高三化学一轮复习 （8）化学平衡及其影响因素

化学平衡及其影响因素1.恒温恒容密闭容器中，发生反应：，达到平衡后，通入再次平衡时，下列说法错误的是()A.的体积分数增大 B.气体颜色加深C.气体压强增大 D.化学平衡常数不变2.一定温度下，在一个容积为2L的密闭容器中发生反应：，若0~10s内消耗了2molC，下列说法正确的是()A.0~10s内用C表示的平均反应速率B.当时，反应达到平衡状态C.升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢D.该反应达平衡后，减小反应体系的体积，平衡向逆反应方向移动3.已知，向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：（甲）2molA（g）和1molB（g）；（乙）1molA（g）和0.5molB（g）；（丙）2molC。恒温、恒容下反应达到平衡时，下列关系一定正确的是()A.容器内压强：B.C的质量：C.与之比：D.反应放出或吸收热量的数值：4.汽车净化的主要原理为。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列图示正确且能说明反应在时刻达到平衡状态的是()A.①②③ B.①③④ C.②④⑤ D.④⑤⑥5.如表所示，在3个体积均为2.0L的恒容密闭容器中，反应达到平衡，下列说法正确的是()容器温度/℃物质的起始浓度/（）物质的平衡浓度/（）Ⅰ0.200.1000.04Ⅱ0.200.100.20Ⅲ000.20A.B.如果达到平衡时，容器Ⅲ中ClNO的转化率大于80%，则>C.在容器Ⅰ中，达到平衡时充入氨气，则平衡向右移动D.若温度为，起始时向同体积恒容密闭容器中充入0.20mol、0.20mol和0.20mol，则该反应向正反应方向进行6.法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应如下：主反应：副反应：相同条件下，在甲、乙两种催化剂作用下进行上述反应，下列说法错误的是()A.工业上选择催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性B.投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是降低温度、减小压强C.图中点处（对应温度为210℃）NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率D.相同条件下选择高效催化剂，可以提高NO的平衡转化率7.在初始温度为℃时，向三个密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应：，测得反应的相关数据如下表：容器容器类型初始体积反应物投入量/mol平衡转化率平衡时C的物质的量/mol平衡常数ABCⅠ恒温恒容1L1301.2Ⅱ绝热恒容1L002Ⅲ恒温恒压2L260下列说法正确的是()A.， B.C. D.8.以丙烯、氨气和空气（空气中体积分数约为20%）为原料，在催化剂条件下生产丙烯腈的过程中会同时生成副产物丙烯醛，发生的主要反应如下：在恒压、460℃时，保持丙烯和氨气的总进料量和空气的进料量均不变，丙烯腈和丙烯醛的平衡产率随进料气中的比值变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是()A.图中曲线a表示丙烯腈的平衡产率随值的变化B.增大压强有利于提高反应速率和丙烯腈的平衡产率C.使用合适的催化剂可以使丙烯腈的平衡产率达到100%D.由图可知，原料氨气、丙烯和空气的理论最佳进料体积比为2:2:39.工业上利用CO和合成二甲醚：。其它条件不变时，相同时间内CO的转化率随温度的变化情况如图所示。下列说法不正确的是()A.B.状态时，C.相同温度时，增大压强，可以提高CO的转化率D.状态时，选择合适催化剂，可以提高相同时间内CO的转化率10.氨氧化物的处理对建设生态文明，美丽中国具有重要意义，可采用氯气还原法消除氮氧化物：在低温区催化剂P/Al-M-10-A对生成具有敏感性，发生反应。在恒温恒容密闭容器中，和NO以物质的量之比1:2充入，容器压强为。下列有关说法正确的是()A.平衡时，气体平均相对分子质量不再变化B.任意时刻，C.若向容器内充入少量，平衡不移动D.平衡后，向容器中按照1:2的比例再充入和NO，平衡向右移动11.温度为时，向的密闭容器中充入一定量的A和B，发生的反应为，容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如表所示。下列说法不正确的是()时间/min051015253545A的物质的量浓度/3.52.32.02.02.63.03.0B的物质的量浓度/2.51.31.01.01.82.02.0D的物质的量浓度/02.43.03.01.81.01.0A.前10min的平均反应速率B.该反应的平衡常数C.若反应达到平衡时保持温度不变，压缩容器容积，平衡不移动D.反应至15min时，改变的条件可以是升高温度12.反应，反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量（C%）与温度和压强的关系如图，下列叙述正确的是()A.达到平衡后，加入催化剂则C%增大B.达到平衡后，增加A的量有利于平衡正向移动C.化学方程式中D.达到平衡后，若升温，平衡正向移动13.一定条件下，在密闭容器中进行可逆反应：。下列说法正确的是()A.增大压强，平衡常数将增大B.达到平衡时，单位时间内消耗的同时也生成C.达到平衡时，若升高温度，氯气的百分含量减小D.加入氯气，平衡向正反应方向移动，氯气的转化率一定升高14.处于平衡状态的反应，下列说法正确的是()A.加入催化剂，反应途径将改变，也将随之改变B.升高温度，正、逆反应速率都增大，分解率也增大C.增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低D.若体系恒容，加入一些后达新平衡，浓度将减小15.Ⅰ.如图所示，容器甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动，甲中充入2molA和1molB，乙中充入2molC和1molHe，此时K停在0刻度处。在一定条件下发生可逆反应：；反应达到平衡后，再恢复至原温度。回答下列问题：（1）可根据_____现象来判断甲、乙都已达到平衡状态。（2）达到平衡时，隔板K最终停留在0刻度左侧刻度处，则的取值范围是_____。（3）若达到平衡时隔板K最终停留在左侧刻度Ⅰ处，此时甲的容积为2L，反应的化学平衡常数为_____。Ⅱ.若一开始就将K、F如图所示固定，其他条件均不变，则达到平衡时：（1）测得甲中A的转化率为，则乙中C的转化率为_____。（2）假设乙、甲两容器中的压强比用表示，则的取值范围是_____。16.在一定条件下，利用合成的反应如下：，研究发现，反应过程中会有副反应：。温度对、CO产率的影响如图所示。下列说法中不正确的是()A.，B.增大压强可以缩短合成反应达到平衡所需的时间C.生产过程中，温度越高越有利于提高的产率D.合成反应的平衡常数表达式是17.二甲醚（）被称为“21世纪的清洁燃料”。以、为原料制备甲醚涉及的主要反应如下：Ⅰ.Ⅱ.回答下列问题：（1）在压强、和的起始投料一定的条件下，发生反应Ⅰ、Ⅱ，实验测得平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。已知：的选择性=。其中表示平衡时的选择性的是曲线__________（填“①”或“②”）；温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高的原因是______________；为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择的反应条件为__________（填序号）。a.低温、低压b.高温、高压c.高温、低压d.低温、高压（2）也可以利用甲醇脱水制备二甲醚：。已知：，其中为以分压表示的平衡常数，为热力学温度。①为了提高的平衡产率，可以采取的措施有_____________（任写一条）。②473K时，在密闭容器中加入一定量，采用合适的催化剂进行反应，达到平衡时体系中的物质的量分数为______（填标号）。a.b.c.d.18.请回答下列问题：（1）中国化学家研究出一种新型复合光催化剂，能利用太阳光高效分解水，原理如图所示。已知化学键键能如下表：共价键O—HO—OO=O键能/464146498①写出反应Ⅱ的热化学方程式：________。②设总反应的反应热为，反应Ⅰ的反应热为，则_______（填“>”“<”或“=”）。（2）用催化还原法消除氮氧化物，发生反应：。相同条件下，在2L恒容密闭容器中，选用不同催化剂，产生的量随时间变化如图所示。①计算0~4min内在催化剂A作用下，反应速率___。②下列说法正确的是_____（填序号）。A.该反应的活化能大小顺序是B.若反应在恒容绝热的密闭容器中进行，当值不变时，反应已达到平衡C.单位时间内H一O键与N一H键断裂的数目相等时，反应已达到平衡D.增大压强能使反应速率加快，是因为增大了活化分子百分数（3）经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中发生催化氧化的反应为。若在℃、0.1MPa条件下，向一密闭容器中通入和[其中]，测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。①在其他条件不变的情况下，测得℃时压强的变化曲线如图所示，则点的正反应速率（正）与点的逆反应速率（逆）的大小关系为（逆）___（填“>”“<”或“=”）（正）。②图中点的分压________MPa。（4）按投料比向密闭容器中充入反应物，发生反应。、X代表压强或温度，如图表示L一定时，平衡混合物中的体积分数随X的变化关系。X表示______（填“温度”或“压强”），判断的依据是_______________，________（填“>”“=”或“<”）。

答案以及解析1.答案：A解析：本题考查化学平衡的影响因素。恒温恒容密闭容器中，发生反应：，达到平衡后，通入，体系压强增大，化学平衡正向移动，再次达到平衡时，的体积分数减小，A项错误；加入气体，化学平衡正向移动，但再次达到平衡时的浓度比原平衡时大，混合气体颜色比原平衡时深，B项正确；加入，化学平衡正向移动，但再次达到平衡时反应体系中气体的物质的量比原平衡时多，体系的压强比原平衡时大，C项正确；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，D项正确。2.答案：D解析：本题考查化学平衡状态的判断、化学平衡的影响因素等。C为固体，浓度视为常数，不能用C的浓度变化表示反应速率，A项错误；根据化学方程式可知，当时，正、逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，B项错误；升高温度，可以增大活化分子百分数，正、逆反应速率均增大，C项错误；减小反应体系的体积，会增大容器内的压强，正反应为气体分子数增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，D项正确。3.答案：C解析：本题考查恒温恒容条件下的等效平衡规律及应用。恒温恒容条件下，甲与乙中起始投料比均为，甲等效为在乙的基础上增大压强，平衡向正反应方向移动，A和B的转化率增大，将丙中投料全部换算为反应物，则为=2mol，=1mol，与甲为等效平衡。甲与丙为等效平衡，平衡时各组分的物质的量相等，则压强：，甲的投料量为乙的2倍，平衡正向移动会导致压强减小，则<，故，A项错误；甲与丙为等效平衡，则C的质量：，甲的投料量为乙的2倍，平衡正向移动会导致生成C的质量增多，则>，故，B项错误；甲、乙容器中，A、B起始物质的量之比等于化学计量数之比，与之比为2:1，丙为分解反应，生成的与之比为2:1，故，C项正确；甲和丙是从不同的方向建立起的等效平衡，当反应物转化率均为50%时，反应放出或吸收热量的数值相等，但该反应物的转化率不一定是50%，所以和不一定相等，D项错误。4.答案：C解析：本题考查平衡状态的判断。达到平衡后，保持不变，故①不能说明时刻反应达到平衡状态，错误；在绝热容器中进行该放热反应时，随着反应进行，容器内温度会升高，温度升高导致平衡常数减小，则保持不变时，可以证明反应达到了平衡状态，②正确；根据方程式分析，反应中CO和的物质的量变化量之比应该为1:1，与图像不符，③错误；随着反应的进行，逐渐减小，当不再变化时，可以证明反应达到了平衡状态，④正确；在绝热容器中进行该放热反应时，容器内温度会随着反应的进行而升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化，⑤正确；只与反应体系的始态和终态有关，与是否达到平衡无关，不能用的变化判断反应是否达到了平衡状态，⑥错误，故C项正确。5.答案：B解析：本题考查恒温恒容条件下的等效平衡规律及应用。若，将生成物全部换算成反应物时，容器Ⅱ中投料量等于容器Ⅰ中的2倍，则相当于增大压强，平衡正向移动，，但和不一定相等，则无法判断的大小，A项错误；若=，则容器Ⅰ和Ⅲ中为等效平衡，将容器Ⅰ中的反应物换算成生成物，起始投入，达到平衡时，，ClNO的转化率，但改变温度为，容器Ⅲ中ClNO的转化率大于80%，证明平衡向吸热反应方向移动，证明>，B项正确；在恒容密闭容器Ⅰ中，达到平衡时充入氦气，气体总压强增大，但各物质浓度不发生改变，平衡不移动，C项错误；根据表格中数据可列出三段式：则，向同体积恒容密闭容器中充入时，，，反应逆向进行，D项错误。6.答案：D解析：本题考查化学平衡图像分析，涉及温度、催化剂等对化学平衡的影响。从题图可知，催化剂乙在低温下具有很强的催化活性，可以节约能源，故工业上选择催化剂乙，A正确；从题图分析可知，随着温度升高，化学平衡逆向移动，即该主反应正反应为放热反应，且正向为气体体积增大的方向，根据勒夏特列原理可知，投料比一定时，有利于提高NO平衡转化率的反应条件是降低温度、减小压强，B正确；210℃时，在乙催化剂作用下NO的转化率比M点大，所以M点NO转化率一定不是该温度下的平衡转化率，C正确；催化剂只能改变反应速率而不影响化学平衡，故相同条件下选择高效催化剂，不能提高NO的平衡转化率，D错误。7.答案：C解析：本题考查恒温恒容、恒温恒压条件下的等效平衡规律及应用。若容器Ⅱ恒温恒容，投入2molC时与容器Ⅰ中反应是等效平衡，的分解反应是吸热反应，在绝热条件下达到平衡时容器Ⅱ中温度低于容器Ⅰ，而降低温度，平衡正向移动，增大，则有；若容器Ⅲ保持恒温恒容，则容器Ⅰ和容器Ⅲ中反应是等效平衡，由于该反应的正反应是气体总分子数减小的反应，容器Ⅲ中反应达到平衡时，容器Ⅲ的体积小于2L，相当于增大压强，平衡正向移动，平衡时增大，则有，，A、B错误。容器Ⅰ和Ⅲ都是℃，反应的平衡常数相等，选择容器I进行平衡常数的计算，平衡时，、、，则有；容器Ⅱ中的分解反应是吸热反应，而容器Ⅱ是恒容绝热体系，温度降低，不利于C的分解，则容器Ⅱ中反应达到平衡时大于容器Ⅰ，则容器Ⅱ中平衡常数大于容器Ⅰ，则有，C正确。若容器Ⅱ恒温恒容，则容器Ⅰ、Ⅱ中反应达到平衡时，对应物质的物质的量相等，则有；由C项分析可知，容器Ⅱ中反应逆向进行的程度小，C的平衡转化率小于恒温时，则有，D错误。8.答案：A解析：本题考查可逆反应特点、化学平衡移动。根据反应的化学方程式可知，适当增大原料气中氨气的量可促进主反应的平衡正向移动，有利于丙烯腈的合成，根据图像信息可知<1.0时，随着的增大，曲线a上升，则曲线a表示丙烯腈的平衡产率随值的变化，A项正确；增大压强，有利于提高反应速率，但合成丙烯腈的反应是反应前后气体分子数增多的反应，增大压强，平衡逆向移动，不利于反应正向进行，B项错误；可逆反应中，反应物的转化率不可能达到100%，C项错误；据图可知，当=1.0时，丙烯腈的平衡产率最大，丙烯醛的平衡产率最小，根据合成丙烯腈的反应可知，通入氧气的体积为氨气体积的1.5倍是最佳配比，而氧气占空气体积的20%，所以原料氨气、丙烯和空气的理论最佳进料体积比为，即2:2:15，D项错误。9.答案：B

解析：本题考查化学反应速率、化学平衡的影响因素。由题可知，转化率是在相同时间内测定的，250℃之前，由于反应速率较慢，反应未能在规定时间内达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，相同时间内CO的转化率增大；250℃后，反应能在规定时间内达到平衡状态，但温度升高，平衡逆向移动，相同时间内CO的转化率减小，由此可确定正反应为放热反应，，A项正确；状态时，反应未达到平衡状态，此时，即，B项错误；正反应为气体分子数减小的反应，相同温度时增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，C项正确；状态时，反应未达到平衡状态，选择合适的催化剂，反应速率增大，相同时间内CO的转化率增大，D项正确。10.答案：AD解析：本题考查化学平衡的判断、反应速率的关系和平衡移动。由反应方程式可知反应物、生成物均为气体，反应前后气体总质量不变，但气体的总物质的量减小，则反应过程中气体平均相对分子质量不断增大，当气体平均相对分子质量不再变化时达到平衡状态，A正确；达到平衡状态时，，未达到平衡状态时二者不相等，B错误；若向容器内充入少量，能与NO反应，NO的浓度降低，化学平衡逆向移动，C错误；平衡后，向恒温恒容密闭容器中按照1:2的比例再充入和NO，等同于增大压强，平衡正向移动，D正确。11.答案：BD解析：由表格数据可知，10min时反应已达到平衡，前10minD的浓度变化量为，故，A正确；由表格数据可知，从反应开始到第一次达到平衡A、D的浓度变化量分别为，故，解得，则可逆反应的平衡常数，B错误；可逆反应：，反应前后气体体积不发生改变，因此若反应达到平衡时保持温度不变，压缩容器容积，平衡不移动，C正确；由表格数据可知，15min后，反应物浓度增大，生成物浓度减小，平衡逆向移动，正反应为吸热反应，故15min时改变的条件可以是降低温度，D错误。12.答案：C解析：A项，加入催化剂平衡不移动，错误；B项，A为固体，增加固体的量平衡不移动，错误；C项，由题图可知，增大压强，C的百分含量（C%）增大，平衡正向移动，则，正确；D项，由题图可知，升高温度，C的百分含量（C%）减小，平衡逆向移动，错误；故选C。13.答案：B解析：平衡常数只与温度有关，增大压强平衡常数不变，A错误；反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，根据化学方程式可知此时单位时间内消耗的同时生成，B正确；正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，氯气的百分含量增大，C错误；加入氯气，平衡向正反应方向移动，但氯气的转化率不升高，D错误。14.答案：B解析：加入催化剂，降低了反应的活化能，反应途径将发生改变，但不会改变，A项错误；正反应为吸热反应，升高温度，正逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，硫化氢的分解率增大，B项正确；正反应为气体体积增大的吸热反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，反应放热，使体系温度升高，C项错误；若体系恒容，加入一些后达到新平衡，平衡虽然向逆反应方向移动，但不能抵消氢气浓度的增大，达到新平衡后浓度仍将增大，D项错误。15.答案：Ⅰ.（1）隔板K和活塞F不再移动（2）（3）4Ⅱ.（1）（2）解析：Ⅰ.（1）甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动，说明甲、乙都是恒压容器。反应的正反应为气体分子总数减小的反应，建立平衡的过程中气体物质的量发生变化，气体体积发生变化，隔板K和活塞F移动，平衡时气体的物质的量不再变化，隔板K和活塞F不再移动。故根据隔板K和活塞F不再移动可判断甲、乙都已经达到平衡状态。（2）采用极限法，若甲中A和B不反应，则隔板K停留在0刻度若甲中A和B完全反应，则生成2molC，根据恒温恒压下气体体积之比等于气体物质的量之比，则有，解得，则隔板K停留在左侧刻度2处，由于该反应为可逆反应，反应不能进行到底，则的取值范围是。（3）若达到平衡时，隔板K最终停留在左侧刻度1处，设平衡时转化的B的物质的量为，则列三段式进行计算：根据恒温恒压下气体的体积之比等于其物质的量之比可得关系式：，解得，则平衡时A、B、C的物质的量次为1mol、0.5mol、1mol，平衡时甲的容积为2L，则A、B、C的物质的量浓度依次为、、，化学平衡常数。Ⅱ.（1）乙中平衡的建立可理解为先在与甲容器等容积的乙容器中加入2molC达到平衡，维持温度和容器容积不变再充入1molHe。乙中加入2molC，采用“一边倒”法换算后得2molA和1molB，即可得在恒温恒容条件下，甲中加入2molA和1molB与乙中加入2molC时达到的平衡互为等效平衡，平衡时测得甲中A的转化率为，即若不充入He，乙中C的转化率为；在恒温恒容条件下，达到平衡后再向乙中充入1molHe，由于各物质的浓度没有发生变化，平衡不移动，乙中C的转化率仍为。（2）在恒温恒容容器中，气体压强之比等于其物质的量之比。采用极限法，若甲中A和B没有反应，则甲中气体的总物质的量为3mol，乙和甲互为等效平衡，则乙中气体总物质的量为3mol+lmol（1mol为He）=4mol，此时乙、甲两容器中的压强比；若甲中A和B完全反应，则反应后甲中气体总物质的量为2mol，乙和甲互为等效平衡，则乙中气体总物质的量为2mol+1mol（1mol为He）=3mol，此时乙、甲两容器中的压强比；则乙、甲两容器中的压强比的取值范围是。16.答案：C解析：A项，从题图中可以看出，的产率随温度升高而减小，说明合成的反应为放热反应，故，CO的产率随温度升高而增大，副反应为吸热反应，故，正确；B项，增大压强，物质的浓度增大，反应速率加快，故可以缩短合成反应达到平衡所需的时间，正确；C项，生产过程中，温度升高，合成的反应平衡逆向移动，导致产率减小，同时副反应平衡正向移动，故温度越高，越不利于提高的产率，错误；D项，根据合成反应的化学方程式可知，是气体，故该反应的平衡常数表达式是，正确。17.答案：（1）①；高于300℃时，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，的平衡转化率增大；d（2）①将产物或液化移去、降低温度②c解析：（1）本题考查化学平衡图像分析和化学平衡调控。由于反应Ⅰ正反应为放热反应，反应Ⅱ正反应为吸热反应，故升高温度，平衡Ⅰ逆向移动，平衡Ⅱ正向移动，则选择性下降，故选择性对应曲线①：300℃之前，以反应Ⅰ为主，反应Ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，的平衡转化率减小，温度高于300℃时，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，的平衡转化率增大；促进反应Ⅰ平衡正向移动，可同时提高平衡转化率和选择性，反应Ⅰ的正反应为气体体积减小的放热反应，故可采取低温、高压的条件，故选d。（2）①由公式知与温度成反比，则该反应正向为放热反应，故降温可促进平衡正向移动，提高平衡产率，另外将产物或液化移去也可促进平衡正向移动，提高平衡产率，因此可采取的措施为将产物或液化移去、降低温度。②