2021届高考化学一轮复习化学平衡状态 化学平衡的移动作业
核心素养提升练 二十
化学平衡状态 化学平衡的移动
(25 分钟 50 分)
一、选择题(本题包括 4 小题,每题 6 分,共 24 分)
1.在一定温度下的定容密闭容器中,发生反应:2NO2(g) N2O4(g)。当下列所给有
关量不再变化时,不能表明该反应已达平衡状态的是 ( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.混合气体的平均相对分子质量
D.
【解析】选 B。该反应在恒温、恒容条件下进行,气体物质的质量不变,密度始终
不变,与反应是否达到平衡状态无关,B 项符合题意;该反应为气体分子数减小的
反应,反应过程中气体总物质的量减小,压强减小,当压强不变时,说明反应达到
平衡状态,A 项不符合题意;反应过程中气体总质量不变,气体总物质的量减小,
混合气体的平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不变时,说
明反应达到平衡状态,C 项不符合题意; =Q,Q 表示浓度商,当浓度商保持
不变时,说明反应达到平衡状态,D 项不符合题意。
【加固训练】
在密闭容器中发生下列反应 aA(g) cC(g)+dD(g),反应达到平衡后,将气体体
积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D 的浓度为原平衡的 1.5 倍,下列叙述
正确的是 ( )
A.A 的转化率变大
B.平衡向正反应方向移动
C.D 的体积分数变大
D.a
0,请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为 c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1;
5 min 后反应达到平衡,M 的转化率为 60%,此时 N 的转化率为________;用 M 表示
的反应速率为________;该温度下反应的平衡常数 K=________。
(2)若反应温度升高,M 的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为 c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a
mol·L-1;达到平衡后,c(P)=c(N)=2 mol·L-1,a=________。
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为 c(M)=c(N)=b mol·L-1,达到平衡后,M
的转化率为________。
【解析】(1)N 的转化率为 ×100%=25%。
v(M)= =0.12 mol·L-1·min-1。
该温度下:
K= =0.5。
(2)因为反应热ΔH>0,是吸热反应,所以升高温度,平衡向正反应方向移动,M 的
转化率增大。
(3)根据反应
M(g)+N(g) P(g)+Q(g)
起始浓度
(mol·L-1): 4 a 0 0
转化浓度
(mol·L-1): 2 2 2 2
平衡浓度
(mol·L-1): 2 a-2 2 2
根据温度不变,平衡常数不变的特点
K= =0.5
得 a=6。
(4)同理:
M(g)+N(g) P(g)+Q(g)
起始浓度
(mol·L-1): b b 0 0
转化浓度
(mol·L-1): x x x x
平衡浓度
(mol·L-1): (b-x) (b-x) x x
根据温度不变,平衡常数不变的特点,
K= =0.5
得 x≈0.41b
α(M)= ×100%=41%。
答案:(1)25% 0.12 mol·L-1·min-1 0.5 (2)增大 (3)6 (4)41%
6.(14 分)一定温度下,在容积固定的 V L 密闭容器中加入 n mol A、2n mol B,发生
反应:A(g)+2B(g) 2C(g) ΔH<0,反应达到平衡后测得平衡常数为 K,此时 A
的转化率为 x。
(1)一段时间后上述反应达到平衡。则下列说法中正确的是________(填字母)。
A.物质 A、B 的转化率之比为 1∶2
B.起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为 3n∶(3n-nx)
C.当 2v 正(A)=v 逆(B)时,反应一定达到平衡状态
D.充入惰性气体(如 Ar),平衡向正反应方向移动
(2)K 和 x 的关系满足 K=________。在保证 A 浓度不变的情况下,扩大容器的体
积,平衡________(填字母)。
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(3)该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示。
①由图可知,反应在 t1、t3、t7 时都达到了平衡,而 t2、t8 时都改变了一种条件,
试判断改变的条件:
t2 时__________________________________________________________;
t8 时__________________________________________________________。
②t2 时平衡向____________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
③若 t4 时降压,t5 时达到平衡,t6 时增大反应物的浓度,请在图中画出 t4～t6 时
逆反应速率与时间的关系曲线。
【解析】(1)转化率= ,故 A、B 的转化率相等,A 项错误;
A(g)+2B(g) 2C(g)
n(始)(mol) n 2n 0
n(转)(mol) nx 2nx 2nx
n(平)(mol) n-nx 2n-2nx 2nx
p1∶p2=(n+2n)∶[(n-nx)+(2n-2nx)+2nx]=3n∶(3n-nx),B 项正确;C 项说明正、
逆反应速率相等,可判断反应达到平衡,正确;D 项充入 Ar,反应物浓度并没改变,
所以平衡不移动,错误。
(2)该反应达到平衡时,平衡常数 K=c2(C)/[c(A)·c2(B)]。扩大容器体积时,c(B)
和 c(C)等比例减小,由于 A 的浓度不变,此时 c2(C)/[c(A)·c2(B)]的值仍然等
于 K,所以平衡不移动。
(3)由于纵坐标只表示 v 逆,为了便于求解,在解题时可把 v 正补上,t2 时平衡逆向
移动,改变的条件可以是升温或增大 C 的浓度;t8 时平衡不移动,改变的条件是
使用了催化剂。
答案:(1)BC (2) C
(3)①升温或增大 C 的浓度 使用催化剂 ②逆反应
③
(30 分钟 50 分)
一、选择题(本题包括 3 小题,每题 7 分,共 21 分)
1.下列图示与对应的叙述相符的是 ( )
A.图Ⅰ表示 H2 与 O2 发生反应过程中的能量变化,则 H2 的燃烧热 ΔH=
-241.81 kJ·mol-1
B.图Ⅱ表示反应 A2(g)+3B2(g) 2AB3(g),达到平衡时 A2 的转化率大小为 b>a>c
C.图Ⅲ表示 0.1 mol MgCl2·6H2O 在空气中充分加热时固体质量随时间的变化
D.图Ⅳ表示常温下,稀释 HA、HB 两种酸的稀溶液时,溶液 pH 随加水量的变化,则
NaA 溶液的 pH 大于同浓度 NaB 溶液的 pH
【解析】选 C。A 项,图象中 1 mol 氢气完全燃烧生成水蒸气时放热 241.81 kJ,不
是氢气的燃烧热,故 A 错误;B 项,根据图象可知,a、b、c 各点中 B2 的起始物质的
量依次增大,对于可逆反应来说,增大一种反应物的物质的量或浓度,有利于平
衡向正反应方向移动,则另一种反应物的转化率增大,则达到平衡时 A2 的转化率
大小为 aHB,则同浓度的钠盐,水解程度:NaAv 逆
B.正反应的 ΔH<0
C.a、b 两点的反应速率 v(a)=v(b)
D.T”“<”或“=”)0;反应 CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH3=________(用 ΔH1 和 ΔH2 表示)。
(3)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中 CO 转化率的是________(填字
母)。
a.充入 CO,使体系总压强增大
b.将 CH3OH(g)从体系中分离
c.充入 He,使体系总压强增大
d.使用高效催化剂
(4)写出反应Ⅱ的化学平衡常数表达式:KⅡ=________;保持恒温恒容,将反应Ⅱ
的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的 2 倍,则化学平衡________(填“正向”
“逆向”或“不”)移动,平衡常数 KⅡ________(填“变大”“变小”或“不
变”)。
(5)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是________(填“Ⅰ”或
“Ⅱ”)。
【解析】(1)CO 浓度变化量为 -0.4 mol·L-1=0.6 mol·L-1,v(CO)=
=0.12 mol·L-1·min-1,各物质的速率之比等于化学计量数之比,故 v(H2)=2v(CO)
=2×0.12 mol·L-1·min-1=0.24 mol·L-1·min-1。
(2)由表中数据可知,随温度升高,平衡常数 K 减小,说明温度升高,平衡逆向移
动,所以正反应是放热反应,即ΔH1<0;根据盖斯定律,由反应Ⅱ-反应Ⅰ得
CO2(g)+
H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3=ΔH2-ΔH1。
(3)充入 CO,使体系总压强增大,平衡向正反应方向移动,但 CO 的转化率降低,a
项错误;将 CH3OH(g)从体系中分离,平衡向正反应方向移动,CO 转化率增大,b 项
正确;充入 He,使体系总压强增大,各物质的浓度不变,平衡不移动,CO 转化率不
变,c 项错误;使用高效催化剂,平衡不移动,d 项错误。
(4)反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数 KⅡ= ;
保持恒温恒容,将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的 2 倍,相当于
增大压强,则平衡正向移动,因为温度不变,所以平衡常数不变。
答案:(1)0.24 (2)< ΔH2-ΔH1 (3)b
(4) 正向 不变 (5)Ⅰ
5.(16 分)一定条件下,甲醇可同时发生:
A.2CH3OH(g) CH3OCH3+H2O(g)
B.2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g)
上述反应过程中能量变化如图所示:
(1)①写出反应速率较大的序号________说明原因
__ ______________________
_________________________________。
②若在容器中加入催化剂,则 E2-E1 将________(填“变大”“不变”或“变
小”)。
(2)一定温度时,在容积相同的甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,按不同方式投入
反应物,发生反应 2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) ΔH=-90 kJ·mol-1,测得达到平衡
时的有关数据如下表:
容器 甲 乙 丙
起始反应
物投入量
2 mol H2、
1 mol CO
1 mol
CH3OH
2 mol
CH3OH
c(CH3OH)
/mol·L-1
c1 c2 c3
平
衡 反应物的
能量变化/kJ
Q1 Q2 Q3
①表中数据存在的关系:|Q1|+|Q2|________(填“>”“=”或“<”,下同)90,
2c2________c3。
②在温度不变、恒容条件下,该反应的平衡常数数值 Kp=4.80×10-2,若甲容器中
反应达到平衡状态时,p(CH3OH)=24.0 kPa,则平衡时,混合气体中 CH3OH 的物质的
量分数为________(Kp 是用平衡分压代替平衡浓度所得的平衡常数,分压=总压
×物质的量分数)。
【解析】(1)①反应的活化能越小,反应速率越快,在某密闭容器中,充入一定量
CH3OH(g)发生上述两个反应,则反应 A 和 B 相比,反应 A 的活化能小,反应速率快。
②加入催化剂改变了反应的途径,降低反应所需的活化能,所以 E1 和 E2 的变化
是减小,催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差,即反应热不变,E2-E1
的大小为反应的焓变,活化能大小对该反应的反应热无影响。
(2)①甲和乙恰为 2 个互逆的过程,平衡时|Q1|+|Q2|=90,丙与乙相比较,相当于
增大压强,平衡向正反应方向移动,不利于甲醇的分解,因此 2c2
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