2022届新教材高考化学一轮复习课时作业21化学平衡状态化学平衡移动【含答案】

化学平衡状态化学平衡移动一、选择题1．在1L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是()A．c(N2):c(H2):c(NH3)＝1:3:2B．一个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成C．其他条件不变时，混合气体的密度不再改变D．v正(N2)＝2v逆(NH3)2．一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是()A．①②B．②④C．③④D．①④3．在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时，表明反应A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)已达平衡状态的是()①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④气体的总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量A．①②③B．②③⑤C．①③⑤D．①④⑤4．在恒温、恒容下，有反应2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)，现从两条途径分别建立平衡。途径Ⅰ：A、B的起始浓度均为2mol·L－1；途径Ⅱ：C、D的起始浓度分别为2mol·L－1和6mol·L－1。以下叙述正确的是()A．达到平衡时，途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率B．达到平衡时，途径Ⅰ所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强C．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量相同D．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量不相同5．在一密闭容器中充入1molCO和1molH2O(g)，在一定条件下发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时，生成2/3molCO2，当充入的H2O(g)改为4mol时，在上述条件下生成的CO2为()A．0.60molB．0.93molC．1.0molD．2.50mol6．将4.0molPCl3和2.0molCl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反应：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)。达到平衡时，PCl5为0.80mol，如果此时移走2.0molPCl3和1.0molCl2，在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是()A．0.8molB．0.4molC．小于0.4molD．大于0.4mol，小于0.8mol7．已知反应CO(g)＋H2O(g)eq\o(,\s\up7(催化剂）CO2(g)＋H2(g)ΔH＜0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是()A．升高温度，K增大B．减小压强，n(CO2)增加C．更换高效催化剂，α(CO)增大D．充入一定量的氮气，n(H2)不变8．在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s)ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是()A．容器内气体压强增大B．吸收ymolH2只需1molMHxC．若降温，该反应的平衡常数增大D．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)>v(吸氢)9．在密闭容器中发生下列反应aA(g)cC(g)＋dD(g)，反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.5倍，下列叙述正确的是()A．A的转化率变大B．平衡向正反应方向移动C．D的体积分数变大D．a<c＋d10．T℃时，在容积为2L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)=xC(g)，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：容器甲乙丙反应物的投入量3molA、2molB6molA、4molB2molC达到平衡的时间/min58A的浓度/mol·L－1c1c2C的体积分数%w1w3混合气体的密度/g·L－1ρ1ρ2下列说法正确的是()A．若x<4,2c1<c2B．若x＝4，则w3＝w1C．无论x的值是多少均有2ρ1＝ρ2D．容器甲达到平衡所需的时间比容器乙达到平衡所需的时间短11．铁的氧化物可用于脱除煤气中的H2S，反应原理如下：Fe3O4(s)＋3H2S(g)＋H2(g)3FeS(s)＋4H2O(g)①Fe2O3(s)＋2H2S(g)＋H2(g)2FeS(s)＋3H2O(g)②FeO(s)＋H2S(g)FeS(s)＋H2O(g)③温度与平衡常数的关系如图所示，下列有关说法正确的是()A．上述反应均为吸热反应B．压强越大，H2S脱除率越高C．温度越高，H2S脱除率越高D．相同温度、相同物质的量的三种铁的氧化物中，Fe3O4脱除H2S的效果最好12．CO2经催化加氢可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)。0.1MPa时，按n(CO2)n(H2)＝13投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图，下列叙述不正确的是()A．该反应的ΔH<0B．曲线b代表H2O的浓度变化C．N点和M点所处的状态c(H2)不一样D．其他条件不变，T1℃、0.2MPa下反应达平衡时c(H2)比M点大二、非选择题13．将0.40molN2O4气体充入2L固定容积的密闭容器中发生如下反应：N2O4(g)2NO2(g)ΔH。在T1℃和T2℃时，测得NO2的物质的量随时间变化如图所示：(1)T1℃时，40s～80s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。(2)ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。(3)改变条件重新达到平衡时，要使eq\f(cNO2,cN2O4)的比值变小，可采取的措施有________(填字母)。a．增大N2O4的起始浓度b．升高温度c．向混合气体中通入NO2d．使用高效催化剂14．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1一种工业合成氨的简易流程图如下：(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：________________________________________。(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下：①CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206.4kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是________________________________________________________________________。A．升高温度B．增大水蒸气浓度C．加入催化剂D．降低压强利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为________。(3)图1表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积________。(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：________________________________________________________________________。课时作业21化学平衡状态化学平衡移动1．解析：c(N2):c(H2):c(NH3)＝1:3:2等于化学方程式的计量数之比，但没有说明各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，故A错误；一个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成，能说明正逆反应速率是相等的，达到了平衡，故B正确；混合气体的密度ρ＝eq\f(m,V)，质量在反应前后是守恒的，体积不变，密度始终不变，所以密度不变的状态不一定是平衡状态，故C错误；v正(N2)＝2v逆(NH3)时，正逆反应速率不相等，未达到平衡，故D错误。答案：B2．解析：ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入1molN2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，③曲线趋势不正确。答案：D3．解析：A为固体，反应前后气体分子数不变，无论是否平衡，混合气体的压强，气体的总物质的量均不变，即①④不能作为判断反应是否达到平衡的标志，②③⑤中各量不变时，可判断反应达到平衡状态。答案：B4．解析：反应2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)可知，反应前后气体的化学计量数相等，压强对平衡移动没有影响，当满足Ⅱ所加物质完全转化为A、B时，与Ⅰ物质的量比值相等。Ⅱ途径达到平衡时浓度大，压强大，反应速率应较大，A和B错误；Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到相同平衡状态，体系内混合气的百分组成相同，C正确；D错误。答案：C5．解析：假设反应向正向进行到底，由于CO仍为1mol，故生成的CO2最多为1mol，但由于反应的可逆性，这是不可能的。同时增大c(H2O)提高CO的转化率，所以eq\f(2,3)mol<n(CO2)<1mol。B项正确。答案：B6．解析：反应达到平衡后，此时移走2.0molPCl3和1.0molCl2，若不考虑平衡移动，则此时PCl5的物质的量为0.4mol；移走2.0molPCl3和1.0molCl2后，相当于减小压强，故平衡向逆反应方向移动，所以再次达到平衡时PCl5的物质的量小于0.4mol，C项正确。答案：C7．答案：D8．解析：MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s)ΔH<0，该反应属于气体的物质的量减小的反应。A.平衡时气体的物质的量不变，压强不变，错误；B.该反应为可逆反应，吸收ymolH2需要大于1molMHx，错误；C.因为该反应正反应方向为放热反应，降温时该反应将向正反应方向移动，反应的平衡常数将增大，正确；D.向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，v(放氢)<v(吸氢)，错误。答案：C9．解析：气体体积刚压缩平衡还未移动时D的浓度应是原来的2倍，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.5倍，D的浓度减小，所以压缩体积使平衡向逆反应方向移动。平衡向逆反应方向移动，A的转化率变小，A错误；平衡向逆反应方向移动，B错误；平衡向逆反应方向移动，D的体积分数减小，C错误；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，该平衡向逆反应方向移动，所以a<c＋d，D正确。答案：D10．解析：若x<4，则正反应为气体分子数减小的反应，乙容器对于甲容器而言，相当于加压，平衡正向移动，所以2c1>c2，A项错误；若x＝4，则反应前后气体分子数相等，由于起始时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等，故w3不可能等于w1，B项错误；起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，两容器的容积相等，故恒有2ρ1＝ρ2，C项正确；起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍，故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短，D项错误。答案：C11．解析：温度越高，平衡常数越小，说明正反应为放热反应，温度越高，H2S的脱除率越低，A、C两项错误；上述3个反应均是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，B项错误。答案：D12．解析：温度升高，H2的浓度增大，平衡左移，故逆向吸热，正向放热，ΔH<0，则曲线a为CO2的浓度变化，根据方程式的比例关系，可知曲线b为H2O的浓度变化，曲线c为C2H4的浓度变化，故A、B正确；C项，N点和M点均处于同一T1℃下，所处的状态的c(H2)是一样的；D项，其他条件不变，T1℃、0.2MPa相对0.1MPa，增大了压强，体积减小，c(H2)增大，反应达平衡时c(H2)比M点大，D项正确。答案：C13．解析：(1)T1℃时，40s～80s内二氧化氮的物质的量从0.40mol变为0.60mol，则用二氧化氮表示该时间段的平均反应速率为v(NO2)＝eq\f(\f(0.60mol－0.40mol,2L),80s－40s)＝0.0025mol·L－1·s－1，化学反应速率与化学计量数成正比，则v(N2O4)＝eq\f(1,2)v(NO2)＝0.00125mol·L－1·s－1。(2)根据图像曲线变化可知，T1℃时反应速率大于T2℃，则温度大小为T1℃>T2℃，而在T2℃达到平衡时二氧化氮的物质的量小于T1℃，说明升高温度，平衡向着正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH>0。(3)a.增大N2O4的起始浓度，相当于增大了压强，平衡逆向移动，则eq\f(cNO2,cN2O4)的比值变小，故a正确；b.该反应为吸热反应，升高温度，平衡向着正向移动，则二氧化氮浓度增大、四氧化二氮浓度减小，故该比值增大，故b错误；c.向混合气体中通入NO2，相当于增大了压强，平衡逆向移动，二氧化氮浓度减小、四氧化二氮浓度增大，该比值减小，故c正确；d.使用高效催化剂，对化学平衡不影响，则该比值不变，故d错误。答案：(1)0.00125(2)>(3)ac14．解析：(1)依据题意，NH4HS被空气中氧气氧化，将－2价S元素氧化成S，同时生成一水合氨，其反应的化学方程式为2NH4HS＋O2eq\o(=,\s\up7(一定条件）2NH3·H2O＋2S↓。(2)结合反应特点，正反应方向是气体物质的量增大的吸热反应，若要加快反应速率又增加H2的百分含量，可升高温度，A项正确；增加水蒸气浓度，能加快反应速率，使平衡正向移动，但平衡体系中H2百分含量不一定增大，故B项错误；加入催化剂平衡不移动，H2的百分含量不变，C项错误；降低压强反应速率减慢，D项错误。根据“三段式”法有：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)开始(mol)0.200.8转化(mol)xxx一定时间(mol)0