2021新高考化学鲁科版一轮复习突破精练：第7章 第23讲 化学平衡移动原理及应用

2021新高考化学鲁科版一轮复习突破精练：第7章 第23讲 化学平衡移动原理及应用

www.ks5u.com 一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1．下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是(　　)‎ A．在强碱存在的条件下，酯的水解反应进行较完全 B．加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3‎ C．可用浓氨水和NaOH固体快速制取氨气 D．加压条件下有利于SO2与O2反应生成SO3‎ 答案　B 解析　应注意区别化学平衡移动原理和化学反应速率理论的应用范围，加催化剂只能提高反应速率，故B项不能用化学平衡移动原理解释。‎ ‎2．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增大 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 答案　D 解析　A项，ΔH＜0，正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，错误；B项，比较方程式气体的计量数关系，反应前气体的化学计量数之和等于反应后气体的计量数之和，则减小压强，平衡不移动，n(CO2)不变，错误；C项，催化剂能改变反应速率，但不会引起化学平衡的移动，所以α(CO)不变，错误；D项，充入一定量的氮气，平衡向气体体积增大的方向移动，但该反应前后气体体积不变，平衡不移动，n(H2)不变，正确。‎ ‎3．纳米钴(Co)常用于CO加氢反应的催化剂：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＜0。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应的转化率 B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO的浓度增大 C．温度越低，越有利于CO催化加氢 D．从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率 答案　B 解析　催化剂不能改变反应的转化率，A项错误；压强增大，平衡正向移动，但移动的结果不能抵消条件的改变，CO的浓度还是增大的，B项正确；工业生产的温度应考虑催化剂的活性温度，C项错误；从平衡体系中分离出水蒸气，反应速率减慢，D项错误。‎ ‎4．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是(　　)‎ A．2v(NH3)＝v(CO2)‎ B．密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1‎ C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中氨气的体积分数不变 答案　C 解析　该反应为有固体参与的非等体积反应，且容器体积不变，所以压强、密度均可作化学反应是否达到平衡状态的标志，该题应特别注意D项，因为该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值，NH3占，CO2占。‎ ‎5．探究浓度对化学平衡的影响，实验如下：‎ Ⅰ.向5 mL 0.05 mol·L－1 FeCl3溶液中加入5 mL 0.05 mol·L－1KI溶液(反应a)，反应达到平衡后将溶液分为两等份。‎ Ⅱ.向其中一份中加入饱和KSCN溶液，变红(反应b)；加入CCl4，振荡、静置，下层显极浅的紫色。‎ Ⅲ.向另一份中加入CCl4，振荡、静置，下层显紫红色。‎ 结合实验，下列说法不正确的是(　　)‎ A．反应a为2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2‎ B．实验Ⅱ中，反应a进行的程度大于反应b进行的程度 C．实验Ⅱ中变红的原理是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3‎ D．比较水溶液中c(Fe2＋)：实验Ⅱ<实验Ⅲ 答案　B 解析　由药品用量看，Fe3＋与I－能恰好反应，再依据实验Ⅱ、Ⅲ 现象，可知，反应混合物中存在Fe3＋和I2，因而Fe3＋与I－的反应为可逆反应，A正确；结合实验Ⅱ、Ⅲ现象可知，a反应后I2浓度较大，b反应后I2浓度较小，说明SCN－结合Fe3＋的能力比I－还原Fe3＋的能力强，使2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2的平衡逆向逆动，B错。‎ ‎6．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别装在盛有水的三个烧杯中，在①烧杯中加入CaO，在②烧杯中不加其他任何物质，在③烧杯中加入NH4Cl晶体，发现①中红棕色变深，③中红棕色变浅。已知：2NO2(红棕色)N2O4(无色)，下列叙述正确的是(　　)‎ A．2NO2N2O4是放热反应 B．NH4Cl溶于水时放出热量 C．①烧瓶中平衡混合气的平均相对分子质量增大 D．③烧瓶中气体的压强增大 答案　A 解析　2NO2(g)N2O4(g)，NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体。①中红棕色变深说明平衡左移，平均相对分子质量减小，而CaO和水反应放热，则该反应为放热反应，A对、C错；③中红棕色变浅，说明平衡右移，而正反应为放热反应，则证明NH4Cl溶于水要吸收热量，平衡右移时，气体的物质的量减小，压强减小，B、D均错。‎ ‎7.已知甲为恒压容器、乙为恒容容器，相同条件下充入等物质的量的NO2气体，且起始时体积相同，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，一段时间后相继达到平衡状态，下列说法中正确的是(　　)‎ A．平衡时NO2体积分数：甲＜乙 B．达到平衡所需时间，甲与乙相等 C．该反应的平衡常数表达式K＝ D．若两容器内气体的压强保持不变，均说明反应已达到平衡状态 答案　A 解析　反应起始时，二氧化氮的浓度相同、温度相同、压强相同，反应速率相同，随反应进 行，容器乙中压强降低。容器甲体积可变，压强不变，故反应达平衡时，两容器内的压强关系是p(甲)>p(乙)，甲中平衡正向进行，平衡时NO2体积分数减小，故A正确；容器乙体积不变，随反应进行，反应混合气体的物质的量减小，容器乙中压强降低，而容器甲体积可变、压强不变，由压强越大反应速率越快，可知达到平衡所需时间甲短，故B错误；反应为2NO2(g)N2O4(g)，平衡常数K＝，故C错误；甲容器中压强始终不变，而乙中压强不变可判断平衡状态，故D错误。‎ 二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。‎ ‎8．在密闭容器中进行反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列有关图像的说法不正确的是(　　)‎ 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 答案　D 解析　根据图a曲线可知，温度越高，逆反应速率与正反应速率差值越大，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；根据图像曲线可知，温度越高，混合气体的平均相对分子质量越小，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。‎ ‎9．(2019·山东烟台期末)I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)　ΔH。某I2、KI混合溶液中，I－的物质的量浓度c(I－)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是(　　)‎ A．该反应ΔH<0‎ B．若在T1、T2温度下，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2‎ C．若反应进行到状态D时，一定有v正>v逆 D．状态A与状态B相比，状态A的c(I)大 答案　BC 解析　温度升高，c(I－)逐渐增大，说明升高温度，化学平衡逆向移动。I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的ΔH<0，A项正确；K＝，温度升高，平衡向逆反应方向移动，由于T2>T1，则K1>K2，B项错误；从图中可以看出D点并没有达到平衡状态，c(I－)小于该温度下的平衡浓度，所以反应逆向进行，故v逆>v正，C项错误；升高温度，平衡逆向移动，[I]变小，T2>T1，所以状态A的[I]大，D项正确。‎ ‎10．CO2经催化加氢可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)。0.1 MPa时，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．该反应的ΔH＜0‎ B．曲线b代表H2O的浓度变化 C．N点和M点所处的状态c(H2)不一样 D．其他条件不变，T1 ℃、0.2 MPa下反应达平衡时[H2]比M点小 答案　CD 解析　温度升高，H2的浓度增大，平衡左移，故逆向吸热，正向放热，ΔH＜0，则曲线a为CO2的浓度变化，根据方程式的比例关系，可知曲线b为H2O的浓度变化，曲线c为C2H4的浓度变化，故A、B正确；N点和M点均处于同一T1 ℃下，所处的状态的c(H2)是一样的，C 项错误；其他条件不变，T1 ℃、0.2 MPa相对0.1 MPa，增大了压强，体积减小，[H2]增大，反应达平衡时[H2]比M点大，D项错误。‎ ‎11．(2020·西安调研)已知反应：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)。起始以物质的量之比为1∶1充入反应物，不同压强条件下，H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为▲)。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．上述反应的ΔH<0‎ B．N点时的反应速率一定比M点的快 C．降低温度，H2的转化率可达到100%‎ D．工业上用此法制取甲烷应采用更高的压强 答案　A 解析　根据图像，随着温度的升高，H2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，根据勒·夏特列原理，正反应为放热反应，ΔH<0，A项正确；此反应是可逆反应，不能完全进行到底，C项错误；控制合适的温度和压强，既能保证反应速率较快，也能保证H2有较高的转化率，采用更高的压强对设备的要求更高，增加经济成本，D项错误。‎ 三、非选择题 ‎12．用尿素[CO(NH2)2]吸收氮氧化物是一种可行的方法。‎ ‎(1)尿素在高温条件下与NO2反应转化成无毒气体，该反应的化学方程式为_____________；‎ 用尿素溶液也可吸收氮氧化物，研究表明，氮氧化物气体中NO的体积分数越大，总氮被还原率越低，可能的原因是__________________________________________________________。‎ ‎(2)在一个体积固定的真空密闭容器中充入等物质的量的CO2和NH3，在恒定温度下使其发生反应2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)并达到平衡，混合气体中氨气的体积分数随时间的变化如图所示：‎ 则A点的v正(CO2)________(填“>”“<”或“＝”)B点的v逆(H2O)，原因是_________‎ ‎____________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)4CO(NH2)2＋6NO27N2＋4CO2＋8H2O NO不溶于水，难以与尿素接触反应 ‎(2)>　由图像知，A点反应在起始到平衡的反应过程之中，此过程中v正逐渐减小，B点反应已达平衡状态，故A点的v正(CO2)>B点的v正(CO2)＝B点的v逆(CO2)＝v逆(H2O)‎ ‎13．CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，反应过程和在两种温度下CH3OH的物质的量随时间的变化如图1所示。‎ ‎(1)已知图1所示反应每消耗1 mol H2，热量变化是16.3 kJ，则反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。‎ 曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“>”“＝”或“<”)。‎ ‎(2)一定温度下，若此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填字母)。‎ a．容器中压强不变 b．H2的体积分数不变 c．c(H2)＝3c(CH3OH)‎ d．容器中密度不变 e．2个C==O断裂的同时有3个H—H断裂 ‎(3)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时，体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图2所示。‎ 当温度为470 K时，图中P点________(填“是”或“不是”)处于平衡状态。490 K之后，甲醇产率下降的原因是____________________________________________________________。‎ 答案　(1)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－48.9 kJ·mol－1　>‎ ‎(2)bd　(3)不是　反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，且催化剂活性降低 解析　(1)由题意知每消耗1 mol H2，热量变化是16.3 kJ，又由图1中CH3OH的物质的量随时间的变化图像可知该反应的正反应为放热反应，则该反应的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) 　ΔH＝－48.9 kJ·mol－1；该反应的正反应为放热反应，温度越高该反应的平衡常数越小，所以对应的平衡常数大小关系为KⅠ>KⅡ。‎ ‎(2)一定温度下发生反应CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)。因为此反应是在恒压容器中进行，容器中压强始终不变，所以压强不变不能判断反应达到化学平衡状态，a项错误；因为压强恒定，且化学方程式两边计量数之和是不等的，所以H2的体积分数不变能说明反应达到化学平衡状态，b项正确；c(H2)＝3c(CH3OH)不能说明正、逆反应速率相等，所以不能判断化学反应是否达到平衡状态，c项错误；容器中密度ρ＝，反应物和生成物都是气体，因为反应是在恒压容器中进行且反应后气体体积减小，所以密度不变可以说明反应达到化学平衡状态，d项正确；CO2和H2都是反应物，只要2个C==O断裂的同时就有3个H—H断裂，不能说明正反应速率和逆反应速率相等，e项错误。‎ ‎(3)在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是：反应尚未达到平衡，温度越高化学反应速率越快；490 K之后，甲醇产率下降的原因是：反应达到平衡后升高温度，平衡逆向移动，且催化剂活性降低。‎ ‎14．(2020·焦作检测)汽车尾气中CO、NO2在一定条件下可以发生反应：4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g) 　ΔH＝－1 200 kJ·mol－1。在一定温度下，向容积固定为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2，NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。‎ ‎(1)0～10 min内该反应的平均速率v(CO)＝________，从11 min起其他条件不变，压缩容器的容积变为1 L，则n(NO2)的变化曲线可能为图中的________(填字母)。‎ ‎(2)恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。‎ A．容器内混合气体颜色不再变化 B．容器内的压强保持不变 C．2v逆(NO2)＝v正(N2)‎ D．容器内混合气体密度保持不变 ‎(3)对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图像表示正确的是_______(填序号)。‎ ‎ ‎ 答案　(1)0.03 mol·L－1·min－1　d　(2)CD　(3)乙 解析　(1)0～10 min内v(CO)＝2v(NO2)＝×2＝0.03 mol·L－1·min－1。从11 min起压缩容器容积，压强增大，平衡正向移动，n(NO2)应逐渐减小直至达到新的平衡。(2)混合气体颜色不再变化，说明各物质的浓度不变，可以说明达到平衡，A不符合题意；反应前后气体分子总数不相等，因此压强保持不变，可以说明达到平衡，B不符合题意；v逆(NO2)＝2v正(N2)才能说明达到平衡，C符合题意；反应体系中物质全部为气体，密度始终保持不变，不能说明达到平衡，D符合题意。(3)甲，温度升高，v正、v逆应该均出现突增，错误；乙，温度升高，平衡逆向移动，NO2的转化率降低，正确；丙，温度不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡时CO的体积分数应该减小，错误。‎