（通用版）2020版高考化學一輪復習 跟蹤檢測（二十）化學平衡狀態(tài) 化學平衡移動（含解析）.doc

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跟蹤檢測（二十） 化學平衡狀態(tài) 化學平衡移動 1．在1 L定容的密閉容器中，可以證明可逆反應N2＋3H22NH3已達到平衡狀態(tài)的是(　　) A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 B．1個N≡N斷裂的同時，有3個H—H生成 C．其他條件不變時，混合氣體的密度不再改變 D．v正(N2)＝2v逆(NH3) 解析：選B　c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，等于化學方程式中各物質的計量數之比，但不能說明各物質的濃度不變，不一定為平衡狀態(tài)，A錯誤；1個N≡N斷裂的同時，有3個H—H生成，說明正、逆反應速率相等，反應達到了平衡，B正確；混合氣體的密度ρ＝，質量在反應前后是守恒的，體積不變，密度始終不變，所以密度不變的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)，C錯誤；v正(N2)＝2v逆(NH3)時，正、逆反應速率不相等，未達到平衡狀態(tài)，D錯誤。 2．反應X(g)＋Y(g) 2Z(g)　ΔH<0，達到平衡時，下列說法正確的是(　　) A．減小容器體積，平衡向右移動 B．加入催化劑，Z的產率增大 C．增大c(X)，X的轉化率增大 D．降低溫度，Y的轉化率增大 解析：選D　該反應前后氣體分子數相等，減小容器體積(加壓)平衡不發(fā)生移動，A項錯誤；加入催化劑可同時同倍數地改變正、逆反應速率，故平衡不會發(fā)生移動，Z的產率不變，B項錯誤；增大c(X)，平衡正向移動，但X的轉化率減小，C項錯誤；此反應是放熱反應，降低溫度，平衡正向移動，Y的轉化率增大，D項正確。 3．反應2X(g) 2Y(g)＋Z(g)　ΔH＝Q kJmol－1(Q>0)，達到平衡時，要使正反應速率降低，X的濃度增大，應采取的措施是(　　) A．縮小體積加壓　　　　　　　 B．擴大體積減壓 C．增加Z的濃度 D．降溫 解析：選D　縮小體積加壓，平衡逆向移動，X的濃度增大，但正反應速率也增大，A錯誤；擴大體積減壓，平衡正向移動，正反應速率減小，但X的濃度也減小，B錯誤；增加Z的濃度，平衡逆向移動，X的濃度增大，但正反應速率也增大，C錯誤；降溫，正反應速率降低，平衡逆向移動，X的濃度增大，D正確。 4.對可逆反應：A(g)＋B(s) C(s)＋D(g)　ΔH>0。如圖所示為正、逆反應速率(v)與時間(t)關系的示意圖，如果在t1時刻改變條件：①加入A；②加入催化劑；③加壓；④升溫；⑤減少C，符合圖示條件的是(　　) A．②③ B．①② C．③④ D．④⑤ 解析：選A　加入A，因為A為氣體，因此加入A平衡向正反應方向移動，v正>v逆，故①錯誤；催化劑對化學平衡無影響，只加快反應速率，故②正確；反應前后氣體分子數相等，因此加壓平衡不移動，化學反應速率增大，故③正確；升高溫度，反應速率加快，平衡向正反應方向移動，故④錯誤；C為固體，濃度視為常數，對化學平衡移動無影響，對化學反應速率無影響，故⑤錯誤。 5．(雙選)(2017海南高考)已知反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。在一定溫度和壓強下于密閉容器中，反應達到平衡。下列敘述正確的是(　　) A．升高溫度，K減小 B．減小壓強，n(CO2)增加 C．更換高效催化劑，α(CO)增大 D．充入一定量的氮氣，n(H2)不變 解析：選AD　此反應的正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，即升高溫度，K值減小，故A正確；此反應為反應前后體積不變的反應，因此減小壓強，平衡不移動，即 n(CO2)不變，故B錯誤；催化劑對化學平衡移動無影響，因此CO的轉化率不變，故C錯誤；N2為惰性氣體不參與反應，對平衡無影響，n(H2)不變，故D正確。 6．一定條件下，通過下列反應可以制備特種陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g) MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)　ΔH>0，該反應在某密閉容器中達到平衡。下列分析正確的是(　　) A．恒溫恒容時，充入CO氣體，達到新平衡時增大 B．容積不變時，升高溫度，混合氣體的平均相對分子質量減小 C．恒溫恒容時，分離出部分SO2氣體可提高MgSO4的轉化率 D．恒溫時，增大壓強，平衡逆向移動，平衡常數減小 解析：選C　恒溫恒容時，充入CO氣體，由于反應物中只有CO為氣體，相當于加壓，平衡向逆反應方向移動，達到新平衡時減小，故A錯誤；正反應是吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向進行，CO2和SO2的相對分子質量均比CO大，因此混合氣體的平均相對分子質量增大，故B錯誤；分離出SO2，減小生成物的濃度，平衡向正反應方向移動，MgSO4消耗量增大，即轉化率增大，故C正確；化學平衡常數只受溫度的影響，溫度不變，化學平衡常數不變，故D錯誤。 7.在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應：2X(g) Y(g)，T1、T2溫度下X的物質的量濃度c(X)隨時間t的變化如圖所示，下列敘述正確的是(　　) A．該反應進行到M點放出的熱量大于進行到W點放出的熱量 B．T2溫度下，在0～t1時間內，v(Y)＝ molL－1min－1 C．M點的正反應速率v正大于N點的逆反應速率v逆 D．M點時再加入一定量的X，平衡后X的轉化率減小 解析：選C　由圖可知，T1時反應先達到平衡狀態(tài)，則有T1>T2，而溫度越高，平衡時c(X)的值越大，說明溫度升高，平衡逆向移動，則有ΔH<0；M、W兩點對應的反應均達到了相應溫度下的平衡狀態(tài)，且T1溫度下的Δc(X)小于T2溫度下的Δc(X)，故M點放出的熱量小于W點，A錯誤；由圖可知，T2溫度下，在0～t1時間內，v(X)＝ molL－1min－1，則有v(Y)＝v(X)＝ molL－1min－1，B錯誤；M點溫度高于N點溫度，故M點的正反應速率v正大于N點的正反應速率v正，又因為N點時的v正>v逆，所以M點的正反應速率v正大于N點的逆反應速率v逆，C正確；M點時再加入一定量的X，與縮小容器的體積達到的平衡等效，則平衡后X的轉化率增大，D錯誤。 8.已知：(HF)2(g) 2HF(g)　ΔH>0，平衡體系的總質量m(總)與總物質的量n(總)之比在不同溫度下隨壓強的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．溫度：T1v(a) D．當＝30 gmol－1時，n(HF)∶n[(HF)2]＝2∶1 解析：選C　平衡體系的總質量m(總)與總物質的量n(總)之比即為混合氣體的平均摩爾質量，壓強一定時，升高溫度，(HF)2(g) 2HF(g)正向移動，n(總)增大，由于m(總)不變， 則減小，由圖可知，溫度：T1>T2，A錯誤；平衡常數K隨溫度變化而發(fā)生變化，與壓強大小無關，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數K增大，故平衡常數關系為K(a)＝K(c)T2，溫度升高，反應速率加快，故反應速率：v(b)>v(a)，C正確； n(HF)∶n[(HF)2]＝2∶1時，混合氣體中＝≈26.7 gmol－1，D錯誤。 9．某化學科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對化學平衡的影響，得到如圖所示變化規(guī)律(圖中p表示壓強，T表示溫度，n表示物質的量)。根據圖示規(guī)律判斷，下列結論正確的是(　　) A．反應Ⅰ：ΔH＞0，p2＞p1 B．反應Ⅱ：ΔH＜0，T1＜T2 C．反應Ⅲ：ΔH＞0，T2＞T1或ΔH＜0，T2＜T1 D．反應Ⅳ：ΔH＜0，T2＞T1 解析：選C　反應Ⅰ中溫度升高，X的平衡轉化率降低，說明平衡向逆反應方向移動，故正反應是放熱反應，ΔH＜0，壓強增大平衡向正反應方向移動，X的轉化率升高，故p2＞p1，A錯誤；反應Ⅱ中T1溫度下反應先達到平衡，說明T1＞T2，溫度降低，n(Z)增大，說明平衡向正反應方向移動，故正反應是放熱反應，ΔH＜0，B錯誤；反應Ⅳ中，若T2＞T1，則溫度升高，X的平衡轉化率增大，說明平衡向正反應方向移動，正反應是吸熱反應，ΔH＞0，D錯誤。 10．反應aM(g)＋bN(g) cP(g)＋dQ(g)達到平衡時，M的體積分數y(M)與反應條件的關系如圖所示。其中z表示反應開始時N的物質的量與M的物質的量之比。下列說法正確的是(　　) A．同溫同壓同z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分數增加 B．同壓同z時，升高溫度，平衡時Q的體積分數增加 C．同溫同z時，增加壓強，平衡時Q的體積分數增加 D．同溫同壓時，增加z，平衡時Q的體積分數增加 解析：選B　可逆反應中，催化劑只能改變化學反應速率，A錯誤；由題給圖像可知，M的體積分數隨著溫度升高而降低，即溫度升高，平衡右移，故平衡時生成物Q的體積分數增加，B正確；由題給圖像可知，同為650 ℃、z＝2.0，壓強為1.4 MPa時，y(M)＝30%，而壓強為2.1 MPa時，y(M)＝35%，即增大壓強，平衡左移，故平衡時Q的體積分數減小，C錯誤；由題給圖像可知，同溫同壓時，若N的物質的量增加，而M的物質的量不變，則盡管z越大，y(M)減小，平衡右移，但Q增加的物質的量遠小于加入的N的物質的量，此時Q的體積分數減小，D錯誤。 11．一定條件下，向一容積固定的密閉容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，發(fā)生2SO2＋O22SO3　ΔH<0，一段時間后達到平衡，SO2、O2、SO3的物質的量分別為a mol、b mol、c mol，按要求回答下列問題。 (1)平衡后，通入2 mol SO2，則SO2的轉化率________，O2的轉化率________。(填“增大”“減小”或“不變”，下同) (2)平衡后，通入2 mol SO2、1 mol O2，則SO2的轉化率________，O2的轉化率_______，SO2的百分含量_______，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。 (3)平衡后，通入a mol SO2、b mol O2、c mol SO3，則SO2的轉化率________，O2的轉化率________，SO2的百分含量________，O2的百分含量_______，SO3的百分含量________。 (4)平衡后，通入2 mol SO3，則平衡向________(填“正反應”或“逆反應”)方向移動，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。 (5)平衡后，升溫，則SO2轉化率________，O2的轉化率_______，SO2的百分含量_______，O2的百分含量______，SO3的百分含量________。 答案：(1)減小　增大　(2)增大　增大　減小　減小　增大　(3)增大　增大　減小　減小　增大　(4)逆反應　減小　減小　增大　(5)減小　減小　增大　增大　減小 12．(2017全國卷Ⅱ)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}： (1)正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學方程式如下：①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1 已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g) ΔH2＝－119 kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH3＝－242 kJmol－1 反應①的ΔH1為________ kJmol－1。圖(a)是反應①平衡轉化率與反應溫度及壓強的關系圖，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產率提高，應采取的措施是________(填標號)。 A．升高溫度　　　　　　 B．降低溫度 C．增大壓強 D．降低壓強 (2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關系。圖中曲線呈現先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是____________________。 (3)圖(c)為反應產率和反應溫度的關系曲線，副產物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產率在590 ℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是________________________、________________________；590 ℃之后，丁烯產率快速降低的主要原因可能是___________ __________________________________。 解析：(1)根據蓋斯定律，可得①＝②－③，則ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJmol－1＋242 kJmol－1＝123 kJmol－1。反應①為氣體總體積增大的反應，在溫度相同時降低壓強有利于提高平衡轉化率，故x<0.1。反應①為吸熱反應，升高溫度有利于平衡正向移動，A項正確；降低壓強平衡向氣體總體積增大的方向移動，D項正確。(2)結合圖(b)可看出隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，丁烯產率先升高后降低，這是因為氫氣是生成物，當n(氫氣)/n(丁烷) 逐漸增大時，逆反應速率加快，故丁烯的產率逐漸降低。(3)在590 ℃之前隨溫度升高丁烯產率逐漸增大，這是因為溫度升高不僅能加快反應速率，還能促使平衡正向移動；但溫度高于590 ℃時，丁烯高溫裂解生成短鏈烴類，導致丁烯產率快速降低。 答案：(1)123　小于　AD　(2)氫氣是產物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應速率增大 (3)升高溫度有利于反應向吸熱方向進行　溫度升高反應速率加快　丁烯高溫裂解生成短鏈烴類 13．(2019濟南模擬)綠水青山就是金山銀山，我國科研人員在探究如何降低大氣中氮氧化物與碳氧化物的含量方面做出了巨大貢獻，并取得了顯著的成績。 (1)下列關于氮氧化物與碳氧化物的說法中正確的是________(填標號)。 A．CO2、NO2均屬于酸性氧化物 B．NO、CO均不能用排空氣法收集 C．除去NO中混有的NO2的方法是將混合氣體通入足量氫氧化鈉溶液中 D．除去CO中混有的CO2的方法是將混合氣體通入足量氫氧化鈉溶液中 (2)已知： N2(g)＋O2(g) 2NO(g)　ΔH1＝＋180.5 kJmol－1； CO(g) C(s)＋O2(g)　ΔH2＝＋110.5 kJmol－1； C(s)＋O2(g) CO2(g)　ΔH3＝－393.5 kJmol－1。 則反應2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝____________。 (3)反應2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)可用于凈化汽車尾氣，已知570 K時該反應的反應速率極慢，平衡常數極大。由此可知，提高尾氣凈化效率的最佳途徑是______________________；若要凈化汽車尾氣的同時提高該反應的反應速率和NO的轉化率，且只改變一個反應條件，則應采取的措施是________________。 (4)某科研小組根據反應2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)來探究起始反應物的碳氮比對污染物 去除率的影響。T ℃時，向體積為1 L的恒容密閉容器中充入總物質的量為4 mol的NO和CO混合氣體，并加入一定量的固體催化劑進行反應，實驗測得平衡體系中氣體組分的轉化率和氮氣的體積分數的變化如圖所示。 ①根據圖像推測曲線轉化率1表示的是________(填“CO”或“NO”)。 ②A點時，＝________，此時反應的平衡常數K＝________。 (5)煤炭在O2/CO2的氣氛中燃燒會產生CO，有人提出，可以設計反應2CO(g)===2C(s)＋O2(g)來消除CO的污染。該提議____________(填“可行”或“不可行”)，理由是________________________________________________。 解析：(1)A項，CO2屬于酸性氧化物，NO2與水反應生成硝酸和NO，不屬于酸性氧化物，錯誤；B項，NO能與O2反應，CO的密度與空氣的密度接近，均不能用排空氣法收集，正確；C項，NO、NO2都能和氫氧化鈉反應，除去NO中混有的NO2的方法是將混合氣體通入水中，錯誤；D項，除去CO中混有的CO2的方法是將混合氣體通入足量氫氧化鈉溶液中，CO2與氫氧化鈉反應而CO不反應，正確。(2)將已知三個反應依次編號為①、②、③，根據蓋斯定律，由②2－①＋2③得反應2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝2ΔH2－ΔH1＋2ΔH3＝2110.5 kJmol－1－180.5 kJmol－1－2393.5 kJmol－1＝－746.5 kJmol－1。(3)研制高效催化劑可提高反應速率，解決反應極慢的問題，有利于尾氣的轉化；增大壓強，化學反應速率加快，化學平衡向氣體體積減小的方向移動，即正反應方向，NO的轉化率增大。(4)①起始反應物的碳氮比越大，NO的轉化率越大，根據圖像推測曲線轉化率1表示的是NO。②反應2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)中NO和CO的化學計量數相等，A點時，兩者的轉化率相等，均為80%，故＝1，此時各物質的濃度分別為0.4 molL－1、0.4 molL－1、0.8 molL－1、1.6 molL－1，反應的平衡常數K＝＝80。(5)設計反應2CO(g)===2C(s)＋O2(g)來消除CO的污染的提議不可行，理由是該反應ΔH>0、ΔS<0，則ΔH－TΔS>0，該反應在任何情況下都不能自發(fā)進行。 答案：(1)BD　(2)－746.5 kJmol－1 (3)研制高效催化劑　增大壓強　(4)①NO?、?　80 (5)不可行　該反應ΔH>0、ΔS<0，則ΔH－TΔS>0，該反應在任何情況下都不能自發(fā)進行