2020版高三化学总复习课时规范练21化学平衡的移动（含解析）苏教版.docx

课时规范练21化学平衡的移动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.可逆反应X(g)+Y(g)2Z(g)H0达到平衡时,下列说法正确的是()A.减小容器容积,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2.密闭容器中的一定量混合气体发生如下反应:xA(g)+yB(g)zC(g),达到平衡时,测得A的浓度为0.5 molL-1,在温度不变的条件下,将容器的容积扩大到两倍,使反应再达到平衡,测得A的浓度降低为0.3 molL-1,下列有关判断正确的是()A.x+yzB.平衡向正反应方向移动C.C的体积分数下降D.B的浓度增大3.某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:X(g)+mY(g)3Z(g)平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为11D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 molL-14.在不同温度下,向V L密闭容器中加入0.5 mol NO和0.5 mol活性炭,发生反应:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)HT2B.T2 时,若反应达平衡后再缩小容器的容积,c(N2)c(NO)增大C.T1 时,若开始时反应物的用量均减少一半,平衡后NO的转化率增大D.T1 时,该反应的平衡常数K=9165.下列叙述中,不能用平衡移动原理解释的是()A.红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅B.高压比常压有利于合成SO3C.氯气在水中的溶解度大于在饱和食盐水中的溶解度D.等质量粉末状碳酸钙与块状碳酸钙分别与同浓度的盐酸反应,粉末状碳酸钙比块状碳酸钙的反应迅速6.氢气用于烟气脱氮、脱硫的反应为4H2(g)+2NO(g)+SO2(g)N2(g)+S(l)+4H2O(g)H甲乙B.平衡时,c(NO):甲=丙乙C.平衡时,N2的转化率:甲乙D.平衡时,甲中c(N2)=0.4 molL-19.温度为T 时,向V L的密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应A(g)+B(g)C(s)+xD(g)H0,容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如图所示,下列说法不正确的是()A.反应在前10 min的平均反应速率v(B)=0.15 molL-1min-1B.该反应的平衡常数表达式K=c2(D)c(A)c(B)C.若平衡时保持温度不变,压缩容器容积,平衡向逆反应方向移动D.反应至15 min时,改变的反应条件可能是降低温度10.一定条件下合成乙烯发生反应:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)。反应的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是()A.生成乙烯的速率:v(M)v(N)B.平衡常数:KMKNC.催化剂会影响CO2的平衡转化率D.若投料比n(H2)n(CO2)=31,则图中M点时,CO2的体积分数为15.4%二、非选择题(本题共3个小题,共50分)11.(16分)甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。(1)若在恒温、恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有(填序号)。A.CO的百分含量保持不变B.容器中H2的浓度与CO的浓度相等C.容器中混合气体的密度保持不变D.CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等(2)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是。甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图所示。则当n(O2)n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为;在制备H2时最好控制n(O2)n(CH3OH)=。12.(2018全国)(18分)CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。已知:C(s)+2H2(g)CH4(g)H=-75 kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H=-394 kJmol-1C(s)+12O2(g)CO(g)H=-111 kJmol-1该催化重整反应的H= kJmol-1,有利于提高CH4平衡转化率的条件是(填标号)。A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为 mol2L-2。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少,相关数据如下表:积碳反应CH4(g)C(s)+2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(s)2CO(g)H/(kJmol-1)75172活化能(kJmol-1)催化剂X3391催化剂Y4372由上表判断,催化剂X(填“优于”或“劣于”)Y,理由是。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示,升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是(填标号)。A.K积、K消均增加B.v积减小、v消增加C.K积减小、K消增加D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kp(CH4)p(CO2)-0.5(k为速率常数),在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为。13.(16分)自从1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来,氮的固定的相关研究获得了不断的发展。(1)下表列举了不同温度下大气固氮的部分平衡常数(K)值。反应大气固氮N2(g)+O2(g)2NO(g)温度/272 260K3.8410-311分析数据可知:大气固氮反应属于(填“吸热”或“放热”)反应。2 260 时,向2 L密闭容器中充入0.3 mol N2和0.3 mol O2,20 s时反应达到平衡。则此时得到NO mol,用N2表示的平均反应速率为。(2)已知工业固氮反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H”或“z,A、B两项错误;平衡向逆反应方向移动,C的体积分数下降,C项正确;体积增大将导致B的浓度减小,D项错误。3.D运用三段式求算m。设转化的X的物质的量为n mol。X(g)+mY(g)3Z(g)起始(mol)120转化(mol)nmn3n平衡(mol)(1-n)(2-mn)3n据(1-n)(2-mn)3n=30%60%10%求得:n=0.1,m=2。由m=2知,A项正确;由第二次平衡时,X、Y、Z的体积分数不变可知两次平衡的平衡常数相同,则B项正确;由m和n的数值及起始量可计算出X、Y二者的平衡转化率都为10%,C项正确;第二次平衡时,c(Z)=4mol10%2 L=0.2 molL-1,D项错误。4.D由表中数据可知,T1 时达到平衡n(C)=0.35 mol,T2 时达到平衡n(C)=0.375 mol,由于反应2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)的H0,则有T1甲乙,故起始时,反应速率:丙甲乙,A项正确;丙中反应相当于将甲容器体积压缩一半发生的反应,体系压强增大,但由于该反应为反应前后气体分子数不变的反应,故平衡不移动,则平衡时丙中NO的浓度为甲中NO的浓度的2倍,乙中反应相当于减小甲中O2的初始浓度发生的反应,平衡逆向移动,所以平衡时乙中NO的浓度小于甲中NO的浓度,B项错误;甲、乙中N2的初始浓度相等,甲中反应相当于增大乙中氧气的初始浓度发生的反应,则甲中N2的转化率较大,故平衡时,N2的转化率:甲乙,C项正确;T 时,K=0.09,设甲中反应平衡时消耗的N2的浓度为x molL-1,则有:N2(g)+O2(g)2NO(g)初始(molL-1)0.460.460转化(molL-1)xx2x平衡(molL-1)0.46-x0.46-x2x平衡常数K=(2x)2(0.46-x)2=0.09,解得x=0.06,所以平衡时甲中c(N2)=0.4 molL-1,D项正确。9.C由图像可知,反应在前10 min的平均反应速率v(B)=2.5-1.010 molL-1min-1=0.15 molL-1min-1,故A正确;由10 min时的平衡转化量可知c(A)c(B)c(D)=112,故B正确;因为反应前后的气体物质体积不变,故加压化学平衡不移动,故C错误;15 min时,A、B的物质的量浓度增大,D的物质的量浓度减小,平衡逆向移动,改变的条件可能是降低温度,故D正确。10.D化学反应速率随温度的升高而加快,而由M点到N点,催化剂的催化效率降低,所以v(M)有可能小于v(N),故A错误;升高温度,二氧化碳的平衡转化率降低,则升温平衡逆向移动,所以化学平衡常数减小,即KMKN,故B错误;催化剂只影响反应速率,不影响平衡移动和转化率,故C错误;设开始投料n(H2)=3 mol,则n(CO2)=1 mol,在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%,所以有 6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)n(起始)mol310 0n(转化)mol1.50.50.251n(平衡)mol1.50.50.251所以CO2的体积分数为0.51.5+0.5+0.25+1100%=15.4%,故D正确。11.答案 (1)AD(2)该反应是一个熵增的反应(或S0)2CH3OH+O22HCHO+2H2O0.5解析 (1)浓度相等不能说明其浓度不再变化,B错误;气体总质量一定、容器容积一定,密度始终不变,C错误。(2)该反应是一个熵增的反应,若是放热反应,则一定能自发进行,若是吸热反应,则一定条件下能自发进行。n(O2)n(CH3OH)=0.25时,主要生成甲醛。制备H2时要求H2的选择性要好,由图可知在n(O2)n(CH3OH)=0.5时,H2的选择性接近100%。12.答案 (1)247A13(2)劣于相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对较小,消碳反应速率大ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)解析 (1)将已知热化学方程式依次编号为,根据盖斯定律,2-,得到CH4-CO2催化重整反应的H=+247 kJmol-1。由于该反应是正反应气体体积增大的吸热反应,所以有利于提高CH4平衡转化率的条件是高温低压,A项正确。某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2,达到平衡时CO2的转化率是50%,则平衡时各物质的物质的量浓度分别为c(CH4)=0.75 molL-1、c(CO2)=0.25 molL-1、c(CO)=0.5 molL-1、c(H2)=0.5 molL-1,根据K=c2(CO)c2(H2)c(CH4)c(CO2),计算得出K=13或0.33。(2)根据表格中活化能数据分析,催化剂X劣于催化剂Y。因为相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小,而消碳反应活化能相对较小,消碳反应速率大。由于积碳反应和消碳反应均为吸热反应,所以升高温度平衡正向移动,K积、K消均增加;温度高于600 时,积碳量随温度的升高而下降,说明v消增加的倍数比v积增加的倍数大,A、D两项正确。根据v=kp(CH4)p(CO2)-0.5,当p(CH4)一定时,积碳量随p(CO2)的增大而减小,故pc(CO2)pb(CO2)pa(CO2)。13.答案 (1)吸热0.20.002 5 molL-1s-1(2)B(3)N2+6H+6e-2NH3解析 (1)升高温度,其平衡常数增大,说明升温时平衡向正反应方向移动,即正反应为吸热反应。设平衡时NO的物质的量为x mol,根据“三段式”法计算如下:N2(g)+O2(g)2NO(g)起始/mol0.30.30转化/mol0.5x