【优化方案】2020高考化学总复习 第7章第2节 化学平衡状态化学平衡常数活页训练 新人教版

1(2020年潍坊模拟)在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()A体系的压强不再发生变化Bv正(CO)v逆(H2O)C生成n mol CO的同时生成n mol H2D1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键解析：选C。反应无论达到平衡，还是未到达平衡，生成n mol CO的同时都会生成n mol H2。2对于可逆反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，下列叙述正确的是()A达到化学平衡时，4v正(O2)5v逆(NO)B若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态C达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D化学反应速率关系是：2v正(NH3)3v正(H2O)解析：选A。根据化学反应中，各物质的系数之比等于它们表示的反应速率之比知A正确；化学平衡状态的判定要本着体现“同时、双向进行”原则，B项中x mol NO生成与x mol NH3消耗是单向即同向的，故B错；增大容积相当于减小压强，正逆反应速率都减小，C错；化学反应速率关系为3v正(NH3)2v正(H2O)，D错。3.下列关于化学反应限度的说法中正确的是()A改变外界条件不能改变化学反应的限度B当某反应在一定条件下达到反应限度时即达到了化学平衡状态C当某反应体系中气体的压强不再改变时，该反应一定达到反应限度D当某反应达到限度时，反应物和生成物的浓度一定相等解析：选B。A项，外界条件改变时，可能会改变反应的限度。C项，如反应H2(g)I2(g)2HI(g)，在恒容条件下，压强一直不变，因此压强不变不能作为达到反应限度的标志。D项，反应达到限度时，反应物和生成物的浓度不再变化，并不一定相等。4(2020年高考全国卷)下图表示反应X(g)4Y(g)Z(g)，H0，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线：下列有关该反应的描述正确的是()A第6 min后，反应就终止了BX的平衡转化率为85%C若升高温度，X的平衡转化率将大于85%D若降低温度，v正和v逆将以同样倍数减小解析：选B。第6 min时，可逆反应达到平衡状态，反应并未停止，A错；X的平衡转化率100%100%85%，B正确；该反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，X的转化率减小，C错误；降低温度，平衡正向移动，v正、v逆均减小，但两者不是同样倍数减小(逆反应减小的趋势大)，D错误。5在一定条件下，向密闭容器中充入30 mL CO和20 mL水蒸气，使其反应，当反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)达到平衡时，水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等，则下列叙述错误的是 ()A平衡后CO的体积分数为40%B平衡后CO的转化率为25%C平衡后水的转化率为50%D平衡后混合气体的平均相对分子质量为24解析：选B。CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始： 30 20 0 0转化： x x x x平衡： 30x 20x x x由题意知：20xx故x10故平衡后CO的体积分数为100%40%CO的转化率为100%33.3%H2O(g)的转化率为100%50%平衡后混合气体的平均相对分子质量不变，仍为24，故选B。6(2020年高考山东卷)高温下，某反应达平衡，平衡常数K。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是()A该反应的焓变为正值B恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C升高温度，逆反应速率减小D该反应化学方程式为COH2O(g)CO2H2解析：选A。根据平衡常数的表达式可得出化学反应方程式为CO2H2COH2O(g)。升高温度，正、逆反应速率均增大；H2浓度减小，平衡向正向移动，正反应是吸热的，焓变为正值。在恒温恒容下，增大压强的方法有多种，H2浓度变化不确定。7在容积不变的某2 L的密闭容器中，充入5 mol H2与N2的混合气体，在一定条件下，5 min后反应达到平衡，此时容器内的压强是反应前的4/5。则下列说法不正确的是()A从反应开始到平衡时，用H2表示平均反应速率为0.15 molL1min1B反应达到平衡时，NH3的物质的量浓度是0.5 molL1C反应达到平衡时，N2和H2的物质的量之比一定为13D反应达到平衡时，反应物和生成物的总的物质的量这比为31解析：选C。从反应开始到达平衡，压强变为反应前的4/5，则反应后气体总量为4 mol，经反应生成了1 mol NH3。选项A，v(H2)0.15 molL1min1，A正确。选项B，达平衡时，NH3浓度为0.5 molL1，B正确。选项C，反应掉的N2、H2物质的量之比为13，平衡时，N2、H2物质的量之比不一定是13，C不正确。选项D，平衡时，N2、H2共3 mol，NH31 mol，反应物、生成物的总物质的量之比为31，D正确。8(2020年高考海南卷)X、Y、Z三种气体，取X和Y按11的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X2Y2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为32，则Y的转化率最接近于()A33%B40%C50% D66%解析：选D。X 2Y2Z起始 n mol n mol 0 mol转化 x 2x 2x平衡 nx n2x 2xxn mol。所以Y的转化率为100%66%9.(2020年高考广东卷)碘钨灯比白炽灯使用寿命长，灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应：W(s)I2(g)WI2(g)H0(温度T1T2)。下列说法正确的是()A灯管工作时，扩散到灯丝附近高温区的WI2(g)会分解出W，W重新沉积到灯丝上B灯丝附近温度越高，WI2(g)的转化率越低C该反应的平衡常数表达式是KD利用该反应原理可以提纯钨解析：选AD。B项，温度越高，平衡向左移动，WI2(g)的转化率也越高；C项，平衡常数表达式应为K。10实验室将I2溶于KI溶液中，配制浓度较大的碘水，主要是因为发生了反应：I2(aq)I(aq)I3(aq)上述平衡体系中，I3的物质的量浓度c(I3)与温度T的关系如图所示(曲线上的任何一点都表示平衡状态)，下列说法不正确的是()A该反应的正反应是放热反应BA点与C点的化学反应速率v(A)v(C)C在反应进行到D点时，v(正)v(逆)DA点与B点相比，B点的c(I2)大解析：选C。由图可知，随着温度的升高，c(I3)减小，故该反应的正反应是放热反应，A正确；C点的温度高于A点，故v(A)v(逆)，C不正确；B点时c(I3)比A点时小，则B点c(I2)比A点时大，故D正确，综上所述，选C。11在相同温度下，先在体积为1 L的密闭容器中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)；再在另一体积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)，发生反应：HI(g)H2(g)I2(g)；达到平衡时，两容器中HI的体积分数均为50%，则这两者的平衡常数()A前者大B前者小C相等 D无法比较解析：选A。前者反应：H2(g)I2(g)2HI(g)始态(mol/L)110平衡(mol/L)0.50.51K4后者反应：HI(g)H2(g)I2(g)始态(mol/L) 0.5 00平衡(mol/L) 0.250.1250.125K0.5。故前者大。12(2020年高考上海卷)铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g)该反应的平衡常数表达式为：K_；该温度下，在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10 min后，生成了单质铁11.2 g。则10 min内CO的平均反应速率为_。(2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：_；_。(3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是_。(4)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式：_。欲使上述体系中Al3+浓度增加，可加入的物质是。解析：(1)中书写表达式时固体不需写入。n(Fe)为0.2 mol，n(CO)为0.3 mol，v(CO)0.015 mol/(Lmin)。(2)这是一个等体积反应，不能从压强考虑，Fe、Fe2O3为固体，也不影响平衡，所以应从CO、CO2的浓度、反应速率去考虑。(3)铝热反应在常温下不反应，高温时瞬间反应。(4)Al(OH)3结合H2O中OH而使溶液呈酸性，也可认为是HAlO2H2O，所以电离方程式也可写为Al(OH)3H2OAl(OH)4H；欲使Al3浓度增加，应先写出Al(OH)3的碱式电离方程式：Al(OH)3Al33OH，使平衡右移，可加入酸性物质，如HCl、H2SO4等。答案：(1)0.015 mol/(Lmin)(2)CO(或CO2)的生成速率与消耗速率相等CO(或CO2)的质量不再改变(合理即给分)(3)b(4)Al(OH)3HAlO2H2O盐酸(合理即给分)13.(2020年高考上海卷)在2 L密闭容器内，800 时反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：时间(s)012345n(NO)(mol)0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)写出该反应的平衡常数表达式：K=。已知：K300K350 ，则该反应是热反应。(2)如图中表示NO2变化的曲线的是。用O2表示从0 2 s内该反应的平均速率v=。(3)能说明该反应已达到平衡状态的是。av (NO2)=2v (O2)b容器内压强保持不变cv逆(NO)2v正(O2) d容器内密度保持不变(4)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_。a及时分离出NO2气体 b适当升高温度c增大O2的浓度 d选择高效催化剂解析：升高温度平衡常数减小，说明该反应的正反应是放热反应；该反应达平衡时，n(NO)0.007 mol，此时n(NO2)0.013 mol，其浓度变化量为0.0065 molL1，所以表示NO2变化的曲线是b。在(3)中a表示是同一方向的速率，在任何时候都成立，而d中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。在(4)中分离出NO2会使逆反应速率降低，升高温度平衡向逆反应方向移动，选择高效催化剂，只能加快反应速率，平衡并不移动，所以a、b、d错误。答案：(1)K放(2)b1.5103 molL1s1(3)bc(4)c14在一定温度下将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)(1)该反应的化学平衡常数表达式K_。(2)已知在700 时，该反应的平衡常数K10.6，则该温度下反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数K2_，反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)的平衡常数K3_。(3)已知在1000 时，该反应的平衡常数K4为1.0，则该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_。A容器中压强不变Bc(CO2)c(CO)C生成a mol CO2的同时消耗a mol H2D混合气体的平均相对分子质量不变(5)在1000 下，某时刻CO2的物质的量为2.0 mol，则此时v(正)_v(逆)(填“”、“”或“”)。该温度下反应达到平衡时，CO2的转化率为_。解析：(2)K2，K3 。(3)升高温度，平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动即正反应是一个吸热反应。(4)因为该反应为反应前后气体体积不变的反应，所以压强不变，平均相对分子质量不变，均不能说明达到平衡状态，A、D错；选项B中CO2和CO的浓度相等，不能说明其浓度不变化，故B错；生成CO2代表逆反应，消耗H2代表正反应，且比值等于反应方程式中的化学计量数之比，选项C正确。(5)CO2的物质的量为2.0 mol时，H2为1 mol，CO为1 mol，H2O(g)为1 mol，其浓度分别为：1 mol/L、0.5 mol/L、0.5 mol/L、0.5 mol/L，则Qv(逆)。起始时，c(CO2)1.5 molL1c(H2)1 molL1设达平衡时，CO的浓度为x CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)起始浓度(molL1) 1.5 100转化浓度(molL1) x xxx平衡浓度(molL1) 1.5x1xxxK1，解得：x0.6 molL1所以，(CO2)100%40%答案：(1)K(2)1.670.77(3)吸热(4)C(5)40%15(2020年高考江苏卷)将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550 时，在催化剂作用下发生反应：2SO2O22SO3(正反应放热)。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28 L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)请回答下列问题：(1)判断该反应达到平衡状态的标志是_。(填字母)aSO2和SO3浓度相等bSO2百分含量保持不变c容器中气体的压强不变dSO3的生成速率与SO2的消耗速率相等e容器中混合气体的密度保持不变(2)欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是_