届高三化学总复习跟踪提高训练通用版第24讲 化学平衡状态.docx

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届高三化学总复习跟踪提高训练通用版第24讲化学平衡状态

2019届高三化学总复习跟踪提高训练

第24讲　化学平衡状态

一、选择题

1．（2018·福州校级期末）在一密闭容器中进行反应：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g），已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是（　　）

A．SO2为0.4mol·L－1，O2为0.2mol·L－1

B．SO2为0.25mol·L－1

C．SO3为0.4mol·L－1

D．SO2、SO3均为0.15mol·L－1

解析：

若该时刻向逆反应方向进行，则平衡时c（SO3）大于0、c（SO2）小于0.4mol·L－1、c（O2）小于0.2mol·L－1，故A错误；若该时刻向正反应方向进行，则平衡时c（SO2）和c（O2）均大于0、c（SO3）小于0.4mol·L－1，故C错误；D项不符合S原子守恒。

答案：

B

2．（2018·嘉定区一模）在已处于化学平衡状态的体系中，如果下列量发生变化，其中一定能表明平衡移动的是（　　）

A．反应混合物的浓度　　B.反应物的转化率

C．正、逆反应速率D.反应混合物的压强

解析：

如果化学方程式两边气体的化学计量数相等，增大压强，反应体系的各物质的浓度变大，正、逆反应速率增大，但平衡不移动，故A、C、D错误。

答案：

B

3．（2018·山东模拟）一定温度下，1molX和nmolY在容积为2L的密闭容器中发生如下反应：

X（g）＋Y（g）

2Z（g）＋M（s），5min后达到平衡，此时生成2amolZ。

下列说法正确的是（　　）

A．将容器压缩时，正、逆反应速率均不变

B．5min内平均反应速率v（X）＝0.2amol/（L·min）

C．向平衡后的体系中加入1molM（s），平衡向逆反应方向移动

D．当混合气体的质量不再发生变化时，说明反应达到平衡状态

解析：

将容器压缩时，压强增大，正、逆反应速率均增大，A错误；5min后达到平衡，生成2amolZ，则Δn（X）＝2amol×

＝amol，Δc（X）＝

＝0.5amol/L，故v（X）＝

＝0.1amol/（L·min），B错误；因改变固体和纯液体的物质的量并不会改变浓度，因此化学平衡并不移动，C错误；W为固体，随反应进行，反应混合气体的质量减小，混合气体的质量不变，说明达到平衡，D正确。

答案：

D

4．（2018·长春一模）在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应：

X（g）＋Y（g）

2Z（g）　ΔH＜0。

一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：

t/min

2

4

7

9

n（Y）/mol

0.12

0.11

0.10

0.10

下列说法正确的是（　　）

A．反应前2min的平均速率v（Z）＝2.0×10－3mol/（L·min）

B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v（逆）＞v（正）

C．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.32mol气体X和0.32mol气体Y，到达平衡时，n（Z）＜0.24mol

D．其他条件不变，向平衡体系中再充入0.16mol气体X，与原平衡相比，达到新平衡时，气体Y的转化率增大，X的体积分数增大

解析：

2min内Δn（Y）＝（0.16－0.12）mol＝0.04mol，因此Δn（Z）＝0.08mol，Δc（Z）＝

＝0.008mol/L，v（Z）＝

＝0.004mol/（L·min），故A错误；该反应正反应是放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，反应达到新平衡前v（逆）＜v（正），故B错误；X（g）＋Y（g）===2Z（g），图表数据分析平衡后消耗Y为0.16mol－0.10mol＝0.06mol，生成Z为0.12mol，保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.32mol气体X和0.32mol气体Y，等效为在原平衡基础上增大压强，反应前后气体的体积不变，平衡不移动，到达平衡时，n（Z）＝0.24mol，故C错误；充入0.16mol气体X，平衡正向移动，Y的转化率增大，X的体积分数增大，故D正确。

答案：

D

5．（2018·浦东新区一模）在恒温密闭容器中，反应3Fe（s）＋4H2O（g）

Fe3O4（s）＋4H2（g）达到平衡，保持温度不变，加入少量水蒸气，体系重新达到平衡，下列说法正确的是（　　）

A．水蒸气的体积分数增大　B.氢气的浓度增大

C．平衡常数变大D.铁的质量增大

解析：

因为铁为固体，所以加入少量水蒸气，相当于在恒温密闭容器中增加压强，与原平衡等效，所以水蒸气的体积分数不变，故A错误；加入少量水蒸气，则反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动，所以氢气的浓度增大，铁的质量变小，故B正确、D错误；平衡常数仅与温度有关，则保持温度不变，加入少量水蒸气，体系重新达到平衡时平衡常数不变，故C错误。

答案：

B

6．（2018·沧州高三质检）在一定条件下，反应X（g）＋3Y（g）

2Z（g）　ΔH＝－92.4kJ/mol，X的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．图中A、B两点，达到相同的平衡体系

B．上述反应在达到平衡后增大压强，X的转化率提高

C．升高温度，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应速率增大，正反应速率减小

D．将1.0molX、3.0molY置于1L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4kJ

解析：

图中A、B两点，X的平衡转化率（α）不同，两者为不相同的平衡体系，故A错误；增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，X的转化率提高，故B正确；升高温度正、逆反应速率都增大，故C错误；热化学方程式X（g）＋3Y（g）2Z（g）　ΔH＝－92.4kJ/mol表示1molX（g）和3molY（g）完全反应生成2molZ（g），放出的热量为92.4kJ，由于可逆反应反应物不能完全转化，1.0molX、3.0molY置于1L密闭容器中发生反应，放出的热量小于92.4kJ，故D错误。

答案：

B

7．（2018·滕州校级二模）某恒温密闭容器中，可逆反应A（s）

B＋C（g）　ΔH＝＋QkJ·mol－1（Q＞0）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∶2

C．若开始时向容器中加入1molB和1molC，达到平衡时放出热量QkJ

D．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

解析：

若B是气体时，平衡常数K＝c（B）·c（C），由恒温时K不变，结合Δn（B）＝Δn（C），则c（C）和c（B）均不变，因此B可以是气体，A错误；平衡时，各物质的量不再改变，正反应速率和逆反应速率相等，因此单位时间内n（A）消耗＝n（C）消耗，B错误；因反应为可逆反应，故加入1molB和1molC至反应达到平衡时转化率一定小于100%，因此放出热量小于Q，C错误；保持体积不变，B可以是气体或是非气体，则向平衡体系中加入B，平衡可能不移动，也可能逆向进行，D正确。

答案：

D

8．（2018·天水模拟）在一个不传热的固定容积的密闭容器中可逆反应mA（g）＋nB（g）

pC（g）＋qQ（g），当m、n、p、q为任意整数时，达到平衡的标志是（　　）

①体系的压强不再改变

②体系的温度不再改变

③各组分的浓度不再改变

④各组分的质量分数不再改变

⑤反应速率v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝m∶n∶p∶q

⑥单位时间内mmolA断键反应，同时pmolC也断键反应

A．③④⑤⑥　　　　　B.①②③④⑥

C．①③④⑤D.①③④⑥

解析：

该可逆反应达到平衡前一定有热量的放出或吸收，其体系的温度、压强一定有所变化，故①、②能据此判断该反应达到平衡状态；各组分的物质的量浓度不再改变，该反应达到平衡状态，故③正确；当该反应达到平衡状态，各组分的质量分数不再改变，故④正确；当反应速率vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q，不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故⑤错误；单位时间内mmolA断键反应等效于pmolC形成，同时pmolC也断键反应，该反应达到平衡状态，故⑥正确。

答案：

B

9．（2018·漳州模拟）已知反应：

2NO2（红棕色）

N2O4（无色）　ΔH＜0。

将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小）。

下列说法正确的是（　　）

A．b点的操作是压缩注射器

B．c点与a点相比，c（NO2）增大，c（N2O4）减小

C．d点：

v（正）＞v（逆）

D．若不忽略体系温度变化，且没有能量损失，则T（b）＞T（c）

解析：

b点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小，故A正确；c点是压缩注射器后的情况，二氧化氮和四氧化二氮的浓度都增大，故B错误；c点后的拐点是拉伸注射器的过程，d点是平衡向气体体积增大的逆向移动过程，所以v（逆）＞v（正），故C错误；b点开始是压缩注射器的过程，平衡正向移动，反应放热，导致T（b）＜T（c），故D错误。

答案：

A

10．在恒温恒压下，向密闭容器中充入4molSO2和2molO2，发生如下反应：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH<0.2min后，反应达到平衡，生成SO3为1.4mol，同时放出热量QkJ。

则下列分析正确的是（　　）

A．在该条件下，反应前后的压强之比为6∶5.3

B．若反应开始时容器体积为2L，则v（SO3）＝0.35mol/（L·min）

C．若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应，平衡后n（SO3）<1.4mol

D．若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应，达平衡时放出热量大于QkJ

解析：

由平衡时n（SO3）＝1.4mol可知此时n（SO2）＝2.6mol，n（O2）＝1.3mol。

因是恒温恒压条件，所以反应前后压强不变，A错误；因该反应是气体分子数变小的反应，所以随着反应的进行，体积逐渐变小，小于2L，所以v（SO3）大于0.35mol/（L·min），B错误；该反应为放热反应，在绝热条件下随着反应的进行要放热，达到平衡时与恒温恒压条件下的平衡比较，平衡要逆向移动，所以n（SO3）<1.4mol，C正确；恒温恒容下的平衡与原来恒温恒压下的平衡比较，平衡要逆向移动，所以放出的热量小于QkJ，D错误。

答案：

C

二、非选择题

11．（2018·石家庄二模）汽车尾气中含有NO、CO和碳颗粒等有害物质，已成为某些大城市空气的主要污染源。

（1）汽车燃料中一般不含氮元素，汽缸中生成NO的原因为（用化学方程式表示为可逆反应）__________________________________；汽车启动后，汽缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，试分析其原因：

______________________________________________。

（2）治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的，反应原理为：

2NO（g）＋2CO（g）

2CO2（g）＋N2（g）　ΔH＜0。

某研究小组在三个容积均为5L的恒容密闭容器中，分别充入0.4molNO和0.4molCO，在三种不同实验条件下进行上述反应（体系各自保持温度不变），反应体系总压强随时间的变化如图所示：

①计算实验Ⅱ从开始至达到平衡时的反应速率v（NO）＝____________。

②图中三组实验从开始至达到平衡时的反应速率v（NO）由大到小的顺序为____________（填实验序号）。

③与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件，所改变的条件和判断的理由为：

实验Ⅰ_____________________________________________；

实验Ⅲ______________________________________________。

④三组实验中CO的平衡转化率αⅠ（CO）、αⅡ（CO）和αⅢ（CO）的大小关系为_______________________________________________。

解析：

（1）氮与氧气在高温下反应生成NO，反应方程式为：

N2＋O2

2NO；温度升高，反应速率加快，单位时间内NO排放量越大。

（2）①设参加反应的NO为xmol，则：

　　　　2NO（g）＋2CO（g）

2CO2（g）＋N2（g）

开始（mol）:

0.40.400

转化（mol）:

xxx0.5x

平衡（mol）:

0.4－x0.4－xx0.5x

恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，则（0.4＋0.4）mol∶（0.4－x＋0.4－x＋x＋0.5x）mol＝320∶250，解得x＝0.35，故v（NO）＝

＝1.75×10－3mol·L－1·min－1。

②反应速率越快，到达平衡时间越短，由图可知反应速率：

Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅱ。

③对比Ⅱ、Ⅰ可知，Ⅰ到达平衡时间缩短且起始压强增大，应是升高温度。

对比Ⅱ、Ⅲ可知，平衡时压强不变，Ⅲ到达平衡时间缩短，改变条件反应速率加快且不影响平衡移动，应是使用催化剂。

④根据③中分析可知，Ⅱ、Ⅲ相比，平衡不移动，故CO转化率不变，即αⅡ（CO）＝αⅢ（CO）。

Ⅰ与Ⅱ相比，Ⅰ中温度较高，正反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，CO的转化率减小，即αⅠ（CO）＜αⅡ（CO），故转化率αⅡ（CO）＝αⅢ（CO）＞αⅠ（CO）。

答案：

（1）N2＋O2

2NO　温度升高，反应速率加快

（2）①1.75×10－3mol·L－1·min－1　②Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅱ

③升高温度；达到平衡的时间比Ⅱ缩短，起始压强增大

加催化剂；达到平衡的时间比Ⅱ缩短，平衡没有移动

④αⅡ（CO）＝αⅢ（CO）＞αⅠ（CO）

12．Ⅰ.一定条件下铁可以和CO2发生反应：

Fe（s）＋CO2（g）

FeO（s）＋CO（g）　ΔH>0。

（1）下列措施中能使平衡时

增大的是__________（填序号）。

A．升高温度　　　　　B.增大压强

C．充入一定量氮气D.再加入一些铁粉

（2）反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO2，使CO2的浓度成为原来的2倍，则CO2的转化率将____________（填“增大”“减小”或“不变”）。

Ⅱ.在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：

C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g），试分析和回答下列问题：

（1）可认定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是____________（填字母序号）。

A．体系的压强不再发生变化

B．v正（CO）＝v逆（H2O）

C．生成nmolCO的同时生成nmolH2

D．1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键

（2）若上述化学平衡状态从正反应开始建立，达到平衡后，给平衡体系加压（缩小容积，其他条件不变），则容器内气体的平均相对分子质量将____________（填“不变”“变小”或“变大”）。

解析：

Ⅰ.铁为固体，结合压强对该平衡没有影响，故使平衡时

增大只能是升高温度。

Ⅱ.

（1）因为在恒压容器中进行，压强一直不变，A错；当v正（CO）＝v逆（H2O）时，反应达到平衡，B对；任何时刻生成的CO与H2的物质的量都相等，C错；1molH—H键断裂说明有1molH2反应，断裂2molH—O键说明有1molH2O反应，反应达到平衡，D对。

（2）原平衡状态中CO、H2的平均相对分子质量为28×

＋2×

＝15。

加压时平衡逆向移动，H2O（g）（相对分子质量为18）的含量增大，混合气体的平均相对分子质量增大。

答案：

Ⅰ.

（1）A　

（2）不变　Ⅱ.

（1）BD　

（2）变大

13．（2018·荆州模拟）在1.0L恒容密闭容器中放入0.10molA（g），在一定温度进行如下反应：

A（g）

2B（g）＋C（g）＋D（s）　ΔH＝＋85.1kJ·mol－1，容器内气体总压强（p）与起始压强p0的比值随反应时间（t）变化数据见下表（提示：

密闭容器中的压强比等于气体的物质的量之比）。

时间t/h

0

1

2

4

8

16

20

25

1.00

1.50

1.80

2.20

2.30

2.38

2.40

2.40

回答下列问题：

（1）下列能提高A的转化率的是________。

A．升高温度

B．向体系中通入A气体

C．减少D的物质的量

D．向体系中通入稀有气体He

（2）平衡时A的转化率为____________（保留两位有效数字）。

（3）相同条件下，若该反应从逆向开始，建立与上述相同的化学平衡，则D的取值范围n（D）____________mol。

（4）将容器改为恒压容器，改变条件，使反应达到相同的限度，则达到平衡时B的浓度为____________。

解析：

（1）该反应的正反应是吸热反应，升高温度，根据平衡移动原理，化学平衡向吸热反应方向移动，对该反应来说向正反应方向移动，所以能提高A的转化率，A正确；向体系中通入A气体，平衡正向移动，但是平衡移动消耗量远小于投入量，所以A的转化率反而降低，B错误；由于D是固体，所以减少D的物质的量，平衡不发生移动，A的转化率不变，C错误；向体系中通入稀有气体He，平衡不发生移动，所以A的转化率不变，D错误。

（2）在恒容的密闭容器内进行的反应，容器内气体的压强之比等于气体的物质的量之比。

假设A转化的物质的量为xmol，则平衡时各种气体的物质的量分别是A：

（0.10－x）mol；B：

2xmol；C：

xmol。

根据表格提供的数据可知：

[（0.10－x）＋2x＋x]÷0.10＝2.40，解得x＝0.07，所以平衡时A的转化率为（0.07mol÷0.10mol）×100%＝70%。

（3）根据反应方程式可知，相同条件下，若该反应从逆向开始，建立与题中所述相同的化学平衡，则在平衡时含有A的物质的量为0.03mol，所以D的取值范围为n（D）>0.03mol。

（4）将容器改为恒压容器，使反应达到相同的限度，则达到平衡时A的转化率仍然为70%；则B的物质的量为0.10mol×0.7×2＝0.14mol，平衡时各种气体的总物质的量为0.10mol×0.3＋0.14mol＋0.10mol×0.7＝0.24mol；结合恒压条件，

＝

，则平衡时容器的容积是（0.24mol×1.0L）÷0.10mol＝2.4L，所以c（B）＝0.14mol÷2.4L≈0.0583mol·L－1。

答案：

（1）A　

（2）70%　（3）>0.03

（4）0.0583mol·L－1

14．（2018·云南二检）BaS是一种白色晶体，微溶于水，可用于制备立德粉、Na2S等。

工业上可用H2与重晶石（BaSO4）在高温下反应制备BaS，热化学方程式为BaSO4（s）＋4H2（g）

BaS（s）＋4H2O（g）　ΔH＝＋xkJ·mol－1（x＞0）。

回答下列问题：

（1）在温度和容积不变的条件下，能说明该反应已达到平衡状态的是____________（填字母序号）。

a．n（H2）＝n（H2O）

b．容器内压强保持不变

c．v正（H2）＝v逆（H2O）

d．水蒸气的浓度保持不变

（2）平衡后下列措施既可提高反应速率，又可提高H2的转化率的是____________（填字母序号）。

a．使用催化剂

b．升高反应体系的温度

c．增大反应容器的体积

d．及时从反应体系中分离出水蒸气

（3）将温度恒定为T℃，向体积为2L的密闭容器中加入一定量的重晶石和H2。

在不同时间测得H2的物质的量如下表：

时间/min

0

t

2t

3t

4t

n（H2）/mol

2.00

1.50

n

0.90

0.80

①2t时，n____________1.20（填“＞”“＜”或“＝”）。

②若氢气的平衡转化率为α，达到平衡时吸热QkJ，则x＝____________（用含α、Q的代数式表示）。

（4）为了探究温度、固体反应物的比表面积对化学反应速率的影响，某同学在一固定容积的密闭容器中加入一定量的重晶石和H2，设计了下表中的三组实验：

试验编号

T/℃

c起始（H2）/（mol·L－1）

重晶石的比表面积/（m2·g－1）

Ⅰ

850

c1

3.4

Ⅱ

T1

0.80

7.6

Ⅲ

900

0.80

7.6

①填写上表中的实验条件：

T1＝____________，c1＝____________。

②在直角坐标系中画出Ⅰ、Ⅱ两组实验氢气的浓度随时间变化趋势图，并在每条曲线上标明对应的实验编号。

解析：

（1）没有指明正、逆反应，无法判断是否达到平衡，故a错误；混合气体总物质的量始终不变，故温度、容器容积保持不变，容器内压强始终不变，b错误；v正（H2）＝v逆（H2O）则说明氢气的消耗速率等于其生成速率，反应达到平衡，c正确；生成物水蒸气的浓度保持不变，说明反应达到平衡，d正确。

（2）使用催化剂能加快反应速率，不影响平衡移动，a错误；升高反应体系的温度，反应速率加快，正反应为吸热反应，平衡向正反应方向移动，氢气的转化率增大，b正确；增大反应容器的体积，压强减小，反应速率降低，平衡不移动，氢气转化率不变，c错误；及时从反应体系中分离出水蒸气，平衡向正反应方向移动，氢气转化率增大，但物质的浓度降低，反应速率减小，d错误。

（3）①在时间t～3tmin共2tmin内，氢气物质的量变化为1.50mol－0.90mol＝0.60mol，由于随反应进行，氢气浓度降低，故t～3tmin共2tmin内，前tmin内氢气的反应速率大于后tmin内的速率，故前tmin内氢气的物质的量变化大于0.30mol，此时氢气的物质的量小于1.50mol－0.30mol＝1.20mol。

②参加反应的氢气的物质的量为2αmol，则4molH2参加反应吸收的热量为

×4mol＝

kJ。

（4）①采取控制变量法分析，对比实验Ⅱ、Ⅲ中数据，应是实验探究温度对反应速率的影响，对比Ⅰ、Ⅱ数据，应是实验对比探究固体反应物的比表面积对反应速率的影响，故T1＝850、c1＝0.80。

②Ⅰ、Ⅱ是固体反应物的比表面积对反应速率的影响，固体反应物的比表面积越大，反应速率越快，到达平衡时间越短，固体反应物的比表面积不影响平衡移动，平衡时氢气的浓度相等；Ⅱ、Ⅲ是实验探究温度对反应速率的影响，温度越高，反应速率越快，到达平衡时间越短，正反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，平衡时Ⅲ中氢气浓度小于Ⅱ。

答案：

（1）cd　

（2）b　（3）①＜　②

（4）①850　0.80　

②