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版高考化学练习刷题小卷练23
刷题小卷练23 化学平衡的影响因素及图像分析
小题保分练
1.[2019·天津一中月考]向2L的恒温密闭容器中投入2molA和1molB,发生可逆反应:
3A(g)+2B(s)2C(g)+D(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0)。
下列说法正确的是( )
A.升高温度,正反应速率增大,故平衡正向移动
B.混合气体的密度不再变化能证明该反应达到化学平衡状态
C.增加c(A),平衡正向移动,反应的平衡常数增大
D.该反应达到平衡时,3v生成(A)=2v生成(C)
答案:
B
解析:
该反应的正反应为放热反应,升高温度,正、逆反应速率均增大,但平衡逆向移动,A错误。
B是固体,反应正向进行,混合气体的密度增大,反应逆向进行,混合气体的密度减小,故混合气体的密度不变时该反应达到平衡状态,B正确。
增加c(A),平衡正向移动,由于温度不变,则该反应的平衡常数不变,C错误。
达到平衡时,A、C表示的正、逆反应速率之比等于其化学计量数之比,则有2v生成(A)=3v生成(C),D错误。
2.天然气与二氧化碳在一定条件下反应制备合成气(CO+H2)的原理是CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH>0。
该反应达到平衡之后,为了提高CH4的转化率,下列措施正确的是( )
A.增大压强B.升高温度
C.增大CO浓度D.更换高效催化剂
答案:
B
解析:
增大压强,平衡左移,甲烷转化率降低,A项错误;升高温度,平衡右移,甲烷的转化率增大,B项正确;增大CO浓度,平衡左移,CH4的转化率减小,C项错误;更换催化剂,只能改变化学反应速率,平衡不移动,CH4的转化率不变,D项错误。
3.[2019·山东济宁模拟]将0.2mol·L-1的KI溶液和0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合充分反应后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2的是( )
A.向混合液中滴入KSCN溶液,溶液变红色
B.向混合液中滴入AgNO3溶液,有黄色沉淀生成
C.向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成
D.向混合液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝色
答案:
A
解析:
将0.2mol·L-1的KI溶液和0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合,充分反应后Fe3+完全反应,I-有剩余,若不是可逆反应,Fe3+全部转化为Fe2+,则溶液中无Fe3+。
向反应后混合液中滴入KSCN溶液,溶液变红色,证明混合液中含有Fe3+,该反应为可逆反应,故溶液中存在化学平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2。
4.[2019·黑龙江哈尔滨三中验收]可逆反应A(g)+B(g)2C(g),反应过程中混合物中C的百分含量与温度的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.正反应速率:
v(T3)>v(T4)>v(T2)
B.化学平衡常数:
K(T4)>K(T3)
C.由T1向T2变化时,v正>v逆
D.该可逆反应的正反应为吸热反应
答案:
C
解析:
温度升高,反应速率加快,故正反应速率v(T4)>v(T3)>v(T2),A错误。
由图可知,T3时C的百分含量达最大值,随后升高温度,C%减小,说明平衡逆向移动,平衡常数减小,则平衡常数K(T4) T3之前是平衡建立过程,此时反应正向进行,则有v正>v逆,C正确。 T3达到平衡状态后,升高温度,C%减小,平衡逆向移动,则有ΔH<0,该反应的正反应是放热反应,D错误。 5.[2019·陕西西安八校联考]在密闭容器中,一定量混合气体发生反应xA(g)+yB(g)zC(g),达到平衡时,测得A的浓度为0.5mol·L-1;在温度不变的条件下,将容器的体积扩大到原来的2倍,重新达到平衡,测得A的浓度降低为0.3mol·L-1,下列有关判断正确的是( ) A.x+y B.平衡向正反应方向移动 C.B的浓度增大 D.C的体积分数减小 答案: D 解析: 在温度不变的条件下,将容器的体积扩大到原来的2倍,重新达到平衡,若平衡不移动,则c(A)应为0.25mol·L-1,而实际上测得A的浓度为0.3mol·L-1,说明扩大容器的体积、减小压强时,平衡逆向移动,则有x+y>z,A、B均错误。 平衡逆向移动,但容器体积增大程度更大,c(B)减小,C错误。 平衡逆向移动,气体总物质的量增大,且n(C)减小,故C的体积分数减小,D正确。 6.[2019·广东惠州模拟]将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡: X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH<0。 当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( ) 选项 改变条件 新平衡与原平衡比较 A 升高温度 X的转化率变小 B 增大压强 X的浓度变小 C 充入一定量Y Y的转化率增大 D 使用适当催化剂 X的体积分数变小 答案: A 解析: 升高温度,平衡逆向移动,则X的转化率变小,A正确。 增大压强,平衡正向移动,由于容器的体积减小,则达到新平衡后X的浓度仍变大,B错误。 充入一定量的Y,平衡正向移动,X的转化率增大,但Y的转化率减小,C错误。 使用适当催化剂,可改变化学反应速率,但平衡不移动,则X的体积分数不变,D错误。 7.[2019·湖南醴陵联考]在容积一定的密闭容器中,充入一定量的NO和足量碳发生化学反应C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示,则下列说法正确的是( ) A.该反应的ΔH>0 B.在T2时,若反应体系处于状态D,则此时v正>v逆 C.若状态B、C、D的压强分别为pB、pC、pD,则有pC=pD>pB D.若该反应为T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1 答案: B 解析: 由图可知,温度越高,平衡时c(NO)越大,说明升高温度,平衡逆向移动,则有ΔH<0,A错误。 T2时达到平衡状态,c(NO)处于B点,若反应体系处于状态D,此时反应正向进行,使c(NO)最终减小到B点状态,则有v正>v逆,B正确。 该反应前后气体体积不变,压强和温度成正比例关系,B和D点的温度均为T2,则有pD=pB;C点温度高于D点,则有pC>pD,综上可得压强: pC>pD=pB,C错误。 该反应的ΔH<0,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,由于T1 8.[2019·山东临沭一中调研]已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0。 在一定温度和压强下于密闭容器中,该反应达到平衡。 下列叙述错误的是( ) A.保持容器容积不变,充入一定量的N2(g),n(H2)不变 B.减小压强,c(CO2)减小 C.升高温度, 的值减小 D.更换高效催化剂,CO的转化率增大 答案: D 解析: 恒容条件下,充入一定量的N2(g),平衡不移动,则n(H2)不变,A正确。 减小压强,平衡不移动,由于容器的体积增大,则c(CO2)减小,B正确。 该反应的ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,c(CO)增大,而c(CO2)减小,故 的值减小,C正确。 更换高效催化剂,化学反应速率增大,但平衡不移动,则CO的转化率不变,D错误。 9.[2019·天津和平区模拟]对反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH,反应特点与对应的图像的说法中不正确的是( ) A.图甲中,若p1>p2,则在较低温度下有利于该反应自发进行 B.图乙中,若T2>T1,则ΔH<0且a+b=c+d C.图丙中,t1时刻改变的条件一定是使用了催化剂 D.图丁中,若ΔH<0,则纵坐标不可能表示的是反应物的转化率 答案: C 解析: 图甲中压强一定时,温度越高,平衡体系中A%越大,说明升高温度,平衡逆向移动,则有ΔH<0;若p1>p2,温度一定时,压强越大,平衡体系中A%越小,则有a+b>c+d,ΔS<0;若使ΔH-TΔS<0,则在较低温度下有利于该反应自发进行,A正确。 图乙中温度一定时,增大压强,A的平衡转化率不变,则有a+b=c+d;压强一定时,若T2>T1,温度越高,A的平衡转化率越小,说明升高温度,平衡逆向移动,则有ΔH<0,B正确。 图丙中t1时刻,改变条件后v正、v逆同等程度地改变,平衡不移动,则改变的条件可能是使用了催化剂,若a+b=c+d改变的条件也可能是增大了压强,C错误。 图丁中温度为T1时先达到平衡状态,则温度: T1>T2;若ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,反应物的转化率降低,故纵坐标不可能表示的是反应物的转化率,D正确。 10.[2019·湖北荆州质检]下列叙述与对应的图相符的是( ) A.图甲表示反应: 4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH<0,在其他条件不变时,改变起始物CO的物质的量对此反应平衡的影响,则有T1 B.图乙表示某条件对2A(g)+B(g)3C(g)的影响,乙一定使用了催化剂 C.图丙表示的某可逆反应是吸热反应,该图表明催化剂能改变反应的焓变 D.图丁表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中,不同温度下分别发生反应2NO2(g)N2O4(g),相同时间后测得NO2含量的曲线,则该反应的ΔH>0 答案: A 解析: A中反应的ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,平衡时φ(N2)减小,则有T1 B中反应是反应前后气体总分子数不变的反应,乙比甲达到平衡的时间缩短,但平衡不移动,则乙可能是使用了催化剂或增大压强,B错误。 反应物具有的能量低于生成物具有的能量,则该反应是吸热反应;催化剂只能改变反应的活化能,不能改变反应的焓变,C错误。 图丁中φ(NO2)达到最小值时反应达到平衡状态,随后升高温度,φ(NO2)增大,说明平衡逆向移动,则该反应的ΔH<0,D错误。 11.[2019·山东滨州模拟]在一定温度下,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。 改变起始时n(SO2)对反应的影响如图所示。 下列说法正确的是( ) A.SO2的起始量越大,混合气体中SO3的体积分数越大 B.a、b、c三点中,a点时SO2的转化率最高 C.a、b、c三点的平衡常数: Kb>Kc>Ka D.b、c点均为化学平衡点,a点未达到平衡且反应正向进行 答案: B 解析: 根据图像可知SO2的起始量越大,混合气体中SO2的体积分数不一定变大,A错误。 SO2越少,O2越多,则SO2的转化率越大,a点转化率最大,B正确。 已知该反应在一定温度下进行,温度不变,平衡常数不变,故Ka=Kb=Kc,C错误。 a、b、c三点均为平衡点,D错误。 12.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: 第一阶段,50℃时,反应速率较快且Ni(CO)4为气态,能从反应体系中分离出来,B项正确;增加c(CO),平衡正向移动,但平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,A项错误;相同温度下,第二阶段与第一阶段的平衡常数互为倒数,则230℃时,第二阶段的平衡常数K′=5×104,反应进行的程度大,故Ni(CO)4分解率较高,C项错误;该反应达到平衡时,4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO),D项错误。 13.[2019·咸阳摸底]某可逆反应达到平衡后,在t0时刻改变条件,其反应速率与时间(t)的关系如图所示。 图像对应各点的正反应速率最大的是( ) A.mB.nC.eD.f 答案: D 解析: 根据图像知,t0时改变条件,平衡向左移动,逆反应速率逐渐减小,正反应速率逐渐增大,当达到平衡时,正反应速率最大,即f点对应的正反应速率最大。 14.[2019·合肥一检]在一恒温恒压的密闭容器中发生反应: M(g)+N(g)2R(g) ΔH<0,t1时刻达到平衡,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图所示。 下列说法不正确的是( ) A.t1时刻的v(正)小于t2时刻的v(正) B.t2时刻改变的条件是向密闭容器中加R C.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,M的体积分数相等 D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,反应的平衡常数相等 答案: A 解析: 据图分析,恒温恒压下t2时刻改变某一条件,逆反应速率瞬间增大,再次建立的平衡与原平衡等效,根据等效平衡原理,t2时刻改变的条件是向密闭容器中加入R,B项正确;t1时刻反应达到平衡,v(正)=v(逆),而t2时刻加入了R,v(正)瞬时减小,v(逆)瞬间增大,故t1时刻的v(正)大于t2时刻的v(正),A项错误;Ⅰ、Ⅱ两过程达到的平衡等效,M的体积分数相等,C项正确;Ⅰ、Ⅱ两过程的温度相同,则反应的平衡常数相等,D项正确。 15.[2019·日照质量检测]T℃时,在恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO,在催化剂作用下发生反应: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。 反应达到平衡时,CH3OH的体积分数与 的关系如图所示。 下列说法正确的是( ) A.反应达平衡时,升高体系温度,CO转化率升高 B.反应达平衡时,再充入一定量的Ar,平衡右移,平衡常数不变 C.容器内混合气体的密度不再变化说明该反应达到平衡状态 D. =2.5时达到平衡状态,CH3OH的体积分数可能是图中的F点 答案: D 解析: 气体投料比等于化学计量数之比时,平衡时生成物的体积分数最大,当 =2.5时,达到平衡状态,CH3OH的体积分数比C点时对应的CH3OH的体积分数小,可能是图中的F点,D项正确。 该反应的ΔH<0,反应达平衡时,升高体系温度,平衡逆向移动,CO的转化率降低,A项错误;该反应在T℃下在恒容密闭容器中进行,反应达平衡时,再充入一定量Ar,平衡不移动,温度不变平衡常数不变,B项错误;因该反应前后均是气体,故混合气体的总质量不变,又容器容积不变,故混合气体的密度始终保持不变,C项错误。 16.[2019·陕西摸底]在一定条件下,利用CO2合成CH3OH的反应为: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1,研究发现,反应过程中会发生副反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2,温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。 下列说法中不正确的是( ) A.ΔH1<0,ΔH2>0 B.增大压强有利于加快合成反应的速率 C.生产过程中,温度越高越有利于提高CH3OH的产率 D.合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K= 答案: C 解析: 由题图可知,随着温度的升高,CH3OH的产率逐渐减小,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)平衡逆向移动,则ΔH1<0;CO的产率随温度的升高而逐渐增大,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)平衡正向移动,则ΔH2>0,A项正确,C项错误;对于有气体参与的反应,压强越大反应速率越快,所以增大压强有利于加快合成反应的速率,B项正确;合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K= ,D项正确。 17.[2019·湖北郴州第三次质量检测]在容积均为1L的三个密闭容器中,分别放入铁粉并充入1molCO,控制在不同温度下发生反应: Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g),当反应进行到5min时,测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。 下列说法一定正确的是( ) A.反应进行到5min时,b容器中v(正)=v(逆) B.正反应为吸热反应,平衡常数: K(T1)>K(T2) 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 答案: C 解析: 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。 18.[2019·浙江宁波重点学校联考]碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g)。 在温度、容积恒定的反应体系中,CO浓度随时间的变化关系如图曲线甲所示。 下列说法不正确的是( ) A.当反应达到平衡时,存在关系: 3v正(N2)=v逆(CO) B.c点切线的斜率表示该化学反应在t0时刻的瞬时速率 C.从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率 D.若维持体积、温度不变,减少Al2O3起始投入量,则可用曲线乙(虚线部分)表示CO浓度变化 答案: D 解析: 该反应达到平衡状态时,v正(N2)、v逆(CO)代表的正、逆反应速率之比等于其化学计量数之比,则有3v正(N2)=v逆(CO),A正确。 c点切线的斜率代表CO在t0时刻的瞬时速率,B正确。 根据a、b两点对应的横坐标确定反应时间间隔Δt,根据a、b两点对应的纵坐标确定Δc(CO),并根据v= 计算该时间内的平均反应速率,C正确。 维持体积、温度不变,减少Al2O3起始投入量,N2的投入量不变,则对反应速率无影响,c(CO)的变化仍为曲线甲,D错误。 课时增分练 1.勒夏特列原理又名“化学平衡移动原理”、“勒沙特列原理”,由法国化学家勒夏特列于1888年发现。 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) A.工业上,合成氨生产中选择高压条件 B.实验室用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢 C.工业上,常用铁(或铝)容器盛装浓硫酸 D.夏天,打开冰镇啤酒瓶盖后产生大量泡沫 答案: C 解析: A项,合成氨是可逆反应,增大压强,平衡向合成氨的方向移动,有利于提高氨的产率;B项,氯气与水反应存在平衡,饱和食盐水除杂的原理是氯离子可以抑制氯气与水反应;C项,常温下,铁或铝遇浓硫酸均会发生钝化现象,不存在可逆反应;D项,打开瓶盖,相当于减小压强,同时外界温度较冰镇啤酒高,温度升高,促进溶液中碳酸分解,逸出CO2。 2.[2019·湖南长郡中学月考]在恒容密闭容器中,反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0达到平衡后,改变某条件,下列说法正确的是( ) A.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增加,平衡逆向移动 B.升高温度,可提高CO2的转化率 C.增加H2的浓度,可提高CO2的转化率 D.改用高效催化剂,可增大反应的平衡常数 答案: C 解析: 升高温度,正、逆反应速率均增大,由于该反应的ΔH<0,则平衡逆向移动,A错误。 升高温度,平衡逆向移动,CO2的转化率降低,B错误。 增加H2的浓度,平衡正向移动,则CO2的转化率提高,C正确。 改用高效催化剂,可提高反应速率,由于温度不变,则该反应的平衡常数不变,D错误。 3.[2019·湖北八校联考]已知X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0。 反应发生后,t1时达到平衡,t2时改变条件,t3时达到新平衡,则t2时改变的条件可能是( ) A.升高温度 B.减小Z的浓度 C.增大压强 D.增大X或Y的浓度 答案: A 解析: 由图可知,t2时改变条件,X或Y的浓度逐渐增大,Z的浓度逐渐减小。 该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,X和Y的浓度增大,Z的浓度减小,A符合题意。 减小Z的浓度,平衡正向移动,X、Y的浓度逐渐减小,B不符合题意。 增大压强,平衡不移动,但容器的体积缩小,X、Y、Z的浓度均增大,C不符合题意。 增大X或Y的浓度,平衡正向移动,则Z的浓度增大,D不符合题意。 4.[2019·山东省实验中学模拟]可逆反应aA(g)+bB(s)cC(g)+dD(g),其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)或压强(p)的关系如图所示,其中正确的是( ) A.使用催化剂,C的物质的量分数增加 B.升高温度,平衡向正反应方向移动 C.化学方程式的化学计量数: a D.根据图像无法确定改变温度后平衡移动方向 答案: C 解析: 催化剂能改变反应速率,但不能使平衡移动,故使用催化剂,C的物质的量分数不变,A错误。 根据“先拐先平数值大”的规律可知,甲图中T1 根据“先拐先平数值大”的规律可知,乙图中p2>p1,压强增大,φ(C)减小,说明增大压强,平衡逆向移动,由于B是固体,则化学计量数a 该反应中ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,D错误。 5.T℃时在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。 反应过程中X、Y、Z的浓度变化如图Ⅰ所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2(T2>T1)时,Y的体积分数(或Y的物质的量分数)与时间的关系如图Ⅱ所示。 则下列结论正确的是( ) A.容器中发生的反应可表示为4X(g)+Y(g)2Z(g) B.反应进行的前3min内,用X表示的反应速率v(X)=0.3mol·L-1·min-1 C.升高温度,反应的化学平衡常数K增大 D.若改变反应条件,使反应进程如图Ⅲ所示,则改变的条件是增大压强 答案: C 解析: 由题图Ⅰ可知,0~3min内,X减小0.6mol,Y减少0.2mol,Z增加0.4mol,根据同一反应中不同物质的化学计量数之比等于物质的量变化之比,知X、Y、Z的化学计量数之比为0.6: 0.2: 0.4=3: 1: 2,故化学方程式为3X(g)+Y(g)2Z(g),A项错误;反应进行的前3min内,v(X)= =0.1mol·L-1·min-1,B项错误;根据题图Ⅱ知,温度升高,Y的体积分数减小,说明3X(g)+Y(g)2Z(g)平衡正向移动,平衡常数增大,C项正确;由题图Ⅰ和题图Ⅲ知,达到平衡时,反应物和生成物的物质的量的变化量保持不变,但达到平衡所用时间减少,说明改变的条件不影响化学平衡的移动,只影响反应速率,且该反应是气体分子数减小的反应,所以改变的条件只能是使用了催化剂,D项错误。 6.在387℃时,容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的体积相等且恒容条件下按下表投入起始物质,发生反应: 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),容器Ⅰ中开始时正反应速率大于逆反应速率。 CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) Ⅰ 0.10mol 0.15mol 0.15mol Ⅱ 0.40mol 0 0 Ⅲ 0.60mol 0 0 下列推断正确的是(
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