高三化学总复习练习第七章化学反应速率和化学平衡723

723[A层基础练]1．(2018·河北石家庄第一次摸底)恒温恒容条件下，某密闭容器中发生如下反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，说明该反应已达到平衡状态的是()A．容器内总压强不随时间改变B．气体的密度不随时间改变C．单位时间内生成2molHI同时消耗1molH2D．H2的体积分数不随时间改变【解析】该反应前后气体总分子数不变，则恒温恒容条件下，容器内气体总压强始终不变，故不能根据总压强的不变判断反应达到平衡状态，A错误；反应物和生成物均为气体，则气体总质量不变，又知该反应在恒温恒容条件下进行，则气体的密度始终不变，故不能根据密度不变判断反应达到平衡状态，B错误；生成2molHI和消耗1molH2均表示正反应速率，故不能判断反应达到平衡状态，C错误；该反应正向进行时，H2的体积分数减小，而逆向进行时，H2的体积分数增大，当H2的体积分数不随时间改变，即v正(H2)＝v逆(H2)，则该反应达到平衡状态，D正确。【答案】D2．(2017·浙江高考选科4月考试)已知：X(g)＋2Y(g)3Z(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)。下列说法不正确的是()A．0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3molB．达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化C．达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可达akJD．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小【解析】该反应是可逆反应，0.1molX和0.2molY充分反应不可能完全转化为Z，故生成Z的量一定小于0.3mol，A正确；达到化学平衡状态时，反应混合物中各物质的浓度保持不变，即X、Y、Z的浓度不再发生变化，B正确；若使起始X、Y的物质的量分别大于1mol和2mol，达到化学平衡状态时，反应可能生成3molZ，则反应放出的总热量可达akJ，C正确；升高温度，活化分子数及活化分子百分数均增大，正、逆反应速率均增大，D错误。【答案】D3．(2018·上海闵行区一模)反应2A(g)2B(g)＋E(g)ΔH＝QkJ·mol－1(Q>0)，达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是()A．缩小体积加压B．扩大体积减压C．增加E的浓度 D．降温【解析】缩小体积加压，平衡逆向移动，A的浓度增大，但正反应速率也增大，A错误；扩大体积减压，平衡正向移动，正反应速率减低，但A的浓度也减小，B错误；增加E的浓度，平衡逆向移动，A的浓度增大，但正反应速率增大，C错误；降温，正反应速率降低，且平衡逆向移动，A的浓度增大，D正确。【答案】D4．(2018·新疆乌鲁木齐二诊)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH>0，该反应在某密闭容器中达到平衡。下列分析正确的是()A．恒温恒容时，充入CO气体，达到新平衡时eq\f(c（CO2）,c（CO）)增大B．容积不变时，升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小C．恒温恒容时，分离出部分SO2气体可提高MgSO4的转化率D．恒温时，增大压强，平衡逆向移动，平衡常数减小【解析】根据方程式可知，生成的CO2的量即为CO反应减少的量，所以eq\f(c（CO2）,c（CO）)可看作CO的转化率的值，因反应物只有CO为气体，所以加入CO相当于加压，平衡逆向移动，CO的转化率减小，即比值减小，A错误；正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向进行，CO2和SO2的相对分子质量均比CO大，因此混合气体的平均相对分子质量增大，B错误；分离出SO2，减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，MgSO4消耗量增大，即转化率增大，故C正确；化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，故D错误。【答案】C5．(2018·北京丰台区期末)某同学研究浓度对化学平衡的影响，下列说法正确的是()A.该反应是一个氧化还原反应B．待试管b中溶液颜色不变的目的是使Cr2Oeq\o\al(2－,7)完全反应C．该实验不能证明减小生成物浓度，平衡正向移动D．试管c中的现象说明影响平衡的主要因素是温度【解析】Cr2Oeq\o\al(2－,7)与CrOeq\o\al(2－,4)中铬元素均为＋6价，没有化合价改变，不属于氧化还原反应，A错误；待试管b中溶液颜色不变的目的是使反应达到平衡而不是使Cr2Oeq\o\al(2－,7)完全反应，故B错误；试管b中加入NaOH溶液，OH－和H＋反应使平衡正向移动，而溶液体积增大使得反应物和生成物的浓度减小，也会使平衡正向移动，故不能确定是减小生成物浓度导致的平衡正向移动，C正确；试管c中加入浓硫酸，浓硫酸中存在H＋，使平衡逆向移动，溶液颜色加深，该反应是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，溶液颜色变浅，根据现象可知试管c比试管a颜色深，所以说明影响平衡的主要因素是H＋浓度，D错误。【答案】C6．(2018·黑龙江大庆一模)一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，达到平衡后测得A气体的浓度为0.5mol·L－1，保持温度不变，将密闭容器的容积压缩为原来的一半再次达到平衡后，测得A气体的浓度为0.8mol·L－1，则下列叙述正确的是()A．平衡向正反应方向移动B．x＋y<zC．B的物质的量浓度减小D．C的体积分数减小【解析】保持温度不变，将容器的容积压缩为原来的一半，若平衡不移动，则A气体的浓度应由0.5mol·L－1增大到1.0mol·L－1，而实际达到平衡时测得A气体的浓度为0.8mol·L－1，说明压缩容器的容积、增大压强的过程中，平衡正向移动，从而可得x＋y>z，则A正确，B错误；平衡正向移动，C的体积分数增大，据化学平衡移动原理可知，达到新平衡时，B的物质的量浓度较原来大，故C、D均错误。【答案】A7．(2018·大连双基测试)在密闭容器中发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0，该反应达到平衡后，测得如下数据。实验序号温度(℃)初始CO浓度(mol·L－1)初始H2O浓度(mol·L－1)CO的平衡转化率11101150%210011x21100.8y60%(1)实验1中，10h后达到平衡，H2的平均反应速率为________mol·L－1·h－1。在此实验的平衡体系中，再加入0.5molCO和0.5molH2，平衡将________移动(“向左”、“向右”、“不”或“无法确定”)。(2)实验2中，x的值________(填序号)。A．等于50% B．大于50%C．小于50% D．无法确定(3)实验3中的y值为________。(4)在100℃条件下，能说明该反应达到平衡状态的是________。A．压强不再变化B．生成H2O的速率和消耗H2速率相等时C．混合气体的密度不变D．H2的质量不再变化【解析】(1)根据反应速率的公式可得v(CO)＝1mol·L－1×50%/10h＝0.05mol·L－1·h－1，再根据速率之比等于化学计量数比，v(H2)＝v(CO)＝0.05mol·L－1·h－1。在该平衡体系中同时改变了反应物和生成物浓度，并且变化量一致，则Qc＝K，故平衡不移动。(2)从题给信息可知，该反应的正反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，故CO的平衡转化率增大，所以选B。(3)通过实验1可知在110℃时，该反应的K＝eq\f(c（CO2）·c（H2）,c（CO）·c（H2O）)＝1，温度一定，K一定，在实验3中，K＝eq\f(0.48×0.48,0.32×（y－0.48）)＝1，求得y＝1.2。(4)反应前后压强始终不变，A错误；生成H2O的速率和消耗H2的速率为同一反应方向，B错误；混合气体的密度始终不变，C错误；H2的质量不再变化，说明反应达到平衡，D正确。【答案】(1)0.05不(2)B(3)1.2(4)D[B层提升练]8．(2018·江西吉安一中第二次段考)一定温度下，某容器中加入足量碳酸钙，发生反应CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)达到平衡，下列说法正确的是()A．将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO2的浓度为原来的2倍B．增加CaCO3(s)的量，平衡正向移动，CO2的浓度增大C．将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变D．保持容器体积不变，充入He，平衡向逆反应方向进行【解析】该反应的化学平衡常数K＝c(CO2)，改变容器容积，平衡常数K不变，即达到平衡时c(CO2)不变，故A错误，C正确；CaCO3是固体，增加固体的量，平衡不移动，CO2的浓度不变，B错误；保持容器的容积不变，充入He，气体的浓度不变，则平衡不移动，D错误。【答案】C9．(2018·中央民族大学附属中学高三三模)氨气是一种重要的化工产品，是生产铵盐、尿素等的原料。(1)现有如下合成氨的途径：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋92.4kJ·mol－1在恒容密闭容器中达到平衡的标志有________。①单位时间内生成3nmolH2的同时生成2nmolNH3②用NH3、N2、H2表示反应速率比为2∶1∶3③混合气体的密度不再改变④混合气体的压强不再改变⑤混合气体平均相对分子质量不再改变(2)工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素[CO(NH2)2]。CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)ΔH<0t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10molCO2和0.40molNH3，70min时达到平衡。反应中CO2(g)的物质的量随时间变化如下表所示：时间/min0307080100n(CO2)/mol0.100.0600.0400.0400.040①20min时v正(CO2)________(填“>”、“＝”或“<”)80min时v逆(H2O)。②在100min时，保持其他条件不变，再向容器中充入0.050molCO2和0.20molNH3，重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将________(填“增大”、“不变”或“减小”)。③根据表中数据在图中绘制出在t℃下NH3的转化率随时间变化的图像。保持其他条件不变，则(t＋10)℃下正确的图像可能是________(填图中的“A”或“B”)。【解析】(2)①在20min时，未达到平衡状态，且CO2、H2O的化学计量数相等，所以20min时v正(CO2)>80min时v逆(H2O)。②相当于加压，平衡右移，所以CO2的转化率增大。③30min：α(NH3)＝eq\f(（0.10－0.06）×2,0.40)×100%＝20%，70min：α(NH3)＝eq\f(（0.10－0.04）×2,0.40)×100%＝30%。【答案】(1)①④⑤(2)①>②增大③(如下图所示)B[C层真题练]10．(2017·课标Ⅱ理综，27，14分)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1­丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：①C4H10(g)C4H8(g)＋H2(g)ΔH1已知：②C4H10(g)＋eq\f(1,2)O2(g)C4H8(g)＋H2O(g)ΔH2＝－119kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)H2O(g)ΔH3＝－242kJ·mol－1反应①的ΔH1为________kJ·mol－1。图甲是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是________(填标号)。A．升高温度B．降低温度C．增大压强 D．降低压强(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图乙为丁烯产率与进料气中eq\f(n（氢气）,n（丁烷）)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是________________________________________________________________________。(3)图丙为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是________________、________________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是____________。【解析】(1)根据盖斯定律，由反应②－反应③可得反应①C4H10(g)C4H8(g)＋H2(g)ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJ·mol－1－(－242kJ·mol－1)＝＋123kJ·mol－1。由图甲可知，温度相同时，压强由0.1MPa变为xMPa，反应①平衡转化率增大，由反应①化学方程式可知，该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，平衡转化率减小，故x小于0.1。反应①的正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，丁烯的平衡产率提高，A正确；降低温度，平衡逆向移动，丁烯的平衡产率降低，B错误；增大压强，反应①的平衡逆向移动，丁烯的平衡产率降低，C错误；降低压强，反应①的平衡正向移动，丁烯的平衡产率提高，D正确。(2)氢气是反应①的产物之一，随着eq\f(n（氢气）,n（丁烷）)的增大，氢气的含量增大，浓度增大，则反应①的逆反应速率增大，平衡逆向移动，所以丁烯产率降低。(3)590℃之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会增多，同时由于反应①是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会生成更多的丁烯；而温度超过590℃时，丁烯会裂解生成短碳链烃类化合物，所以丁烯产率快速降低。【答案】(1)＋123小于AD(2)氢气是产物之一，随着eq\f(n（氢气）,n（丁烷）)增大，逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短碳链烃类化合物11．(2017·课标Ⅲ理综，28，14分)砷(As)是第四周期第ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：(1)画出砷的原子结构示意图：________。(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式：_____________________________________________。该反应需要在加压下进行，原因是__________________________________________。(3)已知：As(s)＋eq\f(3,2)H2(g)＋2O2(g)H3AsO4(s)ΔH1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)H2O(l)ΔH22As(s)＋eq\f(5,2)O2(g)As2O5(s)ΔH3则反应As2O5(s)＋3H2O(l)2H3AsO4(s)的ΔH＝________。(4)298K时，将20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsOeq\o\al(3－,3)(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq\o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsOeq\o\al(3－,4))与反应时间(t)的关系如图所示。①下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。a．溶液的pH不再变化b．v(I－)＝2v(AsOeq\o\al(3－,3))c．c(AsOeq\o\al(3－,4))/c(AsOeq\o\al(3－,3))不再变化d．c(I－)＝ymol·L－1②tm时，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。③tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是________________________________________________________________________。④若平衡时溶液的pH＝14，则该反应的平衡常数K为________。【解析】(1)砷是33号元素，位于元素周期表第四周期第ⅤA族，则其原子结构示意图为。(2)根据题干可知，As元素的化合价由＋3价变为＋5价，升高了2价，S元素的化合价由－2价变为0价，也升高了2价，故1molAs2S3在反应中失去10mol电子；O元素的化合价由0价降为－2价，故1molO2在反应中得到4mol电子；根据得失电子守恒、质量守恒可得反应的化学方程式为2As2S3＋5O2＋6H2O4H3AsO4＋6S；对于有气体参加的反应，增大压强，可以增大氧气浓度，提高As2S3的转化速率。(3)按照由上到下的顺序将已知热化学方程式分别编号为①、②、③，根据盖斯定律，由①×2－②×3－③即可得目标热化学方程式，故目标反应的反应热为2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。(4)①平衡之前消