江苏专用2020高考化学二轮复习第一板块选择题必考题型专攻第一类攻10道重难选择题第7题化学平衡与相

第7题化学平衡与相关计算1研究高考真题——明考情2突破备考重点——提能力3查验备考能力——扫盲点4课下练——练通高考目录CONTENTS研究高考真题——明考情1．(2019·江苏高考)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是()A．反应2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)的ΔH0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K2000解析：A错误，实线表示不同温度下相同时间内NO的转化率，虚线表示相同条件下NO的平衡转化率，由题图知，随着温度升高，NO的平衡转化率减小，即温度升高，2NO＋O22NO2的平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，ΔH0；B正确，在X点所示的温度下，NO的转化率没有达到最大，所以反应没有达到平衡，如果延长反应时间，使反应达到平衡，则可以提高NO转化率；C错误，Y点处，反应已达平衡，通入O2时，平衡正向移动，NO的转化率会提高；D正确，设起始时c(NO)＝amol·L－1，则：2NO＋O22NO2起始浓度/（mol·L－1）a5.0×10－40转化浓度/（mol·L－1）0.5a0.25a0.5a平衡浓度/（mol·L－1）0.5a(5.0×10－4－0.25a)0.5aK＝（0.5a）2（0.5a）2×（5×10－4－0.25a）＝15×10－4－0.25a当0.25a＝0时，K＝2000，但0.25a0，所以K2000。答案：BD2．(2018·江苏高考)一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：容器1容器2容器3反应温度T/K700700800反应物投入量2molSO2、1molO24molSO32molSO2、1molO2平衡v正(SO2)/(mol·L－1·s－1)v1v2v3平衡c(SO3)/(mol·L－1)c1c2c3平衡体系总压强p/Pap1p2p3物质的平衡转化率αα1(SO2)α2(SO3)α3(SO2)平衡常数KK1K2K3下列说法正确的是()A．v1＜v2，c2＜2c1B．K1＞K3，p2＞2p3C．v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)D．c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)＜1解析：由题中表格信息可知，容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的12(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果。由于加压，化学反应速率加快，则v1v2；题给平衡右移，则α1(SO2)α2(SO2)，根据勒夏特列原理可得c22c1，p1p22p1。容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果。升高温度，化学反应速率加快，则v1v3；题给平衡左移，则α1(SO2)α3(SO2)，c1c3。由于温度升高，气体物质的量增加，故p3p1。对于特定反应，平衡常数仅与温度有关，温度升高，题给平衡左移，平衡常数减小，则K1＝K2K3。由以上分析可知c22c1，p1p22p1，p1p3，则p22p3，v1v3，α1(SO2)α3(SO2)，A、B项错，C项正确；因为c22c1，c1c3，则c22c3。若容器2的容积是容器1的2倍，则两者建立的平衡完全相同，根据平衡特点，此时应存在α1(SO2)＋α2(SO3)＝1，由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压，故α2(SO3)将减小，则α1(SO2)＋α2(SO3)1，结合α1(SO2)α3(SO2)，则α2(SO3)＋α3(SO2)1，D项正确。答案：CD3．(2017·江苏高考)温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(正反应吸热)。实验测得：v正＝v(NO2)消耗＝k正c2(NO2)，v逆＝v(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是()容器物质的起始浓度(mol·L－1)物质的平衡浓度(mol·L－1)编号c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)Ⅰ0.6000.2Ⅱ0.30.50.2Ⅲ00.50.35A.达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5B．达平衡时，容器Ⅱ中c（O2）c（NO2）比容器Ⅰ中的大C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%D．当温度改变为T2时，若k正＝k逆，则T2T1解析：容器Ⅰ中平衡时，c(NO2)＝0.2mol·L－1，c(NO)＝0.4mol·L－1，c(O2)＝0.2mol·L－1，容器容积为1L，气体总物质的量为(0.2＋0.4＋0.2)mol＝0.8mol，容器Ⅱ中投入量为(0.3＋0.5＋0.2)mol＝1mol，若容器Ⅱ中投入量与平衡量相等，则两容器内压强之比为0.8∶1＝4∶5，根据容器Ⅰ中的相关数据，知该反应的平衡常数K＝0.2mol·L－1×（0.4mol·L－1）2（0.2mol·L－1）2＝0.8mol·L－1，容器Ⅱ中Qc＝0.2mol·L－1×（0.5mol·L－1）（0.3mol·L－1）22≈0.56mol·L－1K，说明容器Ⅱ中反应未达到平衡，反应向右进行，则达到平衡时两容器中压强之比小于4∶5，A项错误；容器Ⅱ中反应相当于起始加入0.7mol·L－1NO2和0.1mol·L－1NO，达到平衡时，相对容器Ⅰ，平衡逆向移动，则容器Ⅱ中c（O2）c（NO2）的值小，B项错误；容器Ⅰ中达到平衡时NO的体积分数为0.40.2＋0.4＋0.2×100%＝50%，容器Ⅲ中相当于起始加入0.5mol·L－1NO2和0.1mol·L－1O2，达到平衡时，相对容器Ⅰ，平衡逆向移动，则容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%，C项正确；容器Ⅰ中，T1时，平衡常数K＝0.2mol·L－1×（0.4mol·L－1）2（0.2mol·L－1）2＝0.8mol·L－1，T2时，k正＝k逆，反应达平衡时，v正＝v逆，即k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)·c(O2)，得c2(NO2)＝c2(NO)·c(O2)，K＝c2(NO)·c(O2)/c2(NO2)＝1，平衡常数增大，反应正向移动，该反应为吸热反应，则应升高温度，即T2T1，D项正确。答案：CD4．(2016·江苏高考)一定温度下，在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是()物质的起始浓度/(mol·L－1)物质的平衡浓度/(mol·L－1)容器温度/Kc(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200Ⅲ500000.100.025A.该反应的正反应放热B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍D．达到平衡时，容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大解析：容器Ⅰ中，列三段式：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)起始浓度(mol·L－1)：0.200.100转化浓度(mol·L－1)：0.160.080.08平衡浓度(mol·L－1)：0.040.020.08容器Ⅲ中，列三段式2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)起始浓度(mol·L－1)：000.10转化浓度(mol·L－1)：0.150.0750.075平衡浓度(mol·L－1)：0.150.0750.025A项中，KⅠ＝0.080.042×0.02＝2500，KⅢ＝0.0250.152×0.075≈14.82，由Ⅰ、Ⅲ比较，温度升高平衡向左移动，所以正反应为放热反应，正确；B项中，容器Ⅱ相当于在容器Ⅰ的基础上压缩容器体积，压强增大，平衡右移，容器Ⅱ中的转化率比Ⅰ中大，错误；C项中，容器Ⅱ中，增大压强，平衡向右移动，平衡时c(H2)要小于Ⅰ中c(H2)的2倍；Ⅲ和Ⅰ比较，平衡时Ⅲ中c(H2)＞Ⅰ中c(H2)的2倍，错误；D项中，Ⅲ中温度为500K，Ⅰ中温度为400K，温度越高，反应速率越快，正确。答案：AD5．(2015·江苏高考)在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如下图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是()A．反应CO2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS0、ΔH0B．体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)2p总(状态Ⅰ)C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)2c(CO，状态Ⅲ)D．逆反应速率v逆：v逆(状态Ⅰ)v逆(状态Ⅲ)解析：A选项，由图像知，温度越高，二氧化碳的量越少，所以该反应的正反应为吸热反应，即ΔH＞0，错误。B选项，设状态Ⅰ和状态Ⅱ时二氧化碳的物质的量浓度为x，则状态Ⅰ时容器内一氧化碳气体的物质的量为2(1－x)，即此时该容器中气体的物质的量之和为x＋2(1－x)＝2－x；状态Ⅱ时容器内一氧化碳的物质的量为2(2－x)，即此时该容器中气体的物质的量为x＋2(2－x)＝4－x＝2(2－x2)，因此p总(状态Ⅱ)＞2p总(状态Ⅰ)，正确。C选项，状态Ⅱ相当于状态Ⅲ体积缩小一半后的状态，如果体积缩小一半，平衡不移动，则c(CO，状态Ⅱ)＝2c(CO，状态Ⅲ)，但体积压缩的过程中，平衡向左移动，因此c(CO，状态Ⅱ)＜2c(CO，状态Ⅲ)，正确。D选项，状态Ⅲ的温度比状态Ⅰ的温度高，温度高反应速率快，因此v逆(状态Ⅰ)＜v逆(状态Ⅲ)，错误。答案：BC高考题型为选择题，每年必考。常以简单的可逆反应为载体，通过改变条件或分析数据，对化学反应速率、化学平衡移动、化学平衡常数等知识进行命题；以图像分析题、表格分析题等形式呈现。其命题角度有：①考查外界条件对化学反应速率的影响、化学反应速率的表示方法及计算。②考查外界条件对化学平衡的影响如浓度、温度、压强等。③考查化学平衡常数表达式的简单计算及应用。④考查化学平衡常数的应用、平衡转化率、起始或平衡浓度的计算等。突破备考重点—提能力[重难主攻](一)牢记必备知识1．化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的方向若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Q，则QK，反应向逆反应方向进行，此时v(逆)v(正)；Q＝K，反应处于平衡状态，此时v(正)＝v(逆)；QK，反应向正反应方向进行，此时v(正)v(逆)。(2)判断反应的热效应①若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应。②若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。(3)利用化学平衡常数计算平衡浓度、转化率、体积分数等。2．化学平衡常数K与温度的关系反应的热效应温度变化K的变化反应的热效应温度变化K的变化升温变大升温减小吸热反应降温减小放热反应降温变大3．化学平衡移动与转化率的关系可逆反应改变条件平衡移动方向反应物转化率备注A＋BC增大A的浓度正向移动α(B)增大，α(A)减小—AB＋C增大A的浓度正向移动α(A)减小2AB＋C增大A的浓度正向移动α(A)不变3AB＋C增大A的浓度正向移动α(A)增大①A、B、C都是气体②实际是考虑压强影响4．有关化学平衡的计算(1)极端假设法确定各物质的浓度范围可逆反应不能进行到底，因此各物质平衡时的浓度都有一定的范围，可通过极端假设法设定反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。(2)化学平衡计算题的“万能钥匙”——“三段式”如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，设A、B起始物质的量浓度分别为amol·L－1、bmol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为