2022高考化学一轮复习训练：第7章 第2讲 化学平衡及其移动

这是一份2022高考化学一轮复习训练：第7章 第2讲 化学平衡及其移动，共10页。试卷主要包含了实验，下列说法正确的是，在密闭容器中进行反应，已知反应等内容，欢迎下载使用。


训练(三十五)　化学平衡及其移动

1．(2021·河南部分重点校联考)在恒温恒容的密闭容器中发生反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＜0，下列能说明该反应达到平衡状态的是(　　)
①反应速率5v(NH3)＝4v(O2)　②体系的压强不再发生变化　③混合气体的密度不再发生变化　④气体的平均摩尔质量不再发生变化　⑤单位时间内生成5 mol O2，同时断裂12 mol O—H键　⑥NO的浓度不变
A．②④⑥　　　　　 B．①②④⑥
C．②⑤⑥　　　 D．①②③④⑤
A　[无论反应是否达到平衡，用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，v(NH3)∶v(O2)＝4∶5，则有5v(NH3)＝4v(O2)，①错误；该反应的正向是气体总分子数增加的反应，恒温恒容时，体系的压强不变，则气体总物质的量不变，达到平衡状态，②正确；恒容时，反应中各物质均为气体，则混合气体的密度始终不变，③错误；气体的总质量一定，平均摩尔质量不变，则气体总物质的量不变，该反应达到平衡状态，④正确；单位时间内生成5 mol O2必然消耗6 mol H2O，断裂12 mol H—O键，不能判断是否平衡，⑤错误；NO的浓度不变，则其消耗速率等于生成速率，该反应达到平衡，⑥正确。]
2．(2021·山东日照检测)对可逆反应2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡。下列有关叙述正确的是(　　)
①增加A的量，平衡向正反应方向移动　②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小　③压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)不变　④增大B的浓度，v(正)>v(逆)　⑤加入催化剂，B的转化率提高
A．①② B．④
C．③　　　 D．④⑤
B　[A是固体，其量的变化对平衡无影响，①错误；而增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)，④正确；升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动，②错误；此反应为反应前后气体分子数不变的反应，故增大压强，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大，③错误；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变，⑤错误。]
3．(2021·北京师大附中检测)实验：
①0.005 mol/L FeCl3溶液和0.015 mol/L KSCN溶液各1 mL混合得到红色溶液a，均分溶液a置于b、c两支试管中；
②向b中滴加3滴饱和FeCl3溶液，溶液颜色加深；
③再向上述b溶液中滴加3滴1 mol/L NaOH溶液，溶液颜色变浅且出现浑浊；
④向c中逐渐滴加1 mol/L KSCN溶液2 mL，溶液颜色先变深后变浅。
下列分析不正确的是(　　)
A．实验②中增大Fe3＋浓度使平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3正向移动
B．实验③中发生反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
C．实验③和④中溶液颜色变浅的原因相同
D．实验②、③、④均可说明浓度改变对平衡移动的影响
C　[实验②中增大Fe3＋浓度使平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3正向移动，c[Fe(SCN)3]增大，溶液的红色加深，A项正确；实验③中滴加3滴1 mol/L NaOH溶液，发生反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，使平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3逆向移动，溶液的颜色变浅，B项正确；实验④逐渐滴加1 mol/L KSCN溶液，使平衡正向移动，后继续加溶液相当于稀释，红色变浅，二者原因不同，C项错误；根据上述分析，实验②、③、④均可说明浓度改变对平衡移动的影响，D项正确。]
4．(2021·山东日照实验中学检测)一定条件下，反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH>0，达到平衡状态后，分别改变某个条件，下面四个说法中，条件改变、影响原因及影响结果均正确的是(　　)

条件改变
影响原因
影响结果
A
适当缩小容器的容积
活化分子所占百分比增大，正逆反应速率均同等程度加快
平衡不移动
B
适当升高温度
活化分子所占百分比增大，正逆反应速率加快，逆反应速率减慢
平衡正向移动
C
加入催化剂
分子能量增大，活化分子所占百分比增大，正逆反应速率均同等程度加快
平衡不移动
D
适当扩大容器的容积
活化分子所占百分比不变，但是单位体积内的活化分子数减少，正逆反应速率同等程度减慢
平衡不移动
D　[缩小容器的容积，单位体积内活化分子的数目增大，正、逆反应速率同等程度加快，平衡不移动，但活化分子所占百分比不变，A项错误；适当升高温度，活化分子所占百分比增大，正、逆反应速率均增大，但正反应速率增大倍数大于逆反应速率，平衡正向移动，B项错误；加入催化剂，降低了活化能，分子能量不变，活化分子数目及所占百分比均增大，正、逆反应速率同等程度加快，平衡不移动，C项错误；扩大容器的容积，单位体积内活化分子数目减少，正、逆反应速率均同等程度地减慢，平衡不移动，D项正确。]
5．下列说法正确的是(　　)
A． (海南卷)已知反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
ΔH<0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡，若减小压强，n(CO2)增加；若充入一定量的氮气，n(H2)不变
B．(天津卷)常压下，羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，该反应达到平衡时，
v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)
C．(天津卷)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：
MHx(s)＋yH2(g) MHx＋2y(s)　ΔH<0，若容器内气体压强保持不变，达到化学平衡
D．(天津卷)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：
MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s)　ΔH<0，达到化学平衡，若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)>v(吸氢)
C　[减压平衡不移动，n(CO2)不变，恒压充入氮气，体积增大，效果等同于减压，平衡不移动，n(H2)不变，A项错误；达到平衡时，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，B项错误；该反应是气体压强减小的反应，所以压强不变可以说明达到了平衡状态，C项正确；加入氢气正反应速率增大，v(放氢)
6．(2021·山东烟台一中检测)在密闭容器中进行反应：
A(g)＋3B(g) 2C(g)，下列有关图像的说法不正确的是(　　)


A．依据图a可判断正反应为放热反应
B．在图b中，虚线可表示使用了催化剂时的变化情况
C．若ΔH<0，图c可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动
D．由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应吸热
D　[根据图a曲线可知，温度越高，逆反应速率与正反应速率差值越大，故升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A项正确；催化剂能加快反应速率，缩短达到平衡所用的时间，但不能使平衡发生移动，B项正确；升高温度，平衡向吸热方向移动，C项正确；根据图像曲线可知，温度越高，混合气体的平均相对分子质量越小，故升高温度平衡逆向移动，因此可判断正反应为放热反应，D项错误。]
7．(2021·湖南娄底调研)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%，放出的热量为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，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1
B　[该可逆反应的反应前后气体的化学计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，A项错误；在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，B项正确；若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数不等，故A、C可能均为气体，C项错误；N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH，合成氨气实际参与反应n(H2)＝3 mol×10%＝0.3 mol，因而Q1＝×|ΔH|＝0.1|ΔH|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)＝2 mol×10%＝0.2 mol，Q2＝×|ΔH|＝0.1|ΔH|，则Q1＝Q2，D项错误。]
8．(2021·天津滨海区四校联考)向一体积为2 L的恒容密闭容器里充入1 mol N2和4 mol H2，在一定温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。10 s时达到平衡，c(NH3)为0.4 mol·L－1。下列说法正确的是(　　)
A．该反应达到平衡时H2的转化率为40%
B．降低温度能使混合气体的密度增大
C．向该容器中充入N2，平衡正向移动
D．研发高效催化剂可大大提高NH3的产率
C　[根据题中数据可知，NH3的生成量为0.8 mol，则H2的减少量为1.2 mol，α(H2)＝×100%＝30%，A项错误；降低温度，平衡正向移动，但气体总质量不变，容器体积不变，则密度不变，B项错误；体积不变，充入N2，c(N2)增大，平衡正向移动，C项正确；催化剂不能使平衡发生移动，因此各物质的转化率不变、产率不变，D项错误。]
9．(2021·辽宁大连期初调研)已知反应：CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g)。起始以物质的量之比为1∶1充入反应物，不同压强条件下，H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为▲)。下列有关说法正确的是(　　)

A．上述反应的ΔH<0
B．N点时的反应速率一定比M点的快
C．降低温度，H2的转化率可达到100%
D．工业上用此法制取甲烷应采用更高的压强
A　[根据图像，随着温度的升高，H2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，正反应为放热反应，ΔH<0，A项正确；N点压强大于M点，但是M点温度大于N点，故无法判断N点与M点的速率大小，B项错误；此反应是可逆反应，不能完全进行到底，C项错误；在温度(400－600)K，1.01×106 Pa的压强下，H2的转化率已然很高，提高压强转化率上升不大，性价比不高，D项错误。]
10．(2018·天津卷)室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是(　　)
A．加入NaOH，可增大乙醇的物质的量
B．增大HBr浓度，有利于生成C2H5Br
C．若反应物均增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变
D．若起始温度提高至60 ℃，可缩短反应达到平衡的时间
D　[D错：温度提高至60 ℃，化学反应速率虽然加快，但溴乙烷的沸点较低，会挥发出大量的溴乙烷，导致逆反应速率减小，故无法判断达到平衡的时间。A对：加入NaOH，消耗HBr，平衡左移，乙醇的物质的量增大。B对：增大HBr浓度，平衡右移，有利于生成溴乙烷。C对：原反应物按物质的量之比1∶1加入，又按物质的量之比1∶1反应，两者的平衡转化率之比为1∶1，若将反应物均增大至2 mol，其平衡转化率之比仍为1∶1。]
11．(2021·辽宁营口期中)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)　△H＝－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
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判断是否达到平衡状态，A项错误；温度不变，缩小容积至原来的一半，平衡常数Kp不变，则重新达到平衡时H2的压强仍为2 MPa，B项正确；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n(H2)增多，C项正确；该反应的正反应是气体总分子数减小的放热反应，因此增大压强、降低温度，平衡正向移动，有利于储氢，D项正确。]

12．(2021·山西长治二中检测)利用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)CO2的减排和综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。一定温度下，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，此时压强为p0 kPa，发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①0～4 min，H2的平均反应速率v(H2)＝_______mol·L－1·min－1。
②下列能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。
A．v正(CH3OH)＝3v逆(H2)
B．CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1∶3∶1∶1
C．恒温恒容下，气体的密度不再变化
D．恒温恒压下，气体的体积不再变化
③测得某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5 mol/L，则此时v(正)________v(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)工业中，CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。
反应①：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
反应②：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
控制CO2和H2初始投料比为1∶3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。

①由图可知，温度升高时CO的产率上升，其主要原因可能是________________________________________________________________________。
②由图可知，获取CH3OH最适宜的温度是______。下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的有________(填字母)。
A．使用对反应①选择性更高的催化剂
B．压缩体积
C．增大CO2和H2的初始投料比
解析　(1)①0～4 min内，图中Δc(CH3OH)＝0.5 mol·L－1，则有v(CH3OH)＝(0.5 mol·L－1)/4 min＝0.125 mol·L－1·min－1，故反应速率v(H2)＝3v(CH3OH)＝3×0.125 mol·L－1·min－1＝0.375 mol·L－1·min－1。
②v正(CH3OH)代表正反应速率，v逆(H2)代表逆反应速率，达到平衡时，二者之比等于其化学计量数之比，则有3v正(CH3OH)＝v逆(H2)，A错误；达到平衡时，各物质的浓度均保持不变，但CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1∶3∶1∶1时，不一定达到平衡状态，B错误；恒温恒容下，气体的总质量和体积不变，则气体的密度始终不变，C错误；恒温恒压下，气体的体积与其物质的量成正比，当气体的体积不再变化时，气体总物质的量不变，该反应达到平衡状态，D正确。
③达平衡时K＝＝5.3，该时刻Q＝＝4＜5.3，所以平衡正向移动，则此时v(正)>v(逆)。
(2)①由图可知，温度升高时CO的产率上升，说明反应②是吸热反应，升高温度平衡正向移动，CO的产率升高。
②图中250 ℃时CH3OH产率最大，随后升高温度，CH3OH产率下降，故获取CH3OH最适宜的温度是250 ℃。提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率，可使用对反应①选择性更高的催化剂，促使反应①更有利于发生，A正确；压缩体积，反应①正向移动，CH3OH的平衡转化率增大，反应②的平衡不移动，B正确；增大CO2和H2的初始投料比，CO2的转化率降低，C错误。
答案　(1)①0.375　②D　③>
(2)①反应②是吸热反应，升高温度平衡正向移动，CO产率升高
②250 ℃　AB
13．(2021·辽宁六校协作体联考)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，反应过程和在两种温度下CH3OH的物质的量随时间的变化如图1所示。

图1
(1)已知图1所示反应每消耗1 mol H2，热量变化是16.3 kJ，则反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“>”“＝”或“<”)。
(2)一定温度下，若此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填字母)。
a．容器中压强不变
b．H2的体积分数不变
c．c(H2)＝3c(CH3OH)
d．容器中密度不变
e．2个C===O断裂的同时有3个H—H断裂
(3)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时，体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图2所示。

图2
当温度为470 K时，图中P点________(填“是”或“不是”)处于平衡状态。490 K之后，甲醇产率下降的原因是_________________________________________________。
解析　(1)由题意知每消耗1 mol H2，热量变化是16.3 kJ，又由图1中CH3OH的物质的量随时间的变化图像可知该反应的正反应为放热反应，则该反应的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－48.9 kJ·mol－1；该反应正反应为放热反应，温度越高该反应的平衡常数越小，所以对应的平衡常数大小关系为KⅠ>KⅡ。
(2)一定温度下发生反应CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)。因为此反应是在恒压容器中进行，容器中压强始终不变，所以压强不变不能判断反应达到化学平衡状态，a项错误；因为压强恒定，且化学方程式两边计量数之和是不等的，所以H2的体积分数不变能说明反应达到化学平衡状态，b项正确；c(H2)＝3c(CH3OH)不能说明正、逆反应速率相等，所以不能判断化学反应是否达到平衡状态，c项错误；容器中密度ρ＝，反应物和生成物都是气体，因为反应是在恒压容器中进行且反应后气体体积减小，所以密度不变可以说明反应达到化学平衡状态，d项正确；CO2和H2都是反应物，只要2个C===O断裂的同时就有3个H—H断裂，不能说明正反应速率和逆反应速率相等，e项错误。
(3)在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是：反应尚未达到平衡，温度越高化学反应速率越快；490 K之后，甲醇产率下降的原因是：反应达到平衡后升高温度，平衡逆向移动，且催化剂活性降低。
答案　(1)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－48.9 kJ·mol－1　>
(2)bd　(3)不是　反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，且催化剂活性降低