2年模拟高考化学 化学平衡移动 化学反应进行的方向精品试题
第21讲 化学平衡移动 化学反应进行的方向
A组 2014—2015年模拟·基础题组
一、选择题
1.(2015云南玉溪一中月考,11)可逆反应mA(g)+nB(s) rC(g)+qD(g)在反应过程中,其他条件不变,D的体积百分含量和温度T或压强p关系如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.m+n=r+q
B.使用催化剂,D的物质的量分数增加
C.温度降低,化学平衡向正反应方向移动
D.物质B的颗粒越小,反应越快,有利于平衡向正反应方向移动
2.(2015湖北恩施模拟,12)在密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g),有关下列图像的说法正确的是( )
A.依据图a可判断正反应为吸热反应
B.在图b中,虚线可表示压强增大
C.若正反应的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中气体平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的ΔH>0
3.(2014河北唐山模拟,10)在一密闭容器中发生反应:2X(g)+Y(g) aZ(g) ΔH=Q kJ/mol,开始按体积比2∶1将X、Y充入反应器中,一定条件下发生反应。图甲和图乙是根据反应绘制的图像,下列有关说法正确的是( )
A.图甲,p1>p2,a<3
B.图甲,T1
0
C.图乙,t1时表示恒温、恒压条件下,向平衡体系中充入一定量的Z气体
D.图乙,如果a=3,t2时表示向体系中加入了催化剂
4.(2014黑龙江佳木斯模拟,12)某温度时,在密闭容器中,X、Y、Z三种气体浓度的变化如图Ⅰ所示,若其他条件不变,当温度分别为T1和T2时,Y的体积分数与时间关系如图Ⅱ所示。则下列结论正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH>0
B.若其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,X的转化率减小
C.达到平衡后,若其他条件不变,减小容器容积,平衡向逆反应方向移动
D.达到平衡后,若其他条件不变,通入稀有气体,平衡向正反应方向移动
二、非选择题
5.(2014湖北宜昌模拟,28)已知2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH=-a kJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A和1 mol B,在500 ℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L,放出热量为b kJ。
(1)比较a b(填“>”“=”或“<”)。
(2)下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1 T2(填“>”“=”或“<”)。
T/K
T1
T2
T3
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
若在原来的容器中,只加入2 mol C,500 ℃时充分反应达平衡后,吸收热量为c kJ,C的浓度 (填“>”“=”或“<”)ω mol/L,a、b、c之间满足何种关系 (用代数式表示)。
(3)在相同条件下要想得到2a kJ热量,加入各物质的物质的量可能是 。
A.4 mol A和2 mol B
B.4 mol A、2 mol B和2 mol C
C.4 mol A和4 mol B
D.6 mol A和4 mol B
(4)可使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
A.及时分离出C气体 B.适当升高温度
C.增大B的浓度 D.选择高效催化剂
(5)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2 mol A和1 mol B,500 ℃时充分反应达平衡后,放出热量为d kJ,则d b(填“>”“=”或“<”),理由是 。
(6)在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3 mol A和2 mol B及固体催化剂,使之反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4 mol A、3 mol B和2 mol C,则平衡时A的百分含量 (填“不变”“变大”“变小”或“无法确定”)。
B组 2014—2015年模拟·提升题组
时间:20分钟 分值:45分
一、选择题(每小题6分,共30分)
1.(2015江西五校联考,12)在一密闭容器中,反应aA(g) bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积减半,当达到新的平衡时,A的浓度增大为原来的1.8倍,则下列说法错误的是( )
A.平衡向正反应方向移动了
B.物质A的转化率增大了
C.恒温恒压时再充入A物质,达到新的平衡时A的质量分数增加了
D.a>b
2.(2015河北唐山摸底,5)在温度和容积不变的密闭容器中,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如下图所示,则下列叙述正确的是 ( )
A.该反应的化学方程式为A+3B 2C
B.在t1 s时,v(A)正=0
C.(t1+10)s时再充入0.4 mol A和0.25 mol B,反应物A的转化率增大
D.若该反应在绝热容器中进行,也在t1时刻达到平衡
3.(2015安徽六校联考,8)在恒温恒压下,向密闭容器中充入4 mol SO2和2 mol O2,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0 。2 min后,反应达到平衡,生成SO3为1.4 mol,同时放出热量Q kJ,则下列分析正确的是( )
A.在该条件下,反应前后的压强之比为6∶5.3
B.若反应开始时容器体积为2 L,则0~2 min内v(SO3)=0.35 mol/(L·min)
C.若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应,平衡后n(SO3)<1.4 mol
D.若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应,达平衡时放出的热量大于Q kJ
4.(2014河北唐山模拟,11)可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(s) ΔH=Q kJ·mol-1,在恒容容器中进行,当其他条件不变时,C物质在混合物中的含量与温度(T)、反应速率(v)与压强的关系如图所示。据图分析,以下说法正确的是( )
A.T10
B.增大压强,B的转化率减小
C.当反应达平衡时,混合气体的密度不再变化
D.a+b>c+d
5.(2014浙江富阳中学月考,10)一定温度下,将1 mol A和1 mol B 气体充入2 L恒容密闭容器中,发生反应A(g)+B(g) xC(g)+D(s),t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中气体C的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A.t1~t3间该反应的平衡常数均为4
B.反应方程式中的x=1
C.t2时刻改变的条件是使用催化剂
D.t3时刻改变的条件是移去少量物质D
二、非选择题(共15分)
6.(2014陕西西工大附属中学模拟,29)(15分)CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,工业上利用天然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气。
(1)已知:CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.3 kJ/mol、-285.8 kJ/mol和-283.0 kJ/mol,且1 mol液态水汽化时的能量变化为44.0 kJ。用1 m3(标准状况)的甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气所需的热量为 (保留整数)。
(2)在一定温度下,向体积为2 L的密闭容器中充入0.40 mol CH4和0.60 mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
t/min
0
1
2
3
4
CH4/(mol/L)
0.2
0.13
0.1
0.1
0.09
H2/(mol/L)
0
0.2
0.3
0.3
0.33
①计算该反应第一次达平衡时的平衡常数K= 。
②3 min时改变的反应条件可能是 (只填一种条件的改变即可)。
(3)已知温度、压强、投料比X[n(CH4)/n(H2O)]对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示的投料比的关系:X1 X2(填“=”“>”或“<”,下同)。
②图2中两条曲线所示的压强的关系:p1 p2。
(4)以天然气(设杂质不参与反应)、KOH溶液为原料可设计成燃料电池:
①放电时,负极的电极反应式为 。
②设装置中盛有100.0 mL 3.0 mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96 L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 。
A组 2014—2015年模拟·基础题组
一、选择题
1.C 根据D的体积百分含量和压强关系图像可知改变压强平衡不移动,说明m=r+q,故A错误;使用催化剂只能改变反应速率,平衡不移动,D的物质的量分数不变,故B错误;根据D的体积百分含量和温度关系的图像可知T2>T1,降低温度,D的体积百分含量增大,说明化学平衡向正反应方向移动,故C正确;物质B的颗粒越小,反应越快,但不影响平衡移动,故D错误。
2.C 依据图a可知,当反应达到平衡后,升高温度,v逆>v正,平衡逆向移动,可判断正反应为放热反应,A错误;在图b中,平衡未移动,由于该反应是气体体积减小的反应,所以虚线不可表示压强增大,B错误;若正反应的ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,故可以用图c表示,C正确;由于升高温度,气体的平均相对分子质量减小,则平衡逆向移动,故正反应的ΔH<0,D错误。
3.C 根据“先拐先平,数值大”知,T2>T1,p1>p2,高温下Z的体积分数小,正反应是放热反应,Q<0,B错;高压下Z的体积分数小,该反应是一个气体体积增大的反应,a>3,A错。恒温、恒压充入Z气体,c(Z)增大,c(X)、c(Y)减小,v(逆)增大,v(正)减小,且平衡与原平衡等效,建立新平衡与原平衡相同,C正确。若a=3,t2时也可能是缩小容器体积,D错。
4.B 从图Ⅰ可以得知该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g) 2Z(g);根据“先拐先平数值大”的原则,从图Ⅱ得知T1>T2,随着温度的升高Y的体积分数增大,所以正反应为放热反应,ΔH<0,A错误。其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,平衡向逆反应方向移动,X的转化率减小,B正确。其他条件不变,减小容器容积,相当于加压,平衡向正反应方向移动,C错误。达到平衡后,若是恒容下通入稀有气体,各组分的浓度并没有改变,平衡不移动,D错误。
二、非选择题
5.答案 (1)> (2)< = a=b+c
(3)D (4)C (5)> 反应过程中恒压容器中压强大于恒容容器,所以转化率更大,放热更多
(6)不变
解析 (2)正反应是放热反应,升高温度时,平衡左移,平衡常数减小,所以T1 b,D正确。
2.C A项,该反应的化学方程式为3A+B 2C,错误;B项,在t1 s时,反应处于平衡状态,v(A)正≠0,错误;D项,若该反应在绝热容器中进行,该反应达到平衡的时间可能比t1时刻早,也可能晚,错误。
3.C 恒压条件下反应前后压强比是1∶1,故A错误;若容器体积不变,0~2 min内v(SO3)=0.35 mol/(L·min),故B错误;若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应,绝热温度升高,平衡逆向进行,平衡后n(SO3)<1.4 mol,故C正确;若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应,反应过程中压强减小,平衡逆向进行,达平衡时放出的热量小于Q kJ,故D错误。
4.C 根据“先拐先平数值大”可知T2先建立平衡,T2>T1,温度升高,C的含量减小,则ΔH<0,即Q<0,A项错误。由v-p图像可知,增大压强,正、逆反应速率都增大,但是v正增大的幅度大于v逆,说明增大压强平衡正向移动,则B的转化率增大,B项错误;增大压强平衡正向移动,说明a+b>c,D项错误;C项,由于气体的总质量在变化,体积不变,则密度是变量,当反应达平衡时,气体的总质量不变,则混合气体的密度不再变化,C项正确。
5.A 由题图可知,t2时刻C的浓度增大,但平衡不移动,故改变的条件应是增大压强,反应前后气体的化学计量数之和相等,故x=1+1=2,B、C项错误;D是固体,改变D的用量,不影响平衡移动,D项错误;A项,t1~t3间温度相同,由题图可知t1时刻平衡时,c(C)=0.50 mol·L-1,则:
A(g) + B(g) 2C(g)+D(s)
开始(mol·L-1): 0.5 0.5 0
变化(mol·L-1): 0.25 0.25 0.50
平衡(mol·L-1): 0.25 0.25 0.50
故平衡常数为=4,A项正确。
二、非选择题
6.答案 (1)9 201 kJ
(2)①0.135 ②升高温度或增大H2O(g)的浓度或减小CO的浓度
(3)①> ②>
(4)①CH4-8e-+10OH- C+7H2O ②c(K+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+)
解析 (1)由题给燃烧热及水汽化所需热量可得甲烷与水蒸气反应的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2 (g) ΔH=+206.1 kJ/mol,所以1 m3
甲烷与水蒸气高温反应需要的能量为9 201 kJ。(2)①K===0.135;②3~4 min甲烷浓度减小0.01 mol/L,氢气浓度增大0.03 mol/L,平衡向右移动,改变的条件可能是升高温度或增大水蒸气的浓度或减小CO的浓度。(3)①X越小,甲烷百分含量越小,所以X1>X2;②投料比相同时,增大压强,平衡向左移动,甲烷百分含量增大,所以p1>p2。(4)①放电时,甲烷在负极上失电子生成C,根据转移的电子数、电荷守恒、质量守恒配平;②消耗0.4 mol氧气生成0.2 mol二氧化碳,0.2 mol二氧化碳与0.3 mol KOH恰好完全反应生成等物质的量的碳酸钾和碳酸氢钾,所以离子浓度大小关系为c(K+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+)。
A组 2014—2015年模拟·基础题组
一、选择题
1.C 根据D的体积百分含量和压强关系图像可知改变压强平衡不移动,说明m=r+q,故A错误;使用催化剂只能改变反应速率,平衡不移动,D的物质的量分数不变,故B错误;根据D的体积百分含量和温度关系的图像可知T2>T1,降低温度,D的体积百分含量增大,说明化学平衡向正反应方向移动,故C正确;物质B的颗粒越小,反应越快,但不影响平衡移动,故D错误。
2.C 依据图a可知,当反应达到平衡后,升高温度,v逆>v正,平衡逆向移动,可判断正反应为放热反应,A错误;在图b中,平衡未移动,由于该反应是气体体积减小的反应,所以虚线不可表示压强增大,B错误;若正反应的ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,故可以用图c表示,C正确;由于升高温度,气体的平均相对分子质量减小,则平衡逆向移动,故正反应的ΔH<0,D错误。
3.C 根据“先拐先平,数值大”知,T2>T1,p1>p2,高温下Z的体积分数小,正反应是放热反应,Q<0,B错;高压下Z的体积分数小,该反应是一个气体体积增大的反应,a>3,A错。恒温、恒压充入Z气体,c(Z)增大,c(X)、c(Y)减小,v(逆)增大,v(正)减小,且平衡与原平衡等效,建立新平衡与原平衡相同,C正确。若a=3,t2时也可能是缩小容器体积,D错。
4.B 从图Ⅰ可以得知该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g) 2Z(g);根据“先拐先平数值大”的原则,从图Ⅱ得知T1>T2,随着温度的升高Y的体积分数增大,所以正反应为放热反应,ΔH<0,A错误。其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,平衡向逆反应方向移动,X的转化率减小,B正确。其他条件不变,减小容器容积,相当于加压,平衡向正反应方向移动,C错误。达到平衡后,若是恒容下通入稀有气体,各组分的浓度并没有改变,平衡不移动,D错误。
二、非选择题
5.答案 (1)> (2)< = a=b+c
(3)D (4)C (5)> 反应过程中恒压容器中压强大于恒容容器,所以转化率更大,放热更多
(6)不变
解析 (2)正反应是放热反应,升高温度时,平衡左移,平衡常数减小,所以T1 b,D正确。
2.C A项,该反应的化学方程式为3A+B 2C,错误;B项,在t1 s时,反应处于平衡状态,v(A)正≠0,错误;D项,若该反应在绝热容器中进行,该反应达到平衡的时间可能比t1时刻早,也可能晚,错误。
3.C 恒压条件下反应前后压强比是1∶1,故A错误;若容器体积不变,0~2 min内v(SO3)=0.35 mol/(L·min),故B错误;若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应,绝热温度升高,平衡逆向进行,平衡后n(SO3)<1.4 mol,故C正确;若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应,反应过程中压强减小,平衡逆向进行,达平衡时放出的热量小于Q kJ,故D错误。
4.C 根据“先拐先平数值大”可知T2先建立平衡,T2>T1,温度升高,C的含量减小,则ΔH<0,即Q<0,A项错误。由v-p图像可知,增大压强,正、逆反应速率都增大,但是v正增大的幅度大于v逆,说明增大压强平衡正向移动,则B的转化率增大,B项错误;增大压强平衡正向移动,说明a+b>c,D项错误;C项,由于气体的总质量在变化,体积不变,则密度是变量,当反应达平衡时,气体的总质量不变,则混合气体的密度不再变化,C项正确。
5.A 由题图可知,t2时刻C的浓度增大,但平衡不移动,故改变的条件应是增大压强,反应前后气体的化学计量数之和相等,故x=1+1=2,B、C项错误;D是固体,改变D的用量,不影响平衡移动,D项错误;A项,t1~t3间温度相同,由题图可知t1时刻平衡时,c(C)=0.50 mol·L-1,则:
A(g) + B(g) 2C(g)+D(s)
开始(mol·L-1): 0.5 0.5 0
变化(mol·L-1): 0.25 0.25 0.50
平衡(mol·L-1): 0.25 0.25 0.50
故平衡常数为=4,A项正确。
二、非选择题
6.答案 (1)9 201 kJ
(2)①0.135 ②升高温度或增大H2O(g)的浓度或减小CO的浓度
(3)①> ②>
(4)①CH4-8e-+10OH- C+7H2O ②c(K+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+)
解析 (1)由题给燃烧热及水汽化所需热量可得甲烷与水蒸气反应的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2 (g) ΔH=+206.1 kJ/mol,所以1 m3甲烷与水蒸气高温反应需要的能量为9 201 kJ。(2)①K===0.135;②3~4 min甲烷浓度减小0.01 mol/L,氢气浓度增大0.03 mol/L,平衡向右移动,改变的条件可能是升高温度或增大水蒸气的浓度或减小CO的浓度。(3)①X越小,甲烷百分含量越小,所以X1>X2;②投料比相同时,增大压强,平衡向左移动,甲烷百分含量增大,所以p1>p2。(4)①
放电时,甲烷在负极上失电子生成C,根据转移的电子数、电荷守恒、质量守恒配平;②消耗0.4 mol氧气生成0.2 mol二氧化碳,0.2 mol二氧化碳与0.3 mol KOH恰好完全反应生成等物质的量的碳酸钾和碳酸氢钾,所以离子浓度大小关系为c(K+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+)。
