2019年高考化学一轮复习 第7章 化学反应速率和化学平衡 第2节 化学平衡状态 化学平衡的移动限时规范特训.doc

2019年高考化学一轮复习 第7章 化学反应速率和化学平衡 第2节 化学平衡状态 化学平衡的移动限时规范特训一、选择题(每题7分，共70分)1xx北京东城区期末用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)H115.6 kJmol1。恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是()A气体的质量不再改变B氯化氢的转化率不再改变C断开4 mol HCl键的同时生成4 mol HO键Dn(HCl)n(O2)n(Cl2)n(H2O)4122答案B解析反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A错误；反应正向进行时，HCl的转化率升高；反应逆向进行时，HCl的转化率降低，当HCl的转化率不再改变时，可以说明可逆反应达到平衡状态，B正确；断开4 mol HCl键和生成4 mol HO键均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；达到平衡状态时，各反应物和生成物的物质的量保持不变，但各物质的物质的量之比不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。2下列能用勒夏特列原理解释的是()A溴水中存在下列平衡Br2H2OHBrHBrO，加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅B工业上由氢气和氮气合成氨是在较高温度下进行的CSO2催化氧化成SO3的反应，需要使用催化剂 DH2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深答案A解析溴水中加入AgNO3溶液后生成溴化银沉淀，促使平衡Br2H2OHBrHBrO正向移动，溶液颜色变浅，与平衡移动有关，A正确；合成氨反应是放热反应，从平衡角度分析，较高温度不利于提高产率，B错误；加入催化剂，平衡2SO2O22SO3不移动，不能用勒夏特列原理分析，C错误；H2与I2生成HI的反应是反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强，平衡不发生移动，颜色变深是因为加压后碘蒸气浓度变大，不能用勒夏特列原理解释，D错误。3xx黑龙江大庆质检一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应：xA(g)yB(g)zC(g)，达到平衡后测得A气体的浓度为0.5 molL1，保持温度不变，将密闭容器的容积压缩为原来的一半再次达到平衡后，测得A气体的浓度为0.8 molL1，则下列叙述正确的是()A平衡向正反应方向移动Bxy<zCB的物质的量浓度减小DC的体积分数减小答案A解析保持温度不变，将容器的容积压缩为原来的一半，若平衡不移动，则A气体的浓度应由0.5 molL1增大到1.0 molL1，而实际达到平衡时测得A气体的浓度为0.8 molL1，说明压缩容器的容积、增大压强的过程中，平衡正向移动，从而可得xy>z，则A正确，B错误；平衡正向移动，C的体积分数增大，压缩容器的容积，达到新平衡时，B的物质的量浓度较原来大，故C、D均错误。4可逆反应：2A(s)3B(g)C(g)2D(g)H<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是()增加A的量，平衡向正反应方向移动升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)均增大增大B的浓度，v(正)>v(逆)加入催化剂，B的转化率提高A B只有 C只有 D答案D解析因A是固体，其浓度可视为常数，增加A的量，平衡不移动，错误；升高温度，平衡向吸热反应方向(即逆向)移动，但v(正)也增大，只是增大的程度小于v(逆)增大的程度，使v(正)<v(逆)，错误；因反应前后气体体积不变，增大压强平衡不移动，但v(正)、v(逆)同等程度增大，正确；增大B的浓度，平衡正向移动，v(正)>v(逆)，正确；加入催化剂，平衡不移动，B的转化率不变，错误，D正确。5xx山东师大附中期末某温度下，在一容积可变的密闭容器里，反应2A(g)B(g)2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol、4 mol。在保持温度和压强不变的条件下，下列说法正确的是()A充入1 mol稀有气体氦(He)，平衡将不发生移动B充入A、B、C各1 mol，平衡将向正反应方向移动C将A、B、C各物质的物质的量都减半，C的百分含量不变D加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡向逆反应方向移动答案C解析保持温度和压强不变的条件下，充入1 mol稀有气体氦(He)，容器的容积变大，平衡正向移动，A错误；充入A、B、C各1 mol，相当于先充入A、B、C分别为1 mol、0.5 mol、1 mol，根据等效平衡，此时平衡不移动，后又充入0.5 mol B，平衡逆向移动，B错误；将A、B、C各物质的物质的量都减半，根据等效平衡，平衡不移动，C的百分含量不变，C正确；加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡不发生移动，D错误。6某温度下，反应2A(g)B(g)H>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<bB若ab，则容器中可能使用了催化剂C若其他条件不变，升高温度，则a<bD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，平衡逆向移动，但B转化的比增加的幅度小，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，各组分分压减小，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。7xx天津红桥区期末向1 L的密闭容器中加入1 mol X、0.3 mol Z和一定量的Y三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间的变化如图甲所示。图乙为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。下列说法不正确的是()AY的起始物质的量为0.5 molB该反应的化学方程式为2X(g)Y(g)3Z(g)H<0C若t00，t110 s，则t0t1阶段的平均反应速率为v(Z)0.03 molL1s1D反应物X的转化率t6点比t3点高答案B解析t4t5阶段反应速率降低，但平衡不移动，说明t4时刻改变的条件为减小压强，即反应前后气体化学计量数之和相等，X的浓度减少，为反应物，变化为(10.8) molL10.2 molL1，Z的浓度增大，为生成物，变化为(0.60.3) molL10.3 molL1，则X和Z的化学计量数之比为23，则Y的化学计量数为1，Y的浓度变化为0.2 molL10.1 molL1，Y为反应物，因此起始时Y的物质的量为(0.10.4) molL11 L0.5 mol，故A正确；根据选项A的分析，反应方程式为2X(g) Y(g)3Z(g)，根据图乙，t5时刻改变的条件应为温度，正、逆反应速率均升高，因此应是升高温度，因v正>v逆反应向正反应方向进行，说明正反应是吸热反应，即H>0，故B错误；根据化学反应速率表达式可知，c(Z)0.03 molL1s1，故C正确；t5t6阶段，平衡向正反应方向移动，X的转化率升高，而t3t4、t4t5阶段，平衡不移动，所以X的转化率t6点比t3点高，故D正确。8恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)B(g)C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C。则下列说法错误的是()A若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成的C的物质的量为3a molB若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，B的物质的量一定大于4 molC若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为D若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变答案B解析开始时通入3 mol A和3 mol B，由于容器体积膨胀，保持恒压，相当于将三个原容器叠加，各物质的含量与原平衡中的相同，C的物质的量为3a mol，A正确；无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时B的物质的量一定大于4 mol，B错误；根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为，C正确；这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变，D正确。9xx安徽毫州联考在t 时，向a L密闭容器中加入1.6 mol HI(g)，发生反应2HI(g)H2(g)I2(g)H>0，H2的物质的量随时间的变化如图所示，下列有关说法中正确的是()A平衡时，I2蒸气的体积分数为25%B若在1.5 min时降低温度，则反应将向左进行C平衡后若升高温度，v正增大，v逆减小D平衡后向容器中加入一定量的H2后，平衡向左移动，H2的体积分数减小答案A解析该反应反应前后气体体积不变，由图可知，平衡时n(H2)0.4 mol，则有n(I2)0.4 mol，故I2蒸气的体积分数为100%25%，A正确；1.5 min时反应未达到平衡状态，降低温度，反应速率减慢，但反应仍向右进行，直至平衡，B错误；平衡后若升高温度，v正、v逆均增大，但v正增大的程度大于v逆，平衡向右移动，C错误；平衡后加入H2，平衡向左移动，根据勒夏特列原理可知，达到新平衡后，c(H2)仍比原来大，则新平衡后H2的体积分数增大，D错误。10在恒温恒容的容器中，发生反应：H2(g)CO(g)C(s)H2O(g)。初始时加入平均相对分子质量为15的H2、CO混合气体，一段时间后测得气体的平均相对分子质量为16。下列说法正确的是()A反应前后气体的压强之比为21B反应前后气体的密度之比为1516C此时CO的转化率为50%D若反应继续向正反应方向进行，气体的平均相对分子质量将减小答案C解析设初始时加入H2、CO的物质的量分别为x mol、y mol，据H2、CO混合气体的平均相对分子质量为15可得15，解得xy11。令初始时加入H2、CO各1 mol，按“三段式法”计算： H2(g)CO(g)C(s)H2O(g)起始量/mol 1 1 0 0转化量/mol z z z z某时刻量/mol 1z 1z z z一段时间后测得气体的平均相对分子质量为16，则有16，解得z0.5。由上述分析可知，反应前后气体的压强之比等于2 mol(20.5) mol43，A错误；恒温恒容的容器中进行反应，反应前后气体的密度之比等于气体的质量之比，故反应前后气体的密度之比为(21281)(20.5280.5180.5)54，B错误；此时CO的转化率为100%50%，C正确；若反应继续向正反应方向进行，则会生成更多的H2O(g)，气体的平均相对分子质量将增大，D错误。二、非选择题(共30分)11(14分)甲醇脱氢可制取甲醛：CH3OH(g)HCHO(g)H2(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示，请回答下列问题：(1)下列叙述不能说明该脱氢反应已达到平衡状态的是_(填序号)。av正(CH3OH)v逆(HCHO)bc(HCHO)c(CH3OH)c消耗1 mol CH3OH同时生成1 mol HCHOdCH3OH的体积分数保持不变(2)该脱氢反应的H_0(填“>”“<”或“”)，判断依据是_。(3)600 K时，Y点甲醇的v正_v逆(填“>”“<”或“”)，判断依据是_ _。(4)若t1 K时反应达到平衡后，将反应容器的容积减小一半，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断依据是_。答案(1)bc(2)>温度越高，甲醇的平衡转化率越大，说明升高温度平衡正向移动(3)<Y点甲醇的平衡转化率大于X点甲醇的平衡转化率，说明反应逆向进行(4)逆反应增大压强平衡向分子数减小的方向移动解析(1)v正v逆，说明反应达到平衡状态，a正确；c(HCHO)c(CH3OH)，两者浓度相等不能作为反应达到平衡的判据，b错误；消耗CH3OH和生成HCHO均表示正反应，不能作为判断反应达到平衡的判据，c错误；CH3OH的体积分数不变，说明反应达到平衡状态，d正确。(2)由图像可知，随温度升高，CH3OH平衡转化率增大，说明平衡正向移动，正反应是吸热反应。(3)由图像可知，600 时，X点为平衡点，Y点向X点移动，甲醇的平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动。(4)压缩体积，气体压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动。12(16分)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)H92.4 kJmol1一种工业合成氨的简易流程图如下：(1)步骤中制氢气原理如下：aCH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H206.4 kJmol1bCO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.2 kJmol1对于反应a，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b，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为_。(2)图1表示500 、60.0 MPa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：_。(3)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。(4)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：_。答案(1)a90%(2)14.5%(3)(4)对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用解析(1)增大水蒸气浓度，平衡右移，但H2百分含量不一定提高；加入催化剂，对平衡无影响，不能提高H2的百分含量；降低压强，反应速率减慢。设达到平衡时CO转化了x mol。CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)n起始 0.2 mol 0 mol 0.8 moln平衡 (0.2x) mol x mol (0.8x) mol(0.2x)x(0.8x)1.18，x0.18，CO100%90%。(2)方法1：设达到平衡时N2转化了x mol。N2(g)3H2(g)2NH3(g)n起始 n mol 3n mol 0n平衡 (nx) mol (3n3x) mol 2x mol100%42%，x0.592n故N2体积分数100%100%14.5%。方法2：由N2、H2按13投料，N2与H2又按照13发生反应，故从反应开始到反应平衡，N2和H2之比始终为13。N2体积分数(142%)14.5%。(3)反应初期，NH3从无到有，在未达到平衡前，NH3物质的量是增大的，达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，NH3物质的量逐渐减小，曲线见答案。(4)通过热交换器(步骤)，加热进入合成塔的原料气，同时冷却从合成塔出来的平衡混合气。提高原料总转化率的方法有：对N2、H2加压；将产物NH3液化分离，减小生成物浓度；将未反应的N2、H2循环使用。