全国版2021高考化学一轮复习课时作业27化学平衡状态及其移动含解析

全国版2021高考化学一轮复习课时作业27化学平衡状态及其移动含解析

课时作业(二十七)　化学平衡状态及其移动 ‎1．下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是(　　)‎ A．工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率 B．热的纯碱液去油污效果比冷的纯碱液好 C．开启啤酒瓶后，瓶中立刻泛起大量泡沫 D．实验室用双氧水制备O2时使用MnO2作催化剂加快O2的生成速率 D　[A.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气，即增加氧气的投入量，促使平衡正向移动，以提高二氧化硫的利用，能用勒夏特列原理解释，故A不选；B.碳酸钠中弱离子碳酸根离子的水解反应是吸热的过程，升高温度，促进水解，碱性更强，对油污酯类的水解起到促进作用，即去污力增强，能用勒夏特列原理解释，故B不选；C.因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡，开启啤酒瓶后，压强减小，二氧化碳逸出，能用勒夏特列原理解释，故C不选；D.催化剂能增大化学反应速率，但不引起平衡移动，所以不能用平衡移动原理解释，故D选。]‎ ‎2．(2019·江苏常熟模拟)向某容积一定的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，一定条件下发生如下反应：2 SO2＋O22SO3。下列说法不正确的是(　　)‎ A．升高温度或充入一定量O2均能加快化学反应速率 B．达到平衡状态时，SO2、O2、SO3物质的量之比一定为2∶1∶2‎ C．当SO2的生成速率与SO3的生成速率相等时，反应达到平衡状态 D．达到平衡状态时，生成SO3的物质的量一定小于2 mol B　[A.升高温度或增加反应物质的浓度都能加快化学反应的速率，所以升高温度或充入一定量O2均能加快化学反应速率，故A正确；B.达到平衡状态时，SO2、O2、SO3物质的量之比可能为2∶1∶2，也可能不是2∶1∶2，与各物质的初始浓度及转化率有关，故B不正确；C.当SO2的生成速率与SO3的生成速率相等时，即正逆反应的速率相等，反应达平衡状态，故C正确；D.达到平衡状态时，二氧化硫不可能完全转化为三氧化硫，所以生成SO3的物质的量一定小于2 mol，故D正确。]‎ ‎3．某温度下，在一容积可变的容器中，反应2X(g)Y(g)＋2Z(g)达到平衡时，X、Y和Z的物质的量分别为6 mol、3 mol和6 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡向左移动的是(　　)‎ A．均减少1 mol　　　　 B．均增加1mol C．均减半　　　 D．均加倍 B　[A.如X、Y和Z的物质的量之比按照2∶1∶2的比值减小，则平衡不移动，而均减少1 mol，相当于减少的X、Z少，Y多，则平衡右移，故A错误；B.“均增加1‎ 8‎ ‎ mol”时相当于在原来的基础上多加了Y，则平衡向左移动，故B正确；C.由于容器的容积可变，则“均减半”相当于X、Y、Z三物质的浓度都没有改变，平衡不会移动，故C错误；D.由于容器的容积可变，则“均加倍”相当于X、Y、Z三物质的浓度都没有改变，平衡不会移动，故D错误。]‎ ‎4．(2019·四川乐山期中)在一定条件下，使10 mol SO3在体积固定为2 L的密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，则下图中正确的是(表示混合气体的平均相对分子质量)(　　)‎ C　[A.开始投入SO3，它是生成物，只有逆反应速率，正反应速率为0，图像上v正、v逆标反了，故A错误；B.据方程式可知SO2比O2生成的多，下面两条线标的物质反了，故B错误；C.据M＝，气体的总质量不变，而反应向逆反应方向进行，n变大，故M变小，后来平衡不变了，故C正确；D.反应向逆反应进行，据ρ＝，气体的总质量不变，体积固定，ρ始终不变，故D错误。]‎ ‎5．(2019·河南郑州模拟)绝热容器中发生反应：3Z(s)X(g)＋2Y(g)　ΔH＝a kJ·mol－1(a＞0)。下列说法不正确的是(　　)‎ A．将 0.3 mol Z置于容器中充分反应生成气体的物质的量一定小于 0.3 mol B．达到化学平衡状态时，气体平均摩尔质量不变 C．容器中放入 3 mol Z，达到化学平衡状态时，反应吸收的总热量为 a kJ D．容器温度不变，反应已经达到平衡 C　[A.可逆反应的反应物不会完全转化为产物，将 0.3 mol Z 置于容器中充分反应生成气体的物质的量一定小于0.3 mol，故A正确；B.气体平均摩尔质量等于气体质量和物质的量的比值，反应气体质量和物质的量都变化，达到化学平衡状态时，气体平均摩尔质量不变，故B正确；C.容器中放入3 mol Z，达到化学平衡状态时，消耗的Z的物质的量小于3 mol，反应吸收的总热量小于a kJ，故C错误；D.反应伴随吸热，反应过程中会伴随温度的变化，变量不变的状态是平衡状态，容器温度不变，反应已经达到平衡，故D正确。]‎ ‎6.(2019·河北唐山模拟)已知在一定条件下，反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH＝－a 8‎ ‎ kJ/mol(a＞0)，某实验小组测得X的转化率(α)在不同温度与压强(P)下的实验数据，三者之间关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．图中a、b 两点对应的平衡常数相等 B．上述反应在达到平衡后，缩小体积，Y 的转化率提高 C．升高温度，正、逆反应速率增大，平衡向正反应方向移动 D．将2.0 mol X、6.0 mol Y置于密闭容器中发生反应，放出的热量为2a kJ B　[A.平衡常数与温度有关，与压强无关，a、b两点温度不同，则平衡常数不同，故A错误；B.该反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，则缩小体积，平衡正向移动，Y 的转化率提高，故B正确；C.正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，且正、逆反应速率增大，故C错误；D.为可逆反应，不能完全转化，且物质的量与热量成正比，则2.0 mol X、6.0 mol Y置于密闭容器中发生反应，放出的热量小于2a kJ，故D错误。]‎ ‎7．(2018·湖北荆州二模)在体积为V的密闭容器中发生可逆反应3A(？)＋B(？)===2C (g)，下列说法正确的是(　　)‎ A．若A为气态，则气体的平均密度不再变化时反应达到平衡状态 B．升高温度，C的体积分数增大，则该正反应放热 C．达到平衡后，向容器中加入B，正反应速率一定加快 D．达到平衡后，若将容器的容积压缩为原来的一半，C的浓度变为原来的1.8倍，则A一定为非气态 D　[A.如A、B都为气态，则无论是否达到平衡，密度都不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故A错误；B.升高温度，C的体积分数增大，说明平衡正向移动，则该正反应吸热，故B错误；C.如B为固体，则浓度不变，速率不变，故C错误；D.达到平衡后，若将容器的容积压缩为原来的一半，如平衡不移动，C的浓度变为原来的2倍，而C的浓度变为原来的1.8倍，说明平衡逆向移动，则A一定为非气态，故D正确。]‎ ‎8．化学转移反应是一种固体或液体物体A在一定温度下与一种气体物体B反应，先形成气相产物，该气相产物在体系的不同温度部分又发生逆反应，结果重新得到A的反应，下图为固体物质A发生转移反应的理想装置，在原料放置区(即图中T1段)，A和B尽可能生成C并向沉淀区移动，在沉淀区(T2)段，C尽可能分解沉积出A。下列说法不正确的是(　　)‎ A．温度和浓度是反应的重要要素 8‎ B．绝大多数化学转移反应应在真空中进行 C．对于化学转移反应A(s)＋B(g)C(g)，降低C的浓度，平衡正向移动 D．用化学转移反应制备TaS2晶体：2TaI5(s)＋2S2(g)5I2(g)＋2TaS2(s)　ΔH＞0，T1应该小于T2‎ D　[A.温度和浓度都能影响化学反应速率，所以是反应的重要要素，故A正确；B.因为化学转移反应会受到其他气体的影响，所以绝大多数化学转移反应应在真空中进行，故B正确；C.A(s)＋B(g)C(g)，降低C的浓度，则平衡向正反应方向移动，故C正确；D.2TaI5(s)＋2S2(g)5I2(g)＋2TaS2(s)　ΔH＞0，则用化学转移反应制备TaS2，所以在T1时要平衡向正反应方向移动，T2时要平衡向逆反应方向移动，所以T1应该大于T2，故D错误。]‎ ‎9．某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋mY(g)3 Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　　)‎ A．m＝2‎ B．两次平衡的平衡常数相同 C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1‎ D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1‎ D　[A项，由题意可知两种条件下X、Y、Z的初始物质的量不同，而最终平衡状态相同，则两种条件下建立的平衡为温度、容积不变时的等效平衡，故满足反应前后气态物质计量数之和相等，则1＋m＝3，m＝2，正确；B项温度不变，平衡常数不变，正确；C项，X、Y的初始物质的量之比为1∶2，根据方程式可知参加反应的X、Y的物质的量之比也为1∶2，故X与Y的平衡转化率之比为1∶1，正确；D项，由方程式可知该反应前后气体的物质的量不变，所以第二次平衡时气体的总物质的量为4 mol，则Z的物质的量为4 mol×10%＝0.4 mol，Z的浓度为0.4 mol÷2 L＝0.2 mol·L－1，错误。]‎ ‎10．(2018·广东潮州二模)一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－QkJ/mol。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在 I中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO和2 mol H2O,700℃条件下开始反应．达到平衡时，上述三个过程对应的能量变化值分别为Q1、Q2、Q3。下列说法正确的是(　　)‎ A．2Q1＝2Q2＜Q3‎ B．容器Ⅰ中CO的百分含量比容器Ⅲ中CO的百分含量高 C．容器Ⅰ中反应的平衡常数比容器Ⅱ中反应的平衡常数小 D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1‎ C　[A.容器Ⅰ中从正反应开始到达平衡，该反应为放热，容器Ⅱ中从逆反应开始到达，该反应为吸热，无法比较Q1、Q2的大小，故A错误；B.容器Ⅲ中相当于在容器Ⅰ 8‎ 中平衡的基础上再加入1 mol CO和1 mol H2O，压强不影响该化学平衡，反应向正反应进行，故容器Ⅲ中到达平衡时温度更高，该反应正反应是放热反应，温度升高平衡向着逆向移动，则容器Ⅲ中CO的转化率低，CO的百分含量高，所以容器Ⅰ中CO的百分含量比容器Ⅲ中CO的百分含量低，故B错误；C.容器Ⅱ中所到达的平衡状态，相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应移动，则容器Ⅱ中的反应的平衡常数大于容器Ⅰ，故C正确；D.温度相同时，容器I中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1，容器Ⅱ中所到达的平衡状态，相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应移动，二氧化碳的转化率比两容器相同温度时容器Ⅱ中CO2的转化率低，故容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1，故D错误。]‎ ‎11．(2019·湖南长沙模拟)T ℃下，向一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO浓度如下表：‎ 时间/s ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ c(NO)/×10－4‎ mol·L－1‎ ‎10.0‎ ‎4.50‎ c1‎ ‎1.50‎ ‎1.00‎ ‎1.00‎ c(CO)/×10－3‎ mol·L－1‎ ‎3.60‎ ‎3.05‎ c2‎ ‎2.75‎ ‎2.70‎ ‎2.70‎ ‎(1)则c2合理的数值为________(填字母)。‎ A．4.20　 B．4.00　‎ C．2.95　 D．2.80‎ ‎(2)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应：H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：‎ 实验组 温度/℃‎ 起始量/mol 平衡量/‎ mol 达到平衡所 需时间/min H2O CO CO H2‎ Ⅰ ‎650‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎2.4‎ ‎1.6‎ ‎5‎ Ⅱ ‎900‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎1.6‎ ‎0.4‎ ‎3‎ Ⅲ ‎900‎ a b c d t 若a＝2，b＝1，则c＝________，达到平衡时实验组Ⅱ中H2O(g)和实验组Ⅲ中CO的转化率的关系为αⅡ(H2O)______(填“＜”“＞”或“＝”)αⅢ(CO)。‎ ‎(3)二甲醚是清洁能源，用CO在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2‎ 8‎ O(g)，已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图所示。‎ ‎①a、b、c按从大到小的顺序排序为__________。‎ ‎②根据图像可以判断该反应为放热反应，理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)由于CO为反应物，逐渐被消耗，故c2应介于2.75～3.05之间，又浓度越大，反应速率越快，即3.05－c2＞c2－2.75，故应选D。(2)由H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)可知Ⅱ中平衡时n(H2O)＝0.6 mol，Ⅱ可看作向容器中加入1 mol CO、1 mol H2O建立平衡后又加1 mol CO重新建立的平衡，Ⅲ可看作向容器中加入1 mol CO、1 mol H2O，建立平衡后又加1 mol H2O重新建立的平衡，故对平衡右移的促进作用完全相同。故c＝0.6 mol，αⅡ(H2O)＝αⅢ(CO)。(3)①α(CO)越大，越大，故a＞b＞c，②由图像知温度越高，α(CO)越小，平衡左移，故正反应为放热反应。‎ 答案　(1)D　(2)0.6　＝　(3)①a＞b＞c　②投料比相同，温度越高，α(CO)越小，平衡左移，该反应为放热反应 ‎12．(2018·湖北孝感二模)工业上在合成塔中采用下列反应合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝QkJ/mol ‎(1)判断该可逆反应达到平衡状态的标志是(填字母序号)______。‎ a．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 b．混合气体的密度不变 c．混合气体的平均相对分子质量不变 d．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 ‎(2)如表所列数据是该可逆反应在不同温度下的化学平衡常数(K)‎ 温度 ‎250 ℃‎ ‎300 ℃‎ ‎350 ℃‎ K ‎2.041‎ ‎0.270‎ ‎0.012‎ ‎①由表中数据判断Q______0(填“＞”、“＜”或“＝”)‎ ‎②某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡测得c(CO)＝0.2 mol·L－1，此时对应的温度为______；CO的转化率为______。‎ 8‎ ‎(3)请在图中画出压强不同，平衡时甲醇的体积分数(φ)随温度(T)变化的两条曲线(在曲线上标出p1、p2、，且p1＜p2)‎ ‎(4)要提高CO的转化率，可以采取的措施是________(填字母序号)。‎ a．升温　b．加入催化剂　c．增加CO的浓度　d．通入H2加压　e．通入惰性气体加压　f．分离出甲醇 ‎(5)已知一定条件下，CO与H2在催化剂的作用下生成5 mol CH3OH时，能量的变化为454 kJ。在该条件下，向容积相同的3个密闭容器中，按照甲、乙、丙三种不同的投料方式加人反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：‎ 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 ‎1 mol CO ‎2mol H2‎ ‎1mol CH3OH ‎2mol CH3OH 平衡时数据 CH3OH的浓 度(mol·L－1)‎ c1‎ c2‎ c3‎ 反应吸收或放出的能量(kJ)‎ a b c 体系压强(Pa)‎ P1‎ P2‎ P3‎ 反应物转化率 α1‎ α2‎ α3‎ 下列说法正确的是________(填字母序号)。‎ A．2c1＞c3　　　 B．a＋b＜90.8‎ C．2P2＜P3　　　 D．α1＋α3＜1‎ 解析　(1)a.CH3OH的生成速率与CO的消耗速率都表示正反应速率，自始至终反应速率都按1∶1进行，不能说明到达平衡，故a错误；b.都为气体，容器的体积不变，混合气体的总质量不变，密度自始至终为定值，不能说明可逆反应到达平衡，故b错误；c.混合气体的总质量不变，随反应进行，混合气体的总的物质的量减小，即平均相对分子质量减小，最后为定值，说明可逆反应到达平衡状态，故c正确；d.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，说明可逆反应到达平衡状态，故d正确。(2)①由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为放热反应，即ΔH＜0；②某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应10 min后，达到平衡时测得c(CO)＝0.2 mol/L，平衡时CO的物质的量为0.2 mol/L×2 L＝0.4‎ 8‎ ‎ mol，所以CO的转化率为×100%＝80%；‎ 对于可逆反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)‎ 开始(mol/L)：1　　　　　3　　　　　0‎ 变化(mol/L)：0.8　　　　1.6　　　　0.8‎ 平衡(mol/L)：0.2　　　　1.4　　　　0.8‎ 所以该温度下平衡常数K＝＝2.041，平衡常数只受温度影响，故该温度为250℃。(3)因为该反应为气体体积减小且放热的反应，所以温度升高平衡逆向移动，增大压强平衡正向移动，据此可以画出图为；(4)a.升高温度，平衡向逆反应移动，平衡时CO的转化率减小，故a错误；b.加入催化剂，缩短到达平衡时间，平衡不移动，CO转化率不变，故b错误；c.增加CO的浓度，平衡向正反应移动，平衡时CO的转化率减小，故c错误；d.加入H2加压，平衡向正反应移动，平衡时CO的转化率增大，故d正确；e.加入惰性气体加压，反应混合物的浓度不变，平衡不移动，故e错误；f.分离出甲醇，平衡向正反应移动，平衡时CO的转化率增大，故f正确；(5)A.丙的物质的量为甲的物质的量折算后的双倍，压强增大，平衡正向移动，所以2 c1＜c3 ，故A错误；B.生成5 mol CH3OH时，能量的变化为454 kJ，则生成1 mol甲醇，会放出90.8 kJ的热，甲和乙是从不同方向进行的等效平衡，所以有a＋b＝90.8，故B错误；C.丙的物质的量为乙的物质的量的2倍，压强增大，平衡向体积减小的方向移动，所以2P2＞P3，故C错误；D.丙的压强大于甲，平衡正向移动，甲醇的转化率减小，所以α1＋α3＜1，故D正确。‎ 答案　(1)cd　(2)①＜　②250℃　80%‎ ‎(3)‎ ‎(4)df　(5)D 8‎