2014届高三化学一轮 练出高分 7.2化学平衡状态 新人教版

1 20142014 届高三化学一轮届高三化学一轮 练出高分练出高分 7 27 2 化学平衡状态化学平衡状态 新人教版新人教版 1 用于净化汽车尾气的反应 2NO g 2CO g 2CO2 g N2 g 已知该反应在 570 K 时的平衡常数为 1 1059 但反应速率极慢 下列说法正确的是 A 装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有 NO 或 CO B 提高尾气净化效率的常用方法是升高温度 C 增大压强 上述平衡右移 故可通过增压的方法提高尾气净化效率 D 提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂 答案 D 解析 因为该反应是可逆反应 不可能进行到底 A 错误 由题干知 570 K 时反应 速率较慢 B 错误 因平衡常数已经较大 增大压强虽然平衡正向移动 但对设备 要求更高 故应通过提高反应速率而提高净化效率 故 C 错误 D 正确 2 一定条件下的密闭容器中有如下反应 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g H 905 9 kJ mol 1 下列叙述正确的是 A 4 mol NH3和 5 mol O2反应 达到平衡时放出热量为 905 9 kJ B 平衡时v正 O2 v逆 NO 4 5 C 平衡后减小压强 混合气体平均摩尔质量增大 D 平衡后升高温度 混合气体中 NO 含量降低 答案 D 解析 A 项 由于该反应是可逆反应 故达到平衡时反应物不能全部转化为生成物 放出热量小于 905 9 kJ 不正确 B 项 反应速率之比等于反应方程式前的计量数 之比 所以平衡时的正逆反应速率关系应为v正 O2 v逆 NO 故不正确 C 项 5 4 减小压强 化学平衡向正反应方向移动 气体总质量不变 而气体总的物质的量增 大 则平均摩尔质量减小 不正确 D 项 正反应是放热反应 升温 化学平衡逆 向移动 NO 含量降低 正确 3 反应 N2O4 g 2NO2 g H 57 kJ mol 1 在温度为 T1 T2时 平衡体系中 NO2的体积分数随压强的变化曲线如图所 示 下列说法正确的是 A a c两点的反应速率 a c B a c两点气体的颜色 a深 c浅 C 由状态b到状态a 可以用加热的方法 D a c两点气体的平均相对分子质量 a c 2 答案 C 解析 c点压强大于a点压强 故反应速率a c A 错误 反应是吸热的 升高温 度平衡正向移动 NO2的体积分数增大 C 正确 增大压强平衡逆向移动 气体平 均相对分子质量是增大的 aT1 则该反应的 H 197 kJ mol 1 答案 C 解析 A 项 Q1 Q2 Q3 错误 B 项 甲 乙 丙等效平衡 SO2的体积分数相等 错误 C 项 由于温度一样 甲 乙 丙 3 个容器中反应的平衡常数相等 正确 D 项 SO3 g SO3 s 放出热量 所以 H12b e 2f C a d e h D c 98 3e 196 6 答案 B 5 解析 A 项 甲容器起始时反应向正反应方向进行 而丙容器起始时反应向逆反应 方向进行 虽然最后是等效平衡 但a c 196 6 故不正确 B 项 若将甲容器 扩大为原来的 2 倍 则达平衡时甲与乙容器的浓度相等 但放出的热量是乙的 2 倍 现将甲容器再恢复为原来的体积 即加压 平衡向正反应方向移动 则放热又增多 故有a 2b 同理有e 2f 正确 C 项 丁中的 O2可看作是在甲平衡后再充入 1 mol O2 则平衡正向移动 放热增多 即有a d 同时有et1 所示 反应时间 min n SiF4 moln H2O mol 01 202 40 t10 80a t2b1 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 e SiF4的平衡转化率一定增大 6 答案 1 bcd 2 a 1 60 或b 0 80 说明在一定条件下 t1 t2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 ade 解析 2 0 t1 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a 1 60 mol t2 min 时 H2O 仍为 1 60 mol 故b 0 80 mol 由此可判断t1时该反应已经达到化学平衡状态 11 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 c b 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 解析 1 Fe FeO 固体质量增加 3 2 g 说明生成 FeO 0 2 mol v CO2 0 1 mol L 1 min 1 0 2 mol 2 L 1 min 2 由于建立新平衡时 CO 物质的量增加 可知升高温度 平衡正向移动 说明正 反应吸热 3 充入 CO CO 浓度增大 逆反应速率增大 之后逐渐减小 5 min 时 CO2浓度不 7 变 正反应速率不变 平衡逆向移动 CO2浓度增大 正反应速率逐渐增大 12 合成氨反应是 将空气变成面包 的反应 如果没有合成氨反应 地球将无法养 活现在这么多的人 已知合成氨的反应为 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4 kJ mol 1 在体积为 5 L 的恒温 恒容密闭容器甲中 起始时投入 2 mol N2 3 mol H2 经过 10 s 达到平衡 测得平衡时 NH3的物质的量为 0 8 mol 在容器乙中 起始时投入 3 mol N2 b mol H2 维持恒温 恒压达到平衡 测 得平衡时 NH3的物质的量为 1 2 mol 此时与容器甲中平衡状态温度相同 相同组 分的体积分数都相同 1 容器甲 10 s 内用 H2表示的平均反应速率v H2 达平衡时 N2的 转化率 2 甲容器中反应的逆反应速率随时间变化的关系如图 t2 时改变了某一种条件 改变的条件可能是 填写两项 3 下列哪些情况表明容器乙已达平衡状态 填 字母 A 容器乙中的气体密度不再变化 B 反应的平衡常数不再变化 C 氨气的生成速率等于氮气的消耗速率的 2 倍 D 断裂 1 mol N N 键同时断裂 6 mol N H 键 E 容器乙中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 4 b 答案 1 0 024 mol L 1 s 1 20 2 升高了温度 增大了氨的浓度 3 ADE 4 4 5 解析 1 N2 g 3H2 g 2NH3 g 起始量 mol 2 3 0 转化量 mol 0 4 1 2 0 8 平衡量 mol 1 6 1 8 0 8 v H2 0 024 mol L 1 s 1 1 2 mol 5 L 10 s 平衡时 氮气的转化率 100 20 0 4 mol 2 mol 2 t2时 逆反应速率突然增大 原因可能是使用了催化剂 升高了温度 增大了 8 压强 增大了氨的浓度 而后逆反应速率减小 平衡逆向移动 则只能是t2时增 大了氨的浓度或升高了温度 3 判断达到平衡的标准是 变化量不变 A 中 容器乙中的气体密度不再变化 说明容器体积不再变化 可以说明反应达到平衡状态 B 中 平衡常数只与温度 有关 温度不变时 K总是不变的 C 中 氨气的生成速率与氮气的消耗速率都是 正反应速率 不能说明反应达到平衡 D 中 断裂 1 mol N N 键同时断裂 6 mol N H 键 即消耗 1 mol N2的同时消耗 2 mol NH3 说明正逆反应速率相等 说明 反应达到平衡 E 中 容器乙中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 说明 体系中各物质的体积分数不变 反应达到平衡 4 根据平衡时容器甲与容器乙中各物质的体积分数相等 可求出b 4 5 13 在容积为 2 L 的密闭容器中 保持体系内温度 800 不变 将一定量的 NO 和 O2 混合发生反应 2NO O2 2NO2 其中 NO 的物质的量 n 随时间 t 的 变化关系如图所示 请回答下列问题 1 30 s 时反应达到平衡 用 O2表示达到平衡过程的 平 均反应速率为 图像中曲线 选填 或 表示 NO2的变化 由图像中曲线和数 据变化 能否计算该温度下的平衡常数 填 能 或 不能 2 若升高反应体系的温度 使反应重新达到平衡 此时体系中n NO n NO2 则该反应是 热反应 选填 吸 或 放 3 在 800 时 若缩小容器的体积 达新平衡时n NO 选填 或 0 07 mol NO 的转化率 选填 增大 不变 或 减小 4 上述 800 时的反应达到平衡时测得放出热量a kJ 试写出在此条件下 NO 与 氧气反应的热化学方程式 答案 1 0 001 1 mol L 1 s 1 不能 2 放 3 增大 4 2NO g O2 g 2NO2 g H 15 4a kJ mol 1 解析 1 达到平衡过程中v NO 0 20 mol 0 07 mol 2 L 30 s 0 002 2 mol L 1 s 1 所以v O2 0 001 1 mol L 1 s 1 曲线 是 NO2的变化曲 线 曲线 是 NO 的变化曲线 因为缺少平衡时氧气的浓度 所以不能计算平衡常 数 2 根据氮元素守恒 当n NO n NO2 时 n NO n NO2 0 1 mol NO 的量增 9 加了 相当于升高温度 平衡向逆反应方向移动 故正反应为放热反应 即 H 为负值 3 缩小容器体积 压强增大 平衡向正反应方向移动 NO 转化率增大 4 尽管加入的 NO 的物质的量为 0 20 mol 但参加反应的只有 0 13 mol 故 1 mol NO 参加反应放出的热量为 7 7a kJ 故该反应的热化学方程式为 2NO g O2 g 2NO2 g H 15 4a kJ mol 1 14 在恒温时 向某密闭容器中通入 2 mol X 和 1 mol Y 气体 发生如下反应 2X g Y g 2Z g 压强一定时 测得在平衡时 Z 的体积分数为 0 4 1 与上述平衡保持同温 同压 若向密闭容器中通入 4 mol X g 和 2 mol Y g 达到平衡 则 Z 的体积分数为 平衡时 气体的总物质的量是 2 与上述平衡保持同温 同压 若向密闭容器中通入 X g 和 Y g 的物质的量分 别记为n X n Y 并满足平衡时 Z 的体积分数为 0 4 则的取值范围为 n X n Y 答案 1 0 4 或 40