2024屆高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)與測(cè)試第一部分專題八化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡考點(diǎn)二化學(xué)平衡狀態(tài)

考點(diǎn)二化學(xué)平衡狀態(tài)1．化學(xué)平衡狀態(tài)一定條件下的可逆反應(yīng)達(dá)到v正＝v逆的狀態(tài)。達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)：v正＝v逆>0；各組分的濃度保持不變。2．化學(xué)平衡移動(dòng)原理(1)勒夏特列原理(又稱平衡移動(dòng)原理)的內(nèi)容：如果改變影響平衡的一個(gè)因素(如溫度、壓強(qiáng)及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度)，平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。關(guān)鍵字“減弱”有兩層含義：與改變條件相反的方向；平衡移動(dòng)不能抵消這種改變。(2)平衡移動(dòng)方向的判斷方法：①依據(jù)勒夏特列原理判斷。②根據(jù)圖像中v正和v逆的相對(duì)大小判斷，v正>v逆平衡正向移動(dòng)，v正<v逆平衡逆向移動(dòng)。③依據(jù)變化過(guò)程中速率變化的性質(zhì)判斷：正反應(yīng)速率增大的程度小于逆反應(yīng)速率增大的程度，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。④依據(jù)濃度商(Q)判斷：Q>K，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，Q<K，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行。(3)用勒夏特列原理不能解釋的問(wèn)題：不存在化學(xué)平衡移動(dòng)的不能用勒夏特列原理解釋。現(xiàn)有下列情況：①混合氣體的密度保持不變；②氣體壓強(qiáng)保持不變；③氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變；④eq\f(c（NO2）,c（N2O4）)保持不變；⑤O2的物質(zhì)的量保持不變；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)＝1∶2。能表明在1L恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生的反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．②③④⑥B．①②③⑥C．①③⑤⑥D(zhuǎn)．②③④⑤解析：題給反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)均為氣體，所以氣體的總質(zhì)量不變，容器恒容，所以密度始終不變，故①不符合題意；反應(yīng)未平衡時(shí)，氣體的總物質(zhì)的量會(huì)發(fā)生變化，容器恒容，則壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)平衡，故②符合題意；未平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量會(huì)發(fā)生變化，而氣體的總質(zhì)量不變，所以氣體的平均摩爾質(zhì)量會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)其不變時(shí)說(shuō)明反應(yīng)平衡，故③符合題意；題給反應(yīng)未平衡時(shí)，c(N2O4)減小，c(NO2)增大，則eq\f(c（NO2）,c（N2O4）)會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)該值不變時(shí)說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故④符合題意；氧氣不參與題給反應(yīng)，所以氧氣的物質(zhì)的量不變不能判斷反應(yīng)是否平衡，故⑤不符合題意；v正(N2O4)∶v逆(NO2)＝1∶2說(shuō)明v正(NO2)＝v逆(NO2)，反應(yīng)達(dá)到平衡，故⑥符合題意；綜上所述能表明反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是②③④⑥。故選A。答案：A判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的理論依據(jù)是v正＝v逆；判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和平衡移動(dòng)的依據(jù)還是v正、v逆是否相等，即v正>v逆，反應(yīng)正向進(jìn)行，平衡正向移動(dòng)；v正<v逆，反應(yīng)逆向進(jìn)行，平衡逆向移動(dòng)。1．(2022·湖南卷)向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和1molY發(fā)生反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)Z(g)ΔH，其中甲為絕熱過(guò)程，乙為恒溫過(guò)程，兩反應(yīng)體系的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．ΔH>0B．氣體的總物質(zhì)的量：na<ncC．a(chǎn)點(diǎn)平衡常數(shù)：K>12D．反應(yīng)速率：va正<vb正解析：甲容器在絕熱條件下，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，壓強(qiáng)先增大后減小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV＝nRT可知，剛開(kāi)始?jí)簭?qiáng)增大的原因是因?yàn)槿萜鳒囟壬?，則說(shuō)明上述反應(yīng)過(guò)程放熱，即ΔH＜0，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)A項(xiàng)分析可知，上述密閉容器中的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，圖中a點(diǎn)和c點(diǎn)的壓強(qiáng)相等，因甲容器為絕熱過(guò)程，乙容器為恒溫過(guò)程，若兩者氣體物質(zhì)的量相等，則甲容器壓強(qiáng)大于乙容器壓強(qiáng)，則說(shuō)明甲容器中氣體的總物質(zhì)的量此時(shí)相比乙容器在減小，即氣體總物質(zhì)的量：na＜nc，故B項(xiàng)正確；a點(diǎn)為平衡點(diǎn)，此時(shí)容器的總壓為p，假設(shè)在恒溫恒容條件下進(jìn)行，則氣體的壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量(物質(zhì)的量濃度)之比，所以可設(shè)Y轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為xmol·L－1，則列出“三段式”如下：2X(g)＋Y(g)Z(g)起始濃度/(mol·L－1)210轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L－1)2xxx平衡濃度/(mol·L－1)2－2x1－xx則有eq\f([（2－2x）＋（1－x）＋x]mol,（2＋1）mol)＝eq\f(p,2p)，計(jì)算得到x＝0.75，那么化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f(c（Z）,c2（X）·c（Y）)＝eq\f(0.75,0.52×0.25)＝12，又甲容器為絕熱條件，等效為恒溫條件下升溫，平衡逆向移動(dòng)，則平衡常數(shù)減小，即平衡常數(shù)K＜12，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知，甲容器達(dá)到平衡的時(shí)間短，溫度高，所以達(dá)到平衡的速率相對(duì)乙容器的大，即va正＞vb正，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。答案：B2．(2023·保定高三3月模擬)工業(yè)上可通過(guò)甲醇羰基化法制取甲酸甲酯：CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g)，在容積固定的密閉容器中，投入等物質(zhì)的量CH3OH和CO，測(cè)得相同時(shí)間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)速率：vb＞vdB．由圖可知生產(chǎn)時(shí)反應(yīng)溫度控制在80～85℃為宜C．b條件下延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，CO的轉(zhuǎn)化率保持不變D．d→e，CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而減小，可能是因?yàn)樵摲磻?yīng)吸熱，升高溫度反應(yīng)逆向移動(dòng)解析：溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響大于濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。由于反應(yīng)溫度：d＞b，所以反應(yīng)速率大小關(guān)系為vd＞vb，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知在80～85℃時(shí)反應(yīng)物CO的轉(zhuǎn)化率最高，因此生產(chǎn)時(shí)為提高生產(chǎn)效率，反應(yīng)溫度控制在80～85℃為宜，B項(xiàng)正確；b條件下反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，可以使更多的反應(yīng)物CO與CH3OH(g)發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生成物，因此會(huì)導(dǎo)致CO的轉(zhuǎn)化率增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；d→e，CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而減小，可能是因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)平衡會(huì)向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，導(dǎo)致CO的轉(zhuǎn)化率降低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。答案：B3．(2023·咸陽(yáng)高考一模)草酸二甲酯[(COOCH3)2]催化加氫制乙二醇的反應(yīng)體系中，發(fā)生的主要反應(yīng)為反應(yīng)Ⅰ：(COOCH3)2(g)＋2H2(g)CH3OOCCH2OH(g)＋CH3OH(g)ΔH1＜0；反應(yīng)Ⅱ：(COOCH3)2(g)＋4H2(g)HOCH2CH2OH(g)＋2CH3OH(g)ΔH2＜0。壓強(qiáng)一定的條件下，將(COOCH3)2、H2按一定比例、流速通過(guò)裝有催化劑的反應(yīng)管，測(cè)得(COOCH3)2的轉(zhuǎn)化率及CH3OOCCH2OH、HOCH2CH2OH的選擇性eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(n生成（CH3OOCH2OH）或n生成（HOCH2CH2OH）,n總轉(zhuǎn)化[（COOCH3）2])×100%))與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．曲線B表示HOCH2CH2OH的選擇性隨溫度變化B．190～198℃范圍內(nèi)，溫度升高，(COOCH3)2的平衡轉(zhuǎn)化率增大C．190～198℃范圍內(nèi)，溫度升高，eq\f(n（CH3OH）,n（HOCH2CH2OH）)逐漸減小D．192℃時(shí)，其他條件一定，加快氣體的流速可以提高(COOCH3)2轉(zhuǎn)化率解析：由曲線A上CH3OOCCH2OH選擇性為50%時(shí)，曲線C表示HOCH2CH2OH的選擇性恰好為50%，曲線C表示HOCH2CH2OH的選擇性隨溫度變化，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，190～198℃范圍內(nèi)，溫度升高，(COOCH3)2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；190～198℃范圍內(nèi)，溫度升高，反應(yīng)Ⅱ：(COOCH3)2(g)＋4H2(g)HOCH2CH2OH(g)＋2CH3OH(g)ΔH2＜0的選擇性增大，升高溫度，對(duì)于放熱反應(yīng)，平衡逆向移動(dòng)，每減少2molCH3OH，只減少1molHOCH2CH2OH，HOCH2CH2OH減小的幅度小于CH3OH，eq\f(n（CH3OH）,n（HOCH2CH2OH）)逐漸減小，故C項(xiàng)正確；192℃時(shí)，其他條件一定，加快氣體的流速，反應(yīng)物(COOCH3)2轉(zhuǎn)化率降低，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C。答案：C4．(2023·深圳統(tǒng)考一模)恒容密閉容器中，nmolCO2與3nmolH2在不同溫度下發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)，達(dá)到平衡時(shí)，各組分的物質(zhì)的量濃度(c)隨溫度(T)變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大B．曲線Y表示c(C2H4)隨溫度的變化關(guān)系C．提高投料比[n(CO2)∶n(H2)]，可提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率D．其他條件不變，2nmolCO2與6nmolH2在T1℃下反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)c(H2)<c1mol·L－1解析：由題圖可知，溫度升高，H2的平衡濃度增大，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合反應(yīng)2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)可知，c(C2H4)的變化量為c(H2O)變化量的eq\f(1,4)，則曲線Y表示c(H2O)隨溫度的變化關(guān)系，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；提高投料比[n(CO2)∶n(H2)]，即增大CO2的濃度，平衡正向移動(dòng)，H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故C項(xiàng)正確；其他條件不變，2nmolCO2與6nmolH2在T1℃下反應(yīng)，等效于增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，平衡正向移動(dòng)，H2的濃度減小，但仍然大于nmolCO2與3nmolH2在T1℃下發(fā)生反應(yīng)時(shí)H2的平衡濃度c1，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C。答案：C5．(2022·遼寧卷)某溫度下，在1L恒容密閉容器中2.0molX發(fā)生反應(yīng)2X(s)Y(g)＋2Z(g)，有關(guān)數(shù)據(jù)如下。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()時(shí)間段/min產(chǎn)物Z的平均生成速率[mol/(L·min)]0～20.200～40.150～60.10A．1min時(shí)，Z的濃度大于0.20mol·L－1B．2min時(shí)，加入0.20molZ，此時(shí)v正(Z)<v逆(Z)C．3min時(shí)，Y的體積分?jǐn)?shù)約為33.3%D．5min時(shí)，X的物質(zhì)的量為1.4mol解析：反應(yīng)開(kāi)始一段時(shí)間，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，反應(yīng)物濃度逐漸減小，產(chǎn)物Z的平均生成速率逐漸減小，則0～1min內(nèi)Z的平均生成速率大于0～2min內(nèi)的，故1min時(shí)，Z的濃度大于0.20mol·L－1，A項(xiàng)正確；4min時(shí)生成的Z的物質(zhì)的量為0.15mol/(L·min)×4min×1L＝0.6mol，6min時(shí)生成的Z的物質(zhì)的量為0.10mol/(L·min)×6min×1L＝0.6mol，故反應(yīng)在4min時(shí)已達(dá)到平衡，設(shè)達(dá)到平衡時(shí)生了amolY，列出“三段式”：2X(s)Y(g)＋2Z(g)初始量/mol2.000轉(zhuǎn)化量/mol2aa2a平衡量/mol2.0－2aa0.6根據(jù)2a＝0.6，得a＝0.3，則Y的平衡濃度為0.3mol·L－1，Z的平衡濃度為0.6mol·L－1，平衡常數(shù)K＝c2(Z)·c(Y)＝0.108，2min時(shí)Y的濃度為0.2mol·L－1，Z的濃度為0.4mol·L－1，加入0.2molZ后Z的濃度變?yōu)?.6mol·L－1，Qc＝c2(Z)·c(Y)＝0.072<K，反應(yīng)正向進(jìn)行，故v正(Z)>v逆(Z)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)生成的Y與Z的物質(zhì)的量之比恒等于1∶2，反應(yīng)體系中只有Y和Z為氣體，相同條件下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，eq\f(V（Y）,V（Z）)＝eq\f(1,2)，故Y的體積分?jǐn)?shù)始終約為33.3%，C項(xiàng)正確；由B項(xiàng)分析可知5min時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，此時(shí)生成Z為0.6mol，則X的轉(zhuǎn)化量為0.6mol，初始X的物質(zhì)的量為2mol，則剩余X的物質(zhì)的量為1.4mol，D項(xiàng)正確。故選B。答案：B6．已知2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。下列說(shuō)法正確的是()A．1mol平衡混合氣體含有1molN原子B．完全斷開(kāi)2molNO2分子中的共價(jià)鍵所吸收的熱量比完全斷開(kāi)1molN2O4分