高考化学一轮复习限时规范训练第七章第2讲化学平衡状态化学平衡的移动含解析新人教版

化学平衡状态化学平衡的移动

A组(20分钟)

1.可逆反应：2N0(g)+02(g)2N02(g),在体积不变的密闭容器中反应，一定达到平

衡状态的标志是()

A.单位时间内生成〃molO2的同时生成〃molN02

B.混合气体的颜色不再改变的状态

C.r(N02)：r(N0)：F(02)=2：2：1的状态

D.混合气体的密度不再改变的状态

解析：选B。A.单位时间生成0?的同时生成2〃molNO?,能够证明达到平衡状态,

A项不是平衡状态；B.由于NO,是红棕色气体，而和NO是无色气体，因此混合气体的颜色

不再改变时，证明密闭容器中各物质的浓度保持不变，因此可以证明达到平衡状态；C.任何

时刻，用不同物质表示化学反应速率时，速率的数值之比等于化学计量数之比，因此

K(N02)：“NO)：*01=2：2：1的状态不一定是平衡状态；D.由于反应物和生成物都是气

体，根据质量守恒，反应前后气体的总质量不变，密闭容器的体积不变，因此反应前后混合

气体的密度一直不变，故混合气体的密度不再改变的状态不一定是平衡状态。

2.对于反应2s02(g)+0Mg)2s(Mg)△〃<()已达平衡，如果其他条件不变时，分

别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(0〜右:

rJH=P逆；，「2时重新建立平衡)()

0hti

A.增加氧气的浓度B.增大压强

v

一正；

IV逆।

।।

—1।

।।

d~t\左0hht

C.升高温度D.加入催化剂

y逆的变化。增加鱼的浓度，口；增大，v

逆瞬间不变，A不选；增大压强，“、叱都增大，口：增大的倍数大于小，B不选；升高温

度，丫正、…都瞬间增大，C条件与图像不相符；加入催化剂，/小「逆同时同倍数增大，D

不选。

3.(2018•湖南长沙模拟)对于反应：X(g)+Y(g)2Z(g)△//<()的反应，某一时

刻改变外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是()

V.

［公正R&

Q逆

0l/s

A.心时刻，增大了X的浓度

B.力时刻，升高了体系温度

C.。时刻，降低了体系温度

D.力时刻，使用了催化剂

解析：选D。由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大

X的浓度，升高(或降低)体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率，A、B、C错误。

使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，D正确。

4.将2molSO?和1molOz分别置于相同容积的甲、乙两密闭容器中发生反应2sOz(g)

+02(g)2s03(g)并达到平衡。在该过程中，甲容器保持恒温恒容，乙容器保持恒温恒压，

达到平衡时，下列说法正确的是()

A.达到平衡所需的时间：甲〉乙

B.甲中SO2的转化率〉乙中SO?的转化率

C.混合气体中Sth的含量：甲〉乙

D.气体的总物质的量：甲〈乙

解析：选A。反应2S0z(g)+02(g)2SO：；(g)正向进行，气体物质的量减小，甲容器保

持恒温恒容，则压强逐渐减小，乙容器恒压，反应中压强乙〉甲，乙中反应速率大，达到平

衡所需的时间为：甲〉乙，A正确；压强乙〉甲，则甲中SO?的转化率(乙中S0?的转化率，B

错误；压强乙＞甲，则平衡混合气体中SQ,的含量：甲(乙，C错误；压强乙〉甲，则气体总物

质的量：甲〉乙，D错误。本题为典型易错题。错因：对两平衡的不同条件不会对比分析。

纠错方法：反应2s0Mg)+()2(g)2s03(g)的气体分子数减少，则随着反应的进行，甲容器

中的压强小于乙容器，若对甲容器加压可使之转变为容器乙的状态，据此分析即可得出正确

结论.

5.(2018•山东滨州高三期末考试)在一定温度下，发生如下反应：2SO2(g)+

ONg)2S0：((g)改变起始时"(SOI对反应的影响如图所示。下列说法正确的是

()

A.S0?的起始量越大，混合气体中SO,的体积分数越大

B.a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高

C.a、b、c三点的平衡常数：KCQK,

D.b、c点均为化学平衡点，a点未达平衡且反应正向进行

解析：选B。A.根据图像可知S02的起始量越大，混合气体中SOs的体积分数不一定越大,

A错误；B.二氧化硫越少，氧气越多，则二氧化硫的转化率越大，a点转化率最大，B正确；

C.平衡常数只与温度有关系，a、b、c三点的平衡常数均相等，C错误；D.a、b、c均为化

学平衡点，D错误，答案选B。

6.700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的C0和友0,发生反应：CO(g)

+H20(g)COz(g)+Hz(g),反应过程中测定的部分数据见下表(表中我>外：

反应时间/min/7（C0）/mol/7（H20）/mol

01.200.60

t\0.20

tz0.80

依据题意回答下列问题：

1

⑴反应在timin内的平均速率为F(H2)-mol,L•min，

(2)保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molHQ,到达平衡

时，〃(CO?)=molo

(3)温度升至800℃,上述反应的平衡常数为0.64,则正反应为反应(填“放

热”或“吸热”)»

(4)700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入CO(g)、HQ(g)、COKg)、H,(g)的物质的

量分别为1.20mol、2.00mol,1.20mol,1.20mol,则此时该反应y(正)”(逆)(填

“〈”或

(5)该反应在力时刻达到平衡，在友时刻因改变某个条件，C0和CO2浓度发生变化的情

况如图所示。图中友时刻发生改变的条件可能是一或。

(6)若该容器容积不变，能说明反应达到平衡的是o

①c(C0)与c(&)的比值保持不变

(2)F(C02)iE=K(H20)a>

③体系的压强不再发生变化

④混合气体的密度不变

⑤体系的温度不再发生变化

⑥气体的平均相对分子质量不变

解析：(1)Gmin内消耗水0.4mol,生成氢气0.4mol,反应在timin内的平均速率

m01

r(H2)=o'mol•L•min'；⑵timin时〃(CO)=0.80mol,友min时〃(CO)

2LXfiminti

02X02

=0.80mol,说明3min时反应达到平衡状态，则仁二保持其他条件不变，

U.4KU.1

起始时向容器中充入0.6molCO和1.20molH20,到达平衡时设CO?物质的量为xmol,则

=1,解之x=0.40。(3)温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,

0.60-X1.20-A-

2~X2

平衡常数减小，则正反应为放热反应。Ml；*。',则此时该反应“正)逆)。(5)

该反应在力时刻达到平衡，在友时亥Uc(C0?)逐渐增大，c(C0)逐渐减小，说明平衡正向移动,

改变条件可能是降温、增大c(HQ)或减小。(㈤。(6)①CO是反应物，H?是生成物，c(C0)与

c(H,的比值保持不变，一定平衡；②/(CO?)正="HQ)逆，正、逆反应速率相同，一定平衡；

③由于反应前后气体的物质的量不变，则体系的压强是一恒量，压强不变反应不一定平衡;

④根据密度为恒量，混合气体的密度不变不一定平衡；⑤该反应放热，体系的温度

不再发生变化，一定平衡：⑥根据Qf,平均相对分子质量为恒量，气体的平均相

对分子质量不变不一定平衡。

本题作为化学反应速率与平衡的综合性题目，由于综合性强、计算量大导致难度上升,

易错填空为(2)(4)两空。错因与纠错方法：｛只与温度有关，温度不变则人值不变，无论初

始反应物的物质的量如何；而"正)与“逆)的大小关系，要通过Q与4的大小比较进行判

断。

02

答案：⑴亍(2)0.40⑶放热(4)>(5)降温增大c(HQ)或减小c(Hj

1\

⑹①②⑤

B组(30分钟)

7.反应CaS0”(s)+C0(g)Ca0(s)+S02(g)+C02(g)在常压下进行，向体积可变的密

闭容器中加入足量的固体CaSO,和CaO,通入1molCO,且向容器中通入一定量电，如图表

nN?

示温度和投料比材对CO平衡转化率的影响。if=­co-,下列说法正确的是()

40

35

30

25

20

520540560580600620

温度/T

A.力、6两点对应的平衡常数：KDKB

B.投料比：M>施通

C.反应速率：A>C

D.混合气体平均相对分子质量：OB

解析：选B。分析图中三条曲线，随温度的升高，C0的转化率均增大，则该反应为吸热

反应，温度越高，化学平衡常数越大，故AX4,A项错误；在压强不变的情况下，充入瓯

相当于对该反应体系减压，平衡正向移动，CO的转化率增大，故助＞屁＞必，B项正确；/、C

点温度相同，4点时充入收多，反应体系分压小，反应物浓度小，反应速率小，C项错误；

8点对应温度比C点高，8点CO转化率大，SO?和CO2的百分含量大，混合气体的平均相对分

子质量大，D项错误。

8.如图为一定温度下容积不变的密闭容器中，氨的催化氧化4NH3(g)+50z(g)4N0(g)

1

+6H2O(g)△〃=-905kJ5。广平衡体系中NO的体积分数随02物质的量增加的变化曲

线，下列说法正确的是()

A.平衡常数AX4

B.4点反应速率r(正)＞“(逆)

C.NHs的转化率或O1

D.6点时/7(NH3)：〃(0》=4：5

解析：选D。温度不变，化学平衡常数不变，A项错误；图中曲线上的点均处于平衡状

态，任意一点都存在「(正)=/(逆)，B项错误；增大6的浓度，可使NH,转化率增大，故NL

的转化率C皮/1,C项错误；当〃(N1%):A(02)=4：5时,NH3转化率和0z转化率相等,此时

N0体积分数最大，D项正确。

9.(2018•辽宁师范大学附属中学高三上学期期末考试)7TC时，向容积为2L的密闭

容器中充入一定量的A气体和B气体，发生如下反应：A(g)+2B(g)C(g)„反应过程中

测定的部分数据见下表：

反应时间/min/?(A)/mol刀(B)/mol

01.001.20

100.50

300.20

下列说法错误的是()

A.前10min内反应的平均速率为”0=0.0250

mol・L_1•min-1

B.保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.50molA气体和0.60molB气体，到

达平衡时,4(C)＜0.25mol

C.其他条件不变时，向平衡体系中再充入0.50molA,与原平衡相比，达平衡时B的

转化率增大，A的体积分数增大

D.温度为为"C时(方＞为，上述反应平衡常数为20,则正反应为放热反应

解析：选D。A.前10min内反应的平均速率为r(C)=r(A)=•。向=0.025

2L,10mm

0mol•L-1-min-1,故A正确；B.题目所述条件下达到平衡时，c(C)=0.25mol/L,保持

其他条件不变，起始时向容器中充入0.50molA气体和0.60molB气体，与题目所述条件

相比相当于减压，平衡左移，达到新平衡时，//(C)<0.25mol,故B正确；C.其他条件不变

时，向平衡体系中再充入0.50molA,与原平衡相比，达平衡时B的转化率增大，A的体积

分数增大，故C正确；D.温度为7TC时各物质平衡浓度为：c(A)=O.25mol/L,c(B)=O.10

mol/L,c(C)=0.25mol/L,平衡常数=。(0/[c(A)c"B)]=100,温度为力'C时(方>£),

平衡常数减小，表明降温平衡左移，则正反应为吸热反应，故D错误。

10.(2018•山东荷泽高三上学期期末考试)MnO,可作氧化剂、催化剂和干电池中的去极

化剂，通过图1装置焙烧MnC。,可以制取MnOz。

已知：2MnO(s)+02(g)=2MnO2(s)

△H\=akJ,mol-1

MnCOs(s)=:MnO(s)+CO2(g)A/£=bkJ,mol1

回答下列问题：

(1)写出图1装置中制取MnO2的热化学方程式：(A〃用含a、方的

代数式表示)。

(2)一定条件下，在1L恒容密闭容器中，该反应达到化学平衡时，CO2与6的物质的量

之比为加，氧气的物质的量为2mol,则化学平衡常数仁。

(3)用真空抽气泵不断抽气的目的是

(从化学平衡的角度回答)。

(4)某科研小组对碳酸镒与空气反应制备二氧化锌的条件(焙烧温度和气氛)进行了研

究，获得三幅图(如图所示)。

:湿空气中」

2002503003504004500246810

反应温度/七焙烧时间/h

图2反应温度与转化率的关系图3在不同气氛中焙烧的反应效果

100

转

化80

率60

40

20

01020304050

水分含量/%

图4湿空气中水分含量与转化率的关系

①制备时焙烧温度为，气氛条件为o

②图2中是在常压(0.1MPa)下获得的数据，试在图2中用虚线画出10MPa下反应温度

与转化率的关系图。

解析：(1)由题中信息可知，可认为制取MnOz的过程先后发生了两个反应：①MnCO,

(s):=MnO(s)+CO2(g)X压=bkJ,mol',②2MnO(s)+C)2(g)=:2MnO2(s)=a

kJ•mol”由①X2+②可得制取Mn(h的热化学方程式为2MnC0a(s)+Oz(g)=2MnO2(s)+

2cO2(g)A〃=(a+26)kJ/moL(2)一定条件下，在1L恒容密闭容器中，该反应达到化

学平衡时，C02与02的物质的量之比为m,氧气的物质的量为2mol,则CO?的物质的量为2m

2m2

mol,C()2与5的物质的量浓度分别为2/0mol/L和2mol/L,该反应的化学平衡常数K=―--

=2氤(3)用真空抽气泵不断抽气的目的是减小反应体系压强，使平衡正向移动，提高MnCOa

转化率。(4)由图可知，该反应在350℃左右(或325〜375°C)、水分含量为30%左右(或水

分含量为20%〜40%)的湿空气中焙烧，化学反应速率最快且反应物的转化率最高。①制备时

焙烧温度为350℃左右(或325〜375℃),气氛条件为湿空气，其中水分含量为30%左右(或

水分含量为20%〜40%)。②该反应是一个气体分子数减少的反应，在相同温度下，增大压强

后，化学平衡向逆反应方向移动，反应物的转化率会变小。图2中是在常压(0.1MPa)下获

得的数据，在图2中的曲线下方用虚线画出10MPa下反应温度与转化率的关系图如图。

200250300350400450

反应温度/七

答案：(l)2MnC03(s)+0z(g)=2Mn02(s)+2C02(g)A〃=(a+26)kj/mol(2)2次。(3)

减小反应体系压强，使平衡正向移动，提高MnCOs转化率(4)①350°C左右(或325〜375℃)

湿空气，其中水分含量为30%左右(或水分含量为20%〜40%)

80

60

40

20

200250300350400450

反应温度/七

11.催化还原C0Z是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO

催化剂存在下，在C0?中通入比，二者可发生以下两个平行反应：

反应IC02(g)+3H2(g)CH;10H(g)+H20(g)△4=-53.7kJ•moL

反应IIC02(g)+H2(g)CO(g)+H20(g)

△4=+41.2kJ•mol-1

某实验室控制一定的CO?和H?初始投料比，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下

实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比)：

反应序号77K催化剂COZ转化率/%甲醇选择性/%

①543Cu/ZnO纳米棒12.342.3

②543Cu/ZnO纳米片10.972.7

③553Cu/ZnO纳米棒15.339.1

④553Cu/ZnO纳米片12.071.6

(l)C02的电子式是0

(2)反应［的平衡常数表达式是K=o

(3)对比①和③可发现：同样催化