通用版2022届高三化学一轮复习强化训练化学平衡状态化学平衡移动含解析

化学平衡状态　化学平衡移动

1．(2020·山东新高考联盟10月考试)在恒容的密闭容器中发生反应3A(g)＋B(s)===2C(g)　ΔH，不同温度下反应经过相同时间，测得混合体系中A的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是(　　)

A．X、Z两点，A的逆反应速率相等

B．温度不变，平衡后充入氩气，C的体积分数减小

C．降低温度，化学平衡常数增大

D．X、Y、Z三点中，Z点A的转化率最大

答案：C

2．在恒容密闭容器中，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0达到平衡后，采用下列措施，既能增大逆反应速率又能使平衡向正反应方向移动的是(　　)

A．通入一定量O2 B．增大容器容积

C．移去部分SO3(g) D．降低体系的温度

解析：选A　通入一定量O2，c(O2)增大，v(正)瞬间增大，平衡正向移动，v(逆)逐渐增大，A正确；增大容器容积，反应混合物的浓度减小，v(正)、v(逆)均减小，平衡逆向移动，B错误；移去部分SO3(g)，平衡正向移动，由于c(SO3)减小，v(正)、v(逆)均减小，C错误；该反应的正反应是放热反应，降低体系的温度，平衡正向移动，但v(正)、v(逆)均减小，D错误。

3．(2020·浙江金丽衢十二校联考)在三个恒容密闭容器中按下表相应量充入气体，发生2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O转化率如图所示：

下列说法不正确的是(　　)

A．该反应的正反应为吸热反应

B．V1＜1.0＜V3

C．相同温度下，反应从初始到平衡，平均反应速率：

v(Ⅰ)＜v(Ⅲ)

D．图中A、B、C三点处容器内压强：

p(Ⅰ)A＜p(Ⅱ)B＜p(Ⅲ)C

答案：B

4.已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197.8 kJ·mol－1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1，且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表：

下列说法不正确的是(　　)

A．一定压强下降低温度，SO2的转化率增大

B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等

C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间

D．工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高

解析：选B　A选项，根据表格信息，压强一定时，温度越低，SO2的转化率越大，正确；B选项，不同的温度、压强下，反应速率不确定，故转化相同的SO2所需时间无法确定，错误；C选项，使用催化剂降低反应的活化能，增大反应速率，故可以缩短达到平衡所需的时间，正确；D选项，根据表格数据可以看出，常压下SO2的转化率已相当高(大于93.5%)，正确。

5．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)

A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅

B．对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深

C．反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动

D．对于合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施

解析：选B　溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入少量AgNO3溶液，HBr与AgNO3反应生成AgBr沉淀，c(HBr)减小，平衡正向移动，溶液的颜色变浅，A可以用勒夏特列原理解释；2HI(g)H2(g)＋I2(g)是反应前后气体总分子数不变的反应，缩小容器的容积，压强增大，平衡不移动，但c(I2)增大，导致平衡体系的颜色变深，由于平衡不移动，故B不能用勒夏特列原理解释；反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)的ΔH<0，升高温度，为了减弱温度的改变，平衡逆向移动，C可以用勒夏特列原理解释；合成氨的反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，有利于生成NH3，D可以用勒夏特列原理解释。

6．(2020·桂林高三质检)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．①②④　　　　　　　　 B．①④⑥

C．②③⑤ D．③⑤⑥

解析：选B　该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。

7．(2020·衡阳八中月考)氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是(　　)

A．催化剂a表面发生了极性共价键的断裂和形成

B．在催化剂b表面形成氮氧键时，不涉及电子转移

C．N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%

D．催化剂a、b能提高反应的平衡转化率

答案：C

8．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是(　　)

A．2v(NH3)＝v(CO2)

B．密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1

C．密闭容器中混合气体的密度不变

D．密闭容器中氨气的体积分数不变

解析：选C　该反应为有固体参与的非等体积反应，且容器体积不变，所以压强、密度均可作化学反应是否达到平衡状态的标志，该题应特别注意D项，因为该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值NH3为，CO2为。

9．[双选]已知反应mX(g)＋nY(g)qZ(g)的ΔH<0，m＋n>q，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是(　　)

A．通入稀有气体使压强增大，平衡将正向移动

B．X的正反应速率是Y的逆反应速率的倍

C．增加X的物质的量，Y的转化率降低

D．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变大

解析：选BD　恒容密闭容器，通入稀有气体，没有改变反应物和生成物的浓度，平衡不移动，A错误；达到平衡时，正逆反应速率相等，X的正反应速率是Y的逆反应速率的倍，B正确；体积不变增加X的物质的量，即增大X的浓度，平衡正向移动，Y的转化率升高，C错误；反应物和生成物都是气体，即反应前后气体的总质量不变，该反应ΔH<0，降低温度，平衡正向移动，而m＋n>q，即反应后气体的物质的量减小，所以气体的平均摩尔质量变大，混合气体的平均相对分子质量变大，D正确。

10．一定条件下，0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　)

A．反应一段时间后，X与Y的物质的量之比仍为1∶1

B．达到平衡时，反应放出0.1a kJ的热量

C．达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，Z的正反应速率将不发生变化

D．X的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡

解析：选C　反应过程中X与Y的变化量是1∶3，则反应一段时间后，X与Y的物质的量之比不可能仍为1∶1，故A错误；达到平衡时，因不知道变化的X的物质的量，无法确定反应放出0.1a kJ的热量，故B错误；恒容条件下，达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，不影响反应物和生成物的浓度，反应速率也不变，故C正确；

　　　　　　　　X(g)＋3Y(g)2Z(g)

起始物质的量/mol　　　0.3　　0.3　　　0

变化物质的量/mol　　　x　　　3x　　　2x

变化后物质的量/mol　0.3－x　0.3－3x　2x

X的体积分数＝×100%＝50%，始终保持不变，不能说明反应已达到平衡，故D错误。

11．(2019·浙江4月选考)下列说法正确的是(　　)

A．H2(g)＋I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变

B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡

C．若压强不再随时间变化能说明反应2A(？)＋B(g)2C(？)已达平衡，则A、C不能同时是气体

D．1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出热量Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收热量Q2，Q2不等于Q1

解析：选B　对于反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，反应前后气体分子数相等，缩小反应容器体积，平衡不移动，正逆反应速率增大相同的倍数，A项错误；碳的质量不变，说明正、逆反应速率相等，反应已达平衡状态，B项正确；恒温恒容条件下，若A、C同时为气体，当压强不变时，也能说明反应达到平衡状态，C项错误；设N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－a(a>0)kJ·mol－1,1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出热量Q1＝0.1a kJ，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收热量Q2＝0.1a kJ，故Q1＝Q2，D项错误。

12．[双选]一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。设起始＝Z，在恒压下，平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如下图所示。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＝3

D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小

解析：选AB　根据图示知温度越高，CH4的体积分数越小，说明平衡向右移动，所以该反应的焓变ΔH>0，A项正确。相同条件下Z越大，平衡时CH4的体积分数越小，所以图中Z的大小为a<3<b，B项正确。起始时＝3，反应过程中H2O和CH4等量减小，所以平衡时>3，C项错误。温度不变时，加压，平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，D项错误。

13．利用太阳能等可再生能源，通过光催化、光电催化或电解水制氢来进行二氧化碳加氢制甲醇，发生的主要反应是：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。

请回答下列有关问题：

(1)若二氧化碳加氢制甲醇反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明该反应进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填标号)。

(2)常压下，二氧化碳加氢制甲醇反应时的能量变化如图1所示，则该反应的ΔH＝________。

(3)在2 L恒容密闭容器a和b中分别投入2 mol CO2和6 mol H2，在不同温度下进行二氧化碳加氢制甲醇的反应，各容器中甲醇的物质的量与时间的关系如图2所示。①若容器a、容器b中的反应温度分别为T1、T2，则判断T1________T2(填“>”“<”或“＝”)。若容器b中改变条件时，反应情况会由曲线b变为曲线c，则改变的条件是__________________________。

②计算容器b中0～10 min氢气的平均反应速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1。

解析：(1)a.随着时间的延长甲醇的浓度最终保持稳定，不会变小，故错误；b.t1时二氧化碳的质量分数保持恒定，说明反应达到平衡，故正确；c.t1时甲醇与二氧化碳的物质的量之比保持恒定，达到平衡，故正确；d.t1时二氧化碳的物质的量在减小，甲醇的物质的量在增加，故未达到平衡，错误，故选bc。(2)常压下，二氧化碳加氢制甲醇反应的ΔH＝2 914 kJ·mol－1－2 960 kJ·mol－1＝－46 kJ·mol－1。(3)①若容器a、容器b中的反应温度分别为T1、T2，a先达到平衡，对应的温度高，则判断T1>T2；若容器b中改变条件时，反应情况会由曲线b变为曲线c，反应速率变快，平衡不移动，则改变的条件是加入催化剂。②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，平衡时容器b中甲醇的物质的量为1.5 mol，氢气的变化量为4.5 mol,0～10  min氢气的平均反应速率v(H2)＝＝0.225 mol·L－1·min－1。

答案：(1)bc　(2)－46 kJ·mol－1　(3)①>　加入催化剂　②0.225

14．氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。

(1)在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是________。

A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)

B．单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2

C．容器内的总压强不再随时间而变化

D．混合气体的密度不再随时间变化

(2)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，体积为2 L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。请回答下列问题：

①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态？________(填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)＝____________________。

②反应在7～10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是________。

A．减少CH4的物质的量 B．降低温度

C．升高温度 D．充入H2

(3)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1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(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________(填“＞”“＜”或“＝”)0；T0℃下，NH3的转化率为________。

解析：(1)3v逆(NH3)＝2v正(H2)时反应达到平衡，A项错误；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反应不一定达到平衡，B项错误；此反应为反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变可以说明反应达到平衡状态，C项正确；混合气体总质量不变，容器体积不变，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。(2)①根据反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，结合表中数据5 min时H2为0.60 mol，可知CO为0.20 mol，即c＝0.20，则a＝0.20,7 min时，各物质的物质的量与5 min时相同，所以5 min时反应达到平衡；v(CH4)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。②10 min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。(3)由图像可知，NO的浓度达到最大值后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的ΔH＜0；T0℃时，c(NO)＝3.0 mol·L－1，则反应消耗的n(NH3)＝3.0 mol，NH3的转化率为×100%＝75%。

答案：(1)C　(2)①是　0.02 mol·L－1·min－1　②D　(3)＜　75%

15．(2020·重庆凤鸣山中学月考)运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

Ⅰ.氨为重要的化工原料，有广泛用途。

(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取：

a．CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝＋216.4 kJ·mol－1

b．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.2 kJ·mol－1

则反应CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝____________。

(2)起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1 mol、3 mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。

①恒压时，反应一定达到平衡状态的标志是________(填字母)。

A．N2和H2的转化率相等 B．反应体系密度保持不变

C.保持不变   D.＝2

②p1________p2(填“>”“<”“＝”或“不确定”，下同)；反应的平衡常数：B点________D点。

③C点H2的转化率为______；在A、B两点条件下，该反应从开始到平衡时生成氮气的平均速率：v(A)______v(B)。

Ⅱ.用间接电化学法去除烟气中NO的原理如图所示。

已知阴极室溶液呈酸性，则阴极的电极反应式为____________________。反应过程中通过质子交换膜(ab)的H＋为2 mol时，吸收柱中生成的气体在标准状况下的体积为________L。

解析：Ⅱ.通过质子交换膜的H＋为2 mol时，电路中通过2 mol电子，生成1 mol S2O，吸收柱中发生反应2NO＋2S2O＋2H2O===N2＋4SO＋4H＋，则生成0.5 mol N2，标准状况下体积为11.2 L。

答案：Ⅰ.(1)＋175.2 kJ·mol－1

(2)①BC　②<　>　③66.7%　<

Ⅱ.2SO＋4H＋＋2e－===S2O＋2H2O　11.2