青岛二中届高考化学一轮讲练化学平衡状态 化学平衡移动答案+详解.docx
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青岛二中届高考化学一轮讲练化学平衡状态化学平衡移动答案+详解
化学平衡状态化学平衡移动
1.(2020·信阳一中期末)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。
已知:
①C4H10(g)+
O2(g)===C4H8(g)+H2O(g)
ΔH1=-119kJ·mol-1
②H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH2=-242kJ·mol-1
丁烷(C4H10)脱氢制丁烯(C4H8)的热化学方程式为C4H10(g)
C4H8(g)+H2(g) ΔH3。
下列措施一定能提高该反应中丁烯产率的是( )
A.增大压强,升高温度 B.升高温度,减小压强
C.降低温度,增大压强D.减小压强,降低温度
解析:
选B 根据盖斯定律,由①-②可得:
C4H10(g)
C4H8(g)+H2(g),得ΔH3=ΔH1-ΔH2=(-119kJ·mol-1)-(-242kJ·mol-1)=+123kJ·mol-1。
提高该反应中丁烯的产率,应使平衡正向移动,该反应的正反应为气体分子数增加的吸热反应,可采取的措施是减小压强、升高温度。
2.纳米钴(Co)常用于CO加氢反应的催化剂:
CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g) ΔH<0。
下列有关说法正确的是( )
A.纳米技术的应用,优化了催化剂的性能,提高了反应的转化率
B.缩小容器体积,平衡向正反应方向移动,CO的浓度增大
C.温度越低,越有利于CO催化加氢
D.从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率
解析:
选B 催化剂不能改变反应的转化率,A项错误;压强增大,平衡正向移动,但移动的结果不能抵消条件的改变,CO的浓度还是增大的,B项正确;工业生产的温度应考虑催化剂的活性温度,C项错误;从平衡体系中分离出水蒸气,反应速率减慢,D项错误。
3.(2019·北京海淀区考试)将5mL0.005mol·L-1FeCl3溶液和5mL0.015mol·L-1KSCN溶液混合,达到平衡后溶液呈红色。
再将混合液等分为5份,分别进行如下实验:
实验①:
滴加4滴水,振荡
实验②:
滴加4滴饱和FeCl3溶液,振荡
实验③:
滴加4滴1mol·L-1KCl溶液,振荡
实验④:
滴加4滴1mol·L-1KSCN溶液,振荡
实验⑤:
滴加4滴6mol·L-1NaOH溶液,振荡
下列说法不正确的是( )
A.对比实验①和②,为了证明增加反应物浓度,平衡发生正向移动
B.对比实验①和③,为了证明增加生成物浓度,平衡发生逆向移动
C.对比实验①和④,为了证明增加反应物浓度,平衡发生正向移动
D.对比实验①和⑤,为了证明减少反应物浓度,平衡发生逆向移动
解析:
选B 该可逆反应为Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3,Fe3+、SCN-的浓度对平衡有影响,而Cl-、K+的浓度对平衡无影响。
实验①为对照实验,对比实验①和②,②相当于在①的基础上增大Fe3+的浓度,平衡正向移动,A项正确;对比实验①和③,滴加水和滴加KCl溶液效果等同,平衡不发生移动,B项错误;对比实验①和④,④相当于在①的基础上增大SCN-的浓度,平衡正向移动,C项正确;对比实验①和⑤,⑤相当于在①的基础上减小Fe3+的浓度,平衡逆向移动,D项正确。
4.(2019·黄骅期考)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.溴水中有下列平衡:
Br2+H2O
HBr+HBrO,当加入少量AgNO3溶液后,溶液的颜色变浅
B.对2HI(g)
H2(g)+I2(g),缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深
C.反应CO(g)+NO2(g)
CO2(g)+NO(g) ΔH<0,升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D.对于合成NH3反应,为提高NH3的产率,理论上应采取低温措施
解析:
选B 溴水中存在平衡:
Br2+H2O
HBr+HBrO,加入少量AgNO3溶液,HBr与AgNO3反应生成AgBr沉淀,c(HBr)减小,平衡正向移动,溶液的颜色变浅,A可以用勒夏特列原理解释;2HI(g)H2(g)+I2(g)的正反应是反应前后气体总分子数不变的反应,缩小容器的容积,压强增大,平衡不移动,但c(I2)增大,导致平衡体系的颜色变深,由于平衡不移动,故B不能用勒夏特列原理解释;反应CO(g)+NO2(g)
CO2(g)+NO(g)的ΔH<0,升高温度,为了减弱温度的改变,平衡逆向移动,C可以用勒夏特列原理解释;合成氨的反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,有利于生成NH3,D可以用勒夏特列原理解释。
5.(2019·榆林质检)反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0,若在恒温恒容的密闭容器中发生,下列选项表明反应一定达到平衡状态的是( )
A.容器内的温度不再变化
B.容器内的压强不再变化
C.相同时间内,断开H—H键的数目和断开N—H键的数目相等
D.容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
解析:
选B 合成氨反应在恒温恒容的密闭容器中进行,体系的温度始终不变,故不能根据温度恒定判断是否达到平衡状态,A错误;反应中,气体的总物质的量和压强不断变化,当容器内的压强不再变化,该反应达到平衡状态,B正确;达到平衡时,断裂3molH—H键的同时断裂6molN—H键,故相同时间内,断开H—H键的数目和断开N—H键的数目相等时,该反应未达到平衡状态,C错误;达到平衡时,c(N2)、c(H2)、c(NH3)均保持不变,当容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2时,该反应不一定达到平衡状态,D错误。
6.一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
SO2(g)+2CO(g)
2CO2(g)+S(l) ΔH<0。
一定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中1molSO2和nmolCO发生反应,5min后达到平衡,生成2amolCO2。
下列说法正确的是( )
A.反应前2min的平均速率v(SO2)=0.1amol·L-1·min-1
B.当混合气体的物质的量不再改变时,反应达到平衡状态
C.平衡后保持其他条件不变,从容器中分离出部分硫,平衡向正反应方向移动
D.平衡后保持其他条件不变,升高温度和加入催化剂,SO2的转化率均增大
解析:
选B 反应前5minv(CO2)=
=0.2amol·L-1·min-1,所以v(SO2)=
v(CO2)=0.1amol·L-1·min-1,故前2min的平均速率大于0.1amol·L-1·min-1,A不正确;该反应是反应前后气体的物质的量减小的可逆反应,因此当混合气体的物质的量不再改变时,可以说明反应达到平衡状态,B正确;S是液体,改变纯液体的质量,平衡不移动,C不正确;该反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率降低,催化剂不能改变平衡状态,转化率不变,D不正确。
7.反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)经10min后达到平衡,测得此时A的浓度减少了nmol·L-1,C的浓度增加了2n/3mol·L-1,又知,平均反应速率vC=2vB,达到平衡后,若保持温度不变,缩小容器体积,A的转化率不变,则该反应的化学方程式为( )
A.2A(g)+6B(g)
3C(g)+5D(g)
B.3A(g)+B(g)
2C(g)+2D(g)
C.3A(g)+B(g)
2C(g)+D(g)
D.A(g)+3B(g)
3C(g)+3D(g)
解析:
选B A的浓度减少了nmol·L-1,C的浓度增加了2n/3mol·L-1,则m∶p=3∶2,平均反应速率vC=2vB,故v(B)∶v(C)=n∶p=1∶2,故m∶n∶p=3∶1∶2,平衡后,若保持温度不变,给体系加压,平衡不移动,故反应前后气体的物质的量不变,即m+n=p+q,3+1=2+q,q=2,所以m∶n∶p∶q=3∶1∶2∶2。
8.(2019·安徽师大附中月考)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。
改变某个条件并维持新条件直至达到平衡状态,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
解析:
选A 升高温度,平衡逆向移动,X的转化率变小,A正确;增大压强,平衡正向移动,消耗反应物X,增大压强的实质是增大浓度,根据勒夏特列原理可知,平衡移动只是减弱了改变的程度,故达到新的平衡状态时,X的浓度仍比原平衡大,B错误;充入一定量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;使用催化剂,能改变反应速率,但平衡不移动,X的体积分数不变,D错误。
9.(2020·新泰段考)处于平衡状态的反应:
2H2S(g)
2H2(g)+S2(g) ΔH>0,不改变其他条件的情况下,下列叙述正确的是( )
A.加入催化剂,反应途径将发生改变,ΔH也随之改变
B.升高温度,正、逆反应速率都增大,H2S的分解率也增大
C.增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低
D.若体系保持恒容,充入一定量H2后达到新平衡,H2的浓度将减小
解析:
选B 加入催化剂,反应途径将发生改变,活化能改变,但ΔH不变,A错误。
升高温度,活化分子百分数增大,正、逆反应速率都增大;升高温度,平衡正向移动,H2S的分解率增大,B正确。
增大压强,平衡向逆反应方向移动,该反应的逆反应为放热反应,反应体系的温度升高,C错误。
保持恒容,充入一定量H2,平衡逆向移动,根据勒夏特列原理,达到新平衡时,c(H2)仍比原平衡大,D错误。
10.(2019·湖南六校联考)新制饱和氯水中存在平衡:
Cl2+H2O
HCl+HClO,若改变某一条件,以下说法不正确的是( )
选项
向新制饱和氯水中加入的物质
浓度变化
平衡移动方向
应用
A
氯化钠
c(Cl-)增大
左移
用饱和食盐水除Cl2中的HCl
B
浓盐酸
c(H+)和c(Cl-)增大
右移
次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
C
碳酸钙
c(H+)减小
右移
制高浓度的HClO溶液
D
氢氧化钙
c(H+)减小
右移
制漂白粉
解析:
选B 向新制饱和氯水中加入氯化钠,溶液中c(Cl-)增大,Cl2+H2O
HCl+HClO的平衡逆向移动,能抑制氯气溶解,因此可用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,A正确。
向新制饱和氯水中加入浓盐酸,c(H+)和c(Cl-)均增大,平衡逆向移动,B错误。
向新制饱和氯水中加入碳酸钙,发生反应CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,c(H+)减小,Cl2+H2O
HCl+HClO的平衡正向移动,从而可制得浓度较高的次氯酸溶液,C正确。
氢氧化钙能与盐酸、次氯酸发生中和反应,使Cl2+H2O
HCl+HClO的平衡正向移动,最终得到氯化钙、次氯酸钙,从而制得漂白粉,D正确。
11.一密闭容器中充入NO2,在一定条件下进行反应2NO2(g)
2NO(g)+O2(g),该反应达到平衡状态的标志是( )
A.NO2的生成速率等于NO的生成速率
B.NO2和O2的浓度之比等于2∶1
C.容器内压强不再随时间变化而变化
D.v(NO)∶v(O2)=2∶1
解析:
选AC A项,NO2的生成速率是逆反应速率,NO的生成速率是正反应速率,且二者的化学计量数相同,可作为判断是否达到平衡状态的依据,正确;B项,NO和O2的浓度之比为2∶1,不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据,错误;C项,反应前后气体的体积不等,故容器内压强不随时间变化而变化,可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,正确;D项,不论是否达到平衡,v(NO)∶v(O2)=2∶1均成立,不一定平衡,不能作为判断是否达到平衡状态的依据,错误。
12.在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:
Cr2O
(橙色)+H2O
2CrO
(黄色)+2H+。
向K2Cr2O7溶液中加入X溶液,可使溶液变黄,下列说法一定不正确的是( )
A.加入X溶液,上述平衡正向移动
B.Cr2O
的物质的量浓度增大
C.X溶液可能是NaOH溶液
D.再加入H2SO4,可使黄色溶液变为橙色
解析:
选B A项,向橙色的K2Cr2O7溶液中加入X溶液,可使溶液变黄,说明平衡正向移动,正确;B项,若Cr2O
的物质的量浓度增大,溶液成橙色,错误;C项,X溶液可能是NaOH溶液,加入的NaOH和H+反应,化学平衡正向移动,溶液呈黄色,正确;D项,加入H2SO4,H+浓度增大,平衡逆向进行,可使黄色溶液变为橙色,正确。
13.已知反应:
CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)。
起始以物质的量之比为1∶1充入反应物,不同压强条件下,H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为▲)。
下列有关说法正确的是( )
A.上述反应的ΔH<0
B.N点时的反应速率一定比M点的快
C.降低温度,H2的转化率可达到100%
D.工业上用此法制取甲烷应采用更高的压强
解析:
选A 根据图像,随着温度的升高,H2的转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应为放热反应,ΔH<0,A项正确;N点压强大于M点的,M点温度高于N点的,因此无法确定两点的反应速率快慢,B项错误;此反应是可逆反应,不能完全进行到底,C项错误;控制合适的温度和压强,既能保证反应速率较快,也能保证H2有较高的转化率,采用更高的压强对设备的要求更高,增加经济成本,D项错误。
14.一定温度下,将2molSO2和1molO2充入10L恒容密闭容器中,发生反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-196kJ·mol-1。
5min时达到平衡,测得反应放热166.6kJ。
下列说法错误的是( )
A.0~5min内,用O2表示的平均反应速率v(O2)=0.017mol·L-1·min-1
B.
的值不变时,该反应达到平衡状态
C.若增大O2的浓度,SO2的转化率不变
D.条件不变,若起始时充入4molSO2和2molO2,平衡时放出的热量小于333.2kJ
解析:
选CD A项,5min达到平衡反应放热166.6kJ,由化学方程式可知,反应的氧气的物质的量为
=0.85mol,则0~5min内,用O2表示的平均反应速率v(O2)=0.017mol·L-1·min-1,正确;B项,随着反应的进行,氧气物质的量逐渐减小,三氧化硫的物质的量逐渐增大,
的值不变时,该反应达到平衡状态,正确;C项,若增大O2的浓度,SO2的转化率增大,错误;D项,条件不变,若起始时充入4molSO2和2molO2,若平衡与原平衡等效,平衡时放出的热量为原平衡放热的2倍,容器内压强增大,平衡正向移动,平衡时放出的热量大于333.2kJ,错误。
15.2NO2(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点达到了平衡状态
B.b点对应的时刻改变的条件是将注射器的活塞向外拉
C.d点:
v(正)>v(逆)
D.若在c点将温度降低,其透光率将增大
解析:
选BC A项,b点透光率不再发生变化,则b点达到平衡状态,正确;B项,颜色越深,透光率越小,可知,b点时c(NO2)增大,则b点对应的时刻改变的条件不可能是将注射器的活塞向外拉,错误;C项,d点透光率减小,平衡逆向移动,则v(正) 16.(2020·天水质检)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。 一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图1所示。 (1)t1min时,正、逆反应速率的大小关系为v正________(填“>”“<”或“=”)v逆。 (2)4min内,CO2的转化率为________;CO的平均反应速率v(CO)=________。 (3)下列描述能说明上述反应已达平衡的是________(选填序号)。 ①v(CO2)=v(CO) ②单位时间内生成nmolCO2的同时生成nmolCO ③容器中气体压强不随时间而变化 ④容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 Ⅱ.4FeO(s)+4Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2(g) 8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g) ΔH<0,图2、图3表示上述反应在t1min时达到平衡、在t2min时因改变某个条件而发生变化的曲线。 如图2判断,反应进行至t2min时,曲线发生变化的原因是________________(用文字表达);由图3判断,t2min到t3min的曲线变化的原因可能是________(填写序号)。 a.升高温度B.加入催化剂 c.通入O2D.缩小容器体积 Ⅲ.某温度下,体积一定的密闭容器中进行反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。 (1)下列分析正确的是________。 a.平衡后,充入N2,该反应的ΔH增大 b.平衡后,加入催化剂,该反应的ΔH不变 c.平衡后,充入NH3,达到新平衡时,NH3的百分含量变大 d.若反应前充入的N2与H2的物质的量相等,达平衡时N2的转化率比H2的高 (2)欲提高H2的转化率,下列措施可行的是________。 a.缩小容器体积 b.向容器中充入N2 c.向容器中再充入惰性气体 d.改变反应的催化剂 解析: Ⅰ. (1)因为t1min时化学反应没有达到平衡,反应仍然向正反应方向进行,所以正反应速率大于逆反应速率。 (2)根据图1分析4min内CO2的变化量为0.7mol·L-1-0.2mol·L-1=0.5mol·L-1,转化率为0.5mol·L-1/(0.7mol·L-1)×100%≈71.4%;CO在4min内的变化量为0.5mol·L-1,v(CO)=0.5mol·L-1/4min=0.125mol·L-1·min-1。 (3)当v正(CO2)=v逆(CO)时,说明反应达到平衡状态,而v(CO2)=v(CO)不能说明正、逆反应速率的关系,不能由此确定反应是否达到平衡,①错误;单位时间内生成nmolCO2的同时生成nmolCO,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,②正确;该反应前后气体体积不变,压强不变不能说明反应达到平衡状态,③错误;气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡,④正确。 Ⅱ.根据图2可知,t2min时,改变条件瞬间,CO2、O2浓度不变,而后CO2浓度逐渐增大,O2浓度逐渐减小,说明平衡正向移动,正反应放热,改变的条件只能是降温;图3中,t2~t3min的曲线变化说明平衡没有移动,只是反应速率加快,升温平衡逆向移动,通入氧气平衡正向移动,缩小容器体积平衡逆向移动,只能是加入了催化剂。 Ⅲ. (1)平衡后,充入N2,ΔH不变,a错误;催化剂只是缩短反应达到平衡的时间,对ΔH无影响,b正确;平衡后,充入NH3,再次达到平衡时,氨的百分含量增大,c正确;若反应前充入N2与H2的物质的量相等,则达平衡时,氢气的转化率增大,d错误。 (2)缩小容器体积,平衡正向移动,氢气转化率增大,a正确;向容器中充入N2,平衡正向移动,氢气转化率增大,b正确;恒容时,向容器中充入惰性气体,平衡不移动,c错误;改变催化剂,平衡不移动,d错误。 答案: Ⅰ. (1)> (2)71.4% 0.125mol·L-1·min-1 (3)②④ Ⅱ.对平衡体系降温,平衡正向移动,CO2浓度增大,O2浓度减小 b Ⅲ. (1)bc (2)ab 17.在2L的密闭容器内,800℃时反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH<0体系中,n(NO)随时间的变化如表: 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)如图表示NO2的变化的曲线是________。 0~2s内,用O2表示的该反应的速率v(O2)=________mol·L-1·s-1。 (2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。 a.v(NO2)=2v(O2) B.容器内压强保持不变 c.v逆(NO)=2v正(O2)D.容器内密度保持不变 (3)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是________。 a.及时分离出NO2气体B.适当升高温度 c.增大O2的浓度D.选择高效催化剂 解析: (1)根据表格知,随着反应的进行,NO的物质的量减小,NO2的物质的量逐渐增大,当反应达到平衡状态时,参加反应的n(NO)=(0.020-0.007)mol=0.013mol,根据反应中NO2和NO的物质的量关系知,平衡状态时生成n(NO2)等于参加反应的n(NO),所以为0.013mol,c(NO2)= =0.0065mol·L-1,曲线b符合;0~2s时,v(NO)= =0.003mol·L-1·s-1,v(O2)= v(NO)=0.0015mol·L-1·s-1。 (2)a.v(NO2)=2v(O2),没有指明反应方向,不能判断,错误;b.该反应是气体体积改变的可逆反应,当达到平衡状态时,容器内压强保持不变,正确;c.当v逆(NO)∶v正(O2)=2∶1时,该反应达到平衡状态,正确;d.根据质量守恒定律知,混合气体质量始终不变,容器的容积不变,则容器内混合气体的密度始终不变,所以不能据此判断是否达到平衡状态,错误。 (3)a.及时分离出NO2气体,平衡向右移动,但反应速率减小,错误;b.适当升高温度,反应速率增大,但平衡向逆反应方向移动,错误;c.增大O2的浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,正确;d.选择高效催化剂能增大反应速率,但平衡不移动,错误。 答案: (1)b 0.0015 (2)bc (3)c
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