2019版高考化学总复习 第7章 化学反应速率和化学平衡 第2节 化学平衡状态 化学平衡的移动模拟预测通关 新人教版.doc

第2节 化学平衡状态 化学平衡的移动一、选择题1在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳在恒容密闭容器中发生下列反应：Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g)，不可用上述反应中某种物理量来说明该反应已达到平衡状态的是()ACO的生成速率与CO2的生成速率相等B气体密度不再变化CCO的质量不变D体系的压强不再发生变化解析：选D。A项，CO的生成速率为逆反应速率，CO2的生成速率为正反应速率，且CO、CO2的化学计量数相等，则v正(CO2)v逆(CO)，达到化学平衡；B项，当m(气体)不变时，反应即达到平衡；C项，m(CO)不变，则n(CO)不变，反应达到平衡；D项，该反应是气体体积不变的反应，反应任意时刻，体系的压强均相同，所以压强不变不能作为达到平衡的标志。2(2018福州模拟)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是()A2v(NH3)v(CO2)B密闭容器中c(NH3)c(CO2)21C密闭容器中混合气体的密度不变D密闭容器中氨气的体积分数不变解析：选C。该反应为有固体参与的非等体积反应，且容器体积不变，所以压强、密度均可作化学平衡的标志，该题应特别注意D项，因为该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值(NH3为，CO2为)。3合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0。反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是()A增大压强B降低温度C增大CO的浓度 D更换催化剂解析：选B。A项，该反应为反应前后气体体积相等的反应，压强不影响化学平衡。B项，正反应放热，降温平衡右移，CO的转化率增大。C项，增大CO的浓度，CO的转化率减小。D项，催化剂不影响化学平衡。4对可逆反应2A(s)3B(g)C(g)2D(g)Hv(逆)加入催化剂，B的转化率提高ABC D解析：选B。A是固体，其量的变化对平衡无影响；升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；增大压强，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大；增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)v(逆)；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变。5向一体积为2 L的恒容密闭容器里充入1 mol N2和4 mol H2，在一定温度下发生反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，不改变其他条件的情况下合理的说法是()A加入催化剂，反应途径将发生改变，H也将随之改变B升高温度，正、逆反应速率都增大，H2S分解率也增大C增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低D若体系恒容，注入一些H2后达新平衡，H2浓度将减小解析：选B。焓变是一个状态函数，与反应发生的途径无关，A错误；温度升高，正、逆反应速率均增大，因该反应的正反应是吸热反应，故平衡正向移动，H2S分解率增大，B正确；该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，逆反应是放热反应，会使体系温度升高，C错误；向体系中注入H2，平衡将向H2浓度降低的方向移动，但最终H2的浓度比原来大，D错误。7如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入NH4Cl晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅。已知反应2NO2(红棕色)N2O4(无色)下列叙述正确的是()A2NO2N2O4是放热反应BNH4Cl溶于水时放出热量C烧瓶(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大D烧瓶(3)中气体的压强增大解析：选A。加CaO的烧杯(1)中温度升高，(1)中红棕色变深，说明平衡逆向移动，平衡混合气体的相对分子质量减小；(3)中红棕色变浅，说明平衡正向移动，气体的压强减小，加NH4Cl晶体的烧杯(3)中温度降低，由此可说明2NO2N2O4是放热反应，NH4Cl溶于水时吸收热量。8PCl3和PCl5都是重要的化工原料。将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2 L密闭容器中，在一定条件下发生下述反应，并于10 min时达到平衡：PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)H0。有关数据如下：PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)初始浓度/molL12.01.00平衡浓度/molL1c1c20.4下列判断不正确的是()A10 min内，v(Cl2)0.04 molL1min1B当容器中Cl2为1.2 mol时，反应达到平衡C升高温度，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的转化率升高D平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同条件下再达平衡时，c(PCl5)0.2 molL1解析：选C。由题意可知c11.6，c20.6。A项，v(Cl2)(1.0 molL10.6 molL1)/10 min0.04 molL1min1；B项，反应达平衡时Cl2的物质的量为0.6 molL12 L1.2 mol；C项，正反应是放热反应，所以升高温度，K减小，平衡向逆反应方向移动，PCl3的转化率降低；D项，平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2相当于压强减小一半，平衡向逆反应方向移动，c(PCl5)B平衡时体系压强：p1p254C若容器体积V1V3，则Q0D若实验中CO和H2用量均加倍，则CO转化率，则可看作在的基础上加压，即V1V2，因此反应速率：，A错误；与比较，达到平衡时，平衡混合物的物质的量之比为54，但V1与V2不等，因此平衡时体系压强：p1p254，B错误；若容器体积V1V3且温度相同，则与比较，CO的转化率，而现在CO的转化率相同，则升温的平衡逆向移动，而升温平衡向吸热反应方向移动，即逆向是吸热反应，C正确；若实验中CO和H2用量均加倍，则可看作在的基础上加压，CO转化率增大，D错误。10T 时，在容积为2 L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3 mol A、2 mol B6 mol A、4 mol B2 mol C达到平衡的时间/min58A的浓度/molL1c1c2C的体积分数/%w1w3混合气体的密度/gL112下列说法正确的是()A若x4，则2c1c2B若x4，则w1w3C无论x的值是多少，均有212D甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短解析：选C。若x4，则正反应为气体分子数减少的反应，乙容器对于甲容器而言，相当于加压，平衡正向移动，所以2c1c2，A项错误；若x4，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212，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。二、非选择题11一定条件下，体积为1 L的密闭容器中发生如下反应：SiF4(g)2H2O(g)SiO2(s)4HF(g)H148.9 kJmol1。(1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是 (填序号)。a4v消耗(SiF4)v生成(HF)b容器内气体压强不再变化c容器内气体的总质量不再变化dHF的体积分数不再变化(2)反应过程中测定的部分数据如下表(表中t2t1)所示。反应时间/minn(SiF4)/moln(H2O)/mol01.202.40t10.80at2b1.60通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态： 。(3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应 (填序号)。a一定向正反应方向移动b一定向逆反应方向移动c一定是减小压强造成的d一定是升高温度造成的eSiF4的平衡转化率一定增大解析：(1)反应过程中任何时刻4v消耗(SiF4)v生成(HF)。(2)0t1 min，反应消耗的SiF4为0.40 mol，根据已知反应可确定消耗的H2O为0.80 mol，故a1.60，t2 min时，H2O仍为1.60 mol，故b0.80。由此可判断t1时该反应已经达到化学平衡状态。答案：(1)bcd(2)a1.60(或b0.80)，说明在一定条件下，t1t2时各组分的浓度(或物质的量)均已不再发生改变，则t1时反应已经达到化学平衡状态(3)ade12在一个体积为2 L的密闭容器中，高温下发生反应：Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)。其中CO2、CO的物质的量随时间的变化关系如图所示。(1)反应在1 min时第一次达到平衡状态，固体的质量增加了3.2 g。用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2) 。(2)反应进行至2 min时，若只升高温度，曲线发生的变化如图所示，3 min时再次达到平衡，则H 0(填“”“(3)cb(4)Fe(或FeO)的质量(或物质的量)保持不变；或固体总质量保持不变13肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。(1)800 时，某密闭容器中存在如下反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)H0，若开始向容器中加入1 molL1的NO2，反应过程中NO的产率随时间的变化如图中曲线所示。反应相对于反应而言，改变的条件可能是 。请在图中绘制出在其他条件与反应相同，反应在820 时进行，NO的产率随时间的变化曲线。(2)已知N2O4(g)2NO2(g) H57.20 kJmol1，开始时，将一定量的NO2、N2O4充入一个容器为2 L的恒容密闭容器中，浓度随时间变化关系如下表所示：时间/min051015202530c(X)/molL10.2c0.60.61.0c1c1c(Y)/molL10.6c0.40.40.4c2c2c(X)代表 (填化学式)的浓度。前10 min内用NO2表示的反应速率为 ；20 min时改变的条件是 ；重新达到平衡时，NO2的百分含量 (填字母)。a增大 b减小c不变 d无法判断解析：(1)由于达到平衡时产率与相同但所用时间减少，故改变的条件是使用催化剂；温度升高，速率加快且有利于平衡向右进行，因此达到平衡所用时间比少但比多，NO的产率高于0.6。(2)由表中数据知，X代表的物质浓度增加值是Y代表的物质浓度减小值的二倍，故X代表NO2，Y代表N2O4；010 min内，NO2浓度增加了0.4 molL1，故v(NO2)0.04 molL1min1；20 min时，NO2浓度增大而N2O4浓度不变，故改变的条件是向容器中加入0.8 mol NO2；由于温度保持不变，故K是定值，将平衡常数表达式变换为，由于c(NO2)肯定增大，故减小，故减小，所以混合物中NO2百分含量减小。答案：(1)使用催化剂(2)NO20.04 molL1min1向容器中加入0.8 mol NO2(其他合理答案也可)b14合成氨工业是贵州省开磷集团的重要支柱产业之一。氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。(1)在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是 。A3v正(H2)2v逆(NH3)B单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2C容器内的总压强不再随时间而变化D混合气体的密度不再随时间变化(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，体积为2 L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。请回答下列问题：时间/minCH4/molH2O/molCO/molH2/mol00.401.00005a0.80c0.6070.20b0.20d100.210.810.190.64分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态？ (填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4) 。反应在710 min内，CO的物质的量减少的原因可能是 。A减少CH4的物质的量 B降低温度C升高温度 D充入H2(3)氨的催化氧化：4NH35O2(g)4NO(g)6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他条件不变，测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的H (填“”“”或“”)0；T0 下，NH3的转化率为 。解析：(1)3v逆(NH3)2v正(H2)时反应达到平衡，A项错误；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反应不一定达到平衡，B项错误；此反应为反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变可以说明反应达到平衡状态，C项正确；混合气体总质量不变，容器体积不变，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。(2)根据反应CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)，结合表中数据5 min时H2为0.60 mol，可知CO为0.20 mol，即c0.20，则a0.20，7 min时，各物质的物质的量与5 min时相同，所以5 min时反应达到平衡；v(CH4)0.02 molL1min1。10 min时，只有CO的物质的量减少，其他物质的物质的量都增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，选D。(3)由图像可知，NO的浓度达到最大值后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的H0；T0 时，c(NO)3.0 molL1，则反应消耗的n(NH3)3.0 mol，NH3的转化率为100%75%。答案：(1)C(2)是0.02 molL1min1D(3)75%