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(全国通用)2022届高考化学一轮复习方案 课时作业(二十一) 第21讲 化学平衡(含解析) 新人教版
(全国通用)2022届高考化学一轮复习方案 课时作业(二十一) 第21讲 化学平衡(含解析) 新人教版
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课时作业(二十一) [第21讲 化学平衡]1.[2022·济南一模]可逆反应NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)达到平衡的标志是( )A.NO2、SO2、NO和SO3四种气体的物质的量浓度之比为1∶1∶1∶1B.密闭容器的压强不再发生变化C.K值不再发生变化D.生成nmolSO2的同时,有nmolSO3生成2.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1。当反应达平衡时,可能存在的数据是( )A.SO2为0.4mol·L-1,O2为0.2mol·L-1B.SO3为0.25mol·L-1C.SO2、SO3均为0.15mol·L-1D.SO3为0.4mol·L-13.已知:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,相同温度下分别达到平衡。下列说法错误的是( )A.反应放出的热量一定相同B.此时体系的压强一定相同C.反应物的转化率可能相同D.此时HI的浓度一定相同4.一密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,如图K21-1表示该反应的速率(v)在某一时间内的变化。则下列时间段中,SO3的百分含量最高的是( )图K21-1A.t0→t1 B.t2→t3 C.t3→t4 D.t5→t65.为了研究温度对苯催化加氢的影响,以检验新型镍催化剂的性能。采用相同的微型反应装置,压强为0.78MPa,氢气、苯的物质的量之比为6.5∶1。定时取样分离出氢气后,分析成分得如下表结果:7\n温度/℃8595100110~240280300340质量分数(%)苯96.0591.5580.85023.3536.9072.37环己烷3.958.4519.1510076.6563.1027.63下列说法错误的是( )A.当温度超过280℃,苯的转化率迅速下降,可能是因为该反应为吸热的可逆反应B.在110~240℃苯的转化率为100%。说明该镍催化剂活性较高,能够在较宽的温度范围内催化而且不发生副反应C.增大压强与提高氢气、苯的物质的量比都有利于提高苯的转化率D.由表中数据来看,随着反应温度的升高,苯的转化率先升高后降低6.在三个2L恒容的密闭容器中,保持温度相同,分别发生反应A(g)+3B(g)2C(g),5min后各容器反应达平衡状态,其中甲容器中A的物质的量为0.4mol。反应前各物质的物质的量/molABC甲130乙002丙1.54.51下列说法正确的是( )A.乙中5min内C的反应速率为0.08mol/(L·min)B.达到平衡时,丙中A的浓度是甲中的2倍C.丙中反应的平衡常数大于甲中反应的平衡常数D.达到平衡时,甲乙两容器中C的物质的量百分含量相等7.[2022·大连测试]一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(s),以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )A.混合气体的密度不再变化B.反应容器中Y的质量分数不变C.X的分解速率与Y的消耗速率相等D.单位时间内生成1molY的同时生成2molX图K21-27\n8.FeCl3(aq)与KSCN(aq)混合时存在下列平衡:Fe3+(aq)+SCN-(aq)Fe(SCN)2+(aq)。已知平衡时,c[Fe(SCN)2+]与温度T的关系如图K21-2所示,则下列说法正确的是( )A.FeCl3(aq)与KSCN(aq)反应的热化学反应方程式为:Fe3+(aq)+SCN-(aq)===Fe(SCN)2+(aq) ΔH>0B.温度为T1、T2时,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2C.反应处于D点时,一定有v正>v逆D.A点与B点相比,A点的c(Fe3+)大9.某温度下,向容积为2L的密闭反应器中充入0.10molSO3,当反应器中的压强不再变化时测得SO3的转化率为20%,则该温度下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数为( )A.3.2×103B.1.6×103C.8.0×102D.4.0×103图K21-310.在体积为VL的恒容密闭容器中盛有一定量H2,通入Br2(g)发生反应:H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH<0。当温度分别为T1、T2,平衡时,H2的体积分数与Br2(g)的物质的量变化关系如图K21-3所示。下列说法不正确的是( )A.由图可知:T1>T2B.a、b两点的反应速率:b>aC.为了提高Br2(g)的转化率,可采取将HBr液化并及时移走的方法D.T1时,随着Br2(g)加入,平衡时HBr的体积分数不断增加11.[2022·湖南四市联考]已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一定体积为2L的恒温密闭玻璃容器中,反应物浓度随时间变化关系如图K21-4所示。7\n图K21-4(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线________表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是________。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变D.容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变(2)①前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=________mol/(L·min)。②0~15min,反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K(b)=________。(3)反应25min时,若只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是________________(用文字表达);其平衡常数K(d)________K(b)(填“>”“=”或“<”)。(4)若要达到使NO2(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态,在25min时还可以采取的措施是________。A.加入催化剂 B.缩小容器体积C.升高温度D.加入一定量的N2O412.[2022·海南卷]已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:温度/℃70083090010001200平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题:(1)该反应的平衡常数表达式K=________,ΔH________0(填“<”“>”或“=”);(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol·L-1·s-1,则6s时c(A)=________mol·L-1,C的物质的量为________mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为________________,如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气,平衡时A的转化率为________;(3)判断该反应是否达到平衡的依据为________(填正确选项前的字母);a.压强不随时间改变b.气体的密度不随时间改变7\nc.c(A)不随时间改变d.单位时间里生成C和D的物质的量相等(4)1200℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为________。13.[2022·南阳模拟]已知2X2(g)+Y2(g)2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0),在一个容积固定的密闭容器中加入2molX2和1molY2,在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为Wmol·L-1,放出热量bkJ。(1)此反应平衡常数表达式为____________;若将温度降低到300℃,则反应平衡常数将________(填“增大”“减少”或“不变”)。(2)若原来容器中只加入2molZ,500℃充分反应达平衡后,吸收热量ckJ,则Z浓度________Wmol·L-1(填“>”“<”或“=”),a,b、c之间满足关系________(用代数式表示)。(3)能说明反应已达平衡状态的是________(从下列选项中选择)。a.浓度c(Z)=2c(Y2)b.容器内压强保持不变c.v逆(X2)=2v正(Y2)d.容器内的密度保持不变(4)若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2molX2和1molY2达到平衡后,Y2的转化率将________(填“变大”“变小”或“不变”)。课时作业(二十一)1.D [解析]化学反应达到平衡时各物质浓度不变,而不是相等,其物质的量浓度比也不一定等于化学计量数之比,A项错误;该反应为气体体积不变的反应,无论反应是否已达平衡,压强均不变,B项错误;只要温度不变,化学平衡常数K就不变,与是否达到平衡无关,C项错误。2.B [解析]本题考查可逆反应不能进行到底。A项数据表明,题中0.2mol·L-1的SO3完全转化成了SO2和O2,即平衡时,c(SO3)=0,不可能;B项说明在题给浓度的基础上又有0.05mol·L-1SO2和0.025mol·L-1O2化合生成0.05mol·L-1SO3,可能;C项数据表明SO2、SO3的浓度都减小了0.05mol·L-1,这违背“原子守恒”;D项数据表明SO2和O2完全转化成了SO3,这也不可能。3.A [解析]甲乙两容器中反应的方向相反,热效应(吸、放热)也相反,A项错误;达平衡时为等效平衡,B、D一定正确;两容器中的转化率有可能相同,C项正确。4.A [解析]分析图像可知,t2→t3是原平衡逆向移动后建立的平衡,SO3的百分含量降低,t3→t4和t2→t3两个时间段内,SO3的百分含量相同,t5→t6是平衡再次逆向移动后建立的平衡,SO3的百分含量再次降低,故正确答案为A。5.A [解析]从110~240℃时100%转化,可知该反应不是可逆反应,A项错误;当温度超过280℃,苯的转化率迅速下降,可能是发生了副反应。6.D [解析]温度不变,化学平衡常数不变,C项错误;甲容器和乙容器反应分别从正反应方向和逆反应方向进行,反应达到平衡后为等效平衡,D项正确;平衡时甲乙两容器中A、B、C的物质的量分别为0.4mol、1.2mol、0.8mol,乙中5min内C的反应速率为=0.12mol/(L·min),A项错误;丙中初始加料相当于A、B、C分别为2mol、6mol、0mol,相对于甲容器来说,平衡右移,B项错误。7.C [解析]由于反应生成物中有固体,故混合气的密度为变量,当其不变时,7\n说明反应已达平衡;X的分解速率与Y的消耗速率相等时反应向左进行,未达平衡;单位时间内生成1molY的同时生成2molX时,说明正逆反应速率相等,已达平衡。8.C [解析]由图中看出,随温度升高,c[Fe(SCN)2+]减小,可知该反应为放热反应,则温度越高,反应限度越小,平衡常数越小,A、B、D项不符合题意;反应处于D点时,c[Fe(SCN)2+]小于平衡浓度,故反应应正向进行,即v正>v逆,C项正确。9.A [解析]平衡时SO3的浓度为=0.04mol·L-1,SO2、O2的平衡浓度分别为0.01mol·L-1、0.005mol·L-1,则反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的平衡常数为=×10-3,故该温度下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数为3.2×103。10.D [解析]该反应为放热反应,升温平衡向着逆反应方向移动,即温度越高,H2的体积分数增大,根据图中曲线,可知T1>T2,A项正确;b点Br2的浓度比a点Br2的浓度大,反应速率也大,B项正确;降低生成物HBr(g)的浓度,有利于平衡向着正反应方向移动,Br2(g)的转化率提高,C项正确;体积不变时,在Br2(g)物质的量较多的情况下,平衡时HBr的体积分数减小,D项错误。11.(1)X b和d B(2)①0.04②K(b)=(3)增大NO2的浓度 =(4)B、D[解析](1)在10min内X曲线表示的物质浓度改变了0.4mol/L,而Y曲线表示的物质浓度改变了0.2mol/L,则X曲线表示NO2浓度随时间的变化;当曲线处于平台时(此时所表示的物质的浓度不变),表示反应已达平衡,故只有b、d两点处于平衡状态。该反应体系中全部是气体,其质量不变,体积不变,气体密度是恒量,与反应是否达到平衡无关。(2)①v(NO2)==0.04mol/(L·min)。②平衡常数K(b)===。(3)由曲线看出25min时,NO2的浓度突然增大,可知改变的条件为增大NO2的浓度。温度不变,化学平衡常数不变。(4)因在25min时,增大了NO2的浓度,相当于增大了压强,平衡右移,D点时NO2的百分含量小于b时NO2百分含量,要使25min时改变条件达到使NO2(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态,可加压或降温等,加入一定量的N2O4,也相当于加压。12.(1) <(2)0.022 0.09 80% 80%(3)c (4)2.5[解析]本题考查化学平衡常数表达式的书写及简单计算、化学平衡移动原理的应用、化学平衡计算,考查考生的计算能力与综合分析能力。(1)因反应中的物质都是气体,据平衡常数的定义可知其K=;由表中数据可知,温度升高,K值减小,说明升高温度向吸热的逆反应方向移动,故正反应为放热反应,即ΔH<0。7\n(2)v(A)=0.003mol·L-1·s-1,则6s后A减少的浓度c(A)=v(A)t=0.018mol·L-1,故剩余的A的浓度为-0.018mol·L-1=0.022mol·L-1;A减少的物质的量为0.018mol·L-1×5L=0.09mol,根据方程式的化学计量数关系,生成的C的物质的量也为0.09mol。设830℃达平衡时,转化的A的浓度为x,则: A(g) + B(g) C(g)+D(g)0.040.1600xxxx0.04-x0.16-xxx有:=1,解得x=0.032,故A的转化率α(A)=×100%=80%;由于容器的体积是固定的,通入氩气后各组分的浓度不变,反应速率不改变,平衡不移动。(3)由于该反应是气体分子数不变的反应,容器中压强、气体的密度都永远不变,故a、b错;c(A)随反应的进行要减小,故c可以;不论是否达平衡,单位时间里生成C和D的物质的量永远相等,故d错。(4)反应“C(g)+D(g)A(g)+B(g)”与“A(g)+B(g)C(g)+D(g)”互为逆反应,平衡常数互为倒数关系,故1200℃时,C(g)+D(g)A(g)+B(g)的K==2.5。13.(1)K= 增大(2)= a=b+c(3)bc(4)变大[解析](1)该反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,化学平衡常数增大。(2)两种情况下为从不同的反应方向进行,可以达到相同的平衡状态,故Z的浓度相等。由于两次的转化是从相反方向进行的,故a=b+c。(3)反应达到平衡时,Z与Y2浓度不一定符合方程式中的化学计量数比例关系,a项错误;该反应是气体体积减小的反应,故压强不变时,反应达到平衡状态,b项正确;将c项正逆反应速率转化为用同一种物质表示的速率后相等,正确;容器体积固定,反应混合物均为气体,故密度始终不变,d项错误。(4)因该反应是气体体积减小的反应,若为恒压随着反应的进行,容器体积减小,平衡右移,Y2的转化率增大。7
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高考 - 一轮复习
发布时间:2022-08-25 17:08:58
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