2022年高考化学一轮复习化学反应速率和化学平衡专题02化学平衡状态练习.doc

专题02 化学平衡状态1催化复原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。在恒容密闭容器中，CO2和H2在催化剂作用下发生反响：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)。CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再改变时，以下说法正确的选项是A. CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度一定相等B. 该反响已经到达化学平衡状态C. CO2和H2完全转化为CH3OH和H2OD. CO2、H2的反响速率等于CH3OH、H2O的反响速率且为零【答案】B【解析】CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再改变时，到达平衡状态，但CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度不一定相等，故A错误；根据化学平衡的定义，反响物、生成物浓度不变的状态为平衡状态，故B正确；可逆反响，反响物不可能完全转化为生成物，故C错误；平衡状态时，正逆反响速率一定相等，但反响速率不等于0，故D错误。2研究反响2X(g)Y(g)+Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度为0，反响物X的浓度(molL1)随反响时间(min)的变化情况如下图。以下说法不正确的选项是A. 比拟实验、得出：升高温度，化学反响速率加快B. 比拟实验、得出：增大反响物浓度，化学反响速率加快C. 假设实验、只有一个条件不同，那么实验使用了催化剂D. 在010min之间，实验的平均速率v(Y)=0.04molL1min1【答案】D【解析】分析：A. X的起始浓度相等，温度升高，化学反响速率加快；B. 实验温度相同，随着反响物X的浓度增大，化学反响速率加快；C.其它条件下不变，催化剂能够加快反响速率；D.根据方程式中物质化学系数关系，根据v(Y)=C/t进行计算。详解：实验、两组实验，X的起始浓度相等，温度由第组实验的800升高到820，反响速率明显加快，说明温度升高，化学反响速率加快，A正确。从图像可以看出，实验、两组实验温度相同，随着反响物X的浓度增大，化学反响速率加快，B正确；实验、，X的起始浓度相等，温度相同，平衡状态也相同，但是实验反响速率快，到达平衡的时间短，说明实验使用了催化剂，C正确；从图像可以直接求得010min之间实验的平均速率：1-0.8/10=0.02 molL1min1,那么根据化学方程式的计量数关系可知：v(Y)=0.01 molL1min1，D错误；正确选项D。3能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是未来重要的能源物质之一。一定条件下，恒容密闭容器中，发生反响：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) 。以下能充分说明该反响已经到达化学平衡状态的是A. 正、逆反响速率都等于零 B. CO、H2、CH3OH的浓度不再变化C. CO、H2、CH3OH的浓度相等 D. CO、H2、CH3OH在密闭容器中共存【答案】B【解析】分析：在一定条件下，当可逆反响的正反响速率和逆反响速率相等时但不为0，反响体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，据此解答。详解：A. 平衡时正、逆反响速率相等，但不等于零，A错误；B. CO、H2、CH3OH的浓度不再发生变化说明反响到达平衡状态，B正确；C. CO、H2、CH3OH的浓度相等不能说明正逆反响速率相等，不一定处于平衡状态，C错误；D. CO、H2、CH3OH在密闭容器中共存不能说明正逆反响速率相等，不一定处于平衡状态，D错误。答案选B。4煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反响，降低脱硫效率。相关反响的热化学方程式如下:CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) H1=+218.4 kJ/mol(反响I)CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) H2=-175.6 kJ/mol (反响II)以下有关说法正确的选项是( )A. 提高反响体系的温度，能降低该反响体系中SO2生成量B. 反响II在较低的温度下可自发进行C. 用生石灰固硫的反响为:4CaO(s)+4SO2(g) 3CaSO4(s)+CaS(s) H3，那么H3H2D. 由反响I和反响II可计算出反响CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓变【答案】B【解析】分析：由的两个热化学方程式，结合温度对化学平衡的影响规律，即可分析A选项，根据自由能判据可分析B选项，利用盖斯定律可分析出C、D两个选项。详解：A、只有在反响I中生成SO2，且该反响为吸热反响，所以升高温度，有利于反响I平衡向右移动，生成更多的SO2，故A错误；B、要使反响II自发进行，那么自由能判据G=H-TS0，H20，H20，所以H30),以下说法正确的选项是A. 当v正(X) = v逆(M),说明反响到达平衡状态B. 到达化学平衡状态时，反响放出的总热量为akJC. 反响到达平衡时，X和Y的转化率相等D. 降低反响温度，正反响速率增大，逆反响速率减小【答案】C【解析】分析：M为固体，其浓度在反响过程中不变，故不能用其表示该反响的化学反响速率。该反响为可逆反响，反响物不能完全转化为生成物，故到达化学平衡状态时，反响放出的总热量小于akJ。反响物的起始量和变化量均等于化学计量数之比，故当反响到达平衡时，X和Y的转化率相等。降低反响温度，正反响速率减小，逆反响速率也减小。详解：A. M为固体，其浓度在反响过程中不变，故不能用其表示该反响的化学反响速率，A不正确；B. 该反响为可逆反响，反响物不能完全转化为生成物，故到达化学平衡状态时，反响放出的总热量小于akJ，B不正确；C. 反响物的起始量和变化量均等于化学计量数之比，故当反响到达平衡时，X和Y的转化率相等，C正确；D. 降低反响温度，正反响速率减小，逆反响速率也减小，D不正确。此题选C。13在一定温度下，可逆反响 Xg+3Yg2Zg到达平衡的标志是A. Z的生成速率是X消耗速率的2倍B. 单位时间生成a mol X，同时生成3a mol YC. X、Y、Z的浓度不再变化D. X、Y、Z的分子数之比为1:3:2【答案】C【解析】分析：A项，“Z的生成速率是X消耗速率的2倍只表示正反响速率，不能判断反响到达平衡；B项，“单位时间生成amolX，同时生成3amolY 只表示逆反响速率，不能判断反响到达平衡；C项，“X、Y、Z的浓度不再变化能判断反响到达平衡；D项，“X、Y、Z的分子数之比为1:3:2”不能判断反响到达平衡。详解：A项，“Z的生成速率是X消耗速率的2倍只表示正反响速率，不能判断反响到达平衡；B项，“单位时间生成amolX，同时生成3amolY 只表示逆反响速率，不能判断反响到达平衡；C项，“X、Y、Z的浓度不再变化能判断反响到达平衡；D项，“X、Y、Z的分子数之比为1:3:2”不能判断反响到达平衡；答案选C。14反响2CH3OHgCH3OCH3gH2Og在某温度下的平衡常数为400。此温度下，在2 L的密闭容器中参加a mol CH3OH，反响到某时刻测得各组分的浓度如下：物质CH3OHCH3OCH3H2O浓度/molL10.440.60.6以下说法正确的选项是A. 参加CH3OH的物质的量a1.64B. 此时刻正反响速率大于逆反响速率C. 假设起始时参加2a mol CH3OH，那么到达平衡时CH3OH的转化率减小D. 假设混合气体的平均摩尔质量不再变化，那么说明反响已到达平衡状态【答案】B【解析】分析：A. 根据三段式可以进行计算；B. 根据浓度商与平衡常数的关系进行判断；C. 其它条件不变，增大反响物浓度，相当于加压过程，根据平衡移动方向进行分析；D. 根据变量不变进行反响是否到达平衡状态的判定。详解：根据方程式，生成的H2O的物质的量为0.6mol/L2=1.2mol，为反响的CH3OH的物质的量为0.44mol/L2=0.88mol，乙醇a=0.88mol+1.2mol2=3.28mol，A错误；浓度商Qc=1.34K=400，反响向正反响进行，此时正反响速率大于逆反响速率，B正确；假设起始时参加2a mol CH3OH，相当于增大压强，增大压强，平衡不移动，CH3OH的转化率不变，C错误；平均摩尔质量=，该反响中m和n均不发生变化，平均摩尔质量始终不变，平均摩尔质量不变不能说明反响已到达平衡状态，D错误；正确选项B。15常压下羰基化法精炼镍的原理为：Nis4COgNiCO4g。230时，该反响的平衡常数 K2105。：NiCO4的沸点为 42.2，固体杂质不参与反响。第一阶段：将粗镍与 CO 反响转化成气态NiCO4；第二阶段：将第一阶段反响后的气体别离出来，加热至230制得高纯镍。以下判断正确的选项是A. 第一阶段，在30和50两者之间选择反响温度，选50B. 增大cCO，平衡正向移动，反响的平衡常数增大C. 第二阶段，NiCO4分解率较低D. 该反响到达平衡时，生成NiCO44生成CO【答案】A【解析】分析：A. 根据NiCO4的沸点进行分析；B. 反响的平衡常数只与反响温度有关；C.根据反响平衡常数进行分析，在230时该反响的逆反响进行的程度很大；D.化学反响速率之比等于化学计量数之比。详解：NiCO4的沸点为42.2，欲将NiCO4别离出反响体系，温度需高于其沸点，因此选50，A正确；反响的平衡常数只与反响温度有关，增加反响物浓度，平衡正向移动，但平衡常数不变，B错误；由反响的平衡常数可知，在230时该反响的逆反响进行的程度很大，NiCO4的分解率较高，C错误；化学反响速率之比等于化学计量数之比，那么反响到达平衡时，4生成NiCO4生成CO，D错误；正确选项A。16一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反响物，发生反响2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反响放热)，测得反响的相关数据如下：以下说法正确的选项是A. v1 v2，c2 K3，p2 2p3C. v13(SO2 ) D. c2 2c3，2(SO3 )+3(SO2 )1【答案】CD【解析】分析：比照容器的特点，将容器1和容器2比照，将容器1和容器3比照。容器2中参加4molSO3等效于在相同条件下反响物投入量为4molSO2和2molO2，容器2中起始反响物物质的量为容器1的两倍，容器2相当于在容器1达平衡后增大压强，将容器的体积缩小为原来的一半，增大压强化学反响速率加快，21，增大压强平衡向正反响方向移动，平衡时c22c1，p22p1，1SO2+2SO31，容器1和容器2温度相同，K1=K2；容器3相当于在容器1到达平衡后升高温度，升高温度化学反响速率加快，31，升高温度平衡向逆反响方向移动，平衡时c3c1，p3p1，3SO21SO2，K3K1。详解：比照容器的特点，将容器1和容器2比照，将容器1和容器3比照。容器2中参加4molSO3等效于在相同条件下反响物投入量为4molSO2和2molO2，容器2中起始反响物物质的量为容器1的两倍，容器2相当于在容器1达平衡后增大压强，将容器的体积缩小为原来的一半，增大压强化学反响速率加快，21，增大压强平衡向正反响方向移动，平衡时c22c1，p22p1，1SO2+2SO31，容器1和容器2温度相同，K1=K2；容器3相当于在容器1到达平衡后升高温度，升高温度化学反响速率加快，31，升高温度平衡向逆反响方向移动，平衡时c3c1，p3p1，3SO21SO2，K3K1。根据上述分析，A项，21，c22c1，A项错误；B项，K3K1，p22p1，p3p1，那么p22p3，B项错误；C项，31，3SO21SO2，C项正确；D项，c22c1，c3c1，那么c22c3，1SO2+2SO31，3SO21SO2，那么2SO3+3SO21，D项正确；答案选CD。17现有三个体积相同的密闭容器，按以下图所示投料，并在T条件下开始反响，其中容器I保持恒压100kPa。:分压=总压物质的量分数，对于2NO2(g)N2O4(g)H0，T时，标准平衡常数K=p(N2O4)/100kPa/p(NO2) /100kPa2=0.75, 式中p(N2O4) 、p(NO2)为气体分压。以下说法正确的选项是A. 达平衡时，容器中N2O4转化率小于50%B. 达平衡时，容器中N2O4分压比容器中的大C. 达平衡时，容器中N2O4的体积分数比容器中的大D. 假设起始时向容器中充入2molN2O4、2molNO2,到达平衡前v(正)v(逆)【答案】AD【解析】假设在恒温恒容条件下，三个容器中的反响为等效平衡。A.将容器中2molNO2转化为N2O4，可得1molN2O4，设有xmolN2O4反响生成NO2，根据条件容器I中保持恒压100kPa，T时，标准平衡常数K=p(N2O4)/100kPa/p(NO2) /100kPa2=0.75,可知=0.75，解得x=0.5,因此N2O4转化率=50%，到达平衡时由于容器是绝热恒容，容器是恒温恒容，所以到达平衡时容器中的温度高于容器中的温度，而该反响是放热反响，因此平衡时容器中N2O4转化率小于50%，A正确；B. 容器是绝热恒容，达平衡时，容器中的温度高于容器中的温度，容器中N2O4的物质的量小于容器，因此容器中N2O4分压比容器中的小，B错误；C. 容器是绝热恒容，达平衡时，容器中的温度高于容器中的温度，导致容器中N2O4的物质的量小于容器，因此容器中N2O4的体积分数比容器中的小，C错误；D. 假设起始时向容器中充入2molN2O4、2molNO2,由于容器保持恒温恒压，那么必须扩大容器的体积，而该反响是气体体积减小的反响，所以在到达平衡前该反响一直向逆反响方向进行，因此到达平衡前v(正)0)。当反响到达平衡后，反响放出的热量为Q1 kJ，物质X的转化率为；假设平衡后再升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小，那么1化学计量数a的值为_；此反响的逆反响S_0 (填,)。2以下说法中能说明该反响到达了化学平衡状态的是_。A、容器内压强一定 B、v(X)正=2 v (Y)逆C、容器内Z分子数一定 D、容器内气体的质量一定E、容器内气体的密度一定 F：X、Y、Z、W的浓度之比为21a13维持温度不变，假设起始时向该容器中参加的物质的量如以下各项，那么反响到达平衡后(稀有气体不参与反响),与之是等效平衡的是_。A2 mol X、1mol Y、1mol Ar Ba mol Z、1mol WC1 molX、0.5mol Y、0.5a mol Z、0.5 mol W D2 mol X、1mol Y、1mol Z4维持温度不变，假设起始时向容器中参加4mol X和6 mol Y，假设达平衡时容器内的压强减小了15%，那么反响中放出的热量为_kJ。5：该反响的平衡常数随温度的变化如下表：温度/150200250300350平衡常数K9.945.2105021试答复以下问题：假设在某温度下，2 mol X和1 mol Y在该容器中反响达平衡， X的平衡转化率为50，那么该温度为_。【答案】 1 ABC ABC 1.5Q kJ 300【解析】分析：1反响放热，假设平衡后再升高温度，那么平衡向左移动，混合气体的平均相对分子质量减小，说明反响物气体的化学计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和，以此进行分析。2反响到达平衡状态时，物质的浓度、含量、质量等不再发生变化，由于反响前后气体的化学计量数之和不相等，那么平衡时压强不再发生变化，由于是在固定体积的容器中反响，那么无论是否到达平衡状态，质量和密度都不变，由此分析解答。3对一般的可逆反响，在T 、V不变的条件下，只改变起始参加情况，只要通过可逆反响的化学计量系数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，那么二平衡等效；据此分析解答此题。4同一条件下，压强之比和气体的物质的量成正比，因此压强的减小量等于气体的物质的量的减小量，据此分析解答。5计算该温度下的平衡常数，根据表格中平衡常数和温度的关系判断即可。详解：1反响放热，假设平衡后再升高温度，那么平衡向左移动，混合气体的平均相对分子质量减小，说明反响物气体的化学计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和，即2+1a+1，那么a=1；反响方程式为2X(g) + Y(g) Z(g) + W(g)，S0；正确答案：1；。2由于反响前后气体的化学计量数之和不相等，那么压强不再发生变化说明到达平衡，A正确；反响速率之比和系数成正比，且满足正逆反响速率关系为v(X)正=2 v (Y)逆，说明该反响到达了化学平衡状态，B正确；容器内Z分子数一定，即Z的浓度不再发生变化，反响到达了化学平衡状态，C正确；由于反响前后各物质均为气态，气体的质量始终不变，所以容器内气体的质量一定不能判断到达平衡，D错误；参与反响各物质均为气态，气体总质量始终不变，由于是在固定体积的容器中反响，那么无论是否到达平衡状态，密度都不变，E错误； X、Y、Z、W的浓度之比为21a1只是反响的一种情况，不能判定反响到达了化学平衡状态，F错误；正确选项ABC。3针对2X(g) + Y(g) a Z(g) + W(g)反响，当维持温度不变，容器的体积不变，参加2molX和1molY，反响到达平衡；当改变物质的投入量，最终转化为反响的的量与原投入量相等，平衡等效；维持温度不变，容器的体积不变，参加2molX和1molY，反响到达平衡；再参加稀有气体，对该平衡无影响，与原平衡等效，A正确；参加amolZ、1molW，根据反响关系，把生成物全部转化为反响物，相当于参加2molX和1molY，与原平衡等效,B正确；参加1molX、0.5molY、0.5amol Z、0.5molW，根据反响关系，把生成物全部转化为反响物，其量为2molX和1molY，与原平衡等效，C正确；2molX、1molY、1molZ，反响物的量小于2molX和1molY，与原平衡不等效；正确选项ABC。(4)同一容器中,物质的分子数之比等于物质的量之比,当反响到达平衡时容器内的分子数目减少15%时,气体的物质的量减少15%,即气体的物质的量减少4+615%=1.5mol,根据2X(g)+Y(g) Z(g) + W(g)反响，知当气体的物质的量减少1.5mol时参加反响的X的物质的量是3mol,那么反响中放出的热量为1.5QkJ；正确答案：1.5Q kJ。52molX和1molY在容器M中反响并到达平衡，x的平衡转化率为50%，2X(g) + Y(g) a Z(g) + W(g)起始量 2 1 0 0转化量 1 0.5 0.5 0.5平衡量 1 0.5 0.5 0.5平衡时，c(X)=(1-0.5)2/1=1mol/L, c(Y)=0.5/1=0.5 mol/L, c(Z)= c(W)=0.5/1=0.5 mol/L；平衡常数K= c(Z)c(W)/ c(Y)c2(X)=0.50.5/120.5=0.5,所以其温度是300；正确答案：300。20硫的氧化物是形成酸雨的罪魁祸首，含硫烟气(主要成分为SO2)的处理备受关注，主要有以下两种方法。请答复以下问题：.碱液吸收法步骤1：用足量氨水吸收SO2。步骤2：再参加熟石灰，发生反响2NHCa22OHSO=CaSO32NH3H2O。(1)：25 时，Kb(NH3H2O)a；Ksp(CaSO3)b。该温度下，步骤2中反响的平衡常数K_(用含a、b的代数式表示)。.水煤气复原法：.2CO(g)SO2(g) S(l)2CO2(g) H137.0 kJmol1.2H2(g)SO2(g) S(l)2H2O(g) H245.4 kJmol1(2)写出CO(g)与H2O(g)反响生成CO2(g) 、H2(g)的热化学方程式为_。假设该反响在绝热、恒容体系中进行，到达平衡的标志_