1.5时,由图像可知二氧化碳的转化率为20%,由化学方程式:
2CO2+6H2
C2H5OH+3H2O,可计算出氢气的转化率为40%。
③设起始时c(CO2)=xmol·
L-1,则起始时c(H2)=2xmol·
L-1,有
2CO2+6H2
C2H5OH+3H2O
起始(mol·
L-1):
x 2x 0 0
转化(mol·
L-1):
0.6x1.8x0.3x0.9x
平衡(mol·
0.4x0.2x0.3x0.9x
0.2x=amol·
L-1,则0.3x=1.5amol·
L-1。
(1)2CO2+6H2
(2)ab
(3)①正反应(或右) ②40% ③1.5amol·
L-1
13.醋酸由于成本较低,在生产中被广泛应用。
(1)近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺,不必生产乙醇或乙醛作中间体,使产品成本降低,具有明显经济优势。
其合成的基本反应如下:
CH2===CH2(g)+CH3COOH(l)
CH3COOC2H5(l)
下列描述能说明乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是________(填字母)。
A.乙烯、乙酸、乙酸乙酯的浓度相同
B.酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等
C.乙烯断开1mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1mol
D.体系中乙烯的质量分数一定
(2)在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1的条件下,某研究小组在不同压强下进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度变化的测定实验,实验结果如图所示。
①温度在60~80℃范围内,乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是________[用v(p1)、v(p2)、v(p3)分别表示不同压强下的反应速率],分析其原因:
________________________________________________________________________。
②压强为p1、温度为60℃时,若乙酸乙酯的产率为30%,则此时乙烯的转化率为________。
③在压强为p1、温度超过80℃时,分析乙酸乙酯产率下降的原因:
④根据测定实验结果分析,较适宜的生产条件是________(填出合适的压强和温度)。
为提高乙酸乙酯的合成速率和产率,可以采取的措施有________________________________________________________________(任写出一条)。
(1)浓度相同不能说明浓度保持不变,A项不能说明反应达到平衡;
酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等,说明正、逆反应速率相等,B项可以说明反应达到平衡;
乙烯断开1mol碳碳键与乙酸恰好消耗1mol均表示正反应方向,C项不能说明反应达到平衡;
体系中乙烯的质量分数一定,说明乙烯的浓度不变,D项可以说明反应达到平衡。
(2)①由题图知,在60~80℃范围内,v(p1)>
v(p2)>
v(p3)。
该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,乙酸乙酯的产率增大,故p1>
p2>
p3,对于有气体参与的反应,其他条件相同时,压强越大,反应速率越快。
②乙烯与乙酸乙酯的化学计量数相等,故乙烯的转化率与乙酸乙酯的产率相等。
④根据题图,p1、80℃时乙酸乙酯的产率最大,为较适宜的生产条件。
根据平衡移动原理,通入乙烯气体或增大压强,均可提高乙酸乙酯的合成速率和产率。
(1)BD
(2)①v(p1)>
v(p3) 其他条件相同时,对于有气体参与的反应,压强越大化学反应速率越快 ②30% ③由图像可知,压强为p1,温度为80℃时,反应已达平衡,且正反应放热,故压强不变升高温度平衡逆向移动,产率下降 ④p1、80℃ 通入乙烯气体(或增大压强)
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