届高考化学一轮专项提升化学平衡状态 化学平衡常数Word下载.docx

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v（H2）＝3v（CH4）＝0.3mol·

min－1，错误；

B项，反应进行到12min时，CH4的转化率为

×

100%＝75%，错误；

C项，恒温下，缩小容器体积，反应混合物的浓度增大。

由于该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以根据平衡移动原理：

增大压强，平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，但是由于平衡移动的趋势是微弱的，所以当达到新平衡后H2的浓度比原来大，错误；

D项，由于该反应的正反应是吸热反应。

根据平衡移动原理：

升高温度，平衡向吸热的正反应方向移动，物质的转化率增大。

故10min时，改变的外界条件可能是升高温度，正确。

3.容器中充入1molSO2和0.5molO2，向相同容积的乙容器中充入1molSO3。

若甲容器保持容积不变，乙容器保持压强不变，分别达到平衡，下列说法不正确的是（　　）

A．平衡时，容器内的压强：

甲＞乙

B．反应达到平衡时所需时间：

甲＜乙

C．平衡时，氧气的浓度：

D．平衡时，容器内SO3的体积百分数：

【解析】

起始时，甲、乙两容器体积相同，在同温下，若保持乙容器体积不变，则两容器达到同一平衡状态，即等效平衡。

而实际上乙是恒压容器，加入1molSO3反应向逆向进行，混合气这一过程乙对甲相当于减压，平衡逆移。

因此，达到平衡时，容器内压强：

甲＞乙，A正确；

达到平衡的时候，虽然乙中平衡逆移，O2的物质的量增多，但容器体积的增大为主要因素，即只能“减弱”这种改变，所以平衡时氧气的浓度：

甲>

乙，C错误；

容器内SO3的体积百分数：

甲＞乙（因SO2的转化率减小），D正确。

4．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＝－92.4kJ·

mol－1，一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。

一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：

________________________。

（2）步骤Ⅱ中制氢气原理如下：

①CH4（g）＋H2O（g）

CO（g）＋3H2（g）ΔH＝＋206.4kJ·

mol－1

②CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）ΔH＝－41.2kJ·

对于反应①，一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________（填字母）。

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②，将CO进一步转化，可提高H2产量。

若1molCO和H2的混合气体（CO的体积分数为20%）与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为________。

（3）图1表示500℃、60.0MPa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：

________。

（4）依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标中，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。

（5）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）2NH4HS＋O2

2NH3·

H2O＋2S↓

（2）a　90%　（3）14.5%

（4）

（5）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）向NH4HS溶液中通入空气，发生氧化还原反应，有S单质生成，故反应为2NH4HS＋O2

H2O＋2S↓。

（2）反应①是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动，将会增加H2的百分含量，同时提高反应速率；

增大水蒸气的浓度，会提高反应速率，但H2的百分含量会降低；

加入催化剂，不会引起H2含量的改变；

降低压强，反应速率减小；

故a正确。

设CO反应掉nmol。

　　　　　CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）

投入量/mol0.200.8

变化量/molnnn

最终量/mol0.2－nn0.8＋n

则：

0.2－n＋n＋0.8＋n＝1.18　解得：

n＝0.18

CO的转化率为

100%＝90%。

（3）设投入N2和H2的物质的量分别是1mol、3mol，平衡时N2反应掉mmol。

　　　　　N2　　＋　　3H22NH3

起始量/mol　　130

变化量/mol　　m3m2m

平衡量/mol　　1－m3－3m2m

根据题意：

＝42%，解得m≈0.59，所以平衡时N2的体积分数为

100%≈14.5%。

（4）通入原料气，反应开始，氨气的量增加，因为合成氨是一个放热反应，当达到平衡后温度升高，氨气的含量将减小。

所以图像为

（5）从流程图看，反应放出的能量得到充分利用是在热交换器中。

提高合成氨原料转化率的方法是将未反应的原料重新送回反应器中循环使用、对原料气加压。

5．一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：

C（s）＋CO2（g）

2CO（g）　ΔH＝＋173kJ·

mol－1，若压强为pkPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：

（1）650℃时CO2的平衡转化率为________。

（2）t1℃时平衡常数Kp＝________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×

物质的量分数）；

该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡________（填“正向”“逆向”或“不”）移动，原因是_____________________________________________。

【答案】　

（1）25%　

（2）0.5p　不　Qp＝Kp

【解析】　

（1）650℃时，平衡时CO2的体积分数为60%，设其物质的量为0.6mol，则平衡时CO的物质的量为0.4mol，起始时CO2的物质的量为0.6mol＋

0.4mol＝0.8mol，故CO2的平衡转化率为

100%＝25%。

（2）t1℃时，平衡时CO与CO2的体积分数相等，其平衡分压均为0.5pkPa，则此时的平衡常数为Kp＝

＝0.5p。

6.可逆反应达到平衡的根本原因是（　　）

A．反应混合物中各组分的浓度相等

B．正、逆反应都还在继续进行

C．正、逆反应的速率均为零

D．正、逆反应的速率相等

【解析】A项，可逆反应到达平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度不一定相等，这与物质的初始浓度和转化率有关，错误；

B项，无论反应是否达到平衡状态，正、逆反应速率都在继续进行，错误；

C项，可逆反应到达平衡状态时，反应始终在进行，且正、逆反应速率相等但不为0，错误；

D项，当可逆反应达到平衡状态时，同一物质的正、逆反应速率相等，反应混合物各组分的浓度、含量不再变化，则正、逆反应的速率相等是可逆反应达到平衡的根本原因，正确。

7.对可逆反应：

4NH3（g）＋5O2（g）

4NO（g）＋6H2O（g），下列叙述正确的是（　　）

A．达到化学平衡时，4v正（O2）＝5v逆（NO）

B．若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态

C．达到化学平衡时，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大

D．化学反应速率的关系是2v正（NH3）＝3v正（H2O）

【答案】A

【解析】根据不同物质表示同一反应速率时的关系可知，v逆（O2）∶v逆（NO）＝5∶4，v逆（NO）＝

v逆（O2），代入A中表达式知v正（O2）＝v逆（O2），A正确；

NO的生成与NH3的消耗都表示正反应速率，B不正确；

达到平衡时，增大容器体积，反应物、生成物浓度同时减小，正、逆反应速率同时减小，C不正确；

在反应的任意状态总有v正（NH3）∶v正（H2O）＝4∶6，即3v正（NH3）＝2v正（H2O），D不正确。

8.可以证明可逆反应N2＋3H2

2NH3已达到平衡状态的是（　　）

①一个N≡N断裂的同时，有3个H—H键断裂；

②一个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂；

③其它条件不变时，混合气体平均相对分子质量不再改变；

④保持其它条件不变时，体系压强不再改变；

⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再改变；

⑥恒温恒容时，混合气体的密度保持不变；

⑦正反应速率v（H2）＝0.6mol·

min－1，逆反应速率v（NH3）＝0.4mol·

A．全部B．①③④⑤

C．②③④⑤⑦D．③⑤⑥⑦

【解析】反应到达平衡状态时，正、逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，可以及由此衍生的一些量也不发生变化，由此进行判断。

解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。

①无论是否达到平衡状态，只要一个N≡N断裂的同时，就有3个H—H键断裂，所以不能证明该反应达到平衡状态，错误；

②反应达到平衡状态时，只要一个N≡N键断裂的同时，就有6个N—H键断裂，所以能证明该反应达到平衡状态，正确；

③该反应达到平衡状态时，气体总物质的量不变，气体混合物的质量不变，所以其他条件不变时，混合气体平均相对分子质量不再改变，能说明该反应达到平衡状态，正确；

④该反应是一个气体体积改变的反应，当反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变，则其压强也不变，所以保持其他条件不变时，体系压强不再改变，能说明该反应达到平衡状态，正确；

⑤反应达到平衡状态时，各物质的百分含量不变，所以NH3%、N2%、H2%都不再改变能说明该反应达到平衡状态，正确；

⑥恒温恒容时，密度始终保持不变，所以不能证明该反应达到平衡状态，错误；

⑦v正（H2）表示消耗H2的速率，v逆（NH3）表示消耗NH3的速率，且v正（H2）∶v逆（NH3）＝3∶2，充分说明向两个相反方向进行的程度相当，说明到达平衡状态，正确。

9.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）　ΔH＜0，反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是（　　）

A．增加压强

B．降低温度

C．增大CO的浓度

D．更换催化剂

【答案】B

【解析】提高CO的转化率可以让平衡正向进行即可。

A项，增加压强，该平衡不会发生移动，错误；

B项，降低温度，化学平衡向着放热方向即正向进行，正确；

C项，增大CO的浓度，化学平衡向着正方向进行，但是一氧化碳的转化率降低，错误；

D项，催化剂不会引起化学平衡的移动，错误。

10.在一定量的密闭容器中进行反应：

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）。

已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol·

L－1、0.3mol·

L－1、0.2mol·

L－1。

当反应达到平衡时，可能存在的数据是（　　）

A．N2为0.2mol·

L－1，H2为0.6mol·

L－1

B．N2为0.15mol·

C．N2、H2均为0.18mol·

D．NH3为0.4mol·

【解析】本题考查对可逆反应的特征的理解，解答时，应注意两点：

（1）可逆反应既可向正反应方向进行，同时又可向逆反应方向进行；

（2）可逆反应不能进行到底，只能反应到一定程度达到平衡状态，平衡时各物质的物质的量都大于零。

对于本题，若反应从题给某一时刻开始向正反应方向进行并达到平衡，此时NH3的浓度应小于0.4mol·

L－1；

若反应从题给某一时刻开始向逆反应方向进行并达到平衡，此时N2的浓度应小于0.2mol·

L－1，H2的浓度应小于0.6mol·

从题给量的关系易知无论反应进行到什么程度，c（N2）∶c（H2）＝1∶3，因此两者不可能同时均为0.18mol·

11.汽车尾气中，产生NO的反应为N2（g）＋O2（g）

2NO（g），一定条件下，等物质的量的N2（g）和O2（g）在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。

下列叙述正确的是（　　）

A．温度T下，该反应的平衡常数K＝

B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小

C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂

D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH＜0

【解析】由平衡常数的计算公式得K＝

，又因为氮气和氧气的物质的量相同，A正确；

由于反应在恒容的密闭容器中反应，所以气体总体积保持不变，且质量守恒，所以混合气体密度的不变，B错误；

催化剂只能改变反应速率，不能改变化学反应限度，而图中显示平衡时氮气的浓度发生了变化，C错误；

若曲线b对应的条件改变是温度，根据达到平衡时曲线b对应的时间短，则对应温度高，升高温度时c（N2）减小，平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH>

0，D错误。

12.在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：

下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是（　　）

（注：

图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1＜c2）

A．AB．BC．CD．D

【解析】要从表中的数据去分析N2O的浓度与反应速率、半衰期、转化率的数据关系。

从表中的数据说明每个时间段内v（N2O）相等，A项正确、B项错误；

从表中数据分析可知半衰期与浓度的关系图为

，C项错误；

从表中数据分析可知不同浓度下的转化率不同（浓度大转化率小），在相同浓度条件下的转化率相同，D项错误。

13.COCl2（g）

CO（g）＋Cl2（g）　ΔH＞0当反应达到平衡时，下列措施：

①升温②恒容通入惰性气体③增加CO的浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是（　　）

A．①②④B．①④⑥C．②③⑥D．③⑤⑥

【解析】化学反应COCl2（g）

CO（g）＋Cl2（g）　ΔH＞0，正反应是气体体积增大的吸热反应。

①升温平衡向正反应移动，COCl2转化率增大，符合；

②恒容通入惰性气体，总压增大，反应混合物各组分的浓度不变，平衡不移动，COCl2转化率不变，不符合；

③增加CO的浓度，平衡向逆反应方向移动，COCl2转化率减小，不符合；

④减压平衡向正反应方向移动，COCl2转化率增大，符合；

⑤加催化剂，改变速率不改变平衡，COCl2转化率不变，不符合；

⑥恒压通入惰性气体，压强增大，为保持恒压，体积增大，平衡正向进行，COCl2转化率增大，符合。

14.在密闭容器中发生如下反应：

mA（g）＋nB（g）

pC（g），达到平衡后，保持温度不变，将气体体积缩小到原来的一半，当达到新平衡时，C的浓度为原来1.9倍，下列说法错误的是（　　）

A．平衡向逆反应方向移动

B．A的转化率降低

C．m＋n＞p

D．C的体积分数减小

【解析】平衡后将气体体积缩小到原来的一半，压强增大，如果平衡不移动，则达到平衡时C的浓度为原来的2倍，但此时C的浓度为原来的1.9倍，说明增大压强平衡向逆反应方向移动。

A项，由上述分析可知，增大压强平衡向逆反应方向移动，正确；

B项，增大压强平衡向逆反应方向移动，则反应物的转化率降低，故A的转化率降低，正确；

C项，增大压强平衡向逆反应方向移动，增大压强平衡向体积减小的方向移动，则有：

m＋n＜p，错误；

D项，平衡向逆反应移动，生成物的体积百分含量降低，即C的体积分数降低，正确。

15.使2molN2和6molH2混合发生反应：

2NH3（g）（正反应为放热反应）。

下列说法错误的是（　　）

A．升高平衡体系的温度（保持体积不变），混合气体的平均相对分子质量变大

B．升高平衡体系的温度（保持体积不变），混合气体的密度不变

C．当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是1∶3

D．当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将逆向移动

【解析】升高温度，平衡向逆方向移动，由于气体的质量不变，物质的量增大，所以混合气体的平均相对分子质量减小，A错；

由于混合气体的质量不变，密闭容器的体积不变，其密度不变，B正确；

N2和H2起始浓度之比与消耗的物质的量之比相同，达到平衡后浓度之比也相同，C正确；

压强不变，加入稀有气体，混合气体的压强增大，要维持压强不变，相当于减少压强，平衡向气体体积增大的方向移动，即逆方向移动，D正确。