2020年化学高考《等效平衡》专项复习及答案解析

化学高考等效平衡专项复习一、单选题（本大题共22小题，共44分）1. 在一定条件下，将A和B各0.32mol充入10L的恒容密闭容器中，发生如下反应：A(s)+B(g)2C(g)Hv(正)C. 其他条件不变，起始时向容器中充入各0.64molA和B，平衡时n(C)0.48molD. 其他条件不变，向平衡体系中再充入0.32molB和0.l6molC，再达到平衡时，A的转化率增大2. 在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应：2X(g)+Y(g)3Z(g)H0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是 3.A. 升高温度，平衡常数增大B. W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率C. Q点时，Y的转化率最大D. 平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大4. 如图所示，向A和B中都充入2molX和2molY，起始VA=0.8aL，VB=aL，在相同温度和有催化剂的条件下，两容器中各自发生下列反应：X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)H0，达到平衡时，VA=0.9aL，则下列说法错误的是()A. 两容器中达到平衡的时间ABB. A容器中X的转化率为25%，且比B容器中X的转化率小C. 打开K达新平衡后，升高B容器温度，A容器体积一定增大D. 打开K一段时间达平衡时，A的体积为0.8aL(连通管中气体体积不计)5. 将一定量的氨基甲酸置于恒容的密闭真空容器中(固体体积忽略不计)，使其达到化学平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g).实验测得不同温度下的平衡数据列于表下列有关叙述正确的是()温度/15.020.025.030.035.0平衡总压强/kPa5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度/10-3mol/L2.43.44.86.89.4A. 在低温下该反应能自发进行B. 15时，该反应的化学平衡常数约为2.0C. 当混合气体平均相对分子质量不变时，该反应达到化学反应限度D. 恒温条件下，向原平衡体系中再充入2molNH3和1molCO2，达平衡后CO2浓度不变6. T时，在容积为2L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)+B(g)nC(g)，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：下列说法正确的是()容器甲乙丙反应物的投入量3molA、2molB6molA、4molB2molC达到平衡的时间/min58A的浓度/molL-1c1c2C的体积分数%w1w3混合气体的密度/gL-112A. 若n4，则2c12.0，且Q点在氢碳比为2.0时v(正)0)，现有甲、乙两容积相等且固定不变的密闭容器，在保持该温度下，向密闭容器甲中通入2molX和1molY，达到平衡状态时，放出热量bkJ，向密闭容器乙中通入1molX和0.5molY，达到平衡时，放出热量ckJ，且b2c，则a、b、m的值或关系正确的是()A. m=4B. a=bC. ab2D. m39. 相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应： 10. N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.6kJ/mol。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/mol达平衡时体系能量的变化N2H2NH3130放出热量：23.15kJ0.92.70.2放出热量：Q下列叙述错误的是() A.容器、中反应的平衡常数相等 B.平衡时，两个容器中NH3的体积分数相等 C.容器中达平衡时放出的热量Q=23.15kJ D.若容器体积为0.5L，则平衡时放出的热量23.15kJA. AB. BC. CD. D11. 在恒容条件下化学反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；H=-QkJmol-1在上述条件下分别充入的气体和反应放出的热量(Q)如下表所列：根据以上数据，下列叙述正确的是() 容器SO2(mol)O2(mol)N2(mol)Q(kJ)甲210Q1乙10.50Q2丙10.51Q3A. 在上述条件下反应生成1molSO3固体放热Q2kJB. 2Q32Q2=Q1QC. Q1=2Q2=2Q3=QD. 2Q2=2Q3Q10)下列叙述不正确的是()A. 容器中反应从开始到刚达平衡时用XY3表示的反应速率为v(XY3)=130moI.L-1s-1B. 平衡时，两个容器中XY3的物质的量浓度相等C. 器中反应达到平衡时吸收的热量为QD. 容器体积为0.3L，则达平衡时放出的热量大于46.3kJ14. 一定温度下，将2molSO2和1molO2充入10L恒容密闭容器中，发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196kJmol-1，5min时达到平衡，测得反应放热166.6kJ.下列说法错误的是()A. 05min内，用O2表示的平均反应速率v(O2)=0.017molL-1min-1B. 反应物浓度的比值不变时，该反应达到平衡状态C. 若增大O2的浓度，SO2的转化率增大D. 条件不变，若起始时充入4molSO2和2molO2，平衡时放出的热量大于333.2kJ15. 在一固定体积的密闭容器中加入2molA和1molB发生反应2A(g)+B(g)4C(g)+D(s)，达到平衡时C的浓度为wmolL-1，若维持容器的体积和温度不变，按下列四种配比方案作为反应物，达平衡后，使C的浓度仍为wmolL-1的配比是()A. 4molA+2molBB. 4molC+1molD+2molA+1molBC. 1.6molC+0.3molD+1.2molA+0.6molBD. 4molC+0.8molD16. 在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应： 2A(气)+B(气) xC(气)，达到平衡后，C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x值为( )A. 1B. 2C. 3D. 417. 现有容积为1L的甲乙两个恒温恒容密闭容器，向甲中加入2molA气体和2molB气体后发生如下反应：A(g)+B(g)C(g)H=，反应达到平衡状态时生成1molC气体，放出热量Q1kJ；乙中加入1molC气体，反应达到平衡时，吸收热量Q2kJ，则Q1与Q2的相互关系正确的是()A. Q1+Q2=aB. Q1+2Q22aD. Q1+Q2a18. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0)实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如表，下列叙述正确的是() 容器编号起始时各物质物质的量/mol达到平衡时体系能量的变化ABC2100.75QkJ0.40.21.6A. 容器、中的平衡常数均为36B. 向容器中通入氦气，平衡时A的转化率不变C. 容器中达到平衡时放出的热量为0.05QkJ，达到平衡时，两个容器中C的物质的量浓度均为1.5molL-1D. 其他条件不变，若容器保持恒容绝热，则达到平衡时C的体积分数小于2/320. 如图，关闭活塞K，向A中充入1molX、1molY，向B中充入2molX、2molY，此时A的容积是aL，B的容积是2aL。在相同温度和催化剂存在的条件下，使两容器中各自发生下述反应：X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)Hv(A)B. A容器中X的转化率为80%C. 若打开K，则A的体积变为2.6aLD. 平衡时Y的体积分数：AB23. 在一定条件下，将4.0molPCl3(g)和2.0molCl2(g)充入体积不变的2L密闭容器中发生反应：PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)H=-419.4kJ/mol，5min末达到平衡，且c(PCl3)=1.6mol/L.下列判断正确的是()A. 反应5min内，v(PCl3)=0.06mol/(Lmin)B. 达平衡时，反应放出的热量为1677.6kJC. 平衡后，移走2.0molPCl3和1.0molCl2，在相同条件下再达平衡时，c(PCl5)0.2mol/LD. 若保持温度不变，将2.0molPCl3(g)和1.0molCl2(g)充入体积不变的2L密闭容器中发生反应，当容器中Cl2为0.8mol时，可逆反应达到平衡状态24. 将等物质的量的X、Y气体充入一个容积可变的密闭容器中，在一定条件下发生如下反应并达到平衡：X(g)+Y(g)2Z(g)H0.当改变某个条件并维持新条件直至达到新平衡，下表中关于新平衡与原平衡的比较，正确的是()选择改变的条件正、逆反应速率变化新平衡和原平衡比较A升高温度逆反应速率增大量大于正反应速率增大量Z的体积分数变大B增大压强正反应速率增大，逆反应速率减小Z的浓度不变C减小压强正、逆反应速率都减小Y的体积分数变大D充入少量Z逆反应速率增大X的体积分数不变A. AB. BC. CD. D25. 在温度、初始容积相同的两个密闭容器中，按不同方式投入反应物(如图所示)，发生反应：3X(g)+Y(g)2Z(g)H0保持温度不变，测得平衡时的有关数据如下：恒容容器甲恒压容器乙Y的物质的量(mol)n1n2Z的体积分数12下列说法正确的是()A. 平衡时容器乙的容积一定比反应前小B. 2n1D. 平衡时容器甲的压强一定比反应前大26. 在一个带活塞的密闭容器中充入1molCO2和1molH2，发生如下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1.5mol/LB.3=1C.21=2 在该温度下该反应的平衡常数K= _ (用含c1的代数式表示)(4)已知：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)；H=+206.2kJmol-1 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)；H=+247.4kJmol-1 则甲烷和H2O(g)反应生成H2和CO2的热化学方程式为 _ (5)如图所示装置工作时均与H2有关 图1所示装置中阳极的电极反应式为 _ 图2所示装置中，通入H2的管口是 _ (选填字母代号)某同学按图3所示装置进行实验，实验结束后，将玻璃管内固体物质冷却后，溶于稀硫酸，充分反应后，滴加KSCN溶液，溶液不变红，再滴入新制氯水，溶液变为红色该同学据此得出结论：铁与水蒸气反应生成FeO和H2.该结论 _ (填“严密”或“不严密”)，你的理由是 _ (用离子方程式表示)38. 甲醇既是重要的化工原料，又是电动公交车的清洁能源，利用水煤气在一定条件下含成甲醇，发生的反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)H=？39. (1)已知CO、H2、CH3OH的燃烧热分别为283.0KJ/mol，285.8KJ/mol，726.5KJ/mol则H=_。40. (2)在一容积为2L的恒容密闭容器中加入0.2molCO和0.4molH2，发生如下反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，实验测得T1和T2下，甲醇的物质的量随时间的变化如表所示，下列说法正确的是时间温度10min20min30min40min50min60minT10.0800.1200.1500.1680.1800.180T20.1200.1500.1560.1600.1600.160由上述数据可以判断：T1_T2(1分)T1时，020minH2的平均反应速率v(H2)=_。该反应T1达到平衡后，为同时提高反应速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是_(选填编号)。A.改用高效催化剂B.升高溫度C.缩小容器体积D.分离出甲醇E.增加CO的浓度(3)若保持T1不变，起始时加入CO、H2、CH3OH的物质的量分别为amol、bmol、cmol，达到平衡时，仍与原平衡等效，则a、b、c应该满足的条件_。(4)当反应在T1达到20min时，控制体积不变，迅速将0.02molCO，0.04molH2，0.18molCH3OH同时投入体系中，后在恒压条件下，反应在40min时达到平衡，请在图中画出2040min内容器中H2浓度的变化趋势曲线：(5)在以CH3OH(l)为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，则负极的电极反应式为_；理想状态下，该燃料电池消耗2mol甲醇所能产生的最大电能为1162.4KJ，则该燃料电池的理论效率为_。(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)41. 铁合金厂废气主要来源于矿热电炉、精炼电炉、焙烧回转窑和多层机械焙烧炉铁合金厂废气排放量大，含尘浓度高，废气中含有Fe2O3、Fe3O4、MnO2焦炭颗粒等烟尘成分，还含有高达4000-7000mL/m3的SO2气体，其回收利用价值较高某国际知名的EZJSYTJW实验室提出如图回收流程：42.43. 回答下列问题：44. (1)若流程中某装置是一恒温恒容容器，则在催化剂条件下可发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g).若起始通入2molSO2和1molO2在此条件下达到平衡那么下列哪种投料方法会达到此条件下的等效平衡_45. A、2molSO3 B、2molSO2、1molO2和2molSO346. C、4molSO2和2molO2 D、1molSO2、0.5molO2和1molSO247. (2)在本流程中，某装置实际上是一个燃料电池装置，电解质溶液为稀硫酸试写出该反应中负极的电极反应式：_48. (3)物质X为_(填名称)49. (4)假设溶液A中溶质浓度为1mol/L，若要使Fe3+不产生沉淀，需控制溶液的pH_(已知KspFe(OH)3=1.2810-34mol4L-4，lg2=0.3)50. (5)由溶液A得到Fe2(SO4)3粉末需要进行的操作是_51. (6)若向溶液A中加入Na2CO3溶液，反应的离子方程式为：_参考答案及解析1.【答案】C【解析】解：A.前2min内消耗n(B)=(0.32-0.24)mol=0.08mol，根据方程式知，前2min内生成的n(C)=2n(B)(消耗)=0.16mol，v(C)=nVt=0.16mol10L2min=0.008mol/(L.min)，故A错误；B.该反应的正反应是放热反应，降低温度平衡正向移动，则v(逆)v(正)，故B错误；C.其他条件不变，起始时向容器中充入各0.64molA和B，反应物浓度是原来的2倍，相当于增大压强，平衡逆向移动，所以平衡时生成的C物质的量小于原来2倍，第一次达到平衡状态时n(C)=2n(B)(消耗)=2(0.32-0.20)mol=0.24mol，第二次加入AB时反应达到平衡状态时n(C)K，平衡逆向移动，再次达到平衡状态是A的转化率降低，故D错误；故选：C。A.前2min内消耗n(B)=(0.32-0.24)mol=0.08mol，根据方程式知，前2min内生成的n(C)=2n(B)(消耗)=0.16mol，v(C)=nVt；B.该反应的正反应是放热反应，降低温度平衡正向移动；C.其他条件不变，起始时向容器中充入各0.64molA和B，反应物浓度是原来的2倍，相当于增大压强，平衡逆向移动，所以平衡时生成的C物质的量小于原来2倍；D.其它条件不变，原来达到平衡状态是c(B)=0.2010mol/L=0.02mol/L，c(C)=(0.32-0.20)210mol/L=0.024mol/L，平衡常数K=0.02420.02=0.0288，温度不变平衡常数不变，向平衡体系中再充入0.32molB和0.l6molC，此时c(B)=0.02mol/L+0.3210mol/L=0.052mol/L，c(C)=0.024mol/L+0.1610mol/L=0.04mol/L，浓度商=0.0420.0520.031K，平衡逆向移动。本题考查化学平衡计算，熟练掌握基本公式、分析反应方向判断方法、化学平衡原理是解本题关键，注意D利用浓度商与化学平衡常数相对大小确定反应方向，为易错点。2.【答案】C【解析】试题分析：A、分析图像，X的体积分数先减小后增大，减小到最低，这是化学平衡的建立过程，后增大，这是平衡的移动过程，升高温度，体积分数增大，说明升高温度，平衡向左移动，使平衡常数减小，故A错误； B、M点温度高，故反应速率快，B错误；从开始到Q点是正向建立平衡的过程，转化率逐渐增大，从Q到M点升高温度，平衡向左移动，使转化率降低，Q点最大，故C正确；平衡时再充入Z，达到的新平衡与原平衡是等效平衡，体积分数相等，故D错误；故选C。 考点：平衡常数与温度的关系、温度对化学平衡的影响、等效平衡等知识3.【答案】C【解析】解：A、起始时VA=0.8aL，VB=aL，A装置中的浓度大于B装置中的浓度，所以两容器中达到平衡的时间AB，故A正确；B、达到平衡时，VA=0.9aL，等压、等温条件下，气体的体积之比等于气体的物质的量之比，所以平衡后混合气体的物质的量是4mol0.80.9=4.5mol，设参加反应的X的物质的量为mmol，则： X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)起始(mol) 2 2 0 0反应(mol) mm 2m m平衡(mol)2-m2-m2m m即2-m+2-m+2m+m=4.5mol，解得：m=0.5，所以X物质的转化率=0.5mol2mol100%=25%；B装置是在恒容条件下，相当于A容器中反应达到平衡后增大体积，减小压强，平衡向正反应方向移动，X的转化率增大，故B正确；C、反应X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)H0，由化学计量数可知S0，H-TS0，由化学计量数可知S0，H-TS0的反应可自发进行； B.15时，平衡气体总浓度为2.410-3mol/L，结合反应可知c(NH3)=1.610-3mol/L，c(CO2)=0.810-3mol/L； C.生成物中氨气与CO2始终2：1生成； D.恒温条件下，向原平衡体系中再充入2molNH3和1molCO2，与原平衡时气体的物质的量比相同，二者为等效平衡本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握表格中数据、K与平衡浓度关系、平衡移动、平衡判定为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意选项C为解答的易错点，题目难度不大5.【答案】C【解析】解：A.恒温恒容下，乙等效为在甲中平衡基础上压强增大一倍，若nc2，故A错误； B.若n=4，反应前后气体的体积不变，开始只投入C与起始投料比n(A)：n(B)=3：1为等效平衡，平衡时同种物质的含量相等，甲中起始投料比为3：2，等效为在起始投料比n(A)：n(B)=3：1的基础上再加入1份的B，平衡正向移动，B的转化率降低，B的含量增大，A的含量减低，C的含量不能确定，故B错误； C.起始乙中同种物质的投入量是甲的2倍，根据质量守恒定律知，乙中气体质量为甲中2倍，容器的容积相等，则一定存在21=2，故C正确； D.乙中起始浓度越大，反应速率越快，到达平衡时间更短，所以容器甲达到平衡所需的时间比容器乙达到平衡所需的时间长，故D错误； 故选：C。A.恒温恒容下，乙等效为在甲中平衡基础上压强增大一倍，若n4，则正反应为气体体积减小的反应，平衡正向移动，则乙中反应物转化率高于A中反应物转化率； B.若n=4，反应前后气体的体积不变，开始只投入C与起始投料比n(A)：n(B)=3：1为等效平衡，平衡时同种物质的含量相等，甲中起始投料比为3：2，等效为在起始投料比n(A)：n(B)=3：1的基础上再加入1份的B，平衡正向移动，平衡正向移动，B的转化率降低，B的含量增大，A的含量减低，C的含量不能确定； C.起始乙中同种物质的投入量是甲的2倍，根据质量守恒定律知，乙中气体质量为甲中2倍，容器的容积相等； D.起始浓度越大，反应速率越快，到达平衡时间越短。本题考查化学平衡的计算，为高频考点，涉及等效平衡的判断、化学平衡及其影响化学反应速率、转化率等知识，注意判断等效平衡为解答关键，注意掌握化学平衡及其影响，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力，题目难度中等。6.【答案】C【解析】解：A.由图象可知温度升高CO2的转化率降低，说明平衡逆向移动，则H0，由S0，不能自发进行，故A错误； B.在氢碳比为2.0时，P点达平衡，Q点未达平衡，此时二氧化碳的转化率比平衡时小，说明此时要继续转化更多的二氧化碳，反应向正方向移动，则正反应速率大于逆反应速率，故B错误； C.2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) 起始 0.5 1 0 0 转化 0.250.75 0.1250.5 平衡 0.25 0.250.125 0.5 K=0.1250540.2520.256=512，故C正确； D.按2：4：1：4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O，相当于再按照4：10充入CO2、H2，氢碳比大于2，则次平衡后a(CO2)增大，故D错误 故选CA.由图象可知温度升高CO2的转化率降低，说明平衡逆向移动，则H0，结合H-TS2c，则加压平衡正向移动， 所以2+1m，则m2，m等于2或1， 又热化学反应中2molX与1molY完全反应放出akJ热量，向密闭容器甲中通入2molX和1molY，不能完全转化，放出的热量bkJ2c，则加压平衡正向移动，以此来解答。本题考查化学平衡的计算及热化学反应中物质的量与热量的关系，明确b2c时平衡移动的方向是解答本题的关键，题目难度中等。8.【答案】C【解析】试题分析：A、平衡常数只与温度有关，相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生相同的反应，则平衡常数应相同，故A正确； B、容器中放出23.15kJ热量，则生成氨气的物质的量为：=0.5mol，利用三段式法计算： N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=一92.6kJ/mol 起始：1mol3mol0 转化：0.25mol0.75mol0.5mol 平衡：0.75mol2.25mol0.5mol 平衡时，容器中NH3的体积分数等于气体的物质的量分数=0.7， 从等效平衡的角度分析，1molN2、2.5molH2和0.2molNH3相当于1molN2、3molH2，在相同条件下处于相同平衡状态，所以平衡时两个容器内氨气的体积分数相等，正确；C、中含有0.2molNH3相当在的基础上加入氨气，抑制平衡正向移动，则平衡时放出的热量小于23.15kJ，错误； D、若容器体积为0.5L，相当于在原来的基础上减小压强，平衡逆向移动，平衡时放出的热量小于23.15kJ，正确。 考点：本题考查化学平衡移动问题，题目难度不大，注意B项从等效平衡的角度分析，为该题的易错点。9.【答案】D【解析】解：A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-QkJ/mol，在上述条件下反应生成1molSO3气体放热0.5QkJ，生成1molSO3固体放出的热量大于0.5QkJ，故A错误； B.乙、丙两个容器容积相同，所充气体物质的量相同，丙中所充氮气对平衡无影响，所以乙、丙建立等效平衡，二氧化硫转化率相同，Q2=Q3；甲、乙两个容器容积相同，甲中相应物质的物质的量为乙中2倍，压强比乙中高，相对乙平衡而言甲中平衡右移，二氧化硫转化率增大，所以甲中放出的热量大于乙甲中的2倍，可逆反应不能完全反应，故2Q2Q1Q，综上所述所述，2Q2=2Q3Q1Q，故B错误； C.由B中分析可知，2Q2=2Q3Q1Q，故C错误； D.由B中分析可知，2Q2=2Q3Q12a，选C。 考点：考查等效平衡。15.【答案】A【解析】解：如果是恒温恒容条件下，将甲容器中的二氧化硫和氧气完全转化为三氧化硫时，n(SO3)=6mol，则甲、乙、丙是等效平衡，但是甲中绝热恒容、乙恒温恒容、丙恒温恒压，因为该反应从左向右反应是放热的，则相当于升高温度，乙中反应生成二氧化硫和氧气时气体的物质的量增大导致压强增大，相当于增大压强， A.乙是恒温恒容、丙是恒温恒压，随着反应的进行，气体的物质的量增大，导致乙中压强增大，丙中压强不变，则乙对