2019年高考化學一輪復習 第7章 第2節(jié) 化學平衡狀態(tài) 化學平衡的移動課時提升作業(yè)（含解析）新人教版.doc

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2019年高考化學一輪復習 第7章 第2節(jié) 化學平衡狀態(tài) 化學平衡的移動課時提升作業(yè)（含解析）新人教版 一、選擇題(本題包括10小題，每小題6分，共60分) 1.現在一容器中加入一定量的A和B，發(fā)生化學反應：A+2B3C。如果在反應中用v(A)、v(B)、v(C)表示正反應速率，用v′(A)，v′(B)、v′(C)表示逆反應速率，下列描述中正確的是( ) A．在容器中，任何時候v(A)=v(B)=v(C) B．在任何時候容器中都必然存在著：v(A)∶v(B)∶v(C)＝v′(A)∶v′(B)∶ v′(C)＝1∶2∶3 C．當v(A)=v(B)＝v′(A)=v′(B)時，表示反應已達到平衡狀態(tài) D．當v′(A)＝v′(B)時，表示反應已達平衡 2．一定溫度下，某密閉容器里發(fā)生如下反應： CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)(正反應為放熱反應)，當反應達到平衡時，測得容器中各物質的物質的量均為n mol。欲使H2的物質的量濃度增大1倍，在其他條件不變時，下列措施中采用的是( ) ①升高溫度 ②增大壓強 ③再通入n mol CO2和n mol H2 ④再加入2n mol CO和2n mol H2O(g) A．①② B．②④ C．③④ D．①②③ 3.(xx四川高考)在體積恒定的密閉容器中，一定量的SO2與1.100 mol O2在催化劑作用下加熱到600 ℃發(fā)生反應：2SO2+O22SO3 ΔH<0。當氣體的物質的量減少0.315 mol時反應達到平衡，在相同溫度下測得氣體壓強為反應前的82.5%。下列有關敘述正確的是( ) A.當SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時反應達到平衡 B.降低溫度，正反應速率減小程度比逆反應速率減小程度大 C.將平衡混合氣體通入過量BaCl2溶液中，得到沉淀的質量為161.980 g D.達到平衡時，SO2的轉化率為90% 4.(xx東城區(qū)模擬)T ℃時，將6 mol CO2和8 mol H2充入2 L密閉容器中，發(fā)生反應CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，容器中H2的物質的量隨時間變化如圖中實線所示。圖中虛線表示僅改變某一反應條件時，H2的物質的量隨時間的變化。下列說法正確的是( ) A.反應開始至a點時v(H2)=1 molL-1min-1 B.若曲線Ⅰ對應的條件改變是升溫，則該反應ΔH>0 C.曲線Ⅱ對應的條件改變是降低壓強 D.T ℃時，該反應的化學平衡常數為0.125 5．溫度為T0時，在恒容的密閉容器中發(fā)生反應，各物質的濃度隨時間變化的關系如圖a所示。其他條件相同，溫度分別為T1、T2時發(fā)生反應，Z的濃度隨時間變化的關系如圖b所示。下列敘述正確的是( ) A．該反應的正反應是放熱反應 B．若在第6 min時升高溫度，正反應速率增大，逆反應速率減小，平衡向正反應方向移動 C．圖a中反應達到平衡時，Y的轉化率為37.5% D．反應中某時刻各物質的正反應速率為2v(X)＝2v(Y)＝v(Z) 6．在兩個恒容的密閉容器中進行下列兩個可逆反應： 甲中，C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) 乙中，CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)。現有下列狀態(tài)：①混合氣體平均相對分子質量不再改變；②恒溫時，氣體壓強不再改變；③各氣體組分濃度相等； ④反應體系中溫度保持不變；⑤斷裂氫氧鍵速率等于斷裂氫氫鍵速率的2倍；⑥混合氣體密度不變；⑦單位時間內，消耗水的質量與生成氫氣的質量之比為9∶1；⑧同一時間內，水蒸氣消耗的物質的量等于氫氣消耗的物質的量。其中能表明甲、乙容器中反應都達到平衡狀態(tài)的是( ) A．①②⑤ B．③④⑥ C．⑥⑦⑧ D．④⑤⑧ 7．某溫度下，在一容積可變的容器里，反應2A(g)B(g)＋2C(g)達到平衡時，A、B和C的物質的量分別為4 mol、2 mol、4 mol。在保持溫度和壓強不變的條件下，下列說法正確的是( ) A．充入1 mol 稀有氣體氦(He)，平衡不移動 B．充入A、B、C各1 mol，平衡將向正反應方向移動 C．將A、B、C各物質的量都減半，C的百分含量不變 D．加入一定量的A氣體達到平衡后，C的百分含量一定增加 8.(xx合肥模擬)溫度為T℃,壓強為1.01106Pa條件下,某密閉容器中下列反應達到化學平衡A(g)+B(g) 3C(?),測得此時c(A)=0.022 molL-1;壓縮容器使壓強增大到2.02106Pa,第二次達到平衡時,測得c(A)=0.05 molL-1;若繼續(xù)壓縮容器,使壓強增大到4.04106Pa,第三次達到平衡時,測得c(A)=0.075 molL-1;則下列關于C物質狀態(tài)的推測正確的是(　　) ①C為非氣態(tài);②C為氣態(tài);③第二次達到平衡時C為氣態(tài);④第三次達到平衡時C為非氣態(tài) A.② B.③④ C.②④ D.①④ 9.(xx臨沂模擬)已知在一定條件下有CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。在某一容積為2 L的密閉容器內,加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O,在催化劑存在的條件下,高溫加熱,發(fā)生如下反應:CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g)　 ΔH=akJmol-1反應達平衡后,測得c(CO)∶c(CO2)=3∶2,下列說法正確的是 (　　) A.反應放出的熱量為0.04akJ B.平衡時H2O的轉化率為40% C.若將容器的體積壓縮為1 L,有利于該反應平衡正向移動 D.判斷該反應達到平衡的依據是CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等 10.(能力挑戰(zhàn)題)對于反應N2O4(g)2NO2(g)在溫度一定時，平衡體系中NO2的體積分數φ(NO2)隨壓強的變化情況如圖所示(實線上的任何一點為對應壓強下的平衡點)，下列說法正確的是( ) A.A、C兩點的正反應速率的關系為A>C B.A、B、C、D、E各狀態(tài)中，v(正)0。 (1)下列措施中能使平衡時c(CO)/c(CO2)增大的是_________(填序號)。 A.升高溫度 B.增大壓強 C.充入一定量氮氣 D.再加入一些鐵粉 (2)反應達到平衡后，若保持容器體積不變時，再通入一定量的CO2，使CO2的濃度成為原來的2倍，則CO2的轉化率將_______(填“增大”“減小”或“不變”)。 Ⅱ、在一定溫度下的某容積可變的密閉容器中，建立下列化學平衡：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，試分析和回答下列問題： (1)可認定上述可逆反應在一定條件下已達到化學平衡狀態(tài)的是______(選填序號)。 A．體系的壓強不再發(fā)生變化 B．v正(CO)=v逆(H2O) C．生成n mol CO的同時生成n mol H2 D．1 mol H—H鍵斷裂的同時斷裂2 mol H—O鍵 (2)若上述化學平衡狀態(tài)從正反應開始建立，達到平衡后，給平衡體系加壓(縮小容積、其他條件不變)，則容器內氣體的平均相對分子質量將______(填寫“不變”“變小”或“變大”)。 13．(14分) (能力挑戰(zhàn)題)如圖，有甲、乙兩容器，甲體積可變壓強不變，乙保持體積不變。向兩容器中分別充入1 mol A、3 mol B，此時兩容器體積均為 500 mL，溫度為T ℃，保持溫度不變發(fā)生反應：A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(s) ΔH<0 (1)下列選項中，能表明甲和乙容器中反應一定達到平衡狀態(tài)的是_______。 A．混合氣體的總質量不隨時間改變 B．2v正(C)＝3v逆(B) C．A、B轉化率相等 D．物質D的質量不隨時間改變 (2)2 min后甲容器中反應達到平衡，測得C的濃度為2 molL-1，此時容器的體積為________mL，B的轉化率α甲(B)為________。 (3)乙容器中反應達到平衡所需要的時間____2 min(填“＞”“＜”或“＝”，下同)，B的轉化率α乙(B)____α甲(B)。 (4)其他條件不變，甲中如果從逆反應方向開始反應建立平衡，要求平衡時C的物質的量與(2)中平衡時C的物質的量相等，則需要加入C的物質的量n(C)為_________mol，加入D的物質的量n(D)應該滿足的條件為_______________。 答案解析 1.【解析】選B。在可逆反應中實際上存在兩個反應，即正反應和逆反應，兩個反應中的反應速率之比總是等于其化學計量數之比，所以v(A)∶v(B)∶v(C)＝ v′(A)∶v′(B)∶v′(C)＝1∶2∶3，故A錯誤，B正確。當v(A)＝v′(A)或 v′(B) =v(B)時反應達到平衡狀態(tài)，不會存在v(A)=v(B)＝v′(A)=v′(B)，故C錯；v′(A)、v′(B)都是逆反應速率，故D錯。 2．【解析】選B。①升高溫度，平衡左移，n平(H2)<2n；②增大壓強，平衡不移動，當壓強變?yōu)樵瓉淼?倍時，c(H2)即為原來的2倍；③、④體積不變時，2n mol CO和2n mol H2O與原配比是等效的，所以③使c(H2)增大0．5倍，④增大1倍。 3.【解析】選D。三氧化硫的生成與二氧化硫的消耗均是正向反應，因此兩者相等不能說明反應達到平衡狀態(tài)；由于反應為放熱反應，降低溫度，正、逆反應速率都降低，但是由于逆反應速率減小的程度比正反應速率減小的程度大，因此平衡正向移動； 由于反應過程中氣體物質減小的物質的量等于生成的三氧化硫的一半，因此反應中生成的三氧化硫為0.63 mol，反應體系中只有三氧化硫與氯化鋇溶液反應，得到硫酸鋇沉淀，其質量為0.63 mol233 gmol-1=146.79 g； 2SO2 + O2 2SO3 初始加入量(mol) x 1.100 0 轉化的物質的量(mol) 0.63 0.315 0.63 平衡時的物質的量(mol) x-0.63 0.785 0.63 x=0.7 mol 此時二氧化硫的轉化率為90％。 4.【解析】選A。反應開始至a點時v(H2)=1 molL-1min-1，A項正確；若曲線Ⅰ對應的條件改變是升溫，說明升溫時平衡逆向移動，則該反應ΔH<0，B項錯誤；曲線Ⅱ改變條件后，反應速率增大，平衡正向移動，對應的條件是增大壓強，C項錯誤；T ℃時，該反應的化學平衡常數為0.5，D項錯誤。 5．【解析】選D。由圖a知3 min時反應達到平衡，Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z) ＝(0.3－0.05)∶(0.4－0.15)∶(0.5－0)＝1∶1∶2，故該反應的化學方程式為X(g)＋Y(g)2Z(g)，Y的轉化率＝100%＝62．5%，故C錯；由圖b知T1>T2；溫度越高，平衡時c(Z)越大，表明升溫有利于反應向正反應方向進行，即正反應為吸熱反應，故A錯；升溫時，v(正)、v(逆)都增大，故B錯。 6．【解析】選D。甲容器中，C為固態(tài)，該可逆反應屬于氣體體積不相等的反應；乙容器中，反應屬于等氣體分子數的反應，混合氣體平均相對分子質量、密度、壓強都始終不變，①②⑥錯誤；各氣體組分濃度相等，不能判斷反應達到平衡狀態(tài)，③錯誤；消耗水與生成氫氣是同一反應方向，不能判斷反應達到平衡狀態(tài)，⑦錯誤。 7．【解析】選C。恒壓時充入稀有氣體，相當于對平衡體系減壓，平衡向氣體體積擴大的方向(正向)移動；若按A、B和C的物質的量之比為4∶2∶4再投料，則與原平衡等效，平衡不發(fā)生移動(C選項正確)；當充入A、B、C各1 mol時，平衡將向逆反應方向移動；該反應為分解反應，則恒壓條件下再加入A時，平衡不發(fā)生移動。 【方法技巧】解答等效平衡的常見方法——“放縮法” (1)適用條件：“放縮法”解化學平衡題的適用條件是：研究對象的有關物質的物質的量成倍地增減。增減倍數可以是整數倍，也可以是分數倍。 (2)解題思路：當有關物質的物質的量成倍地增減后，先通過假設同倍增減容器的容積來創(chuàng)設一個與起始條件完全相同的情況，從而得到一個與原平衡完全相同的平衡狀態(tài)，然后把容器的容積恢復成已知條件時的情況。我們重點分析在容器的容積恢復成已知條件過程中該狀態(tài)的變化情況(即平衡移動情況)。 8.【解析】選B。第二次平衡與第一次平衡相比,c(A)增加的濃度大于壓強的增加,故增壓時平衡向逆反應方向移動,從而可確定第二次達到平衡時C為氣態(tài);第三次平衡與第二次平衡相比,c(A)濃度的增加程度小于壓強的增加程度,故增壓平衡向正反應方向移動,從而確定第三次達到平衡時C為非氣態(tài),故選B項。 9.【解析】選B。 A項,　　　　CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 開始(mol): 0.2 0.2 反應(mol): a a a a 平衡(mol): 0.2-a 0.2-a a a (0.2-a)∶a=3∶2,解得:a=0.08 A項,反應放出的熱量為0.08akJ;B項,平衡時H2O的轉化率為0.080.2=40%;C項,該反應前后氣體化學計量數相等,壓強改變,該平衡不移動;D項,CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等時,不一定是平衡狀態(tài)。 10.【解析】選D。A項，由于p2>p1，所以A、C兩點的正反應速率的關系為Av(正)，E狀態(tài)，φ(NO2)小于平衡態(tài)，反應正向進行，v(正)>v(逆)，錯誤；C項，由于p2>p1，所以v2>v1，時間x>y，錯誤；D項，p1壓強下，E狀態(tài)為非平衡態(tài)，突然加壓至p2后，根據曲線可知，反應達到平衡狀態(tài)，正確。 11.【解析】(1)v(A)==0.2 molL-1min-1 (2)①從2 min～4 min來看，A、B、C的濃度變化量比前2 min大，說明反應速率加快了，故2 min時改變的條件可能為使用催化劑或升高溫度。 ②第6 min改變條件后，達到第8 min時，作為反應物，A的濃度減少而B的濃度增加，可知改變的條件為增加B的濃度。 ③從0～2 min來看，A、B、C的濃度變化量分別為0.2 molL-1、0.4 molL-1、0.4 molL-1可知a、b、p分別為1、2、2。從第9 min的數據來看，C的濃度大幅度減小，而A、B濃度也減小，且減小量與方程式中化學計量數成正比，可知第8 min改變的條件為減小C的濃度。 (3)從開始到第4 min消耗A 1.2 mol，共放出熱量235.92 kJ，故每消耗1 mol A放出熱量：=196.6 kJmol-1，由(2)的分析可知A的化學計量數為1，故該反應的ΔH=-196.6 kJmol-1。 答案：(1)0.2 (2)①使用催化劑 升高溫度 ②增加B的濃度 ③減小C的濃度 (3)-196.6 kJmol-1 12.【解題指南】解答該題要注意以下3點： (1)根據CO與CO2的濃度比值關系得出平衡移動的方向，然后再進行判斷。 (2)增大反應物的濃度，反應物的轉化率不一定減??；轉化率等于轉化濃度比起始濃度。 (3)氣體的平均相對分子質量其變化與m總、n總均有關。 【解析】Ⅰ、(1)使平衡時c(CO)/c(CO2)增大，則需要使平衡向正反應方向移動，CO2的濃度減小，CO的濃度增大，比值增大。反應為吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向進行，A對；反應前后氣體的物質的量不變，增大壓強平衡不移動，B錯；充入N2對平衡沒有影響，C錯；鐵粉的量的多少對平衡沒有影響，D錯。 (2)增大CO2的濃度，反應物中只有CO2為氣體，且反應前后氣體體積相等。相當于增大壓強，平衡不發(fā)生移動，CO2的轉化率不變。 Ⅱ、(1)因為在恒壓容器中進行，壓強一直不變，A錯；當v正(CO)=v逆(H2O)時，反應達到平衡，B對；任何時刻生成的CO與H2物質的量都相等，C錯；1 mol H—H鍵斷裂說明有1 mol H2反應，斷裂2 mol H—O鍵說明有1 mol H2O反應，反應達到平衡，D對。 (2)原平衡狀態(tài)中CO、H2的平均相對分子質量為=15。加壓時平衡逆向移動，H2O(g)(相對分子質量為18)的含量增大，混合氣體的平均相對分子質量增大。 答案：Ⅰ、(1)A (2)不變 Ⅱ、(1)B、D (2)變大 【方法技巧】圖像法巧解轉化率問題 該題中增大CO2的濃度CO2的轉化率如何變化可以利用等效平衡的原理來解釋。過程如下： 假設開始時CO2的物質的量為a mol，再次加入CO2的物質的量為a mol，容器的體積不變都為V L。 (1)加入a mol CO2達到平衡。 (2)在2 L容器中加入2a mol CO2，則兩容器中壓強、濃度、溫度都相同，CO2的轉化率相同，然后將2V L壓縮成V L,因為反應前后氣體的體積不變，所以平衡不移動，CO2的轉化率不變。 13．【解題指南】解答本題時應明確： (1)甲容器是恒壓容器，乙容器是恒容容器，在判斷是否達到平衡狀態(tài)、分析達到平衡的時間時要注意。 (2)在分析等效平衡問題時，要注意反應產物D的狀態(tài)為固體。 【解析】(1)反應中有固體D生成，混合氣體的總質量或固體的總質量不變時，達到平衡狀態(tài)，A、D正確；v正(C)∶v正(B)＝2∶3，3v正(C)＝2v正(B)可知， 3v正(C)＝2v正(B)＝2v逆(B)時，反應才平衡，B項錯；A與B的投料比等于化學計量數之比時，A、B的轉化率始終相等，C項錯。 (2)設轉化的物質的量為n A(g)＋3B(g) 2C(g)＋D(s) 初始 1 3 0 轉化 n 3n 2n 2 min 1－n 3－3n 2n 反應后總物質的量為1－n＋3－3n＋2n＝4－2n 設反應后的體積為V，則=2，n=V。 又因為反應條件為等溫等壓，氣體體積之比等于物質的量之比。 則：＝求得V＝0.4 L，α甲(B)＝100%＝40%。 (3)甲在恒壓下反應，體積不斷縮小，乙和甲相比，乙相當于減小壓強，平衡向左移動，反應速率慢，B的轉化率小。 (4)欲從逆反應開始建立平衡與從正反應開始建立的平衡互為等效平衡，只要把C、D的量轉化為1 mol A和3 mol B即可，不難算出需C 2 mol，D 1 mol，而D為固體只要其消耗足以建立平衡狀態(tài)就行。(2)的平衡狀態(tài)為 A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(s) 初始 1 3 0 0 轉化 0.4 1.2 0.8 0.4 2 min 0.6 1.8 0.8 0.4 所以消耗D為1 mol－0.4 mol＝0.6 mol，n(D)只要大于0.6 mol即可。 答案：(1)A、D (2)400 40% (3)> < (4)2 n(D)>0.6 mol 【方法技巧】 (1)“并盒法”理解等效平衡： 如圖：恒溫恒壓下，將反應達到平衡的兩個小盒并合為一個大盒，則大盒的體積是小盒的兩倍，各組分的物質的量是小盒的2倍，但各組分的百分含量、濃度相等，是等效平衡。 (2)“并盒壓縮法”理解“恒溫恒容，氣體分子數不變反應”的等效平衡： 因為是氣體分子數不改變的反應，加壓后平衡不移動，故C中各組分的物質的量是A的2倍，但各組分的百分含量不變，是等效平衡。