2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练24化学平衡的移动及化学反应进行的方向

课时跟踪练24一、选择题1．(2024·东莞八中月考)某温度下2L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如表所示。下列说法正确的是()气体XYWn(起始状态)/mol210n(平衡状态)/mol10.51.5A．该温度下，此反应的平衡常数K＝6.75B．上升温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH＞0C．增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡正向移动D．该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝eq\f(c2（X）·c（Y）,c3（W）)解析：由表中数据可知，Δn(X)＝1mol、Δn(Y)＝0.5mol、Δn(W)＝1.5mol，所以，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)＝2∶1∶3，反应方程式为2X(g)＋Y(g)3W(g)。反应前后气体的物质的量相同，可以利用物质的量代替浓度计算平衡常数，所以平衡常数K＝eq\f(c3（W）,c2（X）·c（Y）)＝eq\f(1.53,12×0.5)＝6.75，故A项正确，D项错误；上升温度，W的体积分数减小，平衡逆向移动，上升温度，平衡向吸热反应方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH<0，故B项错误；该反应前后气体的物质的量不变，增大压强，正、逆反应速率增大相同的倍数，平衡不移动，故C项错误。答案：A2．(2024·佛山南海中学月考)NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体，常温常压下它们之间的反应：CO(g)＋NO(g)CO2(g)＋eq\f(1,2)N2(g)ΔH＝－374.3kJ·mol－1K＝2.5×1060，反应速率较小。有关该反应的说法正确的是()A．K很大，NO与CO在排入大气之前就已反应完全B．增大压强，平衡将正向移动，K>2.5×1060C．上升温度，既增大反应速率又增大KD．选用相宜催化剂可达到尾气排放标准解析：平衡常数很大，表示该反应所能进行的程度大，由于NO与CO反应速率较小，在排入大气之前没有反应完全，故A项错误；平衡常数只与温度有关，增大压强，K不变，故B项错误；CO(g)＋NO(g)=CO2(g)＋eq\f(1,2)N2(g)正反应放热，上升温度，反应速率增大，平衡逆向移动，K减小，故C项错误；选用相宜催化剂可增大反应速率，使尾气得到净化，达到尾气排放标准，故D项正确。答案：D3．(2024·东莞中学模拟)用CO还原N2O的化学方程式为N2O(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)。在体积均为1L的密闭容器A(500℃，恒温)、B(起始500℃，绝热)中分别加入0.1molN2O、0.4molCO和相同催化剂。试验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变更关系如图所示。该反应的反应速率v正＝k正·c(N2O)·c(CO)，v逆＝k逆·c(N2)·c(CO2)。k正、k逆分别是正、逆反应速率常数。下列说法错误的是()A．A容器中N2O的转化率随时间的变更关系是a曲线B．要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，但不变更N2O的平衡转化率，在催化剂确定的状况下可实行缩小容器体积的措施C．500℃该反应的化学平衡常数K＝eq\f(1,45)D．M点处的eq\f(v正,v逆)≈1.69解析：由题图可知，a曲线比b曲线先达到平衡，说明反应速率：a＞b，即温度：a＞b，温度上升，达到平衡时N2O的转化率降低，则上升温度，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，故该反应的正反应为放热反应，由于A、B两个容器中，其他条件相同，A是恒温，B是绝热，所以a曲线表示的是B容器中N2O的转化率随时间的变更关系，A项错误；由于该反应为气体分子数不变的反应，反应前后体系压强不变，增大压强可以增大化学反应速率，缩短到达平衡的时间，同时不影响平衡转化率，详细措施是缩小容器体积，B项正确；起始时充入0.1molN2O、0.4molCO发生反应：N2O(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)，依据题图，500℃时，N2O的平衡转化率为25%，平衡时c(N2O)＝0.075mol·L－1，c(CO)＝0.375mol·L－1，c(N2)＝c(CO2)＝0.025mol·L－1，所以该反应的化学平衡常数K＝eq\f(0.025×0.025,0.375×0.075)＝eq\f(1,45)，C项正确；M点处N2O的转化率为20%，则该点处c(N2O)＝0.08mol·L－1，c(CO)＝0.38mol·L－1，c(N2)＝c(CO2)＝0.02mol·L－1，平衡时有v正＝v逆，则K＝eq\f(k正,k逆)＝eq\f(1,45)，所以M点eq\f(v正,v逆)＝eq\f(k正·c（N2O）·c（CO）,k逆·c（N2）·c（CO2）)＝eq\f(1,45)×eq\f(0.08×0.38,0.02×0.02)≈1.69，D项正确。答案：A4．(2024·东莞石龙中学月考)焦炭常用于冶炼工业。已知反应①：2C(s)＋O2(g)=2CO(g)；反应②：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)，反应①②的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是()A．反应②的ΔS＜0，ΔH＜0B．983K是反应趋势变更的转折点C．L1对应反应①D．当温度低于983K时，过量焦炭的氧化产物以CO2为主解析：反应②的生成物气体化学计量数之和小于反应物气体化学计量数之和，所以ΔS＜0，燃烧反应属于放热反应，所以ΔH＜0，A项正确；ΔG越小，说明反应的趋势越大，983K时两反应的ΔG相等，所以983K是反应趋势变更的转折点，B项正确；反应①的ΔS＞0，则－ΔS＜0，ΔG和T成反比，所以斜率小于0，L2对应反应①，C项错误；当温度低于983K时，L1的ΔG更小，所以以反应②为主，产物以CO2为主，D项正确。答案：C5．(2024·广州六中月考)Cl2可用于生产漂白粉等化工产品。Cl2的制备方法有：方法Ⅰ：NaClO＋2HCl(浓)=NaCl＋Cl2↑＋H2O；方法Ⅱ：4HCl(g)＋O2(g)=2H2O(g)＋2Cl2(g)ΔH＝akJ·mol－1。上述两种方法涉及的反应在确定条件下均能自发进行。确定条件下，在密闭容器中利用方法Ⅱ制备Cl2，下列有关说法正确的是()A．上升温度，可以提高HCl的平衡转化率B．提高eq\f(n（HCl）,n（O2）)，该反应的平衡常数增大C．若断开1molH—Cl的同时有1molH—O断开，则表明该反应达到平衡状态D．该反应的平衡常数表达式K＝eq\f(c2（Cl2）,c4（HCl）·c（O2）)解析：反应在确定条件下能自发进行，即满意ΔG＝ΔH－TΔS＜0，方法Ⅱ反应的ΔS＜0，则只有ΔH＜0才可能满意ΔG＜0，所以该反应为放热反应，上升温度，平衡逆向移动，HCl的平衡转化率减小，A项错误；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B项错误；若断开1molH—Cl的同时有1molH—O断开，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C项正确；方法Ⅱ反应的平衡常数表达式为K＝eq\f(c2（Cl2）·c2（H2O）,c4（HCl）·c（O2）)，D项错误。答案：C6．(2024·中山纪念中学八校期末)向密闭容器中充入物质的量浓度均为0.1mol·L－1的CH4和CO2，在确定条件下发生反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。下列说法不正确的是()A．随着温度上升，该反应的平衡常数减小B．1100℃，p4条件下，该反应10min时达到平衡点X，则v(CO2)＝0.008mol/(L·min)C．p1、p2、p3、p4大小的依次为p1<p2<p3<p4D．平衡时CO与H2的物质的量比为1∶1解析：由题图可知压强确定时，随着温度上升，CH4的平衡转化率增大，使得该反应的平衡常数增大，故A项不正确；1100℃，p4条件下，该反应10min时达到平衡点X，则v(CO2)＝v(CH4)＝0.008mol/(L·min)，故B项正确；由题图可知温度确定时，CH4的平衡转化率随p1、p2、p3、p4减小，增大压强时，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，所以p1<p2<p3<p4，故C项正确；由于从反应物起先反应，生成物CO与H2的化学计量数比为1∶1，所以平衡时CO与H2的物质的量比为1∶1，故D项正确。答案：A7．(2024·佛山第一中学月考)在密闭容器中进行反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列有关图像的说法不正确的是()A．依据图a可推断正反应为放热反应B．在图b中，虚线可表示运用了催化剂时的变更状况C．若ΔH<0，图c可表示上升温度使平衡向逆反应方向移动D．由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变更状况，可推知正反应吸热解析：依据题图a曲线可知，温度越高，逆反应速率越大，故上升温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A项正确；催化剂能增大反应速率，缩短达到平衡所用的时间，但不能使平衡发生移动，B项正确；上升温度，平衡向吸热方向移动，C项正确；依据题图d中曲线可知，温度越高，混合气体的平均相对分子质量减小，故上升温度，平衡逆向移动，因此可推断正反应为放热反应，D项错误。答案：D8．(2024·揭阳第一中学月考)已知某密闭容器中存在下列平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，CO2的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度T的关系如图所示。下列说法错误的是()A．平衡状态a与c相比，平衡状态a的c(CO)较小B．在T2时，d点的反应速率：v逆＞v正C．反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的ΔH＞0D．若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2解析：平衡状态a与c相比，c点温度高，上升温度，平衡向正反应方向移动，CO浓度减小，所以a点CO浓度较大，故A项错误；T2时反应进行到d点，c(CO2)高于平衡浓度，故反应向逆反应方向进行，则确定有v(逆)＞v(正)，故B项正确；由题图可知，温度越高，平衡时c(CO2)越大，说明上升温度，平衡向正反应方向移动，即ΔH＞0，故C项正确；该反应正反应是吸热反应，上升温度平衡向正反应方向移动，化学平衡常数增大，则K1<K2，故D项正确。答案：A9．(2024·湛江第一中学月考)某温度下，将2molSO2和1molO2置于10L密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是()A．由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3mol·L－1B．由图甲推断，A点对应温度下该反应的平衡常数为800C．达平衡后，若增大容器容积，则反应速率变更图像可以用图乙表示D．压强为0.50MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如图丙，则T2＞T1解析：A项，二氧化硫起始浓度为2mol÷10L＝0.2mol·L－1，由题图甲可知B点SO2的转化率为0.85，所以Δc(SO2)＝0.85×0.2mol·L－1＝0.17mol·L－1，二氧化硫的平衡浓度为0.2mol·L－1－0.17mol·L－1＝0.03mol·L－1，错误；B项，由题图甲可知A点SO2的转化率为0.80，所以Δc(SO2)＝0.80×0.2mol·L－1＝0.16mol·L－1，则列出“三段式”：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始浓度/(mol·L－1)0.20.10变更浓度/(mol·L－1)0.160.080.16平衡浓度/(mol·L－1)0.040.020.16所以A点平衡常数K＝eq\f(0.162,0.042×0.02)＝800，正确；C项，达平衡后，增大容器容积，反应混合物的浓度都减小，正、逆反应速率都减小，错误；D项，由图丙可知，温度为T1时先到达平衡，在化学反应中，温度越高，反应速率越大，故T2＜T1，错误。答案：B10．(2024·北京质检)CO2催化加氢制取甲醇的探讨，对于环境、能源问题都具有重要的意义。反应如下：反应ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－58kJ·mol－1；反应ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋42kJ·mol－1。下列说法不正确的是()A．增大氢气浓度能提高二氧化碳的转化率B．增大压强，有利于反应向生成甲醇的方向进行，反应ⅰ的平衡常数增大C．上升温度，生成甲醇的速率增大，反应ⅱ的限度同时增大D．选用志向的催化剂可以提高甲醇在最终产物中的比例解析：增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，则有利于反应ⅰ向生成甲醇的方向进行，但是平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故B项错误。答案：B二、非选择题11．(2024·新丰中学等六校联考)向某密闭容器中加入0.15mol·L－1A、0.05mol·L－1C和确定量的B三种气体。确定条件下发生反应，各物质浓度随时间变更如图甲所示[t0～t1时c(B)未画出，t1时为0.05mol·L－1]。图乙为t2时刻后变更反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变更的状况。(1)若t4时变更的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为________mol·L－1。(2)若t5时变更的条件是升温，此时v正>v逆，若A的物质的量削减0.03mol时，容器与外界的热交换总量为akJ，写出反应的热化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________。(3)t3时变更的某一反应条件可能是________(填字母)。a．运用催化剂b．增大压强c．增大反应物浓度(4)在恒温、恒压下通入惰性气体，v正________(填“>”“＝”或“<”)v逆。解析：(1)t4时，减小压强v正、v逆以同等倍数下降，说明反应前后气体体积不变，由A、C浓度变更曲线知，到t1时，A、C的浓度变更量分别为Δc(A)＝0.15mol·L－1－0.06mol·L－1＝0.09mol·L－1，Δc(C)＝0.11mol·L－1－0.05mol·L－1＝0.06mol·L－1，即A、C的化学计量数之比为0.09∶0.06＝3∶2，故反应方程式为3A(g)2C(g)＋B(g)，则B的起始浓度为0.05mol·L－1－0.03mol·L－1＝0.02mol·L－1。(2)因升温，v正>v逆，平衡正向移动，故此反应为吸热反应，其热化学方程式为3A(g)2C(g)＋B(g)ΔH＝＋100akJ·mol－1。(3)题图乙中t3时刻v正、v逆以同等倍数增大，故变更的条件应是增大压强或加入催化剂。(4)在恒温、恒压下充入惰性气体，各组分浓度同倍数减小，相当于减压，因本反应为等气体体积反应，平衡不移动，故v正＝v逆。答案：(1)0.02(2)3A(g)2C(g)＋B(g)ΔH＝＋100akJ·mol－1(3)ab(4)＝12．(2012·东莞莞美学校月考)工业合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，对其探讨如下：(1)已知H—H的键能为436kJ·mol－1，N—H的键能为391kJ·mol－1，N≡N的键能是945.6kJ·mol－1，则上述反应的ΔH＝________。(2)上述反应的平衡常数K的表达式为__________________________________________。若反应方程式改写为eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)，在该温度下的平衡常数K1＝_______(用K表示)。(3)在773K时，分别将2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表：t/min051015202530n(H2)/mol6.004.503.603.303.033.003.00n(NH3)/mol01.001.601.801.982.002.00①该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3mol·L－1、3mol·L－1、3mol·L－1，则此时v正________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。②由上表中的试验数据计算得到“浓度－时间”的关系可用下图中的曲线表示，表示c(N2)t的曲线是_____________________________________________________________________。在此温度下，若起始充入4molN2和12molH2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)t的曲线上相应的点为__________。解析：(1)依据ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)，知ΔH＝945.6kJ·mol－1＋436kJ·mol－1×3－391kJ·mol－1×6＝－92.4kJ·mol－1。(2)该反应的平衡常数K＝eq\f(c2（NH3）,c（N2）·c3（H2）)，该温度下K1＝eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(c2（NH3）,c（N2）·c3（H2）)))eq\s\up6(\f(1,2))＝Keq\s\up6(\f(1,2))。(3)①该温度下，25min时反应处于平衡状态，平衡时c(N2)＝1mol·L－1、c(H2)＝3mol·L－1、c(NH3)＝2mol·L－1，则K＝eq\f(22,1×33)＝eq\f(4,27)。在该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2和NH3的浓度均为3mol·L－1，则Q＝eq\f(c2（NH3）,c（N2）·c3（H2）)＝eq\f(32,3×33)＝eq\f(1,9)＜K，反应向正反应方向进行，故v(正)大于v(逆)。②起始充入4molN2和12molH2，相当于将充入2molN2和6molH2的两个容器“压缩”为一个容器，假设平衡不移动，则平衡时c(H2)＝6mol·L－1，而“压缩”后压强增大，反应速率增大，平衡正向移动，故平衡时3mol·L－1＜c(H2)＜6mol·L－1，且达到平衡的时间缩短，故对应的点为B。答案：(1)－92.4kJ·mol－1(2)K＝eq\f(c2（NH3）,c（N2）·c3（H2）)Keq\s\up6(\f(1,2))(或eq\r(K))(3)①大于②乙B13．(2024·广州六中月考)肼(N2H4)与N2O4是火箭放射中最常用的燃料与助燃剂。(1)800℃时，某密闭容器中存在如下反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)ΔH＞0，若起先向容器中加入1mol·L－1的NO2，反应过程中NO的产率随时间的变更如图中曲线Ⅰ所示。①反应Ⅱ相对于反应Ⅰ而言，变更的条件可能是___________________