导学教程届高考化学总复习精品测试题72 化学平衡状态 化学平衡的移动Word文档格式.docx
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B.p2>p1,T1>T2
C.该图像表示的化学方程式为:
2A===B+3C
D.对于反应2X(g)+3Y(g)
2Z(g) ΔH<0,y可以表示Y的百分含量
解析 由A图可以看出平衡逆向移动,如果在t0时刻充入了一定量的NH3,v(正)应与平衡点相连,A项错误;
由先拐先平知p2>p1,T1>T2,B项正确;
C项表示的应是可逆反应,C项错误;
温度升高,平衡逆向移动,Y的百分含量增大,D项错误。
5.(2014·
济南质检)固定和利用CO2,能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。
工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法,该方法的化学方程式是:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-49.0kJ·
mol-1
某科学实验将6molCO2和8molH2充入一容积为2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示(图中字母后数对表示对应的坐标):
回答下列问题:
(1)由图分析,在下列时间段内反应速率最快的时间段是________(填序号)。
a.0~1min b.1~3min
c.3~8mind.8~11min
(2)仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。
与实线相比,曲线Ⅰ改变的条件可能是________________,曲线Ⅱ改变的条件可能是________________。
(3)下列表述能表示该反应已达平衡的是________(填序号)。
a.容器内压强不再改变
b.容器内气体的密度不再改变
c.容器内气体的平均摩尔质量不再改变
d.容器内各物质的物质的量相等
解析
(1)图像中的斜率越大,速率越大。
(2)曲线Ⅰ与实线相比较,起点相同,达到平衡所用的时间短,反应速率加快,且平衡时n(H2)大,改变的条件应是升高温度,使平衡左移;
曲线Ⅰ与实线相比较,起点相同,达到平衡所用的时间短,反应速率加快,且平衡时n(H2)小,改变的条件应是增大压强,使平衡右移。
(3)反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·
mol-1是正反应体积缩小的放热反应。
容器内压强、气体平均摩尔质量不再改变,说明气体的总物质的量不再改变,a、c符合题意;
容器的体积不变,质量不变,密度始终不变,b不符合题意;
容器内各物质的物质的量相等,不一定达到平衡,d不符合题意。
答案
(1)a
(2)升高温度 增大压强 (3)a、c
[能力提升]
[限时45分钟 满分100分]
一、选择题(每小题5分,共60分)
1.(2014·
赣州模拟)向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,在一定条件下发生反应:
N2+3H2
2NH3,对达到化学平衡状态时的有关说法正确的是
A.N2将完全转化为NH3
B.N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C.N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D.正反应和逆反应的速率都为零
解析 可逆反应不可能进行到底,A错;
此反应中的任何时刻N2、H2浓度不可能相等,B错;
达到化学平衡时正、逆反应速率相等但不为零,D错。
2.(2014·
深圳模拟)某恒容容器内发生的可逆反应的化学平衡常数表达式为:
K=
。
能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是
①容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 ②v正(H2O)=v逆(H2) ③容器中气体的密度不随时间而变化 ④容器中气体总质量不随时间而变化 ⑤消耗nmolH2的同时消耗nmolCO
A.①②③ B.①②③④
C.②D.①④⑤
解析 根据平衡常数可知,该可逆反应为C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),因为C为固体,若没有达到平衡,则混合气体的平均相对分子质量一直在发生变化,平均相对分子质量不变,说明反应已经达到平衡,①对;
v正(H2O)=v逆(H2),说明反应达到平衡,②对;
虽然容器的体积不变,但是气体的质量可变,当气体的密度不变时,说明反应达到了平衡状态,③对、④对;
任何时刻消耗nmolH2的同时都消耗nmolCO,⑤错,正确选项为B。
3.(2014·
绵阳南山中学高三月考)合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·
mol-1。
现将1molN2(g)、3molH2(g)充入一容积为2L的密闭容器中,在500℃下进行反应,10min时达到平衡,NH3的体积分数为φ,下列说法中正确的是
A.若达到平衡时,测得体系放出9.24kJ热量,则H2反应速率变化曲线如图甲所示
B.反应过程中,混合气体平均相对分子质量为M,混合气体密度为d,混合气体压强为p,三者关系如图乙
C.如图丙所示,容器Ⅰ和Ⅱ达到平衡时所需要的时间可能不同
D.若起始加入物料为1molN2,3molH2,在不同条件下达到平衡时,NH3的体积分数变化如图丁所示
解析 A项,H2的平均反应速率为:
=0.015mol·
L-1·
min-1。
B项,M应增大,p应减小,d保持不变。
C项,由于不知是否加入催化剂,所以达到平衡所需的时间可能不同。
D项,体积相同时,温度越高,NH3的百分含量越小,温度相同时,体积越小,NH3的百分含量越大。
4.(2013·
上海)某恒温密闭容器中,可逆反应A(s)
B+C(g)-Q达到平衡。
缩小容器体积,重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。
以下分析正确的是
A.产物B的状态只能为固态或液态
B.平衡时,单位时间内n(A)消耗∶n(C)消耗=1∶1
C.保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动
D.若开始时向容器中加入1molB和1molC,达到平衡时放出热量Q
解析 因A为固体,不受压强影响,当缩小体积,压强增大,平衡逆向移动,达到新平衡时,C(g)恢复到原平衡时的浓度,与B的状态无关,A错误;
根据反应中的化学计量数,平衡时单位时间内消耗的A和C的物质的量相等,B正确;
恒容条件下,加入B,若B是气体,则平衡逆向移动,若B是固体或液体,则平衡不发生移动,C正确;
若开始向容器中加入1molB和1molC,由于B和C不能完全转化,因此达到平衡时放出热量小于Q,D错误。
答案 BC
5.对可逆反应2A(s)+3B(g)
C(g)+2D(g) ΔH<0,在一定条件下达到平衡。
下列有关叙述正确的是
①增加A的量,平衡向正反应方向移动 ②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小 ③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变 ④增大B的浓度,v(正)>v(逆) ⑤加入催化剂,B的转化率提高
A.①②B.④
C.③D.④⑤
解析 A是固体,其量的变化对平衡无影响;
而增大B的浓度,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动,v(正)>v(逆);
升高温度,v(正)、v(逆)均增大,但v(逆)增大的程度大,平衡向逆反应方向移动;
增大压强,平衡不移动,但v(正)、v(逆)都增大;
催化剂不能使化学平衡发生移动,B的转化率不变。
6.一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:
mA(g)+nB(g)
pC(g)达到平衡时,维持温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2,当达到新的平衡时,气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍,则下列说法正确的是
A.m+n>p
B.m+n<p
C.平衡向正反应方向移动
D.C的质量分数增加
解析 当气体体积缩小到原来的1/2,假设平衡未发生移动(虚拟出一种中间状态),则C的浓度为原平衡时的2倍,而事实上平衡发生了移动,平衡移动的结果是C的浓度变为原平衡时的1.9倍,则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。
7.(2014·
威海质检)利用低温技术可用于处理废气中的氮氧化物。
在恒容密闭容器中发生下列化学反应:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) ΔH=QkJ·
mol-1(Q<0),有关说法正确的是
A.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大
B.平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中NO的转化率减小
C.单位时间内生成NH3和H2O的物质的量比为2∶3时,反应达到平衡
D.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大
解析 催化剂只能改变化学反应的速率,而不能改变反应物的转化率,A不正确;
其他条件不变,增加NH3的浓度,NO的转化率增大,B不正确;
单位时间内生成NH3和H2O的物质的量比为2∶3,即3v正(NH3)=2v逆(H2O),根据3v正(NH3)=2v正(H2O)可得,v逆(H2O)=v正(H2O),反应达到平衡状态,C正确;
该反应是放热反应,升高温度,平衡常数减小,D不正确。
8.(2014·
成都高三摸底测试)反应I2+I-
I
达到平衡时c(I
)与温度的关系如右图所示。
下列说法正确的是
A.图中反应进行到状态D时,一定是v逆>v正
B.A点和B点的化学平衡常数相同
C.对B点溶液升高温度时,该反应Δv正>Δv逆
D.增大KI溶液浓度有利于I2的溶解
解析 A项,v正>v逆。
B项,A点、B点温度不同,平衡常数不同。
C项,升温,c(I
)减小,平衡左移,正反应为放热反应,所以Δv逆>Δv正。
答案 D
9.在相同温度下,将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中,发生反应:
3H2+N2
2NH3。
表示起始时H2和N2的物质的量之比,且起始时H2和N2的物质的量之和相等。
下列图像正确的是
解析 A中,随着
的增大,氢气含量增多,氢气的平衡转化率降低,A错误;
随着
的增大,氢气含量增多,混合气体的质量减小,B错误;
的增大,氢气含量增多,氮气的平衡转化率增大,C错误;
的增大,氢气含量增多,混合气体的质量减小,则混合气体的密度减小,D正确。
10.反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57kJ·
mol-1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化曲线如图所示。
A.a、c两点的反应速率:
a>c
B.a、c两点气体的颜色:
a深,c浅
C.由状态b到状态a,可以用加热的方法
D.a、c两点气体的平均相对分子质量:
解析 c点压强大于a点压强,故反应速率a<c,A错误;
反应是吸热的,升高温度平衡正向移动,NO2的体积分数增大,C正确;
增大压强平衡逆向移动,气体平均相对分子质量是增大的(a<c),D错误。
11.已知反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0。
某温度下,将2molSO2和1molO2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。
则下列说法正确的是
A.由图甲知,A点SO2的平衡浓度为0.4mol·
L-1
B.由图甲知,B点SO2、O2、SO3的平衡浓度之比为2∶1∶2
C.达平衡后,缩小容器容积,则反应速率变化图象可以用图乙表示
D.压强为0.50MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如丙图,则T2>T1
解析 由图甲知,在A点SO2的转化率是0.80,则平衡时SO2的物质的量为2mol-0.80×
2mol=0.4mol,所以A点SO2的平衡浓度为0.04mol·
L-1,同理可以计算出B点SO2、O2、SO3的平衡浓度分别是0.03mol·
L-1、0.015mol·
L-1、0.17mol·
L-1,故A、B错;
达平衡后,缩小容器容积,各成分的浓度增大,正、逆反应速率都加快,平衡正向移动,故C正确;
丙是一定压强、不同温度下的图像,当温度为T1时先达平衡,说明在条件T1下反应速率快,所以T1>T2,D错。
12.(2014·
石室中学月考)一定条件下,向容积为2L的密闭容器中充入一定量A和足量B,发生反应如下:
2A(g)+B(s)2C(g),测得相关数据如下,分析可知下列说法不正确的是
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
反应温度/℃
800
850
c(A)起始/mol·
1
2
c(A)平衡/mol·
0.5
0.85
放出的热量/kJ
a
b
c
A.实验Ⅲ的化学平衡常数K<1
B.实验放出的热量关系为b=2a
C.实验Ⅲ在30min达到平衡,30min内A的速率:
v(A)=0.0025mol·
min-1
D.当容器内气体密度不随时间而变化时上述反应达到平衡
解析 实验Ⅰ和实验Ⅲ比较,温度越高,A的平衡浓度越大,说明升温,平衡左移,正反应为放热反应,800℃时K=
=
=1。
A项,升温,平衡左移,K<1。
B项,由于是等体积反应,所以b=2a。
C项,v(A)=
=0.005mol·
D项,只有达到平衡时,气体的总质量才保持不变,密度才保持不变。
二、非选择题(共40分)
13.(12分)一定条件下,体积为1L的密闭容器中发生如下反应:
SiF4(g)+2H2O(g)
SiO2(s)+4HF(g)
ΔH=+148.9kJ·
(1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是________(填字母序号)。
a.v消耗(SiF4)=4v生成(HF)
b.容器内气体压强不再变化
c.容器内气体的总质量不再变化
d.HF的体积分数不再变化
(2)反应过程中测定的部分数据如下表(表中t2>t1)所示。
反应时间/min
n(SiF4)/mol
n(H2O)/mol
1.20
2.40
t1
0.80
t2
1.60
通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态:
_________________________________________________________________________。
(3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大,该反应________(填序号)。
a.一定向正反应方向移动
b.一定向逆反应方向移动
c.一定是减小压强造成的
d.一定是升高温度造成的
e.SiF4的平衡转化率一定增大
解析
(1)反应过程中任何时刻v消耗(SiF4)=4v生成(HF)。
(2)0~t1min,反应消耗的SiF4为0.40mol,根据已知反应可确定消耗的H2O为0.80mol,故a=1.60mol,t2min时,H2O仍为1.60mol,故b=0.80mol。
由此可判断t1时该反应已经达到化学平衡状态。
答案
(1)bcd
(2)a=1.60(或b=0.80),说明在一定条件下,t1~t2时各组分的浓度(或物质的量)均已不再发生改变,则t1时反应已经达到化学平衡状态 (3)ade
14.(14分)在一个体积为2L的密闭容器中,高温下发生反应:
Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g)。
其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化关系如图所示。
(1)反应在1min时第一次达到平衡状态,固体的质量增加了3.2g。
用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)=________。
(2)反应进行至2min时,若只改变温度,曲线发生的变化如图所示,3min时再次达到平衡,则ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)5min时再充入一定量的CO(g),平衡发生移动。
下列说法正确的是________(填写编号)。
a.v正先增大后减小 b.v正先减小后增大
c.v逆先增大后减小d.v逆先减小后增大
表示n(CO2)变化的曲线是________(填写图中曲线的字母编号)。
(4)请用固态物质的有关物理量来说明该反应已经达到化学平衡状态:
_____________________________________________________________________。
解析
(1)Fe―→FeO,固体质量增加3.2g,说明生成FeO0.2mol,v(CO2)=
=0.1mol·
(2)由于建立新平衡时CO物质的量增加,可知升高温度,平衡正向移动,说明正反应吸热。
(3)充入CO,CO浓度增大,逆反应速率增大,之后逐渐减小;
5min时CO2浓度不变,正反应速率不变,平衡逆向移动,CO2浓度增大,正反应速率逐渐增大。
答案
(1)0.1mol·
min-1
(2)> (3)c b (4)Fe(或FeO)的质量(或物质的量)保持不变;
或固体总质量保持不变
15.(14分)(2014·
棠湖中学高三阶段评估)
(1)一定条件下,发生反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),向2L密闭容器中通入2molCO(g)、1molH2O(g),2min后反应达到平衡时,测得CO的物质的量为1.6mol,用H2O(g)表示该反应速率为____________,此温度下,该反应的平衡常数为________。
若往容器中再加入2molCO(g),则重新达到平衡时的CO总转化率________20%(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在一密闭容器中发生反应2NO2
2NO+O2 ΔH>0,反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如下图所示:
若曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况,则曲线B此条件可能是________(填“增大压强”、“减小压强”、“升高温度”、“降低温度”或“使用催化剂”)。
(3)一定温度下,在密闭容器中N2O5可发生下列反应:
①2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g)
②2NO2(g)
2NO(g)+O2(g)
若达平衡时,c(NO2)=0.6mol·
L-1,c(O2)=1.3mol·
L-1,则反应②中NO2的转化率为________。
解析
(1)v(H2O)=
min-1,K=
=0.1667,再加入CO,其自身转化率要减小。
(3)升温,平衡右移,c(NO2)减小。
2N2O5(g)
a00
a-2x4xx
2NO2(g)
4x00
4x-2y2yy
,
所以:
×
100%=
100%=71.88%。
min-1 0.1667 <
(2)升高温度 (3)71.88%
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