高考化学23 化学平衡状态和平衡移动 课时分层训练鲁科版.docx

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高考化学23化学平衡状态和平衡移动课时分层训练鲁科版

课时分层训练（二十三）　化学平衡状态和平衡移动

（建议用时：

45分钟）

A级　基础达标

1．可逆反应N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g），在容积为10L的密闭容器中进行，开始时加入2molN2和3molH2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到（　　）

A．0.1mol·L－1　　　　　B．0.2mol·L－1

C．0.05mol·L－1D．0.15mol·L－1

B　[2molN2和3molH2反应，假设反应能够进行到底，则3molH2完全反应，生成2molNH3，此时NH3的浓度为0.2mol·L－1，但由于是可逆反应，不能完全反应，所以NH3的浓度达不到0.2mol·L－1。

]

2．对于反应2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g），一定条件下达到平衡时，下列关于平衡状态的说法不正确的是（　　）

A．v正（SO2）＝2v逆（O2）

B．n（SO2）∶n（O2）＝2∶1

C．c（SO2）的浓度不再变化

D．恒温恒容下的体系压强不变

B　[平衡时，各组分的量保持恒定，但不一定为某一比值。

]

3．对于反应：

N2O4（g）

2NO2（g）　ΔH＞0，现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是（　　）

【导学号：

95160209】

D　[从开始至平衡，由于容器容积增大，密度减小，达平衡后密度不变，A错；反应过程中，反应热不会变化，不是变量无法判断是否达到平衡状态，与图像不符，B错；N2O4的正反应速率逐渐减小，最后保持不变，NO2的反应速率应从零开始，逐渐增大，最后保持不变，C错；转化率一定时达到平衡，D对。

]

4．一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：

A（s）＋2B（g）

C（g）＋D（g），下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是（　　）

【导学号：

95160210】

①混合气体的密度不再变化时

②容器内气体的压强不再变化时

③混合气体的总物质的量不再变化时

④B的物质的量浓度不再变化时

⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

⑥当v正（B）＝2v逆（C）

A．①④⑤⑥B．②③⑥

C．②④⑤⑥D．只有④

A　[A为固态，反应正向进行时气体质量增大，逆向进行时气体质量减小，所以，密度不变时平衡，①正确；该反应前后气体体积不变，所以压强不变时不一定平衡，②错误；该反应前后气体物质的量相等，所以混合气体的总物质的量不变不一定平衡，③错误；B的浓度不变，说明反应达到平衡，④正确；混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，说明气体的质量不变，正、逆反应速率相等，反应达到平衡，⑤正确；v正（B）＝2v逆（C）时，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡，⑥正确。

]

5．一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：

SO2（g）＋2CO（g）

2CO2（g）＋S（s）　ΔH＜0，若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是（　　）

A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变

B．平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快

C．平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率

D．当容器中气体密度不变时，反应达到平衡

D　[该反应的正反应是气体分子数减小的放热反应，在反应达到平衡之前，随着反应的进行，气体的总物质的量逐渐减小，则容器内压强逐渐减小，A项错误；硫是固体，分离出硫，气体反应物和生成物浓度都不变，所以不影响反应速率，B项错误；该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，抑制了SO2的转化，所以SO2的转化率降低，C项错误；该反应反应前后气体质量不同，反应过程中密度变化，密度不变时，说明已达到平衡，D项正确。

]

6．已知可逆反应：

A（g）＋2B（s）

C（s）＋D（g）　ΔH>0。

如图所示为该可逆反应的正、逆反应速率（v）与时间（t）的关系示意图。

如果在t1时刻改变以下条件：

①加入A；②加入催化剂；③加压；④升温；⑤减少C，符合图示的条件是（　　）

【导学号：

95160211】

A．②③B．①②

C．③④D．④⑤

A　[t1时刻，①加入A，正反应速率增大，逆反应速率不变，与图象不符；②加入催化剂，正、逆反应速率均增大，且增大程度相同，与图象相符；③该反应为气体分子数不变的反应，加压，正、逆反应速率均增大，且增大程度相同，与图象相符；④该反应的正反应为吸热反应，升温，正、逆反应速率均增大，但增大程度不相同，与图象不符；⑤C为固体，减少C，对正、逆反应速率无影响，与图象不符。

]

7．下列措施或事实不能用勒·夏特列原理解释的是（　　）

A．在合成氨的反应中，降温或加压有利于氨的合成

B．H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深

C．Fe（SCN）3溶液中加入固体KSCN后颜色变深

D．阴暗处密封有利于氯水的储存

B　[合成氨反应为N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH<0，正反应为气体分子数减小的放热反应，降低温度和增大压强平衡均向正反应方向移动，有利于氨的合成，A项可用勒·夏特列原理解释。

H2（g）＋I2（g）

2HI（g），该反应在反应前后气体分子数不变，增大压强，I2的浓度增大，颜色加深，但平衡不移动，B项不能用勒·夏特列原理解释。

Fe（SCN）3溶液中存在平衡：

Fe3＋＋3SCN－

Fe（SCN）3（红色），加入固体KSCN后，SCN－的浓度增大，平衡正向移动，溶液颜色变深，C项可用勒·夏特列原理解释。

氯水中存在平衡：

Cl2＋H2O

HClO＋H＋＋Cl－，光照下HClO会发生分解，从而使溶液中HClO浓度降低，平衡向生成HClO的方向移动，所以阴暗处密封有利于氯水的储存，D项可用勒·夏特列原理解释。

]

8．（2018·衡水模拟）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．在该温度恒压条件下再充入少量B气体，则a＝b

C．若其他条件不变，升高温度，则a

D．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a>b

B　[A项，充入B气体后平衡时压强变大，正向反应程度变大，

变小，即a>b；B项，充入B气体，新平衡状态与原平衡等效，

不变，即a＝b；C项，升温，平衡右移，

变小，即a>b；D项，相当于减压，平衡左移，

变大，即a

]

9．（2018·陕西部分学校第一学期摸底）在一定条件下，利用CO2合成CH3OH的反应为CO2（g）＋3H2（g）

CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH1，研究发现，反应过程中会发生副反应：

CO2（g）＋H2（g）

CO（g）＋H2O（g）　ΔH2，温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。

下列说法中不正确的是（　　）

【导学号：

95160212】

A．ΔH1<0，ΔH2>0

B．增大压强有利于加快合成反应的速率

C．生产过程中，温度越高越有利于提高CH3OH的产率

D．合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K＝

C　[由题图可知，随着温度的升高，CH3OH的产率逐渐减小，CO2（g）＋3H2（g）

CH3OH（g）＋H2O（g）平衡逆向移动，则ΔH1<0；CO的产率随温度的升高而逐渐增大，CO2（g）＋H2（g）

CO（g）＋H2O（g）平衡正向移动，则ΔH2>0，A项正确，C项错误；对于有气体参与的反应，压强越大反应速率越快，所以增大压强有利于加快合成反应的速率，B项正确；合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K＝

，D项正确。

]

10．（2018·沧州模拟）向某密闭容器中加入0.15mol·L－1A、0.05mol·L－1C和一定量的B三种气体。

一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图中甲图所示[t0～t1时c（B）未画出，t1时c（B）增大到0.05mol·L－1]。

乙图为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。

【导学号：

95160213】

（1）若t4时改变的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为________mol·L－1。

（2）若t5时改变的条件是升温，此时v（正）>v（逆），若A的物质的量减少0.03mol时，容器与外界的热交换总量为akJ，写出反应的热化学方程式：

_____________________________________________________________________

_______________________________________________________________。

（3）t3时改变的某一反应条件可能是________（填字母）。

a．使用催化剂　　b．增大压强　　c．增大反应物浓度

（4）在恒温恒压下通入惰性气体，v（正）______v（逆）（填“>”“＝”或“<”）。

【解析】　

（1）根据题意：

A、C的系数之比为0.09∶0.06＝3∶2，再根据改变压强，平衡不移动可知反应为等体反应，所以方程式为3A（g）

2C（g）＋B（g）。

故c（B）＝（0.05－0.03）mol·L－1＝0.02mol·L－1。

（2）升温，v（正）>v（逆），反应为吸热反应，故热化学方程式为3A（g）

B（g）＋2C（g）　ΔH＝＋100akJ·mol－1。

（3）t3时，改变条件，v（正）＝v（逆）且增大，又因反应为等体反应，故条件为增大压强或使用催化剂。

（4）恒温恒压下通入惰性气体，相当于减压，等体反应平衡不移动，v（正）＝v（逆）。

【答案】　

（1）0.02

（2）3A（g）

2C（g）＋B（g）　ΔH＝＋100akJ·mol－1

（3）ab　（4）＝

11．合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。

【导学号：

95160214】

（1）一定温度下，某贮氢合金（M）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比（H/M）。

在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为zMHx（s）＋H2（g）

zMHy（s）　ΔH1（Ⅰ）；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。

反应（Ⅰ）中z＝________（用含x和y的代数式表示）。

温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v＝________mL·g－1·min－1。

反应（Ⅰ）的焓变ΔH1（Ⅰ）________0（填“>”“＝”或“<”）。

（2）η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η（T1）________η（T2）（填“>”“＝”或“<”）。

当反应（Ⅰ）处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应（Ⅰ）可能处于图中的________点（填“b”“c”或“d”），该贮氢合金可通过________或________的方式释放氢气。

【解析】　

（1）在反应（Ⅰ）中，zMHx（s）＋H2（g）

zMHy（s），由方程式两边氢原子个数守恒得zx＋2＝zy，z＝

；温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v＝

＝30mL·g－1·min－1。

因为T1

（2）结合图像分析知，随着温度升高，反应（Ⅰ）向左移动，H2压强增大，故η随着温度升高而降低，所以η（T1）>η（T2）；当反应处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量H2，H2压强增大，H/M逐渐增大，由图像可知，气体压强在B点以前是不改变的，故反应（Ⅰ）可能处于图中的c点；该贮氢合金要释放氢气，应该使反应（Ⅰ）左移，根据平衡移动原理，可以通过升高温度或减小压强的方式使反应向左移动。

【答案】　

（1）

　30　<　

（2）>　c　加热　减压

B级　能力提升

12．一定条件下，在体积为10L的密闭容器中，1molX和1molY进行反应：

2X（g）＋Y（g）

Z（g），经60s达到平衡，生成0.3molZ。

下列说法正确的是（　　）

A．0～60s，以X的浓度变化表示的反应速率为0.001mol·L－1·s－1

B．将容器体积变为20L，Z的平衡浓度变为原来的

C．若增大压强，则物质Y的转化率减小

D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的ΔH>0

A　[　　　2X（g）＋Y（g）

Z（g）

起始/（mol）110

转化/（mol）0.60.30.3

平衡/（mol）0.40.70.3

v（X）＝

＝0.001mol·L－1·s－1，A项正确；将容器体积变为20L，化学平衡逆向移动，Z的平衡浓度小于原来的

，B项不正确；若增大压强，则化学平衡正向移动，物质Y的转化率增大，C项不正确；若升高温度，X的体积分数增大，说明化学平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，ΔH<0，D项不正确。

]

13．

（1）工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。

某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，容积为2L的恒容密闭容器中测得如表所示数据。

时间/min

CH4（mol）

H2O（mol）

CO（mol）

H2（mol）

0

0.40

1.00

0

0

5

a

0.80

c

0.60

7

0.20

b

0.20

d

10

0.21

0.81

0.19

0.64

请回答下列问题：

【导学号：

95160215】

①分析表中数据，判断5min时反应是否处于平衡状态？

________（填“是”或“否”），前5min反应的平均反应速率v（CH4）＝________。

②该温度下，上述反应的平衡常数K＝________。

③7～10min，CO的物质的量减少的原因可能是______（填字母）。

A．减少CH4的物质的量

B．降低温度

C．升高温度

D．充入H2

（2）氨的催化氧化：

4NH3（g）＋5O2（g）

4NO（g）＋6H2O（g）是工业制硝酸的重要反应。

在1L密闭容器中充入4molNH3（g）和5molO2（g），保持其他条件不变，测得c（NO）与温度的关系如图所示。

该反应的ΔH________0（填“>”“<”或“＝”）；T0温度下，NH3的转化率为________。

【解析】　

（1）①根据反应CH4（g）＋H2O（g）

CO（g）＋3H2（g），结合表中数据5min时H2为0.60mol，可知CO为0.20mol，即c＝0.20，则a＝0.20,7min时各物质的物质的量与5min时相同，所以5min时反应已达到平衡状态；v（CH4）＝

＝0.02mol·L－1·min－1。

②该温度下平衡时，[CH4]＝0.10mol·L－1，[H2O]＝0.40mol·L－1，[CO]＝0.10mol·L－1，[H2]＝0.30mol·L－1，则K＝

＝0.0675mol2·L－2。

③10min时，只有CO的物质的量减少，其他物质的物质的量都增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，选D。

（2）由题给图像可知，NO的浓度达到最大后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的ΔH＜0，T0时，[NO]＝3.0mol·L－1，则反应消耗的n（NH3）＝3.0mol，NH3的转化率为

×100%＝75%。

【答案】　

（1）①是　0.02mol·L－1·min－1　②0.0675mol2·L－2　③D　

（2）＜　75%

1．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯（烧杯内有水）中：

在

（1）中加入CaO，在

（2）中不加其他任何物质，在（3）中加入NH4Cl晶体，发现

（1）中红棕色变深，（3）中红棕色变浅。

[已知反应2NO2（红棕色）

N2O4（无色）]

下列叙述正确的是（　　）

A．2NO2

N2O4是放热反应

B．NH4Cl溶于水时放出热量

C．烧瓶

（1）中平衡混合气体的相对分子质量增大

D．烧瓶（3）中气体的压强增大

A　[加CaO放热，加NH4Cl吸热，温度高颜色深，说明2NO2

N2O4的ΔH<0。

]

2．（2018·绵阳模拟）在一定温度下，将等量的气体分别通入起始容积相同的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中，使其发生反应，t0时容器Ⅰ中达到化学平衡，X、Y、Z的物质的量的变化如图所示。

则下列有关推断正确的是（　　）

A．该反应的化学方程式为3X＋2Y

2Z

B．若两容器中均达到平衡时，两容器的体积V（Ⅰ）＜V（Ⅱ），则容器Ⅱ达到平衡所需时间小于t0

C．若两容器中均达到平衡时，两容器中Z的物质的量分数相同，则Y为固体或液体

D．若达平衡后，对容器Ⅱ升高温度时，其体积增大，说明Z发生的反应为吸热反应

C　[根据图象知，Z是反应物，X、Y是生成物，达到平衡后，生成1.8molX，生成1.2molY，消耗1.8molZ，则化学方程式为3Z

3X＋2Y，A错误；反应的化学方程式为3Z

3X＋2Y，若两容器中均达到平衡时，两容器的体积V（Ⅰ）

]

3．将4.0molPCl3和2.0molCl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反应：

PCl3（g）＋Cl2（g）

PCl5（g）。

达到平衡时，PCl5为0.8mol，如果此时移走2.0molPCl3和1.0molCl2，在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是（　　）

A．0.8mol　　　　　　B．0.4mol

C．小于0.4molD．大于0.4mol，小于0.8mol

C　[已知：

。

]

课时分层训练（二十四）　化学反应的速率　化学反应条件的优化——工业合成氨

（建议用时：

45分钟）

A级　基础达标

1．（2014·全国Ⅰ卷）已知分解1molH2O2放出热量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为：

H2O2＋I－―→H2O＋IO－　　慢

H2O2＋IO－―→H2O＋O2↑＋I－　快

下列有关该反应的说法正确的是（　　）

A．反应速率与I－浓度有关

B．IO－也是该反应的催化剂

C．反应活化能等于98kJ·mol－1

D．v（H2O2）＝v（H2O）＝v（O2）

A　[A.将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，该反应中I－作催化剂，其浓度的大小将影响该反应的反应速率；B.该反应中IO－是中间产物，不是该反应的催化剂；C.反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解1molH2O2放出98kJ热量，不能据此判断该反应的活化能；D.由于水是纯液体，不能用来表示反应速率，同一化学反应中，速率之比等于化学系数之比，即v（H2O2）＝v（H2O）＝2v（O2）。

]

2．对恒温恒容密闭容器中的可逆反应：

A（g）＋3B（g）2C（g）　ΔH<0，下列叙述错误的是（　　）

A．升高温度，v（正）、v（逆）都增大，但v（逆）增加的程度更大

B．增大压强，v（正）、v（逆）都增大，但v（正）增加的程度更大

C．增大A的浓度，v（正）会增大，但v（逆）会减小

D．使用催化剂，一般v（正）、v（逆）同时增大，而且增大的倍数相同

C　[根据方程式可知，正反应是放热反应，所以升高温度，正、逆反应速率都是增大的，但逆反应速率增加的程度更大，A正确；正反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，正、逆反应速率都是增大的，但正反应速率增加的程度更大，平衡向正反应方向移动，B正确；增大反应物的浓度，正反应速率突然增大，而逆反应速率瞬间不变，后逐渐增大，平衡向正反应方向移动，C不正确；催化剂可同等程度改变正、逆反应速率，D正确。

]

3．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：

2HI（g）H2（g）＋I2（s）　ΔH>0，若0～15s内c（HI）由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1，则下列说法正确的是（　　）【导学号：

95160223】

A．0～15s内用I2表示的平均反应速率为v（I2）＝0.001mol·L－1·s－1

B．c（HI）由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1所需的反应时间小于10s

C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢

D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快

D　[I2为固态，故不能用它表示化学反应速率，A错误；v（HI）＝

＝0.002mol·L－1·s－1，若反应仍以该速率进行，则t＝

＝10s，但随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢，所用时间应大于10s，B错误；升高温度，正、逆反应速率均加快，C错误；减小反应体系的体积，从而增大了压强，化学反应速率将加快，D正确。

]

4．在一定温度下，向一个2L的真空密闭容器中（预先装入催化剂）通入1molN2和3molH2，发生反应：

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）。

经过一段时间后，测得容器内压强是起始的0.9倍，在此时间内，用H2表示的平均反应速率为0.1mol/（L·min），则所经过的时间为（　　）

【导学号：

95160224】

A．2min　　　　　　　B．3min

C．4minD．5min

B　[设参加反应的N2的物质的量为x，根据化学方程式：

　　　　　　　　N2（g）＋　3H2（g）===2NH3（g）

起始物质的量/（mol）130

反应的物质的量/（mol）x3x2x

测定时物质的量/（mol）1－x3－3x2x

根据阿伏加德罗定律的推论：

物质的量之比等于压强之比，列式可得：

＝

，解得：

x＝0.2mol。

参加反应的H2的物质的量：

n（H2）＝3x＝0.6mol，可得H2的浓度变化为0.3mol/L，由v（H2）＝

＝0.1mol/（L·min），故可得反应时间为3min。

]

5．一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.1molH2O（g），发生反应：

2H2O（g）

2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋484kJ·mol－1，不同时间产生O2的物质的量见下表：

时间/min

20

40

60

80

n（O2）/mol

0.0010

0.0016

0.0020

0.0020

下列说法不正确的是（　　）

A．前20min内的反应速率v（H2O）＝5.0×10－5mol·L－1·min－1

B．达到平衡时，至少需要从外界吸收能量0.968kJ

C．增大c（H2O），可以提高水的分解率

D．催化效果与Cu2O颗粒的大小有关

C　[A项，由题意知，v（H2O）＝2v（O2）＝2×

＝5.0×1