2020届一轮复习人教通用版第21讲化学平衡状态和平衡移动作业
练案[21] 第七章 化学反应速率与化学平衡
第21讲 化学平衡状态和平衡移动
A组 基础必做题
1．(2019·济南模拟)在温度和容积不变的条件下，发生反应：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，能表明反应达到平衡状态的叙述是( B )
A．容器内压强不再变化
B．Fe3O4的物质的量不变
C．v(H2O)＝v(H2)
D．断裂4 mol H—O键的同时，断裂4 mol H—H键
[解析] A．反应前后气体系数之和相等，因此压强不变，不能说明反应达到平衡，故错误；B．物质的量不变，说明反应达到平衡，故正确；C．不同物质的反应速率，表示达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，题目中没有指明反应进行的方向，故错误；D．1 mol水中含有2 mol H—O，因此应是断裂8 mol H—O键的同时有4 mol H—H键断裂，故错误。
2．(2019·试题调研)一定条件下反应2AB(g)A2(g)＋B2(g)达到平衡状态的标志是( A )
A．单位时间内生成n mol A2，同时生成2n mol AB
B．容器内，3种气体AB、A2、B2共存
C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率
D．容器中的总压强不随时间变化而变化
[解析] A．单位时间内生成n mol A2等效于单位时间内生成n mol B2同时消耗2n mol AB，正逆反应速率相等，故A正确；B．容器内，AB、A2、B2三种气体共存，只要反应发生一直共存，故B错误；C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率，速率之比不等于计量数之比，故C错误；D．容器的体积不变，混合气体的总物质的量不变，则容器内压强始终不变，无法说明达平衡状态，故D错误。
3．(2019·沧州模拟)一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)＋Cl2(g)2HCl(g)＋I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是( D )
A．容器内气体压强不再改变
B．容器内气体密度不再改变
C．容器内气体颜色不再改变
D．断裂1 mol Cl—Cl键同时断裂1 mol H—Cl键
[解析] 在恒容密闭容器中发生反应2Hl(g)＋Cl2(g)2HCl(g)＋I2(s)
，根据化学方程式，反应过程中压强为变量，压强不再改变一定平衡，故可以说明；在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)＋Cl2(g)2HCl(g)＋I2(s)，反应过程中气体质量为变量，所以密度是变量，容器内气体密度不再改变一定平衡。故可以说明；容器内气体颜色不再改变，说明氯气的浓度不变，一定达到平衡状态，故可以说明；平衡时断裂1 mol Cl—Cl键同时断裂2 mol H—Cl键，故D不能说明。
4．(2019·大庆模拟)一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，达到平衡后测得A气体的浓度为0.5 mol·L－1，保持温度不变，将密闭容器的容积压缩为原来的一半再次达到平衡后，测得A浓度为0.8 mol·L－1，则下列叙述正确的是( A )
A．平衡向正反应方向移动 B．x＋y
z，选项B错误；C．平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，但容器体积减小，B的物质的量浓度增大，选项C错误；D．平衡向正反应移动，增大压强平衡向气体物质的量减小的方向移动，气体的物质的量减小，C物质的量增大，故C的体积分数增大，选项D错误。
5．(2019·山东潍坊检测)下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是( B )
A．用排饱和食盐水的方法收集氯气
B．合成氨工业选择高温(合成氨反应为放热反应)
C．增大压强，有利于SO2和O2反应生成SO3
D．在Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3反应达平衡时，增加KSCN的浓度，体系颜色变深
[解析] Cl2＋H2OCl－＋H＋＋HClO，用饱和食盐水，增加c(Cl－)，平衡向逆反应方向移动，抑制氯气的溶解和反应，符合勒夏特列原理，故A不符合题意；N2＋3H22NH3，此反应是放热反应，高温向逆反应方向进行，不利于合成氨，不符合勒夏特列原理，故B符合题意；2SO2＋O22SO3，增大压强，平衡向正反应方向移动，有利于SO3的生成，符合勒夏特列原理，故C不符合题意；增加SCN－，增大反应物的浓度，促使反应向正反应方向移动，Fe(SCN)3为血红色溶液，颜色加深，符合勒夏特列原理，故D不符合题意。
6．(2019·青岛模拟)在容积不变的密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH<0。下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，
其中分析正确的是( B )
A．图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高
B．图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
D．图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态
[解析] 图Ⅰ中乙到达平衡时间较短，乙的温度较高，正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO2的百分含量增大，乙的温度较高，故A错误；图Ⅱ在t0时刻正逆反应速率都增大，但仍相等，平衡不发生移动，应是加入催化剂的原因，故B正确；增大反应物的浓度瞬间，正反应速率增大，逆反应速率不变，之后逐渐增大，图Ⅲ改变条件瞬间，正、逆速率都增大，正反应速率增大较大，平衡向正反应移动，应是增大压强的原因，故C错误；曲线表示平衡常数与温度的关系，曲线上各点都是平衡，故D错误。
7．(2019·保定模拟)密闭容器中充入一定量的NO2，发生反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－57 kJ·mol－1。在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( B )
A．a、c两点的反应速率：a>c
B．a、b两点的转化率：a0达到平衡后，恒压升高温度过程中，CH3OCH3的转化率变化趋势
[解析] 反应达到平衡后，减小NH3的浓度，平衡正向移动，v正>v逆，且开始减小NH3浓度的瞬间，v正保持不变，v逆减小，图像与题意不符，A项错误；FeCl3溶液与KSCN溶液发生可逆反应：Fe3＋(aq)＋3SCN－(aq)Fe(SCN)3(aq)，K＋和Cl－均不是可逆反应的反应物或产物，加入固体KCl，忽略溶液体积变化，平衡不移动，溶液中Fe3＋的浓度不变化，图像与题意不符，B项错误；HA为弱酸，HB为强酸，弱酸部分电离，强酸完全电离，起始时，HA溶液、HB溶液的pH相同，c(H＋)相等，说明HA溶液的物质的量浓度大于HB溶液，在稀释过程中，未电离的HA继续电离出H＋，HA溶液pH的变化幅度小于HB溶液，图像与题意不符，C项错误；该可逆反应的正反应是吸热反应，恒定压强，升高温度，平衡正向移动，CH3OCH3的转化率增大，图像与题意相符，D项正确。
11．(2019·福建漳州模拟)NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)，现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( C )
A．v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1 B．v(H2O)＝0.375 mol·L－1·min－1
C．v(O2)＝0.225 mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.250 mol·L－1·min－1
[解析] 设4 min时，生成H2O(g)的物质的量为6x
4NH3(g)＋ 3O2(g) 2N2(g)＋ 6H2O(g) n(总)
起始/mol 4 3 0 0 7
变化/mol 4x 3x 2x 6x
4 min/mol 4－4x 3－3x 2x 6x 7＋x
根据题意，＝0.4解得：x＝0.5 mol，
则4 min内H2O的变化浓度为：Δc(H2O)＝＝1.5 mol·L－1，v(H2O)＝＝0.375 mol·L－1·min－1，再依据用各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比，可得用各物质表示的反应速率分别为v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.250 mol·L－1·min－1，v(O2)＝0.1875 mol·L－1·min－1，C项符合题目要求。
12．(2019·山西大同模拟)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( A )
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．①②③④⑤⑥⑦
[解析] ①中单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，能说明反应达到平衡；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混合气体的颜色不变，则表示有色物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡；⑤容器容积固定且气体质量守恒，故密度始终不变；⑥反应前后气体物质的量不相等，恒容容器中压强不变，说明各物质的物质的量不再变化；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，反应达到平衡。
[点拨] 变量不变可以说明反应达到平衡状态，不变量恒定不能说明反应达到平衡状态。
13．(2019·湖北华中师大附中期中)现有下列四个图像：
下列反应中全部符合上述图像的反应是( B )
A．图甲：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH1<0
B．图乙：2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g) ΔH2>0
C．图丙：4NH3(g)＋5O2(g)4NO＋6H2O(g) ΔH3<0
D．图丁：H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g) ΔH4>0
[解析] 由图像甲可知，升高温度，生成物含量增大，平衡正向移动，ΔH>0；相同温度时，增大压强，生成物含量减小，平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，A错误。由图像乙可知，升温，生成物含量增大，平衡正向移动，ΔH>0，B正确。由图像丙可知，增大压强，变大，n总变小；升温，变小，n总变大，C错误。由图像丁可知，增大压强，v逆>v正，平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，D错误。
14．(2019·安徽师大附中联考)t℃时，在体积不变的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，各组分在不同时刻的浓度如表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/(mol·L－1)
0.1
0.2
0
2 min末浓度/(mol·L－1)
0.08
a
b
平衡浓度/(mol·L－1)
0.05
0.05
0.1
下列说法正确的是( D )
A．平衡时，X的转化率为20%
B．t℃时，该反应的平衡常数为40
C．增大平衡后的体系压强，v正增大，v逆减小，平衡向正反应方向移动
D．前2 min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)＝0.03 mol·L－1·min－1
[解析] 平衡时，X的转化率为×100%＝50%，A错误；t℃时，该反应的平衡常数K＝＝＝1600，B错误；由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大平衡后的体系压强，v正增大，v逆增大，平衡向正反应方向移动，C错误；前2 min内，v(X)＝＝0.01 mol·L－1·min－1，v(Y)＝3v(X)＝0.03 mol·L－1·min－1，D正确。
15．(2019·安徽黄山八校联考)(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__B___(填序号)。
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__B___(填序号)。
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。现在体积为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
请回答：
①T1__<___(填“>”或“<”或“＝”)T2，理由是__相同时间内，T2℃时CO的变化量大于T1℃时CO的变化量___。
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__50%___，该温度下的化学平衡常数为__1.0___。
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，在T2℃下达到平衡，此时反应的平衡常数为__1.0___；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__不变___(填“变大”或“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。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，但平衡不移动，N2的体积分数不变，与图像不符合。
(3)①由表中数据可知，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，而温度越高，反应速率越快，故有T1
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