高考化学一轮总复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 第23讲 化学平衡状态化学平衡的移动限时训练

“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线化学平衡状态化学平衡的移动选题细目表考查知识点基础题中档题较难题1.化学平衡状态的判断1、32.外界条件对化学平衡的影响243.化学平衡图象问题分析5、6、94.化学平衡的相关计算7105.化学平衡知识的综合应用811一、选择题(本题包括7个小题，每小题6分，共42分，每小题仅有一个选项符合题意)1一定条件下，可逆反应2A(g)B(g)3C(g)，在下列四种状态中处于平衡状态的是()选项正反应速率逆反应速率Av(A)2 molL1min1v(B)2 molL1min1Bv(A)2 molL1min1v(C)2 molL1min1Cv(A)1 molL1min1v(B)2 molL1min1Dv(A)1 molL1min1v(C)1.5 molL1min1解析：根据平衡状态的判断依据v(正)v(逆)知，v(A)v(B)v(C)213，即D中的反应达到平衡。答案：D2合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)Hp BmnpC平衡向正反应方向移动 DC的质量分数增加解析：当气体体积缩小到原来的时，假设平衡未发生移动，则C的浓度为原平衡时的2倍，而事实上平衡发生了移动，平衡移动的结果是C的浓度变为原平衡时的1.9倍，则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。答案：B5(2016衡水模拟)在体积为V L 的恒容密闭容器中盛有一定量H2，通入Br2(g)发生反应：H2(g)Br2(g)2HBr(g)HT1Ba、b两点的反应速率：baC为了提高Br2(g)的转化率，可采取增加Br2(g)通入量的方法DT1时，随着Br2(g)的加入，平衡时HBr的体积分数不断增加解析：A项，根据反应：H2(g)Br2(g) 2HBr(g)HT2，错误；B项，b点Br2的浓度比a点Br2的浓度大，反应速率也大，正确；C项，增加Br2(g)的通入量，Br2(g)的转化率减小，错误；D项，体积不变时，在Br2(g)的物质的量较多的情况下，平衡时HBr的体积分数可能减小，错误。答案：B6在一恒容的密闭容器中充入0.1 molL1 CO2、0.1 molL1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)，测得CH4平衡时转化率与温度、压强关系如图，下列有关说法不正确的是()A上述反应的Hp3p2p1C1 100 时该反应的平衡常数为1.64D压强为p4时，在y点：v正v逆解析： p1、p2、p3、p4是四条等压线，由图象可知，压强一定时，温度越高，甲烷的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，H0，A项错误；该反应为气体分子数增加的反应，压强越高，甲烷的平衡转化率越小，故压强p4p3p2p1，B项正确；压强为p4，温度为1 100 时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)0.02 molL1，c(CO2)0.02 molL1，c(CO)0.16 molL1，c(H2)0.16 molL1，即平衡常数K1.64，C项正确；压强为p4时，y点未达到平衡，此时v正v逆，D项正确。答案：A7PCl3和PCl5都是重要的化工原料。将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2 L密闭容器中，在一定条件下发生下述反应，并于10 min时达到平衡：PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)H0。有关数据如下：物质名称PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)初始浓度/(molL1)2.01.00平衡浓度/(molL1)c1c20.4下列判断不正确的是()A10 min内，v(Cl2)0.04 molL1min1B当容器中Cl2为1.2 mol时，反应达到平衡C升高温度，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的转化率升高D平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同条件下再达平衡时，c(PCl5)0.2 molL1解析：由题意可知c11.6，c20.6。A项，v(Cl2)0.04 molL1min1；B项，反应达平衡时Cl2的物质的量为0.6 molL12 L1.2 mol；C项，正反应是放热反应，所以升高温度，K减小，平衡向逆反应方向进行，PCl3的转化率降低；D项，平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2相当于压强减小一半，平衡向逆反应方向移动，c(PCl5)t1)所示。反应时间/minn(SiF4)/moln(H2O)/mol01.202.40t10.80at2b1.60通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态：_。(3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应_(填序号)。a一定向正反应方向移动b一定向逆反应方向移动c一定是减小压强造成的d一定是升高温度造成的eSiF4的平衡转化率一定增大解析：(1)反应过程中任何时刻v消耗(SiF4)4v生成(HF)。(2)0t1 min，反应消耗的SiF4为0.40 mol，根据已知反应可确定消耗的H2O为0.80 mol，故a1.60 mol，t2 min时，H2O仍为1.60 mol，故b0.80 mol。由此可判断t1时该反应已经达到化学平衡状态。答案：(1)bcd(2)a1.60(或b0.80)，说明在一定条件下，t1t2时各组分的浓度(或物质的量)均已不再发生改变，则t1时反应已经达到化学平衡状态(3)ade9(14分)在一个体积为2 L的密闭容器中，高温下发生反应：Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)。其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化关系如图所示。(1)反应在1 min时第一次达到平衡状态，固体的质量增加了3.2 g。用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)_。(2)反应进行至2 min时，若只改变温度，曲线发生的变化如图所示，3 min时再次达到平衡，则H_0(填“”“(3)cb(4)Fe(或FeO)的质量(或物质的量)保持不变(或固体总质量保持不变)10(16分)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。(1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(HM)。在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为zMHx(s)H2(g)zMHy(s)H()；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应()中z_(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v_mLg1min1。反应()的焓变H()_(填“”“”“”或“”)(T2)。当反应()处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应()可能处于图中的_(填“b”“c”或“d”)点，该贮氢合金可通过_或_的方式释放氢气。解析：(1)根据元素守恒可得zx2zy，解得z；吸氢速率v240 mL2 g4 min30 mLg1min1；根据图象可知，T1T2，T2时氢气的压强大，说明升高温度反应()向生成氢气的方向移动，即逆反应为吸热反应，所以正反应是放热反应，则H()(T2)；处于图中的a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量的氢气，氢气的压强增大，HM逐渐增大，根据图象可能处于c点；根据平衡移动原理，可以通过加热或减小压强的方式使平衡逆向移动，释放氢气。答案：(1) 30c加热减压11(2017广州一模)(16分)氮氧化物排放是形成臭氧层空洞、酸雨、雾霾的重要成因之一。SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H0(1)氮氧化物破坏臭氧层原理为NOO3NO2O2；NO2ONOO2。常温下反应的平衡常数为K1，反应的平衡常数为K2，则反应O3O2O2的平衡常数K_(用K1、K2表示)。氮氧化物在该反应中的作用是_。(2)SCR法除NO时，投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是_、_。该法可能发生副反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，减少副反应的主要措施是_、_。(3)其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，NO转化率与温度的关系如图。工业上选择催化剂乙的原因是_。在催化剂甲作用下，图中M点处(对应温度为210)NO的转化率_(填“可能是”“一定是”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率。高于210时，NO转化率降低的原因可能是_。(4)消除汽车尾气中的NO时，可用尿素(NH2)2CO还原NO，既安全又高效，且产物都是空气中含有的成分。与SCR法相比，等物质的量的尿素与氨气可消除的NO物质的量之比为_(不考虑副反应)。解析：(1)由化学方程式和可知，此反应可由得到，则此反应的平衡常数为KK1K2；氮氧化物在反应前后的化学性质和质量均未发生改变，改变了此反应的反应速率，起到催化作用。(2)由反应原理可知，SCR法除去NO时反应为放热反应，而且为气体分子数目增大的反应，所以降低温度、减小压强均可以使反应物的转化率增大；根据副反应的方程式可知，副反应消耗的O2更多，所以控制O2的用量以及选择抑制副反应发生的催化剂，可以减少副反应的发生。(3)由图可知，与乙催化剂相比，甲催化剂的催化效率和催化温度区间均比较小，选用乙催化剂是因为其在较大的温度范围内有较高的催化活性。由图可知，当温度相同时，平衡转化率一定，所以此反应的平衡转化率一定大于或者等于相同温度下乙催化剂的转化率，故M点的NO转化率一定不是平衡转化率；210之后，甲催化剂催化下，NO转化率降低，可能是由于温度过高，甲催化剂的选择性降低，副反应增多。(4)由题意知，尿素与NO反应的化学方程式为2(NH2)2CO6NO=5N24H2O2CO2，根据反应原理可知，NH3与NO反应为11