2021屆一輪復(fù)習(xí)人教版-化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動-作業(yè)

化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動[A級全員必做題]1.下列事實能用勒夏特列原理來解釋的是()A.SO2氧化為SO3，往往需要使用催化劑2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)B.500℃左右的溫度比室溫更有利于合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0C.H2、I2、HI平衡混合氣體加壓后顏色加深H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)D.實驗室采用排飽和食鹽水的方法收集氯氣Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO解析加入催化劑有利于加快反應(yīng)速率，但不會引起平衡移動，不能用勒夏特列原理解釋，A項錯誤；合成氨的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，500℃左右的溫度比室溫更有利于合成氨反應(yīng)，是從反應(yīng)速率不能太低和催化劑的活性兩方面考慮，不能用平衡移動原理解釋，B項錯誤；在H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)平衡中，增大壓強(qiáng)，濃度增加，顏色加深，平衡不移動，不能用勒夏特列原理解釋，C項錯誤；氯氣和水的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，飽和氯化鈉溶液中氯離子濃度大，化學(xué)平衡逆向進(jìn)行，減小氯氣溶解度，實驗室可用排飽和食鹽水的方法收集氯氣，能用勒夏特列原理解釋，D項正確。答案D2.在1L定容的密閉容器中，可以證明可逆反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2B.一個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵生成C.其他條件不變時，混合氣體的密度不再改變D.2v正(N2)＝3v逆(NH3)解析A項，c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2不能說明各物質(zhì)的濃度不變，因而不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，錯誤；B項，一個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵生成，能說明正、逆反應(yīng)速率相等，正確；C項，混合氣體的密度不再改變，不能說明達(dá)到反應(yīng)平衡，錯誤；D項，2v正(N2)＝v逆(NH3)時，正、逆反應(yīng)速率才相等，才達(dá)到平衡，錯誤。答案B3.下列可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，增大壓強(qiáng)同時升高溫度，平衡一定向右移動的是()A.2AB(g)A2(g)＋B2(g)ΔH>0B.A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)ΔH<0C.A(s)＋B(g)C(g)＋D(g)ΔH>0D.2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)ΔH<0解析A項，增大壓強(qiáng)平衡不移動，升高溫度平衡向右移動，故正確；B項，增大壓強(qiáng)平衡向右移動，升高溫度平衡向左移動，最后結(jié)果不確定；C項，增大壓強(qiáng)平衡向左移動，升高溫度平衡向右移動，結(jié)果也不確定；D項，增大壓強(qiáng)平衡不移動，升高溫度平衡向左移動，故不正確。答案A4.下列措施會使平衡向左移動的是()A.恒溫時，增大平衡體系N2＋3H22NH3的壓強(qiáng)B.恒壓下，降低平衡體系H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH<0的溫度C.向FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入少量固體KClD.恒溫恒壓下向平衡體系N2＋3H22NH3中充入氦氣解析由勒夏特列原理知A項、B項中平衡均向正反應(yīng)方向移動；C項從離子反應(yīng)角度看，KCl與平衡狀態(tài)無關(guān)；恒壓下充入稀有氣體相當(dāng)于對體系減壓，平衡向左移動，D正確。答案D5.一定量混合氣體在一體積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：xA(g)＋yB(g)zC(g)。該反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得A氣體的濃度為0.5mol·L－1。在恒溫下將密閉容器的體積擴(kuò)大到原來的2倍，再次達(dá)到平衡后，測得A的濃度為0.3mol·L－1，則下列敘述正確的是()A.平衡向正反應(yīng)方向移動B.x＋y<zC.C的體積分?jǐn)?shù)降低D.B的轉(zhuǎn)化率升高解析假設(shè)容器的容積擴(kuò)大到原來的2倍時，平衡不移動，則A的濃度為0.25mol·L－1，但平衡時A的濃度為0.3mol·L－1，說明平衡向生成A的方向移動，即壓強(qiáng)減小，平衡逆向移動，則x＋y>z，C的體積分?jǐn)?shù)降低，B的轉(zhuǎn)化率降低。答案C6.一定條件下，在體積為2L的密閉容器中，3molX和3molY發(fā)生反應(yīng)：3X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH>0，經(jīng)60s達(dá)到平衡，生成0.4molZ。下列說法正確的是()A.60s內(nèi)平均反應(yīng)速率v(X)＝0.05mol/(L·s)B.其他條件不變，升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小C.其他條件不變，若初始投入2molX和2molY，則物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率減小D.其他條件不變，將容器體積變?yōu)?L，Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼囊话虢馕?0s內(nèi)在2L的容器中消耗0.6molX，故v(X)＝0.005mol/(L·s)，A錯誤；升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率也增大，B錯誤；其他條件不變，若初始投入2molX和2molY，相當(dāng)于減壓，平衡逆向移動，則物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率減小，C正確；其他條件不變，將容器體積變?yōu)?L，平衡逆向移動，Z的平衡濃度小于原來的一半，D錯誤。答案C7.容器中各充入2molNO2氣體，發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－56.9kJ·mol－1，達(dá)到平衡后，Ⅰ、Ⅱ兩個容器中NO2的轉(zhuǎn)化率分別為α1和α2。下列推斷正確的是()A.轉(zhuǎn)化率大小：α1<α2B.Ⅱ中混合氣體顏色較淺C.Ⅰ中混合氣體密度較大D.Ⅱ中混合氣體平均相對分子質(zhì)量較小解析開始時只充入NO2氣體，NO2顯紅棕色，N2O4呈無色，該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。在容器Ⅱ中，隨著反應(yīng)進(jìn)行，容器內(nèi)溫度升高，相當(dāng)于容器Ⅰ達(dá)到平衡之后加熱，平衡向左移動，故容器Ⅰ中NO2的轉(zhuǎn)化率較大，A項錯誤；容器Ⅱ中NO2的濃度較大，顏色較深，B項錯誤；兩個容器的體積相同，氣體總質(zhì)量相等，故密度相等，C項錯誤；混合氣體中，NO2的體積分?jǐn)?shù)越大，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量越小，相對于容器Ⅰ，容器Ⅱ中NO2體積分?jǐn)?shù)較大，故Ⅱ中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量較小，D項正確。答案D8.工業(yè)上，利用CO和H2合成二甲醚：3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，為了尋找合適的溫度，研究者進(jìn)行了一系列實驗，每次實驗保持原料氣組成(3molCO、3molH2)、容器體積(10L)、反應(yīng)時間等因素不變，實驗結(jié)果如圖所示。下列說法正確的是()A.X、Y點對應(yīng)的CO正反應(yīng)速率相等B.合成二甲醚的正反應(yīng)ΔH>0C.反應(yīng)溫度應(yīng)控制在240℃～260℃D.選擇合適催化劑，可以提高CO的轉(zhuǎn)化率解析A項，X、Y點CO的轉(zhuǎn)化率均為70%，但溫度不同，CO的正反應(yīng)速率不相同，錯誤。B項，從開始到圖像最高點之前屬于未平衡，反應(yīng)向正方向進(jìn)行，升高溫度，反應(yīng)加快，CO的轉(zhuǎn)化率增大；達(dá)到最高點及該點之后，屬于平衡狀態(tài)，升高溫度，CO的轉(zhuǎn)化率降低，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，錯誤。C項，從圖像看，在反應(yīng)溫度控制在240℃～260℃之間時，CO的轉(zhuǎn)化率較大，正確。D項，催化劑不能使平衡移動，不能提高CO的轉(zhuǎn)化率，錯誤。答案C9.在一定溫度下，將H2和N2兩種氣體按不同比例通入相同的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：3H2(g)＋N2(g)eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3(g)。起始時H2和N2的物質(zhì)的量之和相等，平衡后分別測出H2、N2的轉(zhuǎn)化率。能正確表示H2、N2的轉(zhuǎn)化率與起始時eq\f(n（H2）,n（N2）)關(guān)系的圖像是()解析反應(yīng)物按化學(xué)計量數(shù)之比投料時，達(dá)到平衡時轉(zhuǎn)化率相等，增加一種反應(yīng)物的物質(zhì)的量，該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小，其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大。答案A10.(1)在一體積為2L的密閉容器中，加入2molN2和一定量的水，發(fā)生反應(yīng)2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)，經(jīng)過20min達(dá)到平衡，此過程有9.6mol電子轉(zhuǎn)移，則v(O2)＝________，N2的轉(zhuǎn)化率為________。(2)對于反應(yīng)：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)ΔH>0，下列做法不能提高N2的轉(zhuǎn)化率的是________。A.升高溫度B.增加H2O的量C.移走部分NH3D.使用催化劑E.增大壓強(qiáng)(3)能夠說明反應(yīng)2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。A.壓強(qiáng)不再變化B.N2的濃度不再變化C.NH3和O2的物質(zhì)的量之比為4∶3D.反應(yīng)停止速率為0E.消耗N2物質(zhì)的量和生成O2物質(zhì)的量為2∶3解析(1)根據(jù)方程式知2molN2完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移12mole－，則轉(zhuǎn)移9.6mol電子時，反應(yīng)的N2為1.6mol，則v(N2)＝eq\f(1.6mol,2L·20min)＝0.04mol/(L·min)，根據(jù)速率比等于系數(shù)比，v(O2)＝0.06mol/(L·min)，N2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1.6mol,2mol)×100%＝80%。(2)要提高N2的轉(zhuǎn)化率，則平衡應(yīng)正向移動，水為液體，增加水的量對平衡無影響，平衡不移動；使用催化劑不能使平衡移動；增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動。(3)NH3和O2的物質(zhì)的量之比為4∶3，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡，C錯誤；化學(xué)平衡是一個動態(tài)平衡，達(dá)到平衡時反應(yīng)速率不為0，D錯誤；消耗N2和生成O2是同一反應(yīng)方向，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，E錯誤。答案(1)0.06mol/(L·min)80%(2)BDE(3)AB11.利用太陽能等可再生能源，通過光催化、光電催化或電解水制氫來進(jìn)行二氧化碳加氫制甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)是：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。請回答下列有關(guān)問題：(1)若二氧化碳加氫制甲醇反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說明該反應(yīng)進(jìn)行到t1時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填標(biāo)號)。(2)常壓下，二氧化碳加氫制甲醇反應(yīng)時的能量變化如圖1所示，則該反應(yīng)的ΔH＝________。(3)在2L恒容密閉容器a和b中分別投入2molCO2和6molH2，在不同溫度下進(jìn)行二氧化碳加氫制甲醇的反應(yīng)，各容器中甲醇的物質(zhì)的量與時間的關(guān)系如圖2所示。①若容器a、容器b中的反應(yīng)溫度分別為T1、T2，則判斷T1________T2(填“>”“<”或“＝”)。若容器b中改變條件時，反應(yīng)情況會由曲線b變?yōu)榍€c，則改變的條件是________。②計算容器b中0～10min氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1。解析(1)a.隨著時間的延長甲醇的濃度最終保持穩(wěn)定，不會變小，故錯誤；b.t1時二氧化碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持恒定，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故正確；c.t1時甲醇與二氧化碳的物質(zhì)的量之比保持恒定，達(dá)到平衡，故正確；d.t1時二氧化碳的物質(zhì)的量在減小，甲醇的物質(zhì)的量在增加，故未達(dá)到平衡，錯誤，故選bc。(2)常壓下，二氧化碳加氫制甲醇反應(yīng)的ΔH＝2914kJ·mol－1－2960kJ·mol－1＝－46kJ·mol－1。(3)①若容器a、容器b中的反應(yīng)溫度分別為T1、T2，a先達(dá)到平衡，對應(yīng)的溫度高，則判斷T1>T2；若容器b中改變條件時，反應(yīng)情況會由曲線b變?yōu)榍€c，反應(yīng)速率變快，平衡不移動，則改變的條件是加入催化劑。②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，平衡時容器b中甲醇的物質(zhì)的量為1.5mol，氫氣的變化量為4.5mol，0～10min氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)＝eq\f(4.5mol,2L×10min)＝0.225mol·L－1·min－1。答案(1)bc(2)－46kJ·mol－1(3)①>加入催化劑②[B級拔高選做題]12.一定條件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)。已知溫度對CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如下圖。下列說法正確的是()A.M點的正反應(yīng)速率v正大于N點的逆反應(yīng)速率v逆B.若投料比n(H2)∶n(CO2)＝4∶1，則圖中M點乙烯的體積分?jǐn)?shù)為5.88%C.250℃，催化劑對CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響最大D.當(dāng)溫度高于250℃，升高溫度，平衡逆向移動導(dǎo)致催化劑的催化效率降低解析化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快，由圖可得，催化劑的催化效率隨溫度的升高而降低，所以M點的正反應(yīng)速率v正有可能小于N點的逆反應(yīng)速率v逆，故A項錯誤；設(shè)開始投料n(H2)為4mol，則n(CO2)為1mol，如圖當(dāng)在M點平衡時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%，列三段式得：所以乙烯的體積分?jǐn)?shù)為0.25÷(2.5＋0.5＋0.25＋1)×100%≈5.88%，故B項正確；催化劑不影響平衡轉(zhuǎn)化率，只影響化學(xué)反應(yīng)速率，故C項錯誤；根據(jù)圖像，當(dāng)溫度高于250℃，升高溫度，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率降低，則說明平衡逆向移動，但催化劑與化學(xué)平衡沒有關(guān)系，并不是平衡逆向移動導(dǎo)致催化劑的催化效率降低，故D項錯誤。答案B13.T℃時，在恒容密閉容器中充入一定量的H2和CO，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。反應(yīng)達(dá)到平衡時，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)與eq\f(n（H2）,n（CO）)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.反應(yīng)達(dá)平衡時，升高體系溫度，CO轉(zhuǎn)化率升高B.反應(yīng)達(dá)平衡時，再充入一定量Ar，平衡右移，平衡常數(shù)不變C.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D.eq\f(n（H2）,n（CO）)＝2.5時達(dá)到平衡狀態(tài)：CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖中的F點解析氣體投料比等于化學(xué)計量數(shù)之比時，平衡時生成物的體積分?jǐn)?shù)最大，當(dāng)eq\f(n（H2）,n（CO）)＝2.5時，達(dá)到平衡狀態(tài)，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)比C點時對應(yīng)的CH3OH的體積分?jǐn)?shù)小，可能是圖中的F點，D項正確。該反應(yīng)的ΔH<0，反應(yīng)達(dá)平衡時，升高體系溫度，平衡逆向移動，CO的轉(zhuǎn)化率降低，A項錯誤；該反應(yīng)在T℃下在恒容密閉容器中進(jìn)行，反應(yīng)達(dá)平衡時，再充入一定量Ar，平衡不移動，溫度不變平衡常數(shù)不變，B項錯誤；因該反應(yīng)前后均是氣體，故混合氣體的總質(zhì)量不變，又容器容積不變，故混合氣體的密度始終保持不變，C項錯誤。答案D14.T℃下，向一容積不變的密閉容器中，通入一定量的NO和CO，用氣體傳感器測得不同時間NO和CO濃度如下表：時間/s012345c(NO)×10－4mol/Lc1c(CO)×10－3mol/Lc2(1)則c2合理的數(shù)值為________(填字母標(biāo)號)。A.4.20 B.4.00C.2.95 D.(2)將不同物質(zhì)的量的H2O(g)和CO(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)：H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：實驗組溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡所需時間/minH2OCOCOH2Ⅰ650245Ⅱ900123Ⅲ900abcdt若a＝2，b＝1，則c＝________________，達(dá)平衡時實驗組Ⅱ中H2O(g)和實驗