届高三一轮复习化学 化学平衡状态 化学平衡移动 单元测试 14.docx
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届高三一轮复习化学化学平衡状态化学平衡移动单元测试14
化学平衡状态 化学平衡移动
[基础题]
1.炼铁高炉中冶炼铁的反应为Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g),下列说法正确的是( )
A.升高温度,反应速率减慢
B.当反应达到化学平衡时,v(正)=v(逆)=0
C.提高炼铁高炉的高度可减少尾气中CO的浓度
D.某温度下达到平衡时,CO的体积分数基本不变
2.在1L定容的密闭容器中,可以证明可逆反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是( )
A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
B.一个N≡N断裂的同时,有3个H—H生成
C.其他条件不变时,混合气体的密度不再改变
D.v正(N2)=2v逆(NH3)
3.在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是( )
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量
A.①②③ B.②③⑤
C.①③⑤D.①④⑤
4.在密闭容器中发生下列反应aA(g)cC(g)+dD(g),反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.5倍,下列叙述正确的是( )
A.A的转化率变大
B.平衡向正反应方向移动
C.D的体积分数变大
D.a 5.在一密闭容器中,反应aA(g)bB(g)+cC(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,最终测得A的物质的量的浓度变为原来的50%,则( ) A.平衡向正反应方向移动 B.a>b+c C.物质B的质量分数增大 D.以上判断都错误 6.已知(CH3COOH)2(g)2CH3COOH(g),经实验测得不同压强下,体系的平均相对分子质量( = )随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法正确的是( ) A.该反应的ΔH<0 B.气体的压强: p(a) C.平衡常数: K(a)=K(b) D.测定乙酸的相对分子质量要在高压、低温条件下 7.在恒温、恒容下,有反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g),现从两条途径分别建立平衡。 途径Ⅰ: A、B的起始浓度均为2mol·L-1;途径Ⅱ: C、D的起始浓度分别为2mol·L-1和6mol·L-1。 以下叙述正确的是( ) A.达到平衡时,途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率 B.达到平衡时,途径Ⅰ所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强 C.两途径最终达到平衡时,体系内各组分的百分含量相同 D.两途径最终达到平衡时,体系内各组分的百分含量不相同 8.某温度下,向2L恒容密闭容器中充入1.0molA和1.0molB,发生反应A(g)+B(g)C(g)经过一段时间后达到平衡。 反应过程中测定的部分,数据见下表: t/s 0 5 15 25 35 n(A)/mol 1.0 0.85 0.81 0.80 0.80 下列说法正确的是( ) A.反应在前5s的平均速率v(A)=0.17mol/(L·s) B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41mol/L,则反应的ΔH>0 C.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molC,达到平衡时,C的转化率大于80% D.相同温度下,起始时向容器中充入0.20molA、0.20molB和1.0molC,反应达到平衡前v(正) 9.T℃时,在容积为2L的3个恒容密闭容器中发生反应: 3A(g)+B(g)===xC(g),按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下: 容器 甲 乙 丙 反应物的投入量 3molA、 2molB 6molA、 4molB 2molC 达到平衡的时间/min 5 8 A的浓度/mol·L-1 c1 c2 C的体积分数% w1 w3 混合气体的密度/g·L-1 ρ1 ρ2 下列说法正确的是( ) A.若x<4,2c1 B.若x=4,则w3=w1 C.无论x的值是多少均有2ρ1=ρ2 D.容器甲达到平衡所需的时间比容器乙达到平衡所需的时间短 10.汽车尾气中,NO产生的反应为: N2(g)+O2(g)2NO(g),一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。 下列叙述正确的是( ) A.温度T下,该反应的平衡常数K= B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小 C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂 D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0 11.下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是( ) A.溴水中有平衡: Br2+H2OHBr+HBrO加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅 B.合成NH3反应,为提高NH3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施 C.高压比常压有利于合成SO3的反应 D.对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深 12.将0.40molN2O4气体充入2L固定容积的密闭容器中发生如下反应: N2O4(g)2NO2(g) ΔH。 在T1℃和T2℃时,测得NO2的物质的量随时间变化如图所示: (1)T1℃时,40s~80s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·L-1·s-1。 (2)ΔH________0(填“>”“<”或“=”)。 (3)改变条件重新达到平衡时,要使 的比值变小,可采取的措施有________(填字母)。 a.增大N2O4的起始浓度 b.升高温度 c.向混合气体中通入NO2 d.使用高效催化剂 [能力题] 13.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1 一种工业合成氨的简易流程图如下: (1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。 一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式: ______________________ _____________________________________________________。 (2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下: ①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.4kJ·mol-1 ②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ·mol-1 对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是________。 a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂d.降低压强 利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。 若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为________。 (3)图1表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。 根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数: ________________________________________________________________________。 (4)依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。 (5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。 简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法: ___________________________________________________ ___________________________________________________。 化学平衡状态 化学平衡移动解析 [基础题] 1.炼铁高炉中冶炼铁的反应为Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g),下列说法正确的是( ) A.升高温度,反应速率减慢 B.当反应达到化学平衡时,v(正)=v(逆)=0 C.提高炼铁高炉的高度可减少尾气中CO的浓度 D.某温度下达到平衡时,CO的体积分数基本不变 解析: A项,升高温度,反应速率加快,错误;B项,当反应达到化学平衡时,是动态平衡,v(正)=v(逆)≠0,错误;C项,提高炼铁高炉的高度不能减少尾气中CO的浓度,错误;D项,某温度下达到平衡时,各物质浓度不变,CO的体积分数基本不变,正确。 答案: D 2.在1L定容的密闭容器中,可以证明可逆反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是( ) A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2 B.一个N≡N断裂的同时,有3个H—H生成 C.其他条件不变时,混合气体的密度不再改变 D.v正(N2)=2v逆(NH3) 解析: c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2等于化学方程式的计量数之比,但没有说明各物质的浓度不变,不一定为平衡状态,故A错误;一个N≡N断裂的同时,有3个H—H生成,能说明正逆反应速率是相等的,达到了平衡,故B正确;混合气体的密度ρ= ,质量在反应前后是守恒的,体积不变,密度始终不变,所以密度不变的状态不一定是平衡状态,故C错误;v正(N2)=2v逆(NH3)时,正逆反应速率不相等,未达到平衡,故D错误。 答案: B 3.在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是( ) ①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 A.①②③ B.②③⑤ C.①③⑤D.①④⑤ 解析: A为固体,反应前后气体分子数不变,无论是否平衡,混合气体的压强,气体的总物质的量均不变,即①④不能作为判断反应是否达到平衡的标志,②③⑤中各量不变时,可判断反应达到平衡状态。 答案: B 4.在密闭容器中发生下列反应aA(g)cC(g)+dD(g),反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.5倍,下列叙述正确的是( ) A.A的转化率变大 B.平衡向正反应方向移动 C.D的体积分数变大 D.a 解析: 气体体积刚压缩平衡还未移动时D的浓度应是原来的2倍,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.5倍,D的浓度减小,所以压缩体积使平衡向逆反应方向移动。 平衡向逆反应方向移动,A的转化率变小,A错误;平衡向逆反应方向移动,B错误;平衡向逆反应方向移动,D的体积分数减小,C错误;增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,该平衡向逆反应方向移动,所以a 答案: D 5.在一密闭容器中,反应aA(g)bB(g)+cC(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,最终测得A的物质的量的浓度变为原来的50%,则( ) A.平衡向正反应方向移动 B.a>b+c C.物质B的质量分数增大 D.以上判断都错误 解析: 反应达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,最终测得A的物质的量的浓度变为原来的一半,说明减小压强,平衡没有发生移动,即a=b+c,由于平衡不发生移动,故物质B的质量分数不变,D项符合题意。 答案: D 6.已知(CH3COOH)2(g)2CH3COOH(g),经实验测得不同压强下,体系的平均相对分子质量( = )随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法正确的是( ) A.该反应的ΔH<0 B.气体的压强: p(a) C.平衡常数: K(a)=K(b) D.测定乙酸的相对分子质量要在高压、低温条件下 解析: 由题中曲线可以看出,随温度升高混合气体的平均相对分子质量减小,说明升高温度,平衡右移,正反应为吸热反应,ΔH>0,A、D项错误;温度越高,平衡常数越大,故b点的平衡常数最大,C项错误;图中曲线为等压线,p(b)=p(c),在同一温度下,压强增大,平衡逆向移动,即p(a) 答案: B 7.在恒温、恒容下,有反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g),现从两条途径分别建立平衡。 途径Ⅰ: A、B的起始浓度均为2mol·L-1;途径Ⅱ: C、D的起始浓度分别为2mol·L-1和6mol·L-1。 以下叙述正确的是( ) A.达到平衡时,途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率 B.达到平衡时,途径Ⅰ所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强 C.两途径最终达到平衡时,体系内各组分的百分含量相同 D.两途径最终达到平衡时,体系内各组分的百分含量不相同 解析: 反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)可知,反应前后气体的化学计量数相等,压强对平衡移动没有影响,当满足Ⅱ所加物质完全转化为A、B时,与Ⅰ物质的量比值相等。 Ⅱ途径达到平衡时浓度大,压强大,反应速率应较大,A错误;Ⅱ途径达到平衡时浓度大,压强大,反应速率应较大,故B错误;Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到相同平衡状态,体系内混合气的百分组成相同,C正确;两种途径平衡状态相同,各物质的含量相同,则体系内混合气的百分组成相同,D错误。 答案: C 8.某温度下,向2L恒容密闭容器中充入1.0molA和1.0molB,发生反应A(g)+B(g)C(g)经过一段时间后达到平衡。 反应过程中测定的部分,数据见下表: t/s 0 5 15 25 35 n(A)/mol 1.0 0.85 0.81 0.80 0.80 下列说法正确的是( ) A.反应在前5s的平均速率v(A)=0.17mol/(L·s) B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41mol/L,则反应的ΔH>0 C.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molC,达到平衡时,C的转化率大于80% D.相同温度下,起始时向容器中充入0.20molA、0.20molB和1.0molC,反应达到平衡前v(正) 解析: 反应在前5s的平均速率v(A)= =0.015mol/(L·s),A项错误;由表格中数据可知,平衡时,c(A)=0.40mol/L,升高温度,c(A)增大,平衡逆向移动,正反应放热,所以反应的ΔH<0,B项错误;温度、容积不变,反应为前后气体体积减小的反应,起始时加入2.0molC,与一开始加入2molA和2.0molB等效,与原平衡相比,压强增大,平衡正向移动,平衡时的A、B转化率较原平衡时高,所以平衡时A、B的物质的量小于1.6mol,C的物质的量大于0.4mol,即在相同温度下,起始时向容器中充入2.0molC,达到平衡时,C的物质的量大于0.4mol,参加反应的C的物质的量小于1.6mol,故转化率小于80%,C项错误; A(g) + B(g)C(g) 初始(mol/L)0.50.50 转化(mol/L)0.10.10.1 平衡(mol/L)0.40.40.1 K= = =0.625L/mol,起始时向容器中充入0.20molA、0.20molB和1.0molC,计算此时浓度熵Qc=50L/mol>K,平衡逆向进行,故v(正) 答案: D 9.T℃时,在容积为2L的3个恒容密闭容器中发生反应: 3A(g)+B(g)===xC(g),按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下: 容器 甲 乙 丙 反应物的投入量 3molA、 2molB 6molA、 4molB 2molC 达到平衡的时间/min 5 8 A的浓度/mol·L-1 c1 c2 C的体积分数% w1 w3 混合气体的密度/g·L-1 ρ1 ρ2 下列说法正确的是( ) A.若x<4,2c1 B.若x=4,则w3=w1 C.无论x的值是多少均有2ρ1=ρ2 D.容器甲达到平衡所需的时间比容器乙达到平衡所需的时间短 解析: 若x<4,则正反应为气体分子数减小的反应,乙容器对于甲容器而言,相当于加压,平衡正向移动,所以2c1>c2,A项错误;若x=4,则反应前后气体分子数相等,由于起始时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等,故w3不可能等于w1,B项错误;起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍,两容器的容积相等,故恒有2ρ1=ρ2,C项正确;起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍,故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短,D项错误。 答案: C 10.汽车尾气中,NO产生的反应为: N2(g)+O2(g)2NO(g),一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。 下列叙述正确的是( ) A.温度T下,该反应的平衡常数K= B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小 C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂 D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0 解析: A项,在温度T下,由曲线a可知,达到平衡后N2、O2、NO的浓度分别为c1mol/L、c1mol/L、2(c0-c1)mol/L,所以该反应的平衡常数K= ,正确;B项,反应前后,混合气体的体积与质量都没有发生改变,所以混合气体的密度不变,错误;C项,加入催化剂只改变反应速率而不改变反应的转化率,若加入催化剂达到平衡后,c(N2)应与曲线a对应的平衡浓度相同,错误;D项,若曲线b对应的条件改变是温度,由于曲线b相对于曲线a先达到了平衡,故应该为升温,升高温度,N2的平衡浓度减小,说明平衡向正向移动,该反应为吸热反应,ΔH>0,错误。 答案: A 11.下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是( ) A.溴水中有平衡: Br2+H2OHBr+HBrO加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅 B.合成NH3反应,为提高NH3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施 C.高压比常压有利于合成SO3的反应 D.对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深 解析: 溴水中有平衡: Br2+H2OHBr+HBrO加入AgNO3溶液后,生成AgBr沉淀,溴离子浓度降低,平衡向右移动,溴的浓度降低,溶液颜色变浅,可以用勒夏特列原理解释,故A不符合题意;对N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,正反应为放热反应,降低温度平衡向正反应方向移动,有利于氨的产率提高,可以用勒夏特列原理解释,故B不符合题意;对2SO2+O22SO3,正反应方向是体积减小的方向,加压,平衡正向移动,有利于合成SO3,可以用勒夏特列原理解释,故C不符合题意;对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)平衡体系增大压强,平衡不移动,二氧化氮的浓度增大,颜色变深,不能用勒夏特列原理解释,故D符合题意。 答案: D 12.将0.40molN2O4气体充入2L固定容积的密闭容器中发生如下反应: N2O4(g)2NO2(g) ΔH。 在T1℃和T2℃时,测得NO2的物质的量随时间变化如图所示: (1)T1℃时,40s~80s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·L-1·s-1。 (2)ΔH________0(填“>”“<”或“=”)。 (3)改变条件重新达到平衡时,要使 的比值变小,可采取的措施有________(填字母)。 a.增大N2O4的起始浓度 b.升高温度 c.向混合气体中通入NO2 d.使用高效催化剂 解析: (1)T1℃时,40s~80s内二氧化氮的物质的量从0.40mol变为0.60mol,则用二氧化氮表示该时间段的平均反应速率为v(NO2)= =0.0025mol·L-1·s-1,化学反应速率与化学计量数成正比,则v(N2O4)= v(NO2)=0.00125mol·L-1·s-1; (2)根据图像曲线变化可知,T1℃时反应速率大于T2℃,则温度大小为T1℃>T2℃,而在T2℃达到平衡时二氧化氮的物质的量小于T1℃,说明升高温度,平衡向着正向移动,则该反应为吸热反应,ΔH>0; (3)a.增大N2O4的起始浓度,相当于增大了压强,平衡向着逆向移动,则 的比值变小,故a正确; b.该反应为吸热反应,升高温度,平衡向着正向移动,则二氧化氮浓度增大、四氧化二氮浓度减小,故该比值增大,故b错误; c.向混合气体中通入NO2,相当于增大了压强,平衡向着逆向移动,二氧化氮浓度减小、四氧化二氮浓度增大,该比值减小,故c正确; d.使用高效催化剂,对化学平衡不影响,则该比值不变,故d错误。 答案: (1)0.00125 (2)> (3)ac [能力题] 13.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1 一种工业合成氨的简易流程图如下: (1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。 一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式: ______________________ _____________________________________________________。 (2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下: ①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.4kJ·mol-1 ②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ·mol-1 对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是________。 a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂d.降低压强 利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。 若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为________。 (3)图1表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。 根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数: ________________________________________________________________________。 (4)依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。 (5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。 简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法: ___________________________
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