2020版高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 第2节 化学平衡状态化学平衡的移动课时跟踪练

2020版高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 第2节 化学平衡状态化学平衡的移动课时跟踪练

第2节 化学平衡状态 化学平衡的移动 课时跟踪练 一、选择题 ‎1．合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是(　　)‎ A．增加压强　　　　 B．降低温度 C．增大CO的浓度 D．更换催化剂 解析：因为该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大压强只能增大反应速率但平衡不移动，A项错误；因为该反应的正反应为放热反应，降温使平衡向正反应方向移动，从而增大CO的转化率，B项正确；增大CO的浓度，平衡虽然向正反应方向移动但CO的转化率会降低，C项不正确；催化剂对化学平衡无影响，D项错误。‎ 答案：B ‎2．在一定条件下的密闭容器中发生反应：SiF4(g)＋2H2O(g)SiO2(s)＋4HF(g)。下列各项中不能说明该反应已达化学平衡状态的是(　　)‎ A．v消耗(SiF4)＝4v生成(HF)‎ B．容器内气体压强不再变化 C．容器内气体的总质量不再变化 D．HF的体积分数不再变化 解析：反应过程中任何时刻v消耗(SiF4)＝4v生成(HF)。‎ 答案：A ‎3．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入NH4Cl晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅[已知反应2NO2(红棕色)N2O4(无色)]。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．2NO2N2O4是放热反应 B．NH4Cl溶于水时放出热量 8‎ C．烧瓶(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大 D．烧瓶(3)中气体的压强增大 解析：加CaO的烧杯(1)中温度升高，(1)中红棕色变深，说明平衡逆向移动，平衡混合气体的相对分子质量减小；(3)中红棕色变浅，说明平衡正向移动，气体的压强减小，加NH4Cl晶体的烧杯(3)中温度降低，由此可说明2NO2N2O4是放热反应，NH4Cl溶于水时吸收热量。‎ 答案：A ‎4．对可逆反应‎2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡。下列有关叙述正确的是(　　)‎ ‎①增加A的量，平衡向正反应方向移动　②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小　③压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)不变　④增大B的浓度，v(正)>v(逆)‎ ‎⑤加入催化剂，B的转化率提高 A．①②　　　　B．④　　　　C．③　　　　D．④⑤‎ 解析：A是固体，其量的变化对平衡无影响；而增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)；升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；增大压强，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变。‎ 答案：B ‎5．向一体积为‎2 L的恒容密闭容器里充入1 mol N2和4 mol H2，在一定温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。10秒时达到平衡，c(NH3)为0.4 mol·L－1。下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应达到平衡时H2的转化率为40%‎ B．降低温度能使混合气体的密度增大 C．向该容器中充入N2，平衡正向移动 D．研发高效催化剂可大大提高NH3的产率 解析：A项，根据题中数据可知，NH3的生成量为0. 8 mol，则H2的减少量为1.2 mol，α(H2)＝1.2÷4×100%＝30%；B项，降温，平衡正向移动，但气体总质量不变，容器体积不变，则密度不变；C项，体积不变，充入N2，c(N2)增大，平衡正向移动；D项，催化剂不能使平衡发生移动，因此各物质的转化率不变、产率不变。‎ 答案：C ‎6．处于平衡状态的反应2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)ΔH>0，不改变其他条件的情况下，下列说法合理的是(　　)‎ A．加入催化剂，反应途径将发生改变，ΔH也将随之改变 B．升高温度，正逆反应速率都增大，H2S分解率也增大 8‎ C．增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低 D．若体系恒容，注入一些H2后达新平衡，H2浓度将减小 解析：焓变是一个状态函数，与反应发生的途径无关，A错误；温度升高，正逆反应速率均增大，该反应是吸热反应，故平衡正向移动，分解率增大，B正确；该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，逆向反应是放热反应，会使体系温度升高，C错误；体系中注入H2，体系将向H2浓度降低方向移动，但最终H2的浓度增大，D错误。‎ 答案：B ‎7．在体积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2，通入Br2(g)发生反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)　ΔH<0。当温度分别为T1、T2，平衡时H2的体积分数与Br2(g)的物质的量的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．由图可知：T2>T1‎ B．a、b两点的反应速率：b>a C．为了提高Br2(g)的转化率，可采取增加Br2(g)的方法 D．T1时，随着Br2(g)的加入，平衡时HBr的体积分数不断增加 解析：A项，根据反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)　ΔH<0，升温，平衡向逆反应方向移动，H2的体积分数增大，根据图示变化，可知T1>T2，错误；B项，b点Br2的浓度比a点Br2的浓度大，反应速率也大，正确；C项，增加Br2(g)的通入量，Br2(g)的转化率减小，错误；D项，体积不变时，在Br2(g)的物质的量较多的情况下，平衡时HBr的体积分数可能减小，错误。‎ 答案：B ‎8．(2018·哈尔滨模拟)PCl3和PCl5都是重要的化工原料。将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的‎2 L密闭容器中，在一定条件下发生下述反应，并于10 min时达到平衡：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)　ΔH<0。有关数据如下：‎ 项　目 PCl3(g)‎ Cl2(g)‎ PCl5(g)‎ 初始浓度/(mol·L－1)‎ ‎2.0‎ ‎1.0‎ ‎0‎ 平衡浓度/(mol·L－1)‎ c1‎ c2‎ ‎0.4‎ 下列判断不正确的是(　　)‎ A．10 min内，v(Cl2)＝0.04 mol·L－1·min－1‎ B．当容器中Cl2为1.2 mol时，反应达到平衡 8‎ C．升高温度，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的转化率升高 D．平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同条件下再达平衡时，c(PCl5)<0.2 mol·L－1‎ 解析：由题意可知c1＝1.6，c2＝0.6。A项，v(Cl2)＝(1.0 mol·L－1－0.6 mol·L－1)/10 min＝0.04 mol·L－1·min－1；B项，反应达平衡时Cl2的物质的量为0.6 mol·L－1×‎2 L＝1.2 mol；C项，正反应是放热反应，所以升高温度，K减小，平衡向逆反应方向进行，PCl3的转化率降低；D项，平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2相当于压强减小一半，平衡向逆反应方向移动，c(PCl5)<0.2 mol·L－1。‎ 答案：C ‎9．已知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1，在三个不同容积的容器中分别充入1 mol CO与2 mol H2，恒温恒容，测得平衡时CO的转化率如下表。‎ 序号 温度/℃‎ 容器体积 CO转化率 平衡压强/Pa ‎①‎ ‎200‎ V1‎ ‎50%‎ p1‎ ‎②‎ ‎200‎ V2‎ ‎70%‎ p2‎ ‎③‎ ‎350‎ V3‎ ‎50%‎ p3‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．反应速率：③>①>②‎ B．平衡时体系压强：p1∶p2＝5∶4‎ C．若容器体积V1>V3，则Q<0‎ D．若实验②中CO和H2用量均加倍，则CO转化率<70%‎ 解析：①、②的温度相同，而转化率②>①，则②可看作在①的基础上加压，即V1>V2，因此反应速率：②>①，A错误；①与②比较，到达平衡时，平衡混合物的物质的量之比为5∶4，但V1与V2不等，因此平衡时体系压强：p1∶p2不等于5∶4，B错误；若容器体积V1>V3，温度相同，则①与③比较，CO的转化率③>①，而现在CO的转化率相同，则可看作在这个基础上③平衡逆向移动，而升温平衡向吸热反应方向移动，即逆向是吸热反应，C正确；若实验②中CO和H2用量均加倍，则可看作在②的基础上压缩，CO转化率增大，D错误。‎ 答案：C 二、非选择题 ‎10．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________。‎ A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)‎ B．单位时间内生成m mol N2，同时生成‎3m mol H2‎ 8‎ 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(g)＋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________(填“＞”“＜”或“＝”)0；T0温度下，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，各物质的量与5 min时相同，所以5 min时反应达到平衡；v(CH4)＝＝0.20 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 8‎ 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%‎ ‎11．在一个体积为‎2 L的密闭容器中，高温下发生反应：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)。其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化关系如图所示。‎ ‎(1)反应在1 min时第一次达到平衡状态，固体的质量增加了‎3.2 g。用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)＝__________。‎ ‎(2)反应进行至2 min时，若只改变温度，曲线发生的变化如图所示，3 min时再次达到平衡，则ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎(3)5 min时再充入一定量的CO(g)，平衡发生移动。下列说法正确的是________(填写编号)。‎ a．v正先增大后减小 b．v正先减小后增大 c．v逆先增大后减小 d．v逆先减小后增大 表示n(CO2)变化的曲线是________(填写图中曲线的字母编号)。‎ 解析：(1)Fe→FeO，固体质量增加‎3.2 g，说明生成FeO 0.2 mol，v(CO2)＝＝0.1 mol·L－1·min－1。‎ ‎(2)由于建立新平衡时CO物质的量增加，可知升高温度，平衡正向移动，说明正反应吸热。‎ ‎(3)充入CO，CO浓度增大，逆反应速率增大，之后逐渐减小；5 min时CO2浓度不变，正反应速率不变，平衡逆向移动，CO2浓度增大，正反应速率逐渐增大。‎ 答案：(1)0.1 mol·L－1·min－1　(2)>　(3)c　b ‎12．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下图曲线Ⅰ所示。‎ 8‎ ‎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)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了催化剂；因温度升高速率加快且有利于平衡向右进行，因此达到平衡所用时间比Ⅰ少，NO的产率高于60%。(2)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N2O4，0～10 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NO2百分含量降低。‎ 答案：(1)①使用催化剂 8‎ ‎(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 8‎