2021版新高考地区选考化学(人教版)一轮复习课后达标检测:课题24 化学平衡状态 化学平衡的移动

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2021版新高考地区选考化学(人教版)一轮复习课后达标检测:课题24 化学平衡状态 化学平衡的移动

一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1.在1 L定容的密闭容器中,可以证明可逆反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是(  )‎ A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2‎ B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键生成 C.其他条件不变时,混合气体的密度不再改变 D.v正(N2)=2v逆(NH3)‎ 解析:选B。c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2不能说明各物质的浓度不变,不一定为平衡状态,A错误;1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键生成,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,B正确;混合气体的密度ρ=,气体质量在反应前后守恒,容器体积不变,故密度始终不变,所以密度不变的状态不一定是平衡状态,C错误;v正(N2)=2v逆(NH3)时,正、逆反应速率不相等,未达到平衡状态,D错误。‎ ‎2.反应X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是(  )‎ A.减小容器体积,平衡向右移动 B.加入催化剂,Z的产率增大 C.增大c(X),X的转化率增大 D.降低温度,Y的转化率增大 解析:选D。该反应前后气体分子数相等,减小容器体积(加压),平衡不发生移动,A项错误;加入催化剂可同时同倍数地改变正、逆反应速率,故平衡不发生移动,Z的产率不变,B项错误;增大c(X),平衡正向移动,但X的转化率减小,C项错误;此反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,Y的转化率增大,D项正确。‎ ‎3.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 D.加压条件下有利于SO2与O2反应生成SO3‎ 解析:选B。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,加催化剂只能提高化学反应速率,故B项不能用化学平衡移动原理解释。‎ ‎4.可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在容积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是(  )‎ ‎①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2‎ ‎②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ‎③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态 ‎④混合气体的颜色不再改变的状态 ‎⑤混合气体的密度不再改变的状态 ‎⑥混合气体的压强不再改变的状态 ‎⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A.①④⑥⑦       B.②③⑤⑦‎ C.①③④⑤ D.全部 解析:选A。①中单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,说明反应已达到平衡状态。②单位时间内生成n mol O2必生成2n mol NO,不能说明反应达到平衡状态。③中无论达到平衡与否,用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比。④有色气体的颜色不变,则表示物质的浓度不再变化,说明反应已达到平衡状态。⑤气体体积固定、反应前后质量守恒,密度始终不变。⑥反应前后ΔV(g)≠0,压强不变,意味着各物质的含量不再变化,说明已达到平衡状态。⑦由于气体的质量不变,气体的平均相对分子质量不变时,说明气体中各物质的物质的量不变,说明反应已达到平衡状态。‎ ‎5.(2020·龙岩高三模拟)利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。‎ 反应一:‎ Ni(粗,s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH<0‎ 反应二:‎ Ni(CO)4(g)Ni(纯,s)+4CO(g) ΔH>0‎ 下列说法错误的是(  )‎ A.对于反应一,适当增大压强,有利于Ni(CO)4的生成 B.提纯过程中,CO气体可循环使用 C.升高温度,反应一的反应速率减小,反应二的反应速率增大 D.对于反应二,在180~200 ℃,温度越高,Ni(CO)4(g)的转化率越高 解析:选C。反应一的正反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡右移,有利于Ni(CO)4的生成,A正确;反应一以CO为原料,反应二产生CO,故CO可以循环使用,B正确;升高温度,反应一和反应二的反应速率都增大,C不正确;反应二的正反应是吸热反应,在180~200 ℃,温度越高,反应进行的程度越大,Ni(CO)4(g)的转化率越高,D正确。‎ ‎6.某温度时,发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g),向三个体积相等的恒容密闭容器A、B、C中,分别加入①2 mol HI;②3 mol HI;③1 mol H2与1 mol I2,分别达到平衡时,以下关系正确的是(  )‎ A.平衡时,各容器的压强:②=①=③‎ B.平衡时,I2的浓度:②>①>③‎ C.平衡时,I2的体积分数:②=①=③‎ D.从反应开始到达平衡的时间:①>②=③‎ 解析:选C。根据等效平衡原理,若1 mol H2与1 mol I2完全转化为HI,则HI为2 mol,所以①和③是完全相同的等效平衡,所以二者的浓度、百分含量、压强、转化率等都一样;②与①相比增大了HI的量,该反应为反应前后气体体积不变的反应,增大HI的量,达到平衡时,新平衡与原平衡相同,所以各物质的百分含量不变,但是浓度增大。‎ ‎7.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 解析:选A。根据题图,随着温度的升高,H2的平衡转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,ΔH<0,A项正确;N点压强大于 M点的,M点温度高于N点的,因此无法确定两点的反应速率快慢,B项错误;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。‎ 二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。‎ ‎8.在某2 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应:2X(g)+Y(g)3Z(g) ΔH,反应过程中持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是(  )‎ A.M点时Y的转化率最大 B.升高温度,平衡向逆反应方向移动 C.平衡后充入Z,达到新平衡时Z的体积分数增大 D.W、M两点Y的正反应速率相等 解析:选B。温度在a ℃之前,升高温度,X的体积分数减小,温度在a ℃之后,‎ 升高温度,X的体积分数增大,曲线上最低点为平衡点,最低点之前未达到平衡,反应向正反应方向进行,最低点之后,升高温度,X的体积分数增大,平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应。A项,曲线上最低点Q为平衡点,升高温度,平衡向逆反应方向移动,Y的转化率减小,所以Q点时Y的转化率最大,错误;B项,根据上述分析可知,升高温度,平衡向逆反应方向移动,正确;C项,反应前后气体的物质的量不变,平衡后充入Z,达到的新平衡与原平衡是等效平衡,所以达到新平衡时Z的体积分数不变,错误;D项,W点对应的温度低于M点对应的温度,温度越高,反应速率越大,所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率,错误。‎ ‎9.(新题预测)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v(SO3)=0.35 mol/(L·min)‎ C.若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”,平衡后n(SO3)<1.4 mol D.若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”,达平衡时放出热量大于Q kJ 解析:选C。由平衡时n(SO3)=1.4 mol可知,此时n(SO2)=2.6 mol,n(O2)=1.3 mol。因是恒温恒压条件,所以反应前后压强不变,A错误;因该反应是气体分子数减小的反应,所以随着反应的进行,体积逐渐减小,小于2 L,所以v(SO3)大于0.35 mol/(L·min),B错误;该反应为放热反应,在绝热条件下随着反应的进行要放热,达到平衡时与恒温恒压条件下的平衡比较,平衡要逆向移动,所以n(SO3)<1.4 mol,C正确;恒温恒容下的平衡与原平衡比较,平衡逆向移动,所以放出的热量小于Q kJ,D错误。‎ ‎10.(2020·济宁高三一模)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示:‎ 下列说法中正确的是(  )‎ A.30~40 min 内该反应使用了催化剂 B.化学方程式中的x=1,正反应为吸热反应 C.30 min时减小压强,40 min时升高温度 D.8 min前A的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1‎ 解析:选CD。若使用催化剂,则化学反应速率增大,A错误;由浓度时间图像可知,‎ A、B的浓度变化相同,故A、B的化学计量数相同,都为1;由反应速率时间图像可知,30 min时改变的条件为减小压强,40 min时改变的条件为升高温度,且升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,B错误、C正确;前8 min内A的平均反应速率为=0.08 mol·L-1·min-1,D正确。‎ 三、非选择题 ‎11.(2020·南昌一模)(1)一定条件下,将2 mol SO2与1 mol O2 置于恒容密闭容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列状态能说明该反应达到化学平衡的是________(填字母)。‎ A.混合气体的密度保持不变 B.SO2的转化率保持不变 C.SO2和O2的物质的量之比保持不变 D.O2的消耗速率和SO3的消耗速率相等 ‎(2)已知反应2NO(g)N2(g)+O2(g) ΔH<0,在不同条件时N2的体积分数随时间(t)的变化如图所示。根据图像可以判断曲线R1、R2对应的下列反应条件中不同的是________(填字母)。‎ A.压强    B.温度   ‎ C.催化剂 ‎(3)CO和H2在一定条件下可以合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。在体积为1 L的恒容密闭容器(如图甲所示)中通入1 mol CO和2 mol H2,测定不同时间、不同温度(T ℃)下容器中CO的物质的量如下表:‎ ‎0 min ‎10 min ‎20 min ‎30 min ‎40 min T1‎ ‎1 mol ‎0.8 mol ‎0.62 mol ‎0.4 mol ‎0.4 mol T2‎ ‎1 mol ‎0.7 mol ‎0.5 mol a a ‎①T1________(填“>”“<”或“=”)T2,理由是________________________________。‎ 已知T2℃时,第20 min时容器内压强不再改变,此时H2的转化率为________。‎ ‎②若将1 mol CO和2 mol H2通入原体积为1 L的恒压密闭容器(如图乙所示)中达到平衡,若再向容器中通入1 mol CH3OH(g),重新达到平衡后,CH3OH(g)在体系中的百分含量________(填“变大”“变小”或“不变”)。‎ 解析:(1)SO2、O2和SO3都是气体,恒容反应时混合气体的密度始终不变,A错误。反应正向进行,SO2的转化率增大,反应逆向进行,SO2的转化率减小,故SO2的转化率保持不变,该反应达到平衡状态,B正确。起始加入SO2和O2的物质的量之比为2∶1,与其化学计量数之比相等,则二者的物质的量之比始终等于2∶1,C错误。O2的消耗速率与SO3的消耗速率之比为1∶2,该反应达到平衡状态,D错误。‎ ‎(2)由题图可知,曲线R2代表的反应比曲线R1代表的反应先达到平衡状态,且R1平衡时N2的体积分数更大。A项,若R表示压强,改变压强,平衡不移动,N2的体积分数不变,与图像不符合。B项,若R表示温度,该反应的ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,N2的体积分数减小,与图像符合。C项,若R表示催化剂,使用催化剂,只能改变反应速率,平衡不移动,N2的体积分数不变,与图像不符合。‎ ‎(3)①由题表中数据可知,未达到平衡之前,相同时间内,T2℃时CO的变化量大于T1℃时,则T2℃时化学反应速率快,又温度越高,反应速率越快,故有T1”“<”或“=”)v逆。‎ ‎(2)课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,‎ 应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。‎ ‎①能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的措施是________(填字母)。‎ A.使用更高效的催化剂 B.升高温度 C.及时分离出氨 D.充入氮气,增大氮气的浓度(保持容器体积不变)‎ ‎②若在某温度下,2 L的密闭容器中发生合成氨的反应,图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0~10 min内该反应的平均速率v(H2)=________。从第11 min起,压缩容器的体积为1 L,则n(N2)的变化曲线为________(填字母)。‎ 解析:(1)①恒温恒压条件下,向题述平衡体系中通入氦气,则反应容器的体积会增大,各物质的浓度会减小,平衡会向气体分子数增大的方向(向左)移动。②反应进行到状态D时没有达到平衡,反应向右进行,所以v正>v逆。(2)①该反应是一个气体分子数减少的放热反应,升高温度,平衡逆向移动;使用更高效的催化剂,反应速率增大,但平衡不移动;分离出氨,平衡虽然正向移动,但反应速率减小;充入氮气,平衡正向移动且反应速率增大。②0~10 min时,N2从0.6 mol减少到0.2 mol,变化量为0.4 mol,则H2的变化量为1.2 mol,v(H2)=1.2 mol÷2 L÷10 min=0.06 mol·L-1·min-1。平衡时压缩容器的体积,气体的压强增大,平衡正向移动,N2的物质的量在原有基础上减小,曲线d符合题意。‎ 答案:(1)①向左 ②> (2)①D ②0.06 mol·L-1·min-1 d
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