2019届高考化学难点剖析专题36化学平衡状态的判断练习.docx

专题36 化学平衡状态的判断1（2019届山西省大同市第一中学高三8月开学检测）定温度下，将2molSO2和lmolO2充入10L恒容密闭容器中，发生反应 2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) H=-196 kJmol-1，5min时达到平衡，测得反应放热166.6 kJ。下列说法错误的是A 05 min内，用O2表示的平均反应速率v(O2)=0.017 molL-1 min-1B n(O2)n(SO3) 的值不变时，该反应达到平衡状态C 若增大O2的浓度，SO2的转化率增大D 条件不变，起始向容器中充入4 mol SO2和 2 mol O2，平衡时放热小于333.2 kJ【答案】D2（2018届江苏省盐城市高三第三次模拟考试）下列说法正确的是（ ）A 反应2N2O(g)=2N2 (g)+O2(g)的H0，S0，选项A错误；B、电解法精炼粗铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液为含铜离子的溶液，选项B正确；C、反应KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O，碘由+5价变为0价和由-1价变为0，每消耗1molKIO3转移的电子数目为56.021023，选项C错误；D、恒温恒容密闭容器中进行的反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，反应为气体体积不变的反应，压强始终不变，故当压强不再发生变化不能说明已达到平衡状态，选项D错误。3（2018届四川省乐山市第二次调查研究考试）甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下:I.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2kJ/molIII.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H3=-49.53kJ/mol某些物质的标准生成热物质COCO2H2CH3OH(g)标准生成热(kJ/mol)-110.52-393.510-201.25回答下列问题:(1)物质的标准生成热是常用的化学热力学数据，可以用来计算化学反应热。化学反应热:H=生成物标准生成热总和一反应物标准生成热总和。计算 H1=_kJ/mol。(2)在一容积可变的密团容器中，1molCO与2molH2发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1，CO在不同温度下的平衡转化率(a)与压强的关系如图所示。a、b两点的反应速率:v(a)_v(b)(填“”、“”、“或“=”)，原因是_。在c点条件下，下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是_(填代号)。a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍 b.CH3OH的体积分数不再改变C混合气体的密度不再改变 d.CO和CH3OH的物质的量之和保持不变计算图中a点的平衡常数Kp_(kPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。(3)合成甲醇尾气中CO的浓度常用电化学气敏传感器进行测量，其中CO传感器可用下图简单表示，则阳极发生的电极反应为_。【答案】90.73CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的平衡转化率减小，故T1”、“ (5/9)10-9(或5.610-10)【解析】(1)已知：反应I：4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) H=-905.0 kJmol1，反应 II : 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) H=-1266.6kJmol1，根据盖斯定律可知（ II-I）2可得2NO(g) =O2+N2(g) ，H=(-1266.6 kJmol-1)-(-905.0 kJmol-1)2 = H= -180.8 kJmol-1，NO分解生成N2与O2的热化学方程式为2NO(g) N2(g) +O2(g) H= -180.8 kJmol-1；(2) 反应从开始到第2min时，v(H2O)= v(NO)=0.375mol/(Lmin)；在第3min后到4min，根据数据可知反应按比例向逆方向移动，所以不能作为达到平衡状态的标志，选项C错误；D、用NH3、O2、NO、H2O的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为4:5:4:6的状态，不一定是平衡状态，所以不能作为达到平衡状态的标志，选项D错误；答案选B；(3)T1下，c(N2)=1.2mol/L，则生成的氮气为1.2mol/L脳2L=2.4mol，根据反应4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g)可知消耗的氨气为4.8mol，故转化率为；c点温度较高平衡逆向移动，气体的总物质的量减少，压强减小，故图中a、c两点对应的容器内部压强PaPc；(4) 25时，已知NH3H2O的电离常数Kb=1.810-5，则NH4+H2ONH3H2O+H+，Kh=6（2019届四川省成都经济技术开发区实验中学校高三上学期入学考试）无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)H24.4 kJ/mol。（1）将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是 _。av正(N2O4)2v逆(NO2) b体系颜色不变c气体平均相对分子质量不变 d气体密度不变达到平衡后，保持体积不变升高温度，再次到达平衡时，混合气体颜色 _(填 “变深”“变浅”或“不变”)，判断理由_。（2）平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压总压物质的量分数例如：p(NO2)p总x(NO2)。写出上述反应平衡常数Kp表达式 _(用p总、各气体物质的量分数x表示)；影响Kp的因素_。（3）上述反应中，正反应速率v正k正p(N2O4)，逆反应速率v逆k逆p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为_(以k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正4.8104 s1，当N2O4分解10%时，v正_kPas1。（4）真空密闭容器中放入一定量N2O4，维持总压强p0恒定，在温度为T时，平衡时N2O4分解百分率为。保持温度不变，向密闭容器中充入等量N2O4，维持总压强在2p0条件下分解，则N2O4的平衡分解率的表达式为_。【答案】bc变深正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c(NO2)增加，颜色加深温度3.9106a22-a2 (2)由题目信息可知，用某组分(B)的平衡压强(PB)表示平衡常数为：生成物分压的系数次幂乘积与反应物分压系数次幂乘积的比，N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp=，平衡常数只受温度温度影响，温度不变，平衡常数不变；(3)平衡时正逆速率相等，由v正=k正p(N2O4)，v逆=k逆p2(NO2)，联立可得Kp=，当N2O4分解10%时，设投入的N2O4为1mol，转化的N2O4为0.1mol，则：N2O4(g)2NO2(g) 物质的量增大n1 2-1=10.1mol 0.1mol故此时p(N2O4)=1mol-0.1mol1mol+0.1mol100kPa=911100kPa，则v正=4.8l04s-1100kPa=3.9106 kPas-1； (4)在温度为T时，平衡时N2O4分解百分率为a，设投入的N2O4为1mol，转化的N2O4为amol，则： N2O4(g)2NO2(g) 起始量(mol)：1 0变化量(mol)：a 2a平衡量(mol)：1-a 2a故x(N2O4)=1-a1+a，x(NO2)=，则平衡常数Kp= =p0，保持温度不变，平衡常数不变，令N2O4的平衡分解率为y，则：p0=2p0，解得y=a22-a2。7（2018届贵州省遵义航天高级中学高三第十一次模拟考试）硝酸是一种重要的化工原料，工业上采用氨的催化氧化法制备硝酸。(1) 已知反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为放热反应，在恒容容器中能说明该反应达到平衡状态的是（_）A容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:2:3 B v正(N2)=v逆(H2)C容器内压强保持不变 D混合气体的密度保持不变(2)理论上,为了增大平衡时的转化率,可采取的措施是_(要求答出两点)合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下表，则400时,测得某时刻氮气、氢气、氨气的物质的量浓度分别为1 molL-1、2 molL-1、3 molL-1时,此时刻该反应正反应速率_ 逆反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”） 温度/200300400K1.00.860.5(4)消除硝酸工厂尾气的一种方法是用甲烷催化还原氮氧化物，已知： CH4 (g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g) H890.3 kJmol-1 N2(g)2O2(g)2NO2(g) H67.0 kJmol-1 则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为_(5)在25 下，向浓度均为0.1 molL-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化学式)，当两种沉淀共存时,溶液中C(Mg2+)/C(Cu2+)=_(已知25 时KspMg(OH)2=1.810-11，KspCu(OH)2=2.210-20)【答案】 C 降温、加压、分离氨气 小于 CH4(g)+2NO2(g) 2N2 (g) +CO2(g)+ 2H2O(g) H=-823.3kJ/mol Cu(OH)2 8.2108 或9109 / 11 (3)QC=2.25K=0.5，说明反应向逆反应方向进行，因此v正(N2)=v逆(N2)，因此，本题正确答案是: 小于；（4） CH4 (g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g) H890.3 kJmol-1 N2(g)2O2(g)2NO2(g) H67.0 kJmol-1 根据盖斯定律：-得：CH4(g)+2NO2(g) 2N2 (g) +CO2(g)+ 2H2O(g) H=-823.3kJ/mol，因此，本题正确答案是: CH4(g)+2NO2(g) 2N2 (g)+CO2(g)+ 2H2O(g) H=-823.3kJ/mol；（5）由于KspCu(OH)20的反应是_(填“I”“II”或“I”)。1200K时，在一体积为2L的恒容密闭容器中有17.7gMn3C(s)和0.4molCO2，只发生反应I，5min后达到平衡，此时CO的浓度为0.125mol/L，则05min内V(CO2)=_。在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g)，只发生反应II，下列能说明反应II达到平衡的是_(填字母)。A容器的体积不再改变 B固体的质量不再改变 C气体的总质量不再改变向恒容密闭容器中加入Mn3C并充入0.1molCO2，若只发生反应III，则在A点反应达到平衡。当容器的总压为akPa时，CO2的转化率为_；A点对应温度下的Kp(III)=_。【答案】3 2H1+H2 Al4C3+12HCl=4AlCl3+3CH4 III 0.02molL-1min-1 BC 33.3% 0.5akPa (3)由图中信息可知，反应III升高温度，1nK增大，则K增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应，H0；05min内V(CO2)=4/5=0.02molL-1min-1 ； 反应II: Mn(s)+CO2(g) MnO(s)+CO(g)为气体体积不变的放热反应，根据变量不变达平衡进行判断；A.反应为气体不变的反应，反应中容器的体积不是变量，不能作为平衡状态的依据，A错误；反应为固体质量增大的反应，固体的质量为变量，当固体的质量不再改变时，反应达到平衡状态，B正确；反应是一个气体质量减小的反应，气体的总质量为变量，当气体的总质量不再改变时，反应达到平衡状态，C正确；正确选项BC 。 向恒容密闭容器中加入Mn3C并充入0.1molCO2，若只发生反应III，则在A点反应达到平衡，则c(CO)=1/2c(CO2),当容器的总压为akPa时，CO2的转化率为0.5/(1+0.5)100%=33.3% , A点对应温度下的Kp(III)=P(CO)/p(CO2)=0.5akPa。9（2018届山西省太原市第五中学高三第二次模拟考试）乙烯是合成食品外包装材料聚乙烯的单体，可以由丁烷裂解制备。主反应：C4H10(g,正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g) H1副反应：C4H10 (g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g) H2回答下列问题：（1）化学上，将稳定单质的能量定为0，生成稳定化合物时释放或吸收的能量叫做生成热，生成热可表示该物质相对能量。下表为25、101kPa下几种有机物的生成热：物质曱烷乙烷乙烯丙烯正丁烷异丁烷生成热/kJmol-1-75-855220-125-132书写热化学方程式时，要标明“同分异构体名称”，其理由是_。上述反应中，H1=_kJ/mol。（2）一定温度下，在恒容密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯。下列情况表明该反应达到平衡状态的是_（填代号）。A气体密度保持不变 Bc(C2H4)c(C2H6)/ c(C4H10)保持不变C反应热不变 D正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等为了同时提高反应速率和转化率，可采用的措施是_。（3）向密闭容器中充入丁烷，在一定条件（浓度、催化剂及压强等)下发生反应，测得乙烯产率与温度关系如图所示。温度高于600时，随若温度升高，乙烯产率降低，可能的原因是_（填代号)。A平衡常数降低 B活化能降低 C催化剂活性降低 D副产物增多（4）在一定温度下向1L恒容密闭容器中充入2mol正丁烷，反应生成乙烯和乙烷，经过10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是原来的1.75倍。010min内乙烯的生成速率v(C2H4)为_molL-1min-1。上述条件下，该反应的平衡常数K为_。（5）丁烷-空气燃料电池以熔融的K2CO3为电解质，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池的负极反应式为_。（6）K2CO3可由二氧化碳和氢氧化钾溶液反应制得。常温下,向1 L pH=10的KOH溶液中持续通入CO2,通入CO2的体积(V)与溶液中水电离出的OH-浓度的关系如图所示。C点溶液中各离子浓度大小关系为_。【答案】 同分异构体的能量不相等 +92 BD 升高温度 CD 0.15 4.5 C4H10+13CO32-26e-=17CO2+5H2O c(K+)c(CO32-)c(OH-)c(HCO3-)c(H+)（2）A气体的质量和体积均不变，故气体密度保持不变； Bc(C2H4)c(C2H6)/ c(C4H10)保持不变时就是该反应的化学平衡常数；C反应热与平衡状态无关； D正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等，表明正反应速率和逆反应速率相等。综上所述，表明该反应达到平衡状态的是BD。由于该反应是一个吸热反应，故升高温度可以同时提高反应速率和转化率。010min内乙烯的生成速率v(C2H4)=1.5mol1L脳10min=0.15molL-1min-1。上述条件下，该反应的平衡常数K=1.5脳1.52-1.5=4.5。（5）丁烷-空气燃料电池以熔融的K2CO3为电解质，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极，该燃料电池的负极上丁烷被氧化，电极反应式为C4H10+13CO32-26e-=17CO2+5H2O。（6）由图可知，C点溶液中水电离出的OH-浓度最大，则C点对应的溶液为K2CO3溶液，因碳酸根离子可以发生水解而使溶液呈碱性，故其离子浓度大小关系为c(K+)c(CO32-)c(OH-)c(HCO3-)c(H+)。10（2018届辽宁省沈阳市东北育才学校高三第八次模拟考试）CO、CO2是化石燃料燃烧的主要产物。（1）将含0.02 molCO2和0.01molCO的混合气体通入有足量Na2O2 固体的密闭容器中，同时不断地用电火花点燃，充分反应后，固体质量增加_g。（2）已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566.0 kJmol-1，键能Eo=o为499.0kJmol-1。反应：CO(g)+O2(g)CO2(g)+O(g)的H=_kJmol-1。已知1500时，在密闭容器中发生反应：CO2(g)CO(g)+O(g)。反应过程中O(g)的物质的量浓度随时间的变化如图1 所示，则02 min 内，CO2 的平均反应速率 (CO2)=_。 （3）在某密闭容器中发生反应：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，1molCO2 在不同温度下的平衡分解量如图2 所示。恒温恒容条件下，能表示该可逆反应达到平衡状态的有_ (填字母)。 ACO 的体积分数保持不变 B容器内混合气体的密度保持不变 C容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变 D单位时间内，消耗CO 的浓度等于生成CO2 的浓度 分析图2，若1500时反应达到平衡状态，且容器体积为1L，则此时反应的平衡常数 K=_(计算结果保留1 位小数)。 向恒容密闭容器中充入2molCO2(g)，发生反应：2CO2(g)2CO(g) +O2(g)，测得温度为T时，容器内O2的物质的量浓度随时间的变化如曲线II 所示。图中曲线I 是相对于曲线II仅改变一种反应条件后c(O2)随时间的变化，则改变的条件是_；a、 b两点用CO浓度变化表示的净反应速率关系为a(CO)_(填“”“”或“=”) b( CO)。【答案】 0.84g -33.5 310-7molL-1min-1 AC 3.210-8molL-1 升温 ”“=”或“ 当滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变成紫红色,且半分钟内溶液颜色不再改变 2MnO4-+6H+5H2C2O4=2Mn2+10CO2+8H2O 0.315cV/m（2）根据图示可知，第一条曲线代表草酸，第二条曲线代表草酸氢根离子，第三条曲线代表草酸根离子，所以当溶液中含碳粒子的主要存在形态为C2O42-时，溶液可能为弱酸性、中性、碱性；正确答案： BCD。根据图示可知：当pH=1.2时，c(HC2O4-)= c(H2C2O4)，K1= c(HC2O4-)c(H+)/ c(H2C2O4)=10-1.2；当pH=4.2时，c(HC2O4-)= c(C2O42-)，K2= c(C2O42-)c(H+)/ c(HC2O4-) =10-4.2；反应C2O42-+H2C2O4-2HC2O4-的平衡常数K= c2(HC2O4-)/c(C2O42-)c(HC2O4-)= K1/ K2=10-1.2/10-4.2=103，平衡常数的对数值1gK=1g103=3，正确答案：3。（3）根据电荷守恒：c(H+)+c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)可知，当溶液中c(Na+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)时, c(H+)= c(OH-)，如果V(NaOH)=10mL，和10mL0.1molL-1H2C2O4溶液反应生成草酸氢钠溶液，由图示可知，草酸氢钠溶液显酸性，要想保持溶液为中性，氢氧化钠溶液适当过量，因此V(NaOH) 10mL；正确答案：。（4）草酸晶体(H2C2O42H2O)具有还原性，被酸性KMnO4溶液氧化为二氧化碳，导致KMnO4溶液褪色，当草酸反应完后，KMnO4溶液颜色不再褪色，达到滴定终点，现象为当滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变成紫红色,且半分钟内溶液颜色不再改变；反应的离子方程式为2MnO4-+6H+5H2C2O4=2Mn2+10CO2+8H2O； 根据反应关系可知：2KMnO4-5H2C2O4，反应消耗KMnO4的量为cV10-3mol，则H2C2O4的量为2.5cV10-3mol，草酸晶体的质量为2.5cV10-3126g=0.315cV g；草酸晶体纯度为 0.315cV/m；正确答案：当滴入最后一滴标准液时，溶液由无色变成紫红色,且半分钟内溶液颜色不再改变；2MnO4-+6H+5H2C2O4=2Mn2+10CO2+8H2O； 0.315cV/m。12（2018届山东省滨州市高三下学期第二次模拟）碳的化合物在生产生活和环境保护中应用广泛。.碳氧化合物的综合利用（1）利用CO可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO 排放。 已知：反应：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) H=-746 kJmol-1反应：4CO(B)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) H=-1200kJmol-1则反应NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)的H=_kJmol-1。 在一定条件下，将NO2与CO以体积比1：2置于恒容密闭容器中发生反应，下列能说明反应达到平衡状态的是_。 a.体系压强保持不变 b.容器中气体密度保持不变 c.混合气体颜色保持不变 d.NO2 与CO的体积比保持不变（2）工业上利用CO 与Cl2在活性炭催化下合成光(COCl2)，反应方程式为： CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) H”“=”或“”)（3）利用“组合转化技术”可将CO2 转化成乙烯，反应方程式为：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)。实验测得温度对CO2 平衡转化率、催化剂催化效率的影响如图a所示。下列说法正确的是_a.N点正反应速率一定大于M 点正反应速率b.250时，催化剂的催化效率最大c.M点平衡常数比N点平衡常数大d.随着温度升高，乙烯的产率增大.碳氢化合物的综合利用利用甲烷的裂解可以制得多种化工原料，甲烷裂解时发生的反应有：2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) 。实验测得平衡时气体分压(Pa)与温度()之间的关系如图b所示(气体分压=总压气体的物质的量分数)。（4）1725 时，向1L恒容密闭容器中充入0.3 molCH4达到平衡，则反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)的平衡常数KP=_(用平衡分压代替平衡浓度)，CH4生成C2H2 的平衡转化率为_。【答案】 -227 ac 0.05 bc 1.0107Pa 62.5%（2）根据反应： CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) 在恒温条件下反应起始浓度 0.1 0.1 0反应浓度 0.075 0.075 0.075平衡浓度 0.025 0.025 0.075则平衡时n(Cl2)=0.025mol/L2L=0.05mol；设此时CO的转化率为a1，若其它条件不变，上述反应在恒压条件下进行， 由于该反应是气体分子数减小的反应，起始压强最大，若恒压条件下进行反应，相当于在反应过程中加压，平衡正向移动，平衡时CO的转化率为a2，则a1105,所以该反应易发生 Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O只是说明生成的CO浓度等于剩余CH4的浓度，但它们的速率关系如何不确定，故a不能表明反应已达平衡；b、固体的总质量不变，说明正逆反应速率相等，故b表明反应已达平衡；c、v(CO)与v(H2)的比值始终都不变，但没有指明速率的正逆方向，所以c不能表明反应已达平衡；d、