2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第7章化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率第23講化學(xué)平衡移動(dòng)原理及應(yīng)用精練含解析

PAGE9-第23講化學(xué)平衡移動(dòng)原理及應(yīng)用一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1．下列事實(shí)不能用化學(xué)平衡移動(dòng)原理說(shuō)明的是()A．在強(qiáng)堿存在的條件下，酯的水解反應(yīng)進(jìn)行較完全B．加催化劑，使N2和H2在肯定條件下轉(zhuǎn)化為NH3C．可用濃氨水和NaOH固體快速制取氨氣D．加壓條件下有利于SO2與O2反應(yīng)生成SO3答案B解析應(yīng)留意區(qū)分化學(xué)平衡移動(dòng)原理和化學(xué)反應(yīng)速率理論的應(yīng)用范圍，加催化劑只能提高反應(yīng)速率，故B項(xiàng)不能用化學(xué)平衡移動(dòng)原理說(shuō)明。2．已知反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0。在肯定溫度和壓強(qiáng)下于密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡。下列敘述正確的是()A．上升溫度，K增大B．減小壓強(qiáng)，n(CO2)增加C．更換高效催化劑，α(CO)增大D．充入肯定量的氮?dú)猓琻(H2)不變答案D解析A項(xiàng)，ΔH＜0，正反應(yīng)放熱，上升溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，比較方程式氣體的計(jì)量數(shù)關(guān)系，反應(yīng)前氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和等于反應(yīng)后氣體的計(jì)量數(shù)之和，則減小壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，n(CO2)不變，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，催化劑能變更反應(yīng)速率，但不會(huì)引起化學(xué)平衡的移動(dòng)，所以α(CO)不變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充入肯定量的氮?dú)?，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)，但該反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不移動(dòng)，n(H2)不變，正確。3．納米鈷(Co)常用于CO加氫反應(yīng)的催化劑：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH＜0。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．納米技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化了催化劑的性能，提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率B．縮小容器體積，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的濃度增大C．溫度越低，越有利于CO催化加氫D．從平衡體系中分別出H2O(g)能加快正反應(yīng)速率答案B解析催化劑不能變更反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，但移動(dòng)的結(jié)果不能抵消條件的變更，CO的濃度還是增大的，B項(xiàng)正確；工業(yè)生產(chǎn)的溫度應(yīng)考慮催化劑的活性溫度，C項(xiàng)錯(cuò)誤；從平衡體系中分別出水蒸氣，反應(yīng)速率減慢，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．將肯定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空恒容容器中(固體試樣體積忽視不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。推斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是()A．2v(NH3)＝v(CO2)B．密閉容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1C．密閉容器中混合氣體的密度不變D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變答案C解析該反應(yīng)為有固體參加的非等體積反應(yīng)，且容器體積不變，所以壓強(qiáng)、密度均可作化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)記，該題應(yīng)特殊留意D項(xiàng)，因?yàn)樵摲磻?yīng)為固體的分解反應(yīng)，所以NH3、CO2的體積分?jǐn)?shù)始終為定值，NH3占eq\f(2,3)，CO2占eq\f(1,3)。5．探究濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響，試驗(yàn)如下：Ⅰ.向5mL0.05mol·L－1FeCl3溶液中加入5mL0.05mol·L－1KI溶液(反應(yīng)a)，反應(yīng)達(dá)到平衡后將溶液分為兩等份。Ⅱ.向其中一份中加入飽和KSCN溶液，變紅(反應(yīng)b)；加入CCl4，振蕩、靜置，下層顯極淺的紫色。Ⅲ.向另一份中加入CCl4，振蕩、靜置，下層顯紫紅色。結(jié)合試驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是()A．反應(yīng)a為2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2B．試驗(yàn)Ⅱ中，反應(yīng)a進(jìn)行的程度大于反應(yīng)b進(jìn)行的程度C．試驗(yàn)Ⅱ中變紅的原理是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3D．比較水溶液中c(Fe2＋)：試驗(yàn)Ⅱ<試驗(yàn)Ⅲ答案B解析由藥品用量看，F(xiàn)e3＋與I－能恰好反應(yīng)，再依據(jù)試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ現(xiàn)象，可知，反應(yīng)混合物中存在Fe3＋和I2，因而Fe3＋與I－的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，A正確；結(jié)合試驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ現(xiàn)象可知，a反應(yīng)后I2濃度較大，b反應(yīng)后I2濃度較小，說(shuō)明SCN－結(jié)合Fe3＋的實(shí)力比I－還原Fe3＋的實(shí)力強(qiáng)，使2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2的平衡逆向逆動(dòng)，B錯(cuò)。6．如圖所示，三個(gè)燒瓶中分別充溢NO2氣體并分別裝在盛有水的三個(gè)燒杯中，在①燒杯中加入CaO，在②燒杯中不加其他任何物質(zhì)，在③燒杯中加入NH4Cl晶體，發(fā)覺(jué)①中紅棕色變深，③中紅棕色變淺。已知：2NO2(紅棕色)N2O4(無(wú)色)，下列敘述正確的是()A．2NO2N2O4是放熱反應(yīng)B．NH4Cl溶于水時(shí)放出熱量C．①燒瓶中平衡混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大D．③燒瓶中氣體的壓強(qiáng)增大答案A解析2NO2(g)N2O4(g)，NO2為紅棕色氣體，N2O4為無(wú)色氣體。①中紅棕色變深說(shuō)明平衡左移，平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，而CaO和水反應(yīng)放熱，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A對(duì)、C錯(cuò)；③中紅棕色變淺，說(shuō)明平衡右移，而正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則證明NH4Cl溶于水要汲取熱量，平衡右移時(shí)，氣體的物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)減小，B、D均錯(cuò)。7.已知甲為恒壓容器、乙為恒容容器，相同條件下充入等物質(zhì)的量的NO2氣體，且起始時(shí)體積相同，發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0，一段時(shí)間后相繼達(dá)到平衡狀態(tài)，下列說(shuō)法中正確的是()A．平衡時(shí)NO2體積分?jǐn)?shù)：甲＜乙B．達(dá)到平衡所需時(shí)間，甲與乙相等C．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝eq\f([N2O4],[NO2])D．若兩容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變，均說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)答案A解析反應(yīng)起始時(shí)，二氧化氮的濃度相同、溫度相同、壓強(qiáng)相同，反應(yīng)速率相同，隨反應(yīng)進(jìn)行，容器乙中壓強(qiáng)降低。容器甲體積可變，壓強(qiáng)不變，故反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，兩容器內(nèi)的壓強(qiáng)關(guān)系是p(甲)>p(乙)，甲中平衡正向進(jìn)行，平衡時(shí)NO2體積分?jǐn)?shù)減小，故A正確；容器乙體積不變，隨反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)混合氣體的物質(zhì)的量減小，容器乙中壓強(qiáng)降低，而容器甲體積可變、壓強(qiáng)不變，由壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越快，可知達(dá)到平衡所需時(shí)間甲短，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)為2NO2(g)N2O4(g)，平衡常數(shù)K＝eq\f([N2O4],[NO2]2)，故C錯(cuò)誤；甲容器中壓強(qiáng)始終不變，而乙中壓強(qiáng)不變可推斷平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。8．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列有關(guān)圖像的說(shuō)法不正確的是()A．依據(jù)圖a可推斷正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．在圖b中，虛線可表示運(yùn)用了催化劑時(shí)的變更狀況C．若ΔH<0，圖c可表示上升溫度使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D．由圖d中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量隨溫度的變更狀況，可推知正反應(yīng)吸熱答案D解析依據(jù)圖a曲線可知，溫度越高，逆反應(yīng)速率與正反應(yīng)速率差值越大，故上升溫度平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項(xiàng)正確；催化劑能加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡所用的時(shí)間，但不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，B項(xiàng)正確；上升溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，C項(xiàng)正確；依據(jù)圖像曲線可知，溫度越高，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量越小，故上升溫度平衡逆向移動(dòng)，因此可推斷正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．(2024·山東煙臺(tái)期末)I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)ΔH。某I2、KI混合溶液中，I－的物質(zhì)的量濃度c(I－)與溫度T的關(guān)系如圖所示(曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài))。下列說(shuō)法不正確的是()A．該反應(yīng)ΔH<0B．若在T1、T2溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1＜K2C．若反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí)，肯定有v正>v逆D．狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(Ieq\o\al(－,3))大答案BC解析溫度上升，c(I－)漸漸增大，說(shuō)明上升溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)。I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的ΔH<0，A項(xiàng)正確；K＝eq\f([I\o\al(－,3)],[I2][I－])，溫度上升，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，由于T2>T1，則K1>K2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；從圖中可以看出D點(diǎn)并沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，c(I－)小于該溫度下的平衡濃度，所以反應(yīng)逆向進(jìn)行，故v逆>v正，C項(xiàng)錯(cuò)誤；上升溫度，平衡逆向移動(dòng)，[Ieq\o\al(－,3)]變小，T2>T1，所以狀態(tài)A的[Ieq\o\al(－,3)]大，D項(xiàng)正確。10．CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)。0.1MPa時(shí)，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，測(cè)得不同溫度下平衡時(shí)體系中各物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖，下列敘述不正確的是()A．該反應(yīng)的ΔH＜0B．曲線b代表H2O的濃度變更C．N點(diǎn)和M點(diǎn)所處的狀態(tài)c(H2)不一樣D．其他條件不變，T1℃、0.2MPa下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)[H2]比M點(diǎn)小答案CD解析溫度上升，H2的濃度增大，平衡左移，故逆向吸熱，正向放熱，ΔH＜0，則曲線a為CO2的濃度變更，依據(jù)方程式的比例關(guān)系，可知曲線b為H2O的濃度變更，曲線c為C2H4的濃度變更，故A、B正確；N點(diǎn)和M點(diǎn)均處于同一T1℃下，所處的狀態(tài)的c(H2)是一樣的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；其他條件不變，T1℃、0.2MPa相對(duì)0.1MPa，增大了壓強(qiáng)，體積減小，[H2]增大，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)[H2]比M點(diǎn)大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．(2024·西安調(diào)研)已知反應(yīng)：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)。起始以物質(zhì)的量之比為1∶1充入反應(yīng)物，不同壓強(qiáng)條件下，H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變更狀況如圖所示(M、N點(diǎn)標(biāo)記為▲)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．上述反應(yīng)的ΔH<0B．N點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率肯定比M點(diǎn)的快C．降低溫度，H2的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100%D．工業(yè)上用此法制取甲烷應(yīng)采納更高的壓強(qiáng)答案A解析依據(jù)圖像，隨著溫度的上升，H2的轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，依據(jù)勒·夏特列原理，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，A項(xiàng)正確；此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能完全進(jìn)行究竟，C項(xiàng)錯(cuò)誤；限制合適的溫度和壓強(qiáng)，既能保證反應(yīng)速率較快，也能保證H2有較高的轉(zhuǎn)化率，采納更高的壓強(qiáng)對(duì)設(shè)備的要求更高，增加經(jīng)濟(jì)成本，D項(xiàng)錯(cuò)誤。三、非選擇題12．用尿素[CO(NH2)2]汲取氮氧化物是一種可行的方法。(1)尿素在高溫條件下與NO2反應(yīng)轉(zhuǎn)化成無(wú)毒氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________；用尿素溶液也可汲取氮氧化物，探討表明，氮氧化物氣體中NO的體積分?jǐn)?shù)越大，總氮被還原率越低，可能的緣由是__________________________________________________________。(2)在一個(gè)體積固定的真空密閉容器中充入等物質(zhì)的量的CO2和NH3，在恒定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)并達(dá)到平衡，混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變更如圖所示：則A點(diǎn)的v正(CO2)________(填“>”“<”或“＝”)B點(diǎn)的v逆(H2O)，緣由是_____________________________________________________________________________________。答案(1)4CO(NH2)2＋6NO27N2＋4CO2＋8H2ONO不溶于水，難以與尿素接觸反應(yīng)(2)>由圖像知，A點(diǎn)反應(yīng)在起始到平衡的反應(yīng)過(guò)程之中，此過(guò)程中v正漸漸減小，B點(diǎn)反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，故A點(diǎn)的v正(CO2)>B點(diǎn)的v正(CO2)＝B點(diǎn)的v逆(CO2)＝v逆(H2O)13．CO2和H2充入肯定體積的密閉容器中，反應(yīng)過(guò)程和在兩種溫度下CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變更如圖1所示。(1)已知圖1所示反應(yīng)每消耗1molH2，熱量變更是16.3kJ，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ________KⅡ(填“>”“＝”或“<”)。(2)肯定溫度下，若此反應(yīng)在恒壓容器中進(jìn)行，能推斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________(填字母)。a．容器中壓強(qiáng)不變b．H2的體積分?jǐn)?shù)不變c．c(H2)＝3c(CH3OH)d．容器中密度不變e．2個(gè)C=O斷裂的同時(shí)有3個(gè)H—H斷裂(3)肯定比例的合成氣在裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)12小時(shí)，體系中甲醇的產(chǎn)率和催化劑的催化活性與溫度的關(guān)系如圖2所示。當(dāng)溫度為470K時(shí)，圖中P點(diǎn)________(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)。490K之后，甲醇產(chǎn)率下降的緣由是____________________________________________________________。答案(1)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－48.9kJ·mol－1>(2)bd(3)不是反應(yīng)為放熱反應(yīng)，上升溫度，平衡逆向移動(dòng)，且催化劑活性降低解析(1)由題意知每消耗1molH2，熱量變更是16.3kJ，又由圖1中CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變更圖像可知該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－48.9kJ·mol－1；該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高該反應(yīng)的平衡常數(shù)越小，所以對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ>KⅡ。(2)肯定溫度下發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)。因?yàn)榇朔磻?yīng)是在恒壓容器中進(jìn)行，容器中壓強(qiáng)始終不變，所以壓強(qiáng)不變不能推斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，a項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)閴簭?qiáng)恒定，且化學(xué)方程式兩邊計(jì)量數(shù)之和是不等的，所以H2的體積分?jǐn)?shù)不變能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，b項(xiàng)正確；c(H2)＝3c(CH3OH)不能說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等，所以不能推斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，c項(xiàng)錯(cuò)誤；容器中密度ρ＝eq\f(m,V)，反應(yīng)物和生成物都是氣體，因?yàn)榉磻?yīng)是在恒壓容器中進(jìn)行且反應(yīng)后氣體體積減小，所以密度不變可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，d項(xiàng)正確；CO2和H2都是反應(yīng)物，只要2個(gè)CO斷裂的同時(shí)就有3個(gè)H—H斷裂，不能說(shuō)明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，e項(xiàng)錯(cuò)誤。(3)在490K之前，甲醇產(chǎn)率隨著溫度上升而增大的緣由是：反應(yīng)尚未達(dá)到平衡，溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快；490K之后，甲醇產(chǎn)率下降的緣由是：反應(yīng)達(dá)到平衡后上升溫度，平衡逆向移動(dòng)，且催化劑活性降低。14．(2024·焦作檢測(cè))汽車尾氣中CO、NO2在肯定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－1200kJ·mol－1。在肯定溫度下，向容積固定為2L的密閉容器中充入肯定量的CO和NO2，NO2的物質(zhì)的量