课时分层训练22 化学平衡状态和平衡移动.doc

课时分层训练(二十二)化学平衡状态和平衡移动(建议用时：45分钟)(对应学生用书第299页)A级基础达标1可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，在容积为10 L的密闭容器中进行，开始时加入2 mol N2和3 mol H2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到()A0.1 molL1B0.2 molL1C0.05 molL1D0.15 molL1B2 mol N2和3 mol H2反应，假设反应能够进行到底，则3 mol H2完全反应，生成2 mol NH3，此时NH3的浓度为0.2 molL1，但由于是可逆反应，不能完全反应，所以NH3的浓度达不到0.2 molL1。2对于反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，一定条件下达到平衡时，下列关于平衡状态的说法不正确的是()Av正(SO2)2v逆(O2)Bn(SO2)n(O2)21Cc(SO2)的浓度不再变化D恒温恒容下的体系压强不变B平衡时，各组分的量保持恒定，但不一定为某一比值。3对于反应：N2O4(g)2NO2(g)H0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是()D从开始至平衡，由于容器容积增大，密度减小，达平衡后密度不变，A错；反应过程中，反应热不会变化，不是变量无法判断是否达到平衡状态，与图像不符，B错；N2O4的正反应速率逐渐减小，最后保持不变，NO2的反应速率应从零开始，逐渐增大，最后保持不变，C错；转化率一定时达到平衡，D对。4一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)2B(g) C(g)D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是()混合气体的密度不再变化时 容器内气体的压强不再变化时混合气体的总物质的量不再变化时B的物质的量浓度不再变化时混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态当v正(B)2v逆(C)A BC D只有AA为固态，反应正向进行时气体质量增大，逆向进行时气体质量减小，所以，密度不变时平衡，正确；该反应前后气体体积不变，所以压强不变时不一定平衡，错误；该反应前后气体物质的量相等，所以混合气体的总物质的量不变不一定平衡，错误；B的浓度不变，说明反应达到平衡，正确；混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，说明气体的质量不变，正、逆反应速率相等，反应达到平衡，正确；v正(B)2v逆(C)时，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡，正确。5一定条件下，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(s)H0，若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是()A平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变B平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快C平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率D当容器中气体密度不变时，反应达到平衡D该反应的正反应是气体分子数减小的放热反应，在反应达到平衡之前，随着反应的进行，气体的总物质的量逐渐减小，则容器内压强逐渐减小，A项错误；硫是固体，分离出硫，气体反应物和生成物浓度都不变，所以不影响反应速率，B项错误；该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，抑制了SO2的转化，所以SO2的转化率降低，C项错误；该反应反应前后气体质量不同，反应过程中密度变化，密度不变时，说明已达到平衡，D项正确。6已知可逆反应：A(g)2B(s)C(s)D(g)H0。如图所示为该可逆反应的正、逆反应速率(v)与时间(t)的关系示意图。如果在t1时刻改变以下条件：加入A；加入催化剂；加压；升温；减少C，符合图示的条件是() 【导学号：97500132】A BCDAt1时刻，加入A，正反应速率增大，逆反应速率不变，与图象不符；加入催化剂，正、逆反应速率均增大，且增大程度相同，与图象相符；该反应为气体分子数不变的反应，加压，正、逆反应速率均增大，且增大程度相同，与图象相符；该反应的正反应为吸热反应，升温，正、逆反应速率均增大，但增大程度不相同，与图象不符；C为固体，减少C，对正、逆反应速率无影响，与图象不符。7下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是()A在合成氨的反应中，降温或加压有利于氨的合成BH2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深CFe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深D阴暗处密封有利于氯水的储存B合成氨反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，在密闭容器中达到平衡，平衡后a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时b，下列叙述正确的是 ()A在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则abB在该温度恒压条件下再充入少量B气体，则abC若其他条件不变，升高温度，则abBA项，充入B气体后平衡时压强变大，正向反应程度变大，变小，即ab；B项，充入B气体，新平衡状态与原平衡等效，不变，即ab；C项，升温，平衡右移，变小，即ab；D项，相当于减压，平衡左移，变大，即ab。9(2018陕西部分学校第一学期摸底)在一定条件下，利用CO2合成CH3OH的反应为CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H1，研究发现，反应过程中会发生副反应：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)H2，温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。下列说法中不正确的是() 【导学号：97500133】AH10B增大压强有利于加快合成反应的速率C生产过程中，温度越高越有利于提高CH3OH的产率D合成CH3OH反应的平衡常数表达式是KC由题图可知，随着温度的升高，CH3OH的产率逐渐减小，CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)平衡逆向移动，则H10，A项正确，C项错误；对于有气体参与的反应，压强越大反应速率越快，所以增大压强有利于加快合成反应的速率，B项正确；合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K，D项正确。10(2018沧州模拟)向某密闭容器中加入0.15 molL1 A、0.05 molL1 C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图中甲图所示t0t1时c(B)未画出，t1时c(B)增大到0.05 molL1。乙图为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。 (1)若t4时改变的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为_molL1。(2)若t5时改变的条件是升温，此时v(正)v(逆)，若A的物质的量减少0.03 mol时，容器与外界的热交换总量为a kJ，写出反应的热化学方程式：_。(3)t3时改变的某一反应条件可能是_(填字母)。a使用催化剂b增大压强c增大反应物浓度(4)在恒温恒压下通入惰性气体，v(正)_v(逆)(填“”“”或“v(逆)，反应为吸热反应，故热化学方程式为3A(g)B(g)2C(g)H100a kJmol1。(3)t3时，改变条件，v(正)v(逆)且增大，又因反应为等体反应，故条件为增大压强或使用催化剂。(4)恒温恒压下通入惰性气体，相当于减压，等体反应平衡不移动，v(正)v(逆)。【答案】(1)0.02(2)3A(g)2C(g)B(g)H100a kJmol1(3)ab(4)11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(H/M)。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)H1()；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H1()_0(填“”“”或“”“”或“”)。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，达平衡后反应()可能处于图中的_点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过_或_的方式释放氢气。【解析】(1)在反应()中，zMHx(s)H2(g)zMHy(s)，由方程式两边氢原子个数守恒得zx2zy，z；温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v30 mLg1min1。因为T1T2，温度升高，H2的压强增大，由平衡移动原理知，平衡向吸热方向移动，反应()的逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，所以H1()(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H2，H2压强增大，H/M逐渐增大，由图像可知，气体压强在B点以前是不改变的，故反应()可能处于图中的c点；该贮氢合金要释放氢气，应该使反应()左移，根据平衡移动原理，可以通过升高温度或减小压强的方式使反应向左移动。【答案】(1)30c加热减压B级专项突破 (2018成都模拟)工业上采取下列方法消除NO2污染：CH4(g)2NO2(g) N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJ/mol，下列说法正确的是()A冷却使水液化可提高NO2的平衡转化率 B提高反应温度，平衡常数增大C缩小容器的体积，逆反应速率增大的程度比正反应速率增大的程度小D加入合适的催化剂可提高NO2的平衡转化率A选项A，减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动，NO2的平衡转化率增大，正确；选项B，升温平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，错误；选项C，缩小容器体积相当于加压，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率增大的程度更大，错误；选项D，使用催化剂对平衡的移动无影响，错误。12利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。反应一：Ni(粗，s)4CO(g) Ni(CO)4(g)H0反应二：Ni(CO)4(g) Ni(纯，s)4CO(g)H0下列说法错误的是()A对于反应一，适当增大压强，有利于Ni(CO)4的生成B提纯过程中，CO气体可循环使用C升高温度，反应一的反应速率减小，反应二的反应速率增大D对于反应二，在180200 ，温度越高，Ni(CO)4(g)的转化率越高C反应一的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡右移，有利于Ni(CO)4的生成，A正确；反应一以CO为原料，反应二产生CO，故其可以循环使用，B正确；升高温度，反应一和反应二的反应速率都增大，C不正确；反应二的正反应是吸热反应，在180200 ，温度越高，反应进行程度越大，Ni(CO)4(g)的转化率越高，D正确。13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。 【导学号：97500134】(1)该反应的化学方程式为_。(2)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：降低温度，平衡向_方向移动。在700 K、起始投料比1.5时，H2的转化率为_。在500 K、起始投料比2时，达到平衡后H2的浓度为a molL1，则达到平衡时CH3CH2OH的浓度为_。【解析】(2)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。700 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：2CO26H2C2H5OH3H2O，可计算出氢气的转化率为40%。设起始时c(CO2)x molL1，则起始时c(H2)2x molL1，有2CO2(g)6H2(g) C2H5OH(g)3H2O(g)起始/(molL1): x 2x 0 0转化/(molL1): 0.6x 1.8x 0.3x 0.9x平衡/(molL1): 0.4x 0.2x 0.3x 0.9x02xa molL1，则0.3x1.5a molL1。【答案】(1)2CO26H2C2H5OH3H2O(2)正反应(或右)40%1.5a molL114(2018绵阳二模)合成氨工业涉及固体燃料的气化，需要研究CO2与CO之间的转化。为了弄清其规律，让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)CO2(g)2CO(g)H，测得压强、温度对CO的平衡组成的影响如图所示：回答下列问题：(1)p1、p2、p3的大小关系是_，欲提高C与CO2反应中CO2的平衡转化率，应采取的措施为_。图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是_。(2)900 、1.013 MPa时，1 mol CO2与足量碳反应达到平衡后容器的体积为V，CO2的转化率为_，该反应的平衡常数K_。(3)将(2)中平衡体系温度降至640 ，压强降至0.101 3 MPa，重新达到平衡后CO2的体积分数为50%。条件改变时，正反应和逆反应速率如何变化？_。二者之间有何关系？ _。【解析】(1)该反应为气体分子数增大的反应，温度不变时，增大压强，平衡向逆反应方向移动，CO的体积分数减小，故p1p2”“”或“”)。实际生产条件控制在250 、1.3104 kPa左右，选择此压强的理由是_。图2【解析】 (1)由题意可知，未提纯的TaS2粉末变成纯净TaS2晶体，要经过两步转化：TaS22I2=TaI4S2，TaI4S2=TaS22I2，即反应()先在温度T2端正向进行，后在温度T1端逆向进行，反应()的H大于0，因此温度T1小于T2，该过程中循环使用的物质是I2。(2)从图2来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，故H0，综合温度、压强对CO转化率的影响来看，在题给压强下，CO的转化率已经很大，不必再增大压强。【答案】(1)0A2X(g)Y(g) Z(g)起始/(mol) 1 1 0转化/(mol) 0.6 0.3 0.3平衡/(mol) 0.4 0.7 0.3v(X)0.001 molL1s1，A项正确；将容器体积变为20 L，化学平衡逆向移动，Z的平衡浓度小于原来的，B项不正确；若增大压强，则化学平衡正向移动，物质Y的转化率增大，C项不正确；若升高温度，X的体积分数增大，说明化学平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，H”“”或“”)；T0温度下，NH3的转化率为_。【解析】(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c0.20，则a0.20,7 min时各物质的物质的量与5 min时相同，所以5 min时反应已达到平衡状态；v(CH4)0.02 molL1min1。该温度下平衡时，c(CH4)0.10 molL1，c(H2O)0.40 molL1，c(CO)0.10 molL1，c(H2)0.30 molL1，则K0.067 5。10 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。(2)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H0，T0时，c(NO)3.0 molL1，则反应消耗的n(NH3)3.0 mol，NH3的转化率为100%75%。【答案】(1)是0.02 molL1min10.067 5D(2)75%1如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入NH4Cl晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅。已知反应2NO2(红棕色)N2O4(无色)下列叙述正确的是 ()A2NO2N2O4是放热反应BNH4Cl溶于水时放出热量C烧瓶(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大D烧瓶(3)中气体的压强增大A加CaO放热，加NH4Cl吸热，温度高颜色