2020届高考化学一轮复习化学平衡状态　化学平衡移动作业 9页

课时达标作业22　化学平衡状态　化学平衡移动 基础题 ‎1.在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时，表明反应A(s)＋3B(g)‎2C(g)＋D(g)已达平衡状态的是(　　)‎ ‎①混合气体的压强　②混合气体的密度　③B的物质的量浓度　④气体的总物质的量　⑤混合气体的平均相对分子质量 A．①②③ B．②③⑤‎ C．①③⑤ D．①④⑤‎ 解析：A为固体，反应前后气体分子数不变，无论是否平衡，混合气体的压强，气体的总物质的量均不变，即①④不能作为判断反应是否达到平衡的标志，②③⑤中各量不变时，可判断反应达到平衡状态。‎ 答案：B ‎2．在‎1 L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是(　　)‎ A．c(N2)：c(H2)：c(NH3)＝1：3：2‎ B．一个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成 C．其他条件不变时，混合气体的密度不再改变 D．v正(N2)＝2v逆(NH3)‎ 解析：c(N2)：c(H2)：c(NH3)＝1：3：2等于化学方程式的计量数之比，但没有说明各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，故A错误；一个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成，能说明正逆反应速率是相等的，达到了平衡，故B正确；混合气体的密度ρ＝，质量在反应前后是守恒的，体积不变，密度始终不变，所以密度不变的状态不一定是平衡状态，故C错误；v正(N2)＝2v逆(NH3)时，正逆反应速率不相等，未达到平衡，故D错误。‎ 答案：B ‎3．炼铁高炉中冶炼铁的反应为Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)，下列说法正确的是(　　)‎ A．升高温度，反应速率减慢 B．当反应达到化学平衡时，v(正)＝v(逆)＝0‎ C．提高炼铁高炉的高度可减少尾气中CO的浓度 D．某温度下达到平衡时，CO的体积分数基本不变 解析：A项，升高温度，反应速率加快，错误；B项，当反应达到化学平衡时，是动态平衡，v(正)＝v(逆)≠0，错误；C项，提高炼铁高炉的高度不能减少尾气中CO的浓度，错误；D项，某温度下达到平衡时，各物质浓度不变，CO的体积分数基本不变，正确。‎ 答案：D ‎4．在恒温、恒容下，有反应‎2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)，现从两条途径分别建立平衡。途径Ⅰ：A、B的起始浓度均为2 mol·L－1；途径Ⅱ：C、D的起始浓度分别为2 mol·L－1和6 mol·L－1。以下叙述正确的是(　　)‎ A．达到平衡时，途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率 B．达到平衡时，途径Ⅰ所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强 C．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量相同 D．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量不相同 解析：反应2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)可知，反应前后气体的化学计量数相等，压强对平衡移动没有影响，当满足Ⅱ所加物质完全转化为A、B时，与Ⅰ物质的量比值相等。Ⅱ途径达到平衡时浓度大，压强大，反应速率应较大，A错误；Ⅱ途径达到平衡时浓度大，压强大，反应速率应较大，故B错误；Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到相同平衡状态，体系内混合气的百分组成相同，C正确；两种途径平衡状态相同，各物质的含量相同，则体系内混合气的百分组成相同，D错误。‎ 答案：C ‎5．将4.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反应：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)。达到平衡时，PCl5为0.80 mol，如果此时移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是(　　)‎ A．0.8 mol B．0.4 mol C．小于0.4 mol D．大于0.4 mol，小于0.8 mol 解析：反应达到平衡后，此时移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，若不考虑平衡移动，则此时PCl5的物质的量为0.4 mol；移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2后，相当于减小压强，故平衡向逆反应方向移动，所以再次达到平衡时PCl5的物质的量小于0.4 mol，C项正确。‎ 答案：C ‎6．已知反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0。在一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．升高温度，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．充入一定量的氮气，n(H2)不变 答案：D ‎7．在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s)　ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．容器内气体压强增大 B．吸收y mol H2只需1 mol MHx C．若降温，该反应的平衡常数增大 D．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)>v(吸氢)‎ 解析：MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s)　ΔH<0，该反应属于气体的物质的量发生减小的反应。A.平衡时气体的物质的量不变，压强不变，错误；B.该反应为可逆反应，吸收y mol H2需要大于1 mol MHx，错误；C.因为该反应正反应方向为放热反应，降温时该反应将向正反应方向移动，反应的平衡常数将增大，正确；D.向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，v(放氢)0，A、D项错误；温度越高，平衡常数越大，故b点的平衡常数最大，C项错误；图中曲线为等压线，p(b)＝p(c)，在同一温度下，压强增大，平衡逆向移动，即p(a)c2，A项错误；若x＝4，则反应前后气体分子数相等，由于起始时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等，故w3不可能等于w1，B项错误；起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，两容器的容积相等，故恒有2ρ1＝ρ2‎ ‎，C项正确；起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍，故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短，D项错误。‎ 答案：C 能力题 ‎12.铁的氧化物可用于脱除煤气中的H2S，反应原理如下：Fe3O4(s)＋3H2S(g)＋H2(g)3FeS(s)＋4H2O(g)①‎ Fe2O3(s)＋2H2S(g)＋H2(g)2FeS(s)＋3H2O(g)②‎ FeO(s)＋H2S(g)FeS(s)＋H2O(g)③‎ 温度与平衡常数的关系如图所示，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．上述反应均为吸热反应 B．压强越大，H2S脱除率越高 C．温度越高，H2S脱除率越高 D．相同温度、相同物质的量的三种铁的氧化物中，Fe3O4脱除H2S的效果最好 解析：温度越高，平衡常数越小，说明正反应为放热反应，温度越高，H2S的脱除率越低，A、C两项错误；上述3个反应均是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，B项错误。‎ 答案：D ‎13．将0.40 mol N2O4气体充入‎2 L固定容积的密闭容器中发生如下反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH。在T‎1 ℃‎和T‎2 ℃‎时，测得NO2的物质的量随时间变化如图所示：‎ ‎(1)T‎1 ℃‎时，40 s～80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________ mol·L－1·s－1。‎ ‎(2)ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎(3)改变条件重新达到平衡时，要使的比值变小，可采取的措施有________(填字母)。‎ a．增大N2O4的起始浓度 b．升高温度 c．向混合气体中通入NO2‎ d．使用高效催化剂 解析：(1)T1 ℃时，40 s～80 s内二氧化氮的物质的量从0.40 mol变为0.60 mol，则用二氧化氮表示该时间段的平均反应速率为v(NO2)＝＝0.002 5 mol·L－1·s－1，化学反应速率与化学计量数成正比，则v(N2O4)＝v(NO2)＝0.001 25 mol·L－1·s－1。‎ ‎(2)根据图像曲线变化可知，T‎1 ℃‎时反应速率大于T‎2 ℃‎，则温度大小为T‎1 ℃‎>T‎2 ℃‎，而在T‎2 ℃‎达到平衡时二氧化氮的物质的量小于T‎1 ℃‎，说明升高温度，平衡向着正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH>0。‎ ‎(3)a.增大N2O4的起始浓度，相当于增大了压强，平衡逆向移动，则的比值变小，故a正确；b.该反应为吸热反应，升高温度，平衡向着正向移动，则二氧化氮浓度增大、四氧化二氮浓度减小，故该比值增大，故b错误；c.向混合气体中通入NO2，相当于增大了压强，平衡逆向移动，二氧化氮浓度减小、四氧化二氮浓度增大，该比值减小，故c正确；d.使用高效催化剂，对化学平衡不影响，则该比值不变，故d错误。‎ 答案：(1)0.001 25　(2)>　(3)ac ‎14．丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：‎ ‎(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：‎ ‎①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1‎ 已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g) ‎ ΔH2＝－119 kJ·mol－1‎ ‎③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)‎ ΔH3＝－242 kJ·mol－1‎ 反应①的ΔH1为________kJ·mol－1。图(a)是反应①‎ 平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x__________0．1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是______(填标号)。‎ A．升高温度　B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强 图(a)‎ ‎　图(b)‎ 图(c)‎ ‎(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_______________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在‎590 ℃‎之前随温度升高而增大的原因可能是__________________、____________________；‎590 ℃‎之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________________________________________________。‎ 解析：(1)根据盖斯定律，用②式－③式可得①式，因此ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ/mol＋242 kJ/mol＝＋123 kJ/mol。由a图可以看出，温度相同时，由0.1 MPa变化到xMPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，所以x的压强更小，x<0.1。由于反应①‎ 为吸热反应，所以温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，因此A正确、B错误。反应①正向进行时体积增大，加压时平衡逆向移动，丁烯的平衡产率减小，因此C错误，D正确。‎ ‎(2)反应初期，H2可以活化催化剂，进料气中n(氢气)/n(丁烷)较小，丁烷浓度大，反应向正反应方向进行的程度大，丁烯产率升高；然后进料气中n(氢气)/n(丁烷)增大，原料中过量的H2会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯产率下降。‎ ‎(3)‎590 ℃‎之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应①是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过‎590 ℃‎时，由于丁烷高温会裂解生成短链烃类，所以参加反应①的丁烷也就相应减小。‎ 答案：(1)＋123　小于　AD ‎(2)原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯产率下降 ‎(3)‎590 ℃‎前升高温度，反应①平衡正向移动　升高温度时，反应速率加快，单位时间产生丁烯更多　温度高于‎590 ℃‎时则有更多的C4H10裂解导致产率降低