2021版高考化学一轮复习课时提升作业二十一化学平衡的移动含解析苏教版 练习

化学平衡的移动

1.将4 mol A和2 mol B放入2 L密闭容器中发生反应:2A(g)+B(g)2C(g)　ΔH<0。4 s后反应达到平衡状态,此时测得C的浓度为0.6 mol·L-1。下列说法正确的是              (　　)

A.4 s内,v(B)=0.075 mol·L-1·s-1

B.4 s后平衡状态下,c(A)∶c(C)=2∶1

C.达到平衡状态后,若只升高温度,则C的物质的量浓度增大

D.达到平衡状态后,若温度不变,缩小容器的体积,则A的转化率降低

【解析】选A。A项,C的浓度为0.6 mol·L-1,则B的浓度变化为0.3 mol·L-1,故v(B)==0.075 mol·L-1·s-1,故正确;B项,4 s后达到化学平衡状态时,c(A)∶c(C)=7∶3,故不正确;C项,因为正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,C的物质的量浓度减小,故不正确;D项,温度不变,缩小容器的体积,相当于增大体系压强,则化学平衡向正反应方向移动,A的转化率升高,故不正确。

2.将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是              (　　)

【解析】选B。A项,正反应是气体体积减小的反应,依据勒夏特列原理可知,增大压强,平衡向正反应方向移动,但氮气的浓度仍然比原平衡大,不正确;B项,正反应是放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,氮气的转化率降低,正确;C项,充入一定量的氢气,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率降低,不正确;D项,催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态,不正确。

【加固训练】

　　难挥发性二硫化钽(TaS2 )可采用如图装置提纯。将不纯的TaS2 粉末装入石英管一端,抽真空后引入适量碘并封管,置于加热炉中。反应如图:TaS2(g)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g)。下列说法正确的是              (　　)

A.在不同温度区域,TaI4 的量保持不变

B.在提纯过程中,I2 的量不断减少

C.在提纯过程中,I2的作用是将TaS2 从高温区转移到低温区

D.该正反应的平衡常数与TaI4 和S2 的浓度乘积成反比

【解析】选C。根据方程式,高温区TaI4含量高,低温区TaI4 的量小,故A错误;在提纯过程中,I2 的量不变,故B错误;TaS2难挥发,在提纯过程中,I2的作用是将TaS2 从高温区转移到低温区,故C正确;该正反应的平衡常数与TaI4 和S2 的浓度乘积成正比,故D错误。

3.由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.由X→Y反应的ΔH=E5-E2

B.由X→Z反应的ΔH>0

C.降低压强有利于提高Y的产率

D.升高温度有利于提高Z的产率

【解析】选C。化学反应中的能量变化决定于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小,由图可知,X→Y反应的ΔH=E3-E2,X→Z反应的ΔH=E1-E2<0,反应放热,A、B项错误;由X生成Y的反应,即2X(g)3Y(g),是气体物质的量增大的反应,降低压强,平衡正向移动,有利于提高Y的产率,C正确;X→Z的反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,不利于提高Z的产率,D错误。

4.Ⅰ.在一定条件下,xA+yBzC,达到平衡,试填写下列空白: 

(1)已知C是气体,且x+y=z,加压时平衡如果发生移动,则平衡必向________方向移动。 

(2)若B、C是气体,其他条件不变时增加A的用量,平衡不移动,则A的状态为________________________________________________。 

Ⅱ.已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为2 L的恒温密闭玻璃容器中,反应物浓度随时间变化关系如下图。

(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线 

表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是____________________________________________。 

下列不能说明该反应已达到平衡状态的是__________________。 

A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变

B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变

C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变

D.容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变

(2)①前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=________mol·L-1·min-1。 

②0～15 min,反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K(b)=________。 

(3)反应25 min时,若只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是________________________(用文字表达);其平衡常数K(d)________K(b)(填“>”“=”或“<”)。 

(4)若要达到使NO2(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态,在25 min时还可以采取的措施是________。 

A.加入催化剂  B.缩小容器体积

C.升高温度   D.加入一定量的N2O4

【解析】 Ⅰ.(1)因产物C是气体,且x+y=z,加压时若平衡移动,气体的系数只能是“左<右”,即A、B至少有一种为非气体,所以平衡必逆向移动。(2)因B、C为气体,若增加A的用量,平衡不移动,则A为固体或纯液体,因固体或纯液体的浓度是个常数,不会影响平衡移动。

Ⅱ.(1)由图象看出10 min内,X曲线上物质的变化量为0.4 mol·L-1,Y曲线上物质的变化量为0.2 mol·L-1,所以曲线X表示NO2浓度随时间的变化;平衡状态时,各物质浓度不再变化,所以b、d两点处于平衡状态;容器内混合气体的密度任何时间都不变化,所以不能作为平衡状态的标志。

(2)①前10 min内,v(NO2)=

=0.04 mol·L-1·min-1,②K(b)==

= L·mol-1。

(3)从图上看,在25 min时,只增大了c(NO2),所以平衡常数不会改变。(4)因该反应只有一种反应物和一种生成物,所以在温度相同容器体积固定时,平衡常数一定,只加入反应物NO2或只加入生成物N2O4或压缩容器,都能使NO2(g)的百分含量达到与d点相同的平衡状态,所以选B、D。

答案:Ⅰ.(1)逆反应(或左)　(2)固体或纯液体

Ⅱ.(1)X　b和d　B　(2)①0.04　②

(3)增大NO2的浓度　=　(4)B、D

1.铁的氧化物可用于脱除煤气中的H2S,反应原理如下:

Fe3O4(s)+3H2S(g)+H2(g)3FeS(s)+4H2O(g)①

Fe2O3(s)+2H2S(g)+H2(g)

2FeS(s)+3H2O(g)②

FeO(s)+H2S(g)FeS(s)+H2O(g)③

温度与平衡常数的关系如图所示,下列有关说法正确的是 (　　)

A.上述反应均为吸热反应

B.压强越大,H2S脱除率越高

C.温度越高,H2S脱除率越高

D.相同温度、相同物质的量的三种铁的氧化物中,Fe3O4脱除H2S的效果最好

【解析】选D。温度越高,平衡常数越小,说明正反应为放热反应,温度越高,H2S的脱除率越低,A、C两项错误;上述3个反应均是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,B项错误。

2.反应X(g)+Y(g)2Z(g)　ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是 (　　)

A.减小容器体积,平衡向右移动

B.加入催化剂,Z的产率增大

C.增大c(X),X的转化率增大

D.降低温度,Y的转化率增大

【解析】选D。根据该反应的特点结合平衡移动原理逐项分析。A项该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,平衡不受压强影响,减小容器体积,平衡不移动;B项催化剂不能使平衡移动,不改变产物的产率;C项增大c(X),平衡正向移动,Y的转化率增大,X本身的转化率反而减小;D项该反应的正反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,Y的转化率增大。

3.在某2 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应:2X(g)+Y(g)3Z(g)　ΔH,反应过程中持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是              (　　)

A.M点时Y的转化率最大

B.升高温度,平衡向逆反应方向移动

C.平衡后充入Z达到新平衡时Z的体积分数增大

D.W、M两点Y的正反应速率相等

【解析】选B。温度在a ℃之前,升高温度,X的含量减小,温度在a ℃之后,升高温度,X的含量增大,曲线上最低点为平衡点,最低点之前未达到平衡,反应向正反应方向进行,最低点之后,升高温度,X的含量增大,平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应。A项,曲线上最低点Q为平衡点,升高温度平衡向逆反应方向移动,Y的转化率减小,所以Q点时Y的转化率最大,错误;B项,已知该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,正确;C项,反应前后气体的物质的量不变,平衡时充入Z,达到新平衡时与原平衡是等效平衡,所以达到新平衡时Z的体积分数不变,错误;D项,W点对应的温度低于M点对应的温度,温度越高,反应速率越大,所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率,错误。

【加固训练】

　　有一反应:2A+B2C,其中A、B、C均为气体,如图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线,x轴表示温度,y轴表示B的转化率,图中有a、b、c三点,如图所示,则下列描述正确的是              (　　)

A.该反应是放热反应

B.b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化

C.T1温度下若想使a点达到平衡,可以采取增大压强的方法

D.c点可表示v(正)<v(逆)

【解析】选B。从图中的曲线变化趋势可以得出,升温后B的转化率增大,说明升温平衡右移,故正反应为吸热反应,A项错误;b点是平衡状态,故气体的平均摩尔质量不再发生改变,B项正确;在T1时点a在曲线的上方,故要想达到平衡需要下移,即B的转化率降低,增大压强平衡右移,B的转化率升高,C项错误;点c在曲线的下方,要想达到平衡需上移,B的转化率升高,即反应正向进行v(正)>v(逆),D项错误。

4.运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。 

(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。

①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。 

②若反应进行到状态D时,v正________(填“>”“<”或“=”)v逆。 

(2)有一种合成氨技术叫哈伯法:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0,应用此方法反应达到平衡时反应物的转化率不高。

①能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的措施是________(填编号)。 

A.使用更高效的催化剂

B.升高温度

C.及时分离出氨气

D.充入氮气,增大氮气的浓度(保持容器体积不变)

②若在某温度下,2 L的密闭容器中发生合成氨的反应,图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0～10 min内该反应的平均速率v(H2)=________。从第11 min起,压缩容器的体积为1 L,则n(N2)的变化曲线为________(填编号)。 

【解析】(1)①恒压条件下向题述平衡体系中通入氦气,则反应容器的体积会增大,各物质的浓度会减小,平衡会向气体分子数增加的方向(向左)移动。②反应进行到状态D时没有达到平衡,反应向右进行,所以v正>v逆。(2)①该反应是一个气体分子数减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动;使用更高效的催化剂,反应速率增大,但平衡不移动;分离出氨气,平衡虽然正向移动,但反应速率减小;充入氮气,平衡正向移动且反应速率增大。②0～10 min时,N2从0.6 mol减少到0.2 mol,变化量为0.4 mol,则H2的变化量为1.2 mol,v(H2)=1.2 mol÷2 L÷10 min=0.06 mol·L-1·min-1。平衡时压缩容器的体积,气体的压强增大,平衡正向移动,N2的物质的量在原有基础上减小,曲线d符合题意。

答案:(1)①向左　②>

(2)①D　②0.06 mol·L-1·min-1　d