高考化学一轮复习第22讲化学平衡状态作业.docx

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高考化学一轮复习第22讲化学平衡状态作业

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2020高考化学一轮复习第22讲化学平衡状态作业

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A组　基础题组

1.（20xx北京东城期末,5）用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:

4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g）　ΔH=-115.6kJ/mol,恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的反应物发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是（　　）

A.气体的质量不再改变

B.氯化氢的转化率不再改变

C.断开4molH—Cl键的同时生成4molH—O键

D.n（HCl）∶n（O2）∶n（Cl2）∶n（H2O）=4∶1∶2∶2

2.一定温度下,在容积一定的密闭容器中发生反应A（s）+2B（g）C（g）+D（g）,当下列物理量不再发生变化时,表明反应已达平衡的是（　　）

①混合气体的密度　②混合气体的压强　③B的物质的量浓度　④混合气体的总物质的量

A.①②B.②③C.①③D.①④

3.对可逆反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）　ΔH=-92.4kJ·mol-1,下列叙述正确的是（　　）

A.达到化学平衡时,若扩大容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大

B.若单位时间内生成xmolN2的同时,消耗2xmolNH3,则反应达到平衡状态

C.达到化学平衡时,2v正（H2）=3v逆（NH3）

D.加入催化剂,正反应速率增大,逆反应速率不变

4.一定条件下,在体积为10L的密闭容器中,1molA和1molB进行反应:

2A（g）+B（g）2C（g）,达到平衡时生成0.6molC。

下列说法正确的是（　　）

A.当容器内气体密度保持不变时,可以判断反应已达平衡

B.其他条件不变,将容器体积变为5L,C的平衡浓度变为原来的2倍

C.其他条件不变,若增大压强,则物质A的转化率减小

D.达到平衡时,C的体积百分含量为0.353

5.（20xx北京房山期末,12）高炉炼铁的主要反应为3CO（g）+Fe2O3（s）3CO2（g）+2Fe（s）,已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表。

下列说法正确的是（　　）

温度/℃

1000

1150

1300

平衡常数

4.0

3.7

3.5

A.增加Fe2O3固体可以提高CO的转化率

B.减小容器体积既能提高反应速率又能提高平衡转化率

C.该反应的正反应的ΔH<0

D.当容器内气体密度恒定时,不能标志该反应已达到平衡状态

6.（20xx北京房山期末,18）在一定条件下,将H2与CO2分别按n（H2）∶n（CO2）=1.5、2投入某恒压密闭容器中,发生反应:

6H2+2CO2C2H5OH+3H2O,测得不同温度时CO2的平衡转化率如下图中两条曲线:

下列说法不正确的是（　　）

A.达平衡时,6v正（H2）=2v逆（CO2）

B.正反应的反应热:

ΔH<0

C.平衡常数:

Kb

D.曲线Ⅰ的投料:

n（H2）∶n（CO2）=2

7.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计）,在恒定温度下使其达到分解平衡:

NH2COONH4（s）2NH3（g）+CO2（g）。

实验测得不同温度下的平衡数据如下表:

温度（℃）

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

平衡总压强（kPa）

5.7

8.3

12.0

17.1

24.0

平衡气体总浓度（×10-3mol·L-1）

2.4

3.4

4.8

6.8

9.4

（1）可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是　。

A.2v（NH3）=v（CO2）

B.密闭容器中总压强不变

C.密闭容器中混合气体的密度不变

D.密闭容器中氨气的体积分数不变

（2）取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25℃下达到分解平衡。

若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量将　　　　。

（填“增大”“减小”或“不变”） 

（3）氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH　　　　0,熵变ΔS　　　　0。

（填“>”“<”或“=”） 

8.（20xx北京昌平期末,17）在一个10L的密闭容器中发生反应A（g）+B（g）C（g）+D（g）,测得平衡常数和温度的关系如下:

温度/℃

700

800

830

1000

1200

平衡常数

1.7

1.1

K

0.6

0.4

回答下列问题:

（1）ΔH　　　　0（填“<”或“>”）。

（2）830℃时,向一个10L的密闭容器中充入1molA和1molB,则:

①反应达平衡时,n（D）=0.5mol,则A的平衡转化率为　　　　　; 

②该温度下平衡常数K=　　　　　。

（3）判断该反应是否达到平衡的依据为　　　　　　。

a.c（A）不再改变

b.混合气体的密度不再改变

c.体系内压强不再改变

d.单位时间内生成C和消耗D的物质的量相等

（4）1200℃时反应C（g）+D（g）A（g）+B（g）的平衡常数为　　　　。

B组　提升题组

9.为了控制温室效应,工业上可用CO2来生产甲醇。

一定条件下,在体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,发生如下反应:

CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）　ΔH>0,下列说法正确的是（　　）

A.升高温度,该反应的平衡常数增大

B.当v（CO2）∶v（H2）=1∶3时,反应达到平衡

C.当c（CH3OH）=1mol·L-1时,反应达到平衡

D.平衡后再充入一定量的CO2,甲醇的体积分数一定增大

10.已知反应2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）在某温度下的平衡常数为400。

此温度下,在2L的密闭容器中加入amolCH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

浓度/（mol·L-1）

0.44

0.6

0.6

下列说法正确的是（　　）

A.a=1.64

B.此时刻正反应速率大于逆反应速率

C.若起始时加入2amolCH3OH,则达到平衡时CH3OH的转化率增大

D.若混合气体的平均摩尔质量不再变化,则说明反应已达到平衡状态

11.将0.2mol·L-1的KI溶液和0.05mol·L-1Fe2（SO4）3溶液等体积混合后,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（　　）

实验编号

实验操作

实验现象

①

滴入KSCN溶液

溶液变红色

②

滴入AgNO3溶液

有黄色沉淀生成

③

滴入K3[Fe（CN）6]溶液

有蓝色沉淀生成

④

滴入淀粉溶液

溶液变蓝色

A.①和②B.②和④C.③和④D.①和③

12.碳、氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

请回答下列问题:

（1）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

例如:

CH4（g）+4NO2（g）4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）　ΔH1=-574kJ·mol-1

CH4（g）+4NO（g）2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）　ΔH2

若2molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为1734kJ,则ΔH2=　　　　。

（2）据报道,科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。

其反应如下:

Fe2O3（s）+3CH4（g）2Fe（s）+3CO（g）+6H2（g）　ΔH>0

①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g。

则该段时间内CO的平均反应速率为　　　　。

②若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是　　　　（填序号）。

a.CH4的转化率等于CO的产率

b.混合气体的平均相对分子质量不变

c.v（CO）与v（H2）的比值不变

d.固体的总质量不变

③该反应达到平衡时某物理量随温度的变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA　　　KB（填“>”“<”或“=”）。

纵坐标可以表示的物理量有哪些?

　　　　　　。

a.H2的逆反应速率

b.CH4的体积分数

c.混合气体的平均相对分子质量

d.CO的体积分数

（3）工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低,而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实现氨的电化学合成,从而大大提高了氮气和氢气的转化率。

电化学合成氨过程的总反应式:

N2+3H22NH3,该过程中还原反应的方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。

答案精解精析

A组　基础题组

1.B　A项,反应前后气体的总质量始终不变;B项,反应物转化率不变时,一定是平衡状态;C项,断开H—Cl键与生成H—O键描述的均是正反应,不能说明反应达到平衡状态;D项,投料量未知,平衡时各物质的物质的量之间无必然联系。

2.C　①当容器中气体的密度不再发生变化时,说明容器中气体的总质量不变,则反应达到化学平衡状态;②该反应是反应前后气体体积不变的反应,容器中的压强始终不发生变化;③B的物质的量浓度不变能证明反应达到平衡状态;④该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应,无论是否达到平衡状态,混合气体的总物质的量均不变。

3.C　A项,扩大容器体积即减小压强,正、逆反应速率都减小;B项,N2的生成和NH3的消耗均表示逆反应方向,不能说明反应达到平衡状态;C项,化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比,根据化学方程式可知2v正（H2）=3v正（NH3）,达平衡时v正（NH3）=v逆（NH3）,所以平衡时2v正（H2）=3v逆（NH3）;D项,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率。

4.D　A项,容器体积恒定,气体总质量恒定,所以气体密度始终不变;B项,缩小容器体积,平衡正向移动,C的平衡浓度大于原来的2倍;C项,增大压强,平衡正向移动,A的转化率增大;D项,据三段式可知,平衡时n（A）=0.4mol,n（B）=0.7mol,故C的体积百分含量为=0.353。

5.C　A项,增加Fe2O3固体,平衡不移动,则CO的转化率不变;B项,减小容器体积,反应速率加快,但平衡不移动,不能提高平衡转化率;C项,由表格中数据可知,温度越高,平衡常数越小,则升高温度平衡逆向移动,故正反应的ΔH<0;D项,容器内气体密度恒定时,气体的质量不再发生变化,则该反应已达到平衡状态。

6.A　A项,达到平衡时,2v正（H2）=6v逆（CO2）;B项,由图可知,随温度升高CO2的平衡转化率减小,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0;C项,对于放热反应,升高温度,平衡常数减小,又b点温度高于c点,所以Kb

n（H2）∶n（CO2）=2。

7.答案　

（1）BC　

（2）增大　（3）>　>

解析　

（1）A项,未指明反应方向,且倍数关系不正确;该反应中NH2COONH4为固体,当压强或气体密度不变时,反应达到平衡状态,B、C项正确;D项,由于得到的气体中NH3与CO2的体积比恒为2∶1,且体系中只有这两种气体,故NH3的体积分数始终不变。

（2）该反应的正反应是气体体积增大的反应,缩小容器体积即增大压强,平衡逆向移动,固体质量增大。

（3）由表中数据可看出,随着温度的升高,气体的总浓度增大,即升高温度,平衡正向移动,则该反应为吸热反应,ΔH>0;反应体系中NH2COONH4为固体,而NH3、CO2为气体,该反应的正反应为熵增反应,即ΔS>0。

8.答案　

（1）<　

（2）①50%　②1　（3）ad　（4）2.5

解析　

（1）根据表中数据可知,升高温度,平衡常数减小,即平衡逆向移动,说明ΔH<0。

（2）①反应达到平衡时,n（D）=0.5mol,反应的A为0.5mol,则A的平衡转化率为×100%=50%;

②平衡时各物质的物质的量均为0.5mol,浓度均为0.05mol/L,该温度下平衡常数K==1。

（3）a项,c（A）不再改变,说明达到了平衡状态;b项,容器的体积不变,气体的质量不变,混合气体的密度始终不变;c项,该反应反应前后气体的物质的量不变,体系内压强始终不变;d项,单位时间内生成C和消耗D的物质的量相等,说明正、逆反应速率相等,达到了平衡状态。

（4）1200℃时反应C（g）+D（g）A（g）+B（g）的平衡常数与A（g）+B（g）C（g）+D（g）的平衡常数互为倒数,因此C（g）+D（g）A（g）+B（g）的平衡常数为=2.5。

B组　提升题组

9.A　A项,ΔH>0,升高温度,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数增大;B项,任意时刻均有v（CO2）∶v（H2）=1∶3;C项,已知反应是一个可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,故c（CH3OH）不可能等于1mol·L-1;D项,平衡后再充入一定量的CO2,甲醇的体积分数减小。

10.B　A项,a=（0.44+2×0.6）×2=3.28;B项,Qc==1.86v逆;C项,若起始时加入2amolCH3OH,相当于增大压强,平衡不移动,CH3OH的转化率不变;D项,反应前后混合气体的质量和物质的量均不变,平均摩尔质量始终不变。

11.D　若溶液中不存在化学平衡“2Fe3++2I-2Fe2++I2”,则反应后的溶液中存在I-、Fe2+、I2;若存在化学平衡,则反应后的溶液中存在Fe3+、I-、Fe2+、I2。

要证明溶液中存在化学平衡,只需证明反应后的溶液中存在Fe3+、Fe2+（或I2）即可,故选D。

12.答案　

（1）-1160kJ·mol-1

（2）①0.012mol·L-1·min-1　②bd　③<　bc

（3）N2+6H++6e-2NH3

解析　

（1）若2molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为1734kJ,则2CH4（g）+4NO2（g）2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（g）　ΔH3=-1734kJ·mol-1。

利用盖斯定律可得,ΔH2=ΔH3-ΔH1=-1160kJ·mol-1。

（2）①Fe2O3在反应中质量减少3.2g即0.02mol,根据反应方程式可知CO增加0.06mol,该段时间内CO的平均反应速率v==0.012mol·L-1·min-1。

②a项,CH4的转化率和CO的产率相等,不能说明v正=v逆,则不能表明该反应达到平衡状态;b项,若平衡正向移动,混合气体的平均相对分子质量减小,混合气体的平均相对分子质量不变表明该反应达到平衡状态;c项,v（CO）与v（H2）的比值不变不能说明v正=v逆,不能表明该反应达到平衡状态;d项,平衡移动时固体的总质量会发生变化,则固体的总质量不变表明该反应达到平衡状态。

③该反应的ΔH>0,升温平衡正向移动,平衡常数增大,则KA

（3）氮元素的化合价降低,被还原,反应方程式为N2+6H++6e-2NH3。