2024届高三新高考化学大一轮专题练习：化学平衡

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习：化学平衡，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习--化学平衡
一、单选题
1．（2023·海南海口·统考模拟预测）设为阿伏加德罗常数的值。工业上制备高纯度硅的反应有：
①
②
③
已知：H、Si的电负性依次为2.1、1.8.下列有关说法正确的是
A．①中，30g氧化剂含极性键数目为 B．②中，生成1g时转移电子数为
C．②和③互为可逆反应 D．②和③的目的是除去粗硅中的杂质
2．（2023春·江苏扬州·高三统考期中）在催化剂作用下，氧化可获得。其主要化学反应为：
反应I．
反应Ⅱ．
压强分别为、时，将和的混合气体置于密闭容器中反应，不同温度下体系中乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性[的选择性]如图所示。下列说法正确的是

A．反应
B．
C．压强为，温度为210℃时，反应达平衡时，体系中
D．一定温度和压强下，可通过选择合适的催化剂提高反应速率和乙烯的选择性
3．（2023春·北京海淀·高三清华附中校考期中）为了研究“和”反应中和的相互转化，实验如图：
  
下列说法不正确的是
A．试管iii中溶液褪色说明转化为，此时还原性强于
B．试管i溶液变蓝证明有生成
C．结合试管i、ii中现象，可知是有限度的
D．对比实验Ⅰ和试管iii中现象，说明物质的氧化性与还原性强弱受浓度影响
4．（2023春·广东广州·高三广州市第二中学校考期中）一定温度下，在体积为的恒容密闭容器中，某一反应中、、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．时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡
C．若，则内，X的化学反应速率为
D．温度、体积不变，时刻充入使压强增大，正、逆反应速率都增大
5．（2023·江苏南通·统考三模）通过反应可以制取晶体硅，该反应的平衡常数随温度升高逐渐增大。下列说法正确的是
A．反应、 B．反应平衡常数
C．每生成1mol Si，共形成4mol Si-Si共价键 D．其他条件一定，减小反应压强，平衡常数增大
6．（2023春·海南海口·高三统考阶段练习）一定温度下，向容积为5 L的某恒容密闭容器中通入46 g ，发生反应：，经4 min时反应达到平衡，平衡时mol⋅L-1。下列说法中正确的是
A．当容器中气体密度为9.2 g⋅L-1时反应处于平衡状态
B．当容器中 mol⋅L-1时，所用时间少于2 min
C．平衡时
D．若再向容器中加入46 g ，重新达到平衡时容器中变大
7．（2023春·安徽·高三校联考期中）丙烯酸是非常重要的化工原料之一，由甘油催化转化生成丙烯酸的过程为：甘油丙烯醛丙烯酸。
已知：反应Ⅰ：(活化能)
反应Ⅱ：(活化能)
甘油在常压下沸点为290℃，工业生产选择反应温度为300℃常压下进行。下列说法错误的是
A．当的体积分数保持不变，说明反应达到平衡状态
B．固体催化剂一定时，增大其表面积可提高化学反应速率，增大甘油的平衡转化率
C．丙烯醛有毒，为了工业生产安全可选择能大幅降低且对几乎无影响的催化剂
D．若改变条件增大反应Ⅱ的平衡常数，反应Ⅱ一定向正反应方向移动
8．（2023春·山东潍坊·高三统考期中）硫的两种晶体形态的相图如图所示，其燃烧的热化学方程式为：   ；  。相图：用于描述不同温度(T/℃)、压强(p/Pa)下硫单质的转化及其存在状态的图像。下列说法正确的是

A．斜方硫和单斜硫互为同位素
B．
C．F→G过程为固态硫的气化，该过程中有化学键的断裂
D．温度高于119℃且压强小于0.4Pa时，单斜硫液化
9．（2023春·河北石家庄·高三校联考期中）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入等物质的量的M和N，发生反应：，已知该反应的正反应速率，其中速率常数满足关系(R、A为常数，T为温度，为反应的活化能)。上述反应在催化剂Cat1、Cat2作用下的关系如图。下列说法错误的是

A．使用催化剂Cat1时反应的活化能较高
B．平衡时M和N的转化率相等
C．增大N的浓度不影响正反应速率和平衡状态
D．若改为恒容绝热容器，平衡时M的转化率一定降低
10．（2023·广东揭阳·普宁二中实验学校校联考二模）纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇：，按投料比将与充入恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，测得的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是

A．
B．
C．N点转化率、平衡常数均大于M点
D．、压强下，Q点对应的
11．（2023·全国·高三专题练习）丙烯是三大合成材料的基本原料，由甲醇催化制丙烯的化学方程式为：。反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示，Arrhenius经验公式为(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。下列有关说法正确的是

A．该反应的C为105.4
B．工业上使用催化剂可以提高丙烯单位时间内的产率
C．在恒容密闭容器中，气体的密度不变，则该反应达到平衡
D．在恒容密闭容器中，增加物质的量平衡正向移动，的体积分数减小
12．（2023·湖北武汉·校联考模拟预测）下列操作能达到实验目的的是
选项
目的
实验操作
A
探究温度对化学平衡的影响
加热0.5mol·L-1CuCl2溶液
B
证明干燥的氯气不具有漂白性
将干燥的氯气通人盛有红色鲜花的集气瓶中
C
比较AgBr和AgCl的Ksp大小
向NaCl和NaBr的混合溶液中逐滴加入少量AgNO3溶液
D
探究浓度对反应速率的影响
向2支分别盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中，同时加入2mL5%H2O2溶液

A．A B．B C．C D．D
13．（2023·辽宁大连·统考一模）已知总反应：   kJ⋅mol()的速率方程为{，k为速率常数]，该反应机理可分为两步：
(1)  快
(2)  慢[速率方程，为速率常数，该反应速率近似认为是总反应的速率]。下列叙述正确的是
A．
B．当时，总反应达到平衡
C．总反应中生成物的总键能比反应物的总键能小a kJ•mol
D．恒容时，增大的浓度能增加单位体积内活化分子的百分数，加快反应速率

二、多选题
14．（2023春·广东广州·高三广州市第十六中学校考期中）向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡，在此过程中正反应速率随时间变化的曲线如图所示。由图得出的结论正确的是

A．若△t1=△t2，则 SO2的消耗量a－b段大于b－c段
B．SO2的浓度： a点小于b点
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．当容器内压强保持不变时，无法判断该反应达到平衡状态

三、非选择题
15．（2023春·北京·高三竞赛）水分解制氢是可再生能源领域的重要研究课题，其中一种非常有应用前景的方法是利用热化学循环将水分解成氢气和氧气。直接将水费解成氢气和氧气所需温度很高，利用一些具有氧化还原的物质作为介质，可以构造热化学循环，降低水分解的温度。
(1)经典的S-I循环该热化学物坏以SO2、I2为工质其中第一步反应是SO2、I2和水蒸气反应生成一种含硫的物质A和一种合碘的物质B(反应1)，该反应为低温下的放热反应，取少许反应所得溶液加入BaCl2，得到白色沉淀(反应2)；而后A在约900℃下发生分解生成氧气(反应3)，B在约400℃下即可分解产生氢气(反应4)。反应3和反应4的其他产物可以重新与水反应，实现循环。请写出反应1~4的化学方程式并配平(反应2写离子方程式)：___________、___________、___________、___________。
(2)氧化物循环体系
S-I循环虽然反应温度较低，但存在中间产物腐蚀性强、产物分离困难等问题。为此，研究者构造了基于可变价氧化物的热化学循环，示意如下(未做配平)：
水分解反应：
氧化物还原反应：
(其中MOred代表低价态氧化物，MOox代表高价态氧化物)
总反应：
根据相应反应的Gibbs自由能变随温度的变化，可以判断上述两个反应发生的温度范围，遴选潜在的氧化物体系。下图为H2O、氧化物体系(1)和氧化物体系(2)的生成反应的Gibbs自由能变随温度的变化图，其中M1和M2代指的是两种不同的金属，表示对应1molO原子(即化学反应式中O2的系数为1/2)时反应的标准Gibbs自由能变，设在整个温度范围内随温度呈线性变化。

①从热力学上看，氧化物体系(1)和氧化物体系(2)哪一个体系更适用于热化学循环分解水___________？简述理由___________。
②对于更适用于热化学循环分解水的氧化物体系，说明发生水分解反应和氧化物还原反应对应的温度范围___________(提示：注意看图并合理做标记，给出简要的文字说明)。
③氧化物循环体系的改进实例I
850℃下Mn3O4在Na2CO3存在下与水反应生成氢气(反应1)，获得的固体产物分散在水中，通入CO2进行离子交换，全部被交换(反应2)，而后将反应所得固体物质在850℃下加热处理再生Mn3O4(反应3)。写出反应1~3的化学方程式并配平：___________、___________、___________。
④氧化物循环体系的改进实例II
利用金属锂及其氧化物和氢氧化物也可以构成热化学循环，有望进一步降低热化学循环的能耗。其中的一个关键步骤是加热Li2O固体，使之产生两种含锂物质，二者分别通过进一步反应产生氢气和氧气。请写出基于Li的热化学循环分解水制氢反应式并配平___________。
16．（2023·全国·高三专题练习）已知CO和H2在催化剂作用下合成甲醇的反应如下：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1=-99 kJ/mol，反应的化学平衡常数K表达式为___________；下图中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为___________(填曲线标记字母)，其判断理由是___________。

17．（2023·全国·高三专题练习）如图所示，甲、乙、丙分别表示在不同条件下，可逆反应A(g)+B(g)⇌xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量w(C)和反应时间(t)的关系。
  
(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则曲线___________表示无催化剂时的情况，原因是___________。
(2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下充入氦气后的情况，则曲线___________表示恒温恒容时的情况，原因是___________。
(3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是___________(填“放”或“吸”)热反应，化学计量数x的值___________(填“大于”或“小于”)2。
(4)丁图表示在某固定容积的密闭容器中上述可逆反应达到平衡后某物理量随温度(T)的变化情况，根据你的理解，丁图的纵坐标可能是___________，原因为___________。
18．（2023春·上海·高三期末）工业合成氨   
(1)合成氨的适宜条件探究：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) + Q(Q>0)
反应条件
对化学反应速率的影响
对平衡混合物中NH3含量的影响
化学反应速率与化学平衡综合考虑
增大压强
___________(填“加快”或“减慢”)
___________提高NH3含量(填“有利”或“不利”)
影响一致，应___________压强(填“增大”或“减小”)
升高温度
___________
___________提高NH3含量(填“有利”或“不利”)
影响___________温度控制要适宜
使用催化剂
___________
___________影响(填“有”或“没”)
用合适催化剂有利于加快反应速率
增加反应物浓度
___________
平衡向___________反应方向移动(填“正”或“逆”)
影响一致应___________反应物浓度
∴合成氨的合理生产条件：① 使用___________为催化剂 ②一定程度的加压  ③温度控制在催化剂的活性温度(500℃) ④及时分离___________

参考答案：
1．D
【详解】A．①中Si元素化合价降低，是氧化剂，30g的物质的量为=0.5mol，含Si-O极性键0.5mol4=2mol，数目为2，故A错误；
B．已知：H、Si的电负性依次为2.1、1.8，中H和Cl元素为-1价，Si为+4价，②中，部分H元素由+1价下降到0价，部分由+1价下降到-1价，1g的物质的量为=0.5mol，生成0.5mol时转移0.5mol2+1mol=2mol电子，数目为2，故B错误；
C．②和③反应条件不同，不互为可逆反应，故C错误；
D．②和③的目的是除去粗硅中的杂质，故D正确；
故选D。
2．D
【详解】A．根据盖斯定律，2Ⅰ-Ⅱ得到，则ΔH=2ΔH1-ΔH2=2×(177kJ/mol)-(+430kJ/mol)=-76kJ/mol，故A错误；
B．反应Ⅰ是个气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，C2H6的转化率降低，从图中可以看出，温度均为210℃时，当压强为P1时，C2H6的转化率为50%；当压强为P2时，C2H6的转化率小于50%，因此P1＜P2，故B错误；
C．压强为，温度为210℃时，乙烷的转化率为50%，乙烯的选择性为80%，参与反应Ⅰ的乙烷为2mol×50%×80%=0.8mol，反应Ⅰ生成的乙烯、一氧化碳都是0.8mol，参与反应Ⅱ的乙烷为2mol×50%×20%=0.2mol，反应Ⅱ生成的一氧化碳是0.8mol，则反应达平衡时，故C错误；
D．选择合适催化剂，可以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少副反应的发生，因此一定温度和压强下，可通过选择合适的催化剂提高反应速率和乙烯的选择性，故D正确；
故答案选D。
3．A
【详解】A．试管iii中溶液褪色是因为溶液中碘离子与银离子反应生成碘化银黄色沉淀，溶液中的碘离子浓度减小，平衡向逆反应方向移动，则溶液褪色说明溶液中碘转化为碘离子，说明亚铁离子的还原性强于碘离子，故A错误；
B．试管i溶液变蓝证明硫酸铁溶液与碘化钾溶液反应生成单质碘，碘遇淀粉溶液变蓝色，故B正确；
C．结合试管i、ii中现象，可知溶液中铁离子不能与碘离子完全反应，说明反应是有限度的，故C正确；
D．试管iii中溶液褪色是因为溶液中碘离子与银离子反应生成碘化银黄色沉淀，溶液中的碘离子浓度减小，平衡向逆反应方向移动，则由实验Ⅰ和试管iii的实验现象可知，物质的氧化性与还原性强弱受浓度影响，故D正确；
故选A。
4．C
【详解】A．根据图示可知：在0～t min内，X减少0.8 mol，Y增加1.2 mol，Z增加0.4 mol，则X是反应物，Y、Z是生成物， X、Y、Z变化的物质的量的比为2：3：1；t min后各种物质都存在且物质的量不变，说明反应是可逆反应，因此该反应方程式为2X3Y+Z，选项A错误；
B．化学平衡是动态平衡，当反应进行到t min时，正、逆反应速率相等，但不等于0 ，因此反应仍然在继续进行，反应达到化学平衡状态，选项B错误；
C．若t=4，则0～t的X的物质的量减小0.8 mol，由于容器容积是2 L，则用X的浓度变化表示的化学反应速率为v(X)==0.1 mol/(L·min)，选项C正确；
D．温度、体积不变，t时刻充入1 mol He使压强增大，由于反应混合物的浓度不变，因此正、逆反应速率都不变，选项D错误；
答案选C。
5．A
【详解】A．由题干信息：该反应的平衡常数随温度升高逐渐增大，可知该反应正反应为吸热反应即，根据反应方程式中气体的系数可知，A正确；
B．由于Si为固体其浓度是一个常数，故该反应平衡常数，B错误；
C．已知硅晶体中每个Si与周围的4个Si形成4个Si-Si键，但每个Si-Si键被2个Si原子共用，故每生成1mol Si，共形成2mol Si-Si共价键，C错误；
D．化学平衡常数仅仅为温度的函数，故其他条件一定，减小反应压强，平衡常数不变，D错误；
故答案为：A。
6．B
【详解】A．容器中气体密度始终不变、为9.2 g⋅L-1，则难以确定反应处于平衡状态，A错误；
B．随着反应的进行，二氧化氮浓度下降，反应速率减小，则当容器中 mol⋅L-1时，所用时间少于2 min，当容器中 mol⋅L-1转变为mol⋅L-1时，所用时间大于2 min，B正确；
C．平衡时，C错误；
D．若再向容器中加入46 g ，等效于增压平衡右移，重新达到平衡时增大，不变，则平衡容器中变小，D错误；
答案选B。
7．B
【详解】A．恒温恒压下，H2O的体积分数保持不变，则H2O的浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，A正确；
B．增加其表面积但浓度不变，平衡不移动，甘油的平衡转化率不变，B错误；
C．活化能越小反应速率越快，丙烯醛有毒，为了安全应减慢反应Ⅰ的反应速率加快反应Ⅱ的反应速率，则选择能大幅降低Ea2且对Ea1几乎无影响的催化剂，C正确；
D．平衡常数受温度影响，反应Ⅱ是放热反应，若反应Ⅱ的平衡常数增大，则为降低温度，平衡正向移动，D正确；
故选B。
8．C
【详解】A．单斜硫和正交硫是由S元素形成的不同单质，故正交硫和单斜硫互为同素异形体，故A错误；
B．①S(斜方，s) ，②S(单斜，s) ，①-②可得，S(斜方，s)=S(单斜，s)，由图可知，在相同条件下，斜方硫转变为单斜硫需要升温，即，则，故B错误；
C．图中F→G过程为固态硫的气化，由斜方晶体先变为单斜硫再变为气体，过程中发生了化学变化，除了破坏了分子间作用力外，还破坏了共价键，故C正确；
D．由图可知，温度高于119℃时，单斜硫是固态，需要增大压强单斜硫才能发生液化现象，故D错误；
故选C。
9．C
【详解】A．从曲线的斜率上可以分析出使用催化剂Cat1时反应的活化能较高，故A说法正确；
B．反应物的系数相等，投料相等，所以平衡时的转化率也相等，故B说法正确；
C．根据v正=kc(M),增大N的浓度不影响正反应速率，但一定会影响平衡状态，故C说法错误；
D．若改为恒容绝热容器，无论反应是吸热反应还是放热反应，平衡时M的转化率一定降低，故D说法正确；
答案为C。
10．C
【详解】A．由图可知，随温度升高CO的平衡转化率下降，说明升温平衡逆向移动，则正向为放热反应，，故A正确；
B．该反应正向气体分子数减小，增大压强平衡正向移动，减小压强平衡逆向移动，由图：压强由过程中CO转化率增大，可知平衡正向移动，则压强：，故B正确；
C．N、M点温度相同，则K相同，故C错误；
D．、压强下M点为平衡状态，Q点转化率低于平衡转化率，则反应正向进行，，故D正确；
故选：C。
11．B
【详解】A.由图可得两个等式：和，解得，带入其中计算得，A不正确；
B.使用催化剂可以加快反应速率，能提高丙烯单位时间内的产率，B正确；
C.在恒容密闭容器中，气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡，C不正确；
D.增加的物质量平衡正向移动，的体积分数是增大的，D不正确；
故选B。
12．A
【详解】A．氯化铜稀溶液中存在［Cu(H2O)]2+(蓝色)＋4Cl-[CuCl4]2-(黄色)＋4H2O ΔH>0，加热溶液变为蓝绿色(蓝色和黄色的混合色)，说明升高温度平衡向吸热的方向移动，A项正确；
B．将过量干燥的氯气通入盛有红色鲜花的集气瓶中，因为鲜花中有水，则红色鲜花颜色褪去，B项错误；
C．NaCl和NaBr的浓度大小未知，产生的淡黄色沉淀也可能是溴离子浓度较大所导致，因此该实验现象不能说明Ksp(AgBr)2；
（4）横坐标为温度，该反应为吸热反应，随着温度升温，平衡向正反应方向移动，C的浓度增大、w(C)增大等；
18． 加快 有利 增大 加快 不利 不一致 加快 无 加快 正 增加 铁触媒 氨气
【详解】增大压强，一般是缩小容器体积，反应物浓度增大，反应速率加快，平衡正向移动，有利于提高氨气含量，两者影响抑制，应增大压强；升高温度，反应速率加快，平衡逆向移动，不利于提高氨气的含量，影响不一致，应控制温度在适宜范围；使用催化剂，加快反应速率，对提高氨气含量无影响，主要用合适催化剂有利于加快反应速率；增加反应物浓度，加快反应速率，平衡正向移动，影响抑制，应增加反应物的浓度；综合以上分析得到合成氨的合理生产条件：①使用铁触媒为催化剂，②一定程度的加压，③温度控制在催化剂的活性温度(500℃)，④及时分离氨气，有利于平衡正向移动，增大氨气的产量和提高原料利用率；故答案为：加快；有利；增大；加快；不利；不一致；加快；无；加快；正；增加；铁触媒；氨气。