规范特训82 化学平衡状态 化学平衡的移动.docx
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规范特训82化学平衡状态化学平衡的移动
板块四限时·规范·特训
时间:
45分钟
满分:
100分
一、选择题(每题6分,共66分)
1.[2015·郑州调研]一定温度下,在一固定体积的密闭容器中,能说明可逆反应A(s)+3B(g)2C(g)达到平衡的说法中,正确的是( )
①C的生成速率和C的分解速率相等 ②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB ③气体密度不再变化 ④混合气体的总压强不再变化 ⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶2 ⑥混合气体的平均相对分子质量不变
A.②④⑤B.①③④⑥
C.①②④⑥D.①②③④⑤
答案 B
解析 ①C的生成速率与C的分解速率相等,说明正逆反应速率相等,故①正确;②化学反应速率之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡状态,都存在单位时间生成amolA,同时生成3amolB,故②错;③A为固体,当反应达到平衡状态时,气体的总质量不变,密度也不再改变,故③正确;④该反应是正向气体总物质的量减小的反应,压强不变时,气体总物质的量不变,达到平衡状态,故④正确;⑤平衡时各物质的物质的量与化学计量数没有必然联系,故⑤错;⑥
=
,混合气体的平均相对分子质量不变时,说明气体的总质量与总物质的量不变,达到平衡状态。
综上所述,B项正确。
2.[2015·湖南六校联考]在一密闭容器中发生反应:
2X(g)+Y(g)aZ(g) ΔH=QkJ·mol-1,开始按体积比2∶1将X、Y充入反应器中,一定条件下发生反应,下列有关说法正确的是( )
A.图甲,p1>p2,a<3
B.图甲,T1
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 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.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>b 答案 B 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 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 答案 D 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 3 0 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 答案 C 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 答案 B 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 答案 C 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 答案 C 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。 下列说法正确的是( ) 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: 甲>乙>丙 答案 B 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。 下列说法正确的是( ) 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) 答案 C 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<25.0f (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 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℃) (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<25.0f。 (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·L-1·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<0。 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“>”“<”或“=”)。 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·L-1·min-1 e c (2)①= > ②> < ③CD 解析 (1)v(NH3)=2v(N2)=2× =0.008mol·L-1·min-1。 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 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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