2019版高考化学二轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 7.2 化学平衡状态 化学平衡移动跟踪检测

2019版高考化学二轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 7.2 化学平衡状态 化学平衡移动跟踪检测

1．(2017·岳阳模拟)在恒温、容积为2 L的密闭容器中加入1 mol CO2和3 mol H2，发生如下反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0。可认定该可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是(　　)

A．容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1∶3∶1∶1

B．v正(CO2)＝3v逆(H2)

C．容器内混合气体平均相对分子质量保持不变

D．容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量浓度都相等

解析：选C　A项，四种物质的量比为1∶3∶1∶1不能说明反应达到平衡，错误；B项，当v正(CO2)＝v逆(H2)时，反应达到平衡状态，错误；C项，因为反应前后气体的物质的量不等，所以相对分子质量随着反应进行而改变，当相对分子质量不变时，反应达到平衡，正确；D项，四种物质的浓度相等，不能说明反应达到平衡，错误。

2．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＋H2O HBr＋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

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：选D　溴水中有平衡：Br2＋H2O HBr＋HBrO，加入AgNO3溶液后，生成AgBr沉淀，c(Br－)降低，平衡向右移动，c(Br2)降低，溶液颜色变浅，可以用勒夏特列原理解释，A不符合题意；对N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，正反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，有利于提高氨的产率，可以用勒夏特列原理解释，B不符合题意；对2SO2＋O2 2SO3，正反应是气体体积减小的反应，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，C不符合题意；对CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)平衡体系增大压强，c(NO2)增大，颜色变深，但平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，D符合题意。

3．(2017·广州模拟)在1 L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2＋3H2 2NH3已达到平衡状态的是(　　)

A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2

B．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：选B　c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2等于化学方程式各物质的计量数之比，但不能说明各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，A错误；一个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成，说明正、逆反应速率相等，反应达到了平衡，B正确；混合气体的密度ρ＝，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，C错误；v正(N2)＝2v逆(NH3)时，正、逆反应速率不相等，未达到平衡状态，D错误。

4．如图表示可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)在不同温度(T)下生成物C的物质的量分数C%的变化情况和正、逆反应速率随压强的变化情况。下列关于该正反应热效应及方程式中A、B、C 的化学计量数的判断中，正确的是(　　)

A．吸热反应，m＋n<p　　　　 　B．吸热反应，m＋n＞p

C．放热反应，m＋n<p D．放热反应，m＋n＞p

解析：选A　由图可知，增大压强，v逆＞v正，平衡逆向移动，逆反应是气体体积减小的反应，则m＋n＜p，排除B、D项；升高温度，C的含量增大，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，排除C项，A项正确。

5.(2017·沧州高三质检)在一定条件下，反应X(g)＋3Y(g) 2Z(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，X的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．图中A、B两点，达到相同的平衡体系

B．上述反应在达到平衡后增大压强，X的转化率提高

C．升高温度，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应速率增大，正反应速率减小

D．将1.0 mol X、3.0 mol Y置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJ

解析：选B　图中A、B两点，X的平衡转化率(α)不同，两者为不相同的平衡体系，故A错误；增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，X的转化率提高，故B正确；升高温度正、逆反应速率都增大，故C错误；热化学方程式X(g)＋3Y(g) 2Z(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1表示1 mol X(g)和3 mol Y(g)完全反应生成2 mol Z(g)，放出的热量为92.4 kJ，由于可逆反应反应物不能完全转化，1.0 mol X、3.0 mol Y置于1 L密闭容器中发生反应，放出的热量小于92.4 kJ，故D错误。

6.在恒容密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)　ΔH>0。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图中曲线的是(　　)

解析：选A　A项，当通入A气体时，平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，正确；B项，加入催化剂只能改变反应速率，平衡不移动，A的体积分数不变，错误；C项，增大压强，平衡向正反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误；D项，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误。

7．(2017·绵阳一诊)一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋S(l)　ΔH<0。一定温度下，在容积为2 L的恒容密闭容器中1 mol SO2和n mol CO发生反应，5 min后达到平衡，生成2a mol CO2。下列说法正确的是(　　)

A．反应前2 min的平均速率v(SO2)＝0.1a mol·L－1·min－1

B．当混合气体的物质的量不再改变时，反应达到平衡状态

C．平衡后保持其他条件不变，从容器中分离出部分硫，平衡向正反应方向移动

D．平衡后保持其他条件不变，升高温度和加入催化剂，SO2的转化率均增大

解析：选B　反应前5 min v(CO2)＝＝0.2a mol·L－1·min－1，所以v(SO2)＝v(CO2)＝0.1a mol·L－1·min－1，故前2 min的平均速率大于0.1a mol·L－1·min－1，A不正确；该反应是反应前后气体的物质的量减小的可逆反应，因此当混合气体的物质的量不再改变时，可以说明反应达到平衡状态，B正确；S是液体，改变液体的质量，平衡不移动，C不正确；该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，催化剂不能改变平衡状态，转化率不变，D不正确。

8．(2017·抚顺模拟)在某密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＜0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，针对图像下列分析不正确的是(　　)

A．图Ⅰ研究的是t1时刻增大压强(缩小体积)对反应速率的影响

B．图Ⅱ研究的是t1时刻通入氦气(保持恒容)对反应速率的影响

C．图Ⅱ研究的是t1时刻加入合适的催化剂对反应速率的影响

D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高

解析：选B　A项，增大压强，平衡正向移动，与图像相符；B项，通入氦气(保持恒容)，反应物和生成物的浓度均不变，平衡不移动，反应速率不变，与图像不符；C项，图Ⅱ两个平衡状态不同，而加入催化剂，平衡不发生移动，与图像相符；D项，乙到达平衡时间较短，乙的温度较高，正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率减小，与图像相符。

9．(2017·绵阳模拟)在一定温度下，将等量的气体分别通入起始容积相同的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中，使其发生反应，t0时容器Ⅰ中达到化学平衡，X、Y、Z的物质的量的变化如图所示。则下列有关推断正确的是(　　)

A．该反应的化学方程式为3X＋2Y 2Z

B．若两容器中均达到平衡时，两容器的体积V(Ⅰ)＜V(Ⅱ)，则容器Ⅱ达到平衡所需时间小于t0

C．若两容器中均达到平衡时，两容器中Z的物质的量分数相同，则Y为固体或液体

D．若达平衡后，对容器Ⅱ升高温度时，其体积增大，说明Z发生的反应为吸热反应

解析：选C　根据图像知，Z是反应物，X、Y是生成物，到平衡后，生成1.8 mol X，生成1.2 mol Y，消耗1.8 mol Z，则化学方程式为3Z 3X＋2Y，A错误；反应的化学方程式为3Z 3X＋2Y，若两容器中均达到平衡时，两容器的体积V(Ⅰ)＜V(Ⅱ)，则容器Ⅱ达到平衡时体积增大，压强减小，达到平衡所需时间大于t0，B错误；若两容器中均达到平衡时，两容器中Z的物质的量分数相同，说明达到相同的平衡，不受压强的变化影响，所以反应前后气体体积应是不变的反应，所以X为固体或液体，C正确；容器Ⅱ是恒压容器，若达平衡后，升高温度其体积增大，但不能说明平衡正向进行，Z发生的反应不一定为吸热反应，D错误。

10．(2016·江苏高考)一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是(　　)

A.该反应的正反应放热

B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大

C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍

D．达到平衡时，容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大

解析：选AD　容器Ⅰ中，列三段式

　 　　　　　　2H2(g) ＋ CO(g) CH3OH(g)

起始(mol·L－1)：0.20 　　　0.10　　　　0

转化(mol·L－1)：0.16 　　　0.08　　　　0.08

平衡(mol·L－1)：0.04 　　　0.02　　　　0.08

容器Ⅲ中，列三段式

　　　　　2H2(g) ＋ CO(g) CH3OH(g)

起始(mol·L－1)：0　　　　　0　　　　　0.10

转化(mol·L－1)：0.15　　　0.075　 0.075

平衡(mol·L－1)：0.15　　　0.075　 0.025

A项中，KⅠ＝＝2 500，KⅢ＝≈14.82，由Ⅰ、Ⅲ比较，温度升高平衡向左移动，所以正反应为放热反应，正确；B项中，容器Ⅱ相当于在容器Ⅰ的基础上压缩容器体积，压强增大，平衡右移，容器Ⅱ中的转化率比Ⅰ中大，错误；C项中，容器Ⅱ中，增大压强，平衡向右移动，平衡时c(H2)要小于Ⅰ中c(H2)的2倍；Ⅲ和Ⅰ比较，平衡时Ⅲ中c(H2)＞Ⅰ中c(H2)，故Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的2倍，错误；D项中，Ⅲ中温度为500 K，Ⅰ中温度为400 K，温度越高，反应速率越快，正确。

11．综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。

(1)利用H2和CO在一定条件下发生如下反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)(放热反应)。对此反应进行如下研究：在恒温，容积为2 L的密闭容器中分别充入1.2 mol CO和1 mol H2,10 min后达到平衡，测得含有0.4 mol CH3OH(g)。

①10 min后达到平衡时CO的浓度为______________________________________；

②10 min内用H2表示的平均反应速率为_______________________________________。

(2)利用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯：

6H2＋2CO2催化剂,CH2===CH2＋4H2O为放热反应

①不同温度对CO2的转化率及催化剂的催化效率的影响如图所示。

下列有关说法不正确的是________(填字母)。

A．不同条件下反应，N点的速率最大

B．温度在约250 ℃时，催化剂的催化效率最高

C．相同条件下，乙烯的产量M点比N点高

②若在密闭容器中充入体积比为3∶1的H2和CO2，则图中M点时，产物CH2===CH2的体积分数为________。(保留两位有效数字)

解析：(1)　　　　　　CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

起始(mol·L－1)　　　 0.6　　0.5　　　0

改变(mol·L－1) 0.2 0.4 0.2

平衡(mol·L－1) 0.4 0.1 0.2

即c(CO)＝0.4 mol·L－1，

v(H2)＝＝0.04 mol·L－1·min－1

(2)①A.随着温度升高，反应速率加快，所以N点的速率不是最大，错误；B.由图分析，在250 ℃时催化剂的催化效率最高，正确；C.反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，故M点的产量高，正确。

②　　　　　　　6H2＋2CO2CH2===CH2＋4H2O

起始(mol·L－1) 　 6　2　　　　　　　0　　　　0

改变(mol·L－1) 3 1 0.5 2

平衡(mol·L－1) 3 1 0.5 2

则乙烯的体积分数为0.5/(3＋1＋0.5＋2)＝7.7% 或0. 077。

答案：(1)①0.4 mol·L－1　②0.04 mol·L－1·min－1

(2)①A　②7.7% 或0.077

12．当温度高于500 K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。

回答下列问题：

(1)该反应的化学方程式为________________________；其平衡常数表达式为K＝__________________________。

(2)在恒容密闭容器中，判断上述反应达到平衡状态的依据是________。

a．体系压强不再改变

b．H2的浓度不再改变

c．气体的密度不随时间改变

d．单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1

(3)在一定压强下，测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据中，起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图。

根据图中数据分析：

①降低温度，平衡向________方向移动。

②在700 K、起始投料比＝1.5时，H2的转化率为________。

③在500 K、起始投料比＝2时，达到平衡后H2的浓度为a mol·L－1，则达到平衡时CH3CH2OH的浓度为________。

解析：(1)由题给信息可得到该反应的化学方程式为2CO2＋6H2C2H5OH＋3H2O；该反应的平衡常数表达式为K＝。(2)该反应为气体分子数减小的化学反应，当体系的压强不再改变时，反应达到平衡状态，另外氢气的浓度不再变化，也能说明反应达到平衡状态；由于在500 K时，所有物质均为气体，故在恒容状态下气体的密度恒为定值，密度不变不能说明反应达到平衡状态；根据化学方程式可知，任何单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比均为3∶1。(3)①由图中信息可知，其他条件不变时，升高温度，CO2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即降低温度，平衡将向正反应方向移动。②700 K时，当氢气与二氧化碳的起始投料比＝1.5时，由图像可知二氧化碳的转化率为20%，由化学方程式：2CO2＋6H2C2H5OH＋3H2O，可计算出氢气的转化率为40%。③设起始时c(CO2)＝x mol·L－1，则起始时c(H2)＝2x mol·L－1，有

　　　　　　　　2CO2＋6H2C2H5OH＋3H2O

起始(mol·L－1)：　 x　　2x　　　　0　　　　 0

转化(mol·L－1): 0.6x 1.8x 0.3x 0.9x

平衡(mol·L－1): 0.4x 0.2x 0.3x 0.9x

0．2x＝a mol·L－1，则0.3x＝1.5a mol·L－1。

答案：(1)2CO2＋6H2C2H5OH＋3H2O

(2)ab

(3)①正反应(或右)　②40%　③1.5a mol·L－1

13．合成氨工业是贵州省开磷集团的重要支柱产业之一。氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛应用。

(1)一定温度下，在固定容积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是________(填字母)。

A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)

B．单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2

C．容器内的总压强不再随时间而变化

D．混合气体的密度不再随时间变化

(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，容积为2 L的恒容密闭容器中测得如表所示数据。请回答下列问题：

①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态？________(填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)＝________。

②该温度下，上述反应的平衡常数K＝___________________________________。

③7～10 min，CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母)。

A．减少CH4的物质的量　　 　B．降低温度

C．升高温度 D．充入H2

(3)氨的催化氧化：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他条件不变，测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0；T0温度下，NH3的转化率为____。

解析：(1)2v正(H2)＝3v逆(NH3)时反应达到平衡，A项错误；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反应不一定达到平衡，B项错误；此反应为反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变可以说明反应达到平衡状态，C项正确；混合气体总质量不变，容器容积不变，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。(2)①根据反应CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)，结合表中数据5 min时H2为0.60 mol，可知CO为0.20 mol，即c＝0.20，则a＝0.20,7 min时，各物质的物质的量与5 min时相同，所以5 min时反应达到平衡状态；v(CH4)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。②该温度下平衡时，c(CH4)＝0.10 mol·L－1，c(H2O)＝0.40 mol·L－1，c(CO)＝0.10 mol·L－1，c(H2)＝0.30 mol·L－1，则K＝＝0.067 5 mol2·L－2。③10 min时，只有CO的物质的量减少，其他物质的物质的量都增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，选D。(3)由题给图像可知，NO的浓度达到最大后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的ΔH<0，T0时，c(NO)＝3.0 mol·L－1，则反应消耗的n(NH3)＝3.0 mol，NH3的转化率为×100%＝75%。

答案：(1)C

(2)①是　0.02 mol·L－1·min－1　②0.067 5　③D　(3)<　75%

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/5f8ac57577eeaeaad1f34693daef5ef7bb0d124c.html