高三化学通用版一轮复习强化训练化学平衡状态

化学平衡状态1.(2020年北京高考模拟)工业制氢气的一个重要反应是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。已知在25℃时:①C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH1=111kJ·mol1;②H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH2=242kJ·mol1;③C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH3=394kJ·mol1。下列说法不正确的是()。A.25℃时,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=41kJ·mol1B.增大压强,反应①的平衡向逆反应方向移动,平衡常数K减小C.反应①达到平衡时,每生成1molCO的同时生成0.5molO2D.反应②断开2molH2和1molO2中的化学键所吸收的能量比形成4molO—H键所放出的能量少484kJ1.B解析根据盖斯定律③②①得CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=41kJ·mol1,A项正确;平衡常数只与温度有关,增大压强,K不变,B项错误;反应①每生成1molCO的同时生成0.5molO2,说明正、逆反应速率相等,达到平衡状态,C项正确;焓变=反应物的总键能生成物的总键能,因此反应②断开2molH2和1molO2中的化学键所吸收的能量比形成4molO—H键所放出的能量少484kJ,D项正确。2.(2019年四川高三期末)在两个绝热恒容的密闭容器中分别进行下列两个可逆反应:甲:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);乙:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。现有下列状态:①混合气体平均相对分子质量不再改变②气体的总物质的量不再改变③各气体组成浓度相等④反应体系中温度保持不变⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍⑥混合气体密度不变其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是()。A.①③B.④⑤C.③④D.②⑥2.B解析乙反应两边气体的体积相同且都是气体,混合气体平均相对分子质量始终不变,①错误;乙反应两边气体的体积相同且都是气体,气体的总物质的量始终不变,②错误;各气体组成浓度相等,不能判断各组分的浓度是否不变,无法证明达到了平衡状态,③错误;因为是绝热容器,反应体系中温度保持不变,说明正、逆反应速率相等,反应达到了平衡状态,④正确;断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍,说明正、逆反应速率相等,反应达到了平衡状态,⑤正确;乙反应两边气体的体积相同且都是气体,容器的容积不变,所以密度始终不变,⑥错误。3.工业制备氮化硅的反应为3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)ΔH<0,将0.3molSiCl4和一定量N2、H2投入2L的密闭反应容器,只改变温度条件测得Si3N4的质量变化如下表:时间/min质量/g温度/℃01234562500.001.522.803.714.735.605.603000.002.133.454.484.484.484.48下列说法正确的是()。A.250℃,前2min,Si3N4的平均反应速率为0.02mol·L1·min1B.反应达到平衡时,两种温度下N2和H2的转化率之比相同C.达到平衡前,300℃时反应的反应速率比250℃时的快;平衡后,300℃时反应的反应速率比250℃时的慢D.反应达到平衡时,两种条件下反应放出的热量一样多3.B解析Si3N4为固体,固体的浓度视为常数,无法计算Si3N4的反应速率,A项错误;起始N2和H2的物质的量比值为定值,反应中N2和H2的消耗量的比值恒定为1∶3,则反应达到平衡时,两种温度下N2和H2的转化率之比相同,B项正确;其他条件相同时,升高温度,反应速率加快,C项错误;由表可知,平衡时Si3N4的质量不同,反应物的消耗量不同,则反应放出的热量不同,故D项错误。4.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在恒温恒容条件下进行,下列情况中,反应正向进行的是(填字母,下同);反应逆向进行的是;处于平衡状态的是;无法判断是否达到平衡状态的是。

A.单位时间内消耗2molN2,同时生成4molNH3B.单位时间内消耗3molH2,同时生成2molNH3C.单位时间内生成2molN2,同时生成6molN—H键D.混合气的密度不再随时间而改变E.容器中气体的压强不再随时间而改变F.单位时间内生成2molNH3,同时又生成2molH—H键4.F;C;E;ABD解析A项,单位时间内消耗2molN2的同时必生成4molNH3,故无法判断是否达到平衡状态;B项,单位时间内消耗3molH2的同时必生成2molNH3,故无法判断反应是否达到平衡状态;C项,生成6molN—H键即生成2molNH3,则有1molN2被消耗,v(N2)消耗<v(N2)生成,所以反应逆向进行;D项,根据ρ=mV,气体的质量和体积不变,即ρ始终是一个定值,故无法判断是否达到平衡状态;E项,若平衡正向移动,压强p会减小,而p不再改变,说明反应已达到平衡状态;F项,生成2molNH3即消耗3molH2,而生成2molH—H键即生成2molH2,v(H2)消耗>v(H2)生成5.(2019年淮安检测)汽车尾气中CO、NO2在一定条件下可以发生反应:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)ΔH=1200kJ·mol1。在一定温度下,向容积固定为2L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2,NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示:(1)0~10min内该反应的平均反应速率v(CO)=,从11min起其他条件不变,压缩容器的容积变为1L,则n(NO2)的变化曲线可能为图中的(填字母)。

(2)恒温、恒容条件下,下列不能说明该反应已达到平衡状态的是(填字母)。

A.容器内混合气体的颜色不再变化B.容器内的压强保持不变C.2v逆(NO2)=v正(N2)D.容器内混合气体的密度保持不变(3)对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像表示正确的是(填序号)。

5.(1)0.03mol·L1·min1;d(2)CD(3)乙解析(1)0~10min内,v(CO)=2v(NO2)=0.6mol-0.3mol2L×10min×2=0.03mol·L1·min111min起压缩容器容积,压强增大,平衡正向移动,n(NO2)应逐渐减小直至达到新的平衡。(2)混合气体颜色不再变化,说明各物质的浓度不变,可以说明反应达到平衡,A项正确;反应前后气体分子总数不相等,因此压强保持不变,可以说明反应达到平衡,B项正确;v逆(NO2)=2v正(N2)才能说明反应达到平衡,C项错误;反应体系中物质全部为气体且容器的容积不变,故气体密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡,D项错误。(3)图甲,温度升高,v正、v逆应该均出现突增,错误;图乙,温度升高,平衡逆向移动,NO2的转化率降低,正确;图丙,温度不变时,增大压强,平衡正向移动,平衡时CO的体积分数减小,错误。6.(2019年安徽高三开学考试)氢气可用于烟气的脱氮、脱硫,反应的化学方程式为4H2(g)+2NO(g)+SO2(g)N2(g)+S(l)+4H2O(g)ΔH<0。下列有关该反应的说法正确的是()。A.氧化剂只有NO,还原剂是H2B.升高温度,正、逆反应速率均增大C.当v(H2)=v(H2O)时,反应达到平衡状态D.使用高效催化剂可提高NO的平衡转化率6.B解析氧化剂是NO和SO2,H2是还原剂,A项错误;升高温度,正、逆反应速率同时增大,B项正确;用H2、H2O表示的速率没有标明正、逆反应方向,不能表示反应达到平衡状态,C项错误;催化剂不能改变物质的平衡转化率,D项错误。7.(2019年浙江诸暨中学高三期末)在恒温恒容的密闭容器中加入2molA和1molB,发生可逆反应2A(g)+B(g)3C(g)ΔH=akJ·mol1(a>0)。下列说法正确的是()。A.当容器内压强不变时说明反应已达到平衡状态B.当反应达到平衡时c(A)∶c(B)∶c(C)=1∶2∶3C.当反应达到平衡时放出热量akJD.其他条件不变,升高温度反应速率加快7.D解析在恒容的密闭容器中,该反应体系是气体体积不变的化学反应,所以容器内压强不变时不能说明反应已达到平衡状态,A项错误;当反应达到平衡时,各物质的物质的量浓度保持不变,但无法确定其浓度比是否等于化学计量数之比,B项错误;因反应为可逆反应,则反应过程中实际放出热量在数值上小于焓变量,即小于akJ,C项错误;当其他条件不变时,升高温度反应速率会加快,D项正确。8.(2019年河南洛阳第一次统考)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计),在恒温下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)ΔH=akJ·mol1(a>0)。然后在恒温下缩小容器体积,重新达到平衡。下列分析正确的是()。A.若2v(NH3)=v(CO2),则该反应达到平衡状态B.两次平衡中,后一次平衡时n(CO2)大C.重新达到平衡后,密闭容器中氨的体积分数不变D.若开始时向容器中加入2molNH3和1molCO2,则达到平衡时放出akJ热量8.C解析2v(NH3)=v(CO2),未标明正、逆反应方向,并且不符合各物质的速率关系,故不能确定是否达到平衡状态,A项错误;在恒温下缩小容器体积,压强增大,平衡逆向移动,n(CO2)减小,B项错误;因反应物为固体,不论何时,氨的体积分数不变,C项正确;因反应为可逆反应,不能反应彻底,故若开始时向容器中加入2molNH3和1molCO2,则达到平衡时放出热量小于akJ,D项错误。9.(2019年广东高三月考)某离子反应涉及ClO、NH4+、N2、Cl、OH等微粒,其中N2、ClO的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法A.该反应中ClO为氧化剂,N2为氧化产物B.反应后溶液的pH减小C.如图t0时反应达到平衡状态D.反应过程中每生成1molN2,转移6mol电子9.C解析通过图像可知,N2为生成物,ClO为反应物,化学反应遵循元素守恒和原子守恒,即NH4+为反应物,Cl为生成物。根据上述分析,ClO→Cl,其中Cl元素的化合价降低,即ClO为氧化剂,NH4+→N2,其中N元素的化合价升高,NH4+为还原剂,N2为氧化产物,A项正确;该离子方程式为3ClO+2NH4++2OHN2↑+5H2O+3Cl,消耗OH,反应后溶液的pH降低,B项正确;根据图像可知t10.(2019年浙江杭州二中高考模拟)已知可逆反应:A(s)+B(g)C(g)+D(g)ΔH<0,达到平衡时,改变单一条件,下列说法正确的是()。A.恒温条件下加压,气体体系的平均相对分子质量一定增大B.反应速率再次满足v(C)∶v(D)=1∶1时,则反应达到平衡状态C.恒温恒容下,当物质A的质量不再改变,则反应达到平衡状态D.物质A由块状变为粉末状,正反应速率加快,平衡常数增大10.C解析恒温条件下加压,平衡逆向移动,由于A为固体,气体体系的平均相对分子质量不一定增大,A项错误;任何情况下,反应速率之比等于化学计量数之比,即v(C)∶v(D)=1∶1,不能判断反应是否达到平衡状态,B项错误;恒温恒容下,物质A的质量不再改变,说明反应已达到平衡状态,C项正确;增大固体的表面积,反应速率加快,但平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,D项错误。11.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列表述正确的是()。A.反应的化学方程式为2M3NB.t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡状态C.t3时,正反应速率大于逆反应速率D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍11.D解析由曲线可知,N的物质的量减少,是反应物,M的物质的量增加,是生成物,A项不正确。t2时,v正>v逆,B项不正确。t3时刻以后,M、N的物质的量不再改变,反应达到平衡状态,v正=v逆,C项不正确。t1时刻,N的物质的量为6mol,M的物质的量为3mol,D项正确。12.(2019年安徽安庆二中高三开学考试)800℃时,在2L密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。该反应体系中n(NO)随时间的变化如下表:时间/s012345n(NO)/mol0.0220.0100.0080.0070.0070.007下列有关说法不正确的是()。A.用氧气表示0~3s内该反应的平均速率v(O2)=0.0025mol·L1·s1B.容器内颜色保持不变时,说明该反应达到平衡状态C.增大氧气的浓度,既加快反应速率,又使平衡正向移动D.该反应达到平衡时,转移电子总数为0.03NA12.A解析用NO表示0~3s内该反应的平均速率为v(NO)=ΔcΔt=ΔnVΔt=0.022mol-0.007mol2L3s=0.0025mol·L1·s1,用氧气表示0~3s内该反应的平均速率v(O2)=12v(NO)=0.00125mol13.(2019年安徽安庆二中高三开学考试)氨是化肥工业和化工生产的主要原料,工业上合成氨使用的氢气主要来自合成气(CO、H2混合气体)。请回答下列问题:(1)工业上合成氨的反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH。①化学键的键能是形成或断裂1mol化学键所放出或吸收的能量,单位为kJ·mol1。已知:化学键H—HN≡NN—H键能/(kJ·mol1)436945.6391上述反应的ΔH=。

②在2L恒容密闭容器中通入1molN2和3molH2,在一定条件下充分反应,达到