高考模拟理综化学选编化学平衡解析版.docx

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高考模拟理综化学选编化学平衡解析版

乐陵一中化学平衡

一、单选题（本大题共7小题，共42分）

1.在一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中，某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是

A.反应的化学方程式为

B.t时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡

C.若

，则0～t的X的化学反应速率为

D.温度、体积不变，t时刻充入1molHe使压强增大，正、逆反应速率都增大

（化学备课组整理）C

（备课组长教你如何做）【分析】

本题考查化学平衡图象分析、化学平衡的计算，题目难度中等，注意分析各物质的量的变化曲线，把握化学方程式的判断方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力。

【解答】

A.由图象可以看出，反应中X物质的量减小，Y、Z的物质的量增多，则X为反应物，Y、Z为生成物，且△n（X）：

△n（Y）：

△n（Z）=0.8mol：

1.2mol：

0.4mol=2：

3：

1，则该反应的化学方程式为：

2X

3Y+Z，故A错误；

B.t时，正、逆反应继续进行，反应达到化学平衡，是动态平衡，故B错误；

C.若t=4，则0～t的X的化学反应速率v=

mol•L-1•min-1=0.1mol•L-1•min-1，故C正确；

D.温度、体积不变，t时刻充入1molHe使压强增大，正、逆反应速率不变，故D错误。

故选C。

2.100℃时，将0.1mol N2O4置于1L密闭的烧瓶中，然后将烧瓶放入100℃的恒温槽中，烧瓶内的气体逐渐变为红棕色：

N2O4（g）⇌2NO2 （g）．下列结论不能说明上述反应在该条件下已经达到平衡状态的是（　　）

①N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比为1：

2

②NO2生成速率与NO2消耗速率相等

③烧瓶内气体的压强不再变化                   

④烧瓶内气体的质量不再变化              

⑤NO2的物质的量浓度不再改变                  

⑥烧瓶内气体的颜色不再加深           

⑦烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化     

⑧烧瓶内气体的密度不再变化．

A.②③⑥⑦B.①④⑧C.只有①④D.只有⑦⑧

（化学备课组整理）B

（备课组长教你如何做）解：

①无论反应是否达到平衡状态，N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比都为1：

2，所以不能证明是否达到平衡状态，故错误；

②NO2的正逆反应速率相等，所以能证明达到平衡状态，故正确；

③该反应是反应前后气体体积改变的反应，当该反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不再改变，所以压强就不再改变，能证明该反应达到平衡状态，故正确；

④根据质量守恒，无论该反应是否达到平衡状态，混合气体的质量都不再改变，所以不能证明该反应是否达到平衡状态，故错误；

⑤平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，所以能证明该反应达到平衡状态，故正确；

⑥平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，烧瓶内气体的颜色不再加深，所以能证明该反应达到平衡状态，故正确；

⑦平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，质量始终不变，所以当烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化时，能证明该反应达到平衡状态，故正确．

⑧根据质量守恒，反应前后气体质量不变，容器的体积不变，所以烧瓶内气体的密度始终不变，故错误；

所以错误的是①④⑧．

故选B．

反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断．

本题考查了化学平衡状态的判断，难度不大，注意正逆反应速率相等是指同一物质的正逆反应速率相等．

3.某温度下，在固定容积的容器中，可逆反应：

A（g）+3B（g）⇌2C（g）达到平衡，测得平衡时各物质的物质的量之比为2：

2：

1，保持温度、体积不变，再以2：

2：

1的体积比将A、B、C充入此容器中，则（　　）

A.平衡向逆反应方向转动B.平衡不移动

C.C的百分含量增大D.C的百分含量减小

（化学备课组整理）C

（备课组长教你如何做）解：

平衡时各物质的物质的量之比为2：

2：

1，保持温度、体积不变，再以2：

2：

1的体积比将A、B、C充入此容器中，充入的气体相当于给原气体加压，反应A（g）+3B（g）⇌2C（g）为气体体积缩小的反应，则增大压强平衡向正反应方向移动，反应物C的百分含量增大，

故选C．

保持温度、体积不变，再以2：

2：

1的体积比将A、B、C充入此容器中，相当于增大压强，平衡向着正向移动，C的百分含量增大，据此进行解答．

本题考查了化学平衡的影响，题目难度不大，明确“充入的气体相当于给原气体加压”为解答关键，注意熟练掌握影响化学平衡的因素，试题培养了学生的灵活应用能力．

4.在容积不变的密闭容器中，一定条件下发生反应：

2A（？

）⇌B（g）+C（s），达到化学平衡后，升高温度，容器内气体的密度增大，则下列叙述正确的是（　　）

A.若正反应是吸热反应，则A为非气态

B.若正反应是放热反应，则A为非气态

C.在平衡体系中加入少量C，该平衡向逆反应方向移动

D.改变压强对该平衡的移动一定无影响

（化学备课组整理）A

（备课组长教你如何做）解：

A．若正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，则A应为非气态才能符合，故A正确；

B．若正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，则A应为气态才能符合，故B错误；

C．对于可逆反应，固体的量的多少对反应速率没有影响，故C错误；

D．如A为气体，增大压强平衡向正反应方向移动，如A为非气态，增大压强平衡向逆反应方向移动，故D错误．

故选A．

达到化学平衡后，升高温度，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，如平衡向正反应方向移动，则A应为非气态，如平衡向逆反应方向移动，则A应为气态，对于可逆反应，固体对反应速率没有影响．

本题考查化学平衡的影响因素，题目难度中等，解答本题的关键是容器密度的变化，答题时注意体会．

5.已知甲为恒压容器、乙为恒容容器．相同条件下充入等物质的量的NO2气体，且起始时体积相同．发生反应：

2NO2（g）⇌N2O4 （g）△H＜0．一段时间后相继达到平衡状态．下列说法中正确的是（　　）

A.平衡时NO2体积分数：

甲＜乙

B.达到平衡所需时间，甲与乙相等

C.该反应的平衡常数表达式K=

D.若两容器内气体的压强保持不变，均说明反应已达到平衡状态

（化学备课组整理）A

（备课组长教你如何做）解：

A．反应起始时，二氧化氮的浓度相同、温度相同、压强相同，反应速率相同，随反应进行，容器乙中压强降低，容器甲体积可变，压强不变，故反应达到平衡时，两容器内的压强关系是p（甲）＞p（乙），甲中平衡正向进行，平衡时NO2体积分数减小，甲＜乙，故A正确；

B．容器乙体积不变，随反应进行，反应混合气体的物质的量减小，容器乙中压强降低，而容器甲体积可变、压强不变，由压强越大反应速率越快，可知达到平衡所需时间甲短，故B错误；

C．反应为2NO2（g）⇌N2O4 （g），平衡常数K=

，故C错误；

D．容器乙体积不变，随反应进行，反应混合气体的物质的量减小，容器乙中压强降低，而容器甲体积可变压强不变，故反应达到平衡时，两容器内的压强关系是p（甲）＜p（乙），甲容器中压强始终不变，则乙中压强不变可判断平衡状态，而甲中不能，故D错误；

故选A．

A．反应起始时，二氧化氮的浓度相同、温度相同、压强相同，反应速率相同，随反应进行，容器乙中压强降低，而容器甲体积可变、压强不变；

B．压强越大，反应速率越大；

C．K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；

D．容器甲体积可变、压强始终不变，甲中不能利用压强判断平衡状态．

本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握化学平衡常数的意义、平衡影响因素等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．

6.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，4υ正（O2）=5υ逆（NO）

B.若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态

C.达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大

D.化学反应速率关系是：

2υ正（NH3）=3υ正（H2O）

（化学备课组整理）A

（备课组长教你如何做）【分析】

​本题考查化学平衡状态的判断、平衡移动及影响平衡的因素、平衡常数等，题目难度中等，A选项中注意用不同物质的表示的正逆反应速率相等的表达方法，此为易错点。

【解答】

A.4v正（O2）=5v逆（NO），不同物质表示正逆反应速率之比等于化学计量数之比，表示反应达到平衡状态，故A正确；

B.若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，都表示向反应正向进行，反应自始至终都是1：

1，不能说明到达平衡，故B错误；

C.达到化学平衡时，若增加容器体积，则物质的浓度减小，正逆反应速率均减小，平衡向正反应移动，故C错误；

D.化学反应速率关系是：

3υ正（NH3）=2υ正（H2O），故D错误。

故选A。

7.已知反应 2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3 （g）△H＜0，下列说法不正确的是（　　）

A.升高温度，正、逆反应速率均加快

B.增大压强，化学平衡正向移动

C.充入O2，可提高SO2的转化率

D.当气体总质量不变时，反应达平衡状态

（化学备课组整理）D

（备课组长教你如何做）解：

A.2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H＜0，是放热反应，升高温度平衡逆向进行，但反应速率增大，正、逆反应速率均加快，故A正确；

B．正反应是气体体积减小的反应，增大压强，化学平衡正向移动，故B正确；

C．反应中充入O2，可提高SO2的转化率，氧气转化率减小，故C正确；

D．反应前后气体质量始终保持不变，气体质量不变不能说明反应达到平衡状态，故D错误；

故选D．

A．温度升高反应速率增大，正逆反应速率都增大，吸热反应方向的速率增大多；

B．反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向气体体积减小的方向进行；

C．两种反应物增加其中一种会增大另一种物质的转化率，本身转化率减小；

D．反应前后都是气体，气体质量不变；

本题考查化学反应速率以及化学平衡的影响因素，注意相关基础知识的学习和积累，难度不大，注意密闭容器中气体质量守恒．

二、实验题（本大题共1小题，共14分）

8.N2H4（肼）可作用制药的原料，也可作火箭的燃料．

（1）肼能与酸反应．N2H6Cl2溶液呈弱酸性，在水中存在如下反应：

①N2H62++H2O⇌N2H5++H3O+平衡常数K1

②N2H5++H2O⇌N2H4+H3O+平衡常数K2

相同温度下，上述平衡常数K2＜K1，其主要原因是______．

（2）工业上，可用次氯酸钠与氨反应制备肼，副产物对环境友好，写出化学方程式______．

（3）肼在催化剂作用下分解只产生两种气体，其中一种气体能使红色石蕊试纸变蓝色．

在密闭容器中发生上述反应，平衡体系中肼气体的体积分数与温度关系如图1所示．

该反应的正反应△H______0（填：

＜、＞或=，下同）；P2______P1．

（4）已知热化学反应方程式：

反应I：

N2H4（g）⇌N2（g）+2H2（g）△H1；

反应II：

N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H2．

①△H1______△H2（填：

＜、＞或=）

②7N2H4（g）⇌8NH3（g）+3N2（g）+2H2（g）△H

△H=______（用△H1、△H2表示）．

③向1L恒容密闭容器中充入0.1mol N2H4，在30℃、Ni-Pt催化剂作用下发生反应I，测得混合物体系中，

（用y表示）与时间的关系如图2所示．

0～4.0min时间内H2的平均生成速率υ（H2）=______mol•L-1•min-1；该温度下，反应I的平衡常数K=______．

（5）肼还可以制备碱性燃料电池，氧化产物为稳定的对环境友好的物质．该电池负极的电极反应式为______；若以肼-空气碱性燃料电池为电源，以NiSO4溶液为电镀液，在金属器具上镀镍，开始两极质量相等，当两极质量之差为1.18g时，至少消耗肼的质量为______g．

（化学备课组整理）第一步水解生成的H3O+对第二步水解有抑制作用；NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O；＞；＜；＞；7△H1+4△H2；0.025；0.01；N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；0.16

（备课组长教你如何做）解：

（1）相同温度下，上述平衡常数K2＜K1，其主要原因是第一步水解生成的H3O+对第二步水解有抑制作用，第一步水解为主，

故答案为：

第一步水解生成的H3O+对第二步水解有抑制作用；

（2）次氯酸钠的还原产物为氯化钠，不是氯气，还有水生成，氯化钠、水对环境都友好，化学方程式为：

NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O，

故答案为：

NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O；

（3）从图象看出，升高温度，平衡体系中肼气体的体积分数降低，则平衡正向移动，说明正方向是吸热反应；肼在催化剂作用下分解只产生两种气体，其中一种气体能使红色石蕊试纸变蓝色，则方程式为：

3N2H4

4NH3+N2，增大压强，平衡向左移动，N2H4体积分数增大，故P1大于P2，

故答案为：

＞；＜；

（4）①反应I是吸热反应，△H1＞0，反应II是放热反应，△H2＜0，则△H1＞△H2，

故答案为：

＞；

②反应I：

N2H4（g）⇌N2（g）+2H2（g）△H1

反应II：

N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H2

反应III：

7N2H4（g）⇌8NH3（g）+3N2（g）+2H2（g）△H

根据盖斯定律知，反应I×7+反应II×4=反应III，△H=7△H1+4△H2，

故答案为：

7△H1+4△H2；

③设平衡时n（N2）=a，n（H2）=2a，

n（N2H4）=0.1mol-a，则：

3a=3.0×（0.1mol-a），a=0.05mol．

υ（H2）=

=0.025mol/（L•min），K=

=

=0.01，

故答案为：

0.025；0.01；

（5）N2H4/空气在碱溶液中构成电池，N2H4在负极上发生氧化反应，O2在正极上发生还原反应，负极的电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，

镀镍时阴极的反应式为Ni2++2e-=Ni，镍的相对原子质量为59，阳极为纯镍，阳极的电极反应式为Ni-2e-=Ni2+，设至少消耗N2H4的物质的量为n，由电子守恒知，阴极质量与阳极质量之差为[2n-（-2n）]×59g/mol=1.18g，n=0.005mol，m（N2H4）=0.005mol×32g/mol=0.16g，

故答案为：

N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；0.16．

（1）第一步水解生成的H3O+对第二步水解有抑制作用，第一步水解为主；

（2）次氯酸钠的还原产物为氯化钠，不是氯气，还有水生成，氯化钠、水对环境都友好，结合原子守恒配平书写得到化学方程式；

（3）从图象看出，升高温度，平衡体系中肼气体的体积分数降低，则平衡正向移动，说明正方向是吸热反应；肼在催化剂作用下分解只产生两种气体，其中一种气体能使红色石蕊试纸变蓝色，则方程式为：

3N2H4

4NH3+N2，增大压强，平衡向左移动，N2H4体积分数增大，故P1大于P2；

（4）①反应I是吸热反应，反应II是放热反应；

②根据盖斯定律知，反应I×7+反应II×4=反应III；

③设平衡时n（N2）=a，n（H2）=2a，

n（N2H4）=0.1mol-a，则：

3a=3.0×（0.1mol-a），a=0.05mol，

υ（H2）=

，K=

计算；

（5）N2H4/空气在碱溶液中构成电池，N2H4在负极上发生氧化反应，O2在正极上发生还原反应，负极的电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，镀镍时阴极的反应式为Ni2++2e-=Ni，镍的相对原子质量为59，阳极为纯镍，阳极的电极反应式为Ni-2e-=Ni2+，根据得失电子守恒建立关系计算．

本题考查较为综合，涉及反应速率、平衡常数、平衡移动、盖斯定律以及电化学等知识，题目难度中等，注意把握影响平衡移动的因素以及平衡移动方向的判断．

三、简答题（本大题共4小题，共48分）

9.在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4（g）⇌2NO2（g），随温度的升高，混合气体的颜色变深。

回答下列问题：

（1）反应的△H______0（填“大于”或“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。

在0～60s时段，反应速率v（N2O4）为______mol•L-1•s-1；反应的平衡常数K1为______。

（2）100℃时达平衡后，改变反应温度为T，c（N2O4）以0.0020mol•L-1•s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。

①T______100℃（填“大于”或“小于”），判断理由是______。

②列式计算温度T时反应的平衡常数K2______。

（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向______（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是______。

（化学备课组整理）大于；0.001；0.36mol/L；大于；正反应方向吸热，反应向吸热方向移动，故温度升高；1.28mol/L；逆反应；对气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动

（备课组长教你如何做）解：

（1）随温度的升高，混合气体的颜色变深，化学平衡向正反应方向移动，即△H＞0；0～60s时段，N2O4浓度变化为：

0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，v（N2O4）=

=0.001mol•L-1•s-1；K=

=

=0.36mol/L，故答案为：

大于、0.001mol•L-1•s-1、0.36mol/L；

（2）①N2O4的浓度降低，平衡向正反应方向移动，由于正反应方向吸热，T＞100℃，故答案为：

大于、正反应方向吸热，反应向吸热方向移动，故温度升高；

②平衡时，c（NO2）=0.120mol•L-1+0.002mol•L-1•s-1×10s×2=0.16mol•L-1，c（N2O4）=0.04mol•L-1-0.002mol•L-1•s-1×10s=0.020mol•L-1，K2=

=1.28mol/L，

故答案为：

1.28mol/L；

（3）反应容器的容积减少一半，压强增大，正反应方向气体体积增大，增大压强向着气体体积减小的方向移动，故答案为：

逆反应、对气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动。

（1）随温度的升高，混合气体的颜色变深，化学平衡向正反应方向移动，据此判断；反应速率利用公式v=

计算得到；化学平衡常数利用化学平衡常数表达式计算；

（2）①N2O4的浓度降低，平衡向正反应方向移动，由于正反应方向吸热，T＞100℃；

②计算T℃时两种物质的浓度，计算得到化学平衡常数；

（3）反应容器的容积减少一半，压强增大，根据反应前后气体体积大小判断化学平衡移动方向。

本题考查化学平衡图象、影响平衡的因素、平衡常数影响因素、化学反应速率的计算等，难度不大。

10.氢气是一种理想的绿色能源．利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气，具有良好的应用前景．乙醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如1图所示：

已知：

反应I和反应II的平衡常数随温度变化曲线如图2所示．

（1）反应I中，1molCH3CH2OH（g）参与反应后的热量变化是256kJ．

①H2O的电子式是______．

②反应I的热化学方程式是______．

（2）反应II，在进气比[n（CO）：

n（H2O）]不同时，测得相应的CO的平衡转化率见图3（各点对应的反应温度可能相同，也可能不同）．

①图中D、E两点对应的反应温度分别为TD和TE．判断：

TD______TE（填“＜”“=”或“＞”）．

②经分析，A、E和G三点对应的反应温度相同，其原因是A、E和G三点对应的______相同．

③当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是______．

（3）反应III，在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中，电解活化CO2制备乙醇的原理如图4所示．

①阴极的电极反应式是______．

②从电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是______．

（化学备课组整理）

；CH3CH2OH（g）+H2O（g）=4H2（g）+2CO（g）△H=+256kJ•mol-1；＜；化学平衡常数；进气比越大，反应温度越低；14CO2+12e-+9H2O=CH3CH2OH+12HCO3-；蒸馏

（备课组长教你如何做）解：

（1）①水为共价化合物，故水的电子式为：

，

故答案为：

；

②反应I的热化学方程式是CH3CH2OH（g）+H2O（g）=4H2（g）+2CO（g）△H=+256 kJ•mol-1，

故答案为：

CH3CH2OH（g）+H2O（g）=4H2（g）+2CO（g）△H=+256 kJ•mol-1；

（2）①已知CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H=-42kJ•mol-1，反应为放热反应，升温平衡逆向进行，CO转化率减小，图中D、E两点对应的反应温度分别为TD和TE．D点CO转化率大于E点CO转化率，说明TD＜TE，

故答案为：

＜；   

②E点平衡常数CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）

起始量            1             1               0               0

变化量            0.5        0.5               0.5            0.5

平衡量           0.5          0.5             0.5             0.5

K=1

A点平衡常数CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）

起始量          1             2               0            0

变化             

平衡             

K=1

G点平衡常数CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）

起始量         3           2                0            0

变化量        1.2        1.2           1.2            1.2

平衡量       1.8         0.8             1 2             1.2

K=

=1，

故与图2中E点对应的反应温度相同的为AG，A、E和G三点对应的反应温度相同，其原因是A、E和G三点对应的化学平衡常数相同，

故答案