高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時規(guī)范練21 化學(xué)平衡的移動（含解析）蘇教版-蘇教版高三化學(xué)試題

課時規(guī)范練21化學(xué)平衡的移動(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分,每小題只有一個選項符合題目要求)1.可逆反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g)H<0達到平衡時,下列說法正確的是()。A.減小容器容積,平衡向右移動B.加入催化劑,Z的產(chǎn)率增大C.增大c(X),X的轉(zhuǎn)化率增大D.降低溫度,Y的轉(zhuǎn)化率增大答案:D解析:該反應(yīng)前后氣體體積不變,減小容器容積壓強增大,平衡不移動,A項錯誤;催化劑只改變反應(yīng)速率,不改變化學(xué)平衡,Z的產(chǎn)率不變,B項錯誤;兩種反應(yīng)物,增加一種物質(zhì)的量可以增大另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率,本身轉(zhuǎn)化率減小,增大c(X),X的轉(zhuǎn)化率減小,C項錯誤;正反應(yīng)是放熱反應(yīng),降溫平衡正向移動,Y的轉(zhuǎn)化率增大,D項正確。2.密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生如下反應(yīng):xA(g)+yB(g)zC(g),達到平衡時,測得A的濃度為0.5 mol·L-1,在溫度不變的條件下,將容器的容積擴大到兩倍,使反應(yīng)再達到平衡,測得A的濃度降低為0.3 mol·L-1,下列有關(guān)判斷正確的是()。A.x+y<zB.平衡向正反應(yīng)方向移動C.C的體積分數(shù)下降D.B的濃度增大答案:C解析:在溫度不變的條件下,將容器的容積擴大到兩倍,若不考慮平衡移動,A的濃度應(yīng)該是0.25mol·L-1,但當(dāng)反應(yīng)再達到平衡時A的濃度變?yōu)?.3mol·L-1,這說明降低壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動了,故x+y>z,A、B兩項錯誤;平衡向逆反應(yīng)方向移動,C的體積分數(shù)下降,C項正確;體積增大將導(dǎo)致B的濃度減小,D項錯誤。3.某溫度下,在2 L的密閉容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng):X(g)+mY(g)3Z(g)。平衡時,X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是()。A.m=2B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為11D.第二次平衡時,Z的濃度為0.4 mol·L-1答案:D解析:運用三段式求算m。設(shè)轉(zhuǎn)化的X的物質(zhì)的量為nmol。X(g)+mY(g)3Z(g)起始(mol)120轉(zhuǎn)化(mol)nmn3n平衡(mol)(1-n)(2-mn)3n據(jù)(1-n)(2-mn)3n=30%60%10%求得:n=0.1,m=2。由m=2知,A項正確;由第二次平衡時,X、Y、Z的體積分數(shù)不變可知兩次平衡的平衡常數(shù)相同,則B項正確;由m和n的數(shù)值及起始量可計算出X、Y二者的平衡轉(zhuǎn)化率都為10%,C項正確;第二次平衡時,c(Z)=4mol×10%2L=0.2mol·L-1,D項錯誤。4.在不同溫度下,向V L密閉容器中加入0.5 mol NO和0.5 mol活性炭,發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)H<0,達到平衡時的數(shù)據(jù)如下:溫度/n(C)/moln(CO2)/molT10.15T20.375下列有關(guān)說法正確的是()。A.由上述信息可推知:T1>T2B.T2時,若反應(yīng)達平衡后再縮小容器的容積,c(N2)c(NO)增大C.T1時,若開始時反應(yīng)物的用量均減少一半,平衡后NO的轉(zhuǎn)化率增大D.T1時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=916答案:D解析:由表中數(shù)據(jù)可知,T1時達到平衡n(C)=0.35mol,T2時達到平衡n(C)=0.375mol,由于反應(yīng)2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)的H<0,則有T1<T2,A錯誤;T2時,達到平衡時再縮小容器的容積,平衡不移動,c(N2)c(NO)不變,B錯誤;T1時,若開始時反應(yīng)物的用量均減少一半,相當(dāng)于平衡時不改變反應(yīng)物的量而將容器的容積增大一倍,該過程中平衡不移動,NO的轉(zhuǎn)化率不變,C錯誤;T1時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=c(N2)·c(CO2)c2(NO)=(0.15V)2(0.2V)2=916,D正確。5.下列敘述中,不能用平衡移動原理解釋的是()。A.紅棕色的NO2加壓后顏色先變深后變淺B.高壓比常壓有利于合成SO3C.氯氣在水中的溶解度大于在飽和食鹽水中的溶解度D.等質(zhì)量粉末狀碳酸鈣與塊狀碳酸鈣分別與同濃度的鹽酸反應(yīng),粉末狀碳酸鈣比塊狀碳酸鈣的反應(yīng)迅速答案:D解析:增大壓強的瞬間,NO2的濃度增大,顏色加深,然后反應(yīng)2NO2N2O4的平衡向正反應(yīng)方向移動,NO2的濃度減小,顏色變淺,A項能用平衡移動原理解釋;合成SO3的反應(yīng)為2SO2+O22SO3,反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)減少,增大壓強,平衡向右移動,有利于SO3的合成,B項能用平衡移動原理解釋;氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,該反應(yīng)是一個可逆反應(yīng),飽和食鹽水中Cl-的濃度較大,使平衡左移,會降低氯氣在飽和食鹽水中的溶解度,C項能用平衡移動原理解釋;碳酸鈣和稀鹽酸的反應(yīng)不是可逆反應(yīng),D項反應(yīng)速率增大不能用平衡移動原理解釋。6.氫氣用于煙氣脫氮、脫硫的反應(yīng)為4H2(g)+2NO(g)+SO2(g)N2(g)+S(l)+4H2O(g)H<0。下列有關(guān)說法正確的是()。A.當(dāng)v(H2)=v(H2O)時,達到平衡B.升高溫度,正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,化學(xué)平衡逆向移動C.使用高效催化劑可提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率D.化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=c(N2)·c4(H2O)c(SO2)·c2(NO)·c4(H2)答案:D解析:A項中的反應(yīng)速率,沒有說明反應(yīng)的方向,因此不能判斷是否達到平衡,錯誤;升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,B項錯誤;催化劑對化學(xué)平衡無影響,不能提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率,C項錯誤;化學(xué)平衡常數(shù)是指可逆反應(yīng)達到平衡時,生成物濃度冪之積和反應(yīng)物濃度冪之積的比值,因此K=c(N2)·c4(H2O)c(SO2)·c2(NO)·c4(H2),D項正確。7.(2019甘肅武威第十八中學(xué)高三檢測)處于平衡狀態(tài)的反應(yīng):2H2S(g)2H2(g)+S2(g)H>0,不改變其他條件的情況下正確的是()。A.加入催化劑,反應(yīng)途徑將發(fā)生改變,H也將隨之改變B.升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,H2S分解率也增大C.增大壓強,平衡向逆反應(yīng)方向移動,將引起體系溫度降低D.若體系恒容,充入一些H2后達新平衡,H2濃度將減小答案:B解析:加入催化劑,反應(yīng)途徑將發(fā)生改變,反應(yīng)的H不會改變,A錯誤。升高溫度,正逆反應(yīng)速率都增大,根據(jù)勒夏特列原理化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,所以該平衡正向移動,H2S分解率增大,B正確。該反應(yīng)隨反應(yīng)進行氣體分子數(shù)增大,增大壓強,化學(xué)平衡逆向移動。由于正反應(yīng)吸熱,所以平衡逆向移動體系溫度升高,C錯誤。恒容體系中,充入H2平衡逆向移動,但平衡移動的趨勢是很微弱的,只能減弱這種改變,但不能抵消這種改變,因此H2的濃度比原來是增大的,D錯誤。8.汽車發(fā)動機中生成NO的反應(yīng)為N2(g)+O2(g)2NO(g),T時,K=0.09。在T下往甲、乙、丙三個恒容密閉容器中,分別投入N2(g)和O2(g)模擬反應(yīng),起始濃度如表所示。下列判斷不正確的是()。起始濃度甲乙丙c(N2)/(mol·L-1)0.460.460.92c(O2)/(mol·L-1)0.460.230.92A.起始時,反應(yīng)速率:丙>甲>乙B.平衡時,c(NO):甲=丙>乙C.平衡時,N2的轉(zhuǎn)化率:甲>乙D.平衡時,甲中c(N2)=0.4 mol·L-1答案:B解析:起始時,反應(yīng)物總濃度:丙>甲>乙,故起始時,反應(yīng)速率:丙>甲>乙,A項正確;丙中反應(yīng)相當(dāng)于將甲容器體積壓縮一半發(fā)生的反應(yīng),體系壓強增大,但由于該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),故平衡不移動,則平衡時丙中NO的濃度為甲中NO的濃度的2倍,乙中反應(yīng)相當(dāng)于減小甲中O2的初始濃度發(fā)生的反應(yīng),平衡逆向移動,所以平衡時乙中NO的濃度小于甲中NO的濃度,B項錯誤;甲、乙中N2的初始濃度相等,甲中反應(yīng)相當(dāng)于增大乙中氧氣的初始濃度發(fā)生的反應(yīng),則甲中N2的轉(zhuǎn)化率較大,故平衡時,N2的轉(zhuǎn)化率:甲>乙,C項正確;T時,K=0.09,設(shè)甲中反應(yīng)平衡時消耗的N2的濃度為xmol·L-1,則有:N2(g)+O2(g)2NO(g)初始(mol·L-1)0.460.460轉(zhuǎn)化(mol·L-1)xx2x平衡(mol·L-1)0.46-x0.46-x2x平衡常數(shù)K=(2x)2(0.46-x)2=0.09,解得x=0.06,所以平衡時甲中c(N2)=0.4mol·L-1,D項正確。9.溫度為T時,向V L的密閉容器中充入一定量的A和B,發(fā)生反應(yīng)A(g)+B(g)C(s)+xD(g)H>0,容器中A、B、D的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖所示,下列說法不正確的是()。A.反應(yīng)在前10 min的平均反應(yīng)速率v(B)=0.15 mol·L-1·min-1B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=c2(D)c(A)·c(B)C.若平衡時保持溫度不變,壓縮容器容積,平衡向逆反應(yīng)方向移動D.反應(yīng)至15 min時,改變的反應(yīng)條件可能是降低溫度答案:C解析:由圖像可知,反應(yīng)在前10min的平均反應(yīng)速率v(B)=2.5-1.010mol·L-1·min-1=0.15mol·L-1·min-1,故A正確;由10min時的平衡轉(zhuǎn)化量可知c(A)c(B)c(D)=112,故B正確;因為反應(yīng)前后的氣體物質(zhì)體積不變,故加壓化學(xué)平衡不移動,故C錯誤;15min時,A、B的物質(zhì)的量濃度增大,D的物質(zhì)的量濃度減小,平衡逆向移動,改變的條件可能是降低溫度,故D正確。10.一定條件下合成乙烯發(fā)生反應(yīng):6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)。反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖所示,下列說法正確的是()。A.生成乙烯的速率:v(M)>v(N)B.平衡常數(shù):KM<KNC.催化劑會影響CO2的平衡轉(zhuǎn)化率D.若投料比n(H2)n(CO2)=31,則圖中M點時,CO2的體積分數(shù)為15.4%答案:D解析:化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快,而由M點到N點,催化劑的催化效率降低,所以v(M)有可能小于v(N),故A錯誤;升高溫度,二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率降低,則升溫平衡逆向移動,所以化學(xué)平衡常數(shù)減小,即KM>KN,故B錯誤;催化劑只影響反應(yīng)速率,不影響平衡移動和轉(zhuǎn)化率,故C錯誤;設(shè)開始投料n(H2)=3mol,則n(CO2)=1mol,在M點平衡時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%,所以有6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)n(起始)mol3100n(轉(zhuǎn)化)mol1.50.50.251n(平衡)mol1.50.50.251所以CO2的體積分數(shù)為0.51.5+0.5+0.25+1×100%=15.4%,故D正確。二、非選擇題(本題共3個小題,共50分)11.(16分)甲醇來源豐富、價格低廉、運輸貯存方便,是一種重要的化工原料,有著重要的用途和應(yīng)用前景。(1)若在恒溫、恒容的容器內(nèi)進行反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),則可用來判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志有(填序號)。 A.CO的百分含量保持不變B.容器中H2的濃度與CO的濃度相等C.容器中混合氣體的密度保持不變D.CO的生成速率與CH3OH的生成速率相等(2)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種:甲醇蒸氣重整法。該法中的一個主要反應(yīng)為CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),此反應(yīng)能自發(fā)進行的原因是。甲醇部分氧化法。在一定溫度下以Ag/CeO2-ZnO為催化劑時原料氣比例對反應(yīng)的選擇性(選擇性越大,表示生成的該物質(zhì)越多)影響關(guān)系如圖所示。則當(dāng)n(O2)n(CH3OH)=0.25時,CH3OH與O2發(fā)生的主要反應(yīng)方程式為;在制備H2時最好控制n(O2)n(CH3OH)=。 答案:(1)AD(2)該反應(yīng)是一個熵增的反應(yīng)(或S>0)2CH3OH+O22HCHO+2H2O0.5解析:(1)濃度相等不能說明其濃度不再變化,B錯誤;氣體總質(zhì)量一定、容器容積一定,密度始終不變,C錯誤。(2)該反應(yīng)是一個熵增的反應(yīng),若是放熱反應(yīng),則一定能自發(fā)進行,若是吸熱反應(yīng),則一定條件下能自發(fā)進行。n(O2)n(CH3OH)=0.25時,主要生成甲醛。制備H2時要求H2的選擇性要好,由圖可知在n(O2)n(CH3OH)=0.5時,H2的選擇性接近100%。12.(2018全國)(18分)CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2),還對溫室氣體的減排具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}:(1)CH4-CO2催化重整反應(yīng)為:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。已知:C(s)+2H2(g)CH4(g)H=-75 kJ·mol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H=-394 kJ·mol-1C(s)+12O2(g)CO(g)H=-111 kJ·mol-1該催化重整反應(yīng)的H= kJ·mol-1,有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是(填標號)。 A.高溫低壓B.低溫高壓C.高溫高壓D.低溫低壓某溫度下,在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進行重整反應(yīng),達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50%,其平衡常數(shù)為 mol2·L-2。 (2)反應(yīng)中催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低,同時存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少,相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:積碳反應(yīng)CH4(g)C(s)+2H2(g)消碳反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)H/(kJ·mol-1)75172活化能(kJ·mol-1)催化劑X3391催化劑Y4372由上表判斷,催化劑X(填“優(yōu)于”或“劣于”)Y,理由是  。在反應(yīng)進料氣組成、壓強及反應(yīng)時間相同的情況下,某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示,升高溫度時,下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是(填標號)。 A.K積、K消均增加B.v積減小、v消增加C.K積減小、K消增加D.v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大在一定溫度下,測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v=k·p(CH4)·p(CO2)-0.5(k為速率常數(shù)),在p(CH4)一定時,不同p(CO2)下積碳量隨時間的變化趨勢如下圖所示,則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為。 答案:(1)247A13(2)劣于相對于催化劑X,催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大,積碳反應(yīng)的速率小;而消碳反應(yīng)活化能相對較小,消碳反應(yīng)速率大ADpc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)解析:(1)將已知熱化學(xué)方程式依次編號為,根據(jù)蓋斯定律,×2-,得到CH4-CO2催化重整反應(yīng)的H=+247kJ·mol-1。由于該反應(yīng)是正反應(yīng)氣體體積增大的吸熱反應(yīng),所以有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是高溫低壓,A項正確。某溫度下,在體積為2L的容器中加入2molCH4、1molCO2,達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50%,則平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度分別為c(CH4)=0.75mol·L-1、c(CO2)=0.25mol·L-1、c(CO)=0.5mol·L-1、c(H2)=0.5mol·L-1,根據(jù)K=c2(CO)·c2(H2)c(CH4)·c(CO2),計算得出K=13或0.33。(2)根據(jù)表格中活化能數(shù)據(jù)分析,催化劑X劣于催化劑Y。因為相對于催化劑X,催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大,積碳反應(yīng)的速率小,而消碳反應(yīng)活化能相對較小,消碳反應(yīng)速率大。由于積碳反應(yīng)和消碳反應(yīng)均為吸熱反應(yīng),所以升高溫度平衡正向移動,K積、K消均增加;溫度高于600時,積碳量隨溫度的升高而下降,說明v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大,A、D兩項正確。根據(jù)v=k·p(CH4)·p(CO2)-0.5,當(dāng)p(CH4)一定時,積碳量隨p(CO2)的增大而減小,故pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。13.(2019全國)(16分)近年來,隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展,氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此,將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點?；卮鹣铝袉栴}:(1)Deacon發(fā)明的直接氧化法為:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。下圖為剛性容器中,進料濃度比c(HCl)c(O2)分別等于11、41、71時HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系:可知反應(yīng)平衡常數(shù)K(300 )K(400 )(填“大于”或“小于”)。設(shè)HCl初始濃度為c0,根據(jù)進料濃度比c(HCl)c(O2)=11的數(shù)據(jù)計算K(400 )=(列出計算式)。按化學(xué)計量比進料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率,同時降低產(chǎn)物分離的能耗。進料濃度比c(HCl)c(O2)過低、過高的不利影響分別是。 (2)Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行:CuCl2(s)CuCl(s)+12Cl2(g)H1=83 kJ·mol-1CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)+12Cl2(g)H2=-20 kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)H3=-121 kJ·mol-1則4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的H=kJ·mol-1。 (3)在一定溫度的條件下,進一步提高HCl的轉(zhuǎn)化率的方法是。(寫出2種) 答案:(1)大于0.422×0.422(1-0.84)4×(1-0.21)c0O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉(zhuǎn)化率較低(2)-116(3)增加反應(yīng)體系壓強、及時除去產(chǎn)物解析:(1)分析任意一條平衡曲線可知,在進料濃度比固定的條件下,隨著溫度的升高,HCl的平衡轉(zhuǎn)化率降低,說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),由于K只與溫度有關(guān),升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)K減小,即K(300)大于K(400)。根據(jù)進料濃度比及HCl的平衡轉(zhuǎn)化率間的關(guān)系可知,c(HCl)c(O2)=11的曲線為最上面的那條曲線,由該曲線可知:溫度為400時HCl的平衡轉(zhuǎn)化率為84%。根據(jù)條件可列三段式如下:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)初始:c0c000轉(zhuǎn)化:c0×0.84c0×0.21c0×0.42c0×0.42平衡:c0×(1-0.84)c0×(1-0.21)c0×0.42c0×0.42K(400)=c2(Cl2)·c2(H2O)c4(HCl)·c(O2)=(c0×0.42)2·(c0×0.42)2c0×(1-0.84)4·c0×(1-0.21)=0.422×0.422(1-0.84)4×(1-0.21)c0進料濃度比c(HCl)c(O2)過低,導(dǎo)致產(chǎn)品Cl2混有大量O2,則分離兩氣體時導(dǎo)致能耗較高。而進料濃度比c(HCl)c(O2)過高,則導(dǎo)致HCl的轉(zhuǎn)化率過低,浪費原料。(2)由蓋斯定律可知,將題給催化過程的三個反應(yīng)直接相加可得:2HCl(g)+12O2(g)Cl2(g)+H2O(g)H'=(83-20-121)kJ·mol-1=-58kJ·mol-1,則H=2H'=-116kJ·mol-1(3)在溫度一定時,要增大HCl的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有:及時移走部分產(chǎn)物、增大體系壓強等。