2021届一轮复习人教版-化学平衡状态及其移动-作业

化学平衡状态及其移动[A级全员必做题]1.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是()A.SO2氧化为SO3，往往需要使用催化剂2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)B.500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0C.H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深H2(g)＋I2(g)2HI(g)D.实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO解析加入催化剂有利于加快反应速率，但不会引起平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，A项错误；合成氨的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应，是从反应速率不能太低和催化剂的活性两方面考虑，不能用平衡移动原理解释，B项错误；在H2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡中，增大压强，浓度增加，颜色加深，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，C项错误；氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，能用勒夏特列原理解释，D项正确。答案D2.在1L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是()A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2B.一个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键生成C.其他条件不变时，混合气体的密度不再改变D.2v正(N2)＝3v逆(NH3)解析A项，c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2不能说明各物质的浓度不变，因而不能说明反应达到平衡，错误；B项，一个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键生成，能说明正、逆反应速率相等，正确；C项，混合气体的密度不再改变，不能说明达到反应平衡，错误；D项，2v正(N2)＝v逆(NH3)时，正、逆反应速率才相等，才达到平衡，错误。答案B3.下列可逆反应达到平衡后，增大压强同时升高温度，平衡一定向右移动的是()A.2AB(g)A2(g)＋B2(g)ΔH>0B.A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)ΔH<0C.A(s)＋B(g)C(g)＋D(g)ΔH>0D.2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)ΔH<0解析A项，增大压强平衡不移动，升高温度平衡向右移动，故正确；B项，增大压强平衡向右移动，升高温度平衡向左移动，最后结果不确定；C项，增大压强平衡向左移动，升高温度平衡向右移动，结果也不确定；D项，增大压强平衡不移动，升高温度平衡向左移动，故不正确。答案A4.下列措施会使平衡向左移动的是()A.恒温时，增大平衡体系N2＋3H22NH3的压强B.恒压下，降低平衡体系H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH<0的温度C.向FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入少量固体KClD.恒温恒压下向平衡体系N2＋3H22NH3中充入氦气解析由勒夏特列原理知A项、B项中平衡均向正反应方向移动；C项从离子反应角度看，KCl与平衡状态无关；恒压下充入稀有气体相当于对体系减压，平衡向左移动，D正确。答案D5.一定量混合气体在一体积可变的密闭容器中发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)。该反应达到平衡后，测得A气体的浓度为0.5mol·L－1。在恒温下将密闭容器的体积扩大到原来的2倍，再次达到平衡后，测得A的浓度为0.3mol·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.C的体积分数降低D.B的转化率升高解析假设容器的容积扩大到原来的2倍时，平衡不移动，则A的浓度为0.25mol·L－1，但平衡时A的浓度为0.3mol·L－1，说明平衡向生成A的方向移动，即压强减小，平衡逆向移动，则x＋y>z，C的体积分数降低，B的转化率降低。答案C6.一定条件下，在体积为2L的密闭容器中，3molX和3molY发生反应：3X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH>0，经60s达到平衡，生成0.4molZ。下列说法正确的是()A.60s内平均反应速率v(X)＝0.05mol/(L·s)B.其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小C.其他条件不变，若初始投入2molX和2molY，则物质Y的转化率减小D.其他条件不变，将容器体积变为4L，Z的平衡浓度变为原来的一半解析60s内在2L的容器中消耗0.6molX，故v(X)＝0.005mol/(L·s)，A错误；升高温度，正反应速率增大，逆反应速率也增大，B错误；其他条件不变，若初始投入2molX和2molY，相当于减压，平衡逆向移动，则物质Y的转化率减小，C正确；其他条件不变，将容器体积变为4L，平衡逆向移动，Z的平衡浓度小于原来的一半，D错误。答案C7.容器中各充入2molNO2气体，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－56.9kJ·mol－1，达到平衡后，Ⅰ、Ⅱ两个容器中NO2的转化率分别为α1和α2。下列推断正确的是()A.转化率大小：α1<α2B.Ⅱ中混合气体颜色较浅C.Ⅰ中混合气体密度较大D.Ⅱ中混合气体平均相对分子质量较小解析开始时只充入NO2气体，NO2显红棕色，N2O4呈无色，该反应的正反应是放热反应。在容器Ⅱ中，随着反应进行，容器内温度升高，相当于容器Ⅰ达到平衡之后加热，平衡向左移动，故容器Ⅰ中NO2的转化率较大，A项错误；容器Ⅱ中NO2的浓度较大，颜色较深，B项错误；两个容器的体积相同，气体总质量相等，故密度相等，C项错误；混合气体中，NO2的体积分数越大，混合气体的平均相对分子质量越小，相对于容器Ⅰ，容器Ⅱ中NO2体积分数较大，故Ⅱ中混合气体的平均相对分子质量较小，D项正确。答案D8.工业上，利用CO和H2合成二甲醚：3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，为了寻找合适的温度，研究者进行了一系列实验，每次实验保持原料气组成(3molCO、3molH2)、容器体积(10L)、反应时间等因素不变，实验结果如图所示。下列说法正确的是()A.X、Y点对应的CO正反应速率相等B.合成二甲醚的正反应ΔH>0C.反应温度应控制在240℃～260℃D.选择合适催化剂，可以提高CO的转化率解析A项，X、Y点CO的转化率均为70%，但温度不同，CO的正反应速率不相同，错误。B项，从开始到图像最高点之前属于未平衡，反应向正方向进行，升高温度，反应加快，CO的转化率增大；达到最高点及该点之后，属于平衡状态，升高温度，CO的转化率降低，说明正反应是放热反应，错误。C项，从图像看，在反应温度控制在240℃～260℃之间时，CO的转化率较大，正确。D项，催化剂不能使平衡移动，不能提高CO的转化率，错误。答案C9.在一定温度下，将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中，发生反应：3H2(g)＋N2(g)eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3(g)。起始时H2和N2的物质的量之和相等，平衡后分别测出H2、N2的转化率。能正确表示H2、N2的转化率与起始时eq\f(n（H2）,n（N2）)关系的图像是()解析反应物按化学计量数之比投料时，达到平衡时转化率相等，增加一种反应物的物质的量，该反应物的转化率减小，其他反应物的转化率增大。答案A10.(1)在一体积为2L的密闭容器中，加入2molN2和一定量的水，发生反应2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)，经过20min达到平衡，此过程有9.6mol电子转移，则v(O2)＝________，N2的转化率为________。(2)对于反应：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)ΔH>0，下列做法不能提高N2的转化率的是________。A.升高温度B.增加H2O的量C.移走部分NH3D.使用催化剂E.增大压强(3)能够说明反应2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)达到平衡状态的是________。A.压强不再变化B.N2的浓度不再变化C.NH3和O2的物质的量之比为4∶3D.反应停止速率为0E.消耗N2物质的量和生成O2物质的量为2∶3解析(1)根据方程式知2molN2完全反应转移12mole－，则转移9.6mol电子时，反应的N2为1.6mol，则v(N2)＝eq\f(1.6mol,2L·20min)＝0.04mol/(L·min)，根据速率比等于系数比，v(O2)＝0.06mol/(L·min)，N2的转化率为eq\f(1.6mol,2mol)×100%＝80%。(2)要提高N2的转化率，则平衡应正向移动，水为液体，增加水的量对平衡无影响，平衡不移动；使用催化剂不能使平衡移动；增大压强，平衡逆向移动。(3)NH3和O2的物质的量之比为4∶3，反应不一定达到平衡，C错误；化学平衡是一个动态平衡，达到平衡时反应速率不为0，D错误；消耗N2和生成O2是同一反应方向，不能说明反应达到平衡，E错误。答案(1)0.06mol/(L·min)80%(2)BDE(3)AB11.利用太阳能等可再生能源，通过光催化、光电催化或电解水制氢来进行二氧化碳加氢制甲醇，发生的主要反应是：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。请回答下列有关问题：(1)若二氧化碳加氢制甲醇反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明该反应进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填标号)。(2)常压下，二氧化碳加氢制甲醇反应时的能量变化如图1所示，则该反应的ΔH＝________。(3)在2L恒容密闭容器a和b中分别投入2molCO2和6molH2，在不同温度下进行二氧化碳加氢制甲醇的反应，各容器中甲醇的物质的量与时间的关系如图2所示。①若容器a、容器b中的反应温度分别为T1、T2，则判断T1________T2(填“>”“<”或“＝”)。若容器b中改变条件时，反应情况会由曲线b变为曲线c，则改变的条件是________。②计算容器b中0～10min氢气的平均反应速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1。解析(1)a.随着时间的延长甲醇的浓度最终保持稳定，不会变小，故错误；b.t1时二氧化碳的质量分数保持恒定，说明反应达到平衡，故正确；c.t1时甲醇与二氧化碳的物质的量之比保持恒定，达到平衡，故正确；d.t1时二氧化碳的物质的量在减小，甲醇的物质的量在增加，故未达到平衡，错误，故选bc。(2)常压下，二氧化碳加氢制甲醇反应的ΔH＝2914kJ·mol－1－2960kJ·mol－1＝－46kJ·mol－1。(3)①若容器a、容器b中的反应温度分别为T1、T2，a先达到平衡，对应的温度高，则判断T1>T2；若容器b中改变条件时，反应情况会由曲线b变为曲线c，反应速率变快，平衡不移动，则改变的条件是加入催化剂。②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，平衡时容器b中甲醇的物质的量为1.5mol，氢气的变化量为4.5mol，0～10min氢气的平均反应速率v(H2)＝eq\f(4.5mol,2L×10min)＝0.225mol·L－1·min－1。答案(1)bc(2)－46kJ·mol－1(3)①>加入催化剂②[B级拔高选做题]12.一定条件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图。下列说法正确的是()A.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆B.若投料比n(H2)∶n(CO2)＝4∶1，则图中M点乙烯的体积分数为5.88%C.250℃，催化剂对CO2平衡转化率的影响最大D.当温度高于250℃，升高温度，平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低解析化学反应速率随温度的升高而加快，由图可得，催化剂的催化效率随温度的升高而降低，所以M点的正反应速率v正有可能小于N点的逆反应速率v逆，故A项错误；设开始投料n(H2)为4mol，则n(CO2)为1mol，如图当在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%，列三段式得：所以乙烯的体积分数为0.25÷(2.5＋0.5＋0.25＋1)×100%≈5.88%，故B项正确；催化剂不影响平衡转化率，只影响化学反应速率，故C项错误；根据图像，当温度高于250℃，升高温度，二氧化碳的平衡转化率降低，则说明平衡逆向移动，但催化剂与化学平衡没有关系，并不是平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低，故D项错误。答案B13.T℃时，在恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO，在催化剂作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。反应达到平衡时，CH3OH的体积分数与eq\f(n（H2）,n（CO）)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.反应达平衡时，升高体系温度，CO转化率升高B.反应达平衡时，再充入一定量Ar，平衡右移，平衡常数不变C.容器内混合气体的密度不再变化说明该反应达到平衡状态D.eq\f(n（H2）,n（CO）)＝2.5时达到平衡状态：CH3OH的体积分数可能是图中的F点解析气体投料比等于化学计量数之比时，平衡时生成物的体积分数最大，当eq\f(n（H2）,n（CO）)＝2.5时，达到平衡状态，CH3OH的体积分数比C点时对应的CH3OH的体积分数小，可能是图中的F点，D项正确。该反应的ΔH<0，反应达平衡时，升高体系温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，A项错误；该反应在T℃下在恒容密闭容器中进行，反应达平衡时，再充入一定量Ar，平衡不移动，温度不变平衡常数不变，B项错误；因该反应前后均是气体，故混合气体的总质量不变，又容器容积不变，故混合气体的密度始终保持不变，C项错误。答案D14.T℃下，向一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO浓度如下表：时间/s012345c(NO)×10－4mol/Lc1c(CO)×10－3mol/Lc2(1)则c2合理的数值为________(填字母标号)。A.4.20 B.4.00C.2.95 D.(2)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minH2OCOCOH2Ⅰ650245Ⅱ900123Ⅲ900abcdt若a＝2，b＝1，则c＝________________，达平衡时实验组Ⅱ中H2O(g)和实验