2020届一轮复习人教版化学平衡状态作业

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化学平衡状态 ‎1．合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0。反应达到平衡后，为提高CO的转化率．下列措施中正确的是(　　)‎ A．增大压强 B.降低温度 C．增大CO的浓度 D．更换催化剂 解析：B　[A项，该反应为等体积反应，压强不影响平衡移动。B项，正反应放热，降温平衡右移，CO的转化率增大。C项，增大CO的浓度，CO的转化率减小。D项，催化剂不影响平衡移动。]‎ ‎2．在固定容积的密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程某一时刻SO2、O2、SO3浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，达到平衡时浓度可能正确的是(　　)‎ A．SO2、O2分别为0.4 mol/L、0.2 mol/L B．SO2为0.25 mol/L C．SO2、SO3均为0.15 mol/L D．SO2为0.24 mol/L，SO3为0.14 mol/L 解析：B　[本题可用极限法。可逆反应不可能进行到底，假设反应由正反应或逆反应开始建立。A项，0.2 mol/L SO3全部转化时，SO2和O2浓度才是0.4 mol/L、0.2 mol/L；B项，SO2的浓度应在0～0.4 mol/L之间；根据S元素守恒，二者浓度不可能均为0.15 mol/L，其浓度之和应为0.4 mol/L，C、D两项都不正确。]‎ ‎3．一定条件下，在恒容密闭容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是(　　)‎ ‎①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2‎ ‎②X、Y、Z的浓度不再发生变化 ‎③容器中的压强不再发生变化 ‎④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y A．①②B.①④C.②③D.③④‎ 解析：C　[‎ 根据化学平衡状态的概念可知，可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，故④错误；对于反应前后气体总体积不等的反应，其压强不再发生变化，各组分的浓度不再变化，故②、③正确；但它们的物质的量之比不一定等于其化学计量数之比。]‎ ‎4．某恒温密闭容器中，可逆反应A(s) B(？)＋C(g)　ΔH＝＋a kJ/mol(a＞0)，达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。下列分析正确的是(　　)‎ A．单位时间内n(A)消耗∶n(C)生成＝1∶1时，说明反应达到平衡 B．保持体积不变，加入少量B，C的浓度减小 C．保持体积不变，向平衡体系中加入C，平衡向逆反应方向移动 D．若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C，达到平衡时放出热量a kJ 解析：C　[A项错误，由于A为固体，故不能用A表示反应速率，单位时间内n(C)消耗＝n(C)生成时，才能说明反应达到了平衡；B项错误，缩小容器体积，重新达到平衡时，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等，说明B是非气态物质或气态物质均可，改变B的量平衡不一定发生移动；C项正确，容器体积不变，加入C，增大了C的浓度，促使反应逆向进行；D项错误，此反应是可逆反应，加入的1 mol B和1mol C并不能完全转化为A，故达到平衡时放出的热量小于a kJ。]‎ ‎5．下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是(　　)‎ A．①是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH＜0‎ B．②是缩小容积体积后化学反应速率随时间变化的图像 C．③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像，a是使用催化剂时的曲线 D．④是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时A的转化率变化的图像，压强p1＞p2‎ 解析：C　[根据图像①，升高温度，平衡正向移动，正反应ΔH＞0，A错；②反应为等体积反应，增大压强平衡不移动，B错；③使用催化剂，反应速率加快，先达到平衡，C正确；④为反应前后气体物质的量不变的化学反应，改变压强不影响平衡状态，即不影响A的转化率，且由于不断加入B，A的转化率应逐渐增大，D错。]‎ ‎6．已知2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2 mol SO2和1 mol O2；(乙)1 mol SO2和0.5 mol O2；(丙)2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是(　　)‎ A．容器内压强p：p甲＝p丙＞2p乙 B．SO3的质量m：m甲＝m丙＞‎2m乙 C．c(SO2)与c(O2)之比k：k甲＝k丙＞k乙 D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝Q丙＞2Q乙 解析：B　[三个容器T、V相同，由三种情况下充入物质的物质的量可知甲、丙两种情况下充入的物质相当，达到同一平衡状态，乙充入比甲少一半，故压强：p甲＝p丙＜2p乙；SO3的质量为：m甲＝m丙＞‎2m乙；c(SO2)与c(O2)之比均相等，所以选B。]‎ ‎7． K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O(橙色)＋H2O2CrO(黄色)＋2H＋。用K2Cr2O7溶液进行下列实验：‎ 结合实验，下列说法不正确的是(　　)‎ A．①中溶液橙色加深，③中溶液变黄 B．②中Cr2O被C2H5OH还原 C．对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强 D．若向④中加入70%H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色 解析：D　[④中存在C2H5OH，溶液变为酸性后，K2Cr2O7的氧化性增强，会将C2H5OH氧化，溶液变成绿色。]‎ ‎8．常温常压下向一‎2 L的恒温密闭容器中投入2 mol A和1 mol B，发生可逆反应‎3A(g)＋2B(s) ‎2C(g)＋D(g)　ΔH＝－a kJ/mol(a＞0)。5 min后达平衡，测得容器中n(C)＝0.8 mol。则下列说法正确的是(　　)‎ A．使用催化剂或缩小容器体积，该平衡均不会移动 B．3v(A)＝2v(C)＝0.16 mol/(L·min)‎ C．升高温度，该平衡正向速率减小，故平衡逆向移动 D．该可逆反应达平衡后，放出a kJ的热能(假设化学能全转化为热能)‎ 解析：A　[由于该反应反应前后体积不变，缩小容器体积平衡不移动，使用催化剂平衡也不会移动，A正确；各物质的化学反应速率之比等于其相应的化学计量数之比，应该是2v(A)＝3v(C)＝0.24 mol/(L·min)，B错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，正反应为放热反应，故平衡逆向移动，C错误；由于该反应为可逆反应，2 mol A和1 mol B不可能完全反应，放出的热能小于a kJ，D错误。]‎ ‎9．一定温度下，将1 mol A(g)和1 mol B(g)充入‎2 L密闭容器中发生反应A(g)＋B(g) xC(g)＋D(s)，在t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中C(g)的浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．反应方程式中x＝2‎ B．t2时刻改变的条件是使用催化剂 C．t3时刻改变的条件是移去少量D D．t1～t3间该反应的平衡常数不相同 解析：A　[t2时刻改变条件，浓度增大而平衡不移动，催化剂只改变反应速率，不影响平衡，则只能是改变容器的体积，使浓度增大且平衡不移动，所以反应前后气体体积不变，故x＝2，A项正确，B项错误；由于D是固体，D的多少不影响反应速率和化学平衡，故C项错误；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故D项错误。]‎ ‎10．X、Y、Z是三种气态物质，在一定温度下其变化符合下图。下列说法不正确的是(　　)‎ A．图Ⅰ中反应的化学方程式为X(g)＋3Y(g)2Z(g)‎ B．若升高温度，图Ⅰ中反应的平衡常数减小，Y的转化率降低 C．图Ⅱ中曲线b是加入催化剂时的能量变化曲线，曲线a是没有加入催化剂时的能量变化曲线 D．若图Ⅲ中甲表示压强，乙表示Z的含量，则其变化符合图Ⅲ中曲线 解析：D　[根据图Ⅰ中各物质的变化可知，X、Y是反应物，Z是生成物，浓度变化比值为(0.5－0.3)∶(0.7－0.1)∶(0.4－0)＝1∶3∶2，根据浓度变化之比等于化学计量数之比可知化学方程式为X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，A正确；根据图Ⅱ可知，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，Y的转化率降低，B正确；加入催化剂能降低反应的活化能，所以图Ⅱ中曲线b是加入催化剂的能量变化曲线，C正确；压强增大平衡右移，Z的含量增大，D错误。]‎ ‎11．氨气是一种重要的化工产品，是生产铵盐、尿素等的原料。‎ ‎(1)现有如下合成氨的途径：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋92.4 kJ·mol－1‎ 在恒容密闭容器中达到平衡的标志有　______________　。‎ ‎①单位时间内生成3n mol H2的同时生成2n mol NH3‎ ‎②用NH3、N2、H2表示反应速率比为2∶1∶3‎ ‎③混合气体的密度不再改变 ‎④混合气体的压强不再改变 ‎⑤混合气体平均相对分子质量不再改变 ‎(2)工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素[CO(NH2)2]。‎ CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)　ΔH＜0‎ t℃时，向容积恒定为‎2 L的密闭容器中加入0.10 molCO2和0.40 mol NH3,70 min时达到平衡。反应中CO2(g)的物质的量随时间变化如下表所示：‎ 时间/min ‎0‎ ‎30‎ ‎70‎ ‎80‎ ‎100‎ n(CO2)/mol ‎0.10‎ ‎0.060‎ ‎0.040‎ ‎0.040‎ ‎0.040‎ ‎①20 min时，v正(CO2)　________　80 min时v逆(H2O)(填“＞”“＝”或“＜”)‎ ‎②在100 min时，保持其他条件不变，再向容器中充入0.050 mol CO2和0.20 mol NH3，重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将________(填“增大”“不变”或“减小”)。‎ ‎③根据表中数据在图中绘制出在t ℃下NH3的转化率随时间变化的图像。保持其他条件不变，则(t＋10)℃下正确的图像可能是　________　(填图中的“A”或“B”)。‎ 解析：(2)①在20 min时，未达到平衡状态，且CO、H2O的化学计量数相等，所以20 min时v正(CO2)＞80 min时v逆(H2O)。‎ ‎②相当于加压，平衡右移，所以CO2的转化率增大。‎ ‎③30 min：α(NH3)＝×100%＝20%,70 min：α(NH3)＝×100%＝30%。‎ 答案：(1)①④⑤　(2)①＞　②增大　③(如下图所示)　B ‎12．向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生反应：xA(g)＋2B(s) yC(g)　ΔH＜0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)用A的浓度变化表示该反应0～10 min内的平均反应速率v(A)＝　_______________。‎ ‎(2)根据图示可确定x：y＝　____________　。‎ ‎(3)0～10 min容器内压强　________　(填“变大”“不变”或“变小”)。‎ ‎(4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________(填序号，下同)；第16 min 引起曲线变化的反应条件可能是　________　。‎ ‎①减压　②增大A的浓度　③增大C的量　④升温　⑤降温　⑥加催化剂 ‎(5)若平衡Ⅰ的平衡常数为K1，平衡Ⅱ的平衡常数为K2，则K1　________　K2(填“＞”“＝”或“＜”)。‎ 解析：(1)A是反应物，0～10 min内其浓度减小量为(0.45－0.25)mol/L，则平均反应速率是0.02 mol/(L·min)。(2)0～10 min内C的浓度增加0.40 mol/L则与A的浓度变化之比是2∶1，故x：y＝1∶2。(3)0～10 min内C的浓度增加的量比A的浓度减小的量大，B是固体，所以压强变大。(4)根据图像知10 min时反应速率加快，分析可知10 min时改变的条件可能是升温或加催化剂；12～16 min，反应处于平衡状态，16 min后A的浓度逐渐增大，C的浓度逐渐减小，20 min时达到新的平衡，分析可知16 min时改变的条件可能是升温。(5)升温平衡左移，平衡常数K减小。‎ 答案：(1)0.02 mol/(L·min)　(2)1∶2　(3)变大　(4)④⑥　④　(5)＞‎ ‎13．氮氧化物的排放是形成臭氧层空洞、酸雨、雾霾的重要成因之一。SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为：‎ ‎4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g) 4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH<0‎ ‎(1)SCR法除NO时，投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是________________________________________________________________________、‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 该方法可能发生副反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)，减少副反应的主要措施是________________________________________________________________________、‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，NO转化率与温度的关系如图。‎ ‎①工业上选择催化剂乙的原因是______________________________________________；‎ ‎②在催化剂甲作用下，图中M点处(对应温度为‎210 ℃‎)NO的转化率　________　(填“可能是”“一定是”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率。温度高于‎210 ℃‎时，NO转化率降低的原因可能是　________　。‎ ‎(3)消除汽车尾气中的NO时，可用尿素[CO(NH2)2]还原NO，既安全又高效，且产物都是空气中的成分。与SCR法相比，等物质的量的尿素与氨气可消除的NO物质的量之比为　________　(不考虑副反应)。‎ 解析：(1)SCR法除NO的反应为气体总分子数增加的放热反应，投料比一定时，降低温度、减小压强或分离产物(N2、H2O)均能使平衡正向移动，从而提高NO的平衡转化率。选择合适的催化剂可减少副反应的发生，因为副反应中氧气的需求量大，所以控制O2的量可使副反应进行程度减小。‎ ‎(2)①由图像可知，催化剂乙在较低温度下NO的转化率超过90%，且相同温度时乙催化剂的催化效率高于甲催化剂。‎ ‎②由于催化剂不能使化学平衡状态发生移动，NO的平衡转化率与催化剂的种类无关，图中M点NO的转化率低于‎210 ℃‎时乙催化剂下NO的转化率，故M点NO的转化率一定不是该 温度下的平衡转化率。高于‎210 ℃‎时，催化剂的活性降低、副反应增多，均可能导致NO的 转化率降低。‎ ‎(3)用尿素[CO(NH2)2]还原NO的反应产物都是空气中的成分，据原子守恒推知产物为N2、CO2和H2O，该反应中1 mol CO(NH2)2失去6 mol电子，可还原3 mol NO。SCR法中1 ‎ mol NH3参与反应时被还原的NO为1 mol，故等物质的量的尿素和氨气可消除NO的物质的量之比为3 mol∶1 mol＝3∶1。‎ 答案：(1)降低温度　减小压强　选择合适的催化剂　控制O2用量 ‎(2)①低温下有很强的催化活性(或在较大的温度范围内有较高催化活性)‎ ‎②一定不是　催化剂活性降低、副反应增多(任写一个)‎ ‎(3)3∶1‎