2019年高考化学复习专题08化学平衡专题卷.docx

专题8化学平衡一、选择题1(2018杭州质检)对于一定不能自发进行的反应来说，反应后体系的( )A混乱度减少，而能量增加B混乱度增大，而能量降低C混乱度减少，能量降低D混乱度增大，能量增加解析：本题考查反应的自发性问题。根据熵判据和焓判据，熵增加或焓降低有利于反应自发进行。如果一个反应熵减小焓增加则一定不能自发进行，故A正确。B、C、D都是可能自发的，可用GHTS0是自发的来判断。答案：A2(2018济南一模)可逆反应NO2(g)SO2(g)NO(g)SO3(g)达到平衡的标志是( )ANO2、SO2、NO和SO3四种气体的物质的量浓度之比为1111B密闭容器的压强不再发生变化CK值不再发生变化D生成n mol SO2的同时，有n mol SO3生成答案：D3(2018贵州省四校期末联考)在密闭容器中发生反应：X3Y2Z(该反应放热)，其中Z呈气态，且Z在平衡混合气中的体积分数(Z%)与温度(T)、压强(P)的关系如图。下列判断正确的是A. T1大于T2 B.Y一定呈气态 C.升高温度，该反应的化学平衡常数增大D.当n(X):n(Y):n(Z)1:3:2时，反应一定达到平衡状态解析：该反应是放热反应，结合图像可知T2高于T1，A项错误；从图像看，温度不变，升高压强平衡向正反应方向移动，则Y一定是气体，X可能是气体，也可以是非气体，B项正确；升高温度，平衡逆向移动，故平衡常数减小，C项错误；化学平衡是否达到与化学计量系数无联系，D项错误。答案：B4反应X(g)Y(g)2Z(g)；DH0，达到平衡时，下列说法正确的是A.减小容器体积，平衡向右移动 B.加入催化剂，Z的产率增大C.增大c(X)，X的转化率增大 D.降低温度，Y的转化率增大答案：D5CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)DH0，在其他条件不变的情况下A加入催化剂，改变了反应的途径，反应的DH也随之改变B改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变C升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变D若在原电池中进行，反应放出的热量不变解析：催化剂虽然改变了反应途径，但是DH只取决于反应物、生成物的状态，DH不变，A错；这是一个反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量也不变，B正确；该反应是放热反应，升高温度，平衡左移，反应放出的热量减小，C错；若在原电池中进行，反应不放出热量，而是转换为电能，D错。答案：B6(2018南京盐城一模)在密闭容器中通入物质的量浓度均0.1 molL1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应：，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图5，下列有关说法一定正确的是A上述反应的DH0B压强P1P2P3P4C1100 该反应的平衡常数为64D压强为P4时，在Y点：v(正)v(逆)答案：A7(2018漳州质检)某温度下，将2 mol A和1 mol B放入一密闭容器中，发生反应：A(g)B(g)2C(s)2D(g)，5 min后反应达到平衡，测得生成C为0.8 mol，下列相关表述正确的是( )A该反应的化学平衡常数表达式是KB该条件下B的平衡转化率是40%C增大该体系的压强，A的转化率增大D若向平衡体系中加入少量生成物C，则正、逆反应速率均增大解析：A错，一般情况下，固体不写入化学平衡常数表达式；B正确，根据“三段式”求解，该条件下B的平衡转化率是40%；C错，在恒温恒容的体系中，对于反应前后气体体积不变的情况下，增大该体系的压强，A的转化率不变；D错，向平衡体系中加入少量生成物C，固体浓度是一个常数，则正、逆反应速率均不变。答案：B8(2018宿迁摸底调研)已知2SO2(g)O2(g)2SO3 (g) DH =a kJmol1(a0)。恒温恒容下，在10 L的密闭容器中加入0.1 mol SO2和0.05 mol O2，经过2min达到平衡状态，反应放热0. 025a kJ。下列判断正确的是A在2min内，v (SO2)=0.25 molL1min1B若再充入0.1 mol SO3，达到平衡后SO3的质量分数会减小C在1min时，c(SO2)c(SO3)=0.01 molL1D若恒温恒压下，在10 L的密闭容器中加入0.1 mol SO2和0.05 mol O2，平衡后反应放热小于0. 025a kJ答案：C9(2018福州市期末质量检查)一定温度下，在2 L的密闭容器中发生如下反应：A(s)2B(g)xC(g)DH0，B、C的物质的量随时间变化的关系如下图(左)，达平衡后在t1、t2、t3、t4时都只改变了一种条件，逆反应速率随时间变化的关系如下图(右)。 下列有关说法正确的是( )Ax=2，反应开始2min内，v(A) =0.05 molL1min1Btl时改变的条件是降温，平衡逆向移动Ct2时改变的条件可能是增大C的浓度，t2时正反应速率减小Dt3时可能是减小压强，平衡不移动；t4时可能是使用催化剂，c(B)不变解析：A是固体，不适合用浓度变化表示反应速率，A项错误；该反应是放热反应，降低温度平衡正向移动，B项错误；增大C的浓度，正反应速率t2时刻速率不变，之后正反应速率将增大，C项错误；该反应是气体体积不变的反应，故减小压强平衡不移动，但是反应速率减小，加入催化剂反应速率增大，但平衡不移动，D项正确。答案：D10(2013北京理综11)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是答案：C11(2018大连测试)一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )A混合气体的密度不再变化B反应容器中Y的质量分数不变CX的分解速率与Y的消耗速率相等D单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X解析：由于反应生成物中有固体，故混合气的密度为变量，当其不变时，说明反应已达平衡；X的分解速率与Y的消耗速率相等时反应向左进行，未达平衡；单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X时，说明正逆反应速率相等，已达平衡。答案：C12(2018海淀区期末)在密闭容器中进行反应：A(g)3B(g)2C(g)，有关下列图像说法的不正确的是abdcA依据图a可判断正反应为放热反应B在图b中，虚线可表示使用了催化剂C若正反应的DH0，图c可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动D由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的DH0答案：D13(2018安徽百校论坛)相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：容器编号起始时各物质物质的量/molN2H2NH3平衡时反应中的能量变化130放出热量a kJ230放出热量b kJ260放出热量c kJ下列叙述正确的是( )A放出热量关系：ab92.4B三个容器内反应的平衡常数：C达平衡时氨气的体积分数：DN2的转化率：解析：状态相当于在达到平衡的状态中再加入N2，平衡右移，放出的热量增大，A项正确；平衡常数只与温度有关，故三种情况下平衡常数相等，B项错误；状态相当于将两个相同的状态，压缩在一起，该反应是气体体积减小的反应，平衡正向移动，NH3的含量增大，N2的转化率增大，C、D项不正确。答案：A14(2018苏州模拟)合成氨反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，在反应过程中，正反应速率的变化如图所示，下列说法正确的是( )At1升高了温度Bt2时使用了催化剂Ct3时降低了温度 Dt4时减小了压强答案：B15(2018南师大附中调研)炼铁的还原剂CO是由焦炭和CO2反应而得。现将焦炭和CO2放入体积为2 L的密闭容器中，高温下进行下列反应：C(s)CO2(g)2CO(g) DH Q kJ/mol。下图为CO2、CO的物质的量n随时间t的变化关系图。下列说法正确的是A13min时，v(CO) v(CO2)；B当容器内的压强不变时，该反应一定达到平衡状态，且C若3min时温度由T1升高到T2，则QO，且 4.7D5min时再充入一定量的CO，c、b曲线分别表示n(CO)、n(CO2)的变化答案：CD解析：A项，CO与CO2的计量数不同，反应速率数值不同，错误；B项，反应后气体的物质的量增加，平衡压强大于初始压强，错误；C选项，升高温度，CO的物质的量增加，平衡向正向移动，正反应为吸热反应；T1达到平衡后，CO为2 mol，CO2为7 mol，K1=(2 mol/2 L)2/(7 mol/2 L)=2/7，T2达平衡后，CO的物质的量为4 mol，CO2的量为6 mol，故K2=(4 mol/2 L)2/(6 mol/2 L)=4/3，K2/K1=(4/3)/(2/7)=4.7，正确；D选项，充入CO，CO浓度增大，平衡向逆向移动，CO浓度又减小，CO2浓度增大，正确。16对于可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，下列研究目的和示意图相符的是( )ABCD研究目的压强对反应的影响(p2p1)温度对反应的影响平衡体系增加N2的浓度对反应的影响催化剂对反应的影响图示解析：A项中p2压强大，反应速率快，应先达平衡，错误；该反应为放热反应，温度越高，氮气的转化率应越低，B项错误；催化剂可加快反应速率，应先达平衡，D项错误。答案：C17一定温度下，在容积为2 L的密闭容器中发生反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，部分数据见下表(表中t2t1)：反应时间/minn(CO)/ moln(H2O)/ moln(CO2)/ moln(H2)/ mol01.200.6000t10.80t20.20下列说法正确的是( )A反应在t1 min内的平均速率为v(H2) molL1min1B平衡时CO的转化率为66.67%C该温度下反应的平衡常数为1D其他条件不变，若起始时n(CO)0.60 mol，n(H2O)1.20 mol，则平衡时n(CO2)0.20 mol解析：A项v(CO)v(H2) molL1min1 molL1min1；从所给数据可知，t1时H2O的物质的量即为0.20 mol，已达到平衡；CO的转化率为33.3%，B项错误；平衡常数为：K1，C项正确；D项将有关数据代入平衡常数数值为0.1，故未达到平衡。答案：C18一定条件下存在反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换) 密闭容器I、II、III，在I中充入1 mol CO和1 mol H2O，在II中充入1 mol CO2 和1 mol H2，在III中充入2 mol CO 和2 mol H2O，700 条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是A容器I、II中正反应速率相同B容器I、III中反应的平衡常数相同C容器I中CO 的物质的量比容器II中的多D容器I中CO 的转化率与容器II中CO2 的转化率之和小于1答案：CD容器III可看成容器I体积压缩一半，各物质浓度增加一倍，若温度恒定，则平衡不移动；但恒容绝热的情况下，容器III中温度比容器I高，更有利于平衡向逆反应方向移动，故平衡常数容器III小于容器I，B项错误；若温度恒定，容器I、II等效，但两者温度不等。达到平衡时，容器I温度大于700 ，容器II温度小于700 ，有利于容器I平衡向逆反应方向移动，故容器I中CO的物质的量比容器II中的多，C项正确；若温度恒定，容器I、II等效，容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和等于1。但两者温度不等，达到平衡时，容器I温度大于700 ，容器II温度小于700 ，有利于容器I平衡向逆反应方向移动，有利于容器II平衡向正反应方向移动，故容器I中CO的转化率相应减小，容器II中CO2的转化率同样会相应减小，因此，容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和小于1，D项正确。二、非选择题19(2018江西新余第一中学模拟)CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。(1)已知：C(s)O2 (g) = CO2(g) DH1= 393.5 kJmol1 2H2(g)O2(g) = 2H2O(g) DH2= 483.6 kJmol1C(s)H2O(g) = CO(g)H2(g) DH3= 131.3 kJmol1则反应CO(g)H2(g) O2(g) = H2O(g)CO2(g)的DH= kJmol1。标准状况下的煤炭气(CO、H2)33.6 L与氧气反应生成CO2和H2O，反应过程中转移_mol电子。(2)熔融碳酸盐燃料电池(MCFS)，是用煤气(CO、H2)作负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质，以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为 ；则该电池的正极反应式是 。(3)密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)；CO的转化率()与温度、压强的关系如下图所示。若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10 L，则该温度下的平衡常数K= ；此时在B点时容器的体积VB 10 L(填“大于”、“小于”或“等于”)。若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。在不改变反应物用量情况下，为提高CO转化率可采取的措施是 。答案：解析：本题考查了盖斯定律、电极反应式的书写以及化学平衡。(1)将给定的热化学方程式的第一个减去第三个即能得到所求的热化学方程式；无论是1 mol CO还是1 mol H2，在燃烧过程中都失去2 mol电子，故反应过程中共转移3 mol电子。(2)CO在负极上失去电子后结合迁移过来的CO32 而形成CO2，H2在负极上失去电子后结合迁移过来的CO32 后生成CO2和H2O；在正极上是O2得电子后结合空气中的CO2后生成CO32 。(3)由A点时CO的转化率可以求出平衡时三种气体的浓度，代入式子K=可得平衡常数，因B点的压强大于A点压强，故B点容器的体积小于10 L；C点的压强高，反应速率快，达平衡用的时间短；要提高CO的转化率，采取使平衡正向移动的措施就行。20(2018浙江衢州二中综合练习)发展低碳经济，构建低碳社会。科学家们提出利用以工业废气中的CO2为原料，以CuO与ZnO混合物为催化剂，其反应为：CO23H2 CH3OHH2O。(1)某温度下，在体积为l L的密闭容器中充入lmol CO2和4 mol H2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如27()图所示。 从反应开始到平衡，甲醇的平均反应速率v(CH3OH)= ；氢气的转化率为 。27（）(2)常温常压下已知下列反应的能量变化如27()图所示：27（）1molCO(g)+2molH2(g)4191molCH3OH(l)写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式： ，该反应的S_0(填“”或“”或“=”)；反应达到平衡后，要使该平衡向右移动，其它条件不变时，可以采取的措施有 (填序号)。A缩小反应器体积 B升高温度 C恒容条件下通入CO2 D使用合适的催化剂(3)在实际生产中发现，随着甲醇的生成，还伴随有少量CO等副产物出现，且CO2的转化率、甲醇和CO的含量还受气体混合物在反应锅炉内的流动速率、催化剂CuO的质量分数影响。通过实验分别得到如下图。由图27()得，生产甲醇的气体最佳流动速率为 Lh1；已知当催化剂中没有CuO，只有单组份ZnO时，反应速率最大。说明为什么不选择单组份ZnO的原因 ，根据图27()判断，催化剂CuO的质量分数最好为 %。答案：(1) 0.075 mol/(L.min)(2分) 56.25(2分)(2)(2分)(1分) A C(2分) (3)3600以上都可以(2分) 使用单组份ZnO时反应速率虽然最快，但是由图可知，CO2转化率、CH3OH产率均过低，实际生产中没有意义，故不采用(2分) 50(2分) (2)该反应为放热反应，从热化学方程式可以看出，混乱度减小，则S0；A项，缩小体积即增大压强，平衡正向移动，正确；B项，升高温度，平衡逆向移动，错误；C项，恒容条件下通入CO2导致CO2的浓度增大，平衡正向移动，正确；D项，催化剂不能改变平衡移动，错误；(3)从图示可以看出，在3600以上CO2的转化率较高；从图示看出，CuO的质量分数较低时，CO2的转化率较低，在CuO质量分数为50时效果最佳。21(2018宿迁摸底调研)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。(1)将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。已知：Fe2O3(s)3C(石墨) = 2Fe(s)3CO(g) DH 1 = 489.0 kJmol1 C(石墨) CO2(g) = 2CO(g) DH 2 = 172.5 kJmol1则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。 已知Fe与CO可形成五羰基铁Fe(CO)5，该化合物相当活泼，易于吸收H2生成氢化羰基铁。氢化羰基铁为二元弱酸，可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠。试写出五羰基铁吸收H2的反应方程式 。利用燃烧反应可设计成CO O2燃料电池(以KOH溶液为电解液)，写出该电池的负极反应式 。(2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应： CO2(g) 3H2(g) CH3OH(g) H2O(g) DH =49.0 kJmol1 测得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示，回答问题：该反应的平衡常数表达式为 。曲线I、对应的平衡常数大小关系为K K(填“大于”、“等于”或“小于”)。一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。容 器甲乙反应物投入量1 mol CO2、3 mol H2a molCO2、b molH2、c molCH3OH(g)、c molH2O(g)若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为 。答案：解析：(1)根据所给的两个热化学方程式，结合盖斯定律：3，可以求得DH=489.0172.53=28.5 kJmol1；根据题意可知氢化羰基铁的化学式为H2 Fe(CO)4；负极是CO发生氧化反应，在碱性条件下不能生成CO2，只能以CO32 的形式存在；(2)曲线I中甲醇的平衡量大于曲线，则III，平衡逆向移动，根据化学平衡常数的表达式，KK；要使乙与甲中相同组分的体积分数相等，即两者要符合等温等容条件下的等效平衡，根据已知条件进行三段式分析： CO2(g) 3H2(g) CH3OH(g) H2O(g)起始量：1 3 0 0转化量：x 3x x x平衡量：1-x 3-3x x x甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，即：(4-2x)/4=0.8，x=0.4 mol。当a=0.6 mol，b=1.8 mol，c=0.4 mol时，该状态达到平衡时与甲平衡相同，所以要使乙起始时维持化学反应向逆反应方向进行，c0.4 mol。当a=b=0，c=1 mol时，极限转化后和甲相同，所以c的最大值为1 mol。22(2018广东中山期末)碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是理想，更是一种值得期待的新的生活方式，请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。(1)近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质)，这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应化学方程式为：_C_K2Cr2O7 = _CO2 _K2SO4_Cr2(SO4)3 _H2O 请完成并配平上述化学方程式。其中氧化剂是_，氧化产物是_(2)甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为： CO(g) 2H2(g) CH3OH(g)DH1116 kJmol1已知：DH2283 kJmol1DH3242 kJmol1则表示1 mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为 ；在容积为1 L的恒容容器中，分别研究在230 、250 270 三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:)在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是 )利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO(g) 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K= 。 在某温度下，将一定量的CO和H2投入10 L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度(molL1)变化如下表所示：0min5min10minCO0.10.05H20.20.2CH3OH00. 040.05若5min10min只改变了某一条件，所改变的条件是 ；且该条件所改变的量是 。答案：(1)3 2 8 H2SO4 3 2 2 8 K2Cr2O7，CO2(2)CH3OH(g)3/2O2(g)= CO2(g) 2H2O(g) DH651 kJmol1)270 ) 4 L2 /mol2增大H2的浓度；增大了0.1 molL1解析：(1)根据电子得失守恒来配平，化合价升高的为还原剂，化合价降低的为氧化剂，还原剂对应的产物为氧化产物；(2)方程式2方程式-方程式，可得热化学方程式为：CH3OH(g)3/2O2(g)= CO2(g) 2H2O(g) DH651 kJmol1；该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，转化率降低，所以Z表示温度为270 ；三段式分析：CO(g) 2H2(g) CH3OH(g)起始量：1 1.5 0转化量：0.5 1 0.5平衡量：0.5 0.5 0.5K=c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)=0.5/(0.50.52)=4；5min时达到平衡时，c(CO)=0.06 molL1，c(H2)=0.12 molL1，根据三段式分析，5min时为