高考化学一轮复习 第8章 化学反应速率和化学平衡 第2节 化学平衡状态 化学平衡的移动规范特训Word下载.docx
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T2,Q>
C.图乙,t1时表示恒温、恒压条件下,向平衡体系中充入一定量的Z气体
D.图乙,如果a=3,t2时表示向体系中加入了催化剂
答案 C
解析 图甲从p1T1与p2T1两条曲线看,据“先拐先平,数值大”的方法得p1>
p2,又因为p1>
p2,且p1时Z的体积分数小,说明增大压强平衡逆向移动,a>
3,故A项错误;
同样方法可得T1<
T2,T2温度高而Z的体积分数低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,则Q<
0,B项错误;
由于恒温恒压条件下,通入Z气体使Z的浓度增大,X、Y的浓度减小,故v(逆)增大,v(正)减小,C项正确;
a=3时,使v(正)和v(逆)同等程度变化的条件有加入催化剂和增大压强,D项错误。
3.[2015·
成都联考]对于可逆反应A(g)+2B(g)2C(g)(正反应吸热),下列图象正确的是( )
答案 D
解析 该反应达平衡后,增大压强,平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率,A、B项错误;
温度越高,反应速率越快,达到平衡所需的时间越短,C项错误;
温度升高,平衡正向移动,反应物A的百分含量减小,D项正确。
4.[2015·
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a<
b
B.若a=b,则B容器中一定使用了催化剂
C.若其他条件不变,升高温度,则a<
D.若保持温度、压强不变,充入惰性气体,则a>
解析 A项中增加B气体,相当于压强增大,平衡正向移动,则b<
a,A错误;
升高温度,平衡正向移动,则b<
a,C错误;
若保持温度、压强不变,充入惰性气体,则体积增大,平衡向气体分子数增多的方向移动,即逆向移动,则a<
b,D错误。
5.已知反应:
①PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)、②2HI(g)H2(g)+I2(g)、③2NO2(g)N2O4(g),在一定条件下达到化学平衡时,反应物的转化率均是α%。
若保持各反应的温度和容器的体积都不改变,分别加入一定量的各自的反应物,重新达到平衡时,反应物的转化率( )
A.均不变 B.①增大、②不变、③减小
C.均增大D.①减小、②不变、③增大
解析 保持温度和容器的体积都不改变,分别加入一定量的各自的反应物时,相当于增大压强,反应①逆向移动,反应物的转化率减小;
反应②平衡不移动,反应物的转化率不变;
反应③平衡正向移动,反应物的转化率增大,D项正确。
6.[2015·
日照调研]相同温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:
X2(g)+3Y2(g)2XY3(g) ΔH=-92.6kJ·
mol-1
实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示:
容器
起始时各物质物质的量/mol
达平衡时体系能量的变化
编号
X2
Y2
XY3
①
1
放热23.15kJ
②
0.6
1.8
0.8
Q(Q>
0)
下列叙述不正确的是( )
A.容器①、②中反应的平衡常数相等
B.达平衡时,两个容器中XY3的物质的量浓度均为2mol·
L-1
C.容器②中反应达到平衡时放出的热量为Q
D.若将容器①体积缩小为0.20L,则达平衡时放出的热量大于23.15kJ
解析 温度不变,化学平衡常数不变,A项正确;
达到平衡时,容器①中平衡与容器②中平衡为等效平衡,利用容器①中数据进行计算:
由放出热量的数值可知X2的转化率为
×
100%=25%,平衡时XY3的物质的量为0.5mol,故其浓度为
=2mol·
L-1,B项正确;
由以上分析可知,容器②中反应逆向进行才能达到平衡,故容器②中反应达到平衡时吸收的热量为Q,C项错误;
若将容器①体积缩小,则平衡右移,放出的热量多,D项正确。
7.[2015·
银川一中月考]往2L密闭容器中充入NO2,在三种不同条件下发生反应:
2NO2(g)2NO(g)+O2(g),实验测得NO2的浓度随时间的变化如下表(不考虑生成N2O4)。
下列说法正确的是( )
A.实验2比实验1的反应容器内压强小
B.实验2比实验1使用了效率更高的催化剂
C.实验1比实验3的平衡常数大
D.由实验2和实验3可判断该反应是放热反应
解析 实验1和实验2相比,化学平衡状态一致,但实验2反应速率快,先达到平衡状态,故实验2比实验1使用了效率更高的催化剂,B项正确,A项错误;
由表中数据看出,实验3的温度比实验1和实验2的高,反应进行的程度也大,故该反应为吸热反应,实验3的化学平衡常数大,C、D项错误。
8.[2015·
合肥一模]已知:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<
0且压强p1<
p2,下列图象中曲线变化错误的是( )
解析 该反应为放热反应,升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,SO2的平衡转化率降低,A项正确;
温度不变时,增大压强,平衡正向移动,SO3的百分含量增大,B项正确;
升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,C项错误;
升高温度,正、逆反应速率均增大,由于平衡逆向移动,故升温瞬间v(逆)>
v(正),D项正确。
9.恒温恒容条件下,下列叙述正确的是( )
A.甲、乙两容器中分别加入1gSO2、1gO2与2gSO2、2gO2,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡,SO2的转化率前者大
B.反应2HI(g)H2(g)+I2(g)达平衡,增大HI的物质的量,平衡不移动
C.反应2HI(g)H2(g)+I2(g)达平衡,增大HI的物质的量,HI转化率不变,体积分数不变
D.反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时,再向容器内通入一定量的NO2(g),重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,NO2的体积分数增大
解析 反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),甲容器与乙容器相比较,甲容器中气体压强是乙容器中气体压强的1/2,所以乙中压强大,SO2的转化率高,A错;
2HI(g)H2(g)+I2(g)达到平衡时,增加HI的量,平衡向正反应方向移动,但是HI的转化率不变,体积分数不变,B错、C对;
反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡,再加入NO2(g),如果是恒容容器,则NO2的体积分数减小;
如果是恒压容器,NO2的体积分数不变,D错。
10.[2015·
大连模拟]甲、乙、丙三个容器中最初存在的物质及数量如图所示,三个容器最初的容积相等,温度相同,反应中甲、丙的容积不变,乙中的压强不变,在一定温度下反应达到平衡。
A.平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>
甲>
丙
B.平衡时N2O4的百分含量:
乙>
甲=丙
C.平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率不可能相同
D.平衡时混合物的平均相对分子质量:
解析 因甲、丙为恒容容器,0.1molN2O4完全转化可得到0.2molNO2,故甲、丙两容器中的化学平衡为等效平衡,反应开始后乙容器中的压强大于甲容器中的压强,而压强越大,越有利于平衡向生成N2O4的方向进行,故B对;
再结合平均相对分子质量与各组分相对分子质量的关系知D错;
虽然乙中转化掉的NO2比甲中多,由勒夏特列原理知因乙的容积减小导致NO2浓度增大的程度大于因平衡移动使NO2浓度减小的程度,因此,平衡时乙中NO2的浓度大于甲中NO2的浓度,但由于甲、丙两容器内的化学平衡为等效平衡,甲、丙中NO2的浓度应相等,A错;
由甲、丙中的化学平衡为等效平衡知,若平衡时甲中NO2的转化率为50%,则丙中N2O4的转化率也为50%,C错。
11.用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<
0,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
A.温度:
T1>
T2>
T3
B.正反应速率:
v(a)>
v(c) v(b)>
v(d)
C.平衡常数:
K(a)>
K(c) K(b)=K(d)
D.平均摩尔质量:
M(a)<
M(c) M(b)>
M(d)
解析 C项,平衡常数只受温度影响,由于ΔH<
0,温度越高,平衡常数越小,正确。
二、非选择题(共34分)
12.[2015·
辽宁沈阳质检](10分)将一定量的A和B加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:
A(g)+B(s)2C(g)。
忽略固体的体积,平衡时A的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示:
回答下列问题:
(1)欲提高C的产率,应采取的措施为_________________。
(2)该反应ΔH________0(填“<
”或“>
”)。
(3)比较K(810℃)________K(915℃)(填“<
”“>
”或“=”),说明理由________________________。
(4)915℃、2.0MPa时A的转化率为____________。
(5)b________f(填“<
”或“=”),说明理由________________。
(6)若1000℃、3.0MPa时,向容器中加入0.16molA和0.2molB,平衡时容器体积为10L,则此时平衡常数K=___________________。
答案
(1)升高温度、降低压强
(2)>
(3)<
升高温度平衡正向移动,因此平衡常数增大
(4)60%
(5)>
升温平衡正向移动,所以f<
25.0<
a;
增大压强平衡逆向移动,所以a<
b,故b>
f
(6)0.133mol/L
解析 该反应为气体分子数增大的反应,在同温下,增大压强,平衡逆向移动,A的体积分数增大,故在810℃时,有46.0<
a<
b;
同理可推知:
c<
25.0。
从而可得出,1.0MPa下,915℃时A的体积分数小于810℃时A的体积分数,即升高温度,A的体积分数减小,平衡正向移动,故正反应为吸热反应。
(1)欲提高C的产率,应使平衡正向移动,可采用升高温度和降低压强的措施。
(2)由于正反应为吸热反应,故ΔH>
0。
(3)正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,即K(810℃)<
K(915℃)。
(4)设A的起始物质的量为nmol,转化率为x,则平衡时C的物质的量为2nxmol,由题意可得
=25%,解得x=0.6,即A的转化率为60%。
(5)升温平衡正向移动,所以f<
f。
(6)设转化的A的物质的量为xmol,根据“三段式”得:
A(g) +B(s)2C(g)
开始(mol):
0.16 0
转化(mol):
x 2x
平衡(mol):
0.16-x 2x
则有:
=0.15,解得x=0.118。
由于平衡时容器体积为10L,故平衡时A的浓度为0.0042mol/L,C的浓度为0.0236mol/L,故平衡常数K=
=0.133mol/L。
13.[2015·
厦门质检](12分)从图中获得有用的信息是化学学习和研究的重要能力。
已知600℃时,在2L密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合发生反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197kJ·
mol-1。
反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示。
(1)反应开始到20min时,用SO3表示的平均反应速率为_________________________。
(2)10min、15min、20min曲线均出现拐点,10min时曲线变化的原因可能是________(填选项标号);
20min时,曲线发生变化是因为________(填选项标号)。
A.升高温度B.降低压强
C.加入氧气D.加入SO3
E.加入催化剂
(3)下列描述能说明该反应达到平衡状态的是________。
A.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
B.SO2的转化率达到最大,且保持不变
C.化学反应速率2v正(O2)=v正(SO3)
D.保持温度和容积不变,混合气体的总压强不随时间的变化而变化
答案
(1)0.001mol·
L-1·
min-1
(2)AE C
(3)BD
解析
(1)由图可得在20min内生成SO30.04mol,其浓度变化为0.02mol·
L-1,故0~20minSO3的平均反应速率为
=0.001mol·
min-1。
(2)10min时反应速率明显加快且无断点,改变的条件应为升高温度或使用催化剂,故选AE;
20min时O2浓度增大,而SO2和SO3浓度未变,故此时加入了氧气,选C。
(3)由于反应前后的物质均为气体,故混合气体的总质量为一定值,A项不能说明反应达到平衡状态;
B项,SO2的转化率达到最大,且保持不变,说明反应达到平衡状态;
任何时刻都有2v正(O2)=v正(SO3),故C项不能说明反应达到平衡状态;
D项,由于该反应为反应前后气体分子数不相等的反应,故混合气体的压强不变时,说明反应已达平衡状态。
14.[2015·
日照调研](12分)化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。
(1)某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究,反应的方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<
在1L密闭容器中加入0.1molN2和0.3molH2,实验①、②、③中c(N2)随时间(t)的变化如图所示:
实验②从初始到平衡的过程中,该反应的平均反应速率v(NH3)=____________;
与实验①相比,实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的________、________(填字母编号)。
a.增大压强b.减小压强
c.升高温度d.降低温度
e.使用催化剂
(2)800K时向下列起始体积相同的密闭容器中充入2molN2、3molH2,甲容器在反应过程中保持压强不变,乙容器保持体积不变,丙是绝热容器,三容器各自建立化学平衡。
①达到平衡时,平衡常数K甲________K乙________K丙(填“>
”“<
”或“=”)。
②达到平衡时N2的浓度c(N2)甲________c(N2)乙,c(N2)乙________c(N2)丙(填“>
③对甲、乙、丙三容器的描述,以下说法正确的是____________。
A.乙容器气体密度不再变化时,说明此反应已达到平衡状态
B.在甲中充入稀有气体He,化学反应速率加快
C.向甲容器中充入氨气,正向速率减小,逆向速率增大
D.丙容器温度不再变化时说明已达平衡状态
答案
(1)0.008mol·
min-1 e c
(2)①= >
②>
<
③CD
解析
(1)v(NH3)=2v(N2)=2×
=0.008mol·
与实验①相比,实验②反应速率加快,但平衡没有移动,可知实验②改变的条件为使用催化剂。
与实验①相比,实验③反应速率加快,且平衡时N2浓度增大,说明平衡逆向移动了,故实验③改变的条件为升高温度。
(2)①合成氨为放热反应,升温时平衡逆向移动,且平衡常数只与温度有关,温度越高其对应的平衡常数越小,故K甲=K乙>
K丙。
②甲容器中的反应相当于在乙容器中反应的基础上增大压强,增大压强的瞬间所造成的结果是反应物及生成物的浓度均增大,而该反应为气体分子数减小的反应,增大压强时虽然平衡右移,但根据勒夏特列原理可知,平衡时c(参与反应的各物质)甲>
c(参与反应的各物质)乙,故c(N2)甲>
c(N2)乙。
丙为绝热容器,平衡时丙容器中温度高于乙容器中温度,则丙容器中反应的限度小于乙容器中反应的限度,故c(N2)乙<
c(N2)丙。
③乙容器反应过程中气体总质量和体积均不变,密度为恒量,A项错误;
甲中充入气体He,容器体积增大,反应体系中各物质的浓度减小,反应速率减小,B项错误;
向甲中充入氨气,即增大生成物浓度,则逆向速率增大,正向速率减小,C项正确;
丙为绝热容器,其温度不再变化时,说明反应不再放出热量,反应达到平衡状态,D项正确。
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