2024届人教版高考化学一轮复习课练21化学平衡状态、化学平衡移动及图像分析作业含答案

这是一份2024届人教版高考化学一轮复习课练21化学平衡状态、化学平衡移动及图像分析作业含答案，共23页。试卷主要包含了对密闭容器中进行的反应，一种燃煤脱硫技术的原理是等内容，欢迎下载使用。
课练21__化学平衡状态、化学平衡移动及图像分析

练
1．将1molN2和3molH2充入某固定容积的密闭容器中，在一定条件下，发生反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔHp4，y轴表示A的转化率
B．p3>p4，y轴表示B的转化率
C．p3>p4，y轴表示B的质量分数
D．p3>p4，y轴表示混合气体的平均相对分子质量
3．如图所示曲线表示其他条件一定时，反应2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)　ΔHv(逆)的点是(　　)

A.a点B．b点
C．c点D．d点
4．对密闭容器中进行的反应：X(g)＋3Y(g)⇌2Z(g)绘制如下图像，下列说法错误的是(　　)

A.依据图甲可判断正反应为放热反应
B．在图乙中，虚线可表示使用了催化剂后X的转化率
C．图丙可表示减小压强，平衡向逆反应方向移动
D．依据图丁中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH＜0
5．一种燃煤脱硫技术的原理是
CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)⇌
CaS(s)＋3CO2(g)　ΔH＝－394.0kJ·mol－1。保持其他条件不变，不同温度下起始时CO物质的量与平衡时体系中CO2的体积分数的关系如图所示(T表示温度)。下列有关说法正确的是(　　)

A．T1>T2
B．b点SO2的转化率最高
C．b点后曲线下降是因为CO体积分数升高
D．减小压强可提高CO、SO2的转化率
练
6．[2022·广东卷，13]恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)⇌BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．该反应的ΔHⅠ
C．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ
D．进程Ⅳ中，Z没有催化作用
8．[2022·江苏卷，13]乙醇­水催化重整可获得H2。其主要反应为
C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)
ΔH＝173.3kJ·mol－1
CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)
ΔH＝41.2kJ·mol－1
在1.0×105Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。CO的选择性＝×100%。下列说法正确的是(　　)

A．图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化
B．升高温度，平衡时CO的选择性增大
C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率
D．一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H2产率
练
9．[2023·聊城模拟]丙烷经催化脱氢可制丙烯：C3H8⇌C3H6＋H2。600℃，将一定浓度的CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如图。

已知：①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2220kJ·mol－1
②C3H6(g)＋O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－2058kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　
ΔH＝－286kJ·mol－1
下列说法不正确的是(　　)
A．C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　
ΔH＝＋124kJ·mol－1
B.c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因：
CO2＋H2⇌CO＋H2O
C.其他条件不变，投料比越大，C3H8转化率越大
D．若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间一定存在：3c0(C3H8)＋c0(CO2)＝c(CO)＋c(CO2)＋3c(C3H8)＋3c(C3H6)
10．[2023·攀枝花质检]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ΔH0，且a＝2
C．若在图甲所示的平衡状态下，向体系中充入He，重新达到平衡前v(正)>v(逆)
D．200℃、6min时，向容器中充入2molA和1molB，重新达到平衡时，A的体积分数大于0.5
13．[2023·威海一模]在一定压强下，向10L密闭容器中充入1molS2Cl2和1molCl2，发生反应S2Cl2(g)＋Cl2(g)⇌2SCl2(g)　ΔH。S2Cl2与SCl2的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示，下列说法错误的是(　　)

A．A、B、C、D点中，达到平衡状态的为A点
B．达到平衡后继续加热，平衡向逆反应方向移动
C．ΔH＜0
D．一定温度下，在恒容密闭容器中，达到平衡后再按原比例投入S2Cl2与Cl2，重新达到平衡后，Cl2转化率不变



一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．反应N2O4(g)⇌2NO2(g)　ΔH＝＋57kJ·mol－1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．A、C两点的反应速率：A>C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
2．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2O⇌
HBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅
B．对2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深
C．反应CO(g)＋NO2(g)⇌CO2(g)＋NO(g)　ΔH＜0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D.对于合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施
3．某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)的速率和平衡的影响图像如下，下列判断正确的是(　　)

A.由图甲可知，T1＜T2，该反应的正反应为吸热反应
B．由图乙可知，m＋n＜p
C．图丙中，表示反应速率v正＞v逆的是点Z
D．图丁中，若m＋n＝p，则曲线a一定使用了催化剂
4．为探究浓度对化学平衡的影响，某同学进行如下实验。下列说法不正确的是(　　)

A．该实验通过观察颜色变化来判断生成物浓度的变化
B．观察到现象a比现象b中红色更深，即可证明增加反应物浓度，平衡正向移动
C．进行Ⅱ、Ⅲ对比实验的主要目的是防止由于溶液体积变化引起各离子浓度变化而干扰实验结论得出
D．若Ⅰ中加入KSCN溶液的体积改为2mL也可以达到实验目的
5．[2023·广东兴宁一中期末]向1L的密闭容器中加入1molX、0.3molZ和一定量的Y三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如图甲所示。图乙为t2时刻改变反应条件后，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。下列说法不正确的是(　　)

A.Y的起始物质的量为0.5mol
B．反应体系的压强：t4～t5阶段等于t5～t6阶段
C．该反应的化学方程式为
2X(g)＋Y(g)⇌3Z(g)　ΔH>0
D．反应物X的转化率：t6点比t3点高
6．[2023·江苏海安期末]汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)，一定温度下，在三个容积均为2.0L的恒容密闭容器中起始物质的量与反应温度如表所示，反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如图所示：

容器
温度/℃
起始物质的量/mol
NO(g)
CO(g)
甲
T1
0.20
0.20
乙
T1
0.30
0.30
丙
T2
0.20
0.20
下列说法正确的是(　　)
A.该反应的正反应为吸热反应
B.达到平衡时，乙中CO2的体积分数比甲中的小
C.T1℃时，若起始时向甲中充入0.40molNO、0.40molCO、0.40molN2和0.40molCO2，则反应达到新平衡前v正>v逆
D.T2℃时，若起始时向丙中充入0.06molN2和0.12molCO2，则达到平衡时N2的转化率小于40%
7．丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。
已知：
①C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－119kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－242kJ·mol－1
丁烷(C4H10)脱氢制丁烯(C4H8)的热化学方程式为C4H10(g)⇌C4H8(g)＋H2(g)　ΔH3。
下列措施一定能提高该反应中丁烯产率的是(　　)
A．增大压强，升高温度
B.升高温度，减小压强
C.降低温度，增大压强
D.减小压强，降低温度
8．已知：2CH3COCH3(l) CH3COCH2COH(CH3)2(l)　ΔH。取等量CH3COCH3分别在0℃和20℃下反应，测得其转化率(α)随时间(t)变化的关系曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.曲线Ⅰ表示20℃时反应的转化率
B.升高温度能提高反应物的平衡转化率
C.在a点时，曲线Ⅰ和Ⅱ表示的化学平衡常数相等
D.反应物的化学反应速率的大小顺序：dp4，相同温度时，由p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，气体的总质量不变，但其总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小；压强不变时，升高温度，平衡逆向移动，气体总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，与图像符合，D正确。
3．C　在图像中曲线上的任何一点都表示可逆反应处于平衡状态，在曲线上方的点，由于NO的转化率高于平衡时的转化率，因此逆反应速率大于正反应速率，反应逆向进行；在曲线下方的点，由于NO的转化率低于平衡时的转化率，因此逆反应速率小于正反应速率，反应正向进行。图中a、b、c、d四点中表示未达到平衡状态，且v(正)>v(逆)的点是c点。
4．C　图甲中v(正)、v(逆)曲线的交点是平衡点，升高温度，v(正)增大的程度小于v(逆)，平衡逆向移动，则该反应的正反应是放热反应，A正确；使用催化剂，可加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但平衡不移动，X的转化率不变，故图乙中虚线可表示使用催化剂后X的转化率，B正确；减小压强，v(正)、v(逆)均减小，v(正)减小的程度大于v(逆)，平衡逆向移动，与图丙不相符，C错误；X、Y、Z均为气体，混合气体的总质量不变，图丁中M随温度升高而逐渐减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则正反应的ΔH＜0，D正确。
5．C　该反应的ΔH0，C项正确；由于t5时刻平衡正向移动，反应物X的转化率：t6点比t3点高，D项正确。
6．C　甲容器和丙容器起始投料相同，但甲容器中反应先达到平衡状态，甲容器中反应速率更快，温度更高，即T1>T2，但甲容器中反应达到平衡时，CO2的物质的量小于丙容器，证明温度升高，平衡逆向移动，该反应为放热反应，A项错误；乙容器与甲容器温度相同，但乙容器中起始投料比甲容器中多，相当于在甲容器的基础上增大压强，平衡正向移动，则达到平衡时，乙容器中CO2的体积分数比甲容器中的大，B项错误；根据甲容器中反应数据可列出三段式：
T1℃时　　　　　　　2NO＋2CO⇌N2　＋　2CO2
起始浓度/(mol·L－1) 0.10.100
变化浓度/(mol·L－1) 0.050.050.0250.05
平衡浓度/(mol·L－1) 0.050.050.0250.05
则K＝＝＝10，T1℃时，投入0.4molNO、0.4molCO、0.4molN2和0.4molCO2，Qc＝＝＝5，此时Qcv逆，C项正确；T2℃时，丙容器中原投料方式相当于投入0.1molN2和0.2molCO2，平衡时c(N2)＝＝＝0.03mol·L－1，此时氮气转化率α＝×100%＝40%，若起始时向丙容器中充入0.06molN2和0.12molCO2，比原平衡少加入0.04molN2、0.08molCO2，则相当于减小压强，平衡向生成NO和CO的方向移动，则氮气转化率大于40%，D项错误。
7．B　根据盖斯定律，由①－②可得：C4H10(g) ⇌C4H8(g)＋H2(g)，得ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝(－119kJ·mol－1)－(－242kJ·mol－1)＝＋123kJ·mol－1。提高该反应中丁烯的产率，应使平衡正向移动，该反应的正反应为气体分子数增加的吸热反应，可采取的措施是减小压强、升高温度。
8．A　曲线Ⅰ比曲线Ⅱ斜率大，说明曲线Ⅰ的温度高，故A正确；曲线Ⅰ比曲线Ⅱ的温度高，但平衡时反应物的转化率低，说明升温平衡逆向移动，转化率降低，故B错误；曲线Ⅰ和曲线Ⅱ对应的温度不同，化学平衡常数只与温度有关，所以a点曲线Ⅰ和Ⅱ表示的化学平衡常数不相等，故C错误；反应开始时反应物的浓度最大，随着反应进行，反应物的浓度减小，反应物的反应速率也逐渐减小，所以d处反应速率大于b处，因为曲线Ⅰ的温度高，反应物浓度相同时，b处反应速率大于c处，故D错误。
9．B　产物A、B分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体，由题表知，活性中间体C在不同温度下生成A、B的量不同，但A、B的总量不变，故由中间体C生成A、B的反应互相竞争，A项正确；实验1测定产物组成时，不能确定各物质含量保持不变，体系不一定达平衡状态，B项错误；从图像中反应活化能分析可知，相同条件下由活性中间体C生成产物A的活化能较小，则速率更快，C项正确；结合题表中数据知，实验1在tmin时，若升高温度至25℃，部分产物A会经活性中间体C转化成产物B，D项正确。
10．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反应是否达到平衡状态，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2MPa，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，则n(H2)增大，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。
11．答案：(1)①CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝－93.8kJ·mol－1　②Ⅰ　该反应为放热反应达到平衡后，随温度升高，平衡逆向移动
(2)①放热　②0.17mol·L－1·min－1　0.50mol·L－1
解析：(1)①根据CO(g)和H2(g)的燃烧热ΔH，可写出热化学方程式(Ⅰ)CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0kJ·mol－1；(Ⅱ)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8kJ·mol－1。根据图像曲线变化可写出热化学方程式(Ⅲ)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)　ΔH＝－(510－419) kJ·mol－1＝－91kJ·mol－1。根据盖斯定律，由(Ⅱ)＋(Ⅲ)－(Ⅰ)，可得CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝－93.8kJ·mol－1。②由图像可知催化剂Ⅰ的催化效果最佳；该反应为放热反应，达到平衡后，随温度升高，平衡逆向移动，CO2的转化率降低。(2)①650℃时，根据三段式进行计算：
　　　CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)
起始/mol4200
转化/mol1.61.61.61.6
平衡/mol2.40.41.61.6
故650℃时，平衡时CO转化率为1.6÷4＝0.4>，即温度越高，CO平衡转化率越低，故该反应的正反应为放热反应。②900℃时，结合CO的平衡转化率，根据三段式进行有关计算：
　　　　　CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)
起始/mol3200
转化/mol1111
平衡/mol2111
0～3min内v(H2O)＝≈0.17mol·L－1·min－1，
平衡时c(H2)＝＝0.50mol·L－1。
12．答案：(1)C
(2)450℃比300℃的反应速率快，比700℃的副反应程度小，丁烯转化为丙烯的转化率高，该温度下催化剂的选择性最高，是催化剂的最佳活性温度
(3)压强增大，生成乙烯的副反应平衡逆向移动，丁烯浓度增大，导致主反应的平衡正向移动，丙烯含量增大
解析：(1)由题可知乙烯越少越好，再结合图像1和图像2可知，最适宜的温度为300℃，压强越大，乙烯的含量越低，故选C。(2)450℃比300℃的反应速率快，比700℃的副反应程度小，丁烯转化为丙烯的转化率高，该温度下催化剂的选择性最高，是催化剂的最佳活性温度。(3)压强增大，副反应C4H8⇌2C2H4平衡左移，C4H8的浓度增大，使主反应3C4H8⇌4C3H6平衡右移。
13．答案：(1)(2b＋d－a－c)
(2)①BD　B、D两点对应的状态下，用同一物质表示的正、逆反应速率相等(其他合理答案均可)　②＜　(3)＜　(4)不变　反应Ⅰ和反应Ⅱ均为左右两边气体分子总数相等的反应，压强对平衡没有影响
解析：(1)根据反应热与键能的关系可得，反应S2Cl2(g)＋Cl2(g)⇌2SCl2(g)的ΔH＝(a＋2b＋c)kJ·mol－1－4bkJ·mol－1＝(a－2b＋c) kJ·mol－1；根据ΔH与正、逆反应的活化能的关系可得ΔH＝E1－E2＝dkJ·mol－1－E2，则有dkJ·mol－1－E2＝(a－2b＋c) kJ·mol－1，从而可得E2＝(2b＋d－a－c) kJ·mol－1。
(2)①反应S2Cl2(g)＋Cl2(g)⇌2SCl2(g)达到平衡时，Cl2与SCl2的消耗速率之比为1∶2；图中B点Cl2的消耗速率为0.03mol·L－1·min－1，D点SCl2的消耗速率为0.06mol·L－1·min－1，故B、D两点对应状态下达到平衡状态。②由图可知，B、D达到平衡状态后，升高温度，v(SCl2)消耗＞2v(Cl2)消耗，说明平衡逆向移动，则有ΔH2＜0。
(3)反应Ⅰ是反应前后气体总分子数不变的放热反应，恒容绝热条件下5min时达到平衡，3min时未达到平衡状态，则3min时体系温度低于5min时温度，由于气体总物质的量不变，温度越高，压强越大，故5min时压强大于3min时压强。
(4)反应Ⅰ和反应Ⅱ均为左右两边气体分子总数相等的反应，达到平衡后缩小容器容积，平衡不移动，则Cl2的平衡转化率不变。