河北博奥学校 第二章 化学反应速率和化学平衡 第三节 化学平衡 专题测验

第页河北博奥学校第二章化学反响速率和化学平衡第三节化学平衡专题测验例1．在恒温、恒容条件下，能说明可逆反响：H2+I22HIQUOTE2HIg到达平衡状态的是〔〕A.气体的压强保持不变B.ν(H2)=2ν(HI)QUOTEC.气体的密度保持不变D.气体的颜色保持不变例2．合成氨反响：N2+3H22NH3在密闭容器中进行。以下说法正确的选项是〔〕A.到达化学平衡时，各物质的浓度不再改变B.使用催化剂可使用H2的转化率到达100%C.其他条件不变，升高温度，不能增大反响的速率D.其他条件不变，降低NH3的浓度，可以增大反响的速率例3．将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反响：2SO2(g)+O2(g)⇋2SO3△H<0。得到如表中的两组数据，以下说法不正确的选项是实验编号温度/℃平衡常数/mol-1·L起始量/mol平衡量/mol到达平衡所需时间/minSO2O2SO2O21T1K142x0.862T2K420.4ytA.T1、T2的关系：T1＞T2B.x=1.6，y=0.2，t<6C.K1、K2的关系：K2＞K1D.实验1在前6min的反响速率υ(SO2)=0.2mol·L-1·min-1例4．对可逆反响，以下表达正确的选项是()A.到达化学平衡时，B.假设单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmol，那么反响到达平衡状态C.到达化学平衡时，假设增加容器体积，那么正反响速率减少，逆反响速率增大D.化学反响速率关系是：例5．以下有关化学反响速率的说法正确的选项是〔〕A.用铁片和稀硫酸反响制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率B.10.0mL2molL﹣1的盐酸跟锌片反响，参加适量的氯化钠溶液，反响速率不变C.SO2的催化氧化是一个放热的反响，所以升高温度，反响速率减慢D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反响生成N2和CO2，减小压强，反响速率减慢例6．用3g块状大理石与30mL3mol/L盐酸反响制取CO2气体，假设要增大反响速率，可采取的措施是〔〕①再参加30mL1mol/L盐酸②改用30mL6mol/L盐酸③改用3g粉末状大理石④适当升高温度A.①②④B.②③④C.①③④D.①②③例7．CaCO3与稀盐酸反响〔放热反响〕生成CO2的量与反响时间的关系如下图．以下结论错误的两项是〔

〕①反响开始2min内平均反响速率最大②反响4～6min内平均反响速率最小③反响开始4min内温度对反响速率的影响比浓度大④反响在第2min到第4min间生成CO2的平均反响速率最大A.①②B.②③C.③④D.①③例8．在一固定容积的密闭容器中充入气体A和B，发生如下可逆反响：A(g)+B(g)xC(g)；△H＝Q。在不同的温度和压强下，C在反响混合物中的含量随反响时间的变化如下图。以下判断正确的选项是A.P1＞P2，x＝1B.P1＜P2，x≠1C.T1＜T2，Q＞0D.T1＞T2，Q＜0例9．2017年5月18日，中国国土资源部地质调查局宣布，我国在南海进行的可燃冰试采获得成功，成为全球第一个海域试采可燃冰成功的国家，可燃冰即天然气水合物，甲烷含量占80%至99.9%。化工生产中用甲烷和水蒸气反响得到以CO(1)甲醇是一种用途广泛的化工原料，工业上常用以下两种反响制备甲醇：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1=-90kJ·mol-1K1CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l)△H2K2己知：

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H3=-41.1kJ·mol-1K3H2O(l)=H2O(g)△H4=+44.0kJ·mol-1K4那么K2=_______(用含K1、K3、K4的代数式表示)(2)在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2模拟工业合成甲醇的反响：CO2(g)十3H2(g)CH3OH(g)十H2O(g)①以下能说明该反响已到达平衡状态的是______________________。A.混合气体平均相对分子质量不变B.混合气体密度不变C.容器内压强恒定不变D.反响速率满足以下关系：V正(CO2)=3V逆(H2)E.CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量浓度之比为1：3：1：1F.单位时间内断裂3NAH-H键的同时形成2molH-O键②模拟过程中测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如下图，假设此时容器内压强为P，那么用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP为_____________(用含P的代数式表示，数值保存两位小数)，假设此时再向容器内充入0.25molCO2和0.25molCH3OH的混合气体，那么平衡______(填“正向“逆向“不〞)移动。(：气体分压=气体总压×体积分数)例10．工业上一般在恒容密闭容器中可以采用以下反响合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0〔1〕判断反响到达平衡状态的依据是______〔填序号〕。a．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等b．混合气体的密度不变c．混合气体的总物质的量不变d．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化〔2〕以下图表示在温度分别为T1、T2时，平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反响速率A______C〔填“＞〞、“＝〞或“＜〞，下同〕，A、C两点的化学平衡常数A______C，由状态B到状态A，可采用______的方法〔填“升温〞或“降温〞〕。〔3〕图I是反响时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况，从反响开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反响速率v(CO)=______。〔4〕写出该反响的热化学方程式______________________________。〔5〕当温度升高时，该平衡常数K将________〔填“增大〞、“减小〞或“不变〞〕。〔6〕恒容条件下，以下措施中能使增大的有______.A．升高温度B．充入He气C．再充入1molCO和2molH2D．使用催化剂〔7〕在恒温条件下，扩大容器体积，那么平衡____〔填“逆向移动〞、“正向移动〞、“不移动〞〕参考答案例1．D【解析】A.在恒温、恒容条件下，该反响的气体分子数不变，故气体的压强始终保持不变，A不正确；B.说明正反响速率不等于逆反响速率，没有到达平衡；C.在恒温、恒容条件下，反响过程中气体的总质量和总体积保持不变，故气体的密度始终保持不变，不能说明到达平衡；D.气体的颜色保持不变，说明反响混合物中各组分的浓度均保持不变，到达平衡，D正确。此题选D。点睛：到达平衡状态的标志概括起来就两点，一是正反响速率与逆反响速率相等的状态，二是反响中的变量保持不变的状态。要注意分清变量与不变量。例2．A【解析】A.到达化学平衡时正逆反响速率相等，各物质的浓度不再改变，A正确；B.使用催化剂只能改变反响速率，不能改变平衡状态，因此不能使H2的转化率到达100%，B错误；C.其他条件不变，升高温度，能增大反响的速率，C错误；D.其他条件不变，降低NH3的浓度，反响速率减小，D错误，答案选A.例3．B【解析】在实验1中，2SO2〔g〕+O2〔g〕2SO3〔g〕起始420转化2.41.22.4平衡1.60.82.4实验2中，2SO2〔g〕+O2〔g〕2SO3〔g〕起始420转化3.61.83.6平衡0.40.23.6两个实验中起始浓度相同，温度不同，由上述计算可知，实验2中到达平衡时，反响物的转化率更大，因该反响为放热反响，说明T2＜T1，实验2中正向进行的程度大，平衡常数K2＞K1。A.由上述分析可知，实验2对应的温度低，即T1>T2，故A正确；B.由上述分析可知，x=1.6，y=0.2，温度越低，反响速率越小，那么t>6，故B错误；C.该反响为放热反响，升高温度平衡逆向移动，因T1>T2，那么K2>K1，故C正确；D.实验1在前6min的平均反响速率υ(SO2)=2.4mol÷2L÷6min=0.2mol⋅L−1⋅min−1，故D正确；答案选B。例4．A【解析】到达化学平衡时，用不同物质表示的正逆反响的速率比等于系数比，故A正确；根据平衡时正逆反响速率相等，单位时间内生成xmolNO的同时，生成xmol，故B错误；假设增加容器体积，正逆反响速率均减小，故C错误；不同物质表示的反响速率比一定等于系数比：，故D错误。例5．D【解析】A.98%的浓硫酸具有强氧化性，在常温下与铁发生钝化，如果加热那么生成二氧化硫，不能生成氢气，所以不会加快产生氢气的速率，故A错误；B.参加适量的氯化钠溶液，氯化钠不参与反响，但会使溶液中的氢离子浓度减小，反响速率减慢，故B错误；C.升高温度可以增大活化分子的百分数，使反响速率增大，与是否为放热反响无关，故C错误；D.减小压强可以使反响速率减慢，故D正确；答案选D。例6．B【解析】①.再参加30mL1mol/L盐酸，与原溶液相比，盐酸的浓度减小，反响速率减小，故①不选；②.改用30mL6mol/L盐酸，与原溶液相比，盐酸的浓度增大，反响速率增大，故②选；③.改用3g粉末状大理石，固体外表积增大，反响速率增大，故③选；④.适当升高温度，活化分子百分数增大，反响速率增大，故④选；综上所述，答案选B。例7．D【解析】①.由图象可知，在0～2min内生成CO20.1mol，2～4min内生成CO20.2mol，4～6min内生成CO20.05mol，那么反响刚开始时反响速率较小，然后逐渐增大，最后减小，故①错误；②.由上述分析可知，在4～6min内生成的CO2最少，那么反响4～6min内平均反响速率最小，故②正确；③.随着反响的进行，氢离子浓度逐渐减小，氢离子浓度的减小会使反响速率降低，由图象可知，0～2min反响刚开始，此时温度较低，反响速率由氢离子浓度决定，2～4min反响速率最快，说明2～4min时温度对反响速率起主要作用，4min后反响速率又降低，说明4min后氢离子浓度起主要作用，故③错误；④.据图可知，反响在第2min到第4min间生成CO2的物质的量最大，所以2～4min时平均反响速率最大，故④正确；综上所述，答案选D。点睛：此题考查化学反响速率的图象，因CaCO3与稀盐酸的反响为放热反响，随着反响的进行，温度逐渐升高，盐酸的浓度逐渐降低，结合各时间段二氧化碳物质的量的变化即可比拟反响速率的大小，解题时要注意根据反响速率的定义及其影响因素进行分析判断，试题难度不大。例8．D【解析】相同温度T1时，P2条件下反响时间小于P1条件下，故P1＜P2；相同压强P2时，T1条件下反响时间小于P2条件下，故T1＞T2，而压强相同的情况下，升高温度C在反响混合物中的含量降低，平衡逆向移动，正反响是放热反响，所以Q＜0；在温度相同的情况下，增大压强，C的含量增大，平衡正向移动，所以x=1，答案选D。点睛：此题考查外界条件对化学反响速率和化学平衡的影响，根据影响化学反响速率和化学平衡的因素进行判断得出正确结论，升高温度，化学反响速率加快，平衡向着吸热的方向移动；增大压强，化学反响速率加快，平衡向着气体体积减小的方向移动。例9．K1/K3K4A、C33.33/P2【解析】(1)根据平衡常数的表达式可知K1=c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)；K2=c(CH3OH)/c(CO2)c3(H2)；K3=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)；K4=c(H2O)；通过以上整理可得：K2=K1/K4K3；正确答案：K1/K3K4。(2)该反响反响前后气体总质量不变，气体总量为减小的可逆反响，所以当混合气体平均相对分子质量不变时，反响到达平衡状态；A正确；该反响反响前后气体总质量不变，恒容密闭容器中，混合气体密度恒为定值，不能判定反响是否到达平衡状态；B错误；该反响为气体总量减小的反响，其他条件下不变，压强和气体的物质的量成正比，当容器内压强恒定不变，反响到达平衡状态；C正确；速率之比和系数成正比，3V(CO2)=V(H2)，满足3V正(CO2)=V逆(H2)反响到达平衡状态，D错误；CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量浓度之比为1：3：1：1为反响的一种特殊情况，不能判定反响是否达平衡状态，E错误；单位时间内断裂3NAH-H键，是正向速率，同时形成2molH-O键，也是正向速率，不能判定反响到达平衡状态；F错误；正确选项A、C。②根据图像可知：容器的体积为1L，根据方程式进行如下计算：CO2(g)十3H2(g)CH3OH(g)十H2O(g)起始量1300变化量0.752.250.750.75平衡量0.250.750.750.75平衡分压0.1P0.3P0.3P0.3P所以化学平衡常数KP为P(CH3OH)×P(H2O)/P(CO2)×P3(H2)；P(CH3OH)×P(H2O)=0.3P×0.3P=0.09P2，P(CO2)×P3(H2)=0.1P×〔0.3P〕3=0.0027P4；KP为0.09P2/0.0027P4=33.33/P2；假设此时再向容器内充入0.25molCO2和0.25molCH3OH的混合气体，那么浓度商Qp=P(CH3OH)×P(H2O)/P(CO2)×P3(H2)；这时，各物质分压分别为：P(CH3OH)=1/3P，P(H2O)=0.25P，P(CO2)=1/6P，P(H2)=0.25P；把数据带入Qp=32/p2<33.33/P2=KP，所以平衡正向移动；正确答案：33.33/P2；正向。例10．cd＜＝升温v(CO)=0.075mol·L-1·min-1CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-91kJ·mol-1减小C逆向移动【解析】(1)生成CH3OH的速率与消耗CO的速率都是正反响速率，无法判断是否到达平衡状态，a错误；反响前后气体的总质量不变，容器容积固定，气体的体积不变，气体的密度恒为定值，不能判断反响是否到达平衡，b错误；反响前后都是气体，化学计量数之和不相等，故混合气体的总物质的量不变，可以判断到达了平衡状态，c正确；反响物和生成物的浓度不变，生成速率等于消耗速率，正逆反响速率相等，到达了平衡状态，d正确；正确选项cd。〔2〕根据图2，A、C两点温度相同，C点的压强大于A点，故反响速率：A<C；因为温度相同，故A、C的化学平衡常数相等；B点氢气的含量小于A点的，反响放热，假设要提高氢气的含量，必须升高温度；正确答案：；=；升温。〔3〕根据图像可知：CO浓度变化=1-0.25=0.75mol/L；平均反响速率v(CO)=0.75/10=0.075mol·L-1·min-1；正确答案：0.075mol·L-1·min-1。〔4〕根据图像可知该反响的ΔH=反响物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量=419-510=-91kJ·mol-1；该反响的热化学方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-91kJ·mol-1；正确答案：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-91kJ·mol-1。〔5〕CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-91kJ·mol-1，反响为放热反响，升高温度，平衡左移，该平衡常数K将减小；正确答案：减小。〔6〕升高温度，平衡左移，减小，A错误；体积、温度不变，充入He气，对各物质的浓度没有影响，平衡不动，因此不变，B错误；恒容条件下，再充入1molCO和2molH2，相当于增大容器内气体的压强，平衡右移，增大，C正确；使用催化剂只能改变反响的速率，平衡不移动，不变，D错误；正确选项C。〔7〕在恒温条件下，扩大容器体积，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，那么平衡逆向移动；正确答案：逆向移动。点睛：针对该反响：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0，如果在温度，容器的体积不变的情况下，向反响中充入和反响无关的气体，各物质的浓度不变，速率不变，平衡不移动；如果在温度、压强不变的密闭容器中，向反响中充入和反响无关的气体，由于气体体积增大，各物质浓度均减小，速率减慢，平衡向左移动。【高考真题】练1.[浙江选考化学2023年4月]：X(g)+2Y(g)3Z(g)△H=-akJ.mol-1(a>0)。以下列说法不正确的选项是()A.0.1molX和0.2molY充分反响生成Z的物质的量一定小于0.3molB到达化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化C.到达化学平衡状态时，反响放出的总热量可达akJD升高反响温度，逆反响速率增大、正反响速率减小答案：D【解析】假设0.1molX和0.2molY完全反响，那么可生成0.3molZ，由于该反响为可逆反响，所以生成Z的物质的量必定小于0.3mol，A项正确;到达平衡时，反响物、生成物的浓度保持不变，B项正确;如果1molX与2molY反响，那么反响达平衡时，那么可使反响放出的总热量为akJ，C项正确;升高反响体系温度时，会同时增大正、逆反响速率，D项错误。练2.[2023年江苏化学]温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反响：2NO2(g)⇋2NO(g)+O2(g)(正反响吸热)。实验测得：v正=v(NO2)消耗=k正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。以下说法正确的选项是A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5B．达平衡时，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%D．当温度改变为T2时，假设k正=k逆，那么T2>T1【答案】CDA．显然容器II的起始投料与容器I的平衡量相比，增大了反响物浓度，平衡将向逆反响方向移动，所以容器II在平衡时气体的总物质的量一定小于1mol，故两容器的压强之比一定大于4：5，A错误；B．假设容器II在某时刻，，由反响2NO22NO+O2起始量(mol/L)0.30.50.2变化量(mol/L)2x2xx平衡量(mol/L)0.3−2x0.5+2x0.2+x因为，，解之得x=，求出此时浓度商Qc=>K，所以容器II达平衡时，一定小于1，B错误；C．假设容器III在某时刻，NO的体积分数为50%，由反响2NO22NO+O2起始量(mol/L)00.50.35变化量(mol/L)2x2xx平衡量(mol/L)2x0.5−2x0.35−x由0.5−2x=2x+0.35−x，解之得，x=0.05，求出此时浓度商Qc=>，说明此时反响未达平衡，反响继续向逆反响方向进行，NO进一步减少，所以C正确；D．温度为T2时，>0.8，因为正反响是吸热反响，升高温度后化学平衡常数变大，所以T2>T1，D正确。【名师点睛】试题主要从浓度、温度对化学反响速率、化学平衡的影响以及平衡常数的计算等方面，考查学生对化学反响速率、化学平衡等化学根本原理的理解和应用，关注信息获取、加工和处理能力的提高。解题时首先要分析反响的特征，如是恒温恒容还是恒温恒压反响，是气体分子数目增加的还是气体分子数目减小的反响，其次分析所建立的平衡状态的条件和平衡状态的特征，最后逐一分析试题中所设计的选项，判断是否正确。此题只给了一个平衡量，通过化学平衡计算的三步分析法，分析容器I中平衡态的各种与4个选项相关的数据，其他容器与I进行比照，通过浓度商分析反响的方向，即可判断。此题难度较大，如能用特殊值验证的反证法，那么可降低难度。练3.[2023.课标2.理综]丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。答复以下问题：〔1〕正丁烷〔C4H10〕脱氢制1-丁烯〔C4H8〕的热化学方程式如下：①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)ΔH1：②C4H10(g)+O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)ΔH2=−119kJ·mol−1③H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH3=−242kJ·mol−1反响①的ΔH1为________kJ·mol−1。图〔a〕是反响①平衡转化率与反响温度及压强的关系图，x_________0.1〔填“大于〞或“小于〞〕；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________〔填标号〕。A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强〔2