2019届二轮复习化学平衡作业（全国通用）(3)

2019届二轮复习化学平衡作业（全国通用）(3)

特训15　化学平衡 不定项选择 1.(2018·苏州期中)在温度 T1 和 T2 时，分别将 0.50 mol CH4 和 1.2 mol NO2 充入体 积为 1 L 的恒容密闭容器中，发生如下反应 CH4(g)＋2NO2 (g) N2(g)＋ CO2(g)＋2H2O (g)，测得 n(CH4)随时间变化数据如下表，下列说法正确的是(　　) 温度 时间/min 0 10 20 40 50 T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 …… 0.15 A.该反应的正反应为放热反应 B.T1 时，0～10 min NO2 的平均反应速率为 0.15 mol·L－1·min－1 C.保持其他条件不变，T2 时向平衡体系中再充入 0.50 mol CH4 和 1.20 mol NO2， 与原平衡相比，达新平衡时 N2 的浓度增大、体积分数减小 D.保持其他条件不变、T1 时向平衡体系中再充入 0.30 mol CH4 和 0.80 mol H2O(g)， 平衡向正反应方向移动 解析　A 项，对比两组数据，前 10 s 内，T2 温度条件下速率快，说明温度高， 达到平衡时，T2 条件下，n(CH4)多，相对于 T1，相当于温度升高，平衡向逆反应 方向移动，说明逆反应吸热，正反应放热，正确；B 项，v(NO2)＝2v(CH4)＝2× 0.15 mol/1 L 10 s ＝0.03 mol·L －1·min－1，错误；C 项，成比例增加投料量，相当于 加压，相当于平衡向逆反应方向移动，N2 的体积分数减小，但 c(N2)比原平衡大， 正确；D 项， K＝0.4 × 0.4 × 0.82 0.1 × 0.42 ＝6.4，Qc＝0.4 × 0.4 × 1.62 0.4 × 0.42 ＝6.4，平衡不移动，错误。 答案　AC 2.利用 CO 和 H2 在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比 1∶2 充入 CO 和 H2，测得平衡混合物中 CH3OH 的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.该反应的 ΔH＜0，且 p1＜p2 B.反应速率：v 逆(状态 A)＞v 逆(状态 B) C.在 C 点时，CO 转化率为 75% D.在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的 CH3OH，达平衡时 CH3OH 的体 积分数也不同 解析　A 项，由图可知，随温度升高，CH3OH 的体积分数减小，说明平衡向逆 反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，合成甲醇是气体体积减小的反应，增 大压强，平衡向正反应方向移动，CH3OH 体积分数增大，所以 p1>p2，错误；B 项，B 点温度比 A 点高，温度越高速率越快，错误；C 项， CH3OH 体积分数等于物质的量分数为 a 3—2a ＝0.5，a＝0.75，正确；D 项，恒温 恒压条件下，充入不同量的 CH3OH，发生反应 CH3OH(g) CO(g)＋2H 2(g)， 等效平衡，体积分数相同，错误。 答案　C 3.在初始温度为 500 ℃、容积恒定为 10 L 的三个密闭容器中，如图充料发生反 应：CO2 (g)＋3H2 (g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－25 kJ/mol。已知乙达 到平衡时气体的压强为开始时的 0.55 倍；乙、丙中初始反应方向不同，平衡后 对应各组分的体积分数相等。下列分析正确的是(　　) A.刚开始反应时速率：甲>乙 B.平衡后反应放热：甲>乙 C.500 ℃下该反应平衡常数：K＝3×102 D.若 a≠0，则 0.90.9，D 正确。 答案　D 4.(2017·无锡一调)一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入 SO2(g) 和 O2(g)，进行反应 2SO2＋O2 2SO3，其起始物质的量及 SO2 的平衡转化 率如下表所示。下列判断中正确的是(　　) 甲 乙 丙 丁 容闭容器体积/L 2 2 2 1 n(SO2)/mol 0.40 0.80 0.80 0.40起始物质 的量 n(O2)/mol 0.24 0.24 0.48 0.24 SO2 的平衡转化率/% 80 α1 α2 α3 A.该温度下，该反应的平衡常数 K 为 400 L· mol－1 B.SO2 的平衡转化率：α1＞α2＝α3 C.达到平衡时，容器丁中的正反应速率比容器丙中的大 D.达到平衡时，容器丙中 c(SO3)大于容器甲中 c(SO3)的两倍 解析　由甲容器数据知平衡时，c(SO2)＝c(O2)＝0.04 mol·L－1，c(SO3)＝ 0.16 mol·L－1，故 K＝ 0.162 0.04 × 0.042 ＝400 (L·mol －1)，A 正确；乙、丙容器仅 O2 的物质的量不同，O2 的物质的量越大，SO2 的平衡转化率越大，即 α1＜α2，丙与 丁属于等效平衡，故 α2＝α3，B 错误；丙与丁属于等效平衡，速率一样大，C 错 误；D 项，若丙容器的体积为 4 L，则两容器中 SO3 的浓度相同，将 4 L 压缩为 2 L，若平衡不移动，则 c 丙(SO3)＝2c 甲(SO3)，压缩时，压强增大，平衡向生成 SO3 的方向移动，故 c 丙(SO3)＞2c 甲(SO3)，D 正确。 答案　AD 5.(2017·南通二调)两个容积均为 2 L 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 的物质的量如图所示。下列说法正确的是(　　) 起始物质的量 容器 NO CO Ⅰ 1 mol 3 mol Ⅱ 6 mol 2 mol A.N 点的平衡常数为 0.04 L·mol－1 B.M、N 两点容器内的压强：p(M)＞2p(N) C.若将容器Ⅰ的容积改为 1 L，t1 温度下达到平衡时 c(CO2)＝0.25 mol·L－1 D.若将容器Ⅱ改为绝热容器，实验起始温度为 t1，到达平衡时 NO 的转化率小于 16.7% 解析　由于 M、N 两点温度相同，故平衡常数也相同，即 K(N)＝K(M)，容器Ⅱ 反应达到 M 点时，容易计算出平衡时，n(NO)＝5 mol、n(CO)＝1 mol、n(N2)＝ 0.5 mol、n(CO2)＝1 mol，故 K(M)＝ 0.5 2 × （1 2 ）2 （5 2 ）2 × （1 2 ）2 ＝0.04(L·mol－1)，A 正确。 若容器Ⅲ与容器Ⅰ、Ⅱ一样，起始投料为 n(NO)＝2 mol、n(CO)＝6 mol，则 t1 温 度下达到平衡时，n(NO)＝1 mol、n(CO)＝5 mol、n(NO)＝0.5 mol、n(CO 2)＝1 mol，此时压强与 M 点一样大；若容器Ⅱ的容积为 4 L，则 p(M)＝p(N)，将容器Ⅱ 压缩为 2 L，若平衡不移动，则 p(M)＝2p(N)，平衡右移后压强减小，故 p(M)＜ 2p(N)，B 错误。容器Ⅰ的容积改为 1 L 后，与容器Ⅲ为等效平衡，故平衡时 n(CO2) ＝0.5 mol，c(CO2)＝0.5 mol·L－1，C 错误。容器Ⅱ平衡时 NO 的转化率＝1 6 ≈16.7%； 由于反应是放热反应，改成绝热容器后，达到平衡时的温度比 t1 高，故 NO 的转 化率会降低，即小于 16.7%，D 正确。 答案　AD 6.一定量的 CO2 与足量碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO 2(g) 2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示： 下列说法正确的是(　　) A.550 ℃时，若充入惰性气体，v(正)、v(逆)均减小，平衡不移动 B.650 ℃时，反应达平衡后 CO2 的转化率为 25.0% C.T ℃时，若充入等体积的 CO2 和 CO，平衡向逆反应方向移动 D.925 ℃时，此反应的平衡常数 K＝2 304，保持温度不变，若缩小体积，K 值将 变小 解析　A 项，恒压容器，充入惰性气体，体积增大，各成分浓度减小，v(正)、v(逆) 均减小，相当于减压，平衡向正反应方向移动，错误；B 项，设起始 1 mol CO2， CO2 转化率为 25%，平衡时，CO2 为 0.75 mol，CO 为 0.5 mol，CO2 的物质的量 分数为 60%，正确；C 项，T ℃时，达到平衡时 n(CO2)＝n(CO)，充入等体积的 两者，由于是恒压，所以平衡不移动，错误；D 项，温度不变，K 值不变，错误。 答案　B 7.一定温度下(T1＜T2)，在三个体积均为 2.0 L 的恒容密闭容器中发生反应： CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) 起始物质的量/mol 平衡物质的 量/mol容器编号 温度/℃ CO H2 CH3OH(g) Ⅰ T1 0.2 0.4 0.18 Ⅱ T1 0.4 0.8 Ⅲ T2 0.2 0.4 0.16 下列说法正确的是(　　) A.该反应的正反应为放热反应 B.达平衡时，容器Ⅰ中 CH3OH(g)的体积分数比容器Ⅱ中的大 C.采取加压、增大 c(H2)、加入合适的催化剂等措施，都能提高 CO 的转化率 D.若起始时向容器Ⅰ中充入 CO 0.2 mol、H2 0.2 mol、CH3OH(g) 0.5 mol，反应将 向正反应方向进行 解析　A 项，对比Ⅰ、Ⅲ数据，可知温度升高，CH3OH 的物质的量减小，说明 平衡向逆反应方向移动，说明逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，正确；B 项，Ⅱ相对于Ⅰ是成比例的增加投料量，相当于加压，平衡向正反应方向移动， Ⅱ中 CH3OH 的物质的量分数增大，错误；C 项，催化剂不影响平衡的移动，不 提高 CO 的转化率，错误；D 项，由Ⅰ中数据有 K＝ c（CH3OH） c（CO）·c2（H2）＝ 0.09 0.01 × 0.022 ＝22 500， Qc＝ c（CH3OH） c（CO）·c2（H2）＝ 0.25 0.1 × 0.12 ＝250v(逆)，错 误。 答案　AC 9.在 2 L 恒容密闭容器中进行如下反应：2CO2(g)＋6H2(g) C2H5OH(g)＋ 3H2O(g)起始时 n(CO2)＝4 mol，投入不同量的 H2，测得 CO2 的平衡转化率随温 度变化关系如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A.该反应的 ΔH＜0 B.三种条件下起始的 n(H2)：①<②<③ C.其他条件不变，扩大容器体积可提高 CO2 的转化率 D.曲线③对应的 H2 起始投料为 8 mol，则 400 K 时该反应平衡常数的值为 1.687 5 解析　由图像知，温度越高，CO2 的转化率越低，故正反应为放热反应，A 正确； 由图像知，相同温度下，H2 的物质的量越大，CO2 的转化率越高，故①>②>③， B 错误；该反应是气体体积减小的反应，扩大容器体积，平衡左移，CO2 的转化 率降低，C 错误； 列三段式： 故平衡常数 K＝c（C2H5OH）·c3（H2O） c2（CO2）·c6（H2） ＝0.5 × 1.53 12 × 16 ＝1.687 5(L4·mol－4)，D 正 确。 答案　AD 10.一定温度下，在三个容积均为 2.0 L 的恒容密闭容器中发生反应：CO(g)＋ 2H2(g) CH3OH(g)，各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示， 反应过程中容器Ⅰ、Ⅲ中 CH3OH 的物质的量随时间变化关系如下图所示。 起始物质的量/mol 容器 温度/K CO(g) H2(g) CH3OH(g) Ⅰ T1 0.2 0.4 0 Ⅱ T1 0 0 0.4 Ⅲ T2 0.2 0.4 0 下列说法正确的是(　　) A.在前 20 min 内，容器Ⅰ中反应的平均速率为 v(H2)＝0.012 mol·L－1·min－1 B.达到平衡后，容器Ⅰ中再充入 0.20 mol CO 和 0.20 mol CH3OH，此时 v 正＞v 逆 C.达到平衡时，容器Ⅱ中的压强一定大于容器Ⅰ中的压强的两倍 D.将容器Ⅲ改为绝热容器，实验起始温度为 T2，达到平衡时，CO 的转化率小于 50% 解析　由图像可知容器Ⅰ中前 20 min 生成的 CH3OH 的物质的量为 0.12 mol，则 H2 反应掉 0.24 mol，反应速率 v(H2)＝ 0.24 mol 2 L × 20 min ＝0.006 mol·L －1·min －1，A 错 误 ； 容 器 Ⅰ 达 平 衡 时 的 平 衡 常 数 K ＝ c（CH3OH） c（CO）·c2（H2）＝ 0.12 mol 2 L 0.08 mol 2 L × （0.16 mol 2 L ）2 ＝234.375 L2·mol －2 ，再充入 0.20 mol CO 和 0.20 mol CH3OH 时，Qc＝ 0.32 mol 2 L 0.28 mol 2 L × （0.16 mol 2 L ）2 ≈178.57 L2·mol －2＜K，则平衡正向 移动，即 v 正＞v 逆，B 正确；先假设容器Ⅱ是容器Ⅰ的 2 倍.则两容器中达平衡 时等效，容器Ⅱ中各物质的物质的量是容器Ⅰ的 2 倍，再将容器Ⅱ压缩至容器 I 的体积，平衡正向移动，压强减小，故比容器Ⅰ的压强的两倍要小，C 错误；由 图像可知，容器Ⅲ先达平衡，则温度 T2>T1，但平衡时 CH3OH 的物质的量比容 器Ⅰ中小，故正反应是放热反应，保持 T2 温度达平衡时 CO 的转化率为 50%， 如果绝热，反应时放热，温度升高，平衡逆向移动，则 CO 的转化率会小于 50%，D 正确。 答案　BD 11.在 20 L 的密闭容器中按物质的量之比 1∶2 充入 CO 和 H2，发生反应 CO(g) ＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH。测得 CO 的转化率随温度的变化及不同压强下 CO 的变化如图所示，p2 和 195 ℃时 n(H2)随时间的变化结果如下表所示。下列 说法正确的是(　　) p2 和 195 ℃时 n(H2) t/min 0 1 3 5 n(H2)/mol 8 5 4 4 A.p2 和 195 ℃时，0～3 min，反应速率 v(CH3OH)＝2 3 mol·L－1·min－1 B.p10 C.在 p2 和 195 ℃时，该反应的平衡常数为 25 D.195 ℃、p2 时，在 B 点：v 正>v 逆 解析　A 项，0～3 min，Δn(H2)＝4 mol，Δc(H2)＝4 mol 20 L ＝0.2 mol·L －1，v(H2)＝ 0.2 mol·L－1 3 min ，则 v(CH3OH)≈0.033 mol·L－1·min－1，错误；B 项，由任意一条曲 线知，随温度升高，CO 转化率减小，故 ΔH<0，由于增大压强时，平衡右移， 故 p1

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