【新教材】高考化学复习 考点23 化学平衡状态及其移动练习

新教材适用高考化学考点23化学平衡状态及其移动12015广东理综，31(2)(3)(4)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。(1)新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应2HCl(g)O2H2O(g)Cl2(g)H具有更好的催化活性，实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的HClT曲线如下图：则总反应的H_0(填“”、“”或“”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是_。在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应HClT曲线的示意图，并简要说明理由_。下列措施中，有利于提高(HCl)的有_。A增大n(HCl) B增大n(O2)C使用更好的催化剂 D移去H2O(2)一定条件下测得反应过程中 n(Cl2)的数据如下：t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/103 mol01.83.75.47.2计算2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以molmin1为单位，写出计算过程)。(3)Cl2用途广泛，写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式。22015课标全国，27(2)(3)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3回答下列问题：(1)反应的化学平衡常数K表达式为_；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_(填曲线标记字母)，其判断理由是_。图1图2(2)合成气组成n(H2)/n(COCO2)2.60时，体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图2所示。(CO)值随温度升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是_；图2中的压强由大到小为_，其判断理由是_。1(2013北京理综，11)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是()2(2013安徽理综，11)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)CO(g)MgO(s)CO2(g)SO2(g)H0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是()选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率3.(2014江苏化学，15)一定温度下，在三个体积均为1.0 L 的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g)容器编号温度/起始物质的量(mol)平衡物质的量(mol)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)3870.200.0800.0803870402070.200.0900.090下列说法正确的是(双选)()A该反应的正反应为放热反应B达到平衡时，容器中的CH3OH体积分数比容器中的小C容器中反应到达平衡所需时间比容器中的长D若起始时向容器中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行4(2013江苏化学，15)一定条件下存在反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器、，在中充入1 mol CO和1 mol H2O，在中充入1 mol CO2和1 mol H2，在中充入2 mol CO和2 mol H2O，700 条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是(双选)()A容器、中正反应速率相同B容器、中反应的平衡常数相同C容器中CO的物质的量比容器中的多D容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和小于15(2013重庆理综，7)将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)F(s)2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示。 压强/MPa体积分数/%温度/1.02.03.081054.0ab915c75.0d1 000ef83.0bf915 ，2.0 MPa时E的转化率为60%该反应的S0K(1 000 )K(810 )上述中正确的有()A4个 B3个 C2个 D1个6(2013山东理综，12)对于反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，在其他条件不变的情况下()A加入催化剂，改变了反应的途径，反应的H也随之改变B改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变C升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变D若在原电池中进行，反应放出的热量不变7(2014天津理综，10)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)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)步骤中制氢气原理如下：CH4(g)H2O(g) CO(g)3H2(g)H206.4 kJmol1CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H41.2 kJ mol1对于反应，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，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_。 (3)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：_。 (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：_。1(2014山东淄博月考)在密闭容器中进行反应：X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是()Ac(Z)0.3 molL1Bc(X2)0.2 molL1Cc(Y2)0.4 molL1Dc(X2)c(Y2)c(Z)0.55 molL12(2015洛阳统考)某温度下，在容积固定的密闭容器中，发生可逆反应A(g)2B(g)2C(g)，平衡时，各物质的浓度比为c(A)c(B)c(C)112，保持温度不变，以112的体积比再充入A、B、C，则下列叙述正确的是()A刚充入时反应速率：v(正)减小，v(逆)增大B达到新的平衡时：反应混合物中A、B的物质的量分数不变C达到新的平衡时：c(A)c(B)c(C)仍为112D达到新的平衡过程中：体系压强先增大，后减小3(2015德州统考)密闭容器中，发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0，下列说法正确的是()A一定温度下，压缩容器体积，则正反应速率加快，逆反应速率减慢B若甲醇的生成速率等于一氧化碳的消耗速率，则该反应达到平衡状态C升高温度，重新达到平衡时，增大D使用催化剂，反应的平衡常数增大4(2015沈阳模拟)已知：H2(g)I2(g) 2HI(g)H0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是()A甲、乙提高相同温度B甲中加入0.1 mol He，乙不变C甲降低温度，乙不变D甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I25(2015合肥模拟)在一定容积的密闭容器中通入A、B两种气体，一定条件下发生如下反应：2A(g)B(g) 2C(g)H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8(2015抚顺检测)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(M)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H0B气体的压强：p(a)p(b)p(c)C平衡常数：K(a)K(b)K(c)D测定乙酸的相对分子质量要在高压、低温条件下9(2014贵阳联考)我国某矿厂利用下列反应将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍：Ni(s)4CO(g) Ni(CO)4(g)，反应过程中温度与CO体积分数(CO)的关系如图所示，下列判断合理的是()A反应达平衡后增加Ni的量，平衡向正反应方向移动B该反应的焓变H0)(1)在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2 L，3 min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80 g，则H2的平均反应速率为_mol/(Lmin)；该反应的平衡常数表达式K_。(2)上述反应达到平衡后，下列说法正确的是_。a其他条件不变，压强增大，平衡常数K减小b其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小c其他条件不变，增大Si3N4的量平衡向逆反应方向移动d其他条件不变，增大HCl的量平衡向逆反应方向移动(3)一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是_。a3v逆(N2)v正(H2)bv正(HCl)4v正(SiCl4)c混合气体密度保持不变dc(N2)c(H2)c(HCl)136(4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为，保持其他条件不变，降低温度后达到新的平衡时，H2和HCl的物质的量之比_(填“”、“”或“0，测得容器中CO2的物质的量随时间t的变化关系如图所示。(1)下列判断正确的是_。A该反应在低温下也能自发进行B达平衡时，该反应的化学平衡常数K4.0 molL1C及时分离出CO，对化学平衡没有影响D温度越高越有利于CO生成(2)向上述平衡体系中再通入CO2，则CO2的转化率_(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”)。(3)相同温度下，向2 L恒容容器乙中充入4 mol碳和4 mol CO2，达到平衡。请在图中画出乙容器中CO2的物质的量随时间t变化关系的预期结果示意图(注明平衡时CO2的物质的量)。考点专练23化学平衡状态及其移动【三年高考真题演练】2015年高考真题1解析(1)结合题中(HCl)T图像可知，随着温度升高，(HCl)降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反应，即H0；A、B两点A点温度低，平衡常数K(A)大。结合可逆反应2HCl(g)O2(g) H2O(g)Cl2(g)的特点，增大压强平衡向右移动，(HCl)增大，则相同温度下，HCl的平衡转化率比增压前的大，曲线如答案中图示所示。有利于提高(HCl)，则采取措施应使平衡2HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl2(g)正向移动。A项，增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但(HCl)减小，错误；B项，增大n(O2)即增大反应物的浓度，D项，移去H2O即减小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，两项都正确；C项，使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，错误。(2)用在时间段2.06.0 min内的HCl物质的量的变化量除以这段时间 ，即可得2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率，计算过程见答案。 答案(1)K(A) 见下图增大压强，平衡右移，(HCl)增大，相同温度下，HCl的平衡转化率比之前的大 BD(2) 设2.06.0min时间内，HCl转化的物质的量为n，则 2HCl(g)O2(g) H2O(g)Cl2(g) 2mol 1mol n (5.41.8)103moln7.2103 mol所以v(HCl) 1.8103molmin1(3) 2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O2解析(1)根据化学平衡常数的概念可写出反应K的表达式；反应是放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数K减小，因此曲线a符合。(2)由图2可知，压强不变时，随着温度的升高，(CO)减小；反应为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响；反应为气体分子数减小的反应，加压使(CO)增大；由图2可知，固定温度(如530 K)时，p1p2p3，(CO)增大，因此综合分析可知p3p2p1。答案(1)Ka反应为放热反应，升高温度使其平衡向逆反应方向移动，平衡常数K应减小(2)减小由图2可知，压强恒定时，随着温度的升高，(CO)减小p3p2p1温度恒定时，反应为气体分子数减小的反应，加压使平衡向正反应方向移动，(CO)增大，而反应为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响，故增大压强时，有利于(CO)增大两年经典高考真题1CA项和B项都可以用温度对化学平衡移动的影响判断并解释，A项和B项都正确；C项，MnO2作为催化剂可加快反应速率，不能使化学平衡发生移动，错误；D项，可用浓度对化学平衡移动的影响判断并解释，正确。2A由于此反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，混合气体质量增加，密度增大，A正确；当增加CO的物质的量时，相当于增大体系的压强，CO的转化率减小，CO2与CO的物质的量之比减小，B错误；平衡常数只与温度有关，与SO2的浓度无关，C错误；MgSO4为固体，增加其质量对平衡无影响，所以CO的转化率不变，D错误。3AD由、数据分析可知，降温CH3OH的转化率增大，平衡向正反应方向移动，正反应为放热反应，A项正确；B项，和对比，CH3OH(g)的起始浓度增大一倍，容器体积不变，相当于增大压强，而此反应为反应前后气体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动，CH3OH体积分数不变，B项错误；比温度低，反应更慢，到达平衡所需时间更长，C项错误；D项，容器温度为387 ，平衡常数K4，而此时浓度商Qc4，反应向正反应方向进行，D项正确。4CD容器中正向建立平衡，容器中逆向建立平衡，由于正反应放热、容器为绝热，前者温度高，反应速率快，A错误；容器中温度高，相对于容器相当于升高温度平衡逆向移动，CO转化率低，剩余的多，C正确；容器的投料量是容器的2倍，由于是气体体积相等的反应，最终建立等效平衡，但由于容器的投料量多，放出的热量多，两容器的温度不同，所以平衡常数不同，B错误；若容器、建立等效平衡，则容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率和为1，由A、C分析可知，A中温度高，CO的转化率低，所以两者之和小于1，D正确。5A增大压强，平衡逆向移动，G的体积分数减小，ba0，所以K(1 000 )K(810 )；压强为2.0 MPa时，升高温度，平衡正向移动，G的体积分数增大，f75%，所以fb；已知915 、2.0 MPa时G的体积分数为75%，设总物质的量为1 mol，则G为0.75 mol，E为0.25 mol。E(g)F(s) 2G(g)始 n(E) 0转 0.375 mol 0.75 mol平 0.25 mol 0.75 mol则n(E)0.375 mol0.25 mol0.625 mol，E的转化率(E)100%60%。6BA项，加入催化剂，改变反应途径，但不能使化学平衡移动，所以H不变，错误。B项，由于该反应是反应前后气体分子数不变的反应，所以改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量也不变，正确。C项，该反应为放热反应，升温，化学反应速率加快，平衡逆向移动，反应放出的热量应减少，错误。D项，若把该反应设计成原电池，化学能除转化成热能外，还转化成电能，所以放出的热量应减少，错误。7解析(1)依据题意，NH4HS被空气中氧气氧化，将2价S元素氧化成S，同时生成一水合氨，其反应方程式为2NH4HSO22NH3H2O2S。(2)结合反应特点，正反应方向是气体物质的量增大的吸热反应，若要加快反应速率又增加H2的百分含量，可升高温度，a项正确；增加水蒸气浓度，能加快反应速率，使平衡正向移动，但H2增加的量没有水蒸气增加的量多，H2的百分含量减少，b项错误；加入催化剂平衡不移动，H2的百分含量不变，c项错误；降低压强反应速率减慢，d项错误。根据“三段式”法有：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)开始(mol) 0.2 0 0.8转化(mol) x x x一定时间(mol) 0.2x x 0.8x则0.2xx0.8x1.18，解得x0.18，故CO转化率为100%90%。(3)根据“三段式”法有N23H22NH3开始(mol) 1 3 0转化(mol) x 3x 2x平衡(mol) 1x 33x 2x100%42%，解之，x，所以N2的平衡体积分数100%14.5%。(4)由于N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，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)p(c)，B项正确。9B选项A，Ni为固态，增加Ni的量对平衡没有影响，平衡不发生移动；选项B，升温(CO)增大，说明逆反应为吸热反应，则正反应是放热反应，故H0；选项C，由于正反应是放热反应，温度越高，K值越小；选项D，增大压强，平衡向正反应方向移动，气体的平均相对分子质量增加。10B选项A，两种反应物，增加其中一种物质的浓度，另一种物质的转化率增大，其自身的转化率反而减小，随H2量的增多，SiHCl3的转化率提高，所以X应为SiHCl3；选项B，由图分析可知，当n(H2)/n(SiHCl3)一定时，温度越高，SiHCl3的转化率越高，即反应进行的程度越大，所以高温时的化学平衡常数大；选项C，Si为固体，减少其量对化学平衡没有影响，不能提高SiHCl3的转化率；选项D，增大压强平衡向逆反应方向移动，不利于提高产率。11解析(1)a项，v(H2)正v(NH3)逆23，没有达到平衡；b项，v正v逆，达到化学平衡；c项，该反应的反应物和生成物均为气体，体积固定，密度是常数，不能判断是否达到平衡；d项，v(正)v(逆)，达到化学平衡。(2)将反应得：CO2(g)2NH3(g)=CO(NH2)2(s)H2O(l)H130.98 kJmol1，2 mol CO2完全合成尿素的H261.96 kJmol1。(3)CO24H2CH42H2O。由图可知升高温度，n(CH4)减小，说明平衡向逆反应方向移动，K值减小。v(H2)4v(CH4)4 molL1min1。答案(1)bd(2)261.96 kJ/mol(3)CO24H2CH42H2OK减小 mol/(Lmin)12解析(1)反应生成Si3N4的物质的量n(Si3N4)0.02 mol，则反应消耗的H2的物质的量n(H2)0.12 mol，v(H2)0.02 mol/(Lmin)。该反应的平衡常数表达式K。(2)平衡常数只受温度影响，改变压强，平衡常数不变，a错误；题述反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小，b正确；Si3N4为固体，改变Si3N4的量对平衡移动无影响，c错误；增加HCl的量，平衡向逆反应方向移动，d正确。(3)判断反应达到平衡状态的标志是v正v逆，反应中N2与H2的化学计量数之比为13，3v逆(N2)v逆(H2)即v正(H2)v逆(H2)，a正确；v正(HCl)、v正(SiCl4)描述的是同一反应方向，无法作为依据，b错误；对于该反应来说，反应物均为气体，生成物有固体，反应过程中气体的质量发生改变，在体积不变的情况下，气体密度发生改变，因此混合气体密度保持不变时，反应达到平衡状态，c正确；c(N2)c(H2)c(HCl)的值与是否达到平衡状态无关，d错误。(4)保持其他条件不变，降低温度，平衡向正反应方向移动，HCl的物质的量增大，H2的物质的量减小，故H2与HCl的物质的量之比减小，即小于。答案(1)0.02(2)bd(3)ac(4)0，H0。HTS0时反应能自发进行，要使反应自发进行，则需在高温下进行。选项B，平衡时，c(CO2)0.38 molL1，c(CO)1.24 molL1。K1.242/0.384.0(molL1)。选项C，及时分离出CO，平衡向正反应方向移动。选项D，该反应为吸热反应，温度越高，越有利于CO生成。(2)增大CO2的浓度，则平衡向正反应方向移动，但CO2的转化率降低。(3)由于CO2的浓度增大，所以反应速率加快，达到平衡所需时间小于t1。设消耗CO2为x mol，则生成CO为2x mol，所以有：4.0，解得x2.0，根据上述分析即可画出相应变化曲线。答案(1)BD(2)减小(3)如图所示