2023届人教版高考化学新教材一轮复习第七单元化学反应速率和化学平衡课时规范练21化学平衡状态化学平衡的移动（Word版带解析）

课时规范练21　化学平衡状态　化学平衡的移动基础巩固1.(2020黑龙江大庆一中月考)下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是(　　)A.光照新制的氯水时,溶液的pH逐渐减小B.加催化剂,使N2和H2在一定条件下转化为NH3C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气D.增大压强,有利于SO2和O2反应生成SO32.(2020广东广州模拟)在1L定容的密闭容器中,可以证明可逆反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是(　　)A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2B.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)3.在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g)。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是(　　)A.Z为0.3mol·L-1　　　　B.Y2为0.4mol·L-1C.X2为0.2mol·L-1D.Z为0.4mol·L-14.天然气与二氧化碳在一定条件下反应制备合成气(CO+H2)的原理是CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH>0。该反应达到平衡之后,为了提高CH4的转化率,下列措施正确的是(　　)A.增大压强B.升高温度C.增大CO浓度D.更换高效催化剂5.(2020安徽蚌埠第二中学月考)在密闭容器中,反应aA(g)bB(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器容积增加1倍,当达到新平衡时,B的浓度是原来的60%,下列说法正确的是(　　)A.平衡向正反应方向移动了B.物质A的转化率减小了C.物质B的质量分数不变D.a>b6.(2020山东济宁模拟)将0.2mol·L-1的KI溶液和0.05mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液等体积混合充分反应后,取混合溶液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2的是(　　)A.向混合溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红色B.向混合溶液中滴入AgNO3溶液,有黄色沉淀生成C.向混合溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成D.向混合溶液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝色7.在一定条件下,可逆反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0达到平衡,当分别改变下列条件时,请填空:(1)保持容器容积不变,通入一定量NO2,则达到平衡时NO2的百分含量　　　　(填“增大”“减小”或“不变”,下同);保持容器容积不变,通入一定量N2O4,则达到平衡时NO2的百分含量　　　　。 (2)保持压强不变,通入一定量NO2,则达到平衡时NO2的百分含量　　　　　　　;\n保持压强不变,通入一定量N2O4,则达到平衡时NO2的百分含量　　　　。 (3)保持容器容积不变,通入一定量氖气,则达到平衡时NO2的转化率　　　　;保持压强不变,通入氖气使体系的容积增大一倍,则达到平衡时NO2的转化率　　　　　。 能力提升8.(双选)(2020河北衡水模拟)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的浓度变化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c(H2)比M点小9.(2020河北正定中学月考)对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)　ΔH,同时符合下列两图中各曲线的是(　　)A.a+b>c+d　T1>T2　ΔH>0B.a+b>c+d　T1<T2　ΔH<0C.a+b<c+d　T1>T2　ΔH>0D.a+b<c+d　T1<T2　ΔH<010.(双选)(2020山东烟台期末)I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)(aq)　ΔH。某I2和KI的混合溶液中,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<K2\nC.若反应进行到状态D时,一定有v(正)>v(逆)D.状态A与状态B相比,状态A的c()大11.工业生产硝酸的第一步反应为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH。(1)该反应在任何温度下都能自发进行,推知ΔH　　　　　　　0(填“>”“<”或“=”);在常温下,NH3和O2能大量共存,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)恒温条件下,在1L恒容密闭容器中充入NH3、O2,容器内各物质的物质的量与时间的关系如下表所示:时间/min物质的量/moln(NH3)n(O2)n(H2O)02.002.250第2mina2.000.30第4min1.601.750.60第6minb1.001.50第8minc1.001.50①0~2min内的反应速率v(NO)=　　　　　　。 ②在该温度下平衡常数K=　　　　　　。 ③下列措施能提高氨气转化率的是　　　　　　。 A.向容器中按原比例再充入原料气B.通入一定量空气C.改变反应的催化剂D.向容器中充入一定量氩气12.(1)工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH。在温度为T1和T2时,分别将0.40molCH4和1.0molNO2充入体积为1L的密闭容器中,n(CH4)随反应时间的变化如图所示。①根据图判断该反应的ΔH　　　　(填“>”“<”或“=”)0,理由是　。 ②温度为T1时,0~10min内NO2的平均反应速率v(NO2)=　　　　　　　　　　　　。 ③该反应达到平衡后,为了在提高反应速率的同时提高NO2的转化率,可采取的措施有　　　　(填标号)。 A.改用高效催化剂B.升高温度\nC.缩小容器的体积D.增加CH4的浓度(2)为了模拟反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在催化转化器内的工作情况,控制一定条件,让反应在恒容密闭容器中进行,用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表所示:时间/s012345c(NO)/(10-4mol·L-1)10.04.502.501.501.001.00c(CO)/(10-3mol·L-1)3.603.052.852.752.702.70①前2s内的平均反应速率v(N2)=　　　　　　,此温度下,该反应的平衡常数K=　　　　。 ②能说明上述反应达到平衡状态的是　　　　。 A.n(CO2)=2n(N2)B.混合气体的平均相对分子质量不变C.气体密度不变D.容器内气体压强不变③当NO与CO浓度相等时,体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,则NO的平衡转化率随温度升高而减小的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　,图中压强p1、p2、p3的大小顺序为　　　　　。 拓展深化13.(2020河北衡水联考)S2Cl2和SCl2均为重要的化工原料。已知:Ⅰ.S2(l)+Cl2(g)S2Cl2(g)　ΔH1Ⅱ.S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)　ΔH2Ⅲ.相关化学键的键能如下表所示:化学键S—SS—ClCl—Cl键能/(kJ·mol-1)abc请回答下列问题:(1)若反应Ⅱ正反应的活化能E1=dkJ·mol-1,则逆反应的活化能E2=　　　　　　kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。 (2)一定压强下,向10L密闭容器中充入1molS2Cl2和1molCl2发生反应Ⅱ。反应过程中Cl2与SCl2的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示。\n①A、B、C、D四点对应状态下,达到平衡状态的有　　　　　　(填序号),理由为　　　　　　　　　　　　　　　。 ②ΔH2　　　　　　(填“>”“<”或“=”)0。 (3)已知ΔH1<0。向恒容绝热的容器中加入一定量的S2(l)和Cl2(g),发生反应Ⅰ,5min时达到平衡,则3min时容器内气体压强　　　　　　(填“>”“<”或“=”)5min时的压强。 (4)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,达到平衡后缩小容器容积,重新达到平衡后,Cl2的平衡转化率　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”),理由为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 课时规范练21　化学平衡状态　化学平衡的移动1.B　氯水中存在化学平衡Cl2+H2OHCl+HClO,光照使氯水中的次氯酸分解,次氯酸浓度减小,使得平衡向右移动,氢离子浓度变大,溶液的pH减小,能用化学平衡移动原理解释,A项不符合题意;催化剂改变反应速率,不改变化学平衡,不能用化学平衡移动原理解释,B项符合题意;浓氨水中加入氢氧化钠固体,氢氧根离子浓度增大,氢氧化钠固体溶解放热,使一水合氨分解生成氨气,化学平衡NH3+H2ONH3·H2ON+OH-逆向进行,能用化学平衡移动原理解释,C项不符合题意;增大压强,平衡2SO2+O22SO3向正反应方向移动,能用化学平衡移动原理解释,D项不符合题意。2.B　c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2,即各物质的浓度等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,但不能说明各物质的浓度不变,不一定为平衡状态,A项错误;一个N≡N断裂的同时,有3个H—H生成,说明正、逆反应速率相等,反应达到了平衡,B项正确;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,C项错误;v正(N2)=2v逆(NH3)时,正、逆反应速率不相等,未达到平衡状态,D项错误。3.A　运用极端转化法可确定平衡体系中各物质的浓度范围:0<c(X2)<0.2mol·L-1,0.2mol·L-1<c(Y2)<0.4mol·L-1,0<c(Z)<0.4mol·L-1。4.B　增大压强,平衡左移,甲烷转化率降低,A项错误;升高温度,平衡右移,甲烷的转化率增大,B项正确;增大CO浓度,平衡左移,CH4的转化率减小,C项错误;更换催化剂,只能改变化学反应速率,平衡不移动,CH4的转化率不变,D项错误。5.A　将容器体积增加一倍,假设平衡不移动,则B的浓度是原来的50%。但最终平衡时B的浓度是原来的60%,这说明降低压强时平衡向正反应方向移动,A项正确;A的转化率增大,B项错误;B的质量分数增大,C项错误;正反应方向为气体体积增大的反应,D项错误。\n6.A　将0.2mol·L-1的KI溶液和0.05mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液等体积混合,充分反应后Fe3+完全反应,I-有剩余,若不是可逆反应,Fe3+应全部转化为Fe2+,则溶液中应无Fe3+。但是向反应后混合溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红色,证明混合溶液中含有Fe3+,该反应为可逆反应,故溶液中存在化学平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2。7.答案(1)减小　减小　(2)不变　不变　(3)不变　减小解析(1)保持容器容积不变,通入一定量NO2,则增加了NO2的浓度,所以平衡正向移动,且NO2转化率比原来大,NO2的百分含量减小;保持容器容积不变,通入一定量N2O4,则增加了N2O4的浓度,所以平衡逆向移动,但其进行的程度比原来的N2O4的转化率要小,所以NO2的百分含量减小。(2)保持压强不变,通入一定量NO2或N2O4,不影响平衡,所以NO2的百分含量不变。(3)保持容器容积不变,通入一定量氖气,此过程中各物质的物质的量浓度都没有发生改变,所以平衡不移动,NO2的转化率不变;保持压强不变,通入氖气使体系的容积增大一倍,则相当于减小压强,所以平衡向生成NO2的方向移动,所以NO2的转化率会减小。8.CD　温度升高,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的浓度变化,根据方程式的比例关系可知,曲线b为H2O的浓度变化,曲线c为C2H4的浓度变化,故A、B项正确;N点和M点均处于同一温度T1℃下,所处状态的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,c(H2)增大,反应达平衡时c(H2)比M点大,故D项错误。9.B　由左图依“先拐先平数值大”可知T1<T2,升高温度平衡时生成物浓度降低,说明平衡向逆反应方向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,则正反应放热,ΔH<0;由右图可知增大压强,两线交叉点后正反应速率大于逆反应速率,说明平衡向正反应方向移动,则a+b>c+d,故选B项。10.BC　温度升高,c(I-)逐渐增大,说明升高温度,化学平衡逆向移动。则I2(aq)+I-(aq)(aq)的ΔH<0,A项正确;K=,温度升高,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;升高温度,平衡逆向移动,c()变小,T2>T1,所以状态A的c()大,D项正确。11.答案(1)<　反应速率极小(2)①0.1mol·L-1·min-1　②11.39　③B解析(1)题给反应是熵增反应,由ΔH-TΔS<0知,ΔH<0;在常温下,氨气和氧气反应的速率极小,所以氨气和氧气在常温下能大量共存。(2)根据同一化学反应中,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,计算可知,a=1.8,b=1.00,c=1.00。①v(NO)=v(NH3)==0.1mol·L-1·min-1。②平衡时,c(NH3)=1.00mol·L-1,c(O2)=1.00mol·L-1,c(H2O)=1.50mol·L-1,c(NO)=1.00mol·L-1。K==1.506≈11.39。③按比例增大投料,相当于将原平衡体系体积缩小,\n平衡向左移动,NH3的转化率降低,A项错误;增大空气浓度,提供更多的O2,平衡向右移动,NH3的转化率增大,B项正确;催化剂不能使平衡移动,氨气的转化率不变,C项错误;在恒温恒容条件下,通入氩气,参与反应的各物质和产物的浓度都不变,平衡不移动,氨气的转化率不变,D项错误。12.答案(1)①<　T1<T2,T2温度下达到平衡时CH4的物质的量多,说明升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,则正反应ΔH<0　②0.02mol·L-1·min-1　③D(2)①1.875×10-4mol·L-1·s-1　5000②BD　③该反应的正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,NO的转化率减小(或正反应放热,温度越高,越不利于反应正向进行,NO的平衡转化率越小)　p1>p2>p3解析(1)①T2时先达到平衡说明反应速率快,即T2>T1,随着温度的升高,甲烷的物质的量增加,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,即正反应方向ΔH<0;②温度为T1时,前10min,消耗甲烷的物质的量为(0.4-0.3)mol=0.1mol,即消耗NO2的物质的量为2×0.1mol=0.2mol,根据化学反应速率的表达式可得,v(NO2)==0.02mol·L-1·min-1;③使用催化剂,只加快反应速率,对化学平衡无影响,A项错误;正反应方向是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率降低,但化学反应速率加快,B项错误;缩小容器的体积,相当于增大压强,平衡向逆反应方向进行,NO2的转化率降低,但反应速率加快,C项错误;增加CH4的浓度,平衡向正反应方向移动,NO2的转化率增大,化学反应速率加快,D项正确。(2)①由表中数据可知,前2s内,NO的变化量为(10.0-2.50)×10-4mol·L-1=7.50×10-4mol·L-1,由氮原子守恒可得N2的变化量为3.75×10-4mol·L-1,所以前2s内平均反应速率v(N2)==1.875×10-4mol·L-1·s-1。此温度下,反应在第4s达平衡状态,各组分的平衡浓度分别为c(NO)=1.00×10-4mol·L-1、c(CO)=2.70×10-3mol·L-1、c(N2)=(×10-4)mol·L-1=4.5×10-4mol·L-1、c(CO2)=[(3.60-2.70)×10-3]mol·L-1=9.0×10-4mol·L-1,所以该反应的平衡常数K==5000。②A项,n(CO2)=2n(N2)不能说明反应达到平衡,所以A错误;B项,虽然反应过程中气体的总质量不变,但是气体的总物质的量变小,所以混合气体的平均摩尔质量在反应过程中变大,相对分子质量也变大,因此当气体的相对分子质量不变时,能说明是平衡状态;C项,反应过程中气体的总体积和总质量都不变,所以气体密度不变,因此密度不变不能说明是平衡状态;D项,正反应是气体体积减小的反应,所以反应过程中气体的压强是变量,当容器内气体压强不变时,说明反应达平衡状态。③根据图示可知,NO的平衡转化率随温度升高而减小的原因是正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,NO的转化率减小(或正反应放热,温度越高,越不利于反应正向进行,NO的平衡转化率越小);由反应方程式可知,在相同温度下压强越大,越有利于反应正向进行,NO的转化率越大,所以图中压强p1、p2、p3的大小顺序为p1>p2>p3。\n13.答案(1)(2b+d-a-c)(2)①BD　B、D两点对应的状态下,用同一物质表示的正、逆反应速率相等(其他合理答案均可)　②<(3)<(4)不变　反应Ⅰ和反应Ⅱ均为反应前后气体分子总数相等的反应,压强对平衡没有影响解析(1)根据反应热与键能的关系可得,反应S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)的ΔH=(a+2b+c)kJ·mol-1-4bkJ·mol-1=(a-2b+c)kJ·mol-1;根据ΔH与正、逆反应的活化能的关系可得ΔH=E1-E2=dkJ·mol-1-E2,则有dkJ·mol-1-E2=(a-2b+c)kJ·mol-1,从而可得E2=(2b+d-a-c)kJ·mol-1。(2)①反应S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)达到平衡时,Cl2与SCl2的消耗速率之比为1∶2;图中B点Cl2的消耗速率为0.03mol·L-1·min-1,D点SCl2的消耗速率为0.06mol·L-1·min-1,故B、D两点对应状态下达到平衡状态。②由图可知,B、D达到平衡状态后,升高温度,v(SCl2)消耗>2v(Cl2)消耗,说明平衡逆向移动,则有ΔH2<0。(3)反应Ⅰ是反应前后气体总分子数不变的放热反应,恒容绝热条件下5min时达到平衡,3min时未达到平衡状态,则3min时体系温度低于5min时温度,由于气体总物质的量不变,温度越高,压强越大,故5min时压强大于3min时压强。(4)反应Ⅰ和反应Ⅱ均为反应前后气体分子总数相等的反应,达到平衡后缩小容器容积,平衡不移动,则Cl2的平衡转化率不变。