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文档介绍
2021届高考化学一轮复习化学平衡状态和平衡移动作业
化学平衡状态和平衡移动 (建议用时:35分钟) 1.(2019·陕西部分学校联考)已知HI在催化剂作用下分解速率会加快,其能量随反应过程的变化如图所示。下列说法正确的是( ) A.加入催化剂,减小了反应的活化能 B.加入催化剂,可提高HI的平衡转化率 C.降低温度,HI的分解速率加快 D.当混合气体的平均相对分子质量不变时,可说明该反应2HI(g) H2(g)+I2(g)达到平衡状态 A [使用催化剂可以减小反应活化能,加快反应速率,但不改变转化率,A正确,B错误;降温反应速率减慢,C错误;该反应为前后气体分子数相等,是不变的量,不能作为判断平衡的标志,D错误。] 2.汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)催化剂,2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应进行到t1时刻达到平衡状态的是( ) A B C D B [A项,t1不能说明v正=v逆,错误;B项,容器为绝热、恒容密闭体系,随着反应的进行,体系的温度升高,K不断减小,当K不变时,即温度保持不变,该反应达到平衡状态,正确;C、D项,t1时均未达平衡状态,错误。] 3.下列措施会使平衡向左移动的是 ( ) A.恒温时,增大平衡体系N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的压强 B.恒压下,降低平衡体系H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH<0的温度 C.向FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入少量固体KCl D.恒温恒压下向平衡体系N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)中充入氦气 [答案] D 4.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 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,故其可以循环使用,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,反应进行程度越大,Ni(CO)4(g)的转化率越高,D正确。] 5.(2019·湖南长沙一模)一定条件下,在体积为2 L的密闭容器中,3 mol X和3 mol Y发生反应:3X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH>0,经60 s达到平衡,生成0.4 mol Z。下列说法正确的是( ) A.60 s内平均反应速率v(X)=0.05 mol/(L·s) B.其他条件不变,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小 C.其他条件不变,若初始投入2 mol X和2 mol Y,则物质Y的转化率减小 D.其他条件不变,将容器体积变为4 L,Z的平衡浓度变为原来的一半 C [60 s内在2 L的容器中消耗0.6 mol X,故v(X)=0.005 mol/(L·s),A错误;升高温度,正反应速率增大,逆反应速率也增大,B错误;其他条件不变,若初始投入2 mol X和2 mol Y,相当于减压,平衡逆向移动,则物质Y的转化率减小,C正确;其他条件不变,将容器体积变为4 L ,相当于减压,平衡逆向移动,Z的平衡浓度小于原来的一半,D错误。] 6.(2019·衡水模拟)某温度下,反应2A(g)B(g) ΔH>0,在密闭容器中达到平衡,平衡后=a,若改变某一条件,足够时间后反应再次达到平衡状态,此时=b,下列叙述正确的是 ( ) A.在该温度下,保持容积固定不变,向容器内补充了B气体,则ab B [A项,充入B气体后平衡时压强变大,正向反应程度变大,变小,即a>b,错误;B项,在该温度恒压条件下,再充入B气体,新平衡状态与原平衡等效,不变,即a=b,正确;C项,升温,平衡右移,变小,即a>b,错误;D项,相当于减压,平衡左移,变大,即av(N) C.250 ℃左右催化剂的催化效率最高 D.温度越高,CO2的体积分数越高 A [M点CO2的平衡转化率为50%,设通入的CO2为a mol,则通入的H2为2a mol,反应的CO2为0.5 a mol,反应的H2为1.5 a mol,生成乙烯0.25 a mol,生成H2O a mol,故M点H2的体积分数为×100%≈22.2%,A项错误;M点的温度比N点高,且M点对应温度下催化剂的催化效率最高,故生成乙烯的速率:v(M)>v(N),B项正确;由题给图像可知250 ℃左右催化剂的催化效率最高,C项正确;由题给图像可知,随着温度升高CO2的平衡转化率降低,即升高温度可使平衡逆向移动,则温度越高,CO2的体积分数越高,D项正确。] 9.(2019·沧州模拟)向某密闭容器中加入0.15 mol·L-1 A、0.05 mol·L-1 C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图中甲图所示[t0~t1时c(B)未画出,t1时c(B)增大到0.05 mol·L-1]。 乙图为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。(已知t4时改变的条件为减小压强) (1)B的起始物质的量浓度为________mol·L-1。 (2)若t5时改变的条件是升温,此时v(正)>v(逆),若A的物质的量减少0.03 mol时,容器与外界的热交换总量为a kJ,写出反应的热化学方程式:______________ ____________________________________________________________________。 (3)t3时改变的某一反应条件可能是________(填字母)。 a.使用催化剂 b.增大压强 c.增大反应物浓度 (4)在恒温恒压下通入惰性气体,v(正)________v(逆)(填“>”“=”或“<”)。 [解析] 根据题意:A、C的化学计量数之比为0.09∶0.06=3∶2,再根据改变压强,平衡不移动可知反应为等体反应,所以方程式为3A(g)2C(g)+B(g)。 (1)c(B)=(0.05-0.03) mol·L-1=0.02 mol·L-1。 (2)升温,v(正)>v(逆),反应为吸热反应,故热化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g) ΔH=+100 a kJ·mol-1。 (3)t3时,改变条件,v(正)=v(逆)且增大,又因反应为等体反应,故条件为增大压强或使用催化剂。 (4)恒温恒压下通入惰性气体,相当于减压,等体反应平衡不移动,v(正)=v(逆)。 [答案] (1)0.02 (2)3A(g) 2C(g)+B(g) ΔH=+100a kJ·mol-1 (3)ab (4)= 10.(2019·绵阳模拟)(1)已知:①CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ΔH1=-41.2 kJ·mol-1 ②COS(g)+H2O(g) H2S(g)+CO2(g) ΔH2=-35.5 kJ·mol-1 则氢气脱除COS生成CO和H2S的热化学方程式为 _______________________________________________________________。 (2)利用反应②可在高温下脱除COS,在t ℃下,向容积固定的密闭容器中充入5 mol H2O(g)和5 mol COS(g),测得混合气体中H2S体积分数(φ)与时间(t)的关系如图所示。 ①下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是________(填标号)。 A.v消耗(H2O)=v生成(CO2) B.不变 C.压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变 ②该条件下COS的平衡转化率为________,t ℃时该反应的平衡常数K=________。 (3)将含COS和H2O的某工业气体按一定流速通过以Al2O3为载体的催化剂,在不同温度下测得COS水解转化率如图所示。 ①当温度升高到一定值后,发现一定时间内COS水解转化率降低,可能的原因是_________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 ②在催化剂不变时,为提高COS的水解转化率可采取的措施有________、________。 [解析] (1)根据盖斯定律,由②-①,可得:H2(g)+COS(s) CO(g)+H2S(g) ΔH=ΔH2-ΔH1=-35.5 kJ·mol-1-(-41.2 kJ·mol-1)=+5.7 kJ·mol-1。(2)①A项,v消耗(H2O)、v生成(CO2)均表示正反应速率,两者相等不能说明反应达到平衡状态,错误;B项,不变,则c(COS)、c(H2S)不变,可以说明反应达到平衡状态,正确;C项,该反应在反应前后气体分子数不变,因此压强始终不变,不能说明反应达到平衡状态,错误;D项,反应体系全为气体,气体质量不变,容器体积不变,因此气体密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,错误。②设COS转化的物质的量为a mol,则平衡时H2S为a mol,混合气体中H2S的体积分数即为其物质的量分数,则×100%=40%,解得a=4,故COS的平衡转化率为×100%=80%。达平衡时COS、H2O的物质的量均为1 mol,H2S、CO2 的物质的量均为4 mol,设容器体积为V L,t ℃时该反应的平衡常数K==16。(3)①COS的水解反应为放热反应,当温度升高到一定值后,继续升温,催化剂活性降低且平衡向逆反应方向移动,因此COS的水解转化率降低。②根据图示可知,为提高COS的水解转化率,可以采取的措施有控制温度在200 ℃,也可根据化学平衡移动原理,增大水蒸气浓度[或增大],来提高COS的水解转化率。 [答案] (1)H2(g)+COS(g) CO(g)+H2S(g) ΔH=+5.7 kJ·mol-1 (2)①B ②80% 16 (3)①继续升温,催化剂活性降低且平衡向逆反应方向移动 ②控制温度在200 ℃ 增大水蒸气浓度[或增大] 11.向Ⅰ、Ⅱ两个体积相同的恒容密闭容器中各充入2 mol NO2气体,发生反应:2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1,达到平衡后,Ⅰ、Ⅱ两个容器中NO2的转化率分别为α1和α2。下列推断正确的是 ( ) 恒温容器 绝热容器 A.转化率大小:α1<α2 B.Ⅱ中混合气体颜色较浅 C.Ⅰ中混合气体密度较大 D.Ⅱ中混合气体平均相对分子质量较小 D [开始时只充入NO2气体,NO2显红棕色,N2O4呈无色,该反应的正反应是放热反应。在容器Ⅱ中,随着反应进行,容器内温度升高,相当于容器Ⅰ达到平衡之后加热,平衡向左移动,故容器Ⅰ中NO2的转化率较大,A项错误;容器Ⅱ中NO2的浓度较大,颜色较深,B项错误;两个容器的体积相同,气体总质量相等,故密度相等,C项错误;混合气体中,NO2的体积分数越大,混合气体的平均相对分子质量越小,相对于容器Ⅰ,容器Ⅱ中NO2体积分数较大,故Ⅱ中混合气体的平均相对分子质量较小,D项正确。] [教师用书独具] (2019·石家庄模拟)同温度下,体积均为1 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.6 kJ·mol-1。测得数据如表: 容器 编号 起始时各物质的物质的量/mol N2 H2 NH3 达到平衡时体系能量的变化 ① 2 3 0 27.78 kJ ② 1.6 1.8 0.8 Q 下列叙述不正确的是( ) A.容器①、②中反应达平衡时压强相等 B.容器②中反应开始时v(正)>v(逆) C.容器②中反应达平衡时,吸收的热量Q为9.26 kJ D.若条件为“绝热恒容”,容器①中反应达平衡时n(NH3)<0.6 mol B [根据容器①中反应达到平衡时能量的变化可知,该反应中转化的N2为=0.3 mol,因此根据三段式法可得 N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g) 起始/(mol) 2 3 0 转化/(mol) 0.3 0.9 0.6 平衡/(mol) 1.7 2.1 0.6 故平衡常数K=≈0.023<≈0.069,因此容器②中反应向逆反应方向进行,v(正)查看更多