2021版高考化学一轮复习课时跟踪检测（二十九）化学平衡状态化学平衡移动（含解析）新人教版

课时跟踪检测（二十九）化学平衡状态  化学平衡移动

1．在1 L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是(　　)

A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2

B．1个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成

C．其他条件不变时，混合气体的密度不再改变

D．v正(N2)＝2v逆(NH3)

解析：选B　c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，等于化学方程式中各物质的计量数之比，但不能说明各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，A错误；1个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成，说明正、逆反应速率相等，反应达到了平衡，B正确；混合气体的密度

ρ＝，质量在反应前后是守恒的，体积不变，密度始终不变，所以密度不变的状态不一定是平衡状态，C错误；v正(N2)＝2v逆(NH3)时，正、逆反应速率不相等，未达到平衡状态，D错误。

2.对于可逆反应：A(g)＋B(s)C(s)＋D(g)　ΔH>0。如图所示为正、逆反应速率(v)与时间(t)关系的示意图，如果在t1时刻改变条件：①加入A；②加入催化剂；③加压；④升温；⑤减少C，符合图示条件的是(　　)

A．②③　　　　　　　 B．①②

C．③④  D．④⑤

解析：选A　加入A，因为A为气体，因此加入A平衡向正反应方向移动，v正>v逆，故①错误；催化剂对化学平衡无影响，只加快反应速率，故②正确；反应前后气体分子数相等，因此加压平衡不移动，化学反应速率增大，故③正确；升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，故④错误；C为固体，浓度视为常数，对化学平衡移动无影响，对化学反应速率无影响，故⑤错误。

3．(2020·黑龙江四校联考)将等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中，在一定条件下发生如下反应并达到平衡：X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH＜0。当改变某个条件并达到新平衡后，下列叙述正确的是(　　)

A．升高温度，X的体积分数减小

B．增大压强(缩小容器容积)，Z的浓度不变

C．保持容器的容积不变，充入一定量的氦气，Y的浓度不变

D．保持容器的容积不变，充入一定量的Z，X的体积分数增大

解析：选C　该反应的ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，X的体积分数增大，A错误；该反应的正反应是反应前后气体总分子数不变的反应，增大压强，平衡不移动，由于容器的容积缩小，故Z的浓度增大，B错误；保持容器的容积不变，充入一定量的氦气，反应混合物的浓度不变，平衡不移动，C正确；保持容器的容积不变，充入一定量的Z，相当于保持其物质的量不变，缩小容器的容积，而缩小容积，平衡不移动，X的体积分数不变，D错误。

4．反应2X(g)2Y(g)＋Z(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1(Q>0)，达到平衡时，要使正反应速率减小，X的浓度增大，应采取的措施是(　　)

A．缩小体积加压  B．扩大体积减压

C．增加Z的浓度  D．降温

解析：选D　缩小体积加压，平衡逆向移动，X的浓度增大，但正反应速率也增大，A错误；扩大体积减压，平衡正向移动，正反应速率减小，但X的浓度也减小，B错误；增加Z的浓度，平衡逆向移动，X的浓度增大，但正反应速率也增大，C错误；降温，正反应速率减小，平衡逆向移动，X的浓度增大，D正确。

5．(2020·龙海二中等五校联考)一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，达到平衡后，温度不变，将容器的容积缩小到原来的，达到平衡时，C的浓度为原来的2.5倍，则下列说法正确的是(　　)

A．C的体积分数增加

B．A的转化率降低

C．平衡向正反应方向移动

D．m＋n＞p

解析：选B　保持温度不变，将容器的容积缩小到原来的，假设平衡不移动，C的浓度变为原来的3倍，而达到平衡时，C的浓度为原来的2.5倍，说明缩小容积、增大压强，平衡逆向移动，则有m＋n＜p，C、D错误。平衡逆向移动，反应中消耗C(g)，则C的体积分数减小，A的转化率降低，A错误，B正确。

6．(2020·长郡中学调研)已知：2H2S(g)＋O2(g)S2(s)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1

(Q＞0)。T ℃时，在容积为2 L的密闭容器中，起始加入2 mol H2S(g)和1 mol O2(g)，达到平衡时生成0.6 mol S2。下列说法能说明反应达到平衡状态的是(　　)

A．硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍

B．容器中混合气体的压强不变

C．反应放出的热量为0.3Q kJ

D．消耗2 mol H2S(g)的同时生成2 mol H2O(g)

解析：选B　起始加入2 mol H2S(g)和1 mol O2(g)，投料比等于其化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，c(H2S)始终是c(O2)的2倍，A错误。该反应中S2是固体，正反应是气体总分子数减小的放热反应，平衡建立过程中，气体总物质的量不断变化，则气体的压强不断变化，当压强不变时，该反应达到平衡状态，B正确。达到平衡时生成0.6 mol S2，当反应放出的热量为0.3Q kJ时，生成0.3 mol S2，故未达到平衡状态，C错误。消耗2 mol H2S(g)的同时必定生成2 mol H2O(g)，都代表正反应速率，故不能判断反应是否达到平衡状态，D错误。

7．一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)　ΔH>0，该反应在某密闭容器中达到平衡。下列分析正确的是(　　)

A．恒温恒容时，充入CO气体，达到新平衡时增大

B．容积不变时，升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小

C．恒温恒容时，分离出部分SO2气体可提高MgSO4的转化率

D．恒温时，增大压强，平衡逆向移动，平衡常数减小

解析：选C　恒温恒容时，充入CO气体，由于反应物中只有CO为气体，相当于加压，平衡向逆反应方向移动，达到新平衡时减小，故A错误；正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向进行，CO2和SO2的相对分子质量均比CO大，因此混合气体的平均相对分子质量增大，故B错误；分离出SO2，减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，MgSO4消耗量增大，即转化率增大，故C正确；化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，故D错误。

8．(2020·营口期末)在密闭容器中投入一定量反应物发生储氢反应：LaNi5(s)＋3H2(g)LaNi5H6(s)　ΔH＝－301 kJ·mol－1。在某温度下，达到平衡状态，测得氢气压强为2 MPa。下列说法不正确的是(　　)

A．当LaNi5的浓度不再变化时，该反应达到平衡状态

B．若温度不变，缩小容器的容积至原来的一半，重新达到平衡时H2的压强仍为2 MPa

C．扩大容器的容积，重新达到平衡时n(H2)增多

D．增大压强，降低温度，有利于储氢

解析：选A　LaNi5是固体，在反应过程中，其浓度始终不变，不能根据固体的浓度不变判断是否达到平衡状态，A错误；温度不变，缩小容器的容积至原来的一半，平衡常数Kp＝不变，则重新达到平衡时H2的压强仍为2 MPa，B正确；扩大容器的容积，相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，重新达到平衡时气体压强不变，则n(H2)增多，C正确；该反应的正反应是气体分子总数减小的放热反应，因此增大压强、降低温度，平衡正向移动，有利于储氢，D正确。

9．一定温度下，向容积为2 L的恒容密闭容器中加入2 mol A(g)和3 mol B(g)发生反应：A(g)＋B(g)C(g)　ΔH＞0，达到平衡后容器内压强是开始时的84%。若加入某种催化剂后反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．由图可知，加入催化剂之后，原反应分成了两步，第一步反应较慢

B．若40 s后达到平衡，则用A表示该反应的速率为0.01 mol·L－1·min－1

C．当容器中不再改变时，不能说明该反应达到了平衡状态

D．达到平衡时，C的体积分数约为25%

解析：选A　图中存在两座“山峰”，反应中存在中间态物质，说明加入催化剂后，原反应被分成两步，第一步的“峰值”较高，说明该步反应的活化能较大，则第一步反应较慢，A正确。设A的转化浓度为x mol·L－1，根据“三段式法”计算，则有：

　　　　　　　　　  A(g)＋B(g)C(g)

起始浓度/(mol·L－1)　　1　  1.5　　　0

转化浓度/(mol·L－1)　　x　 　x　  　x

平衡浓度/(mol·L－1)　1－x　1.5－x　　x

根据阿伏加德罗定律，恒温恒容时，气体的压强之比等于其物质的量之比，则有＝84%，解得x＝0.4，则有v(A)＝＝0.01 mol·L－1·s－1＝0.6 mol·L－1·min－1，B错误。开始时＝1.5，平衡时≈1.8，说明达到平衡前不断变化，故当容器中不再改变时，该反应达到平衡状态，C错误。根据阿伏加德罗定律，达到平衡时，C的体积分数等于其物质的量分数，则有φ(C)＝×100%≈19%，D错误。

10．(2020·静海一中调研)在某一恒温容积可变的密闭容器中发生如下反应：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＜0，t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程(Ⅰ、Ⅱ)如图所示。下列说法中不正确的是(　　)

A．t0～t1时，反应速率：v(正)＞v(逆)

B．Ⅰ、Ⅱ两过程分别达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ

C．t2时刻改变的条件可能是向密闭容器中加入A物质

D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：Ⅰ＝Ⅱ

解析：选C　由题图可知，t0～t1时，v(逆)逐渐增大，t1时刻达到平衡，说明该过程中反应正向进行，则有v(正)＞v(逆)，A正确。Ⅰ、Ⅱ两过程分别达到平衡时，v(逆)相等，说明过程Ⅰ和Ⅱ的平衡是等效平衡，则A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，B正确。t2时刻改变条件，v(逆)瞬间增大，随后逐渐减小，再次建立的新平衡与原平衡是等效平衡，则加入的物质应是C，C错误。平衡常数K只与温度有关，Ⅰ、Ⅱ过程在相同温度下达到平衡，则平衡常数：Ⅰ＝Ⅱ，D正确。

11．反应aM(g)＋bN(g)cP(g)＋dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是(　　)

A．同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加

B．同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加

C．同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加

D．同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数增加

解析：选B　可逆反应中，催化剂只能改变化学反应速率，A错误；由题给图像可知，M的体积分数随着温度升高而降低，即温度升高，平衡右移，故平衡时生成物Q的体积分数增加，B正确；由题给图像可知，同为650 ℃、z＝2.0，压强为1.4 MPa时，y(M)＝30%，而压强为2.1 MPa时，y(M)＝35%，即增大压强，平衡左移，故平衡时Q的体积分数减小，C错误；由题给图像可知，同温同压时，若N的物质的量增加，而M的物质的量不变，则尽管z越大，y(M)减小，平衡右移，但Q增加的物质的量远小于加入的N的物质的量，此时Q的体积分数减小，D错误。

12．(2020·辽宁辽南协作校期末)温度为T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如下表。下列说法正确的是(　　)

A．反应在前50 s内的平均反应速率为v(PCl3)＝3.2×10－3mol·L－1·s－1

B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11 mol·L－1，则该反应的ΔH＜0

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，达到平衡时，c(PCl5)＞0.40 mol·L－1

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%

解析：选C　由表中数据可知，在前50 s内生成0.16 mol PCl3，则有v(PCl3)＝＝1.6×10－3 mol·L－1·s－1，A错误。原平衡状态时c(PCl3)＝0.10 mol·L－1，其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11 mol·L－1＞0.10 mol·L－1，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的ΔH＞0，B错误。相同温度下，起始时充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，将0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2完全转化到左侧，生成0.20 mol PCl5，即相当于起始加入1.2 mol PCl5；原平衡状态c(PCl5)＝0.40 mol·L－1，加入1.2 mol PCl5，根据勒夏特列原理推知，达到新平衡状态时c(PCl5)＞0.40 mol·L－1，C正确。相同温度下，起始时充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，与平衡时充入2.0 mol PCl5是等效平衡，等效于将题目所述平衡体系中压强增大为原来的2倍，而增大压强，平衡逆向移动，平衡时PCl5转化率较题目所述平衡小，故平衡时n(PCl3)＜ 0.40 mol，参加反应的n(PCl3)＞1.60 mol，故达到平衡时，PCl3的转化率大于80%，D错误。

13．一定条件下，向一容积固定的密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，发生2SO2＋O22SO3　ΔH<0，一段时间后达到平衡，SO2、O2、SO3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，按要求回答下列问题。

(1)平衡后，通入2 mol SO2，则SO2的转化率________，O2的转化率________。(填“增大”“减小”或“不变”，下同)

(2)平衡后，通入2 mol SO2、1 mol O2，则SO2的转化率________，O2的转化率________，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。

(3)平衡后，通入a mol SO2、b mol O2、c mol SO3，则SO2的转化率________，O2的转化率________，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。

(4)平衡后，通入2 mol SO3，则平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。

(5)平衡后，升温，则SO2的转化率________，O2的转化率________，SO2的百分含量________，O2的百分含量______，SO3的百分含量________。

答案：(1)减小　增大

(2)增大　增大　减小　减小　增大

(3)增大　增大　减小　减小　增大

(4)逆反应　减小　减小　增大

(5)减小　减小　增大　增大　减小

14．(2020·信阳期末)已知NO2和N2O4可以相互转化，反应：2NO2(g)N2O4(g)　

ΔH＝－57.2 kJ·mol－1。

(1)一定温度下，将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________(填字母)。

(2)在恒容容器中，该反应达到平衡后，若只改变一个条件，达到新平衡时，下列能使NO2的体积分数增大的是________(填字母)。

A．充入一定量NO2  B．分离出一定量NO2

C．充入一定量N2  D．降低温度

(3)若反应2NO2(g)N2O4(g)在容积为1 L的恒容密闭容器中进行，保持温度不变，达到平衡后，向反应容器中再充入少量NO2，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)，重新达到平衡后，和原平衡相比，混合气体的颜色________(填“变深”“变浅”或“不变”)，NO2的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)一定温度下，向容积为20 L的密闭容器中充入1 mol NO2气体，发生反应2NO2(g)N2O4(g)。反应中测得相关数据如下表所示：

①此条件下该反应的化学平衡常数K＝________。

②在50 min末，向容器中加入mol NO2，若要保持平衡不发生移动，则应加入的N2O4为________mol。

③该温度时，若将9.2 g NO2和N2O4的混合气体充入1 L密闭容器中，某时刻测得容器内气体的平均相对分子质量为56，则此时v正(NO2)________v逆(NO2)(填“＞”“＝”或“＜”)。

解析：(1)恒压容器中充入1 mol N2O4进行2NO2(g)N2O4(g)反应，反应逆向进行，气体总物质的量增大，则容器的容积增大，气体的密度变小，当气体密度不变时，该反应达到平衡状态，a正确；ΔH取决于反应物和生成物具有的总能量，与反应进行的方向及程度无关，故不能根据ΔH判断是否达到平衡状态，b错误；图中只有NO2和N2O4的v(正)，无法判断v(正)、v(逆)是否相等，故无法判断反应是否达到平衡状态，c错误；N2O4的转化率不变时，N2O4的v(正)、v(逆)相等，则该反应达到平衡状态，d正确。

(2)恒容容器中，充入一定量NO2，相当于增大压强，平衡正向移动，达到新平衡时，NO2的转化率增大，体积分数减小，同理，分离出一定量的NO2，相当于减小压强，平衡逆向移动，达到新平衡时，NO2的转化率减小，体积分数增大，故A错误，B正确；充入一定量N2，平衡不移动，NO2的体积分数不变，C错误；该反应的ΔH＜0，降低温度，平衡正向移动，NO2的体积分数减小，D错误。

(3)恒温恒容时，充入少量NO2，平衡向右移动，根据勒夏特列原理可知，重新达到平衡后，和原平衡相比，c(NO2)仍比原平衡大，故混合气体的颜色变深。恒温恒容时，充入少量NO2，相当于保持n(NO2)不变，缩小容器的容积，而缩小容积，增大压强，平衡正向移动，NO2的转化率增大。

(4)①设反应中消耗x mol NO2，利用“三段式法”进行计算：

　　　　　2NO2(g)N2O4(g)

起始量/mol  1          0

转化量/mol  x         0.5x

平衡量/mol  1－x      0.5x

平衡时气体总物质的量为(1－x＋0.5x)mol＝(1－0.5x)mol，平衡时气体的相对分子质量为69，则有＝69，解得x＝，故该反应的化学平衡常数K＝＝＝60。

②50 min末，NO2、N2O4的物质的量均为 mol，向容器中加入 mol NO2，此时n(NO2)＝1 mol。若要保持平衡不发生移动，设加入N2O4的物质的量为a mol，则有Q＝K，即Q＝＝＝60，解得a＝。

③设某时刻容器中NO2、N2O4的物质的量分别为x mol、y mol，则根据气体总质量和平均相对分子质量得46 g·mol－1×x mol＋92 g·mol－1×y mol＝9.2 g、＝56 g·mol－1，解得x＝、y＝；则NO2、N2O4的浓度分别为 mol·L－1、mol·L－1，该时刻Q＝＝≈2.16＜K。说明此时反应正向进行，则有v正(NO2)＞v逆(NO2)。

答案：(1)ad　(2)B　(3)向右　变深　增大   (4)①60　②或2.67　③＞

15．(2020·济南模拟)绿水青山就是金山银山，我国科研人员在探究如何降低大气中氮氧化物与碳氧化物的含量方面做出了巨大贡献，并取得了显著的成绩。

(1)下列关于氮氧化物与碳氧化物的说法中正确的是______(填字母)。

A．CO2、NO2均属于酸性氧化物

B．NO、CO均不能用排空气法收集

C．除去NO中混有的NO2的方法是将混合气体通入足量氢氧化钠溶液中

D．除去CO中混有的CO2的方法是将混合气体通入足量氢氧化钠溶液中

(2)已知：

N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH1＝＋180.5 kJ·mol－1；

CO(g)C(s)＋O2(g)　ΔH2＝＋110.5 kJ·mol－1；

C(s)＋O2(g)CO2(g)　ΔH3＝－393.5 kJ·mol－1。

则反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝____________。

(3)反应2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)可用于净化汽车尾气，已知570 K时该反应的反应速率极慢，平衡常数极大。由此可知，提高尾气净化效率的最佳途径是______________________；若要净化汽车尾气的同时提高该反应的反应速率和NO的转化率，且只改变一个反应条件，则应采取的措施是________________。

(4)某科研小组根据反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)来探究起始反应物的碳氮比对污染物去除率的影响。T ℃时，向体积为1 L的恒容密闭容器中充入总物质的量为4 mol的NO和CO混合气体，并加入一定量的固体催化剂进行反应，实验测得平衡体系中气体组分的转化率和氮气的体积分数的变化如图所示。

①根据图像推测曲线转化率1表示的是________(填“CO”或“NO”)。

②A点时，＝________，此时反应的平衡常数K＝________。

(5)煤炭在O2/CO2的气氛中燃烧会产生CO，有人提出，可以设计反应2CO(g)===

2C(s)＋O2(g)来消除CO的污染。该提议____________(填“可行”或“不可行”)，理由是

________________________________________________________________________。

解析：(1)A项，CO2属于酸性氧化物，NO2与水反应生成硝酸和NO，不属于酸性氧化物，错误；B项，NO能与O2反应，CO的密度与空气的密度接近，均不能用排空气法收集，正确；C项，NO、NO2都能和氢氧化钠溶液反应，除去NO中混有的NO2的方法是将混合气体通入水中，错误；D项，除去CO中混有的CO2的方法是将混合气体通入足量氢氧化钠溶液中，CO2与氢氧化钠溶液反应而CO不反应，正确。(2)将已知三个反应依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由②×2－①＋2×③得反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝2ΔH2－ΔH1＋2×ΔH3＝2×110.5 kJ·mol－1－180.5 kJ·mol－1－2×393.5 kJ·mol－1＝

－746.5 kJ·mol－1。(3)研制高效催化剂可提高反应速率，解决反应极慢的问题，有利于尾气的转化；增大压强，化学反应速率加快，化学平衡向气体体积减小的方向移动，即正反应方向，NO的转化率增大。(4)①起始反应物的碳氮比越大，NO的转化率越大，根据图像推测曲线转化率1表示的是NO。②反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)中NO和CO的化学计量数相等，A点时，两者的转化率相等，均为80%，故＝1，此时各物质的浓度分别为0.4 mol·L－1、0.4 mol·L－1、0.8 mol·L－1、1.6 mol·L－1，反应的平衡常数

K＝＝80。(5)设计反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)来消除CO的污染的提议不可行，理由是该反应ΔH>0、ΔS<0，则ΔH－TΔS>0，该反应在任何情况下都不能自发进行。

答案：(1)BD　(2)－746.5 kJ·mol－1

(3)研制高效催化剂　增大压强　

(4)①NO　②1　80

(5)不可行　该反应ΔH>0、ΔS<0，则ΔH－TΔS>0，该反应在任何情况下都不能自发进行