2020届高考二轮复习专题十九化学平衡及其计算

1、2020届局考化学大二轮复习专项汇编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（）“10 时皿跟A.反应的化学方程式为：X（g）+Y（g） -1 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）2S03速率的影响，结果如

2、下图。7D 0.1 i-JrlssrNHJjSO制的柒.度即cl L1下列说法不正确的是（）A. 60 c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. （NH4）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) AH。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。

3、下列说法正确的是()。5时间Nii nA.若X、Y两点的平衡常数分别为Ki、K2,则Ki>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)+ Cl 2(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(PCl3)/mol00.160.190.200.20A.反

4、应在前 50s 的平均速率 v(PCl3)= 0.0032mol L-1s-1B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)= 0.11mol L-1；则反应的AH<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，PCl3的转化率小于80%5、TC 时,发生可逆反应 A(g)+2B(g)2C(g)+D(g) AH<0。现将 1mol A 和 2mol B 加入甲容器中，将4mol

5、C和2mol D加入乙容器中。起始时，两容器中的压强相等 小时两容器内均达 到平衡状态(如图所不，隔板K固定不动)。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 数白2 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 H 2,发生反应CO(g)+2H 2(g) -CH30H(g) 由，在不同的反应条件下，测得平

6、衡时CO的转化率和体系压强如下表。下列说法不正确的是 ()容器体积温度(C)(mL) 200Vi 200V2 350V3CO转化率(%)平衡压强(Pa)50P170P250P3A.起始时反应速率：B.平衡时体系压强：p1<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2NO2(g)+O3(g)K= N2O5(g)+O2(g) AH< 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to时刻改变的反应条件为增大压强B.乙图中温度T2>

7、;Ti,纵坐标可代表 NO2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、b、c三点中b点对应的平衡常数 K最小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：2NO2= 2NO+O2(正反应吸热)。实验测得：Vf=v(NO2)消耗= c2(NO2),v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(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(NO2)c(NO)c(O2)c。)I06000.2II0.30.50.2m00.50.35A.达平衡时，容器I与容

8、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TC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()ff/mtil1明卜曲L LI Lh"I234 5tS7 49 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

9、) c(B)C.已知反应的 AH>0,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NO2、SO2、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：CH4(g) + 4NO 2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H 2O(g) H =-574. 0 kJ/mol CH4(g) + 4NO(g)=2N 2(g) + CO 2(g) + 2H 2O(g) H = -1160.0 kJ/molH2O(g)=H 2O(l)H =-44.0 kJ

10、/molCH 4(g)与NO 2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式是 (2)已知2NO(g)+O 2(g) 三+ 2NO2(g)的反应历程分两步：2NO( g) N> N2O2 (g)(快)vi 正二k1正，c(2NO) , vi 逆=k1 逆? c(n2o2) N2O2(g) +O 2(g) 22 2NO2(慢)V2k2 正？ C(N2O2) , V2 逆=k2逆？ C2NO)一定温度下，反应2NO(g)+O 2(g) 12NO2(g)达到平衡状态，该反应的平衡常数的表达式K =(用七正、匕正、k1逆、k1逆表示)，反应的活化能 Ei与反应的活化能 E2

11、的大小关系为Ei E2(填“>” “ <”或“=”)下表：(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关拉应为：C(s) + 2NO(g)N2(g)+CO 2(g)。物质-r J8 度 Jmnl - ""一 一一_时间f min''''NON2CO200. 10000100.0580.0210.021200.0400.0300.030300.0400.0300.030400.0320.0340.017500.0320.0340.017向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,恒温(T C)时.各物质的浓度随时间的变化如T C时，该反应的平

12、衡常数为 (保留两位有效数字)在31 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51 min时，保持温度和容器体积不变再充人NO和N2,使二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N2O4(g)2NO2(g) H >0,在一定条件下 N2O4与NO2的消耗速率与各自的分压2，.(分压=总压X物质的重分数)有如下关系v(N2O2)=ki? P(NzO4), v(NzO2)=k2? p (N 2O)其中是ki、k2与温度有关的常数，相应的速率与 N2O4或NO2的分压

13、关系如图所示。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(NO2)会由M点变为A、B或C, v(N2O4)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 CO2,可通过二氧化碳甲醇化再利用。请回答：1 .已知：2Al2O3 (s) =4Al (g) +3O2 (g) H = +3 351kJ?mol 12C (s) +O2 (g) = 2CO (g) H2= - 221kJ?mol 12Al (g) +N2 (g) =2

14、AlN (s) H3= 318kJ?mol 1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，CO2和H2混合气体(体积比1: 4,总物质的量a mol)进行反应，测得CO2的转化率、CH4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CO2中生成CH4和CO的百分比)。反应 I : CO2 (g) +4H2 (g) ? CH4 (g) +2H2O (g) H1反应 n： CO2 (g) +H2 (g) ? CO (g) +H2O (g) AH2”口 2m m 心力 JQfl 则11BIT.T下列说法不正确的是 (填序号)。A. 4

15、H1小于零B.温度可影响产物的选择性C. CO2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 CO2和H2的初始体积比改变为 1： 3,可提高CO2的平衡转化率350 c时，反应I在t1时刻达到平衡，平衡时容器的体积为VL ,则该温度下反应I的平衡常数为 (用a、V表不)0350c时，CH4的物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出400c时，0t1时间段内，CH 4的物质的量随时间的变化曲线。 wv ri a d!rr3.CO2和 H2在一定条件下发生反应：CO2 (g) +3H2 (g) ?CH3OH (g) +H2O ( g),平衡常数K= 4 .在容积为2L的密闭容器中，充入2

16、mol CO2和6 mol H2,恒温恒容时达到平 27衡。相同条件下，在另一个2 L的密闭容器中充入 a mol CO2、b mol H2、c mol CH 3OH、d molH2O(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 。4.研究表明，CO2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H2将NO还原为N2。已知:2N0(.)勤63 331r*2N(g)f 20(6)口ML7 IchmoT1

17、一 .kN2(8)2x962J kj*mol42H式G勤4究口,皿H.4H0 -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：CO2(g) + 3H2(g)CH30H(g) + H2O(g)在 1L 的密闭容器中， 充入 1mol CO2和 3mol H2,压强为P0,测得C02(g)和CH30H(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Kp代替平衡浓度，计算分压=总压呦质的量分数)反应进行到4min时，v(正)v(逆)(填“>“线“)。4min , 出的平均反应速率 v(H2)=mol L 1

18、min 1。C02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(CH3OH) = 3v 逆(H2)B.CO2、H2、CH30H 和 H2O 浓度之比为 1:3:1:1C.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 CO 2, 3mol H 20.5mol CO 2, 1mol H 21mol CH 3OH, 1mol H 2OCH30H的平衡浓度/m

19、ol L11CiC2则乙容器中反应起始向 方向进行；C1 C2。(填“>”或<叁”)(3)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CO2的混合气体作反应物，馍作电极，用Li2CO3和Na2CO3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X、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 An(Y): A n(X): A n(Z).=79mol:0.79mol:1.58mol=1:1:2,则反应的化学方程式为:X+Y 2Z,A、由以上分析可知反应的化学方程式为:

20、X+Y 2Z,故错误；B、由图象可知反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了 079moi 0.395mol/L ,故错误；2LC、反应开始到10s时,Y的转化率为0.79mol 100% 79.0%,故正确；1.00molD、反应开始到10s用Z表示的反应速率为1.581mol 0.079mol / L s ,故错误。 10s2答案及解析：答案：C解析：A. 60 C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，(NH4”SO3受热易分解，反应物减少，氧化速率降低，故B正确；C. (NH 4)2SO3初始浓度增

21、大到一定程 度，氧化速率变化不大，可能与氧化剂。2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SO32 水解程度无关，故C 错误 ,D.(NH 4)2 SO3 氧化是亚硫酸铵被氧气氧化，当(NH 4)2 SO3 初始浓度增大到一定程度，氧化速率变化不大，可能与。2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土 mol / l m

22、in 0.0667 mol / 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0.4:0.4:0.2=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琼0,所以此时改变的条件可

23、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) CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)(3)0.56 减小CO2浓度(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N2O4(g) <22NO2(g)可以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)；B、F解析：解析：(1) CH4 (g) + 4NO 2(g)= 4NO (g) + CO 2(g) + 2H 2O(g)H =-574.0 k

24、J./mol CH4(g) + 4NO(g)=2N 2(g)+CO 2(g) +2H 2O (g) H =-1160. 0 kJ/mol H2O(g) = H 2O(1) H = -44.0 kJ/mol根据盖斯定律计算(+X4) xJ得至1 CH4(g)与NO 2 (g)反应生成2CH4(g)、CO2(g)与 H2O2热化学方 程式：CH4(g) + 2NO 2(g)=N 2(g) + CO 2 (g)+ 2H 2O(l) H =- 955. 0 kJ/mol ;(2)v1 正=卜1 正? C2(NO) , V1 逆=k1 逆？ C(N2O2 ) , V2F=k2 正？ C(N2O2 ) ?

25、 C(O2 ) , V2 逆=k2 逆？c2(NO),可知 c2 (NO)c(N 2O2) 法，c(N2O2)gc(NO2) 皿，C2 (NO 2) 且因''k1正''k1逆''k2正k2逆k1正gk2正 k1逆*1逆 2NO(g)N2O2 (g)(快)；勤2。2 (g)+O 2(g)2NO;(g)(慢)，反 应的速率大于反应，可知活化能El<E2；(3)平衡状态物质的平衡浓度为，c(NO)=0.04 mol/L; c(N2 ) = 0.03c(N2)c(CO2)0.03 0.03/心、一mol/L ;c(CO2 ) = 0. 03mol/

26、L K 2 2 0.56; 31 min 时改变某c (NO) 0.04一条件，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(N2) = 0.034mol/L双CO 2)=0.017mol/L ; K cCOl 0.034 02017 0.56 化学平衡常数随温度 c (NO)0.032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，所以可能是减小二氢化碳浓度；在 51 min时保持温度和容器体积不变再充入NO和N2,使 二者的浓度均增加至原来的两倍，则此时Qc c(N2)c(CO2)

27、 = 0.034 2 0.0170.28 K 0.56,则化学平衡正向移动；c(NO) (0.032 2)(4)当2v(N2O4) = v(NO2)时，证明 v(正)=v(逆)，反 应达到平衡状态，图中只有 M 点的NO2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 M、N ;反应N2O4(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，N 2O4浓度减小，平衡分压减小，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B、F。11答案及解析:1答案：1.3c (s) +Al2O3 (s) +N2 (g) =2AlN (s) +3CO

28、 (g) AH = AH1X- +.一 3一 H2X +zH3=+1026kJ?mol 122. CD625V3. 1<d<24. CO2+6H+6e CH3OH+H2O解析：1.已知： 2Al2O3(s) =4Al (g) +302 (g) Hi = 3 351 kJ?mol 1, 2c (s) +O2 (g) = 2CO (g) H2= 221 kJ?mol 1, 2Al (g) +N2 (g) = 2AlN (s) H3=- 318 kJ?mol 1,A12O3合成AlN的总热化学方程式是根据盖斯定律 xL+x3+即得到碳热还原223C (s) +AI2O3 (s) +N2

29、(g) =2AlN (s) +3CO(g) H = A H1+ H2X1+AH= +1026 kJ?mol 1,故答案为：3C (s) +Al 2O3 (s) +N2 (g) =2AlN(s) +3CO (g) H = A Hix1-+AH2x+AH3=+1026 kJ?mol 1；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，H4V 0,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，CH4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

30、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. CO2和H2混和气体（体积比1： 4,总物质的量a mol）进行反应，将 CO2和H2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：CD ；在常压、Ru/TiO2催化下，CO2和H2混和气体（体积比1: 4,总物质的量a mol）进行反应，350 c时，反应I在t1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） ? CH4 （g） +2H2O （g）起始（mol）0.2a0.8a00变化（mol）0.16a0.64a0.16a0.32a平衡（mol）0.04a0.16a0.16a0.32a故答案为:625