2024届高三新高考化学大一轮专题训练—化学平衡

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2024届高三新高考化学大一轮专题训练—化学平衡
一、单选题
1．（2023春·海南海口·高三海南中学校考期中）在其他条件不变的情况下，升高温度，下列数值不一定增大的是
①水解平衡常数    ②化学平衡常数    ③水的离子积    ④物质的溶解度
A．②③ B．②④ C．③④ D．①④
2．（2023春·广东深圳·高三深圳市龙岗区龙城高级中学校联考期中）用表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．标准状况下，所含的分子数为
B．与完全反应转移的电子数为
C．的溶液中，含有的数目为
D．某密闭容器中盛有和，在一定条件下充分反应，生成分子的数目为
3．（2023春·江苏淮安·高三校联考期中）对于工业合成氨的反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4kJ·mol-1。下列说法正确的是
A．该反应为吸热反应
B．升高温度能加快反应速率
C．0.1mol N2与0.3mol H2充分反应可释放9.24kJ的能量
D．若3v(N2)=v(H2)，该反应处于平衡状态
4．（2023春·江苏泰州·高三姜堰中学校考期中）丙烷经催化脱氢制丙烯的反应为C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)。600℃，将固定浓度的C3H8通入有催化剂的恒容反应器，逐渐提高CO2浓度，经相同时间，测得出口处C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如图所示。下列说法不正确的是

A．丙烷脱氢制丙烯反应的化学平衡常数K=
B．c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因：CO2+H2CO+H2O
C．其他条件不变，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，C3H8转化率越小
D．若体系只有C3H6、H2、CO和H2O生成，则出口处物质浓度c之间一定存在关系：2c(C3H6)=2c(H2)+c(CO)+2c(H2O)
5．（2023·福建·校联考三模）以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
①  
②  
CO2的平衡转化率(X-CO2)、的选择(S-CH3OH)随温度、压强变化如下：

已知：
下列叙述正确的是
A．
B．400℃左右，体系发生的反应主要是反应①
C．由图可知，，
D．起始、，平衡后，，若只发生反应①、②，则的平衡转化率为25%
6．（2022秋·广东广州·高三华南师大附中校考期中）下列选项中的原因或结论与现象不对应的是
选项
现象
原因或结论
A
在中加入，能加速的分解速率
降低了反应所需的活化能
B
向5mL 0.005 溶液中加入5mL 0.010 KSCN溶液，溶液呈红色，再滴加几滴1 KCl溶液，溶液颜色变浅
增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动
C
将盛有气体的密闭容器浸泡在热水中，容器内气体颜色变深
，，平衡向生成方向移动
D
在密闭容器中有反应：。达到平衡时测得为0.5，将容器容积扩大到原来的5倍，测得为0.2
A为气体，
A．A B．B C．C D．D
7．（2023·河北沧州·统考二模）近年来，全球丙烯需求快速增长，研究丙烷制丙烯有着重要的意义。用丙烷直接催化脱氢容易造成积碳，降低催化剂的稳定性，该反应在不同压强(0.1MPa、0.01MPa)下，丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化的关系如图(a)所示；科学家最新研究用氧化脱氢，机理如图(b)所示。下列说法错误的是

A．丙烷直接催化脱氢的反应条件：高温低压
B．A点的平衡常数
C．与直接脱氢相比，用氧化脱氢制丙烯的优点之一是消除积碳
D．直接脱氢与氧化脱氢制得等量的丙烯转移电子数相同
8．（2023春·广西柳州·高三柳州市第三中学校考期中）为了实现“碳中和”，利用合成的反应为：
I．  ，副反应为：
Ⅱ．  ，已知温度对、的平衡产率影响如图所示，下列说法中正确的是

A．
B．可以通过使用合适的催化剂提高的选择性
C．增大压强可以加快反应I的速率，对反应Ⅱ的速率无影响
D．实际生产过程中，一定要在较低温度下才能提高的产率
9．（2023春·广东揭阳·高三揭阳市揭东第一中学校考期中）向绝热恒容密闭容器中通入和，一定条件下使反应达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图所示。下列叙述正确的是

A．c点时：v(正)=v(逆)
B．生成物的总能量高于反应物的总能量
C．浓度：a点 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。
17．（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题
(1)在400 ℃时，向1 L的恒容反应器中充入1 mol CH4，发生反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)　ΔH=＋202.0 kJ·mol-1，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则在该温度下，其平衡常数K=___________。按化学平衡移动原理，在图1中画出CH4的平衡转化率与温度及压强(p1>p2)的关系曲线________

(2)在制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g) C2H6(g)＋H2(g)。在常温下，向体积为1 L的恒容反应器中充入1 mol CH4，然后不断升高温度，得到图2所示C2H4与C2H6的体积分数关系

①在200 ℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因是___________
②在600 ℃后，乙烯的体积分数减少的主要原因是___________
18．（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题
(1)在温度为T2时，通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=10∶5∶85的混合气体，各组分气体的分压随时间的变化关系如图所示。0~1.2s生成C3H6的平均速率为___________kPa/s，在反应一段时间后，C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因为___________

(2)恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=2∶13∶85的混合气体，已知某反应条件下只发生如下反应(k、k′为速率常数)：
反应Ⅱ：2C3H8(g)＋O2(g)=2C3H6(g)＋2H2O(g) k
反应Ⅲ：2C3H6(g)＋9O2(g)=6CO2＋6H2O(g) k′
实验测得丙烯的净生成速率方程为v(C3H6)= k p(C3H8)-k′p(C3H6)，可推测丙烯的浓度随时间的变化趋势为___________，其理由是___________

参考答案：
1．B
【详解】①水解反应为吸热反应，则升高温度，水解平衡正向移动，水解平衡常数增大，①不合题意；
②若可逆反应正反应可能为放热反应，则升高温度K减小，若正反应为吸热反应时升高温度K增大，所以升高温度，化学平衡常数不一定增大，②符合题意；
③电解质的电离吸热，则升高温度，促进弱电解质的电离，升高温度，水的离子积增大，③不合题意；
④少数固体物质的溶解度随着温度升高而减小，如熟石灰，气体物质的溶解度随着温度升高而减小，但绝大部分固体物质的溶解度随着温度升高而增大，所以升高温度时，物质的溶解度不一定增大，④符合题意；
综上，升高温度，数值不一定增大的是②④。
故答案为：B。
2．B
【详解】A．标准状况下，三氧化硫不是气体，不确定其物质的量，A项错误；
B．铜和硫生成硫化亚铜，为1mol，与完全反应转移的电子1mol，数目为，B项正确；
C．不确定溶液体积，不能计算氢离子的物质的量，C项错误；
D．氮气和氢气反应为可逆反应，反应进行不完全，生成分子的数目小于，D项错误；
答案选B。
3．B
【详解】A．该反应的ΔH2，故x>1，D项正确；
故选B。
7．B
【详解】A．由图一可知升高温度平衡转化率增大，说明平衡正移，，根据反应特点，反应条件：高温低压，A正确；
B．在温度不变时，加压，化学平衡逆向移动，的物质的量分数增大，所以A点表示0.1MPa、556℃时平衡时的物质的量分数，则、平衡时物质的量分数均为25%，，B错误；
C．可以和C反应生成CO，用氧化脱氢制丙烯可以消除积碳，C正确；
D．直接脱氢生成1个丙烯C3H6转移2个电子，氧化脱氢生成丙烯和CO也转移2个电子，则两者制得等量的丙烯转移电子数相同，D正确；
故选：B。
8．B
【详解】由图可知，升高温度，一氧化碳的产率增大、甲醇的产率减小，说明反应I是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应。
A．由图可知，升高温度，一氧化碳的产率增大、甲醇的产率减小，说明反应I是放热反应，，故A错误；
B．催化剂有一定的选择性，选用合适的催化剂快于减弱副反应的发生，提高甲醇的选择性，故B正确；
C．反应I和反应Ⅱ都是有气体参加和生成的反应，增大压强，反应I的速率和反应Ⅱ的速率均增大，故C错误；
D．反应I是气体体积减小的放热反应，适当降低温度和增大压强都能提高甲醇的产率，故D错误；
故选B。
9．D
【分析】由题意可知一个反应前后体积不变的可逆反应，结合图可知反应速率先增大再减小，因为只要开始反应，反应物浓度就要降低，反应速率应该降低，但此时正反应却是升高的，这说明此时温度的影响是主要的，由于容器是绝热的，因此只能是放热反应，从而导致容器内温度升高反应速率加快，以此来解答。
【详解】A．化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，故A错误；
B．从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，故B错误；
C．反应物浓度随时间不断减小，反应物浓度：a点大于b点，故C错误；
D．绝热容器，温度不再变化，因此体系压强不再变化，说明反应达到平衡状态，故D正确；
故选D。
10．D
【详解】A．温度升高，平衡正向移动，则该反应为吸热反应，A项错误；
B．根据化学反应方程式，Y反应的物质的量等于N生成的物质的量，则n(Y)+n(N)=4mol，B项错误；
C．整个反应过程有n(X)+n(M)=1mol，n(Y)+n(N)=4mol，因此可判断曲线b为n(Y)随温度的变化，C项错误；
D．X为固体，向平衡体系中加入X不能引起浓度变化，因此平衡不移动，Y的平衡转化率不变，D项正确。
答案选D。
11．B
【分析】从图中可以看出，M、N为反应物，P、Q为生成物；第7min时，反应达平衡，容器内剩余0.2mol气体M和0.4mol气体N，则参加反应的M为0.8mol、N为1.6mol，生成P为1.6mol、Q为0.8mol。
【详解】A．由图像可知，P的平均反应速率为，A不正确；
B．该反应达平衡时，参加反应的M为0.8mol、N为1.6mol，生成P为1.6mol、Q为0.8mol，M、N、P、Q的化学计量数之比为1:2:2:1，则化学方程式为，B正确；
C．升高反应温度，反应物分子间有效碰撞的次数增多，化学反应速率加快，所以逆反应速率会增大，C不正确；
D．5min后，反应达到平衡，但并未停止，正反应速率与逆反应速率相等，但均大于0，D不正确；
故选B。
12．A
【详解】A．的浓度不再变化，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，A选；
B．A、B、C、D的反应速率之比为2：2：3：1，不能说明此时正逆反应速率是否相等，不一定平衡，B不选；
C．单位时间内生成n molB，同时消耗1.5n molC，均表示逆反应速率，不一定平衡，C不选；
D．反应前后体积不变，压强始终不变，因此容器内总压强保持不变，不一定平衡，D不选；
答案选A。
13．C
【详解】A．将某固体加水溶解，滴加少量NaOH溶液时，生成的一水合氨浓度减小，检验铵根离子应该向溶液中滴加浓的NaOH溶液，故A错误；
B．在Fe2(SO4)3溶液中滴加无色的KSCN溶液后，有以下可逆反应存在；FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl，加入少量K2SO4固体，溶液中Fe3+、SCN-浓度不变，K+和SO不参加反应，平衡不移动，所以红色不变，故B错误；
C．液溴具有挥发性，将苯与液溴反应产生的气体先通过CCl4除去挥发的Br2，再通入AgNO3溶液生成淡黄色沉淀AgBr，说明产物中存在HBr，说明苯与液溴的反应是取代反应，故C正确；
D．NaHCO3溶于水吸热，故D错误；
故选C。
14．A
【详解】A．将溴乙烷、乙醇和烧碱的混合物加热，产生的气体经水洗除去乙醇后，再通入溴水中，溶液褪色，说明生成烯烃，可证明溴乙烷发生了消去反应，A正确；
B．氯化铜溶液中存在[CuCl4]2-+4H2O4Cl-+[Cu(H2O)4]2+，[CuCl4]2-显黄色，[Cu(H2O)4]2+显蓝色，盐酸酸化的CuCl2溶液中[CuCl4]2-浓度较大显黄绿色，加水稀释平衡正向移动，[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+浓度均会减小，但[CuCl4]2-浓度降低得更多，则溶液的颜色由黄绿色变为蓝色，B错误；
C．酸性高锰酸钾溶液可氧化浓盐酸，紫色褪去，不能证明铁锈中含有二价铁，C错误；
D．溴易挥发，溴及HBr均与硝酸银反应生成淡黄色沉淀，由操作和现象不能确定苯和液溴发生了取代反应，D错误；
故答案为：A。
15．(1)BDE
(2) 2.5×10-4 60%
(3) 空气 N2H4＋4OH--4e-=N2↑＋4H2O a

【详解】（1）A．由反应方程式知当时反应达到平衡，故A不符合题意；
B．混合气体中的体积分数保持不变时，说明消耗的氮气和生成的氮气相等，反应达到平衡状态，故B符合题意；
C．由方程式知单位时间内断裂1个同时生成2个C=O，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故C不符合题意；
D．由方程式知，反应有固体参加，恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变时，混合气体的质量不再变化，说明反应达到平衡，故D符合题意；
E.由方程式知，反应前后气体的总物质的量不变，当混合气体的平均摩尔质量保持不变时，说明气体的总质量不再变化，反应达到了平衡，故E符合题意；
故答案为：BDE
（2）起始时充入0.4molCO、0.2molNO，发生，设转化的CO为nmol，则，由压强之比等于物质的量之比得，解得n=0.1mol，所以实验b从开始至平衡时的反应速率v(CO)=；
②设转化的NO为xmol，则，由压强之比等于物质的量之比得，解得x=0.12mol，实验a中NO的平衡转化率为；
（3）①肼—空气燃料电池中肼中氮元素为-2价升高到氮气中的0价，发生氧化反应，所以通入肼的一极为负极，电极反应式为，通入空气的一极为正极；
②根据①分析a极为负极，b极为正极，对于原电池来说，阴离子移向负极，所以电池工作时，移向a电极；
16．(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。
17．(1) 0.25
(2) 在200 ℃时，乙烷的生成速率比乙烯的快 在600 ℃后，乙烯开始分解为碳和氢气

【详解】（1）设平衡时转化的CH4的物质的量为2x mol，根据三段式法进行计算：
　　　　　
则×100%=20.0%，解得x=0.25，则平衡时CH4、C2H4、H2的物质的量浓度分别为0.50 mol·L-1、0.25 mol·L-1和0.50 mol·L-1，则K==0.25；
该反应为吸热反应，升高温度，CH4的平衡转化率增大；该反应为气体分子数增大的反应，温度相同时增大压强，CH4的平衡转化率降低，据此画出图像为，；
（2）①题图中200 ℃时乙烷的量比乙烯多，这是因为该条件下乙烷的生成速率比乙烯的快。②温度较高时，乙烯会发生分解反应，故在600 ℃后，乙烯的体积分数减少，主要是因为乙烯发生了分解反应。
18．(1) 2 H2和C3H6都消耗O2
(2) 先增大后减小 反应开始时，体系中主要发生反应Ⅱ，c(C3H6)逐渐增大，随反应进行，p(C3H8)减小，p(C3H6)增大，v(C3H6)减小，体系中主要发生反应Ⅲ，c(C3H6)逐渐减小

【详解】（1）0~1.2s内的C3H6分压由0增大到2.4kPa，则生成C3H6的平均速率为2.4/1.2=2 kPa/s；若只发生反应I、Ⅱ，C3H6的分压应大于H2和H2O的分压，但由图b可知，随着反应进行，p(H2O)>p(C3H6)>p(H2)，且有CO2生成，H2分压降低，故体系中还发生反应2C3H6+9O2==6CO2+3H2O、2H2+O2==2H2O的反应，消耗O2，导致C3H8和O2的消耗速率之比小于2∶1；
（2）反应开始时，反应Ⅱ向右进行，c(C3H6)逐渐增大，且体系中以反应Ⅱ为主，随反应进行，p(C3H8)减小，p(C3H6)增大，v(C3H6)减小，体系中主要发生反应Ⅲ，c(C3H6)逐渐减小，故丙烯的浓度随时间的变化趋势为先增大后减小。