2020届高考化学一轮复习化学平衡状态化学平衡移动作业
跟踪检测（二十二） 化学平衡状态 化学平衡移动
1．在1 L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是( )
A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
B．1个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成
C．其他条件不变时，混合气体的密度不再改变
D．v正(N2)＝2v逆(NH3)
解析：选B c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，等于化学方程式中各物质的计量数之比，但不能说明各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，A错误；1个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成，说明正、逆反应速率相等，反应达到了平衡，B正确；混合气体的密度ρ＝，质量在反应前后是守恒的，体积不变，密度始终不变，所以密度不变的状态不一定是平衡状态，C错误；v正(N2)＝2v逆(NH3)时，正、逆反应速率不相等，未达到平衡状态，D错误。
2．反应X(g)＋Y(g) 2Z(g) ΔH<0，达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．减小容器体积，平衡向右移动
B．加入催化剂，Z的产率增大
C．增大c(X)，X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
解析：选D 该反应前后气体分子数相等，减小容器体积(加压)平衡不发生移动，A项错误；加入催化剂可同时同倍数地改变正、逆反应速率，故平衡不会发生移动，Z的产率不变，B项错误；增大c(X)，平衡正向移动，但X的转化率减小，C项错误；此反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大，D项正确。
3．反应2X(g) 2Y(g)＋Z(g) ΔH＝Q kJ·mol－1(Q>0)，达到平衡时，要使正反应速率降低，X的浓度增大，应采取的措施是( )
A．缩小体积加压 B．扩大体积减压
C．增加Z的浓度 D．降温
解析：选D 缩小体积加压，平衡逆向移动，X的浓度增大，但正反应速率也增大，A错误；扩大体积减压，平衡正向移动，正反应速率减小，但X的浓度也减小，B错误；增加Z的浓度，平衡逆向移动，X的浓度增大，但正反应速率也增大，C错误；降温，正反应速率降低，平衡逆向移动，X的浓度增大，D正确。
4.对可逆反应：A(g)＋B(s) C(s)＋D(g) ΔH>0。如图所示为正、逆反应速率(v)与时间(t)关系的示意图，如果在t1时刻改变条件：①加入A；②加入催化剂；③加压；④升温；⑤减少C，符合图示条件的是( )
A．②③ B．①②
C．③④ D．④⑤
解析：选A 加入A，因为A为气体，因此加入A平衡向正反应方向移动，v正>v逆，故①错误；催化剂对化学平衡无影响，只加快反应速率，故②正确；反应前后气体分子数相等，因此加压平衡不移动，化学反应速率增大，故③正确；升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，故④错误；C为固体，浓度视为常数，对化学平衡移动无影响，对化学反应速率无影响，故⑤错误。
5．(双选)(2017·海南高考)已知反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是( )
A．升高温度，K减小
B．减小压强，n(CO2)增加
C．更换高效催化剂，α(CO)增大
D．充入一定量的氮气，n(H2)不变
解析：选AD 此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，即升高温度，K值减小，故A正确；此反应为反应前后体积不变的反应，因此减小压强，平衡不移动，即 n(CO2)不变，故B错误；催化剂对化学平衡移动无影响，因此CO的转化率不变，故C错误；N2为惰性气体不参与反应，对平衡无影响，n(H2)不变，故D正确。
6．一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g) MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g) ΔH>0，该反应在某密闭容器中达到平衡。下列分析正确的是( )
A．恒温恒容时，充入CO气体，达到新平衡时增大
B．容积不变时，升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小
C．恒温恒容时，分离出部分SO2气体可提高MgSO4的转化率
D．恒温时，增大压强，平衡逆向移动，平衡常数减小
解析：选C 恒温恒容时，充入CO气体，由于反应物中只有CO为气体，相当于加压，平衡向逆反应方向移动，达到新平衡时减小，故A错误；正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向进行，CO2和SO2的相对分子质量均比CO大，因此混合气体的平均相对分子质量增大，故B错误；分离出SO2，减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，MgSO4消耗量增大，即转化率增大，故C正确；化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，故D错误。
7.在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g) Y(g)，T1、T2温度下X的物质的量浓度c(X)随时间t的变化如图所示，下列叙述正确的是( )
A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B．T2温度下，在0～t1时间内，v(Y)＝ mol·L－1·min－1
C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D．M点时再加入一定量的X，平衡后X的转化率减小
解析：选C 由图可知，T1时反应先达到平衡状态，则有T1>T2，而温度越高，平衡时c(X)的值越大，说明温度升高，平衡逆向移动，则有ΔH<0；M、W两点对应的反应均达到了相应温度下的平衡状态，且T1温度下的Δc(X)小于T2温度下的Δc(X)，故M点放出的热量小于W点，A错误；由图可知，T2温度下，在0～t1时间内，v(X)＝ mol·L－1·min－1，则有v(Y)＝v(X)＝ mol·L－1·min－1，B错误；M点温度高于N点温度，故M点的正反应速率v正大于N点的正反应速率v正，又因为N点时的v正>v逆，所以M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆，C正确；M点时再加入一定量的X，与缩小容器的体积达到的平衡等效，则平衡后X的转化率增大，D错误。
8．根据vt图分析外界条件改变对可逆反应A(g)＋3B(g) 2C(g) ΔH<0的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示：
可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是( )
A．使用催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度
B．升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂
C．增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度
D．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂
解析：选D t2时正、逆反应速率增大，且平衡逆向移动，排除A、C项；t4时正、逆反应速率减小，平衡逆向移动，可以是减小压强；t6时正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，所以是增大反应物浓度，t8时正、逆反应速率增大，且平衡不移动，改变的条件是使用了催化剂，D项符合。
9.已知：(HF)2(g) 2HF(g) ΔH>0，平衡体系的总质量m(总)与总物质的量n(总)之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．温度：T1
v(a)
D．当＝30 g·mol－1时，n(HF)∶n[(HF)2]＝2∶1
解析：选C 平衡体系的总质量m(总)与总物质的量n(总)之比即为混合气体的平均摩尔质量，压强一定时，升高温度，(HF)2(g) 2HF(g)正向移动，n(总)增大，由于m(总)不变， 则减小，由图可知，温度：T1>T2，A错误；平衡常数K随温度变化而发生变化，与压强大小无关，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，故平衡常数关系为K(a)＝K(c)T2，温度升高，反应速率加快，故反应速率：v(b)>v(a)，C正确； n(HF)∶n[(HF)2]＝2∶1时，混合气体中＝≈26.7 g·mol－1，D错误。
10．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如图所示变化规律(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)。根据图示规律判断，下列结论正确的是( )
A．反应Ⅰ：ΔH＞0，p2＞p1
B．反应Ⅱ：ΔH＜0，T1＜T2
C．反应Ⅲ：ΔH＞0，T2＞T1或ΔH＜0，T2＜T1
D．反应Ⅳ：ΔH＜0，T2＞T1
解析：选C 反应Ⅰ中温度升高，X的平衡转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应，ΔH＜0，压强增大平衡向正反应方向移动，X的转化率升高，故p2＞p1，A错误；反应Ⅱ中T1温度下反应先达到平衡，说明T1＞T2，温度降低，n(Z)增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应是放热反应，ΔH＜0，B错误；反应Ⅳ中，若T2＞T1，则温度升高，X的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，ΔH＞0，D错误。
11．反应aM(g)＋bN(g) cP(g)＋dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是( )
A．同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加
B．同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加
C．同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加
D．同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数增加
解析：选B 可逆反应中，催化剂只能改变化学反应速率，A错误；由题给图像可知，M的体积分数随着温度升高而降低，即温度升高，平衡右移，故平衡时生成物Q的体积分数增加，B正确；由题给图像可知，同为650 ℃、z＝2.0，压强为1.4 MPa时，y(M)＝30%，而压强为2.1 MPa时，y(M)＝35%，即增大压强，平衡左移，故平衡时Q的体积分数减小，C错误；由题给图像可知，同温同压时，若N的物质的量增加，而M的物质的量不变，则尽管z越大，y(M)减小，平衡右移，但Q增加的物质的量远小于加入的N的物质的量，此时Q的体积分数减小，D错误。
12．一定条件下，向一容积固定的密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，发生2SO2＋O22SO3 ΔH<0，一段时间后达到平衡，SO2、O2、SO3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，按要求回答下列问题。
(1)平衡后，通入2 mol SO2，则SO2的转化率________，O2的转化率________。(填“增大”“减小”或“不变”，下同)
(2)平衡后，通入2 mol SO2、1 mol O2，则SO2的转化率________，O2的转化率_______，SO2的百分含量_______，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。
(3)平衡后，通入a mol SO2、b mol O2、c mol SO3，则SO2的转化率________，O2的转化率________，SO2的百分含量________，O2的百分含量_______，SO3的百分含量
________。
(4)平衡后，通入2 mol SO3，则平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。
(5)平衡后，升温，则SO2转化率________，O2的转化率_______，SO2的百分含量_______，O2的百分含量______，SO3的百分含量________。
答案：(1)减小 增大 (2)增大 增大 减小 减小 增大 (3)增大 增大 减小 减小 增大 (4)逆反应 减小 减小 增大 (5)减小 减小 增大 增大 减小
13．(2017·全国卷Ⅱ)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g) ΔH1
已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g) ΔH2＝－119 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH3＝－242 kJ·mol－1
反应①的ΔH1为________ kJ·mol－1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是________(填标号)。
A．升高温度 B．降低温度
C．增大压强 D．降低压强
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是________________________________________________________________________。
(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是________________________、________________________；590 ℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_________________________________________。
解析：(1)根据盖斯定律，可得①＝②－③，则ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ·mol－1＋242 kJ·mol－1＝123 kJ·mol－1。反应①为气体总体积增大的反应，在温度相同时降低压强有利于提高平衡转化率，故x<0.1。反应①为吸热反应，升高温度有利于平衡正向移动，A项正确；降低压强平衡向气体总体积增大的方向移动，D项正确。(2)结合图(b)可看出随着n(氢气)/n(丁烷)增大，丁烯产率先升高后降低，这是因为氢气是生成物，当n(氢气)/n(丁烷) 逐渐增大时，逆反应速率加快，故丁烯的产率逐渐降低。(3)在590 ℃之前随温度升高丁烯产率逐渐增大，这是因为温度升高不仅能加快反应速率，还能促使平衡正向移动；但温度高于590 ℃时，丁烯高温裂解生成短链烃类，导致丁烯产率快速降低。
答案：(1)123 小于 AD (2)氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大
(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类
14．(2019·济南模拟)绿水青山就是金山银山，我国科研人员在探究如何降低大气中氮氧化物与碳氧化物的含量方面做出了巨大贡献，并取得了显著的成绩。
(1)反应2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)可用于净化汽车尾气，已知570 K时该反应的反应速率极慢，平衡常数极大。由此可知，提高尾气净化效率的最佳途径是______________________；若要净化汽车尾气的同时提高该反应的反应速率和NO的转化率，且只改变一个反应条件，则应采取的措施是________________。
(2)某科研小组根据反应2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)来探究起始反应物的碳氮比对污染物去除率的影响。T ℃时，向体积为1 L的恒容密闭容器中充入总物质的量为4 mol的NO和CO混合气体，并加入一定量的固体催化剂进行反应，实验测得平衡体系中气体组分的转化率和氮气的体积分数的变化如图所示。
①根据图像推测曲线转化率1表示的是________(填“CO”或“NO”)。
②A点时，＝________，此时反应的平衡常数K＝________。
(3)煤炭在O2/CO2的气氛中燃烧会产生CO，有人提出，可以设计反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)来消除CO的污染。该提议____________(填“可行”或“不可行”)，理由是________________________________________________。
解析：(1)研制高效催化剂可提高反应速率，解决反应极慢的问题，有利于尾气的转化；增大压强，化学反应速率加快，化学平衡向气体体积减小的方向移动，即正反应方向，NO的转化率增大。(2)①起始反应物的碳氮比越大，NO的转化率越大，根据图像推测曲线转化率1表示的是NO。②反应2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)中NO和CO的化学计量数相等，A点时，两者的转化率相等，均为80%，故＝1，此时各物质的浓度分别为0.4 mol·L－1、0.4 mol·L－1、0.8 mol·L－1、1.6 mol·L－1，反应的平衡常数K＝＝80。(3)设计反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)来消除CO的污染的提议不可行，理由是该反应ΔH>0、ΔS<0，则ΔH－TΔS>0，该反应在任何情况下都不能自发进行。
答案：(1)研制高效催化剂 增大压强
(2)①NO ②1 80
(3)不可行 该反应ΔH>0、ΔS<0，则ΔH－TΔS>0，该反应在任何情况下都不能自发进行
