2018高考化学大一轮复习课时提升作业化学反应速率和化学平衡72含答案和解释.docx

课时提升作业 二十三 化学平衡状态化学平衡的移动(B) (45分钟100分) 一、选择题(本题包括6小题，每题7分，共42分) 1.在固定体积的密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。已知反应过程某一时刻SO2、O2、SO3浓度(molL-1)分别为0.2、0.1、0.2，达到平衡时，浓度可能正确的是() A.SO2、O2分别为0.4 molL-1、0.2 molL-1 B.SO2为0.25 molL-1 C.SO2、SO3均为0.15 molL-1 D.SO3为0.4 molL-1 【解析】选B。根据题意，将反应物全部转化为生成物，或将生成物全部转化为反应物，则有 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 某时刻量(molL-1)： 0.2 0.1 0.2 初始量(molL-1)： 0.4 0.2 0 或2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 某时刻量(molL-1)： 0.2 0.1 0.2 初始量(molL-1)： 0 0 0.4 故SO2、O2、SO3浓度(molL-1)的变化范围分别是00.4、00.2、00.4，但不可能是极限值，A、D错，B正确；当SO2浓度减小时，则SO3浓度增大，故二者不可能均为0.15 molL-1，C错。 2.将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是() A.升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应 B.慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅 C.慢慢压缩气体体积，使体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍 D.恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅 【解析】选C。A项，颜色加深平衡向左移动，所以正反应为放热反应，错误；B项，首先假设压缩气体平衡不移动，加压颜色加深，但平衡向右移动，使混合气体颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，错误；C项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，压强为原来的两倍，但平衡向右移动，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；D项，体积不变，反应物及生成物浓度不变，所以正、逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色无变化，错误。 【加固训练】 化学反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)(正反应为吸热反应)达到平衡，下列叙述中正确的是() A.扩大容器的容积，平衡向正反应方向移动 B.升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动 C.加入水蒸气使容器压强增大，平衡向逆反应方向移动 D.加入固体碳，平衡向正反应方向移动 【解析】选A。该反应是气体体积增大的反应，扩大容器体积，压强减小，平衡正向移动，A正确；升高温度，正、逆反应速率均增大，B错误；加入水蒸气，增加了反应物浓度，平衡正向移动，C错误；加入固体，平衡不移动，D错误。 3.(2017南阳模拟)将1 mol N2和3 mol H2充入体积可变的恒温密闭容器中，在380下发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，平衡时，体系中氨的体积分数(NH3)随压强变化的情况如下表： 压强/MPa 10 20 30 40 (NH3) 0.30 0.45 0.54 0.60 下列说法正确的是() 世纪金榜导学号30682340 A.10 MPa时，H2的转化率为75% B.20 MPa时，NH3的物质的量浓度是10 MPa时的1.5倍 C.40 MPa时，若容器的体积为VL，则平衡常数K= D.30 MPa时，若向容器中充入惰性气体，则平衡向正反应方向移动 【解析】选C。 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 开始(mol) 1 3 0 反应(mol) x 3x 2x 平衡(mol) 1-x 3-3x 2x A项，10 MPa时，2x=0.3(4-2x)mol，解得x= mol，H2的转化率为 100%，错误；B项，20 MPa时，2x=0.45(4-2x)mol，解得x= mol，NH3的物质的量浓度是10 MPa时的 = 倍，错误；C项，40 MPa时，2x=0.6(4-2x)mol，解得x=0.75 mol，若容器的体积为VL，则平衡常数K= = ，正确；D项，30 MPa时，若向容器中充入惰性气体，容器的体积增大，相当于对平衡体系减小压强，平衡向逆反应方向移动，错误。 4.(2017太原模拟)在某恒温密闭容器中，投入一定量的A发生可逆反应：A(s) B(g)+C(g)H=-QkJmol-1(Q0)。一段时间后反应达到平衡，然后缩小容器体积，重新达到平衡。下列分析不正确的是() 世纪金榜导学号30682341 A.两次平衡时，C(g)的浓度相等 B.平衡时，单位时间内n(B)生成n(C)消耗=11 C.若再向平衡体系中加入少量A，平衡不移动 D.若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C，则达到平衡时吸收QkJ热量 【解析】选D。平衡常数K=c(B)c(C)，只与温度有关，则缩小容器体积，K保持不变，因c(B)、c(C)同等倍数变化，为使K保持不变，只有c(B)、c(C)浓度均不变化，即与原平衡浓度相等，A正确；根据平衡的v(正)=v(逆)可知，平衡时，单位时间内n(B)生成n(C)消耗=11，B正确；因A是固体，再向平衡体系中加入少量A，平衡不移动，C正确；由于反应是可逆反应，因此达到平衡时吸收热量小于QkJ，D错误。 5.在某2 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应：2X(g)+Y(g) 3Z(g)H，反应过程中持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是 世纪金榜导学号30682342() A.升高温度，平衡常数增大 B.W点Y的正反应速率等于M点Y的正反应速率 C.Q点时，Y的转化率最大 D.平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大 【解析】选C。在a之前，反应向正反应方向进行，在a时反应达到平衡状态，升高温度X的含量增大，平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应。A项，该反应为放热反应，升高温度平衡逆移，平衡常数减小，错误；B项，W点对应的温度低于M点对应的温度，温度越高，反应速率越高，所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率，错误；C项，曲线上最低点Q为平衡点，升高温度平衡向逆反应方向移动，Y的转化率减小，所以Q点时，Y的转化率最大，正确；D项，反应前后气体的物质的量不变，平衡时充入Z，达到平衡时与原平衡是等效平衡，所以达到新平衡时Z的体积分数不变，错误。 6.(能力挑战题)(2017郴州模拟)在一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入 1 mol A，发生A(g) B(g)+C(g)反应。反应过程中c(C)随时间变化的曲线如图所示，下列说法不正确的是世纪金榜导学号30682343() A.反应在0 50 s的平均速率v(C)=1.610-3molL-1s-1 B.该温度下，反应的平衡常数K=0.025 C.保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(B)=0.11 molL-1，则该反应的 H0 D.反应达平衡后，再向容器中充入1 mol A，该温度下再达到平衡时， 0.1 molL-1c(C)0.2 molL-1 【解析】选C。在0 50 s C的浓度变化量为0.08 molL-1，v(C)= 0.08 molL-1/50 s=1.610-3molL-1s-1，A正确；反应在250 s时达到平衡，此时c(C)= 0.1 molL-1，则 A(g) B(g)+C(g) 起始浓度(molL-1) 0.5 0 0 转化浓度(molL-1) 0.1 0.1 0.1 平衡浓度(molL-1) 0.4 0.1 0.1 则K=c(B)c(C)/c(A)=0.10.1/0.4=0.025，B正确；其他条件不变时，升高温度，B的平衡浓度变大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应，C错误；再加入1 mol A，假设平衡不移动，C的浓度应是原平衡时的二倍，但是压强增大，平衡向逆方向移动，0.1 molL-1c(C)0.2 molL-1，D正确。 【加固训练】 (2015安徽高考)汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)+O2(g) 2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是() A.温度T下，该反应的平衡常数K= B.温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小 C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂 D.若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的H0 【解析】选A。根据图象知温度T下，N2的浓度变化为c0-c1， N2+O2 2NO 起始： c0 c0 0 变化： c0-c1 c0-c1 2(c0-c1) 平衡： c1 c1 2(c0-c1) 平衡常数K= = ，A正确；该反应是气体体积不变的反应，容积固定，气体质量守恒，则气体密度始终不变，B错误；催化剂对平衡移动没有影响，若曲线b对应的条件改变是使用了催化剂，则曲线a、b的平衡状态应相同，但图象显示曲线b对应的氮气的平衡浓度小些，C错误；根据“先拐先平”知，若曲线b对应的条件是温度的改变，则曲线b对应的温度高，若该反应的Ht1)所示。 反应时间/min n(SiF4)/mol n(H2O)/mol 0 1.20 2.40 t1 0.80 a t2 b 1.60 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_(填字母)。 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 e.SiF4的平衡转化率一定增大 【解析】(1)a项，v消耗(SiF4)和v生成(HF)都描述了正反应速率，不能说明是否达到平衡状态；b项，该反应是正向气体体积增大的反应，恒容时压强不变说明气体的物质的量不变，达到化学平衡状态；c项，因反应生成物中有SiO2(s)，气体质量不变时说明达到了平衡状态；d项，HF的体积分数不再变化，说明HF的物质的量不再变化，表明达到了平衡状态。 (2)0t1min，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a=1.60，t2min时，H2O仍为1.60 mol，故b=0.80。由此可判断t1时该反应已经达到化学平衡状态。 (3)使化学平衡常数变大说明平衡一定向正反应方向移动，a正确、b错误；减小压强，平衡正向移动，平衡常数不变，c错误；该反应正反应方向是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数一定变大，d正确；平衡正向移动，反应物的转化率一定增大，e正确。 答案：(1)b、c、d (2)a=1.60(或b=0.80)，说明在一定条件下，t1t2时各组分的浓度(或物质的量)均不再发生改变，则t1时反应已经达到化学平衡状态(3)a、d、e 【加固训练】 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(mol)随时间(min)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 8.(19分)(2017太原模拟)甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景，CO2加氢合成甲醇是合理利用CO2的有效途径。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下： 反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H1=+41.19 kJmol-1 反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H2 反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H3=-49.58 kJmol-1 回答下列问题： (1)反应的S_(填“”)0；反应的H2=_。 (2)在恒压密闭容器中，充入一定量的H2和CO2(假定仅发生反应)，实验测得反应物在不同温度下，反应体系中CO2的平衡转化率与压强的关系曲线如图1所示。 反应过程中，不能判断反应已达到平衡状态的标志是_。 A.断裂3 mol HH键，同时断裂2 mol HO键 B.CH3OH的浓度不再改变 C.容器中气体的平均摩尔质量不变 D.容器中气体的压强不变 比较T1与T2的大小关系：T1_T2(填“”)，理由是_ _。 在T1和p6的条件下，往密闭容器中充入3 mol H2和1 mol CO2，该反应在第5 min时达到平衡，此时容器的体积为1.8 L；则该反应在此温度下的平衡常数为_。 a.若此条件下反应至3 min时刻，改变条件并于A点处达到平衡，CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示(34 min的浓度变化未表示出来)；则改变的条件为_。 b.若温度不变，压强恒定在p8的条件下重新达到平衡时，容器的体积变为_ _L。 【解析】(1)根据方程式可判断反应的S0；根据盖斯定律，反应可由 -得到，所以反应的焓变H2=H3-H1=-90.77 kJmol-1；(2)A.由于甲醇和水中均含有OH键，因此断裂3 mol HH键，同时断裂2 mol HO键不能说明反应达到平衡状态，符合题意；B.CH3OH的浓度不再改变说明反应达到平衡状态，不符合题意；C.正反应是体积减小的，又因为质量不变，所以容器中气体的平均摩尔质量不变说明反应达到平衡状态，不符合题意；D.由于是恒压，所以容器中气体的压强不变不能说明反应达到平衡状态，符合题意。由于正反应是放热反应，因此在压强相等时温度升高二氧化碳的转化率降低，所以根据图象可知T15 min，这说明反应速率降低，因此改变的条件为降低压强。b.若温度不变，压强恒定在p8的条件下重新达到平衡时二氧化碳的转化率为60%，则 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 初始量(mol) 1 3 0 0 变化量(mol) 0.6 1.8 0.6 0.6 平衡量(mol) 0.4 1.2 0.6 0.6 所以 = ，解得V=0.533 L。 答案：(1)-90.77 kJmol-1 (2)A、D反应为放热反应，温度降低，反应正向移动，所以T1”“”或“=”)0；T0温度下，NH3的转化率为_。 【解析】(1)2v正(H2)=3v逆(NH3)时说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，A错误；生成m mol N2，必生成3m mol H2，且只说明了逆反应速率，但反应不一定达到平衡，B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错误。(2)由题给条件，可知氨气与溴蒸气反应生成氮气和溴化氢。H=反应物的总键能-生成物的总键能=(3916+1943-946-3666)kJmol-1= -214 kJmol-1。 (3)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c=0.20，则a=0.20，7 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 molL-1min-1。 该温度下平衡时，c(CH4)=0.10 molL-1，c(H2O)=0.40 molL-1，c(CO)= 0.10 molL-1，c(H2)=0.30 molL-1，则K= =0.067 5。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。(4)由图象可知，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 molL-1，则反应消耗的n(NH3)=3.0 mol，NH3的转化率为 100%=75%。 答案：(1)C (2)2NH3(g)+3Br2(g) N2(g)+6HBr(g) H=-214 kJmol-1 (3)是0.02 molL-1min-10.067 5D (4)75%20 20