2019年高考化學總復習 考點核心突破 7.2 化學平衡狀態(tài) 化學平衡的移動.doc
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2019年高考化學總復習 考點核心突破 7.2 化學平衡狀態(tài) 化學平衡的移動 [熱點集訓] 1.下列關于化學平衡的說法中正確的是 A.一個可逆反應達到的平衡狀態(tài)就是這個反應在該條件下所能達到的限度 B.當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時,正反應速率和逆反應速率相等都等于0 C.平衡狀態(tài)是一種靜止的狀態(tài),因為反應物和生成物的濃度已經不再改變 D.化學平衡不可以通過改變條件而改變 解析 可逆反應達到平衡狀態(tài)后,雖v(正)=v(逆),但均不為0,是動態(tài)平衡,B、C錯;通過改變影響化學平衡移動的條件可以改變化學反應的限度,D錯。 答案 A 2.一定溫度下在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應2X(g) Y(g)+Z(s),以下不能說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是 A.混合氣體的密度不再變化 B.反應容器中Y的質量分數不變 C.X的分解速率與Y的消耗速率相等 D.單位時間內生成1 mol Y的同時生成2 mol X 解析 X的分解速率與Y的消耗速率之比為2∶1時,才能說明反應達到平衡狀態(tài),故C項說明反應未達到平衡狀態(tài)。 答案 C 3.(xx山東)對于反應CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0,在其他條件不變的情況下 A.加入催化劑,改變了反應的途徑,反應的ΔH也隨之改變 B.改變壓強,平衡不發(fā)生移動,反應放出的熱量不變 C.升高溫度,反應速率加快,反應放出的熱量不變 D.若在原電池中進行,反應放出的熱量不變 解析 反應的ΔH與外界條件無關,A項錯誤;反應前后氣體體積不變,改變壓強平衡不移動,反應放出的熱量不變,B項正確;升高溫度,平衡左移,反應進行程度減小,放出的熱量減少,C項錯誤;該反應若設計成原電池裝置,反應產生的能量更多地轉化為電能,釋放的熱量減少,D項錯誤。 答案 B 4.下列敘述與圖像對應符合的是 A.對于達到平衡狀態(tài)的N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在t0時刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移動 B.p2>p1,T1>T2 C.該圖像表示的化學方程式為:2A===B+3C D.對于反應2X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH<0,y可以表示Y的百分含量 解析 由A圖可以看出平衡逆向移動,如果在t0時刻充入了一定量的NH3,v(正)應與平衡點相連,A項錯誤;由先拐先平知p2>p1,T1>T2,B項正確;C項表示的應是可逆反應,C項錯誤;溫度升高,平衡逆向移動,Y的百分含量增大,D項錯誤。 答案 B 5.(xx濟南質檢)固定和利用CO2,能有效地利用資源,并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上正在研究利用CO2來生產甲醇燃料的方法,該方法的化學方程式是: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJmol-1 某科學實驗將6 mol CO2和8 mol H2充入一容積為2 L的密閉容器中,測得H2的物質的量隨時間變化如下圖中實線所示(圖中字母后數對表示對應的坐標): 回答下列問題: (1)由圖分析,在下列時間段內反應速率最快的時間段是________(填序號)。 a.0~1 min b.1~3 min c.3~8 min d.8~11 min (2)僅改變某一條件再進行實驗,測得H2的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示。與實線相比,曲線Ⅰ改變的條件可能是________________,曲線Ⅱ改變的條件可能是________________。 (3)下列表述能表示該反應已達平衡的是________(填序號)。 a.容器內壓強不再改變 b.容器內氣體的密度不再改變 c.容器內氣體的平均摩爾質量不再改變 d.容器內各物質的物質的量相等 解析 (1)圖像中的斜率越大,速率越大。 (2)曲線Ⅰ與實線相比較,起點相同,達到平衡所用的時間短,反應速率加快,且平衡時n(H2)大,改變的條件應是升高溫度,使平衡左移;曲線Ⅰ與實線相比較,起點相同,達到平衡所用的時間短,反應速率加快,且平衡時n(H2)小,改變的條件應是增大壓強,使平衡右移。 (3)反應CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJmol-1是正反應體積縮小的放熱反應。容器內壓強、氣體平均摩爾質量不再改變,說明氣體的總物質的量不再改變,a、c符合題意;容器的體積不變,質量不變,密度始終不變,b不符合題意;容器內各物質的物質的量相等,不一定達到平衡,d不符合題意。 答案 (1)a (2)升高溫度 增大壓強 (3)a、c [能力提升] [限時45分鐘 滿分100分] 一、選擇題(每小題5分,共60分) 1.(xx贛州模擬)向一密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定條件下發(fā)生反應:N2+3H22NH3,對達到化學平衡狀態(tài)時的有關說法正確的是 A.N2將完全轉化為NH3 B.N2、H2和NH3的物質的量濃度一定相等 C.N2、H2和NH3的物質的量濃度不再變化 D.正反應和逆反應的速率都為零 解析 可逆反應不可能進行到底,A錯;此反應中的任何時刻N2、H2濃度不可能相等,B錯;達到化學平衡時正、逆反應速率相等但不為零,D錯。 答案 C 2.(xx深圳模擬)某恒容容器內發(fā)生的可逆反應的化學平衡常數表達式為:K=。能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據是 ①容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化 ②v正(H2O)=v逆(H2)?、廴萜髦袣怏w的密度不隨時間而變化 ④容器中氣體總質量不隨時間而變化?、菹膎 mol H2的同時消耗n mol CO A.①②③ B.①②③④ C.② D.①④⑤ 解析 根據平衡常數可知,該可逆反應為C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),因為C為固體,若沒有達到平衡,則混合氣體的平均相對分子質量一直在發(fā)生變化,平均相對分子質量不變,說明反應已經達到平衡,①對;v正(H2O)=v逆(H2),說明反應達到平衡,②對;雖然容器的體積不變,但是氣體的質量可變,當氣體的密度不變時,說明反應達到了平衡狀態(tài),③對、④對;任何時刻消耗n mol H2的同時都消耗n mol CO,⑤錯,正確選項為B。 答案 B 3.(xx綿陽南山中學高三月考)合成氨的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJmol-1?,F(xiàn)將1 mol N2(g)、3 mol H2(g)充入一容積為2 L的密閉容器中,在500 ℃下進行反應,10 min時達到平衡,NH3的體積分數為φ,下列說法中正確的是 A.若達到平衡時,測得體系放出9.24 kJ熱量,則H2反應速率變化曲線如圖甲所示 B.反應過程中,混合氣體平均相對分子質量為M,混合氣體密度為d,混合氣體壓強為p,三者關系如圖乙 C.如圖丙所示,容器Ⅰ和Ⅱ達到平衡時所需要的時間可能不同 D.若起始加入物料為1 mol N2,3 mol H2,在不同條件下達到平衡時,NH3的體積分數變化如圖丁所示 解析 A項,H2的平均反應速率為:=0.015 molL-1min-1。B項,M應增大,p應減小,d保持不變。C項,由于不知是否加入催化劑,所以達到平衡所需的時間可能不同。D項,體積相同時,溫度越高,NH3的百分含量越小,溫度相同時,體積越小,NH3的百分含量越大。 答案 C 4.(xx上海)某恒溫密閉容器中,可逆反應A(s) B+C(g)-Q達到平衡??s小容器體積,重新達到平衡時,C(g)的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等。以下分析正確的是 A.產物B的狀態(tài)只能為固態(tài)或液態(tài) B.平衡時,單位時間內n(A)消耗∶n(C)消耗=1∶1 C.保持體積不變,向平衡體系中加入B,平衡可能向逆反應方向移動 D.若開始時向容器中加入1 mol B和1 mol C,達到平衡時放出熱量Q 解析 因A為固體,不受壓強影響,當縮小體積,壓強增大,平衡逆向移動,達到新平衡時,C(g)恢復到原平衡時的濃度,與B的狀態(tài)無關,A錯誤;根據反應中的化學計量數,平衡時單位時間內消耗的A和C的物質的量相等,B正確;恒容條件下,加入B,若B是氣體,則平衡逆向移動,若B是固體或液體,則平衡不發(fā)生移動,C正確;若開始向容器中加入1 mol B和1 mol C,由于B和C不能完全轉化,因此達到平衡時放出熱量小于Q,D錯誤。 答案 BC 5.對可逆反應2A(s)+3B(g) C(g)+2D(g) ΔH<0,在一定條件下達到平衡。下列有關敘述正確的是 ①增加A的量,平衡向正反應方向移動?、谏邷囟?,平衡向逆反應方向移動,v(正)減小 ③壓強增大一倍,平衡不移動,v(正)、v(逆)不變?、茉龃驜的濃度,v(正)>v(逆) ⑤加入催化劑,B的轉化率提高 A.①② B.④ C.③ D.④⑤ 解析 A是固體,其量的變化對平衡無影響;而增大B的濃度,正反應速率增大,平衡向正反應方向移動,v(正)>v(逆);升高溫度,v(正)、v(逆)均增大,但v(逆)增大的程度大,平衡向逆反應方向移動;增大壓強,平衡不移動,但v(正)、v(逆)都增大;催化劑不能使化學平衡發(fā)生移動,B的轉化率不變。 答案 B 6.一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應:mA(g)+nB(g) pC(g)達到平衡時,維持溫度不變,將氣體體積縮小到原來的1/2,當達到新的平衡時,氣體C的濃度變?yōu)樵胶鈺r的1.9倍,則下列說法正確的是 A.m+n>p B.m+n<p C.平衡向正反應方向移動 D.C的質量分數增加 解析 當氣體體積縮小到原來的1/2,假設平衡未發(fā)生移動(虛擬出一種中間狀態(tài)),則C的濃度為原平衡時的2倍,而事實上平衡發(fā)生了移動,平衡移動的結果是C的濃度變?yōu)樵胶鈺r的1.9倍,則可認為由虛擬中間狀態(tài)向逆反應方向發(fā)生了移動。 答案 B 7.(xx威海質檢)利用低溫技術可用于處理廢氣中的氮氧化物。在恒容密閉容器中發(fā)生下列化學反應:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=Q kJmol-1(Q<0),有關說法正確的是 A.其他條件不變,使用高效催化劑,廢氣中氮氧化物的轉化率增大 B.平衡時,其他條件不變,增加NH3的濃度,廢氣中NO的轉化率減小 C.單位時間內生成NH3和H2O的物質的量比為2∶3時,反應達到平衡 D.平衡時,其他條件不變,升高溫度可使該反應的平衡常數增大 解析 催化劑只能改變化學反應的速率,而不能改變反應物的轉化率,A不正確;其他條件不變,增加NH3的濃度,NO的轉化率增大,B不正確;單位時間內生成NH3和H2O的物質的量比為2∶3,即3v正(NH3)=2v逆(H2O),根據3v正(NH3)=2v正(H2O)可得,v逆(H2O)=v正(H2O),反應達到平衡狀態(tài),C正確;該反應是放熱反應,升高溫度,平衡常數減小,D不正確。 答案 C 8.(xx成都高三摸底測試)反應I2+I-I達到平衡時c(I)與溫度的關系如右圖所示。下列說法正確的是 A.圖中反應進行到狀態(tài)D時,一定是v逆>v正 B.A點和B點的化學平衡常數相同 C.對B點溶液升高溫度時,該反應Δv正>Δv逆 D.增大KI溶液濃度有利于I2的溶解 解析 A項,v正>v逆。B項,A點、B點溫度不同,平衡常數不同。C項,升溫,c(I)減小,平衡左移,正反應為放熱反應,所以Δv逆>Δv正。 答案 D 9.在相同溫度下,將H2和N2兩種氣體按不同比例通入相同的恒容密閉容器中,發(fā)生反應:3H2+N22NH3。表示起始時H2和N2的物質的量之比,且起始時H2和N2的物質的量之和相等。下列圖像正確的是 解析 A中,隨著的增大,氫氣含量增多,氫氣的平衡轉化率降低,A錯誤;隨著的增大,氫氣含量增多,混合氣體的質量減小,B錯誤;隨著的增大,氫氣含量增多,氮氣的平衡轉化率增大,C錯誤;隨著的增大,氫氣含量增多,混合氣體的質量減小,則混合氣體的密度減小,D正確。 答案 D 10.反應N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57 kJmol-1,在溫度為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分數隨壓強的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是 A.a、c兩點的反應速率:a>c B.a、c兩點氣體的顏色:a深,c淺 C.由狀態(tài)b到狀態(tài)a,可以用加熱的方法 D.a、c兩點氣體的平均相對分子質量:a>c 解析 c點壓強大于a點壓強,故反應速率a<c,A錯誤;反應是吸熱的,升高溫度平衡正向移動,NO2的體積分數增大,C正確;增大壓強平衡逆向移動,氣體平均相對分子質量是增大的(a<c),D錯誤。 答案 C 11.已知反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。某溫度下,將2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密閉容器中,反應達平衡后,SO2的平衡轉化率(α)與體系總壓強(p)的關系如圖甲所示。則下列說法正確的是 A.由圖甲知,A點SO2的平衡濃度為0.4 molL-1 B.由圖甲知,B點SO2、O2、SO3的平衡濃度之比為2∶1∶2 C.達平衡后,縮小容器容積,則反應速率變化圖象可以用圖乙表示 D.壓強為0.50 MPa時不同溫度下SO2轉化率與溫度關系如丙圖,則T2>T1 解析 由圖甲知,在A點SO2的轉化率是0.80,則平衡時SO2的物質的量為2 mol-0.802 mol=0.4 mol,所以A點SO2的平衡濃度為0.04 molL-1,同理可以計算出B點SO2、O2、SO3的平衡濃度分別是0.03 molL-1、0.015 molL-1、0.17 molL-1,故A、B錯;達平衡后,縮小容器容積,各成分的濃度增大,正、逆反應速率都加快,平衡正向移動,故C正確;丙是一定壓強、不同溫度下的圖像,當溫度為T1時先達平衡,說明在條件T1下反應速率快,所以T1>T2,D錯。 答案 C 12.(xx石室中學月考)一定條件下,向容積為2 L的密閉容器中充入一定量A和足量B,發(fā)生反應如下:2A(g)+B(s)2C(g),測得相關數據如下,分析可知下列說法不正確的是 實驗Ⅰ 實驗Ⅱ 實驗Ⅲ 反應溫度/℃ 800 800 850 c(A)起始/molL-1 1 2 1 c(A)平衡/molL-1 0.5 1 0.85 放出的熱量/kJ a b c A.實驗Ⅲ的化學平衡常數K<1 B.實驗放出的熱量關系為b=2a C.實驗Ⅲ在30 min達到平衡,30 min內A的速率:v(A)=0.002 5 molL-1min-1 D.當容器內氣體密度不隨時間而變化時上述反應達到平衡 解析 實驗Ⅰ和實驗Ⅲ比較,溫度越高,A的平衡濃度越大,說明升溫,平衡左移,正反應為放熱反應,800 ℃時K===1。A項,升溫,平衡左移,K<1。B項,由于是等體積反應,所以b=2a。C項,v(A)==0.005 molL-1min-1。D項,只有達到平衡時,氣體的總質量才保持不變,密度才保持不變。 答案 C 二、非選擇題(共40分) 13.(12分)一定條件下,體積為1 L的密閉容器中發(fā)生如下反應: 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已達化學平衡狀態(tài)的是________(填字母序號)。 a.v消耗(SiF4)=4v生成(HF) b.容器內氣體壓強不再變化 c.容器內氣體的總質量不再變化 d.HF的體積分數不再變化 (2)反應過程中測定的部分數據如下表(表中t2>t1)所示。 反應時間/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的值及化學平衡原理說明t1時反應是否達到化學平衡狀態(tài):_________________________________________________________________________。 (3)若只改變一個條件使上述反應的化學平衡常數變大,該反應________(填序號)。 a.一定向正反應方向移動 b.一定向逆反應方向移動 c.一定是減小壓強造成的 d.一定是升高溫度造成的 e.SiF4的平衡轉化率一定增大 解析 (1)反應過程中任何時刻v消耗(SiF4)=4v生成(HF)。 (2)0~t1 min,反應消耗的SiF4為0.40 mol,根據已知反應可確定消耗的H2O為0.80 mol,故a=1.60 mol,t2 min時,H2O仍為1.60 mol,故b=0.80 mol。由此可判斷t1時該反應已經達到化學平衡狀態(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(或物質的量)均已不再發(fā)生改變,則t1時反應已經達到化學平衡狀態(tài) (3)ade 14.(14分)在一個體積為2 L的密閉容器中,高溫下發(fā)生反應:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)。其中CO2、CO的物質的量(mol)隨時間( min)的變化關系如圖所示。 (1)反應在1 min時第一次達到平衡狀態(tài),固體的質量增加了3.2 g。用CO2的濃度變化表示的反應速率v(CO2)=________。 (2)反應進行至2 min時,若只改變溫度,曲線發(fā)生的變化如圖所示,3 min時再次達到平衡,則ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)。 (3)5 min時再充入一定量的CO(g),平衡發(fā)生移動。下列說法正確的是________(填寫編號)。 a.v正先增大后減小 b.v正先減小后增大 c.v逆先增大后減小 d.v逆先減小后增大 表示n(CO2)變化的曲線是________(填寫圖中曲線的字母編號)。 (4)請用固態(tài)物質的有關物理量來說明該反應已經達到化學平衡狀態(tài):_____________________________________________________________________。 解析 (1)Fe―→FeO,固體質量增加3.2 g,說明生成FeO 0.2 mol,v(CO2)==0.1 molL-1min-1。 (2)由于建立新平衡時CO物質的量增加,可知升高溫度,平衡正向移動,說明正反應吸熱。 (3)充入CO,CO濃度增大,逆反應速率增大,之后逐漸減?。? min時CO2濃度不變,正反應速率不變,平衡逆向移動,CO2濃度增大,正反應速率逐漸增大。 答案 (1)0.1 molL-1min-1 (2)> (3)c b (4)Fe(或FeO)的質量(或物質的量)保持不變;或固體總質量保持不變 15.(14分)(xx棠湖中學高三階段評估)(1)一定條件下,發(fā)生反應CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),向2 L密閉容器中通入2 mol CO(g)、1 mol H2O(g),2 min 后反應達到平衡時,測得CO的物質的量為1.6 mol,用H2O(g)表示該反應速率為____________,此溫度下,該反應的平衡常數為________。若往容器中再加入2 mol CO(g),則重新達到平衡時的CO總轉化率________20%(填“>”、“<”或“=”)。 (2)在一密閉容器中發(fā)生反應2NO22NO+O2 ΔH>0,反應過程中NO2的濃度隨時間變化的情況如下圖所示: 若曲線A、B分別表示的是該反應在某不同條件下的反應情況,則曲線B此條件可能是________(填“增大壓強”、“減小壓強”、“升高溫度”、“降低溫度”或“使用催化劑”)。 (3)一定溫度下,在密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應: ①2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ②2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) 若達平衡時,c(NO2)=0.6 molL-1,c(O2)=1.3 molL-1,則反應②中NO2的轉化率為________。 解析 (1)v(H2O)==0.1 molL-1min-1,K===0.166 7,再加入CO,其自身轉化率要減小。 (3)升溫,平衡右移,c(NO2)減小。 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) a 0 0 a-2x 4x x 2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) 4x 0 0 4x-2y 2y y , 所以:100%=100%=71.88%。 答案 (1)0.1 molL-1min-1 0.166 7 < (2)升高溫度 (3)71.88%- 配套講稿:
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