2020高考化学一轮复习限时规范训练第七章第2讲化学平衡状态化学平衡的移动（含解析）新人教版.docx

化学平衡状态 化学平衡的移动A组(20分钟)1可逆反应：2NO(g)O2(g)2NO2(g)，在体积不变的密闭容器中反应，一定达到平衡状态的标志是()A单位时间内生成n mol O2的同时生成n mol NO2B混合气体的颜色不再改变的状态Cv(NO2)v(NO)v(O2)221的状态D混合气体的密度不再改变的状态解析：选B。A.单位时间生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，能够证明达到平衡状态，A项不是平衡状态；B.由于NO2是红棕色气体，而O2和NO是无色气体，因此混合气体的颜色不再改变时，证明密闭容器中各物质的浓度保持不变，因此可以证明达到平衡状态；C.任何时刻，用不同物质表示化学反应速率时，速率的数值之比等于化学计量数之比，因此v(NO2)v(NO)：v(O2)221的状态不一定是平衡状态；D.由于反应物和生成物都是气体，根据质量守恒，反应前后气体的总质量不变，密闭容器的体积不变，因此反应前后混合气体的密度一直不变，故混合气体的密度不再改变的状态不一定是平衡状态。2对于反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(0t1：v正v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)()解析：选C。分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，A不选；增大压强，v正、v逆都增大，v正增大的倍数大于v逆，B不选；升高温度，v正、v逆都瞬间增大，C条件与图像不相符；加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，D不选。3(2018湖南长沙模拟)对于反应：X(g)Y(g)2Z(g)H0的反应，某一时刻改变外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是()At1时刻，增大了X的浓度Bt1时刻，升高了体系温度Ct1时刻，降低了体系温度Dt1时刻，使用了催化剂解析：选D。由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大X的浓度，升高(或降低)体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率，A、B、C错误。使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，D正确。4将2 mol SO2和1 mol O2分别置于相同容积的甲、乙两密闭容器中发生反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)并达到平衡。在该过程中，甲容器保持恒温恒容，乙容器保持恒温恒压，达到平衡时，下列说法正确的是()A达到平衡所需的时间：甲乙B甲中SO2的转化率乙中SO2的转化率C混合气体中SO3的含量：甲乙D气体的总物质的量：甲甲，乙中反应速率大，达到平衡所需的时间为：甲乙，A正确；压强乙甲，则甲中SO2的转化率甲，则平衡混合气体中SO3的含量：甲甲，则气体总物质的量：甲乙，D错误。本题为典型易错题。错因：对两平衡的不同条件不会对比分析。纠错方法：反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的气体分子数减少，则随着反应的进行，甲容器中的压强小于乙容器，若对甲容器加压可使之转变为容器乙的状态，据此分析即可得出正确结论。5(2018山东滨州高三期末考试)在一定温度下，发生如下反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HKcKaDb、c点均为化学平衡点，a点未达平衡且反应正向进行解析：选B。A.根据图像可知SO2的起始量越大，混合气体中SO3的体积分数不一定越大，A错误；B.二氧化硫越少，氧气越多，则二氧化硫的转化率越大，a点转化率最大，B正确；C.平衡常数只与温度有关系，a、b、c三点的平衡常数均相等，C错误；D.a、b、c均为化学平衡点，D错误，答案选B。6700 时，向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2t1)：反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.20t20.80依据题意回答下列问题：(1)反应在t1 min内的平均速率为v(H2)_ molL1min1。(2)保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O，到达平衡时，n(CO2)_mol。(3)温度升至800 ，上述反应的平衡常数为0.64，则正反应为_反应(填“放热”或“吸热”)。(4)700 时，向容积为2 L的密闭容器中充入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的物质的量分别为1.20 mol、2.00 mol、1.20 mol、1.20 mol，则此时该反应v(正)_v(逆)(填“”“”或“”)。(5)该反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件，CO和CO2浓度发生变化的情况如图所示。图中t2时刻发生改变的条件可能是_或_。(6)若该容器容积不变，能说明反应达到平衡的是_。c(CO)与c(H2)的比值保持不变v(CO2)正v(H2O)逆体系的压强不再发生变化混合气体的密度不变体系的温度不再发生变化气体的平均相对分子质量不变 解析：(1)t1 min内消耗水0.4 mol，生成氢气0.4 mol，反应在t1 min内的平均速率v(H2) molL1min1；(2)t1 min时n(CO)0.80 mol，t2 min时n(CO)0.80 mol，说明t1 min时反应达到平衡状态，则K1，保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.6 mol CO和1.20 mol H2O，到达平衡时设CO2物质的量为x mol，则1，解之x0.40。(3)温度升至800 ，上述反应平衡常数为0.64，平衡常数减小，则正反应为放热反应。(4)Qv(逆)。(5)该反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻c(CO2)逐渐增大，c(CO)逐渐减小，说明平衡正向移动，改变条件可能是降温、增大c(H2O)或减小c(H2)。(6)CO是反应物，H2是生成物，c(CO)与c(H2)的比值保持不变，一定平衡；v(CO2)正v(H2O)逆，正、逆反应速率相同，一定平衡；由于反应前后气体的物质的量不变，则体系的压强是一恒量，压强不变反应不一定平衡；根据，密度为恒量，混合气体的密度不变不一定平衡；该反应放热，体系的温度不再发生变化，一定平衡；根据M，平均相对分子质量为恒量，气体的平均相对分子质量不变不一定平衡。本题作为化学反应速率与平衡的综合性题目，由于综合性强、计算量大导致难度上升，易错填空为(2)(4)两空。错因与纠错方法：K只与温度有关，温度不变则K值不变，无论初始反应物的物质的量如何；而v(正)与v(逆)的大小关系，要通过Qc与K的大小比较进行判断。答案：(1)(2)0.40(3)放热(4)(5)降温增大c(H2O)或减小c(H2)(6)B组(30分钟)7反应CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)在常压下进行，向体积可变的密闭容器中加入足量的固体CaSO4和CaO，通入1 mol CO，且向容器中通入一定量N2，如图表示温度和投料比M对CO平衡转化率的影响。，下列说法正确的是()AA、B两点对应的平衡常数：KAKBB投料比：M1M2M3C反应速率：ACD混合气体平均相对分子质量：CB 解析：选B。分析图中三条曲线，随温度的升高，CO的转化率均增大，则该反应为吸热反应，温度越高，化学平衡常数越大，故KAM2M3，B项正确；A、C点温度相同，A点时充入N2多，反应体系分压小，反应物浓度小，反应速率小，C项错误；B点对应温度比C点高，B点CO转化率大，SO2和CO2的百分含量大，混合气体的平均相对分子质量大，D项错误。8如图为一定温度下容积不变的密闭容器中，氨的催化氧化4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H905 kJmol1平衡体系中NO的体积分数随O2物质的量增加的变化曲线，下列说法正确的是()A平衡常数KAv(逆)CNH3的转化率BCADB点时n(NH3)n(O2)45解析：选D。温度不变，化学平衡常数不变，A项错误；图中曲线上的点均处于平衡状态，任意一点都存在v(正)v(逆)，B项错误；增大O2的浓度，可使NH3转化率增大，故NH3的转化率CBA，C项错误；当n(NH3)n(O2)45时，NH3转化率和O2转化率相等，此时NO体积分数最大，D项正确。9(2018辽宁师范大学附属中学高三上学期期末考试)T1时，向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的A气体和B气体，发生如下反应：A(g)2B(g)C(g)。反应过程中测定的部分数据见下表：反应时间/minn(A)/moln(B)/ mol0 1.001.20100.50300.20下列说法错误的是()A前10 min内反应的平均速率为v(C)0.025 0 molL1min1B保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.50 mol A气体和0.60 mo1 B气体，到达平衡时，n(C)T2)，上述反应平衡常数为20，则正反应为放热反应解析：选D。A.前10 min内反应的平均速率为v(C)v(A)0.025 0 molL1min1，故A正确；B.题目所述条件下达到平衡时，c(C)0.25 mol/L，保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.50 mol A气体和0.60 mol B气体，与题目所述条件相比相当于减压，平衡左移，达到新平衡时，n(C)T2)，平衡常数减小，表明降温平衡左移，则正反应为吸热反应，故D错误。10(2018山东菏泽高三上学期期末考试)MnO2可作氧化剂、催化剂和干电池中的去极化剂，通过图1装置焙烧MnCO3可以制取MnO2。已知：2MnO(s)O2(g)=2MnO2(s)H1a kJmollMnCO3 (s)=MnO(s)CO2 (g)H2b kJmoll回答下列问题：(1)写出图1装置中制取MnO2的热化学方程式：_(H用含a、b的代数式表示)。(2)一定条件下，在1 L恒容密闭容器中，该反应达到化学平衡时，CO2与O2的物质的量之比为m，氧气的物质的量为2 mol，则化学平衡常数K_。(3)用真空抽气泵不断抽气的目的是_(从化学平衡的角度回答)。(4)某科研小组对碳酸锰与空气反应制备二氧化锰的条件(焙烧温度和气氛)进行了研究，获得三幅图(如图所示)。制备时焙烧温度为_，气氛条件为_。图2中是在常压(0.1 MPa)下获得的数据，试在图2中用虚线画出10 MPa下反应温度与转化率的关系图。解析：(1)由题中信息可知，可认为制取MnO2的过程先后发生了两个反应：MnCO3 (s)=MnO(s)CO2 (g)H2b kJmoll，2MnO(s)O2(g)=2MnO2(s)H1a kJmoll，由2可得制取MnO2的热化学方程式为2MnCO3(s)O2(g)=2MnO2(s)2CO2 (g)H(a2b) kJ/mol。(2)一定条件下，在1 L恒容密闭容器中，该反应达到化学平衡时，CO2与O2的物质的量之比为m，氧气的物质的量为2 mol，则CO2的物质的量为2m mol，CO2与O2的物质的量浓度分别为2m mol/L和2 mol/L，该反应的化学平衡常数K2m2。(3)用真空抽气泵不断抽气的目的是减小反应体系压强，使平衡正向移动，提高MnCO3转化率。(4)由图可知，该反应在350 左右(或325375 )、水分含量为30%左右(或水分含量为20%40%)的湿空气中焙烧，化学反应速率最快且反应物的转化率最高。制备时焙烧温度为350 左右(或325375 )，气氛条件为湿空气，其中水分含量为30%左右(或水分含量为20%40%)。该反应是一个气体分子数减少的反应，在相同温度下，增大压强后，化学平衡向逆反应方向移动，反应物的转化率会变小。图2中是在常压(0.1 MPa)下获得的数据，在图2中的曲线下方用虚线画出10 MPa下反应温度与转化率的关系图如图。答案：(1)2MnCO3(s)O2(g)=2MnO2(s)2CO2 (g)H(a2b) kJ/mol(2)2m2(3)减小反应体系压强，使平衡正向移动，提高MnCO3转化率(4)350 左右(或325375 )湿空气，其中水分含量为30%左右(或水分含量为20%40%)11催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，在CO2中通入H2，二者可发生以下两个平行反应：反应 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H153.7 kJmol1反应 CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H241.2 kJmol1某实验室控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比)：反应序号T/K催化剂CO2转化率/%甲醇选择性/%543Cu/ZnO纳米棒12.342.3543Cu/ZnO纳米片10.972.7553Cu/ZnO纳米棒15.339.1553Cu/ZnO纳米片12.071.6(1)CO2的电子式是_。(2)反应的平衡常数表达式是K_。 (3)对比和可发现：同样催化剂条件下，温度升高，CO2转化率升高， 而甲醇的选择性却降低，请解释甲醇选择性降低的可能原因_；对比、可发现，在同样温度下，采用Cu/ZnO纳米片使CO2转化率降低， 而甲醇的选择性却提高，请解释甲醇的选择性提高的可能原因_。(4)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有_。 a使用Cu/ZnO纳米棒做