2020届高考化学二轮复习化学平衡的移动 作业 练习

题型十三　化学平衡的移动
(建议用时：20分钟)
一、单项选择题
1．温度为T K时向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，发生反应PCl5 (g)PCl3(g)＋Cl2(g)，经过一段时间后达到平衡，反应过程中测定的部分数据列于下表。下列说法正确的是(　　)
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
A.在前50 s，PCl3的平均反应速率v(PCl3)＝0.003 2 mol·L－1·s－1
B．达到平衡时，容器中的压强是起始时的1.2倍
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v正 D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%
2．利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．该反应的ΔH＜0，且p1＜p2
B．反应速率：v逆(状态A)＞v逆(状态B)
C．在C点时，CO的转化率为75%
D．在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH，达平衡时CH3OH的体积分数不同
3．高炉炼铁过程中发生反应：Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)，该反应在不同温度下的平衡常数如下表所示。
温度T/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数K
4.0
3.7
3.5
下列说法正确的是(　　)
A．增加高炉的高度可以有效降低炼铁尾气中CO的含量
B．由表中数据可判断该反应：反应物的总能量＞生成物的总能量
C．为了使该反应的K增大，可以在其他条件不变时，增大c(CO)
D．1 000 ℃下Fe2O3 与CO反应，t min达到平衡时c(CO)＝2×10－3 mol·L－1，则用CO表示该反应的平均速率为 mol·L－1·min－1
4．一定温度下，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入6 mol CO2和8 mol H2，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1，测得n(H2)随时间变化如曲线Ⅰ所示。下列说法正确的是(　　)

A．该反应在0～8 min内CO2的平均反应速率是 0.375 mol·L－1·min－1
B．若起始时向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，则平衡时H2的体积分数小于20%
C．若起始时向上述容器中充入4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH和1 mol H2O(g)，则此时反应向正反应方向进行
D．改变条件得到曲线Ⅱ、Ⅲ，则曲线Ⅱ、Ⅲ改变的条件分别是升高温度、充入氦气
5．在3个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应：SO2(g)＋2NO(g)2NO2(g)＋S(s)。改变容器Ⅰ的反应温度，平衡时c(NO2)与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是(　　)
容器编号
温度/K
起始物质的量/mol
SO2
NO
NO2
S
Ⅰ

0.5
0.6
0
0
Ⅱ
T1
0.5
1
0.5
1
Ⅲ
T2
0.5
0.2
1
1

A．该反应的ΔH>0
B．T1时，该反应的平衡常数为
C．容器Ⅰ与容器Ⅱ均在T1时达到平衡，总压强之比小于1∶2
D．若T2 6．(2019·泰州中学高三模拟)现有三个体积相同的密闭容器，按下图所示投料，并在温度为T条件下开始反应，其中容器Ⅲ保持恒压100 kPa。已知：分压＝总压×物质的量分数，对于2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，温度为T时，标准平衡常数Kθ＝[p(N2O4)/100 kPa]/[p(NO2)/100 kPa]2＝0.75，式中p(N2O4)、p(NO2)为气体分压。下列说法正确的是(　　)

A．达平衡时，容器Ⅱ中N2O4转化率大于50%
B．达平衡时，容器Ⅰ中N2O4分压比容器Ⅲ中的大
C．达平衡时，容器Ⅰ中N2O4的体积分数比容器Ⅱ中的大
D．若起始时向容器Ⅲ中充入2 mol N2O4、2 mol NO2，达到平衡前v正 二、不定项选择题
7．(2019·南通高三第一次模拟)在三个容积均为2 L的密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)。相关反应数据如下：
容器
容器类型
起始温度/℃
起始物质的量/mol
平衡时H2
物质的
量/mol
CO
H2O
CO2
H2
Ⅰ
恒温恒容
800
1.2
0.6
0
0
0.4
Ⅱ
恒温恒容
900
0.7
0.1
0.5
0.5

Ⅲ
绝热恒容
800
0
0
1.2
0.8

下列说法正确的是(　　)
A．容器Ⅰ中反应经10 min建立平衡，0～10 min内，平均反应速率v(CO)＝0.04 mol·L－1·min－1
B．若向容器Ⅰ平衡体系中再加入CO、H2O、CO2、H2各0.1 mol，平衡正向移动
C．达到平衡时，容器Ⅱ中反应吸收的热量小于0.1a kJ
D．达到平衡时，容器Ⅲ中n(CO)<0.48 mol
8．(2019·苏州高三质量调研)700 ℃时，在四个恒容密闭容器中反应H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)达到平衡。
起始浓度
甲
乙
丙
丁
c(H2)/(mol·L－1)
0.10
0.20
0.20
0.10
c(CO2)/(mol·L－1)
0.10
0.10
0.20
0.20
甲容器达平衡时c(H2O)＝0.05 mol·L－1。下列说法正确的是(　　)
A．达平衡时容器乙中CO2的转化率等于50%
B．温度升至800 ℃，上述反应的平衡常数为，则正反应为放热反应
C．达平衡时容器丙中c(CO2)是容器甲中的2倍
D．达平衡时容器丁中c(CO)与容器乙中的相同
9．在三个容积均为1 L的恒温恒容密闭容器中，起始时按下表中相应的量加入物质，在相同温度下发生反应3CO(g)＋3H2(g)(CH3)2O(g)＋CO2(g)(不发生其他反应), CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示。
容器
起始物质的量/mol
CO的平衡转化率
CO
H2
(CH3)2O
CO2
Ⅰ
0.3
0.3
0
0
50%
Ⅱ
0.3
0.3
0
0.1

Ⅲ
0
0
0.2
0.4


下列说法正确的是(　　)
A．该反应的ΔH<0，压强p1 B．达到平衡时，容器Ⅱ中CO的平衡转化率大于50%
C．达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ的总压强之比小于4∶5
D．达到平衡时，容器Ⅲ中n[(CH3)2O]是容器Ⅱ中的2倍
10．(2019·南京、盐城高三一模)在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在相同温度下发生反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)(不发生其他反应)，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
容器
起始物质的量/mol
CH4的
平衡转化率
CH4
H2O
CO
H2
Ⅰ
0.1
0.1
0
0
50%
Ⅱ
0.1
0.1
0.1
0.3
/
Ⅲ
0
0.1
0.2
0.6
/

下列说法错误的是(　　)
A．该反应的ΔH>0，压强p1>p2
B．起始时，容器Ⅱ中v正(CH4) C．达到平衡时，容器Ⅰ、Ⅱ中CO的物质的量满足：nⅡ(CO)<2nⅠ(CO)
D．达到平衡时，容器Ⅱ、Ⅲ中气体的总压强之比pⅡ∶pⅢ＝4∶5
参考答案与解析
1．解析：选B。A项，由表中数据可知，50 s内Δc(PCl3)＝0.16 mol÷2.0 L＝0.08 mol·L－1，v(PCl3)＝0.08 mol·L－1÷50 s＝0.001 6 mol·L－1·s－1，错误；B项，由表中数据可知，平衡时n(PCl3)＝0.20 mol，生成的氯气也是0.20 mol，剩余的PCl5是0.80 mol，所以达到平衡时，容器中的压强是起始时的＝1.2倍，正确；C项，由表中数据列三段式：
PCl5 (g)PCl3(g)＋Cl2(g)
开始/(mol·L－1) 0.50 0 0
变化/(mol·L－1) 0.10 0.10 0.10
平衡/(mol·L－1) 0.40 0.10 0.10
所以该温度下的平衡常数K＝＝0.025；起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，浓度商Q＝＝0.02＜K，说明平衡向正反应方向移动，反应达到平衡前v正＞v逆，错误；D项，等效为起始加入2.0 mol PCl5，与原平衡相比，压强增大，平衡向逆反应方向移动，平衡时PCl5的转化率较原平衡低，故平衡时PCl3的物质的量小于0.40 mol，即相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的物质的量小于0.40 mol，参加反应的PCl3的物质的量大于1.6 mol，故达到平衡时，PCl3的转化率大于×100%＝80%，错误。
2．解析：选C。A项，由题图可知，升高温度，CH3OH的体积分数减小，平衡逆向移动，则该反应的ΔH＜0，该反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的体积分数增大，所以p1＞p2，错误；B项，B点对应的温度和压强均大于A点，升高温度、增大压强均使该反应的化学反应速率加快，因此v逆(状态A)＜v逆(状态B)，错误；C项，设向密闭容器中充入了1 mol CO和2 mol H2，CO的转化率为α，则
　　　CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始/mol 1 2 0
变化/mol α 2α α
平衡/mol 1－α 2－2α α
在C点时，CH3OH的体积分数＝＝0.5，解得α＝0.75，正确；D项，由等效平衡可知，在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH，达平衡时CH3OH的体积分数都相同，错误。
3．解析：选B。A项，炼铁尾气的成分与高炉高度无关，增加高炉的高度，不影响化学平衡移动，不会降低CO的含量，故A错误；B项，由表中数据可知升高温度，该反应的平衡常数降低，所以该反应属于放热反应，反应物的总能量＞生成物的总能量，故B正确；C项，平衡常数只与温度有关，所以增大c(CO)不会改变K，故C错误；D项，1 000 ℃下Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)，K＝＝4.0，c(CO)＝2×10－3mol·L－1，c(CO2)＝8×10－3mol·L－1，因为方程式中CO和CO2 的化学计量数相等，所以CO的平均速率为 mol·L－1·min－1，故D错误。
4．解析：选C。
　　　CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
开始/mol 6 8 0 0
反应/mol 2 6 2 2
平衡/mol 4 2 2 2
A项，根据上述三段式，v(CO2)＝＝0.125 mol·L－1·min－1，错误；B项，根据平衡时氢气的物质的量，可知平衡时氢气的体积分数＝×100%＝20%。若起始时向容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，相当于将原容器体积扩大到原来的2倍，减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，可知平衡向逆反应方向移动，则平衡时H2的体积分数大于20%，错误；C项，该反应的平衡常数K＝＝0.5，若起始时向容器中充入4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH和1 mol H2O(g)，此时浓度商Q＝＝0.25＜K，反应向正反应方向进行，正确；D项，曲线Ⅱ若改变的条件是升高温度，则反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，与图像符合；曲线Ⅲ若改变的条件是充入氦气，由于容器体积不变，平衡不移动，与图像不符，错误。
5．解析：选D。根据图像，升高温度，c(NO2)减小，说明平衡逆向移动，因此正反应为放热反应，ΔH<0，故A错误；T1时，平衡时c(NO2)＝0.2 mol·L－1，
　　　　　　　SO2(g)＋2NO(g)2NO2(g)＋S(s)
起始/(mol·L－1) 0.5 0.6 0
反应/(mol·L－1) 0.1 0.2 0.2
平衡/(mol·L－1) 0.4 0.4 0.2
该反应的平衡常数K＝＝，故B错误；T1时，容器Ⅰ平衡时气体的物质的量为0.4 mol＋0.4 mol＋0.2 mol＝1.0 mol，容器Ⅱ中浓度商Q＝＝0.5＜，说明平衡正向移动，气体的物质的量小于0.5 mol＋1 mol＋0.5 mol＝2.0 mol，因此达到平衡，总压强之比大于1∶2，故C错误；根据上述分析，T1时，平衡时容器Ⅰ中NO的体积分数为×100%＝40%；容器Ⅲ相当于起始时加入1.0 mol SO2和1.2 mol NO，若温度相同，容器Ⅲ相当于容器Ⅰ缩小体积的结果，根据方程式，增大压强，平衡正向移动，NO的物质的量减少，因此平衡时容器Ⅲ中NO的体积分数小于40%，且T2 6．解析：选D。若在恒温恒容条件下，三个容器中的反应为等效平衡。将容器Ⅲ中2 mol NO2转化为N2O4，可得1 mol N2O4，设有x mol N2O4反应生成NO2，根据已知条件容器Ⅲ中保持恒压100 kPa，温度为T时，标准平衡常数Kθ＝[p(N2O4)/100 kPa]/[p(NO2)/100 kPa]2＝0.75，可知＝0.75，解得x＝0.5，因此N2O4的转化率＝×100%＝50%，由于容器Ⅲ是恒温恒压，容器Ⅱ是恒温恒容，所以容器Ⅱ相当于增大压强，平衡逆向移动，因此平衡时容器Ⅱ中N2O4的转化率小于50%，A错误；容器Ⅰ是绝热恒容，达平衡时，容器Ⅰ中的温度高于容器Ⅲ中的温度，容器Ⅰ中N2O4的物质的量小于容器Ⅲ，因此容器Ⅰ中N2O4分压比容器Ⅲ中的小，B错误；容器Ⅰ是绝热恒容，达平衡时，容器Ⅰ中的温度高于容器Ⅱ中的温度，导致容器Ⅰ中N2O4的物质的量小于容器Ⅱ，因此容器Ⅰ中N2O4的体积分数比容器Ⅱ中的小，C错误；若起始时向容器Ⅲ中充入2 mol N2O4、2 mol NO2，由于容器Ⅲ保持恒温恒压，则必须扩大容器的体积，相当于减小压强，而正反应是气体体积减小的反应，所以在达到平衡前该反应一直向逆反应方向进行，因此达到平衡前v正 7．解析：选BD。A项，10 min内CO浓度变化为0.2 mol·L－1，v(CO)＝0.02 mol·L－1·min－1，错误；B项，容器Ⅰ中平衡时CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.4 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1，K＝＝1，向容器Ⅰ平衡体系中再加入CO、H2O、CO2、H2各0.1 mol，浓度商Q＝＝＝ 8．解析：选CD。A项，甲中反应掉0.05 mol·L－1的CO2，CO2的转化率为50%，相对于甲，乙中H2浓度增大，所以乙中CO2的转化率大于50%，错误；B项，平衡常数仅与温度有关，在700 ℃时，利用容器甲中数据计算K＝＝1，当温度升到800 ℃时，平衡常数增大，即平衡正向移动，所以正反应为吸热反应，错误；C项，丙相当于在甲的基础上压强增大1倍，由化学方程式可知，该反应前后的化学计量数不变，加压时平衡不移动，所以平衡时，丙中CO2浓度为甲中的2倍，正确；D项，乙与丁等效，两容器中生成的产物浓度相同，正确。
9．解析：选C。A项，由图可知，升高温度CO的转化率降低，则平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，ΔH＜0，该反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，则p1＞p2，错误；B项，容器Ⅱ相当于容器Ⅰ中加入了部分二氧化碳，平衡逆向移动，CO的转化率降低，故达到平衡时，容器Ⅱ中CO的平衡转化率小于50%，错误；C项，达到平衡时，容器Ⅰ中总物质的量为(0.15＋0.15＋0.05＋0.05) mol＝0.4 mol，容器Ⅱ中总物质的量大于(0.15＋0.15＋0.05＋0.05＋0.1) mol＝0.5 mol，故容器Ⅰ与容器Ⅱ的总压强之比小于4∶5，正确；D项，恒容情况下，容器Ⅲ相当于容器Ⅱ体积缩小一半，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，n[(CH3)2O]增多，则容器Ⅲ中n[(CH3)2O]大于容器Ⅱ中的2倍，错误。
10．解析：选AD。由CH4的平衡转化率与温度、压强图像可知，等压条件下，温度越高，CH4的平衡转化率越大，说明升温平衡正向移动，即该反应的ΔH>0，而当温度不变时，增大压强会使平衡向着气体体积减小的方向即逆反应方向移动，CH4的平衡转化率会减小，因此p2>p1，A错误；由容器Ⅰ中可得出该温度下，该反应的平衡常数K＝0.067 5，而起始时容器Ⅱ中的Q＝＝0.27>K，所以起始时反应逆向进行，B正确；利用等效平衡思想可判断，nⅡ(CO)<2nⅠ(CO)，C正确；容器Ⅱ中等效于起始量为0.2 mol CH4和0.2 mol H2O，容器Ⅲ中等效于起始量为0.2 mol CH4和0.3 mol H2O，则达到平衡时容器Ⅱ、Ⅲ中气体的总压强之比pⅡ∶pⅢ<4∶5，D错误。