化学一轮高中达标作业23化学平衡状态　化学平衡移动

达标作业23化学平衡状态化学平衡移动[基础题]1．炼铁高炉中冶炼铁的反应为Fe2O3(s)＋3CO(g)eq\o(,\s\up7(高温))2Fe(s)＋3CO2(g)，下列说法正确的是()A．升高温度，反应速率减慢B．当反应达到化学平衡时，v(正)＝v(逆)＝0C．提高炼铁高炉的高度可减少尾气中CO的浓度D．某温度下达到平衡时，CO的体积分数基本不变解析：A项，升高温度，反应速率加快，错误；B项，当反应达到化学平衡时，是动态平衡，v(正)＝v(逆)≠0，错误；C项，提高炼铁高炉的高度不能减少尾气中CO的浓度，错误；D项，某温度下达到平衡时，各物质浓度不变，CO的体积分数基本不变，正确。答案：D2．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)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：B3．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．①④⑤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．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＋d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：D5．在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)＋cC(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终测得A的物质的量的浓度变为原来的50%，则()A．平衡向正反应方向移动B．a>b＋cC．物质B的质量分数增大D．以上判断都错误解析：反应达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终测得A的物质的量的浓度变为原来的一半，说明减小压强，平衡没有发生移动，即a＝b＋c，由于平衡不发生移动，故物质B的质量分数不变，D项符合题意。答案：D6．已知(CH3COOH)2(g)2CH3COOH(g)，经实验测得不同压强下，体系的平均相对分子质量(eq\x\to(M)＝eq\f(m总,n总))随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是()A．该反应的ΔH<0B．气体的压强：p(a)<p(b)＝p(c)C．平衡常数：K(a)＝K(b)<K(c)D．测定乙酸的相对分子质量要在高压、低温条件下解析：由题中曲线可以看出，随温度升高混合气体的平均相对分子质量减小，说明升高温度，平衡右移，正反应为吸热反应，ΔH>0，A、D项错误；温度越高，平衡常数越大，故b点的平衡常数最大，C项错误；图中曲线为等压线，p(b)＝p(c)，在同一温度下，压强增大，平衡逆向移动，即p(a)<p(c)，B项正确。答案：B7．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错误；Ⅱ途径达到平衡时浓度大，压强大，反应速率应较大，故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；两种途径平衡状态相同，各物质的含量相同，则体系内混合气的百分组成相同，D错误。答案：C8．某温度下，向2L恒容密闭容器中充入1.0molA和1.0molB，发生反应A(g)＋B(g)C(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：t/s05152535n(A)/mol1.00.850.810.800.80下列说法正确的是()A．反应在前5s的平均速率v(A)＝0.17mol/(L·s)B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(A)＝0.41mol/L，则反应的ΔH>0C．相同温度下，起始时向容器中充入2.0molC，达到平衡时，C的转化率大于80%D．相同温度下，起始时向容器中充入0.20molA、0.20molB和1.0molC，反应达到平衡前v(正)<v(逆)解析：反应在前5s的平均速率v(A)＝eq\f(1.0－0.85mol,2L×5s)＝0.015mol/(L·s)，A项错误；由表格中数据可知，平衡时，c(A)＝0.40mol/L，升高温度，c(A)增大，平衡逆向移动，正反应放热，所以反应的ΔH<0，B项错误；温度、容积不变，反应为前后气体体积减小的反应，起始时加入2.0molC，与一开始加入2molA和2.0molB等效，与原平衡相比，压强增大，平衡正向移动，平衡时的A、B转化率较原平衡时高，所以平衡时A、B的物质的量小于1.6mol，C的物质的量大于0.4mol，即在相同温度下，起始时向容器中充入2.0molC，达到平衡时，C的物质的量大于0.4mol，参加反应的C的物质的量小于1.6mol，故转化率小于80%，C项错误；A(g)＋B(g)C(g)初始(mol/L)0.50.50转化(mol/L)0.10.10.1平衡(mol/L)0.40.40.1K＝eq\f(cC,cA×cB)＝eq\f(0.1mol/L,0.4mol/L×0.4mol/L)＝0.625L/mol，起始时向容器中充入0.20molA、0.20molB和1.0molC，计算此时浓度熵Qc＝50L/mol>K，平衡逆向进行，故v(正)<v(逆)，D项正确。答案：D9．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<cB．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答案：C10．汽车尾气中，NO产生的反应为：N2(g)＋O2(g)2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A．温度T下，该反应的平衡常数K＝eq\f(4c0－c12,c\o\al(2,1))B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH<0解析：A项，在温度T下，由曲线a可知，达到平衡后N2、O2、NO的浓度分别为c1mol/L、c1mol/L、2(c0－c1)mol/L，所以该反应的平衡常数K＝eq\f(4c0－c12,c\o\al(2,1))，正确；B项，反应前后，混合气体的体积与质量都没有发生改变，所以混合气体的密度不变，错误；C项，加入催化剂只改变反应速率而不改变反应的转化率，若加入催化剂达到平衡后，c(N2)应与曲线a对应的平衡浓度相同，错误；D项，若曲线b对应的条件改变是温度，由于曲线b相对于曲线a先达到了平衡，故应该为升温，升高温度，N2的平衡浓度减小，说明平衡向正向移动，该反应为吸热反应，ΔH>0，错误。答案：A11．下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是()A．溴水中有平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅B．合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取相对较低温度的措施C．高压比常压有利于合成SO3的反应D．对CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深解析：溴水中有平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO加入AgNO3溶液后，生成AgBr沉淀，溴离子浓度降低，平衡向右移动，溴的浓度降低，溶液颜色变浅，可以用勒夏特列原理解释，故A不符合题意；对N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，正反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，有利于氨的产率提高，可以用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；对2SO2＋O22SO3，正反应方向是体积减小的方向，加压，平衡正向移动，有利于合成SO3，可以用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；对CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)平衡体系增大压强，平衡不移动，二氧化氮的浓度增大，颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，故D符合题意。答案：D12．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(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(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T(3)a.增大N2O4的起始浓度，相当于增大了压强，平衡向着逆向移动，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，平衡向着逆向移动，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)ac[能力题]13．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(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：______________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由题意可知空气中的O2将－2价硫氧化为硫单质，同时生成NH3·H2O，根据得失电子守恒将方程式配平即可。(2)反应①为气体物质的量增大的吸热反应，降低压强使平衡右移，但反应速率减小，d错；催化剂不