2021版高考化学一轮复习课时分层提升练二十二化学平衡状态化学平衡的移动含解析新人教版

-1-化学平衡状态化学平衡的移动一、选择题1.(2019·咸阳模拟)对于X(?)+Y(s)Z(?)的平衡体系,若增大压强,达到新的平衡时Y的转化率增大,则X和Z可能的状态是()A.X为气态,Z为固态B.X为固态,Z为气态C.X为气态,Z为气态D.X为固态,Z为固态【解析】选A。增大压强,Y的平衡转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,则X为气态,Z为固态或液态。【易错提醒】压强的改变只针对有气体参与的反应,增大压强,平衡向气体系数减小的方向移动。2.(2019·沧州模拟)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是()A.容器内气体压强不再改变B.容器内气体密度不再改变C.容器内气体颜色不再改变D.断裂1molCl—Cl键同时断裂1molH—Cl键【解析】选D。在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s),根据化学方程式,反应过程中压强为变量,压强不再改变一定平衡,故可以说明;在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s),反应过程中气体质量为变量,所以密度是变量,容器内气体密度不再改变一定平衡,故可以说明;容器内气体颜色不再改变,说明氯气的浓度不变,一定达到平衡状态,故可以说明;平衡时断裂1molCl—Cl键同时断裂2molH—Cl键,故D不能说明。3.(2019·成都模拟)下列反应不能用勒夏特列原理解释的是()A.光照新制的氯水时溶液的pH逐渐减小B.锌与稀硫酸反应,加入少量硫酸铜反应速率加快C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气-2-D.增大压强,有利于SO2和O2反应生成SO3【解析】选B。A.氯水中存在化学平衡Cl2+H2OHCl+HClO,光照使氯水中的次氯酸分解,次氯酸浓度减小,使得平衡向右移动,氢离子浓度变大,溶液的pH减小,能用勒夏特列原理解释,故A错误;B.锌与稀硫酸反应,加入少量硫酸铜,Zn与硫酸铜反应置换出铜,形成Zn-Cu稀硫酸原电池,加快反应速率,不存在化学平衡,则不能用化学平衡移动原理解释,故B正确;C.浓氨水加入氢氧化钠固体,氢氧化钠固体溶解放热,使一水合氨分解生成氨气,化学反应NH3+H2ONH3·H2ON+OH-,逆向进行,能用化学平衡移动原理解释,故C错误;D.增大压强,平衡向正反应方向移动,能用勒夏特列原理解释,故D错误。4.(2019·金华模拟)在其他条件一定时,图中曲线表示反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH0达平衡时NO的转化率与温度的关系,图上标有A、B、C、D、E点,其中表示未达平衡状态且v正v逆的点是()A.A或EB.B点C.C点D.D点【解析】选C。点B、D在曲线上,处于平衡状态,故B、D项错误;在曲线上方的A点,当温度一定时,若达到平衡状态,则应减小NO的转化率,即反应逆向进行,所以A点的正反应速率小于逆反应速率,E点与A点相似,A项错误;同理推知,C点时的正反应速率大于逆反应速率,C项正确。【易错提醒】曲线上的点都是平衡点。不在平衡线上的点,可以根据其转化率与平衡点上的转化率比较得出移动方向。5.据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列叙述错误的是()A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率B.反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率-3-【解析】选B。使用催化剂可加快反应速率,A正确;反应温度与化学反应吸热放热没有关系,B错;增大一种反应物浓度可提高另一反应物转化率,C正确;减少生成物浓度可使平衡向右进行提高反应物转化率,D正确。6.(2019·北京模拟)下列事实不能用平衡移动原理解释的是()【解析】选B。A.啤酒中存在平衡:CO2(g)CO2(aq),开启啤酒瓶,瓶中压强降低,平衡向气体体积增大的方向移动,即向生成CO2气体的方向移动,A项排除;B.反应H2(g)+I2(g)2HI(g)是一个反应前后气体分子数不变的反应,压强的改变并不能使平衡发生移动,此混合气体加压后颜色变深,是因为I2(g)的浓度的增大,B项可选;C.实验室制取乙酸乙酯时,采用加热的方式将生成的乙酸乙酯不断蒸出,从而使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动,C项排除;D.石灰岩地貌的形成与以下反应有关:CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,固体的溶解和凝结的反反复复,涉及了平衡的移动,D项排除。7.(2019·济南模拟)反应N2O4(g)2NO2(g)ΔH=57kJ·mol-1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A.A、C两点的反应速率:ACB.A、C两点气体的颜色:A深,C浅C.由状态B到状态A,可以用加热的方法D.A、C两点气体的平均相对分子质量:AC【解析】选C。A、C两点温度相同而压强不同,增压会使平衡逆向移动,NO2的体积分数减小,但增压也会增大浓度,反应速率:AC,颜色还是C深(浓度大);由于平衡逆向移动,气体分子数减少,根据M=,气体的平均相对分子质量:AC;故A、B、D均错误。-4-二、非选择题8.已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g)ΔH0,请回答下列问题:(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1mol·L-1,c(N)=2.4mol·L-1;5min后反应达到平衡,M的转化率为60%,此时N的转化率为________;用M表示的反应速率为____________;该温度下反应的平衡常数K=________。(2)若反应温度升高,M的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后,c(P)=c(Q)=2mol·L-1,a=________。(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为c(M)=c(N)=bmol·L-1,达到平衡后,M的转化率为________。【解析】(1)N的转化率为×100%=25%。v(M)==0.12moL·L-1·min-1。该温度下:K==0.5(2)因为反应热ΔH0,是吸热反应,所以升高温度,平衡向正反应方向移动,M的转化率增大。(3)根据反应M(g)+N(g)P(g)+Q(g)起始浓度(mol·L-1):4a00转化浓度(mol·L-1):2222平衡浓度(mol·L-1):2a-222根据温度不变,平衡常数不变的特点K==0.5得a=6。(4)同理:M(g)+N(g)P(g)+Q(g)起始浓度(mol·L-1):bb00转化浓度(mol·L-1):xxxx平衡浓度(mol·L-1):(b-x)(b-x)xx-5-根据温度不变,平衡常数不变的特点,K==0.5得x=0.41bα(M)=×100%=41%。答案:(1)25%0.12moL·L-1·min-10.5(2)增大(3)6(4)41%9.一定温度下,在容积固定的VL密闭容器中加入nmolA、2nmolB,发生反应:A(g)+2B(g)2C(g)ΔH0,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时A的转化率为x。(1)一段时间后上述反应达到平衡。则下列说法中正确的是________(填字母)。A.物质A、B的转化率之比为1∶2B.起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为3n∶(3n-nx)C.当2v正(A)=v逆(B)时,反应一定达到平衡状态D.充入惰性气体(如Ar),平衡向正反应方向移动(2)K和x的关系满足K=________。在保证A浓度不变的情况下,扩大容器的体积,平衡________(填字母)。A.向正反应方向移动B.向逆反应方向移动C.不移动(3)该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示。①由图可知,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的条件:t2时___________________________________________________;t8时___________________________________________________。②t2时平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。-6-③若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系曲线。【解析】(1)转化率=,故A、B的转化率相等,A项错误;A(g)+2B(g)2C(g)n(始)(mol)n2n0n(转)(mol)nx2nx2nxn(平)(mol)n-nx2n-2nx2nxp1∶p2=(n+2n)∶[(n-nx)+(2n-2nx)+2nx]=3n∶(3n-nx),B项正确;C项说明正、逆反应速率相等,可判断反应达到平衡,正确;D项充入Ar,反应物浓度并没改变,所以平衡不移动,错误。(2)该反应达到平衡时,平衡常数K=。扩大容器体积时,c(B)和c(C)等比例减小,由于A的浓度不变,此时的值仍然等于K,所以平衡不移动。(3)由于纵坐标只表示v逆,为了便于求解,在解题时可把v正补上,t2时平衡逆向移动,改变的条件可以是升温或增大C的浓度;t8时平衡不移动,改变的条件是使用了催化剂。答案:(1)B、C(2)C(3)①升温或增大C的浓度使用催化剂②逆反应③10.工业合成氨中常用焦炭在高温下与水蒸气反应制取原料氢气,反应为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH(1)已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH1=-221.4kJ·mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH2=-571.6kJ·mol-1H2O(g)H2O(l)ΔH3=-44kJ·mol-1则反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的ΔH=kJ·mol-1。-7-(2)某温度下,将1molC和2mol水蒸气充入2L的密闭容器中模拟水煤气的生成过程,测得反应物的量随时间的变化如下表所示。时间/min02345C/mol10.80.750.70.7H2O(g)/mol21.81.751.71.7①反应到2min时,H2O(g)的转化率为________;0～4min时,v(H2)=________moL·L-1·min-1。②关于上述反应叙述正确的是________(填编号)。A.反应到2min时,v(正)=v(逆)B.混合气体的密度不再变化说明达到平衡状态C.容器内的压强逐渐减小,说明v(正)v(逆)D.CO的体积分数在混合气体中保持不变说明已达平衡状态③若容器容积不变,下列措施既能提高反应速率,又能增加氢气产率的是________。A.升高温度B.及时将CO从体系中分离出来C.增加C的用量D.压缩容器使体系总压强增大【解析】(1)根据盖斯定律,可得C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g)ΔH=-221.4kJ·mol-1×+571.6kJ·mol-1×-44kJ·mol-1=131.1kJ·mol-1。(2)①反应到2min时,Φ(H2O)=×100%=10%;0～4min时,v(H2)==÷4min=0.0375moL·L-1·min-1。②反应到2min时,未到平衡状态,反应继续向右进行,v(正)v(逆),A项错误;在反应过程中容器的体积V不变,但混合气体的质量变化,若密度不再变化,说明反应已达到平衡,B项正确;混合气体的压强减小,说明平衡向左移动,则v(逆)v(正),C项错误;CO的体积分数不再变化,说明已达平衡,D项正确。③正反应吸热,升温平衡右移并且速率增大,A项正确;将CO从体系中及时分离,反应速率降低,B项错误;增加C的用量对速率和平衡无影响,C项错误;增大压强,平衡向左移动,不能提高氢气的产率,D项错误。答案:(1)131.1(2)①10%0.0375②B、D③A-8-11.在密闭