2021高考化学人教版一轮复习规范演练：第六章 第三讲 化学平衡的移动 化学反应进行的方向

2021高考化学人教版一轮复习规范演练：第六章 第三讲 化学平衡的移动 化学反应进行的方向

www.ks5u.com 规范演练17‎ 一、选择题 ‎1．(2019·湖北八校联考)已知：X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH＜0。反应发生后，t1时达到平衡，t2时改变条件，t3时达到新平衡，则t2时改变的条件可能是(　　)‎ A．升高温度　　　 B．减小Z的浓度 C．增大压强 D．增大X或Y的浓度 解析：由题图可知，t2时改变条件，X或Y的浓度逐渐增大，Z的浓度逐渐减小，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，X和Y的浓度增大，Z的浓度减小，A符合题意；减小Z的浓度，平衡正向移动，X、Y的浓度逐渐减小，B不符合题意；增大压强，平衡不移动，但容器的体积缩小，X、Y、Z的浓度均增大，C不符合题意；增大X或Y的浓度，平衡正向移动，则Z的浓度增大，D不符合题意。‎ 答案：A ‎2．(2019·衡阳八中月考)可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0，在一定条件下达到平衡状态，时间为t1时改变条件。化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．维持温度、容积不变，t1时充入SO3(g)‎ B．维持压强不变，t1时升高反应体系温度 C．维持温度、容积不变，t1时充入一定量Ar D．维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)‎ 解析：维持温度、容积不变，t1时充入SO3(g)，此时正、逆反应速率均增大，A项错误；维持压强不变，t1时升高反应体系温度，正、逆反应速率都增大，平衡逆向移动，B项错误；维持温度、容积不变，t1时充入一定量Ar，正、逆反应速率都不变，C项错误；维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)，该时刻反应物的浓度均减小，生成物的浓度增大，则逆反应速率增大，正反应速率减小，D项正确。‎ 答案：D ‎3．(2019·北京市海淀区调考)已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0，向某体积恒定的密闭容器中按体积比2∶1充入SO2和O2，在一定条件下发生反应。如图是某物理量(Y)随时间(t)变化的示意图(图中T表示温度)，Y可以是(　　)‎ A．O2的体积分数 B．混合气体的密度 C．密闭容器内的压强 D．SO2的转化率 解析：由题图可知，温度T2达到平衡所用时间短，反应速率较大，所以温度T2＞T1，温度升高，Y表示的物理量降低，该反应正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，氧气的体积分数增大，A错误；升温平衡向逆反应方向移动，但混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度不变，B错误；升温平衡向逆反应方向移动，混合气体的总的物质的量增大，容器的体积不变，容器的压强增大，C错误；升温平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，D 正确。‎ 答案：D ‎4．(2019·佛山南海中学月考)在密闭容器中进行反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列有关图象的说法不正确的是(　　)‎ A．依据图a可判断正反应为放热反应 B．在图b中，虚线可表示使用了催化剂时的变化情况 C．若ΔH<0，图c可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动 D．由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应吸热 解析：根据图a曲线可知，温度越高，逆反应速率越大，故升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A项正确；催化剂能加快反应速率，缩短达到平衡所用的时间，但不能使平衡发生移动，B项正确；升高温度，平衡向吸热方向移动，C项正确；根据图象曲线可知，温度越高，混合气体的平均相对分子质量减小，故升高温度平衡逆向移动，因此可判断正反应为放热反应，D项错误。‎ 答案：D ‎5．已知某密闭容器中存在下列平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，CO2的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度T的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)‎ A．平衡状态a点与c点相比，平衡状态a点的c(CO)较小 B．在T2时，d点的反应速率：v逆＞v正 C．反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的ΔH＞0‎ D．若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2‎ 解析：平衡状态a点与c点相比，c点温度高，升高温度，平衡向正反应方向移动，CO浓度减小，所以a点c(CO)较大，故A错误；T2时反应进行到d点，c(CO2)高于平衡浓度，故反应向逆反应方向进行，则一定有v逆＞v正，故B正确；由题图可知，温度越高平衡时c(CO2)越大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即ΔH＞0，故C正确；该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，化学平衡常数增大，则K1v逆，若A 的物质的量减少0.03 mol时，容器与外界的热交换总量为a kJ，写出反应的热化学方程式：_______________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(3)图乙中t3时改变的某一反应条件可能是__________(填字母)。‎ a．使用催化剂　b．增大压强　c．增大反应物浓度 ‎(4)在恒温恒压下通入惰性气体，v正________v逆(填“>”“＝”或“<”)。‎ 解析：(1)t4时，减小压强v正、v逆以同等倍数下降，说明反应前后气体体积不变，由A、C浓度变化曲线知，到t1时，A、C的浓度变化量分别为Δc(A)＝0.15 mol·L－1－0.06 mol·L－1＝0.09 mol·L－1，Δc(C)＝0.11 mol·L－1－0.05 mol·L－1＝0.06 mol·L－1，即A、C的化学计量数之比为0.09∶0.06＝3∶2，故反应方程式为3A(g)‎ ‎2C(g)＋B(g)，则B的起始浓度为0.05 mol·L－1－0.03 mol·L－1＝0.02 mol·L－1。‎ ‎(2)因升温，v正>v逆，平衡正向移动，故此反应为吸热反应，其热化学方程式为3A(g)2C(g)＋B(g)　ΔH＝＋100a kJ·mol－1。‎ ‎(3)图乙中t3时刻v正、v逆以同等倍数增大，故改变的条件应是增大压强或加入催化剂。‎ ‎(4)在恒温恒压下充入惰性气体，各组分浓度同倍数减小，相当于减压，因题给反应为等气体体积反应，平衡不移动，故v正＝v逆。‎ 答案：(1)0.02　(2)3A(g)2C(g)＋B(g)　ΔH＝＋100a kJ·mol－1　(3)ab　(4)＝‎ ‎10．(2019·东莞松山湖学校等八校联考)工业合成氨反应为 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，对其研究如下：‎ ‎(1)已知H—H键的键能为436 kJ·mol－1，N—H键的键能为391‎ ‎ kJ·mol－1，N≡N键的键能是945.6 kJ·mol－1，则上述反应的ΔH＝____________________。‎ ‎(2)上述反应的平衡常数K的表达式为___________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 若反应方程式改写为N2(g)＋H2(g)NH3(g)，在该温度下的平衡常数K1＝____________________(用含K的代数式表示)。‎ ‎(3)在773 K时，分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表：‎ t/min ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ n(H2)/mol ‎6.00‎ ‎4.50‎ ‎3.60‎ ‎3.30‎ ‎3.03‎ ‎3.00‎ ‎3.00‎ n(NH3)/mol ‎0‎ ‎1.00‎ ‎1.60‎ ‎1.80‎ ‎1.98‎ ‎2.00‎ ‎2.00‎ ‎①该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L－1、3 mol·L－1、3 mol·L－1，则此时v正______v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。‎ ‎②由上表中的实验数据计算得到“浓度－时间”的关系可用下图中的曲线表示，表示c(N2)t的曲线是________(填“甲”“乙”或“丙”)。‎ 在此温度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)t的曲线上相应的点为________。‎ 解析：(1)根据ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)，知ΔH＝945.6 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1×3－391 kJ·mol－1×6＝－92.4 kJ·mol－1。‎ ‎(2)反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K＝，K1＝＝＝K。‎ ‎(3)①该温度下，25 min时反应处于平衡状态，平衡时c(N2)＝1 mol·L－1、c(H2)＝3 mol·L－1、c(NH3)＝2 mol·L－1，则K＝＝。在该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2和NH3的浓度均为3 mol·L－1，则Q＝＝＝＜K，反应向正反应方向进行，故v正大于v逆；②起始充入4 mol N2和12 mol H2，相当于将充入2 mol N2和6 mol H2的两个容器“压缩”为一个容器，假设平衡不移动，则平衡时c(H2)＝6 mol·L－1，而“压缩”后压强增大，反应速率加快，平衡正向移动，故平衡时3 mol·L－1＜c(H2)＜6 mol·L－1，且达到平衡的时间缩短，故对应的点为B。‎ 答案：(1)－92.4 kJ·mol－1　(2)K＝　K(或)　(3)①大于　②乙　B ‎11．(2019·河南信阳一中检测)氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。‎ ‎(1)在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：‎ N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是________(填字母)。‎ A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)‎ B．单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2‎ C．容器内的总压强不再随时间而变化 D．混合气体的密度不再随时间变化 ‎(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，体积为2 L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。请回答下列问题：‎ 时间/min CH4/mol H2O/mol CO/mol H2/mol ‎0‎ ‎0.40‎ ‎1.00‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎5‎ a ‎0.80‎ c ‎0.60‎ ‎7‎ ‎0.20‎ b ‎0.20‎ d ‎10‎ ‎0.21‎ ‎0.81‎ ‎0.19‎ ‎0.64‎ ‎①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态？____(填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)＝______________。‎ ‎②反应在7～10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母)。‎ A．减少CH4的物质的量 B．降低温度 C．升高温度 D．充入H2‎ ‎(3)氨的催化氧化：4NH3＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他条件不变，测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的ΔH________0(填“＞”“＜”或“＝”)；T0 ℃下，NH3的转化率为________。‎ 解析：(1)3v逆(NH3)＝2v正(H2)时反应达到平衡，A项错误；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反应不一定达到平衡，B项错误；此反应为反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变可以说明反应达到平衡状态，C项正确；混合气体总质量不变，容器体积不变，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。(2)①根据反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，结合表中数据5 min时H2为0.60 mol，可知CO为0.20 mol，即c＝0.20，则a＝0.20，7 min时，各物质的物质的量与5 min时相同，所以5 min时反应达到平衡；v(CH4)＝＝0.02 mol·‎ L－1·min－1。②10 min时，只有CO的物质的量减少，其他物质的物质的量都增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，选D。(3)由图象可知，NO的浓度达到最大值后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的ΔH＜0；T0 ℃时，c(NO)＝3.0 mol·L－1，则反应消耗的n(NH3)＝3.0 mol，NH3的转化率为×100%＝75%。‎ 答案：(1)C　(2)①是　0.02 mol·L－1·min－1　②D　(3)＜　75%‎ ‎12．(2019·湖北仙桃一中月考)肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。‎ ‎(1)800 ℃时，某密闭容器中存在如下反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH＞0，若开始向容器中加入1 mol·L－1的NO2，反应过程中NO的产率随时间的变化如图中曲线Ⅰ所示。‎ ‎①反应Ⅱ相对于反应Ⅰ而言，改变的条件可能是_____________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎②请在图中绘制出在其他条件与反应Ⅰ相同，反应在820 ℃时进行，NO的产率随时间的变化曲线。‎ ‎(2)已知N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋57.20 kJ·mol－1，开始时，将一定量的NO2、N2O4充入一个容器为2 L的恒容密闭容器中，浓度随时间变化关系如下表所示：‎ 时间/min ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ c(X)/(mol·L－1)‎ ‎0.2‎ c ‎0.6‎ ‎0.6‎ ‎1.0‎ c1‎ c1‎ c(Y)/(mol·L－1)‎ ‎0.6‎ c ‎0.4‎ ‎0.4‎ ‎0.4‎ c2‎ c2‎ ‎①c(X)代表________(填化学式)的浓度。‎ ‎②前10 min内用NO2表示的反应速率为__________；20 min时改变的条件是__________________________；重新达到平衡时，NO2的百分含量________(填字母)。‎ a．增大　b．减小　c．不变　d．无法判断 解析：(1)①由于Ⅱ达到平衡时产率与Ⅰ 相同但所用时间减少，故改变的条件是使用催化剂；②温度升高，反应速率增大且有利于平衡正向移动，因此达到平衡所用时间比Ⅰ少但比Ⅱ多，NO的产率高于0.6。(2)①由表中数据知，X代表的物质浓度增加值是Y代表的物质浓度减小值的二倍，故X代表NO2，Y代表N2O4；②0～10 min内，NO2浓度增加了0.4 mol·L－1，故v(NO2)＝0.04 mol·L－1·min－1；20 min时，NO2浓度增大而N2O4浓度不变，故改变的条件是向容器中加入0.8 mol NO2；由于温度保持不变，故K是定值，将平衡常数表达式变换为＝，由于c(NO2)肯定增大，故减小，故减小，所以混合物中NO2百分含量减小。‎ 答案：(1)①使用催化剂 ‎②‎ ‎(2)①NO2　②0.04 mol·L－1·min－1　向容器中加入0.8 mol NO2(其他合理答案也可)　b