2024高考化学一轮复习第7章化学反应的方向限度与速率第23讲化学平衡移动原理及应用精练含解析

PAGE9-第23讲化学平衡移动原理及应用一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1．下列事实不能用化学平衡移动原理说明的是()A．在强碱存在的条件下，酯的水解反应进行较完全B．加催化剂，使N2和H2在肯定条件下转化为NH3C．可用浓氨水和NaOH固体快速制取氨气D．加压条件下有利于SO2与O2反应生成SO3答案B解析应留意区分化学平衡移动原理和化学反应速率理论的应用范围，加催化剂只能提高反应速率，故B项不能用化学平衡移动原理说明。2．已知反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0。在肯定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是()A．上升温度，K增大B．减小压强，n(CO2)增加C．更换高效催化剂，α(CO)增大D．充入肯定量的氮气，n(H2)不变答案D解析A项，ΔH＜0，正反应放热，上升温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，错误；B项，比较方程式气体的计量数关系，反应前气体的化学计量数之和等于反应后气体的计量数之和，则减小压强，平衡不移动，n(CO2)不变，错误；C项，催化剂能变更反应速率，但不会引起化学平衡的移动，所以α(CO)不变，错误；D项，充入肯定量的氮气，平衡向气体体积增大的方向移动，但该反应前后气体体积不变，平衡不移动，n(H2)不变，正确。3．纳米钴(Co)常用于CO加氢反应的催化剂：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH＜0。下列有关说法正确的是()A．纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应的转化率B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO的浓度增大C．温度越低，越有利于CO催化加氢D．从平衡体系中分别出H2O(g)能加快正反应速率答案B解析催化剂不能变更反应的转化率，A项错误；压强增大，平衡正向移动，但移动的结果不能抵消条件的变更，CO的浓度还是增大的，B项正确；工业生产的温度应考虑催化剂的活性温度，C项错误；从平衡体系中分别出水蒸气，反应速率减慢，D项错误。4．将肯定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽视不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。推断该分解反应已经达到化学平衡的是()A．2v(NH3)＝v(CO2)B．密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1C．密闭容器中混合气体的密度不变D．密闭容器中氨气的体积分数不变答案C解析该反应为有固体参加的非等体积反应，且容器体积不变，所以压强、密度均可作化学反应是否达到平衡状态的标记，该题应特殊留意D项，因为该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值，NH3占eq\f(2,3)，CO2占eq\f(1,3)。5．探究浓度对化学平衡的影响，试验如下：Ⅰ.向5mL0.05mol·L－1FeCl3溶液中加入5mL0.05mol·L－1KI溶液(反应a)，反应达到平衡后将溶液分为两等份。Ⅱ.向其中一份中加入饱和KSCN溶液，变红(反应b)；加入CCl4，振荡、静置，下层显极浅的紫色。Ⅲ.向另一份中加入CCl4，振荡、静置，下层显紫红色。结合试验，下列说法不正确的是()A．反应a为2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2B．试验Ⅱ中，反应a进行的程度大于反应b进行的程度C．试验Ⅱ中变红的原理是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3D．比较水溶液中c(Fe2＋)：试验Ⅱ<试验Ⅲ答案B解析由药品用量看，Fe3＋与I－能恰好反应，再依据试验Ⅱ、Ⅲ现象，可知，反应混合物中存在Fe3＋和I2，因而Fe3＋与I－的反应为可逆反应，A正确；结合试验Ⅱ、Ⅲ现象可知，a反应后I2浓度较大，b反应后I2浓度较小，说明SCN－结合Fe3＋的实力比I－还原Fe3＋的实力强，使2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2的平衡逆向逆动，B错。6．如图所示，三个烧瓶中分别充溢NO2气体并分别装在盛有水的三个烧杯中，在①烧杯中加入CaO，在②烧杯中不加其他任何物质，在③烧杯中加入NH4Cl晶体，发觉①中红棕色变深，③中红棕色变浅。已知：2NO2(红棕色)N2O4(无色)，下列叙述正确的是()A．2NO2N2O4是放热反应B．NH4Cl溶于水时放出热量C．①烧瓶中平衡混合气的平均相对分子质量增大D．③烧瓶中气体的压强增大答案A解析2NO2(g)N2O4(g)，NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体。①中红棕色变深说明平衡左移，平均相对分子质量减小，而CaO和水反应放热，则该反应为放热反应，A对、C错；③中红棕色变浅，说明平衡右移，而正反应为放热反应，则证明NH4Cl溶于水要汲取热量，平衡右移时，气体的物质的量减小，压强减小，B、D均错。7.已知甲为恒压容器、乙为恒容容器，相同条件下充入等物质的量的NO2气体，且起始时体积相同，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0，一段时间后相继达到平衡状态，下列说法中正确的是()A．平衡时NO2体积分数：甲＜乙B．达到平衡所需时间，甲与乙相等C．该反应的平衡常数表达式K＝eq\f([N2O4],[NO2])D．若两容器内气体的压强保持不变，均说明反应已达到平衡状态答案A解析反应起始时，二氧化氮的浓度相同、温度相同、压强相同，反应速率相同，随反应进行，容器乙中压强降低。容器甲体积可变，压强不变，故反应达平衡时，两容器内的压强关系是p(甲)>p(乙)，甲中平衡正向进行，平衡时NO2体积分数减小，故A正确；容器乙体积不变，随反应进行，反应混合气体的物质的量减小，容器乙中压强降低，而容器甲体积可变、压强不变，由压强越大反应速率越快，可知达到平衡所需时间甲短，故B错误；反应为2NO2(g)N2O4(g)，平衡常数K＝eq\f([N2O4],[NO2]2)，故C错误；甲容器中压强始终不变，而乙中压强不变可推断平衡状态，故D错误。二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。8．在密闭容器中进行反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列有关图像的说法不正确的是()A．依据图a可推断正反应为放热反应B．在图b中，虚线可表示运用了催化剂时的变更状况C．若ΔH<0，图c可表示上升温度使平衡向逆反应方向移动D．由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变更状况，可推知正反应吸热答案D解析依据图a曲线可知，温度越高，逆反应速率与正反应速率差值越大，故上升温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A项正确；催化剂能加快反应速率，缩短达到平衡所用的时间，但不能使平衡发生移动，B项正确；上升温度，平衡向吸热方向移动，C项正确；依据图像曲线可知，温度越高，混合气体的平均相对分子质量越小，故上升温度平衡逆向移动，因此可推断正反应为放热反应，D项错误。9．(2024·山东烟台期末)I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)ΔH。某I2、KI混合溶液中，I－的物质的量浓度c(I－)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是()A．该反应ΔH<0B．若在T1、T2温度下，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2C．若反应进行到状态D时，肯定有v正>v逆D．状态A与状态B相比，状态A的c(Ieq\o\al(－,3))大答案BC解析温度上升，c(I－)渐渐增大，说明上升温度，化学平衡逆向移动。I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的ΔH<0，A项正确；K＝eq\f([I\o\al(－,3)],[I2][I－])，温度上升，平衡向逆反应方向移动，由于T2>T1，则K1>K2，B项错误；从图中可以看出D点并没有达到平衡状态，c(I－)小于该温度下的平衡浓度，所以反应逆向进行，故v逆>v正，C项错误；上升温度，平衡逆向移动，[Ieq\o\al(－,3)]变小，T2>T1，所以状态A的[Ieq\o\al(－,3)]大，D项正确。10．CO2经催化加氢可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)。0.1MPa时，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图，下列叙述不正确的是()A．该反应的ΔH＜0B．曲线b代表H2O的浓度变更C．N点和M点所处的状态c(H2)不一样D．其他条件不变，T1℃、0.2MPa下反应达平衡时[H2]比M点小答案CD解析温度上升，H2的浓度增大，平衡左移，故逆向吸热，正向放热，ΔH＜0，则曲线a为CO2的浓度变更，依据方程式的比例关系，可知曲线b为H2O的浓度变更，曲线c为C2H4的浓度变更，故A、B正确；N点和M点均处于同一T1℃下，所处的状态的c(H2)是一样的，C项错误；其他条件不变，T1℃、0.2MPa相对0.1MPa，增大了压强，体积减小，[H2]增大，反应达平衡时[H2]比M点大，D项错误。11．(2024·西安调研)已知反应：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)。起始以物质的量之比为1∶1充入反应物，不同压强条件下，H2的平衡转化率随温度的变更状况如图所示(M、N点标记为▲)。下列有关说法正确的是()A．上述反应的ΔH<0B．N点时的反应速率肯定比M点的快C．降低温度，H2的转化率可达到100%D．工业上用此法制取甲烷应采纳更高的压强答案A解析依据图像，随着温度的上升，H2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，依据勒·夏特列原理，正反应为放热反应，ΔH<0，A项正确；此反应是可逆反应，不能完全进行究竟，C项错误；限制合适的温度和压强，既能保证反应速率较快，也能保证H2有较高的转化率，采纳更高的压强对设备的要求更高，增加经济成本，D项错误。三、非选择题12．用尿素[CO(NH2)2]汲取氮氧化物是一种可行的方法。(1)尿素在高温条件下与NO2反应转化成无毒气体，该反应的化学方程式为_____________；用尿素溶液也可汲取氮氧化物，探讨表明，氮氧化物气体中NO的体积分数越大，总氮被还原率越低，可能的缘由是__________________________________________________________。(2)在一个体积固定的真空密闭容器中充入等物质的量的CO2和NH3，在恒定温度下使其发生反应2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)并达到平衡，混合气体中氨气的体积分数随时间的变更如图所示：则A点的v正(CO2)________(填“>”“<”或“＝”)B点的v逆(H2O)，缘由是_____________________________________________________________________________________。答案(1)4CO(NH2)2＋6NO27N2＋4CO2＋8H2ONO不溶于水，难以与尿素接触反应(2)>由图像知，A点反应在起始到平衡的反应过程之中，此过程中v正渐渐减小，B点反应已达平衡状态，故A点的v正(CO2)>B点的v正(CO2)＝B点的v逆(CO2)＝v逆(H2O)13．CO2和H2充入肯定体积的密闭容器中，反应过程和在两种温度下CH3OH的物质的量随时间的变更如图1所示。(1)已知图1所示反应每消耗1molH2，热量变更是16.3kJ，则反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“>”“＝”或“<”)。(2)肯定温度下，若此反应在恒压容器中进行，能推断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填字母)。a．容器中压强不变b．H2的体积分数不变c．c(H2)＝3c(CH3OH)d．容器中密度不变e．2个C=O断裂的同时有3个H—H断裂(3)肯定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时，体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图2所示。当温度为470K时，图中P点________(填“是”或“不是”)处于平衡状态。490K之后，甲醇产率下降的缘由是____________________________________________________________。答案(1)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－48.9kJ·mol－1>(2)bd(3)不是反应为放热反应，上升温度，平衡逆向移动，且催化剂活性降低解析(1)由题意知每消耗1molH2，热量变更是16.3kJ，又由图1中CH3OH的物质的量随时间的变更图像可知该反应的正反应为放热反应，则该反应的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－48.9kJ·mol－1；该反应的正反应为放热反应，温度越高该反应的平衡常数越小，所以对应的平衡常数大小关系为KⅠ>KⅡ。(2)肯定温度下发生反应CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)。因为此反应是在恒压容器中进行，容器中压强始终不变，所以压强不变不能推断反应达到化学平衡状态，a项错误；因为压强恒定，且化学方程式两边计量数之和是不等的，所以H2的体积分数不变能说明反应达到化学平衡状态，b项正确；c(H2)＝3c(CH3OH)不能说明正、逆反应速率相等，所以不能推断化学反应是否达到平衡状态，c项错误；容器中密度ρ＝eq\f(m,V)，反应物和生成物都是气体，因为反应是在恒压容器中进行且反应后气体体积减小，所以密度不变可以说明反应达到化学平衡状态，d项正确；CO2和H2都是反应物，只要2个CO断裂的同时就有3个H—H断裂，不能说明正反应速率和逆反应速率相等，e项错误。(3)在490K之前，甲醇产率随着温度上升而增大的缘由是：反应尚未达到平衡，温度越高化学反应速率越快；490K之后，甲醇产率下降的缘由是：反应达到平衡后上升温度，平衡逆向移动，且催化剂活性降低。14．(2024·焦作检测)汽车尾气中CO、NO2在肯定条件下可以发生反应：4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－1200kJ·mol－1。在肯定温度下，向容积固定为2L的密闭容器中充入肯定量的CO和NO2，NO2的物质的量