2024届高三新高考化学大一轮专题练习---化学平衡

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习---化学平衡
一、单选题
1．（2023春·浙江绍兴·高三校联考期中）将18mol的气体平均分成两份，分别通入容器A、容器B(容积均为1L)，其中一容器为绝热环境，另一容器为25℃恒温环境，在容器内均发生：  ，相关数据如下表：
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
容器A

0
0.8
1.5
2
2.3
2.4
2.4
容器B
0
1
1.8
2.5
3
3
3
下列说法正确的是
A．容器A为25℃恒温环境，计算可知该温度下达平衡后化学平衡常数
B．当容器B中的化学平衡常数不变时，可以说明气体的分解反应达到了平衡状态
C．0～60min内，25℃恒温环境反应速率可表示为
D．可通过降低容器的温度，从而加快逆反应的速率，达到抑制气体分解的目的
2．（2023春·浙江·高三校联考期中）和在一定条件下能发生反应，

已知：(a、b、c均大于零)
下列说法正确的是
A．断开2molHI分子中的H-I键所需的能量大约是(b+c-a)kJ
B．形成2molH-I键放出的热量大于断开1molH-H键和1molI-I键吸收的总热量
C．向密闭容器中加入2mo(g)和2mol(g)，充分反应后放出的热量等于2akJ
D．盐酸和碳酸氢钠反应的能量变化图与上述反应能量变化图一致
3．（2023·河北张家口·统考二模）我国在H2和CO合成的研究中取得重大突破。向某密闭容器中，按物质的量为2：1的比例充入H2和CO，发生反应：。测得不同压强下的平衡体积分数随温度变化关系如图所示，下列说法错误的是

A．
B．该反应的焓变ΔH>0
C．N点时对应该反应的
D．M、N两点使用不同催化剂时，正反应速率可能相等
4．（2023春·山东青岛·高三青岛二中校考期中）向绝热恒容密闭容器中通入和，在一定条件下发生反应，正反应速率随时间变化的示意图如下图，下列结论中正确的选项为

①，ab段的消耗量小于bc段的消耗量
②浓度：a点小于c点
③该反应为吸热反应
④体系压强不再变化，说明反应达到平衡
⑤混合物颜色不再变化，说明反应达到平衡
⑥反应在c点到达平衡
⑦逆反应速率图像在此时间段内和上图趋势相同
A．①③⑤ B．①④⑤ C．②⑤⑦ D．③④⑤
5．（2023春·重庆九龙坡·高三四川外国语大学附属外国语学校校联考期中）在碳中性循环的模式下，通过制备甲醇能减少或避免向大气中排放，具有重要的应用价值。使用铜基催化剂时，体系内发生如下反应：
①   kJ⋅mol
②   2kJ⋅mol
③  
在两个相同容器内以1∶3的比例分别充入和，其压强分别为2 MPa和5 MPa，测得转化率随反应温度的变化如图，下列说法不正确的是

A． kJ⋅mol
B．曲线Ⅰ压强为5 MPa，曲线Ⅱ压强为2 MPa
C．随温度升高转化率先减小后增大，其原因是低温下主要发生反应①，高温主要发生反应②
D．若将纵坐标改为产率，则图像变化趋势与原图一致
6．（2023春·浙江·高三校联考期中）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是

实验操作和现象
实验结论
A
向某溶液中滴加盐酸酸化的溶液有白色沉淀生成
原溶液中一定有
B
向5mLKI溶液中滴加5-6滴相同浓度溶液，充分反应后滴入KSCN溶液，溶液变血红色。
KI与的反应有一定限度
C
用硫酸将铂丝洗净，蘸取X溶液进行焰色试验，观察到火焰呈绿色
X溶液中一定有
D
向碳酸氢钠固体中加入少量水，温度降低
该反应吸热

A．A B．B C．C D．D
7．（2023春·湖北黄冈·高三校联考期中）从含Cl－和I－的混合溶液中得到AgCl和AgI的流程如图：

下列说法不正确的是
A．“沉淀I”步骤中发生的反应有：Ag+＋Cl－＝AgCl↓，Ag+＋I－＝AgI↓
B．AgCl可溶于4 mol∙L−1的氨水，原因是生成配离子[Ag(NH3)2]+，使AgCl的沉淀溶解平衡向溶解方向移动，可以用勒夏特列原理解释
C．“溶解”步骤反应的离子方程式：Ag+＋2NH3＝[Ag(NH3)2]+
D．“沉淀Ⅱ”步骤中可以用盐酸代替硝酸
8．（2023·广东梅州·统考二模）下列实验方案能够达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
验证与的反应有一定限度
向溶液中加入溶液，充分反应后滴加KSCN溶液
B
欲除去苯中混有的苯酚
向混合液中加入浓溴水，充分反应后，过滤
C
比较和酸性强弱
相同温度下，测定等浓度的和溶液的pH
D
比较和的大小
向盛有溶液的试管中滴加2滴溶液，有白色沉淀生成，向其中继续滴加几滴溶液，有黄色沉淀产生

A．A B．B C．C D．D
9．（2023春·安徽芜湖·高三芜湖一中校考期中）工业上合成氨反应为  ，对于国计民生具有重大的意义。下列有关合成氨的反应说法正确的是
A．正反应的活化能大于逆反应的活化能
B．将温度升高至500℃左右，不仅可提高的产量，还可提高平衡产率
C．将生成的氨及时的液化分离，有利于反应向生成氨的方向进行
D．工业生产合成氨时，压强越大越好
10．（2023春·江苏无锡·高三江苏省梅村高级中学校考期中）在2L恒温密闭容器中通入气体X并发生反应：(正反应放热)，X的物质的量随时间t变化的曲线如图所示(图中的两条曲线分别代表有、无催化剂的情形)，下列叙述不正确的是

A．反应进行到a点时放出的热量多于反应进行到b点时放出的热量
B．虚线表示使用催化剂的情形
C．反应从开始到a点的平均反应速率可表示为
D．b、c两点表明反应在相应的条件下达到了最大限度
11．（2023春·江西南昌·高三南昌市第三中学校考期中）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如表所示，下列说法不正确的是
编号
时间/min
c(NH3)/(10-3mol•L-1)
表面积/cm2
0
20
40
60
80
①
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
a
1.20
0.80
0.40
x

③
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40

A．实验①，0～20min内，v(N2)=1.00×10-5mol•L-1•min-1
B．实验③，60min时处于平衡状态
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
12．（2023春·上海·高三期末）合成氨反应为。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化。图2表示在的密闭容器中反应时的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量，平衡时的质量分数的变化曲线。

下列说法正确的是
A．该反应为自发反应，由图1可得加入适当的催化剂，E和都减小
B．图2中内该反应的平均速率，从起其他条件不变，压缩容器的体积为，则的变化曲线为d
C．图3中，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物的转化率最高的是b点
D．该反应平衡常数表达式为，图3中和表示温度，对应温度下的平衡常数为，则：
13．（2023·全国·模拟预测）在一个体积恒为1L的恒温密闭容器中充入和，发生反应①  和反应②  ，混合气体中氨气的体积分数及气体总浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是

A．混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态
B．升高温度，反应①的平衡常数减小
C．A点正反应速率与B点逆反应速率大小关系是
D．在B点时氨气的转化率为50%
14．（2023·安徽宣城·统考二模）“衣食住行，还有医药，老百姓最关心的就是这些。”习主席如是说。下列与之相关的说法错误的是
A．合成布料涤纶()的单体有两种
B．合成氨工业是粮食生产的基础，合成氨选择较高温度是为了提高产率
C．建筑住宅楼所使用的钢筋混凝土属于复合材料
D．青蒿素是治疗疟疾的药物，用乙醚提取青蒿中的青蒿素属于萃取操作

二、非选择题
15．（2023春·四川遂宁·高三四川省蓬溪中学校校考期中）氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入可发生下列反应：。下表为反应在温度下的部分实验数据：

0
500
1000
1500
(mol)
10.00
7.04
4.96
4.96
请回答：
(1)从反应开始到500 s，生成的平均速率_______。
(2)温度下，该反应达到平衡时的转化率_______。
(3)NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收，写出相关化学方程式：_______，在此反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(4)对于反应：，下列说法不正确的是_______。
A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．不可能100%转化为
C．该条件下当混合气体密度不再变化，反应达到最大限度
D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度
E.200℃时，转化率几乎为0，可能原因是能量不足以破坏的分子间作用力
(5)①若在恒容密闭容器中充入一定量的和，发生反应：，该反应的正反应速率随时间变化的曲线如下图所示：

请解释正反应速率如图变化的原因：_______。
②氮的另一种氢化物肼()，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。键能是指破坏1 mol化学键所吸收的能量，下列共价键的键能信息如表所示：
共价键
N-H
N-N
O=O

O-H
键能(kJ/mol)
391
161
498
946
463
关于反应，则32g 与完全反应将放出热量_______kJ。
16．（2022秋·陕西西安·高三长安一中校考期末）高温条件下，H2S可以发生热解反应：2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH>0。
(1)在某温度下，将1mol H2S气体放入某恒压密闭容器中进行反应，当下述各量不再改变时，能说明反应已经达到平衡的是___________
a.体系的压强     b.混合气体的质量      c.容器的体积     
d.混合气体的平均摩尔质量              e.混合气体中H2S的体积分数
(2)在某温度T1℃、100KPa下，将1molH2S气体放入某恒压密闭容器中进行反应，平衡时混合气体中H2S和H2的分压相等，H2S的平衡转化率为___________，若达平衡时容器的体积为2L，则该温度下该反应的平衡常数为___________。
(3)在某温度T2℃、100KPa下，将1molH2S气体和n molAr(n分别等于0、1、2、3、4)同时放入上述恒压密闭容器中，热分解反应过程中H2S的转化率随时间的变化(已知1.7秒时均已达到平衡)如图所示：
  
①图中n=4对应的曲线为___________，判断的依据是___________
②通过与(2)中数据的对比，可判断出T1___________T2(填“>”、“ 2Q2 b． Q1Q2
Ⅱ． 某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行，0~3 min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。
  
(2)该反应的化学方程式为___________。
(3)反应开始至2min时，B的平均反应速率为___________。
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。
a． v(A)=2v(B)
b．容器内混合气体的密度保持不变
c．2v正(A)=v逆(B)
d．容器内各物质浓度保持不变
(5)在密闭容器里，通入一定量的A、B、C，发生上述反应。达平衡后，当改变下列条件时，反应速率会减小的是___________(填序号)。
①降低温度   ②加入正催化剂    ③减小容器容积
Ⅲ．为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如图：
  
(6)乙装置中负极反应式为___________。
(7)丙装置中溶液碱性___________(填“增强”或“减弱”)。
(8)假设开始时甲装置中两电极质量相等，导线中转移0.3 mol电子时，两电极质量相差___________ g。
18．（2023·全国·高三专题练习）某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)
(1)某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入0.1 mol CO2和0.1 mol H2，反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.05 mol。则CO2的转化率为___________
(2)在相同条件下，CO2(g)与H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，在反应器中按n(CO2)：n(H2)=1：4通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中CH3OH、CH4浓度(μmol·L-1)如下表所示
催化剂
t=350℃
t=400℃
c(CH3OH)
c(CH4)
c(CH3OH)
c(CH4)
催化剂I
10.8
12722
345.2
42780
催化剂II
9.2
10775
34
38932
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，0~2min生成CH3OH的平均反应速率为___________μmol·L-1·min-1；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是___________。

参考答案：
1．C
【分析】2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g) ΔH>0，绝热条件下，温度降低，平衡向逆反应方向进行，则S2的含量降低，可知A为绝热条件，B为恒温条件。
【详解】A．B为25℃恒温环境，平衡时c(S2)=3mol/L，列三段式可知，则平衡常数K==  =12，A错误；
B．容器B中为恒温条件，平衡常数随温度的变化而变化，B中的温度不变，化学平衡常数一直不变，无法说明说明H2S气体的分解反应是否达到了平衡状态，B错误；
C．容器B为25℃恒温环境，60min时S2的物质的量为3mol，则0～60min内，参加反应的H2S的物质的量为6mol，则H2S物质的量浓度变化量为6mol/L，则容积为1L的容器中硫化氢的反应速率为，C正确；
D．降低容器的温度，正逆反应速率都减慢，D错误；
故答案为：C。
2．B
【详解】A．△H=反应物断裂化学键需要的能量-生成物形成化学键放出的能量=b kJ/mol+c kJ/mol-2E(H-I)=-akJ/mol，得到断开2molH-I键所需能量E(H-I)约为(a+b+c) kJ，A错误；
B．该反应反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，则形成2molH-I键放出的热量大于断开1molH-H键和1molI-I键吸收的总热量，B正确；
C．有一定的限度，反应物不能完全转化为生成物，充分反应后放出的热量小于2akJ，C错误；
D．盐酸和碳酸氢钠反应为吸热反应，能量变化图与上述反应能量变化图不一致，D错误；
故选B。
3．B
【详解】A．该反应为气体分子总数减小的反应，所以压强越大，平衡正向进行的程度越大，的平衡体积分数越高，，A项正确；
B．温度升高，的平衡体积分数减小，说明该反应为放热反应，ΔH

【详解】（1）a．该体系为恒压体系，不管是否达到平衡该体系的压强都恒定不变，a不能说明反应已经达到平衡；
b．该体系的生成物和反应物都是气体，不管是否达到平衡该体系中混合气体的质量都保持恒定，b不能说明反应已经达到平衡；
c．该反应中气体反应物的系数之和小于气体生成物的系数之和，未达到平衡则体系中气体分子数不确定，则容器的体积会变化，达到平衡则容器的体积保持不变，c能说明反应已经达到平衡；
d．体系内的混合气体的总质量确定，未达到平衡则气体总分子数目不恒定，因此混合气体的平均摩尔质量也会变化，达到平衡则混合气体的平均摩尔质量保持不变，d能说明反应已经达到平衡；
e．混合气体中H2S的体积分数和反应程度有关，达到平衡则混合气体中H2S的体积分数恒定，e能说明反应已经达到平衡。
答案选cde。
（2）平衡时混合气体中H2S和H2的分压相等，说明平衡时有n(H2S)=n(H2)，则设xmolH2S转化为了生成物，则有1-x=x，解得x=0.5，则H2S的平衡转化率为。若达平衡时容器的体积为2L，则根据题意，平衡时c(H2S)=0.25mol/L，c(H2)=0.25mol/L，c(S2)=0.125mol/L，则K=mol/L。
（3）①该体系恒压，通入稀有气体相当于给体系减压，该反应中反应物中气体的系数小于产物中气体的系数，减压平衡正移，H2S的转化率增大，通入的稀有气体越多，H2S的转化率越大，因此n=4时H2S的转化率最大，应对应曲线e。
②该反应是吸热反应，升高温度则平衡正移，H2S的转化率则更高，当温度为T1时，H2S的转化率为50%，当温度为T2时，H2S的转化率(n=0)小于50%，则T1＞T2。
17．(1) 放热 a
(2)2A(g)+B(g) 2C(g)
(3)0.1mol·L-1·min-1
(4)d
(5)①
(6)
(7)减弱
(8)18

【详解】（1）①根据反应过程中，断键时吸收能量，形成键的时候放热，工业合成氨反应N2+3H22NH3中，断裂键需要的能量时945+3×436=2253kJ，形成键时放出的能量是6×391=2346kJ，故放出的多，放出了能量为93kJ，该反应是放热反应，故答案为放热；
②由于该反应是可逆反应，实际反应放出的热量小于理论值，故Q1>2Q2，故选a；
（2）根据图像判断，减小的物质是反应物，增大的物质生成物，变化量之比是化学计量数之比，反应的A、B、C物质的量之比为(5-3): (2-1): (4-2)=2:1:2；且因为2min后各物质都存在，且物质的量不变，说明达到该反应是可逆反应，故方程式为：2A(g)+B(g) 2C(g)；
（3）反应开始至2min时，B的平均反应速率 mol·L-1·min-1；
（4）a．速率没有说明正逆，不能判断是否达到平衡装置，a不符合题意；
b．容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，b不符合题意；
c．不同物质的速率比值不等于系数比，正逆反应速率不相等，不能说明达到平衡，c不符合题意；
d．容器内各物质浓度保持不变，说明平衡不再移动，能作为平衡标志，故d符合题意；
故选答案d；
（5）根据速率的影响因素进行判断，降低温度时速率会减小，加入正催化剂会加快反应速率，减小容器容积相当于增大物质浓度反应速率加快，故选①；
（6）乙装置中铝失去电子发生氧化反应生成偏铝酸根离子，为负极，负极反应式为；
（7）丙装置中总反应为甲烷和氧气、氢氧化钾反应生成碳酸钾，反应消耗氢氧根离子，故溶液碱性减弱；
（8）甲装置中两电极质量相等，反应时铁极溶解生成亚铁离子，Pt极上铜离子得到电子析出铜单质，导线中转移0.3 mol电子时，铁极减小0.15mol铁，质量为8.4g，Pt极析出0.15mol铜，质量为9.6g，两电极质量相差18g。
18．(1)50%或0.5
(2) 5.4 相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高

【详解】（1）温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入0.1 mol CO2和0.1 mol H2，反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.05 mol，则CO2的转化率为.
（2）在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，由表中信息可知，0~2minCH3OH的浓度由0增加到10.8 μmol·L-1，因此，0~2min生成CH3OH的平均反应速率为；由表中信息可知，在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， 0~2minCH3OH的浓度由０增加到10.8 μmol·L-1，c(CH4)：c(CH3OH)=12722：10.8≈1178；在选择使用催化剂Ⅱ和350℃的反应条件下，0~2minCH3OH的浓度由0增加到9.2 μmol·L-1，c(CH4)：c(CH3OH)=10775：9.2≈1171；在选择使用催化剂Ⅰ和400℃条件下反应， 0~2minCH3OH的浓度由０增加到345.2μmol·L-1，c(CH4)：c(CH3OH)=42780：345.2≈124；在选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件下，0~2minCH3OH的浓度由０增加到34μmol·L-1，c(CH4)：c(CH3OH)=38932：341145.因此，若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件的原因是：相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高。