2024高考化學一輪復習第7章化學反應的方向限度與速率第23講化學平衡移動原理及應用精練含解析

PAGE9-第23講化學平衡移動原理及應用一、選擇題：每小題只有一個選項符合題意。1．下列事實不能用化學平衡移動原理說明的是()A．在強堿存在的條件下，酯的水解反應進行較完全B．加催化劑，使N2和H2在肯定條件下轉化為NH3C．可用濃氨水和NaOH固體快速制取氨氣D．加壓條件下有利于SO2與O2反應生成SO3答案B解析應留意區(qū)分化學平衡移動原理和化學反應速率理論的應用范圍，加催化劑只能提高反應速率，故B項不能用化學平衡移動原理說明。2．已知反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0。在肯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．上升溫度，K增大B．減小壓強，n(CO2)增加C．更換高效催化劑，α(CO)增大D．充入肯定量的氮氣，n(H2)不變答案D解析A項，ΔH＜0，正反應放熱，上升溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減小，錯誤；B項，比較方程式氣體的計量數(shù)關系，反應前氣體的化學計量數(shù)之和等于反應后氣體的計量數(shù)之和，則減小壓強，平衡不移動，n(CO2)不變，錯誤；C項，催化劑能變更反應速率，但不會引起化學平衡的移動，所以α(CO)不變，錯誤；D項，充入肯定量的氮氣，平衡向氣體體積增大的方向移動，但該反應前后氣體體積不變，平衡不移動，n(H2)不變，正確。3．納米鈷(Co)常用于CO加氫反應的催化劑：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH＜0。下列有關說法正確的是()A．納米技術的應用，優(yōu)化了催化劑的性能，提高了反應的轉化率B．縮小容器體積，平衡向正反應方向移動，CO的濃度增大C．溫度越低，越有利于CO催化加氫D．從平衡體系中分別出H2O(g)能加快正反應速率答案B解析催化劑不能變更反應的轉化率，A項錯誤；壓強增大，平衡正向移動，但移動的結果不能抵消條件的變更，CO的濃度還是增大的，B項正確；工業(yè)生產(chǎn)的溫度應考慮催化劑的活性溫度，C項錯誤；從平衡體系中分別出水蒸氣，反應速率減慢，D項錯誤。4．將肯定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空恒容容器中(固體試樣體積忽視不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。推斷該分解反應已經(jīng)達到化學平衡的是()A．2v(NH3)＝v(CO2)B．密閉容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1C．密閉容器中混合氣體的密度不變D．密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變答案C解析該反應為有固體參加的非等體積反應，且容器體積不變，所以壓強、密度均可作化學反應是否達到平衡狀態(tài)的標記，該題應特殊留意D項，因為該反應為固體的分解反應，所以NH3、CO2的體積分數(shù)始終為定值，NH3占eq\f(2,3)，CO2占eq\f(1,3)。5．探究濃度對化學平衡的影響，試驗如下：Ⅰ.向5mL0.05mol·L－1FeCl3溶液中加入5mL0.05mol·L－1KI溶液(反應a)，反應達到平衡后將溶液分為兩等份。Ⅱ.向其中一份中加入飽和KSCN溶液，變紅(反應b)；加入CCl4，振蕩、靜置，下層顯極淺的紫色。Ⅲ.向另一份中加入CCl4，振蕩、靜置，下層顯紫紅色。結合試驗，下列說法不正確的是()A．反應a為2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2B．試驗Ⅱ中，反應a進行的程度大于反應b進行的程度C．試驗Ⅱ中變紅的原理是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3D．比較水溶液中c(Fe2＋)：試驗Ⅱ<試驗Ⅲ答案B解析由藥品用量看，F(xiàn)e3＋與I－能恰好反應，再依據(jù)試驗Ⅱ、Ⅲ現(xiàn)象，可知，反應混合物中存在Fe3＋和I2，因而Fe3＋與I－的反應為可逆反應，A正確；結合試驗Ⅱ、Ⅲ現(xiàn)象可知，a反應后I2濃度較大，b反應后I2濃度較小，說明SCN－結合Fe3＋的實力比I－還原Fe3＋的實力強，使2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2的平衡逆向逆動，B錯。6．如圖所示，三個燒瓶中分別充溢NO2氣體并分別裝在盛有水的三個燒杯中，在①燒杯中加入CaO，在②燒杯中不加其他任何物質，在③燒杯中加入NH4Cl晶體，發(fā)覺①中紅棕色變深，③中紅棕色變淺。已知：2NO2(紅棕色)N2O4(無色)，下列敘述正確的是()A．2NO2N2O4是放熱反應B．NH4Cl溶于水時放出熱量C．①燒瓶中平衡混合氣的平均相對分子質量增大D．③燒瓶中氣體的壓強增大答案A解析2NO2(g)N2O4(g)，NO2為紅棕色氣體，N2O4為無色氣體。①中紅棕色變深說明平衡左移，平均相對分子質量減小，而CaO和水反應放熱，則該反應為放熱反應，A對、C錯；③中紅棕色變淺，說明平衡右移，而正反應為放熱反應，則證明NH4Cl溶于水要汲取熱量，平衡右移時，氣體的物質的量減小，壓強減小，B、D均錯。7.已知甲為恒壓容器、乙為恒容容器，相同條件下充入等物質的量的NO2氣體，且起始時體積相同，發(fā)生反應：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0，一段時間后相繼達到平衡狀態(tài)，下列說法中正確的是()A．平衡時NO2體積分數(shù)：甲＜乙B．達到平衡所需時間，甲與乙相等C．該反應的平衡常數(shù)表達式K＝eq\f([N2O4],[NO2])D．若兩容器內(nèi)氣體的壓強保持不變，均說明反應已達到平衡狀態(tài)答案A解析反應起始時，二氧化氮的濃度相同、溫度相同、壓強相同，反應速率相同，隨反應進行，容器乙中壓強降低。容器甲體積可變，壓強不變，故反應達平衡時，兩容器內(nèi)的壓強關系是p(甲)>p(乙)，甲中平衡正向進行，平衡時NO2體積分數(shù)減小，故A正確；容器乙體積不變，隨反應進行，反應混合氣體的物質的量減小，容器乙中壓強降低，而容器甲體積可變、壓強不變，由壓強越大反應速率越快，可知達到平衡所需時間甲短，故B錯誤；反應為2NO2(g)N2O4(g)，平衡常數(shù)K＝eq\f([N2O4],[NO2]2)，故C錯誤；甲容器中壓強始終不變，而乙中壓強不變可推斷平衡狀態(tài)，故D錯誤。二、選擇題：每小題有一個或兩個選項符合題意。8．在密閉容器中進行反應：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列有關圖像的說法不正確的是()A．依據(jù)圖a可推斷正反應為放熱反應B．在圖b中，虛線可表示運用了催化劑時的變更狀況C．若ΔH<0，圖c可表示上升溫度使平衡向逆反應方向移動D．由圖d中混合氣體的平均相對分子質量隨溫度的變更狀況，可推知正反應吸熱答案D解析依據(jù)圖a曲線可知，溫度越高，逆反應速率與正反應速率差值越大，故上升溫度平衡逆向移動，正反應為放熱反應，A項正確；催化劑能加快反應速率，縮短達到平衡所用的時間，但不能使平衡發(fā)生移動，B項正確；上升溫度，平衡向吸熱方向移動，C項正確；依據(jù)圖像曲線可知，溫度越高，混合氣體的平均相對分子質量越小，故上升溫度平衡逆向移動，因此可推斷正反應為放熱反應，D項錯誤。9．(2024·山東煙臺期末)I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)ΔH。某I2、KI混合溶液中，I－的物質的量濃度c(I－)與溫度T的關系如圖所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。下列說法不正確的是()A．該反應ΔH<0B．若在T1、T2溫度下，反應的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1＜K2C．若反應進行到狀態(tài)D時，肯定有v正>v逆D．狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(Ieq\o\al(－,3))大答案BC解析溫度上升，c(I－)漸漸增大，說明上升溫度，化學平衡逆向移動。I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的ΔH<0，A項正確；K＝eq\f([I\o\al(－,3)],[I2][I－])，溫度上升，平衡向逆反應方向移動，由于T2>T1，則K1>K2，B項錯誤；從圖中可以看出D點并沒有達到平衡狀態(tài)，c(I－)小于該溫度下的平衡濃度，所以反應逆向進行，故v逆>v正，C項錯誤；上升溫度，平衡逆向移動，[Ieq\o\al(－,3)]變小，T2>T1，所以狀態(tài)A的[Ieq\o\al(－,3)]大，D項正確。10．CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)。0.1MPa時，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，測得不同溫度下平衡時體系中各物質濃度的關系如圖，下列敘述不正確的是()A．該反應的ΔH＜0B．曲線b代表H2O的濃度變更C．N點和M點所處的狀態(tài)c(H2)不一樣D．其他條件不變，T1℃、0.2MPa下反應達平衡時[H2]比M點小答案CD解析溫度上升，H2的濃度增大，平衡左移，故逆向吸熱，正向放熱，ΔH＜0，則曲線a為CO2的濃度變更，依據(jù)方程式的比例關系，可知曲線b為H2O的濃度變更，曲線c為C2H4的濃度變更，故A、B正確；N點和M點均處于同一T1℃下，所處的狀態(tài)的c(H2)是一樣的，C項錯誤；其他條件不變，T1℃、0.2MPa相對0.1MPa，增大了壓強，體積減小，[H2]增大，反應達平衡時[H2]比M點大，D項錯誤。11．(2024·西安調研)已知反應：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)。起始以物質的量之比為1∶1充入反應物，不同壓強條件下，H2的平衡轉化率隨溫度的變更狀況如圖所示(M、N點標記為▲)。下列有關說法正確的是()A．上述反應的ΔH<0B．N點時的反應速率肯定比M點的快C．降低溫度，H2的轉化率可達到100%D．工業(yè)上用此法制取甲烷應采納更高的壓強答案A解析依據(jù)圖像，隨著溫度的上升，H2的轉化率降低，說明平衡向逆反應方向移動，依據(jù)勒·夏特列原理，正反應為放熱反應，ΔH<0，A項正確；此反應是可逆反應，不能完全進行究竟，C項錯誤；限制合適的溫度和壓強，既能保證反應速率較快，也能保證H2有較高的轉化率，采納更高的壓強對設備的要求更高，增加經(jīng)濟成本，D項錯誤。三、非選擇題12．用尿素[CO(NH2)2]汲取氮氧化物是一種可行的方法。(1)尿素在高溫條件下與NO2反應轉化成無毒氣體，該反應的化學方程式為_____________；用尿素溶液也可汲取氮氧化物，探討表明，氮氧化物氣體中NO的體積分數(shù)越大，總氮被還原率越低，可能的緣由是__________________________________________________________。(2)在一個體積固定的真空密閉容器中充入等物質的量的CO2和NH3，在恒定溫度下使其發(fā)生反應2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)并達到平衡，混合氣體中氨氣的體積分數(shù)隨時間的變更如圖所示：則A點的v正(CO2)________(填“>”“<”或“＝”)B點的v逆(H2O)，緣由是_____________________________________________________________________________________。答案(1)4CO(NH2)2＋6NO27N2＋4CO2＋8H2ONO不溶于水，難以與尿素接觸反應(2)>由圖像知，A點反應在起始到平衡的反應過程之中，此過程中v正漸漸減小，B點反應已達平衡狀態(tài)，故A點的v正(CO2)>B點的v正(CO2)＝B點的v逆(CO2)＝v逆(H2O)13．CO2和H2充入肯定體積的密閉容器中，反應過程和在兩種溫度下CH3OH的物質的量隨時間的變更如圖1所示。(1)已知圖1所示反應每消耗1molH2，熱量變更是16.3kJ，則反應的熱化學方程式為________________________________________________________________________。曲線Ⅰ、Ⅱ對應的平衡常數(shù)大小關系為KⅠ________KⅡ(填“>”“＝”或“<”)。(2)肯定溫度下，若此反應在恒壓容器中進行，能推斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是________(填字母)。a．容器中壓強不變b．H2的體積分數(shù)不變c．c(H2)＝3c(CH3OH)d．容器中密度不變e．2個C=O斷裂的同時有3個H—H斷裂(3)肯定比例的合成氣在裝有催化劑的反應器中反應12小時，體系中甲醇的產(chǎn)率和催化劑的催化活性與溫度的關系如圖2所示。當溫度為470K時，圖中P點________(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)。490K之后，甲醇產(chǎn)率下降的緣由是____________________________________________________________。答案(1)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－48.9kJ·mol－1>(2)bd(3)不是反應為放熱反應，上升溫度，平衡逆向移動，且催化劑活性降低解析(1)由題意知每消耗1molH2，熱量變更是16.3kJ，又由圖1中CH3OH的物質的量隨時間的變更圖像可知該反應的正反應為放熱反應，則該反應的熱化學方程式為CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－48.9kJ·mol－1；該反應的正反應為放熱反應，溫度越高該反應的平衡常數(shù)越小，所以對應的平衡常數(shù)大小關系為KⅠ>KⅡ。(2)肯定溫度下發(fā)生反應CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)。因為此反應是在恒壓容器中進行，容器中壓強始終不變，所以壓強不變不能推斷反應達到化學平衡狀態(tài)，a項錯誤；因為壓強恒定，且化學方程式兩邊計量數(shù)之和是不等的，所以H2的體積分數(shù)不變能說明反應達到化學平衡狀態(tài)，b項正確；c(H2)＝3c(CH3OH)不能說明正、逆反應速率相等，所以不能推斷化學反應是否達到平衡狀態(tài)，c項錯誤；容器中密度ρ＝eq\f(m,V)，反應物和生成物都是氣體，因為反應是在恒壓容器中進行且反應后氣體體積減小，所以密度不變可以說明反應達到化學平衡狀態(tài)，d項正確；CO2和H2都是反應物，只要2個CO斷裂的同時就有3個H—H斷裂，不能說明正反應速率和逆反應速率相等，e項錯誤。(3)在490K之前，甲醇產(chǎn)率隨著溫度上升而增大的緣由是：反應尚未達到平衡，溫度越高化學反應速率越快；490K之后，甲醇產(chǎn)率下降的緣由是：反應達到平衡后上升溫度，平衡逆向移動，且催化劑活性降低。14．(2024·焦作檢測)汽車尾氣中CO、NO2在肯定條件下可以發(fā)生反應：4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－1200kJ·mol－1。在肯定溫度下，向容積固定為2L的密閉容器中充入肯定量的CO和NO2，NO2的物質的量