全国通用版2022版高考化学一轮复习第7章化学反应速率和化学平衡2化学平衡状态化学平衡的移动1课时作业含解析

这是一份全国通用版2022版高考化学一轮复习第7章化学反应速率和化学平衡2化学平衡状态化学平衡的移动1课时作业含解析，共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题包括6小题,每题7分,共42分)
1.在容积不变的密闭容器中,一定条件下发生反应:2AB(g)+
2C(g),且达到平衡。当升高温度时气体的密度增大,则下列叙述中正确的是
( )
A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.若正反应是放热反应,则A为气态
C.物质A一定为非气态,且正反应是吸热反应
D.若向容器中充入惰性气体,则平衡向右移动
【解析】选C。升高温度,正逆反应速率均增大,A项错误;若A为气态,则平衡移动后气体的密度不发生变化,B项错误;由于密度变化,物质A一定为非气态,升温正向移动,故C项正确;在容积不变的反应体系中,充入惰性气体对平衡无影响,D项错误。
【易错提醒】化学平衡移动的3个易错问题
(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对平衡没有影响。
(2)“惰性气体”对化学平衡的影响,要看清条件是“恒温、恒容”还是“恒温、恒压”,关键是看是否影响体系中各组分的浓度。
(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
2.在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是( )
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量
A.①②③ B.②③⑤
C.①③⑤D.①④⑤
【解析】选B。A为固体,反应前后气体分子数不变,无论是否平衡,混合气体的压强,气体的总物质的量均不变,即①④不能判断反应是否平衡,②③⑤中各量不变时,可判断反应达到平衡状态。
3.下面是工业生产硫酸的一个重要反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-198 kJ·ml-1
如图是在t1达到平衡一段时间后,t2时重新改变条件,在t3时重新达到平衡的图象:
t2时改变的条件(假设只改变一个条件,其他条件不变)是
( )
A.压缩混合气体,增大压强
B.升高反应体系温度
C.使用新型催化剂
D.加入SO2
【解析】选D。压缩混合气体,则SO3和O2浓度瞬间增大,A项错误;升高温度,平衡逆向移动,SO3浓度减小,B项错误;催化剂对化学平衡移动无影响,C项错误;加入二氧化硫,平衡正向移动,O2浓度降低,SO3浓度升高,D项正确。
4.尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。工业上尿素由2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2O合成。当 =4时,CO2的转化率随时间的变化关系如图Ⅰ所示。有关叙述正确的是 ( )
A. A点的逆反应速率v逆(CO2) 大于B点CO2的正反应速率
B.图Ⅱ中乙使用了催化剂,甲未使用
C.如图Ⅱ所示,若改变条件为温度,则该反应为放热反应
D.若改变压强,CO2的转化率随压强变化图象如图Ⅱ所示
【解析】选C。A点时,反应:2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O,正处于建立平衡过程,B点反应处于平衡状态,所以A点CO2的逆反应速率小于B点CO2的正反应速率,A错误;催化剂对化学平衡无影响,故转化率不变,B错误;如图Ⅱ所示,若改变条件为温度,T乙>T甲,即升高温度反应物的转化率减小,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,C正确;如图Ⅱ所示,若改变条件为压强,p乙>p甲,增大压强平衡右移,CO2的转化率应该增大,D错误。
5.某恒温密闭容器中,可逆反应A(s)B+C(g) ΔH>0
达到平衡。缩小容器体积,重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是( )
A.产物B的状态只能为固态或液态
B.平衡时,单位时间内c(A)消耗∶c(C)消耗=1∶1
C.保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动
D.若开始时向容器中加入1 ml B和1 ml C,达到平衡时放出热量Q
【解析】选C。缩小容器体积,C的浓度保持不变,说明平衡逆向移动,故B为气态、液态、固态都可,A错误;物质A为固体,浓度为常数,B错误;若B为固态或液态,加入B后平衡不移动,若B为气态,加入B后,平衡向逆反应方向移动,C正确;可逆反应方程式中的热量值是完全反应时对应的热量值,D错误。
【加固训练】
温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 ml PCl5,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见下表:
下列说法正确的是( )
A.反应在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.003 2 ml·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11 ml·L-1,则反应的ΔHv(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0 ml PCl3和2.0 ml Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
【解析】选C。反应前50 s的平均反应速率v(PCl3)==0.001 6 ml·L-1·s-1,A错误;温度为T时,平衡时c(PCl3)==0.10 ml·L-1,升高温度,再达平衡时c(PCl3)=0.11 ml·L-1,说明升高温度,平衡右移,ΔH>0,B错误;在该温度下,达平衡时,各组分物质的量分别为n(PCl3)=n(Cl2)=0.20 ml,n(PCl5)=1.0 ml-
0.20 ml=0.80 ml,在相同温度下投入1.0 ml PCl5、0.20 ml PCl3、0.20 ml Cl2,相当于在原题平衡基础上加入0.20 ml PCl5,平衡正向移动,v(正)>v(逆),C正确;充入1.0 ml PCl5建立的平衡与充入1.0 ml PCl3和1.0 ml Cl2建立的平衡为相同平衡,充入1.0 ml PCl5建立的平衡PCl5的转化率为×100%=20%,则充入1.0 ml PCl3和1.0 ml Cl2建立的平衡PCl3转化率为80%。当向容器中充入2.0 ml PCl3和2.0 ml Cl2时,相当于将两个上述平衡(充入1.0 ml PCl3和1.0 ml Cl2建立的平衡)合并压缩到2.0 L,平衡左移,PCl3转化率大于80%。
6.(能力挑战题)在10 L密闭容器中,A、B、C三种气态物质构成了可逆反应的体系;当在某一温度时,A、B、C 物质的量与时间的关系如图甲,C的百分含量与温度的关系如图乙。
下列分析不正确的是( )
A.0～4 min时,A的平均反应速率为0.02 ml·L-1·min-1
B.该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)C(g)
C.由T1向T2变化时,正反应速率大于逆反应速率
D.该反应正反应是放热反应
【解析】选A。根据图甲知,随着反应的进行,A和B的物质的量减少,C的物质的量增大,则A和B是反应物,C是生成物,反应过程中,物质的量的变化量之比等于其化学方程式中化学计量数之比,所以A、B和C的化学计量数之比=(2.4-1.6)∶(1.6-1.2)∶(0.4-0)=2∶1∶1,B正确; 0～4 min时,A的平均反应速率v==0.01 ml·L-1·min-1,A错误;由变化的物质的量之比等于化学计量数之比可知,该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)C(g),由T1向T2变化时,C的含量增大,平衡向正反应方向移动,则正反应速率大于逆反应速率,C正确;当反应达到T3时,再升高温度C的含量降低,则正反应是放热反应,D正确。
【互动探究】
(1)图甲中A的转化率为________。
提示:33.3%。A的转化率为×100%=33.3%。
(2)图乙中可能达到平衡的点为________。
提示:c、d。温度越高速率越快,达到平衡的时间短,最先达到平衡。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
7.(12分)如图表示某温度时,反应N2O4(g)2NO2(g)在前110 s内的反应进行情况,请根据图象回答下列问题。
(1)该可逆反应达到平衡的时间段为__________。
(2)反应进行到70 s时,改变的条件可能是______(填字母,下同),反应进行到
90 s时,改变的条件可能是__________。
A.加入催化剂 B.扩大容器体积
C.升高温度D.增大N2O4的浓度
(3)90 s后若维持容器的体积不变,平衡移动的方向为__________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”),此时N2O4的转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)请在图中画出反应物N2O4在0～70 s时的浓度变化曲线。
【解析】(1)由图象可知反应达到平衡的时间段为60～70 s、80～90 s和
100～110 s。
(2)反应进行到70 s时改变某一条件,可以看出NO2的浓度迅速从0.120 ml·L-1减小到0.060 ml·L-1,N2O4的浓度从0.040 ml·L-1减小到0.020 ml·L-1,两者的浓度都减小到原来的,说明改变的条件为增大容器的体积为原来的2倍或减小压强为原来的;90 s时突然改变某一条件可以看出NO2的浓度瞬间没有改变,但是N2O4的浓度瞬间增大,说明改变的条件是增大了N2O4的浓度。
(3)根据(2)可知,90 s后平衡向正反应方向移动;增大N2O4的浓度,在恒容容器中相当于增大压强,则N2O4的转化率减小。
(4)从图象可知,N2O4为反应物,NO2为生成物。60 s达到平衡时NO2的浓度增大了0.120 ml·L-1,说明N2O4反应过程中浓度减少了0.060 ml·L-1,因为已知在70 s时N2O4的浓度为0.040 ml·L-1,所以N2O4的起始浓度为0.040 ml·L-1+
0.060 ml·L-1=0.100 ml·L-1。
答案:(1)60～70 s、80～90 s、100～110 s
(2)B D (3)正反应方向 减小
(4)
8.(14分)在一定温度下,向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 ml SO2和0.2 ml O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=
-196 kJ·ml-1。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是______(填字母)。
a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.SO3的物质的量不再变化
e.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等
(2)SO2的转化率为________,达到平衡时反应放出的热量为________。
(3)如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线。则温度关系:
T1____T2(填“>”“vⅡ(A)>vⅢ(A)
(3)αⅢ(B) 0.19(或19%) (4)向正反应方向 从反应体系中移出产物C (5)>
此反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动
【加固训练】
肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。
(1)已知2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 225 kJ·ml-1
则使1 ml N2O4(l)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量是________。
(2)800 ℃时,某密闭容器中存在如下反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0,若开始向容器中加入1 ml·L-1的NO2,反应过程中NO的产率随时间的变化如图曲线Ⅰ所示。
①反应Ⅱ相对于反应Ⅰ而言,改变的条件可能是_____________。
②请在图中绘制出在其他条件与反应Ⅰ相同时,反应在820 ℃时进行,NO的产率随时间的变化曲线。
③800 ℃时,若开始时向容器中同时加入1 ml·L-1 NO、0.2 ml·L-1 O2、0.5 ml·L-1 NO2,则v(正)________v(逆)。
(3)已知N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57.20 kJ·ml-1,t时,将一定量的NO2、N2O4,充入一个容器为2 L的恒容密闭容器中,浓度随时间变化关系如下表所示:
①c(X)代表________(填化学式)的浓度。
②前10 min内用NO2表示的反应速率为________,20 min时改变的条件是________;重新达到平衡时,NO2的百分含量________(填选项前字母)。
a.增大 b.减小
c.不变d.无法判断
【解析】(1)N2O4 完全分解成相应的原子需要克服分子中所有的化学键,故需要的总能量就等于其中化学键的总键能,设1 ml N2O4的总键能为E,则ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=(8×390 kJ·ml-1+2×190 kJ·ml-1+E)-(3×
946 kJ·ml-1+8×460 kJ·ml-1)=-1 225 kJ·ml-1,则E=1 793 kJ·ml-1。
(2)由于Ⅱ达到平衡时产率与Ⅰ相同但所用时间减少,故改变的条件是使用了催化剂,因温度升高速率加快且有利于平衡向右进行,因此达到平衡所用时间比Ⅰ少,NO的产率高于60%。易求出800 ℃时该反应的平衡常数K=0.675,又Qc=0.8>0.675,故开始时反应向左进行,v(正)