2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第7章 第2節(jié) 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡的移動課時跟蹤練（含解析）.doc

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化學(xué)平衡狀態(tài)　化學(xué)平衡的移動 1．在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳在恒容密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)，不可用上述反應(yīng)中某種物理量來說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是(　　) A．CO的生成速率與CO2的生成速率相等 B．氣體密度不再變化 C．CO的質(zhì)量不變 D．體系的壓強不再發(fā)生變化 解析：A項，CO的生成速率為逆反應(yīng)速率，CO2的生成速率為正反應(yīng)速率，且CO、CO2的化學(xué)計量數(shù)相等，則v正(CO2)＝v逆(CO)，達到化學(xué)平衡；B項，ρ＝，當m(氣體)不變時，反應(yīng)即達到平衡；C項，m(CO)不變，則n(CO)不變，反應(yīng)達到平衡；D項，該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)任意時刻，體系的壓強均相同，所以壓強不變不能作為達到平衡的標志。 答案：D 2．合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)多步反應(yīng)制得，其中的一步反應(yīng)為CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0。反應(yīng)達到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，下列措施中正確的是(　　) A．增大壓強　　　　 B．降低溫度 C．增大CO的濃度 D．更換催化劑 解析：A項，該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，壓強不影響化學(xué)平衡。B項，正反應(yīng)放熱，降溫平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大。C項，增大CO的濃度，CO的轉(zhuǎn)化率減小。D項，催化劑不影響化學(xué)平衡。 答案：B 3．如圖所示，三個燒瓶中分別充滿NO2氣體并分別放置在盛有下列物質(zhì)的燒杯(燒杯內(nèi)有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物質(zhì)，在(3)中加入NH4Cl晶體，發(fā)現(xiàn)(1)中紅棕色變深，(3)中紅棕色變淺。[已知反應(yīng)2NO2(紅棕色)N2O4(無色)] 下列敘述正確的是(　　) A．2NO2N2O4是放熱反應(yīng) B．NH4Cl溶于水時放出熱量 C．燒瓶(1)中平衡混合氣體的相對分子質(zhì)量增大 D．燒瓶(3)中氣體的壓強增大 解析：加CaO的燒杯(1)中溫度升高，(1)中紅棕色變深，說明平衡逆向移動，平衡混合氣體的相對分子質(zhì)量減??；(3)中紅棕色變淺，說明平衡正向移動，氣體的壓強減小，加NH4Cl晶體的燒杯(3)中溫度降低，由此可說明2NO2N2O4是放熱反應(yīng)，NH4Cl溶于水時吸收熱量。 答案：A 4．向一體積為2 L的恒容密閉容器里充入1 mol N2和4 mol H2，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。10秒時達到平衡，c(NH3)為0.4 molL－1。下列說法正確的是(　　) A．該反應(yīng)達到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為40% B．降低溫度能使混合氣體的密度增大 C．向該容器中充入N2，平衡正向移動 D．研發(fā)高效催化劑可大大提高NH3的產(chǎn)率 解析：A項，根據(jù)題中數(shù)據(jù)可知，NH3的生成量為0.8 mol，則H2的減少量為1.2 mol，α(H2)＝1.24100%＝30%；B項，降溫，平衡正向移動，但氣體總質(zhì)量不變，容器體積不變，則密度不變；C項，體積不變，充入N2，c(N2)增大，平衡正向移動；D項，催化劑不能使平衡發(fā)生移動，因此各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不變、產(chǎn)率不變。 答案：C 5．處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)　ΔH>0，不改變其他條件的情況下合理的說法是(　　) A．加入催化劑，反應(yīng)途徑將發(fā)生改變，ΔH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，注入一些H2后達新平衡，H2濃度將減小 解析：焓變是一個狀態(tài)函數(shù)，與反應(yīng)發(fā)生的途徑無關(guān)，A錯誤；溫度升高，正、逆反應(yīng)速率均增大，因該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故平衡正向移動，H2S分解率增大，B正確；該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強平衡逆向移動，逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)，會使體系溫度升高，C錯誤；向體系中注入H2，平衡將向H2濃度降低的方向移動，但最終H2的濃度比原來大，D錯誤。 答案：B 6．某化學(xué)反應(yīng)2X(g)Y(g)＋Z(g)在4種不同條件下進行，Y、Z起始濃度為0，反應(yīng)物X的濃度(molL－1)隨反應(yīng)時間(min)的變化情況如下表： 實驗序號 溫度 時間/min 0 10 20 30 40 50 60 1 800 ℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 2 800 ℃ 1.0 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 3 800 ℃ c 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60 4 820 ℃ 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20 下列說法不正確的是(　　) A．c＞1.0 B．實驗2可能使用了催化劑 C．實驗3比實驗2先達到化學(xué)平衡狀態(tài) D．前10分鐘，實驗4的平均化學(xué)反應(yīng)速率比實驗1的大 解析：A項，實驗3達到平衡X的濃度大于實驗1，溫度相同，達到平衡說明X起始濃度C大于1.0 molL－1，正確；B項，實驗2和實驗1達到相同的平衡狀態(tài)，但實驗2所需時間短說明可能使用了催化劑，催化劑改變反應(yīng)速率不改變化學(xué)平衡，正確；C項，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，實驗3在40 min時X濃度不變達到平衡，實驗2在20 min時達到平衡，實驗2達到平衡快，錯誤；D項，實驗4和實驗1在10分鐘都未達到平衡，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率概念計算，實驗1中X的反應(yīng)速率＝＝0．02 molL－1min－1，實驗4中X的反應(yīng)速率＝＝0.06 molL－1min－1， 所以實驗4的反應(yīng)速率大于實驗1，正確。 答案：C 7．已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝Q kJmol－1，在三個不同容積的容器中分別充入1 mol CO與2 mol H2，恒溫恒容，測得平衡時CO的轉(zhuǎn)化率如下表。下列說法正確的是(　　) 序號 溫度/℃ 容器體積 CO轉(zhuǎn)化率 平衡壓強/Pa ① 200 V1 50% p1 ② 200 V2 70% p2 ③ 350 V3 50% p3 A.反應(yīng)速率：③>①>② B．平衡時體系壓強：p1∶p2＝5∶4 C．若容器體積V1>V3，則Q<0 D．若實驗②中CO和H2用量均加倍，則CO轉(zhuǎn)化率<70% 解析：①、②的溫度相同，而轉(zhuǎn)化率②>①，則②可看作在①的基礎(chǔ)上加壓，即V1>V2，因此反應(yīng)速率：②>①，A錯誤；①與②比較，達到平衡時，平衡混合物的物質(zhì)的量之比為5∶4，但V1與V2不等，因此平衡時體系壓強：p1∶p2≠5∶4，B錯誤；若容器體積V1>V3且溫度相同，則①與③比較，CO的轉(zhuǎn)化率：③>①，而現(xiàn)在CO的轉(zhuǎn)化率相同，則升溫③的平衡逆向移動，而升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，即逆向是吸熱反應(yīng)，C正確；若實驗②中CO和H2用量均加倍，則可看作在②的基礎(chǔ)上加壓，CO轉(zhuǎn)化率增大，D錯誤。 答案：C 8. (2019北京海淀區(qū)質(zhì)檢)已知：一定溫度下的某恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋Q kJmol－1(Q＞0)。若向2 L該容器中通入1.2 mol NO2 氣體，測得100 s時反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)，此時c(O2) 為0.2 molL－1。下列說法正確的是(　　) A．增加c(NO)，平衡逆向移動，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)減小 B．100 s內(nèi)NO2的分解速率為810－3 molL－1s－1 C．反應(yīng)達平衡時，吸收的熱量為0.2 Q D．其他條件不變時，若開始時n(NO2)為2.4 mol，則達到平衡后，c(O2)＜c(NO2) 解析：A項，增加c(NO)，平衡逆向移動，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)與濃度無關(guān)，則溫度不變，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不變，錯誤；B項，化學(xué)反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比，則100 s 內(nèi)NO2的分解速率等于氧氣的生成速率的2倍，為2＝410－3 molL－1s－1，錯誤；C項，反應(yīng)達平衡時生成氧氣的物質(zhì)的量為0.2 molL－12 L＝0.4 mol，則吸收的熱量為0.4 Q，錯誤；D項，開始時n(NO2)為1.2 mol，平衡時c(NO2)＝＝0．2 molL－1，c(O2)＝c(NO2)，其他條件不變時，若開始時n(NO2)為2.4 mol，則壓強增大平衡向氣體體積縮小的逆反應(yīng)方向移動，則達到平衡后，c(O2)＜c(NO2)，正確。 答案：D 9．T ℃時，在容積為2 L的3個恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3A(g)＋B(g)xC(g)，按不同方式投入反應(yīng)物，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下。下列說法正確的是(　　) 容器 甲 乙 丙 反應(yīng)物的投入量 3 mol A、 2 mol B 6 mol A、 4 mol B 2 mol C 達到平衡 的時間/min 5 8 c1 c2 C的體積分數(shù)/% w1 w3 混合氣體的密度/gL－1 ρ1 ρ2 A.若x＜4，則2c1＜c2 B．若x＝4，則w1＝w3 C．無論x的值是多少，均有2ρ1＝ρ2 D．甲容器達到平衡所需的時間比乙容器達到平衡所需的時間短 解析：若x＜4，則正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，乙容器對于甲容器而言，相當于加壓，平衡正向移動，所以2c1＞c2，A項錯誤；若x＝4，則反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，由于起始時甲容器中A、B的投入量之比與化學(xué)方程式中對應(yīng)化學(xué)計量數(shù)之比不相等，故w3不可能等于w1，B項錯誤；起始時乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，兩容器的容積相等，故恒有2ρ1＝ρ2，C項正確；起始時乙容器中A、B的濃度是甲容器中的2倍，故乙容器達到平衡所需的時間比甲容器達到平衡所需的時間短，D項錯誤。 答案：C 10．一定條件下，體積為1 L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：SiF4(g)＋2H2O(g)SiO2(s)＋4HF(g) ΔH＝＋148.9 kJmol－1。 (1)下列各項中能說明該反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài)的是________(填序號)。 a．4v消耗(SiF4)＝v生成(HF) b．容器內(nèi)氣體壓強不再變化 c．容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量不再變化 d．HF的體積分數(shù)不再變化 (2)反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)如下表(表中t2>t1)所示。 反應(yīng)時間/min n(SiF4)/mol n(H2O)/mol 0 1.20 2.40 t1 0.80 a t2 b 1.60 通過a或b的值及化學(xué)平衡原理說明t1時反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)：_________________________________________________。 (3)若只改變一個條件使上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)變大，該反應(yīng)________(填序號)。 a．一定向正反應(yīng)方向移動 b．一定向逆反應(yīng)方向移動 c．一定是減小壓強造成的 d．一定是升高溫度造成的 e．SiF4的平衡轉(zhuǎn)化率一定增大 解析：(1)反應(yīng)過程中任何時刻4v消耗(SiF4)＝v生成(HF)。 (2)0～t1 min，反應(yīng)消耗的SiF4為0.40 mol，根據(jù)已知反應(yīng)可確定消耗的H2O為0.80 mol，故a＝1.60，t2 min時，H2O仍為1.60 mol，故b＝0.80。由此可判斷t1時該反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)。 答案：(1)bcd (2)a＝1.60(或b＝0.80)，說明在一定條件下，t1～t2時各組分的濃度(或物質(zhì)的量)均已不再發(fā)生改變，則t1時反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài) (3)ade 11．肼(N2H4)與N2O4是火箭發(fā)射中最常用的燃料與助燃劑。 (1)800 ℃時，某密閉容器中存在如下反應(yīng)： 2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH＞0，若開始向容器中加入1 molL－1的NO2，反應(yīng)過程中NO的產(chǎn)率隨時間的變化如下圖曲線Ⅰ所示。 ①反應(yīng)Ⅱ相對于反應(yīng)Ⅰ而言，改變的條件可能是_____________ ____________________________________________________。 ②請在圖中繪制出在其他條件與反應(yīng)Ⅰ相同，反應(yīng)在820 ℃時進行，NO的產(chǎn)率隨時間的變化曲線。 (2)已知：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋57.20 kJmol－1，開始時，將一定量的NO2、N2O4充入一個容器為2 L的恒容密閉容器中，濃度隨時間變化關(guān)系如下表所示： 時間/min 0 5 10 15 20 25 30 c(X)/molL－1 0.2 c 0.6 0.6 1.0 c1 c1 c(Y)/molL－1 0.6 c 0.4 0.4 0.4 c2 c2 ①c(X)代表________(填化學(xué)式)的濃度。 ②前10 min內(nèi)用NO2表示的反應(yīng)速率為____________________ ________；20 min時改變的條件是________________________； 重新達到平衡時，NO2的百分含量______(填字母)。 a．增大 b．減小 c．不變 d．無法判斷 解析：(1)①由于Ⅱ達到平衡時產(chǎn)率與Ⅰ相同但所用時間減少，故改變的條件是使用了催化劑；②因溫度升高，速率加快且有利于平衡向右進行，因此達到平衡所用時間比Ⅰ少，NO的產(chǎn)率高于60%。 (2)由表中數(shù)據(jù)知，X代表的物質(zhì)的量濃度增加值是Y代表的物質(zhì)的量濃度減小值的二倍，故X代表NO2，Y代表N2O4，0～10 min內(nèi)，NO2濃度增加了0.4 molL－1，故v(NO2)＝0.04 molL－1min－1；20 min時，NO2濃度增大而N2O4濃度不變，故改變的條件是向容器中加入0.8 mol NO2。由于溫度保持不變，故K是定值，將平衡常數(shù)表達式變換為＝，由于c(NO2)肯定增大，故減小，故減小，所以混合物中NO2百分含量降低。 答案：(1)①使用催化劑　②見下圖 (2)①NO2?、?.04 molL－1min－1　向容器中加入0.8 mol NO2(或其他合理答案即可)　b 12．氨是一種重要的化工原料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。 (1)在一定溫度下，在固定體積的密閉容器中進行可逆反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。該可逆反應(yīng)達到平衡的標志是____________(填序號)。 A．3v正(H2)＝2v逆(NH3) B．單位時間生成m mol N2的同時生成3m mol H2 C．容器內(nèi)的總壓強不再隨時間而變化 D．混合氣體的密度不再隨時間變化 (2)工業(yè)上可用天然氣為原料來制取合成氨的原料氣氫氣。某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)模擬工業(yè)制取氫氣的原理，在一定溫度下，體積為2 L的恒容密閉容器中測得如下表所示數(shù)據(jù)。請回答下列問題： 時間/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分析表中數(shù)據(jù)，判斷5 min時反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)？________(填“是”或“否”)，前5 min反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CH4)＝_________________________________________________。 ②反應(yīng)在7～10 min內(nèi)，CO的物質(zhì)的量減少的原因可能是________(填序號)。 A．減少CH4的物質(zhì)的量 B．降低溫度 C．升高溫度 D．充入H2 (3)氨的催化氧化：4NH3＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)是工業(yè)制硝酸的重要反應(yīng)。在1 L密閉容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他條件不變，測得c(NO)與溫度的關(guān)系如圖所示。該反應(yīng)的ΔH______0；(填“＞”“＜”或“＝”)T0 ℃下，NH3的轉(zhuǎn)化率為________。 解析：(1)3v逆(NH3)＝2v正(H2)時反應(yīng)達到平衡，A項錯誤；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反應(yīng)不一定達到平衡，B項錯誤；此反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，壓強不變可以說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，C項正確；混合氣體總質(zhì)量不變，容器體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，故混合氣體的密度不變不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，D項錯誤。 (2)①根據(jù)反應(yīng)CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，結(jié)合表中數(shù)據(jù)5 min時H2為0.60 mol，可知CO為0.20 mol，即c＝0.20，則a＝0.20，7 min時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量與5 min時相同，所以5 min時反應(yīng)達到平衡；v(CH4)＝＝0.02 molL－1min－1。②10 min時，只有CO的物質(zhì)的量減少，其他物質(zhì)的物質(zhì)的量都增加，所以原因只能是充入氫氣，使平衡逆向移動，選D。 (3)由圖象可知，NO的濃度達到最大值后，隨溫度升高，NO的濃度又逐漸減小，所以該反應(yīng)的ΔH＜0；T0 ℃時，c(NO)＝3.0 molL－1，則反應(yīng)消耗的n(NH3)＝3.0 mol，NH3的轉(zhuǎn)化率為100%＝75%。 答案：(1)C　(2)①是　0.02 molL－1min－1 ②D　 (3)＜　75%