2020届高考化学二轮复习专题十九化学平衡及其计算含解

1、专题十九化学平衡及其计算1、一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示：下列描述正确的是()为 SiYj molio 时间：A.反应的化学方程式为：X(g)+Y(g) =Z(g)B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol/LC.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%D.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为 0.158mol/(L - s) 2、(NH4)2S03氧化是氨法脱硫的重要过程。某小组在其他条件不变时，分别研究了一段时间 内温度和(NH4)2S03,初始浓度对空气氧化(NH4)2SQ速率的影响，结果如下图。A. 60 c

2、之前，氧化速率增大与温度升高化学反应速率加快有关B. 60 c之后，氧化速率降低可能与02的溶解度下降及(NH)2SO受热易分解有关c.(nh4”so初始浓度增大到一定程度，氧化速率变化不大，与so2水解程度增大有关D. (NH 4) 2SO初始浓度增大到一定程度，氧化速率变化不大，可能与02的溶解速率有关3、将1mol M和2mol N置于体积为2L的恒容密闭容器中，发生反应：M(s)+2N(g)P(g)+Q(g) H。反应过程中测得 P的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列说法正确的W的体积分数T 4il%/ 叫猫云Q5时间门iiinA.若X、Y两点的平衡常数分别为K、K2,则K

3、>K2B.温度为Ti时，N的平衡转化率为80%平衡常数K =40C.无论温度为Ti还是T2,当容器中气体密度和压强不变时，反应达平衡状态D.降低温度、增大压强、及时分离出产物均有利于提高反应物的平衡转化率4、温度为一定温度下，向 2.0L恒容密闭容器中充入 1.0mol PCl5,反应PCl5（g） ? PCl3（g）+Cl2（g）经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表。下列说法正确的是()t/s050150250350n(PCl 3)/mol00.160.190.200.20A.反应在前 50s 的平均速率 v（PCl3） = 0.0032mol 1 s-1B.保持其他

4、条件不变，升高温度，平衡时c（PCl 3） = 0.11mol 1,则反应的A H<0C.相同温度下，起始时向容器中充入 1.0mol PCl5、0.20mol PCl3和0.20mol Cl2,反应达到平 衡前v（正）> v（逆）D.相同温度下，起始时向容器中充入2.0mol PCl 3和2.0mol Cl 2,达到平衡时，PCl 3的转化率小于80%5、T C 时，发生可逆反应 A（g）+2B（g）2C（g）+D（g） AH<0。现将 imol A 和 2mol B 加入甲容器中，将4mol C和2mol D加入乙容器中。起始时，两容器中的压强相等，ti时两容器内均达到平

5、衡状态（如图所不，隔板K固定不动）o下列说法正确的是（）活塞A.向甲中再加入1mol A和2mol B,达到新的平衡后,甲中C的浓度与乙中C的浓度相等B.ti时，甲、乙两容器中的压强仍相等C.移动活塞P,使乙的容积和甲的相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数是甲中 C的体积 分数的2倍D.分别向甲、乙中加入等量的氨气，甲中反应速率和乙中的反应速率均不变6、往三个不同容积的恒容密闭容器中分别充入imol CO与2mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g) kCHOH(g) AH,在不同的反应条件下，测得平衡时CO勺转化率和体系压强如下表。下列说法不正确的是 ()温度(C)容器体积平衡压强(P

6、a)(mL)CO专化率(%)200V50Pi200V>70P235050P3A.起始时反应速率：>B.平衡时体系压强：pi<p2C.若容器体积Vi>V3,则AH<0D.若实验中再通入 1mol CO,则CO的转化率大于 70%7、臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO(g)+O3(g)NbQ(g)+O 2(g) A H< 0。若上述反应在恒容密闭容器中进行，则下列对该反应相关图像的判断正确的是()A.甲图中t °时刻改变的反应条件为增大压强B.乙图中温度T2>Ti,纵坐标可代表NO的百分含量C.丙图为升高温度时的速率变化曲线D.丁图中a

7、、b、c三点中b点对应的平衡常数K最小:2NO2= 2NO+q 正反8、温度为Ti时，在三个容积均为 1L的恒容密闭容器中仅发生反应应吸热)。实验测得：Vf=v(N0 2)消耗=媪c2(NO2), v逆=v(NO)消耗=2v(O?)消耗=3c2(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()容器编号物质的起始浓度(mol - L -1)物质的平衡浓度(mol , L-1)c(NO 2)c(NO)c(O2)c(O2)I06000.2II0.30.50.2m00.50.35A.达平衡时，容器I与容器n中的总压强之比为4:5B.达平衡时，容器n中 c(O2) 比容器I中的

8、大 c(NO 2)C.达平衡时，容器出中 NO的体积分数大于50%D.当温度改变为 T2时，若k E=k逆，则T2>Ti9、在容积为2.0L的密闭容器内，物质D在T C时发生反应，反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如图所示，下列叙述不正确的是()n.'ini ilLIJ_ JL_1L I ._“ I 2 3 4 5 C 7 A 9 r/minA.从反应开始到第一次达到平衡时，物质A的平均反应速率为 0.0667mol/(L min)B.该反应的化学方程式为2D(s) =2A(g)+B(g),该反应的平衡常数表达式为K=c2(A) - c(B)C.已知反应的 AH>0

9、,则第5分钟时图像呈现上述变化的原因可能是升高体系的温度D.若在第7分钟时增加D的物质的量，则表示A的物质的最变化的是 a曲线10、合理利用和转化NO、SO、CO NO等污染性气体是环保领域的重要课题。(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物污染。已知：CHk(g) + 4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H 20(g) H =-574. 0 kJ/molCH4(g) + 4NO(g)=2N2(g) + CO 2(g) + 2H 20(g)H = -1160.0 kJ/mol HzO(g)=H2O(l)H =-44.0 kJ/molChk(g)与NQ(g)反应生成N2(g)、C

10、O(g)和40(1)的热化学方程式是 (2)已知2N0(g)+Q(g)2N0(g)的反应历程分两步：2N0( g) <-NbOa (g)(快)vi 正=ki 正，ql。)，3 逆=ki逆？ C(n2o2) NQ(g) +0 2(g)2N0(慢)丫2正=卜2正？ c(n2o2), V2逆=k2逆？ q：。)一定温度下，反应 2NO(g)+O2(g)2NQ(g)达到平衡状态，该反应的平衡常数的表达式K =(用ki正、ki正、ki逆、ki逆表示)，反应的活化能日与反应的活化能 E2的大小关系为Ei 3(填“ >” “ <”或“=")(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关拉

11、应为：C(s) + 2N0(g)Nb(g)+CO 2 (g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和N0,恒温(T C )时.各物质的浓度随时间的变化如下表：物质时间 /NON2CO00. i0000i00.0580.02i0.02i200.0400.0300.030300.0400.0300.030400.0320.0340.0i7500.0320.0340.0i7T C时，该反应的平衡常数为 (保留两位有效数字)在3i min时，若只改变某一条件使平衡发生移动，40 min、50 min时各物质的浓度如上表所示，则改变的条件是 。在5i min时，保持温度和容器体积不变再充人N0和Nb,使二

12、者的浓度均增加至原来的两倍，则化学平衡(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。(4)反应NkC4(g) 钎丑2N0(g) H >0,在一定条件下N20与N0的消耗速率与各自的分压 (分压=总压x物质的量分数)有如下关系v(N 2O2) =ki? p(N2O4) , v(N 2O2) =k2? p2(N 2O)其 中是ki、k2与温度有关的常数，相应的速率与 NkQ或N0的分压关系如图所5示。在T C时医中M N点能表示该反应达到平衡状态，理由是 。改变温度，v(NQ)会 由M点变为A、B或C, v(N2Q)会由N点变为D E或F,当升高到某一温度时，反应重新达 到平衡，相应的点分别

13、为 (填字母)。11、以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝( AlN);通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的 CO,可通过二氧化碳甲醇化再利用。请回答：11.已知：2AI2Q (s) = 4Al (g) +3Q ( g) H=+3 351kJ ?mol_ _ ,、 _ ,、_ _ _ ,、 ._- 12C (s) +Q (g) =2CO (g) hb= - 221kJ?mol_ _，、，、_ _，、._ 12Al (g) +N2 (g) = 2AlN (s) 伟=-318kJ ?mol则碳热还原Al 2O3合成氮化铝的总热化学方程式为 。2.在常压，Ru/TiO2催化下，CO和H混合气

14、体(体积比1:4,总物质的量a mol)进行反应，测得CO的转化率、CH和CO的选择性随温度的变化情况分别如图1和图2所示(选择性：转化的CO中生成CH和CO的百分比)。反应 I : CO (g) +4H (g) ?CH (g) +2H2O (g) Hi反应 n ： CO (g) +H (g) ?CO(g) +HO (g) H1*0 20ft33力WC4 !图1下列说法不正确的是A. H小于零B.温度可影响产物的选择性C. CO的平衡转化率随温度升高先增大后减少D.其他条件不变将 CO和H的初始体积比改变为 1:3,可提高CO的平衡转化率350c时，反应I在ti时刻达到平衡，平衡时容器的体积为

15、平衡常数为 (用a、V表不)o350c时，CH的物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出VL.则该温度下反应I的400c时，0ti时间段内,CH的物质的量随时间的变化曲线。I暑3.CO2和H2在一定条件下发生反应:CO (g) +3hb (g) ?CHOH(g) +HbO (g),平衡常数 K4 .在容积为2L的密闭容器中，充入2 mol CO2和6 mol H 2,恒温恒容时达到平衡。相27同条件下，在另一个 2 L的密闭容器中充入 a mol CO2、b mol H 2、c mol CH 30H d mol H 2O(g),要使两容器达到相同的平衡状态，且起始时反应逆向进行，则d的取值范围为

16、 。4.研究表明，CO可以在硫酸溶液中用情性电极电解生成甲醇，则生成甲醇的电极反应式 为。12、C N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的不利影响。(1)在催化剂存在的条件下，用H将NO还原为Nbo已知:2N0U)-2x630 kJ mol'r*2N(g)f 2叫)1XL7 kpmoP -、kN2(g)2H式g) ”4* inxM . 4H糖)J则氢气和一氧化氮反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式是(2)在500c下合成甲醇的反应原理为:CO(g) +3H(g) CHOH(g)+H2O(g)在 1L 的密闭容器中，充入 imol CO2

17、和 3mol H2,压强为p。，测得CO(g)和CHOH(g)的浓度随时间变化如图所示。(可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算，也可以用平衡分压 K代替平衡浓度，计算分压=总压x物质的量分数）反应进行到4min时，v（正）v（逆）（填">""<"或"="）。04min,hk的平均反应速率 v(H 2) =mol L 1 min 1。CO平衡时的体积分数为,该温度下Kp为（用含有P0的式子表示）。下列能说明该反应已达到平衡状态的是 A.v 正(CHsOH)= 3v 逆(H2)B.CQ、hb、CHO即口 HO浓度之比为 1:3

18、:1:1C.恒温恒压下，气体的体积不再变化D.恒温恒容下，气体的密度不再变化500C、在2个容积都是2L的密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：容器容器甲容器乙文应物起始投入量1mol CO2, 3mol H20.5mol CO 2, 1mol H 21mol CH30H 1mol H2OCHOH的平衡浓度/mol - L 1cC1G则乙容器中反应起始向 方向进行；C1 C2o （填“>” “<”或“=”） 甲醇作为一种燃料还可用于燃料电池。在温度为650c的熔融盐燃料电池中用甲醇、空气与CO的混合气体作反应物，馍作电极，用 Li2CO

19、和NaCO混合物作电解质。该电池的负极反应式为答案以及解析1答案及解析:答案：C解析：由图象可以看出，反应中又丫的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、丫为反应物，Z为生成物,且 A n(Y): A n(X): A n(Z)= 0.79mol:0.79mol:1.58mol=1:1:2,则反应的化学方程式为:X+Y胃号2Z,A、由以上分析可知反应的化学方程式为：X+Y =T2Z,故错误;日由图象可知反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol0.395mol/L，故错误；2LC反应开始到10s时,丫的转化率为0.79mol 100% 79.0% ,故正确；1.00molD反应开始到1

20、0s,用Z表示的反应速率为1.58mol 0.079mol / L s ,故错误。10s2答案及解析：答案：C解析：A. 60C之前，随苕温度升高，化学反应速 率加快，化速率增大，故 A正确；B. 60 C之后，随着温度升高， 氧气的溶解度降低， 氧化速率降低， (NH 4)2SC3受热易分解，反应物减少，氧化速率降低，故B正确；C. (NH 4)2SO初始浓度增大到一定程 度，氧化速率变化不大，可能与氧化剂Q的溶解速率有关.盐类水解程度微弱，且盐浓度越大， 水解程度越 小，与SO3水解程度无关， 故C错误，D. (NH4)2SO氧化是亚硫酸钱被氧气氧化，当(NH)2SQ初始浓度增大到一定程度

21、，氧化速率变化不大，可能与 Q的 溶解速率有关，故D正确。3答案及解析:答案：A解析：4答案及解析:答案：C解析：5答案及解析:答案：B解析：6答案及解析：答案：D解析：7答案及解析：答案：D解析：8答案及解析：答案：D解析：9答案及解析：答案：D解析：根据v c计算得物质A的平均反位速率为-0.4 mol / L min 0.0667mol / L min t2 3故A正确；根楣图像可知第一次达到平衡时A的物质的量增加了 0.4mol,B的物质的量增加了0.2mol,所以A B为生成物，D的物质的量减少了 0.4mol,所以D为反应物，D、A、B物质的 量的变化量之比为 0.4:0.4:0.

22、2=221, 反应方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质物质的量的变化量之比，化学方程式为2D(s) =2A(g)+B(g),该反应的平衡常数表达式为 K=c2(A) ?c(B),故B正确；第5分钟时A B的物质的量在原来的基础上增加，而D的物质的量在原来的基础上减小，说明平衡正向移动，因为反应的 A H >0,所以此时改变的条件可能是升高温度，故C正确；因为D是固体，其量的改变不影响化学平衡移动，所以A的物质的量不变故D错误。10答案及解析：H =-955.5kJ/mol答案：(1) CH(g)+2NOz(g)=N 2(g)+CO2(g)+2H 2O(l)(3)0. 5 6减小CO浓

23、度(其他合理也可)正向移动(4) M点v(NO2)是N点v(N2O4 )的2倍，根据化学方程式N2C4(g) 右32NO(g)可以B、F判断出该反应的正反应速率等于逆反应速率(其他合理答案也可)； 解析:10解析：(1) CH4 (g) + 4NO 2(g)= 4NO (g) + CO2(g) + 2H 2O(g) H =-574.0 kJ./mol CH(g) + 4NO(g)=2N2(g)+CO2(g) +2H 2O (g)H =-1160. 0 kJ/mol H2O(g) = H 2O(1) H = -44.0 kJ/mol1 一根据盖斯定律计算(+X 4) X，得至ijCH4(g)与N

24、Q(g)反应生成2CH4(g)、CO2(g)与 H2Q热 化学方程式：CH(g) + 2NO(g)=N 2(g) + CO (g)+ 2H2O(l)H =- 955. 0 kJ/mol ;(2)v1-k1 正? c 2(NO),V1 逆=k1逆？c(N2O2 ),丫2正42正？c(NzQ )?c(O2 ) ,V2逆=k2逆？c2(NO),可知 c2 (NO)组，c(N 2O2)2,c(N2O2)gc(NO2).，c2(NOz)生因k1正k1逆k2正k2逆k1正gk2正k1逆*1逆 2NO(g)N2Q (g)(快)；NkQ (g)+O 2(g) =3 2NQ (g)(慢)，反应的速率大于反应，可

25、知活化能E1<E2;(3)平衡状态物质的平衡浓度为，c(NO)=0.04 mol/L;c(N2 ) = 0.03mol/L ;c(CO2 ) =0. 03mol / L k c(N2)c(C02) 0.03 之03 0.56;31 min 时改变c (NO) 0.04某一条件，反应重新达到平衡，根据平衡常数计算得到c(NO)=0.032 mol/L;c(N 2)=0.034 mol/L;c(CO 2)=0.017mol/L; K 吗网。2)0.034 02017 0.56,化学平衡常c (NO)0.032数随温度变化，乎衡常数不变说明改变的条件一定不是温度；根据数据分析，氮气农度增大，二

26、氧化碳和一氧化氮浓度减小，反应前后气体体积不变，所以可能是减小二氯化碳浓度；在51 min时保持温度和容器体积不变再充入NOm N2,使二者的浓度均增加至原来的两倍，则此时Qc c(N2)c(CO2) = 0.034 2 0.017 0.28 k 0.56,则化学平衡正向移动； c(NO) (0.032 2)(4)当2 V(N2O) = v(NQ)时，证明 v(正)=v(逆)，反应达到平衡状态，图中只有 M点的NO的消耗速率是N点的消耗速率的2倍，所以表示达到化学平衡状态的点是 Mk N;反应MQ(g)正反应为吸热反应，升温平衡向正反方向移动，NO2浓度增大，平衡分压增加，N2O4浓度减小，平

27、衡分压减小，当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，所以相应的点分别为日F。1111答案及解析:答案：1.3C (s) +AI2Q (s)._ _ _- 1 H=+1026kJ?mol/ 、, 、 八、人人1人3+N2 (g) = 2AlN (s) +3CO(g) H= HiX _ + H2X _ +2. CD2625V22a3. 1 <d<24. CO2+6H+6e CHOH+HO解析：1.已知：2AlzQ （s）_ ,、_ _- 1= 4Al (g) +3O (g) H= 3 351 kJ ?mol ,2c (s) +Q (g) = 2C0 (g) - 221 kJ ?mol 1

28、,12Al (g) +N (g) = 2AlN (s) H= - 318 kJ ?mol ,根据盖斯定律x+x+即得到碳热还原Al 2O3合成AlN的总热化学方程式是3C(s) +ALQ (s) +N (g) = 2AlN (s) +3CO(g) H= Hx+Fx+M=+1026 kJ?mol 1,(s) +3C0(g) H= AHi故答案为：3C (s) +ALQ (s) +N2 (g) = 2AlN H=+1026 kJ ?mol 2.A.图1中，二氧化碳转化率先增大是反应正向进行，到一定温度达到平衡状态，升温平衡逆向移动，二氧化碳的转化率随温度升高而减小，说明正反应为放热反应，Hv 0,

29、故A正确；B.图2分析可知，图中曲线变化趋势随温度升高到400c以上，CH和CO选择性受温度影响，甲烷减少，一氧化碳增多，温度可影响产物的选择性，故 B正确；C.二氧化碳转化率先增大是反应正向进行未达到平衡状态，达到平衡状态后随温度升高二氧化碳转化率减小，选故 C错误；D. CO和H2混和气体（体积比 1: 4,总物质的量a mol ）进行反应，将 CO和H的初始体积比改变为1: 3,二氧化碳的转化率减小，故D错误；故答案为：CQ在常压、Ru/TiO2催化下，CO和H2混和气体（体积比 1: 4,总物质的量 a mol ）进行12反应，350 c时，反应I在ti时刻达到平衡，平衡时容器体积为VL,二氧化碳的转化率为80%CO2 (g) +4H2 (g) ?CH (g) +2H2O (g)起始（mol）0.2a0.8a00变化（mol）0.16a0.64a0.16a0.32a平衡(mol)0.04a0.16a0.16a0.32a0. IE A 32a兴 LT 62