2019高考化学复习练习：-第7章-化学反应速率和化学平衡-7-2-化学平衡状态-化学平衡的移动练习.doc

7-2 化学平衡状态 化学平衡的移动
板块三 限时规范特训
　　时间：45分钟　　　满分：100分
一、选择题(每题7分，共70分)
1．[2017·北京东城区期末]用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.6 kJ·mol－1。恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是(　　)
A．气体的质量不再改变
B．氯化氢的转化率不再改变
C．断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键
D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2
答案　B
解析　反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A错误；反应正向进行时，HCl的转化率升高；反应逆向进行时，HCl的转化率降低，当HCl的转化率不再改变时，可以说明可逆反应达到平衡状态，B正确；断开4 mol H—Cl键和生成4 mol H—O键均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；达到平衡状态时，各反应物和生成物的物质的量保持不变，但各物质的物质的量之比不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。
2．下列能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．溴水中存在下列平衡Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅
B．工业上由氢气和氮气合成氨是在较高温度下进行的
C．SO2催化氧化成SO3的反应，需要使用催化剂
D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深
答案　A
解析　溴水中加入AgNO3溶液后生成溴化银沉淀，促使平衡Br2＋H2OHBr＋HBrO正向移动，溶液颜色变浅，与平衡移动有关，A正确；合成氨反应是放热反应，从平衡角度分析，较高温度不利于提高产率，B错误；加入催化剂，平衡2SO2＋O22SO3不移动，不能用勒夏特列原理分析，C错误；H2与I2生成HI的反应是反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强，平衡不发生移动，颜色变深是因为加压后碘蒸气浓度变大，不能用勒夏特列原理解释，D错误。
3．[2018·黑龙江大庆质检]一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，达到平衡后测得A气体的浓度为0.5 mol·L－1，保持温度不变，将密闭容器的容积压缩为原来的一半再次达到平衡后，测得A气体的浓度为0.8 mol·L－1，则下列叙述正确的是(　　)
A．平衡向正反应方向移动
B．x＋y<z
C．B的物质的量浓度减小
D．C的体积分数减小
答案　A
解析　保持温度不变，将容器的容积压缩为原来的一半，若平衡不移动，则A气体的浓度应由0.5 mol·L－1增大到1.0 mol·L－1，而实际达到平衡时测得A气体的浓度为0.8 mol·L－1，说明压缩容器的容积、增大压强的过程中，平衡正向移动，从而可得x＋y>z，则A正确，B错误；平衡正向移动，C的体积分数增大，压缩容器的容积，达到新平衡时，B的物质的量浓度较原来大，故C、D均错误。
4．可逆反应：2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是(　　)
①增加A的量，平衡向正反应方向移动　②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小　③压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)均增大　④增大B的浓度，v(正)>v(逆)　⑤加入催化剂，B的转化率提高
A．①② B．只有④ C．只有③ D．③④
答案　D
解析　因A是固体，其浓度可视为常数，增加A的量，平衡不移动，①错误；升高温度，平衡向吸热反应方向(即逆向)移动，但v(正)也增大，只是增大的程度小于v(逆)增大的程度，使v(正)<v(逆)，②错误；因反应前后气体体积不变，增大压强平衡不移动，但v(正)、v(逆)同等程度增大，③正确；增大B的浓度，平衡正向移动，v(正)>v(逆)，④正确；加入催化剂，平衡不移动，B的转化率不变，⑤错误，D正确。
5．[2017·山东师大附中期末]某温度下，在一容积可变的密闭容器里，反应2A(g)B(g)＋2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol、4 mol。在保持温度和压强不变的条件下，下列说法正确的是(　　)
A．充入1 mol稀有气体氦(He)，平衡将不发生移动
B．充入A、B、C各1 mol，平衡将向正反应方向移动
C．将A、B、C各物质的物质的量都减半，C的百分含量不变
D．加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡向逆反应方向移动
答案　C
解析　保持温度和压强不变的条件下，充入1 mol稀有气体氦(He)，容器的容积变大，平衡正向移动，A错误；充入A、B、C各1 mol，相当于先充入A、B、C分别为1 mol、0.5 mol、1 mol，根据等效平衡，此时平衡不移动，后又充入0.5 mol B，平衡逆向移动，B错误；将A、B、C各物质的物质的量都减半，根据等效平衡，平衡不移动，C的百分含量不变，C正确；加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡不发生移动，D错误。
6．某温度下，反应2A(g)B(g)　ΔH>0在密闭容器中达到平衡，平衡后＝a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时＝b，下列叙述正确的是(　　)
A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则a<b
B．若a＝b，则容器中可能使用了催化剂
C．若其他条件不变，升高温度，则a<b
D．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a>b
答案　B
解析　A项中增加B气体，平衡逆向移动，但B转化的比增加的幅度小，则b<a，A错误；升高温度，平衡正向移动，则b<a，C错误；若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则体积增大，各组分分压减小，平衡向气体分子数增多的方向移动，即逆向移动，则a<b，D错误。
7．[2017·天津红桥区期末]向1 L的密闭容器中加入1 mol X、0.3 mol Z和一定量的Y三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间的变化如图甲所示。图乙为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。下列说法不正确的是(　　)

A．Y的起始物质的量为0.5 mol
B．该反应的化学方程式为2X(g)＋Y(g)3Z(g)　ΔH<0
C．若t0＝0，t1＝10 s，则t0～t1阶段的平均反应速率为v(Z)＝0.03 mol·L－1·s－1
D．反应物X的转化率t6点比t3点高
答案　B
解析　t4～t5阶段反应速率降低，但平衡不移动，说明t4时刻改变的条件为减小压强，即反应前后气体化学计量数之和相等，X的浓度减少，为反应物，变化为(1－0.8) mol·L－1＝0.2 mol·L－1，Z的浓度增大，为生成物，变化为(0.6－0.3) mol·L－1＝0.3 mol·L－1，则X和Z的化学计量数之比为2∶3，则Y的化学计量数为1，Y的浓度变化为0.2 mol·L－1×＝0.1 mol·L－1，Y为反应物，因此起始时Y的物质的量为(0.1＋0.4) mol·L－1×1 L＝0.5 mol，故A正确；根据选项A的分析，反应方程式为2X(g) ＋Y(g)3Z(g)，根据图乙，t5时刻改变的条件应为温度，正、逆反应速率均升高，因此应是升高温度，因v正>v逆反应向正反应方向进行，说明正反应是吸热反应，即ΔH>0，故B错误；根据化学反应速率表达式可知，c(Z)＝＝0.03 mol·L－1·s－1，故C正确；t5～t6阶段，平衡向正反应方向移动，X的转化率升高，而t3～t4、t4～t5阶段，平衡不移动，所以X的转化率t6点比t3点高，故D正确。
8．恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C。则下列说法错误的是(　　)
A．若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成的C的物质的量为3a mol
B．若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，B的物质的量一定大于4 mol
C．若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为
D．若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变
答案　B
解析　开始时通入3 mol A和3 mol B，由于容器体积膨胀，保持恒压，相当于将三个原容器叠加，各物质的含量与原平衡中的相同，C的物质的量为3a mol，A正确；无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时B的物质的量一定大于4 mol，B错误；根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为，C正确；这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变，D正确。
9．[2018·安徽毫州联考]在t ℃时，向a L密闭容器中加入1.6 mol HI(g)，发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH>0，H2的物质的量随时间的变化如图所示，下列有关说法中正确的是(　　)

A．平衡时，I2蒸气的体积分数为25%
B．若在1.5 min时降低温度，则反应将向左进行
C．平衡后若升高温度，v正增大，v逆减小
D．平衡后向容器中加入一定量的H2后，平衡向左移动，H2的体积分数减小
答案　A
解析　该反应反应前后气体体积不变，由图可知，平衡时n(H2)＝0.4 mol，则有n(I2)＝0.4 mol，故I2蒸气的体积分数为×100%＝25%，A正确；1.5 min时反应未达到平衡状态，降低温度，反应速率减慢，但反应仍向右进行，直至平衡，B错误；平衡后若升高温度，v正、v逆均增大，但v正增大的程度大于v逆，平衡向右移动，C错误；平衡后加入H2，平衡向左移动，根据勒夏特列原理可知，达到新平衡后，c(H2)仍比原来大，则新平衡后H2的体积分数增大，D错误。
10．在恒温恒容的容器中，发生反应：H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g)。初始时加入平均相对分子质量为15的H2、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
答案　C
解析　设初始时加入H2、CO的物质的量分别为x mol、y mol，据H2、CO混合气体的平均相对分子质量为15可得＝15，解得x∶y＝1∶1。令初始时加入H2、CO各1 mol，按“三段式法”计算：
　　　 H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(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＝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×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H2O(g)，气体的平均相对分子质量将增大，D错误。
二、非选择题(共30分)
11．(14分)甲醇脱氢可制取甲醛：CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示，请回答下列问题：

(1)下列叙述不能说明该脱氢反应已达到平衡状态的是________(填序号)。
a．v正(CH3OH)＝v逆(HCHO)
b．c(HCHO)＝c(CH3OH)
c．消耗1 mol CH3OH同时生成1 mol HCHO
d．CH3OH的体积分数保持不变
(2)该脱氢反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)，判断依据是______________________________________________________________________________________________________________________。
(3)600 K时，Y点甲醇的v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)，判断依据是________________________________________________ ______________________。
(4)若t1 K时反应达到平衡后，将反应容器的容积减小一半，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断依据是______________________________________________________________________。
答案　(1)bc
(2)>　温度越高，甲醇的平衡转化率越大，说明升高温度平衡正向移动
(3)<　Y点甲醇的平衡转化率大于X点甲醇的平衡转化率，说明反应逆向进行
(4)逆反应　增大压强平衡向分子数减小的方向移动
解析　(1)v正＝v逆，说明反应达到平衡状态，a正确；c(HCHO)＝c(CH3OH)，两者浓度相等不能作为反应达到平衡的判据，b错误；消耗CH3OH和生成HCHO均表示正反应，不能作为判断反应达到平衡的判据，c错误；CH3OH的体积分数不变，说明反应达到平衡状态，d正确。
(2)由图像可知，随温度升高，CH3OH平衡转化率增大，说明平衡正向移动，正反应是吸热反应。
(3)由图像可知，600 ℃时，X点为平衡点，Y点向X点移动，甲醇的平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动。
(4)压缩体积，气体压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动。
12．(16分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
一种工业合成氨的简易流程图如下：

(1)步骤Ⅱ中制氢气原理如下：
a．CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1
b．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41.2 kJ·mol－1
对于反应a，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是 ________。
a．升高温度　　 b．增大水蒸气浓度
c．加入催化剂 d．降低压强
利用反应b，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为________。
(2)图1表示500 ℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：________。
(3)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。

(4)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)a　90%　(2)14.5%
(3)

(4)Ⅳ　对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用
解析　(1)增大水蒸气浓度，平衡右移，但H2百分含量不一定提高；加入催化剂，对平衡无影响，不能提高H2的百分含量；降低压强，反应速率减慢。
设达到平衡时CO转化了x mol。
　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
n起始 0.2 mol 0 mol 0.8 mol
n平衡 (0.2－x) mol x mol (0.8＋x) mol
(0.2－x)＋x＋(0.8＋x)＝1.18，x＝0.18，αCO＝×100%＝90%。
(2)方法1：设达到平衡时N2转化了x mol。
　　　N2(g)　＋　3H2(g)　　2NH3(g)
n起始 n mol 3n mol 0
n平衡 (n－x) mol (3n－3x) mol 2x mol
×100%＝42%，x＝0.592n
故N2体积分数＝×100%＝×100%≈14.5%。
方法2：由N2、H2按1∶3投料，N2与H2又按照1∶3发生反应，故从反应开始到反应平衡，N2和H2之比始终为1∶3。N2体积分数＝×(1－42%)＝14.5%。
(3)反应初期，NH3从无到有，在未达到平衡前，NH3物质的量是增大的，达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，NH3物质的量逐渐减小，曲线见答案。
(4)通过热交换器(步骤Ⅳ)，加热进入合成塔的原料气，同时冷却从合成塔出来的平衡混合气。提高原料总转化率的方法有：①对N2、H2加压；②将产物NH3液化分离，减小生成物浓度；③将未反应的N2、H2循环使用。