高考化学大一轮复习 化学平衡状态限时集训卷

【创新方案】高考化学大一轮复习化学平衡状态限时集训卷[对应学生用书课下限时集训(二十二)]一、选择题1．对于可逆反应M＋NQ达到平衡时，下列说法正确的是()A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等B．M、N全部变成了QC．反应混合物中各组分的浓度不再变化D．反应已经停止解析：选C可逆反应不会进行到底，是动态平衡，B、D错误；达到平衡时，M、N、Q三种物质的浓度不一定相等，A错误。2．(·三明重点学校联考)在425℃时，在1L密闭容器中充入下列气体物质进行的反应达到平衡，分析如图所示示意图，从下列选项中选出能从示意图中读出相关信息的不正确选项()A．同温同压下，只要物质比例适当，从正、逆方向都可以建立同一平衡状态B．上述图像表示的反应为H2(g)＋I2(g)2HI(g)C．图1H2的转化率＋图2HI的转化率＝100%D．相同条件下，分别从正、逆方向建立等同的平衡状态，所需时间相同解析：选D比较图1和图2可知，两平衡状态的c(HI)、c(H2)、c(I2)分别相同，化学反应方程式均为H2(g)＋I2(g)2HI(g)，图1H2的转化率为eq\f(1.00－0.21,1.00)×100%＝79%，图2中HI的转化率为eq\f(2.00－1.58,2.00)×100%＝21%，故A、B、C正确。3．在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：甲中：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；乙中：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。现有下列状态：①混合气体平均相对分子质量不再改变②恒温时，气体压强不再改变③各气体组分浓度相等④反应体系中温度保持不变⑤断裂氢氧键反应速率等于断裂氢氢键反应速率的2倍⑥混合气体密度不变⑦单位时间内，消耗水的质量与生成氢气的质量之比为9∶1⑧同一时间内，水蒸气消耗的物质的量等于氢气消耗的物质的量。其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是()A．①②⑤B．③④⑥C．⑥⑦⑧D．④⑤⑧解析：选D甲容器中，C为固态，该可逆反应属于气体体积不相等的反应；乙容器中，反应属于等气体分子数的反应，混合气体平均相对分子质量、密度、压强都始终不变，①②⑥错误；各气体组分浓度相等，不能判断反应是否达到平衡状态，③错误；消耗水与生成氢气是同一反应方向，不能判断反应是否达到平衡状态，⑦错误。4．对已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是()①生成物的百分含量一定增加②生成物的产量一定增加③反应物的转化率一定增大④反应物的浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥使用了适宜的催化剂A．②⑤B．①②C．③⑤D．④⑥解析：选A以合成氨反应“N2＋3H22NH3”为例，若加入大量N2使平衡右移，NH3产量一定增加，但NH3的百分含量不一定增大，H2的转化率会增大，但N2的转化率减小；H2的浓度降低，但N2浓度增加，故①③④错误，②⑤正确；使用催化剂不能使化学平衡移动，⑥错误。5．一定温度下，某密闭容器里发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)(正反应为放热反应)，当反应达到平衡时，测得容器中各物质的物质的量均为nmol。欲使H2的物质的量浓度增大1倍，在其他条件不变时，下列措施中采用的是()①升高温度②增大压强③再通入nmolCO2和nmolH2④再加入2nmolCO和2nmolH2O(g)A．①②B．②④C．③④D．①②③解析：选B①升高温度，平衡左移，n平(H2)<2n；②增大压强，平衡不移动，当压强变为原来的2倍时，容器体积为原来的一半，c(H2)即为原来的2倍；③、④容器体积不变时，2nmolCO和2nmolH2O与原配比是等效的，所以③使c(H2)增大0.5倍，④增大1倍。6．(·广东韶关高三检测)一定条件下的密闭容器中有如下反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－905.9kJ/mol，下列叙述正确的是()A．4molNH3和5molO2反应，达到平衡时放出热量为905.9kJB．平衡时v正(O2)＝eq\f(4,5)v逆(NO)C．平衡后减小压强，混合气体平均摩尔质量增大D．平衡后升高温度，混合气体中NO含量降低解析：选DA项，由于该反应是可逆反应，故达到平衡时反应物不能全部转化为生成物，放出热量小于905.9kJ，错误；B项，反应速率之比等于反应方程式前的计量数之比，所以平衡时的正逆反应速率关系应为v正(O2)＝eq\f(5,4)v逆(NO)，错误；C项，减小压强，化学平衡向正反应方向移动，气体总质量不变，而气体总的物质的量增大，则平均摩尔质量减小，错误；D项，正反应是放热反应，升温，化学平衡逆向移动，NO含量降低，正确。7．在容积一定的密闭容器中，反应A＋B(g)C(g)＋D(g)达到平衡后，升高温度容器内气体的密度增大，则下列叙述正确的是()A．正反应是放热反应B．A不是气态物质，加入A该平衡向正反应方向移动C．其他条件不变，加入A平衡不移动D．改变压强对该平衡的移动无影响解析：选C根据反应A＋B(g)C(g)＋D(g)在恒容容器中进行，达到平衡后，升高温度容器内气体的密度增大，若A为气态，则反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，容器内气体的密度不变，不符合题意，则A为非气态物质；反应后气体的密度增大，只能是混合气体的质量增多，平衡只能是向正反应方向移动，有一部分非气态物质A的质量变为气体的质量，正反应方向为吸热反应，A错误；由于A为非气态物质，故其他条件不变，加入A平衡不移动，B错误、C正确；因为反应前后气体的体积不相等，改变压强，平衡发生移动，D错误。8．在体积、温度都相同的条件下，反应2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)分别从下列两条途径建立平衡：Ⅰ.A、B的起始物质的量均为2mol；Ⅱ.C、D的起始物质的量分别为2mol和6mol。以下叙述中不正确的是()A．Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同B．Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的平均相对分子质量相同C．达平衡时，途径Ⅰ的反应速率v(A)等于途径Ⅱ的反应速率v(A)D．达平衡时，途径Ⅰ所得混合气体的密度为途径Ⅱ所得混合气体密度的eq\f(1,2)解析：选C途径Ⅱ中2molC和6molD按方程式转化为A、B，相当于4molA和4molB，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，故在恒温、恒容条件下，途径Ⅰ和途径Ⅱ将建立等效平衡，A、B均正确；因为途径Ⅱ达平衡时各组分的浓度为途径Ⅰ的两倍，达平衡时途径Ⅰ的反应速率v(A)小于途径Ⅱ的反应速率v(A)，C错误、D正确。9.如图是温度和压强对反应X＋Y2Z影响的示意图。图中纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是()A．X、Y、Z均为气态B．恒容时，混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据C．升高温度时v正增大，v逆减小，平衡向右移动D．使用催化剂Z的产率提高解析：选B由图可知，在温度不变时增大压强，Z的体积分数减小，即平衡逆向移动，所以X、Y中至多有一种是气体，A错误；因反应物中有非气体物质存在，所以恒容时只要平衡发生移动，混合气体的质量就会发生变化，则密度必然改变，所以混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据，B正确；升高温度，v正、v逆都增大，C错误；催化剂对平衡移动无影响，不能提高Z的产率，D错误。10．可逆反应2M(g)＋N(g)2X(g)，根据表中的数据可判断选项中图像错误的是()解析：选C根据表中数据可知同一压强下温度越高M的转化率越低，则正反应为放热反应；根据反应方程式可知同一温度下压强越大M的转化率越高，则A、B正确；增大压强平衡将向正反应方向移动，有v正>v逆，C错误；升高温度平衡将向逆反应方向移动，D正确。二、非选择题11．(·芜湖模拟)运用化学反应原理研究元素及其化合物的反应有重要意义。工业合成氨过程中，N2和H2反应生成NH3：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。混合体系中NH3的百分含量和温度的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。根据图示回答下列问题：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH________0(填“>”或“<”)。(2)若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不移动”)。(3)若温度为T1时，反应进行到状态D时，v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)。解析：(1)随着温度的升高，NH3的百分含量降低，说明反应逆向进行，反应为放热反应。(2)若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，相当于减小压强，平衡向左移动。(3)若温度为T1时，反应进行到状态D时，NH3的百分含量低于平衡状态，v正＞v逆。答案：(1)＜(2)向左(3)＞12．(·济南高三模拟)t℃时，将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196kJ/mol。2min时反应达到化学平衡，此时测得反应放出的热量为39.2kJ。请填写下列空白：(1)下列叙述能证明该反应已经达到化学平衡状态的是________(填标号，下同)。A．容器内压强不再发生变化B．SO2的体积分数不再发生变化C．容器内气体质量不再发生变化D．容器内气体密度不再发生变化(2)从反应开始至达到化学平衡，生成SO3平均反应速率为____________；该条件下反应的平衡常数K＝________(精确到小数点后两位)。(3)反应达到化学平衡后，以下操作将引起平衡向正反应方向移动并能提高SO2转化率的是________。A．向容器中通入少量O2B．向容器中通入少量SO2C．使用催化剂D．降低温度E．向容器中通入少量氦气(4)上述反应达平衡后，再通入1.6molSO2、0.8molO2、0.4molSO3，则平衡________移动。(填“向右”、“向左”或“不”)解析：2min时反应达到化学平衡，测得反应放出的热量为39.2kJ，说明消耗0.4molSO2、0.2molO2，生成了0.4molSO3。(1)容器内气体的质量、密度始终保持不变，不能用来证明该反应是否已经达到化学平衡状态。(2)生成SO3平均反应速率为0.4mol÷2L÷2min＝0.1mol/(L·min)；该条件下反应的平衡常数K＝eq\f(\f(0.4,2)2,\f(1.6,2)2×\f(0.8,2))≈0.16。(3)向容器中通入少量O2、降低温度，将引起平衡向正反应方向移动并能提高SO2转化率；向容器中通入少量SO2将引起平衡向正反应方向移动，但SO2的转化率降低；使用催化剂、向容器中通入少量氦气不会引起平衡移动。(4)上述反应达平衡后，再通入1.6molSO2、0.8molO2、0.4molSO3，与平衡比例相同，但增大了体系压强，则平衡向右移动。答案：(1)A、B(2)0.1mol/(L·min)0.16(3)A、D(4)向右13．合成氨反应是“将空气变成面包”的反应，如果没有合成氨反应，地球将无法养活现在这么多的人。已知合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol。Ⅰ.在体积为5L的恒温、恒容密闭容器甲中，起始时投入2molN2、3molH2，经过10s达到平衡，测得平衡时NH3的物质的量为0.8mol。Ⅱ.在容器乙中，起始时投入3molN2、bmolH2，维持恒温、恒压达到平衡，测得平衡时NH3的物质的量为1.2mol。此时与容器甲中平衡状态温度相同，相同组分的体积分数都相同。(1)容器甲10s内用H2表示的平均反应速率v(H2)＝________________，达平衡时N2的转化率＝________。(2)甲容器中反应的逆反应速率随时间变化的关系如图。t2时改变了某一种条件，改变的条件可能是__________、____________________(填写两项)。(3)b＝________________。解析：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始量(mol)230转化量(mol)0.41.20.8平衡量(mol)1.61.80.8v(H2)＝eq\f(1.2mol,5L×10s)＝0.024mol/(L·s)，平衡时，氮气的转化率＝eq\f(0.4mol,2mol)×100%＝20%。(2)t2时，逆反应速率突然增大，原因可能是使用了催化剂、升高了温度、增大了压强、增大了氨的浓度，而后逆反应速率减小，平衡逆向移动，则只能是t2时增大了氨的浓度或升高了温度。(3)根据平衡时容器甲与容器乙中各物质的体积分数相等，可求出b＝4.5。答案：(1)0.024mol/(L·s)20%(2)升高温度增大氨的浓度(3)4.514．如图，有甲、乙两容器，甲体积可变压强不变，乙保持体积不变。向两容器中分别充入1molA、3molB，此时两容器体积均为500mL，温度为T℃，保持温度不变发生反应：A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(s)ΔH<0。(1)2min后甲容器中反应达到平衡，测得C的浓度为2mol/L，此时容器的体积为________mL，B的转化率α甲(B)为________。(2)乙容器中反应达到平衡所需要的时间______2min(填“＞”、“＜”或“＝”，下同)，B的转化率α乙(B)________α甲(B)。解析：(1)设转化的物质的量为nmolA(g)＋3B(g)2C(g)＋D(s)初始(mol)130转化(mol)n3n2n2min(mol)1－n3－3n2n反应后总物质的量为1－n＋3－3n＋2n＝4－2n设反应后的体积为VL，则：eq\f(2nmol,VL)＝2mol/L，求得n＝V。又因为反应条件为等温等压，气体体积之比等于物质的量之比。则：eq\f(0.5,V)＝eq\f(4,4－2n)，求得V＝0.4，α甲(B)＝eq\f(1.2mol,3mol)×100%＝40%。(2)甲在恒压下反应，体积不断缩小，乙和甲相比，乙相当于减小压强，平衡向左移动，反应速率慢，B的转化率小。答案：(1)40040%(2)><1．在一定条件下体积不变的密闭容器中，一定量的混合气体发生反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)ΔH<0，达到平衡时，测得c(B)＝0.48mol/L。保持温度不变，把容器体积扩大到原来的2倍，使其重新达到平衡，测得c(B)＝0.27mol/L。下列有关说法不正确的是()A．a＋b>cB．A的转化率增大C．C的体积分数降低D．平衡一定逆向移动解析：选B容器体积扩大到原来的2倍，若平衡不移动，所有物质浓度都变为原来的一半，c(B)应该由0.48mol/L变成0.24mol/L，但新平衡状态下c(B)＝0.27mol/L>0.24mol/L，说明平衡逆向移动，所以A的转化率减小，C的体积分数降低，逆反应方向是气体分子数增大的方向，即a＋b>c。2．已知H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH<0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是()A．甲、乙提高相同温度B．甲中加入0.1molHe，乙不变C．甲降低温度，乙不变D．甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2解析：选C在相同体积和温度的条件下，甲、乙两容器是等效体系，平衡时两容器中各组分的浓度相同；若提高相同的温度，甲、乙两体系平衡移动的情况相同；若向甲中加入一定量的He，平衡不移动；若向甲中加0.1molH2和向乙中加0.1molI2，则使平衡移动的效果相同；而降低甲的温度会使平衡正向移动，c(HI)提高。3．温度为T0时，在恒容的密闭容器中发生反应，各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是()A．该反应的正反应是放热反应B．若在第6min时升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动C．图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%D．反应中某时刻各物质的正反应速率为2v(X)＝2v(Y)＝v(Z)解析：选D由图a知3min时反应达到平衡，Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)＝(0.3－0.05)∶(0.4－0.15)∶(0.5－0)＝1∶1∶2，故该反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，Y的转化率＝eq\f(0.4－0.15,0.4)×100%＝62.5%，C错误；由图b知T1>T2；温度越高，平衡时c(Z)越大，表明升温有利于反应向正反应方向进行，即正反应为吸热反应，A错误；升温时，v正、v逆都增大，B错误。4.有一反应：2A＋B2C，其中A、B、C均为气体，如图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示B的转化率，图中有a、b、c三点，则下列描述正确的是()A．该反应是放热反应B．b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化C．T1温度下若由a点达到平衡，可以采取增大压强的方法D．c点v正＜v逆解析：选B由于温度升高，B的转化率增大，说明平衡正向移动，推知该反应是吸热反应，A错误；在T1温度下，由a点达到平衡时，B的转化率不断减小，若采取加压措施，结合化学方程式可知B的转化率会不断增大，C错误；在T2温度下，由c点会达到平衡状态的过程中，B的转化率不断增大，说明该过程v正＞v逆，D错误。5.反应N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝＋57kJ/mol，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A．a、c两点的反应速率：a>cB．a、c两点气体的颜色：a深，c浅C．由状态b到状态a，可以用加热的方法D．a、c两点气体的平均相对分子质量：a>c解析：选Cc点压强大于a点压强，故反应速率a<c，A错误；反应是吸热的，升高温度平衡正向移动，NO2的体积分数增大，C正确；增大压强平衡逆向移动，气体平均相对分子质量是增大的(a<c)，D错误。6．捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生可逆反应：反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3请回答下列问题：(1)ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3＝________。(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其它初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图(见图1)。则：①ΔH3________0(填“>”、“＝”或“<”)。②在T1～T2及T4～T5二个温度区间，容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是___________________________________