高中化学化学平衡解析.docx
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高中化学化学平衡解析
绝密★启用前
高中化学
化学平衡专题
题号
一
二
总分
得分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人
得分
一.选择题(共16小题)
1.反应A2+3B2⇌2AB3以下表示的反应速率中,速率最大的是( )
A.υ(A2)=0.4mol•L﹣1•min﹣1B.υ(B2)=1.2mol•L﹣1•min﹣1
C.υ(AB3)=0.6mol•L﹣1•min﹣1D.υ(AB3)=0.9mol•L﹣1•min﹣1
2.氢气可通过下列反应制得:
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H<0,为了提高氢气在平衡体系中所占的比例,可采取的措施是( )
A.减小压强B.降低温度C.更换催化剂D.减小H2的浓度
3.﹣定温度下,反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)在一个体积可变的密闭容器中达到平衡.充入一定量H2并增大容器体积,维持容器的温度和H2的浓度不变,则达到新平衡时CO的转化率跟原平衡相比( )
A.增大B.不变C.减小D.无法判断
4.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述正确的是( )
A.化学方程式为:
2M⇌N
B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率等于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M浓度的3倍
5.有温度和容积均相同的两容器Ⅰ、Ⅱ,向Ⅰ中加入1molNO2,Ⅱ中加入2molNO2,都将发生反应2NO2(g)⇌N2O4(g),反应达到平衡时,测得Ⅰ中NO2的转化率为a%,Ⅱ中NO2的转化率为b%,则a、b的关系为( )
A.a<bB.a>bC.a=bD.无法确定
6.一定条件下存在反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H>0.向甲、丙两个恒容容器中加入一定量C和H2O(g),向乙恒容容器中加入一定量CO和H2,各容器中温度、反应物的起始量如表,甲、丙反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化如图.
容器
甲
乙
丙
容积
0.5L
0.5L
V
温度
T1℃
T2℃
T1℃
起始量
2molC、
1molH2O(g)
1molCO、
1molH2
4molC、
2molH2O(g)
下列说法正确的是( )
A.丙容器的容积V<0.5L
B.甲容器中,反应在前15min内的平均反应速率v(H2)=0.15mol•L﹣1•min﹣1
C.当温度为T1℃时,反应的平衡常数K=2.25
D.乙容器中,若平衡时n(H2O)=0.3mol,则T1<T2
7.能够说明在恒温恒容下的密闭容器中,反应2SO2+O2⇌2SO3,已达平衡状态的标志是( )
A.SO2和SO3的物质的量浓度相等
B.反应容器内气体的密度不随时间变化而变化
C.单位时间内生成2molSO3时,同时生成lmolO2
D.容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:
l:
2
8.在体积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)⇌zC(g),图1表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系,图2表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A):
n(B)的变化关系.则下列结论正确的是( )
A.200℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.04mol•L﹣1•min﹣1
B.图2所知反应xA(g)+yB(g)⇌zC(g)的△H>0,且a=1
C.若在图1所示的平衡状态下,再向体系中充入He,此时v正>v逆
D.200℃时,向容器中充入2molA和1molB,达到平衡时,A的体积分数小于0.5
9.下列各图示与对应的描述相符合的是( )
A.图甲表示分别稀释pH=11的NaOH溶液和氨水时溶液pH的变化,图中b>a=100
B.图乙表示某化学平衡的移动,在t1时改变的条件一定是加入催化剂
C.图丙表示平衡2NO2(g)⇌N2O4(g)在t1时迅速将体积缩小后c(N2O4)的变化
D.图丁表示CH3COOH溶液中通入NH3至过量的过程中溶液导电性的变化
10.氯酸钾和亚硫酸氢钾能发生氧化还原反应:
ClO3﹣+3HSO3﹣=3SO42﹣+Cl﹣+3H+,已知该反应的速率随溶液酸性的增强而加快.如图为用ClO3﹣在单位时间内的物质的量浓度的变化来表示该反应速率的速率﹣时间图象.下列说法不正确的是( )
A.反应开始时速率增大可能是c(H+)增大引起的
B.纵坐标为v(H+)的速率﹣时间曲线与图中曲线不能完全重合
C.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小
D.图中阴影部分“面积”为t1至t2时间内的ClO3﹣的物质的量的减小值
11.在密闭容器中发生反应:
X+2Y⇌2Z(△H<0),其中Z显气态,且Z在平衡混合气中的体积分数(Z%)与温度(T)、压强(P)的关系如图,下列判断正确的是( )
A.Y一定呈气态
B.T1大于T2
C.升高温度,该反应的化学平衡常数增大
D.当c(X):
c(Y):
c(Z)=1:
2:
2时,反应达到平衡状态
12.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Φ(C)和温度(T)或压强(P)关系如图,其中正确的是( )
A.降低温度,平衡正向移动
B.使用催化剂,Φ(C)增加
C.化学方程式系数a+b<c+d
D.其它条件不变,加入B,平衡正向移动
13.两个容积均为10L的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中发生反应:
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),起始物质的量见下表.实验测得两容器不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度如图所示,下列说法错误的是( )
容器
起始物质的量
NO
CO
Ⅰ
1mol
0.5mol
Ⅱ
2mol
1mol
A.反应N2(g)+2CO2(g)⇌2NO(g)+2CO(g)的△H<0,△S>0
B.P点的速率比M点慢
C.M、N两点容器内的压强:
P(M)<2P(N)
D.N点的平衡常数为44.4
14.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)⇌Y(g)+Z(s),以下不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.反应容器中Y的质量分数不变
C.体系压强不再变化
D.Z的浓度不再变化
15.在容积一定的密闭容器中,可逆反应A2(g)+B2(g)⇌xC(g).符合如图Ⅰ所示关系.由此推断,对图Ⅱ的正确说法是( )
A.P3<P4,Y轴表示A2的转化率
B.P3<P4,Y轴表示A2的浓度
C.P3>P4,Y轴表示混合气的密度
D.P3>P4,Y轴表示混合气的平均摩尔质量
16.下列事实不能用勒沙特列原理解释的是( )
A.合成氨工业选择的反应条件不是室温,是500℃左右
B.配制氯化铁溶液时,将氯化铁加入盐酸中,然后加水稀释
C.实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.硫酸工业中,使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
第Ⅱ卷(非选择题)
请点击修改第Ⅱ卷的文字说明
评卷人
得分
二.填空题(共7小题)
17.在一定条件下,反应xA+yB⇌zC达到平衡:
(1)若A、B、C均为气体,加压不移动,则x、y、z间的关系是 ;
(2)若A、B、C均为气体,减压后平衡向逆反应方向移动,则x、y、z间的关系是 ;
(3)已知C是气体,且x+y=z,在增大压强时,若平衡发生移动,则一定向 (填“正”或“逆”)反应方向移动;
(4)已知B、C是气体,当其他条件不变时,增大A的物质的量,平衡不移动,则A为 态.
(5)加热后C的质量分数减少,则正反应是 (填“放热”或“吸热”)反应.
18.反应A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)过程中的能量变化如下图所示,回答下列问题.
(1)该反应是 反应(填“吸热”或“放热”).
(2)当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?
(填“有”、或“无”)
(4)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:
E1 ,E2 (填“增大”、“减小”或“不变”).
19.NO2与SO2混合可发生反应:
NO2+SO2⇌SO3+NO.在100℃1molNO2与1molSO2的混合气体置于绝热(不与外界进行热交换)恒容密闭容器中发生上述反应,①正反应速率随时间变化的趋势如图所示,则下列说法正确的是 (填字母).
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度:
a点小于b
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.△t1=△t2时,SO2的消耗量:
a~b段大于b~c段
②判断此反应达到平衡的标志是
A.体系的压强不再发生变化B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变D.各组分的物质的量浓度不再改变
E.体系的温度不再发生变化F.v(NO2)正=v(NO)逆.
20.汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H>0,已知该反应在240℃,平衡常数K=64×10﹣4.请回答:
(1)某温度下,向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol,5分钟后O2的物质的量为0.5mol,则N2的反应速率为 .
(2)假定该反应是在恒容条件下进行,判断该反应达到平衡的标志 .
A.消耗1molN2同时生成1molO2B.混合气体密度不变
C.混合气体平均相对分子质量不变D.2v正(N2)=v逆(NO)
(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,如图变化趋势正确的是 (填字母序号).
(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态.与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数 .(填“变大”、“变小”或“不变”)
(5)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10﹣1mol/L、4.0×10﹣2mol/L和3.0×10﹣3mol/L,此时反应 (填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),理由是 .
21.气态可逆反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),符合下图,试用“>”或“<”填
(1)~(3)题.
(1)温度T1 T2.
(2)压强p1 p2.
(3)m+n p+q.(4)正反应为 反应(填“放热”或“吸热”).
22.已知A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
|温度/℃
700
900
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题:
(1)△H 0(填“<”“>”“=”);
(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A浓度变化0.018mol•L﹣1.则6s时c(A)= mol•L﹣1,C的物质的量为 mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为 ,如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气,平衡时A的转化率为 ;
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确选项前的字母):
a.压强不随时间改变b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时问改变d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g)⇌A(g)+B(g)的平衡常数的值为 .
23.某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示.据此回答:
①该反应的化学方程式为 ;
②从开始至2min,Z的平均反应速率为 mol/(L•min);
③改变下列条件,可以加快化学反应速率的有
A、升高温度B、减小物质X的物质的量C、减小压强
D、增加物质Z的物质的量E、加入某种催化剂.
高中化学
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.反应A2+3B2⇌2AB3以下表示的反应速率中,速率最大的是( )
A.υ(A2)=0.4mol•L﹣1•min﹣1B.υ(B2)=1.2mol•L﹣1•min﹣1
C.υ(AB3)=0.6mol•L﹣1•min﹣1D.υ(AB3)=0.9mol•L﹣1•min﹣1
【分析】反应速率之比等于化学计量数之比,则反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,以此来解答.
【解答】解:
反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,则
A.
=0.4;
B.
=0.4;
C.
=0.3;
D.
=0.45,
显然D中比值最大,反应速率最快,
故选D.
【点评】本题考查化学反应速率的比较,为高频考点,把握反应速率与化学计量数的关系为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意比值法应用及速率单位要统一,题目难度不大.
2.氢气可通过下列反应制得:
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H<0,为了提高氢气在平衡体系中所占的比例,可采取的措施是( )
A.减小压强B.降低温度C.更换催化剂D.减小H2的浓度
【分析】为了提高氢气在平衡体系中所占的比例,可使平衡正向移动,结合外界条件对平衡移动的影响解答该题.
【解答】解:
A.因反应前后体积不变,则减小压强,平衡不移动,故A错误;
B.正反应放热,降低温度,平衡正向移动,故B正确;
C.催化剂不影响平衡移动,故C错误;
D.减小氢气的浓度,平衡正向移动,氢气在平衡体系中所占的比例减小,故D错误.
故选B.
【点评】本题考查学生化学平衡移动原理的应用方面的知识,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握反应的特征以及影响平衡的因素,难度不大.
3.﹣定温度下,反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)在一个体积可变的密闭容器中达到平衡.充入一定量H2并增大容器体积,维持容器的温度和H2的浓度不变,则达到新平衡时CO的转化率跟原平衡相比( )
A.增大B.不变C.减小D.无法判断
【分析】由信息可知,体积可变,充入一定量H2并增大容器体积,维持容器的温度和H2的浓度不变,则平衡不移动,以此来解答.
【解答】解:
若浓度变化,平衡发生移动,由信息可知,体积可变,充入一定量H2并增大容器体积,维持容器的温度和H2的浓度不变,则平衡不移动,可知达到新平衡时CO的转化率跟原平衡相同,即不变,
故选B.
【点评】本题考查化学平衡,为高频考点,把握浓度变化为平衡移动的原因为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意氢气的浓度不变,题目难度不大.
4.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述正确的是( )
A.化学方程式为:
2M⇌N
B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率等于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M浓度的3倍
【分析】在t2时,N的物质的量为4mol,变化4mol,M的物质的量为4mol,变化2mol,反应的方程式为2N⇌M,结合图象解答该题.
【解答】解:
A.在t2时,N的物质的量为4mol,变化4mol,M的物质的量为4mol,变化2mol,反应的方程式为2N⇌M,故A错误;
B.t2时,M、N物质的量还在变化,所以没有达到平衡状态,故B错误;
C.t3时,达到平衡状态,则正逆反应速率相等,故C正确;
D.t1时,N的物质的量为6mol,M的物质的量为3mol,则N的浓度是M浓度的2倍,故D错误;
故选C.
【点评】本题考查化学平衡与图象问题的考查,侧重于学生的分析能力的考查,为高考常见题型,难度中等,注意把握图象曲线变化的趋势以及平衡状态的判断.
5.有温度和容积均相同的两容器Ⅰ、Ⅱ,向Ⅰ中加入1molNO2,Ⅱ中加入2molNO2,都将发生反应2NO2(g)⇌N2O4(g),反应达到平衡时,测得Ⅰ中NO2的转化率为a%,Ⅱ中NO2的转化率为b%,则a、b的关系为( )
A.a<bB.a>bC.a=bD.无法确定
【分析】在温度和容积均相同的两容器,Ⅱ相当于两个Ⅰ达平衡时压缩到一个容器中,即增大压强,平衡正向移动,由此分析解答.
【解答】解:
在温度和容积均相同的两容器,Ⅱ相当于两个Ⅰ达平衡时压缩到一个容器中,即增大压强,平衡正向移动,所以Ⅱ中NO2的转化率大于Ⅰ中NO2的转化率,即a<b,故选A.
【点评】本题考查化学平衡的影响因素,难度中等,注意构建平衡建立的途径是解题的关键,注意理解压强对化学平衡的影响本质.
6.一定条件下存在反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H>0.向甲、丙两个恒容容器中加入一定量C和H2O(g),向乙恒容容器中加入一定量CO和H2,各容器中温度、反应物的起始量如表,甲、丙反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化如图.
容器
甲
乙
丙
容积
0.5L
0.5L
V
温度
T1℃
T2℃
T1℃
起始量
2molC、
1molH2O(g)
1molCO、
1molH2
4molC、
2molH2O(g)
下列说法正确的是( )
A.丙容器的容积V<0.5L
B.甲容器中,反应在前15min内的平均反应速率v(H2)=0.15mol•L﹣1•min﹣1
C.当温度为T1℃时,反应的平衡常数K=2.25
D.乙容器中,若平衡时n(H2O)=0.3mol,则T1<T2
【分析】A、丙容器中起始量为甲的二倍,若容积=0.5L,由于正反应为气体体积增大的反应,加压平衡左移,c(CO)<3mol/L;
B、由图可知,15min内甲容器中CO的浓度变化量为1.5mol/L,根据v=
计算v(CO),再利用速率之比等于化学计量数之比计算v(H2);
C、根据甲容器中反应数据计算T1℃时各物质的平衡浓度,再根据平衡常数K=
计算;
D、比较甲与乙可知,二者达等效平衡,根据甲、乙容器中平衡时n(H2O)的量可知,乙相对于甲平衡向逆反应移动,因为正反应吸热,乙中温度低,即温度T1>T2.
【解答】解:
A、丙容器中起始量为甲的二倍,若容积=0.5L,由于正反应为气体体积增大的反应,加压平衡左移,c(CO)<3mol/L,故丙容器的体积V<0.5L,故A正确;
B、由图可知,15min内甲容器中CO的浓度变化量为1.5mol/L,v(CO)=
=0.1mol•L﹣1•min﹣1,速率之比等于化学计量数之比,所以v(H2)=0.1mol•L﹣1•min﹣1,故B错误;
C、根据甲容器中反应数据计算:
C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)
起始浓度(mol/L)200
转化浓度(mol/L)1.51.51.5
平衡浓度(mol/L)0.51.51.5
T1℃时,反应的平衡常数K=
=
=4.5,故C错误;
D、比较甲与乙可知,二者达平衡是等效的,经计算知甲容器中平衡时n(H2O)=0.25mol,乙容器中,若平衡时n(H2O)=0.4mol,乙相对于甲平衡向逆反应移动,因为正反应吸热,乙中温度低,即温度T1>T2,故D错误;
故选A.
【点评】本题考查化学平衡移动、计算及化学平衡图象,题目难度中等,注意理解图象的纵坐标和横坐标的意义.
7.能够说明在恒温恒容下的密闭容器中,反应2SO2+O2⇌2SO3,已达平衡状态的标志是( )
A.SO2和SO3的物质的量浓度相等
B.反应容器内气体的密度不随时间变化而变化
C.单位时间内生成2molSO3时,同时生成lmolO2
D.容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:
l:
2
【分析】反应2SO2+O2⇌2SO3为气体体积缩小的可逆反应,该反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量不再变化,据此进行解答.
【解答】解:
A.SO2和SO3的物质的量浓度相等,无法判断其浓度是否继续变化,则无法判断是否达到平衡状态,故A错误;
B.该反应过程中密度为定值,不能根据密度判断平衡状态,故B错误;
C.单位时间内生成2molSO3时,同时生成lmolO2,表示的是正逆反应速率,且满足计量数关系,说明达到平衡状态,故C正确;
D.容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:
l:
2,无法判断各组分的物质的量是否继续变化,则无法判断平衡状态,故D错误;
故选C.
【点评】本题考查化学平衡状态的判断,题目难度不大,明确化学平衡状态的特征为解答关键,A、D为易错点,注意明确正逆反应速率相等的含义,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力.
8.在体积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)⇌zC(g),图1表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系,图2表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A):
n(B)的变化关系.则下列结论正确的是( )
A.200℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.04mol•L﹣1•min﹣1
B.图2所知反应xA(g)+yB(g)⇌zC(g)的△H>0,且a=1
C.若在图1所示的平衡状态下,再向体系中充入He,此时v正>v逆
D.200℃时,向容器中充入2molA和1molB,达到平衡时,A的体积分数小于0.5
【分析】A.由图Ⅰ可知,200℃时平衡时,B的物质的量变化量为0.4mol﹣0.2mol=0.2mol,根据v=
计算v(B);
B.由图Ⅱ可知,n(A):
n(B)一定时,温度越高平衡时C的体积分数越大,说明升高温度平衡向正反应移动,据此判断反应热效应;
在一定的温度下只要A、B起始物质的量之比刚好等于平衡化学方程式化学计量数之比,平衡时生成物C的体积分数就最大,由图Ⅰ判断200℃时A、B的起始物质的量,据此计算a的值;
C.恒温恒容条件下,通入氦气反应混合物的浓度不变,平衡不移;
D.200℃时,向容器中充入2molA和1molB达到平衡等效为原平衡增大压强,根据图Ⅰ中A、B、C的物质的量变化量之比等于化学计量数之比确定x、y、z,据此判断增大压强平衡移动方向.
【解答】解:
A.由图Ⅰ可知,200℃时5min达到平衡,平衡时B的物质的量变化量为0.4mol﹣0.2mol=0.2mol,故v(B)=
=0.02mol•L﹣1•min﹣1,故A错误;
B.由图Ⅱ可知,n(A):
n(B)一定时,温度越高平衡时C的体积分数越大,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为吸热反应,即△H>0;图Ⅰ可知,200℃时平衡时,A的物质的量变化量为0.8mol﹣0.4mol=0.4mol,B的物质的量变化量为0.2mol,在一定的温度下只要A、B起始物质的量之比刚好等于平衡化学方程式化学计量数之比,平衡时生成物C的体积分数就最大,A、B的起始物质的量之比=0.4mol:
0.2mol=2,即a=2,故B错误;
C.恒温恒容条件下,通入氦气,反应混合物各组
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