2019高考化学一轮复习 基础课时练22 化学平衡状态及其移动

基础课时练(二十二) 化学平衡状态及其移动1．(2018·上海闵行区模拟)反应＋E(g) ΔH＝Q kJ·mol－1(Q＞0)，达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是( ) A．缩小体积加压B．扩大体积减压

C．增加E的浓度D．降温

答案：D

2．(2018·石家庄模拟)恒温恒容条件下，某密闭容器中发生如下反应：H2(g)＋I 2，说明该反应已达到平衡状态的是( )

A．容器内总压强不随时间改变

B．气体的密度不随时间改变

C．单位时间内生成2 mol HI同时消耗1 mol H2

D．H2的体积分数不随时间改变

答案：D

3．(2017·浙江高考选科4月考试改编)已知：X(g)＋ΔH＝－a

kJ·mol－1(a＞0)。下列说法不正确的是( )

A．0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol

B．达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化

C．达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可达a kJ

D．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率也增大

答案：C

4．(2018·银川市模拟)某可逆反应达到平衡后，在t0时刻改变条件，其反应速率与时间t的关系如图所示。图像对应各点的正反应速率最大的是( )

A．m B．n

C．e D．f

解析：选D 根据图像知，t0时改变条件，逆反应速率逐渐减小，正反应速率逐渐增大，平衡向左移动，当达到平衡时，正反应速率最大，即f点对应的正反应速率最大。

5．(2018·黄冈中学月考)反应NH 4HC2O43(g)＋CO(g)＋CO2(g)＋H2O(g)在200℃下达到平衡状态，下列各种情况中，不会使平衡发生移动的是( )

A．保持温度和容积不变，充入HCl

B ．其他条件不变，移去一部分NH 3

C ．保持温度和体积不变，充入一定量CO 2

D ．保持温度和压强不变，充入一定量N 2

解析：选A 审题时抓住200℃，在该温度下，氯化铵分解成氨气和氯化氢，故充入氯化氢，上述反应中各气体的浓度不变，平衡不移动，A 项正确；分离氨气，平衡向右移动，B 项错误；充入二氧化碳，平衡向左移动，C 项错误；压强不变，充入氮气，体积增大，平衡向右移动，D 项错误。

6．(2016·四川卷)一定条件下，CH 4与H 2O(g)发生反应：CH 4(g)＋H 2O(g

＋3H 2(g)。设起始n 2n 4＝Z ，在恒压下，平衡时CH 4的体积分数φ(CH 4)与Z 和T (温度)的关

系如图所示。下列说法正确的是( )

A ．该反应的焓变ΔH ＞0

B ．图中Z 的大小为a ＞3＞b

C ．图中X 点对应的平衡混合物中n 2n 4＝3

D ．温度不变时，图中X 点对应的平衡在加压后φ(CH 4)减小

解析：选A 由题中图像看出，随温度升高，甲烷的平衡体积分数减小，说明温度升高，平衡正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH ＞0，A 项正确；Z 越大，甲烷的平衡体积分数越小，故b ＞3＞a ，B 项错误；起始时n 2n 4＝3，反应一旦开始，则消耗等物质的量的H 2O 和CH 4，即n 2n 4的分子、分母同时减小相同的数值，故图中X 点对应的平衡混合物中n 2n 4的值一定不等于3，C 项错误；温度不变，加压时平衡逆向移动，图中X 点对应的

平衡混合物中甲烷的体积分数增大，D 项错误。

7．(2018·陕西安康市月考)向Ⅰ、Ⅱ两个体积相同的恒容密闭容器中各充入2 mol NO 2气体，发生反应：2NO 22O 4(g) ΔH ＝－56.9 kJ·mol －1

，达到平衡后，Ⅰ、Ⅱ两个容器中NO 2的转化率分别为α1和α2。下列推断正确的是( ) Ⅰ Ⅱ

恒温容器 绝热容器

A．转化率大小有：α1＜α2

B．Ⅱ中混合气体颜色较浅

C．Ⅰ中混合气体密度较大

D．Ⅱ中平均相对分子质量较小

解析：选D 开始只投入NO2气体，NO2显红棕色，N2O4呈无色，该反应的正反应是放热反应。在容器Ⅱ中，随着反应进行容器内温度升高，相当于容器Ⅰ达到平衡之后加热，平衡向左移动，容器Ⅰ中NO2的转化率较大，A项错误；容器Ⅱ中NO2的浓度较大，颜色较深，B 项错误；两个容器的体积相同，气体总质量相等，故密度相等，C项错误；混合气体中，NO2的体积分数越大，混合气体的平均相对分子质量越小，相对于容器Ⅰ，容器Ⅱ中NO2体积分数较大，故Ⅱ中混合气体的平均相对分子质量较小，D项正确。

8．(2016·天津卷，10(3)改编)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MH x(s)＋y H 2x＋2y(s) ΔH＜0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是( ) A．容器内气体压强保持不变

B．吸收y mol H2只需1 mol MH x

C．若降温，该反应的平衡常数减小

D．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)＞v(吸氢)

解析：选A MH x(s)＋y H2x＋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，正确；B该反应为可逆反应，吸收y mol H2需要大于1 mol MH x，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，错误；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)＜v(吸氢)，错误。

9．某温度下，在一容积可变的容器中，反应3X(g)＋达到平衡时，X、Y、Z的物质的量分别为6 mol、2 mol和6 mol。保持温度、压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡向左移动的是( )

A．均增加1 mol B．均减小1 mol

C．均减半D．均加倍

解析：选B 在等温度、等压强下，增加各物质的量与起始投料量成比例，达到的新平衡与原平衡为等效平衡，平衡不移动。A项，均增加相等的量，根据化学计量数和平衡时各物质的量，相当于Y的量增加多了，平衡向右移动；B项，相当于Y减少多了，平衡向左移动；C项和D项，均减半或均加倍，平衡不移动。

10．(2017·北京丰台区期末)某同学研究浓度对化学平衡的影响，下列说法正确的是( )

已知：Cr2O2－7(aq)＋H2O(l)2CrO2－4(aq)＋2H＋(aq)

(橙色) (黄色)

步骤：．该反应是一个氧化还原反应B ．待试管b 中溶液颜色不变的目的是使Cr 2O 2－7完全反应

C ．该实验不能证明减小生成物浓度，平衡正向移动

D ．试管c 中的现象说明影响平衡的主要因素是温度

解析：选C Cr 2O 2－7与CrO 2－4中铬元素均为＋6价，没有化合价改变，不属于氧化还原反应，A 错误；待试管b 中溶液颜色不变的目的是使反应达到平衡而不是使Cr 2O 2－7完全反应，故B 错误；试管b 中加入NaOH 溶液，OH －和H ＋反应使平衡正向移动，而溶液体积增大使得反应物和生成物的浓度减小，也会使平衡正向移动，故不能确定是减小生成物浓度导致的平衡正向移动，C 正确；试管c 中加入浓硫酸，浓硫酸中存在H ＋，使平衡逆向移动，溶液颜色加深，该反应是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，溶液颜色变浅，根据现象可知试管c 比试管a 颜色深，所以说明影响平衡的主要因素是H ＋浓度，D 错误。

11．(2018·黄冈第一次调研)在恒温恒容的容器中，发生反应：H 2(g)＋

＋H 2O(g)。初始时加入平均相对分子质量为15的H 2、CO 混合气体，一段时间后测得气体的平均相对分子质量为16。下列说法正确的是( )

A ．反应前后气体的压强之比为2∶1

B ．反应前后气体的密度之比为15∶16

C ．此时CO 的转化率为50%

D ．若反应继续向正反应方向 进行，气体的平均相对分子质量将减小

解析：选C 设初始时加入H 2、CO 的物质的量分别为x mol 、y mol ，据H 2、CO 混合气

体的平均相对分子质量为15可得2x ＋28y x ＋y

＝15，解得x ∶y ＝1∶1。令初始时加入H 2、CO 各1 mol ，按“三段式法”计算：

H 2(g)＋CO(g)

C(s)＋H 2O(g) 起始量/mol 1

1 0 0 转化量/mol z z z z

某时刻量/mol 1－z 1－z z z

一段时间后测得气体的平均相对分子质量为16，则有

2×1－z ＋28×1－z ＋18z 2－z

＝16，解得z ＝0.5。由上述分析可知，反应前后气体的压强之比等于2 mol∶(2－0.5) mol ＝4∶3，A 错误；恒温恒容的容器中进行反应，反应前后气体的密度之比等于气体的质量之比，故反应前后气体的密度之比为(2×1＋

28×1)∶(2×0.5＋28×0.5＋18×0.5)＝5∶4，B 错误；此时CO 的转化率为0.5 mol 1 mol

×100%＝50%，C 正确；若反应继续向正反应方向进行，则会生成更多的H 2O(g)，气体的平均相对分子质量将增大，D 错误。

12．(2018·唐山联考)在恒温恒容的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋x C(g)。Ⅰ.将3 mol A 和2 mol B 在一定条件下反应，达平衡时C 的体积分数为a ；Ⅱ.若起始时A 、

B 、

C 投入的物质的量分别为n (A)、n (B)、n (C)，平衡时C 的体积分数也为a 。下列说法正确的是( )

A ．若Ⅰ达平衡时，A 、

B 、

C 各增加1 mol ，则B 的转化率将一定增大

B ．若向Ⅰ平衡体系中再加入3 mol A 和2 mol B ，

C 的体积分数若大于a ，可断定x ＞4

C ．若x ＝2，则Ⅱ体系起始物质的量应满足3n (B)＞n (A)＋3

D ．若Ⅱ体系起始物质的量满足3n (C)＋8n (A)＝12n (B)，则可判断x ＝4

解析：选D 恒温恒容条件下的等效平衡，无论如何进行配比，只要把反应一端按化学计量数之比完全转化为另一端的物质后，相当于完全等同的起始量即可。A 项，A 、B 、C 各增加1 mol 时，A 与B 不可能完全转化为C ，加入的B 相对量大，A 的转化率增大，而B 的转化率将减小，错误；B 项，在Ⅰ平衡体系中再加入3 mol A 和2 mol B ，相当于增大了体系的压强，C 的体积分数增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应方向体积缩小，x ＜4，

错误；C 项，假设C 完全转化为A 、B ，则n (A)＋23n (C)＝3，n (B)＋12

n (C)＝2，即3n (B)＝n (A)＋3，错误；D 项，设C 完全转化为A 、B ，则xn (A)＋3n (C)＝3x ，xn (B)＋n (C)＝2x ，即2xn (A)＋3n (C)＝3xn (B)，正确。

13．(2018·山东师范大学附中检测)氨气是一种重要的化工产品，是生产铵盐、尿素等的原料。

(1)现有如下合成氨的途径：2NH 32(g)＋3H 2(g) ΔH ＝＋92.4 kJ·mol －1 在恒容密闭容器中达到平衡的标志有____________。

①单位时间内生成3n mol H 2的同时生成2n mol NH 3

②用NH 3、N 2、H 2表示反应速率比为2∶1∶3

③混合气体的密度不再改变

④混合气体的压强不再改变

⑤混合气体平均相对分子质量不再改变

(2)工业上常用CO 2和NH 3通过如下反应合成尿素[CO(NH 2)2]。

CO 2(g)＋2NH 3(g)一定条件CO(NH 2)2(l)＋H 2O(g) ΔH ＜0

t ℃时，向容积恒定为2 L 的密闭容器中加入0.10 mol CO 2和0.40 mol NH 3,70 min 时达到平衡。反应中CO 2(g)的物质的量随时间变化如下表所示：

①20 min 时v 正(CO 2)____________(填“＞”、“＝”或“＜”)80 min 时v 逆(H 2O)。 ②在100 min 时，保持其他条件不变，再向容器中充入0.050 mol CO 2和0.20 mol NH 3，重新建立平衡后CO 2的转化率与原平衡相比将____________(填“增大”、“不变”或“减小”)。

③根据表中数据在图中绘制出在t ℃下NH 3的转化率随时间变化的图像。保持其他条件不变，则(t ＋10)℃下正确的图像可能是____________(填图中的“A”或“B”)。

解析：(2)①在20 min 时，未达到平衡状态，且CO 2、H 2O 的化学计量数相等，所以20 min 时v 正(CO 2)＞80 min 时v 逆(H 2O)。②相当于加压，平衡右移，所以CO 2的转化率增大。③30 min：α(NH 3)＝

－0.40×100%＝20%,70 min ：α(NH 3)＝－0.40×100%＝

30%。

答案：(1)①④⑤ (2)①＞ ②增大 ③(如下图所示) B

14．(2018·南昌第二次模拟)NH 3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。催化剂常具有较强的选择性，即专一性。已知：

反应Ⅰ：4NH3(g)＋5O2(g)Pt/Ru

高温4NO(g)＋6H2O(g) Δ

H1＝－905.0 kJ·mol－1

反应Ⅱ：4NH3(g)＋3O2(g)Cu/TiO2

高温2N2(g)＋6H2O(g) Δ

H2

(1)

ΔH2＝

(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2，在某催化剂的作用下进行反应Ⅰ，则下列有关叙述中正确的是____________(填序号)。

A．使用催化剂时，可降低该反应的活化能，加快其反应速率

B．若测得容器内4v正(NH3)＝6v逆(H2O)时，说明反应已达到平衡

C．当容器内n

n 3

＝1时，说明反应已达到平衡

(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ。为分析某催化剂对该反应的选择性，在1 L密闭容器中充入1 mol NH3和2 mol O2，测得有关物质的量关系如图：

①该催化剂在高温时选择反应____________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

②520℃时，4NH 3(g)＋5O2＋6H2O(g)的平衡常数K＝____________(不要求得出计算结果，只需列出数字计算式)。

③有利于提高NH3转化为N2的平衡转化率的措施有____________(填序号)。

A．使用催化剂Pt/Ru

B．使用催化剂Cu/TiO2

C．增大NH3和O2的初始投料比

D．投料比不变，增大反应物的浓度

E．降低反应温度

解析：(1)4NH3(g)＋3O2(g)Cu/TiO2

高温2N2(g)＋6H2O(g)

ΔH2＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝4×3×391 kJ·mol－1＋3×496 kJ·mol －1－2×942 kJ·mol－1－6×2×463 kJ·mol－1＝－1 260 kJ·mol－1。

(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2，在某催化剂的作用下进行反应Ⅰ，使用

催化剂时，可降低该反应的活化能，加快其反应速率，A 正确；若测得容器内4v 正(NH 3)＝6v 逆(H 2O)时，两反应速率之比不等于化学计量数之比，说明反应未达到平衡，B 不正确；当容器内n n 3

＝1时，并不能说明各组分含量保持不变，也不能说明正、逆反应速率相等，

所以不能说明反应已达到平衡，C 不正确。

(3)①根据图像结合N 元素守恒可知，在高温时氨主要转化为NO ，所以该催化剂在高温时选择反应Ⅰ。

②520℃时，4NH 3(g)＋5O 2＋6H 2O(g)的平衡常数可根据A 点数据计算。A 点对应的纵坐标为0.2，说明n (N 2)＝n (NO)＝0.2 mol ，根据N 元素守恒得n (NH 3)＝1 mol －0.2 mol －0.2 mol×2＝0.4 mol ，再根据H 元素守恒得n (H 2O)＝－2＝0.9 mol ，

最后根据O 元素守恒得n (O 2)＝2 mol －0.2 mol×12－0.9 mol×12

＝1.45 mol ，因为容积为1 L ，所以K ＝0.24×0.96

0.44×1.455。 ③使用催化剂可以加快化学反应速率，但不能提高反应物的转化率，所以A 和B 都不正确；增大NH 3和O 2的初始投料比虽然有利于反应Ⅱ的发生，但会减小氨气的转化率，C 不正确；正反应是气体分子数增大的反应，投料比不变，增大反应物的浓度相当于采取了加压的措施，加压对逆反应有利，所以氨的转化率减小，D 不正确；正反应是放热反应，降低反应温度对正反应有利，所以有利于提高NH 3转化为N 2平衡转化率，所以E 正确。

答案：(1)－1 260 kJ·mol －1 (2)A

(3)①Ⅰ ②0.24×0.960.44×1.455 ③E