2025版高考化学一轮总复习第7章化学反应速率和化学平衡第24讲化学平衡状态及平衡移动提能训练

这是一份2025版高考化学一轮总复习第7章化学反应速率和化学平衡第24讲化学平衡状态及平衡移动提能训练，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．(2024·河北衡水高三检测)在已经处于化学平衡的体系中，如果下列物理量发生变化，其中一定能表明平衡发生了移动的是( B )
A．反应混合物的浓度
B．反应物的转化率
C．正、逆反应速率
D．反应混合物的压强
[解析] 反应物的转化率发生改变是化学平衡发生移动的标志，而浓度、反应速率、压强的改变不一定能引起平衡移动，如增大反应H2(g)＋I2(g)===2HI(g)的压强，虽然其浓度、压强和反应速率都随之增大，但平衡不会发生移动。
2．硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前重要的生产方法是“接触法”，有关接触法中氧化反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的说法不正确的是( B )
A．该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B．达到平衡后，反应就停止了，此时正、逆反应速率相等且均为零
C．一定条件下，向某密闭容器中加入2 ml SO2和1 ml O2，则从反应开始到达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等
D．在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
[解析] 可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应仍在进行，即v正＝v逆≠0，故B错误。
3．(2024·广东佛山检测)在容积恒为1 L的密闭容器中通入一定量N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0。假设温度不变，体系中各组分浓度随时间(t)的变化如下表。下列说法错误的是( B )
A.0～40 s，N2O4的平均反应速率为0.078 ml/(L·min)
B．80 s时，再充入N2O4、NO2各0.12 ml，平衡移动
C．升高温度，反应的化学平衡常数增大
D．若压缩容器，达到新平衡后，混合气颜色比原平衡时深
[解析] 在0～40 s，N2O4的浓度变化量为0.100 ml/L－0.048 ml/L＝0.052 ml/L，则用N2O4的浓度变化表示的平均反应速率v(N2O4)＝eq \f(0.052 ml/L,40 s)＝0.001 3 ml/(L·s)＝0.078 ml/(L·min)，A项正确；80 s时反应已经达到了平衡状态，该温度下反应的化学平衡常数K＝eq \f(c2NO2,cN2O4)＝eq \f(0.1202,0.040)＝0.36，此时再充入N2O4、NO2各0.12 ml，Q＝eq \f(c2NO2,cN2O4)＝eq \f(0.2402,0.160)＝0.36＝K，所以平衡不移动，B项错误；该反应的正反应为吸热反应，在其他条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热的正反应方向移动，导致反应的化学平衡常数增大，C项正确；在平衡体系中，只有NO2是有色气体，若压缩容器，导致体系中各种物质的浓度增大，物质颜色加深，增大压强，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，使气体颜色变浅，但平衡移动的趋势是微弱的，总的来说NO2的浓度还是增大，故达到新平衡后，混合气颜色比原平衡时深，D项正确。
4．(2024·贵州六盘水高级中学月考)臭氧在烟气脱硝中的反应为2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)。若此反应在恒容密闭容器中进行，下列选项中有关图像对应的分析正确的是( C )
[解析] 由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2的含量增大，故A错误；由图可知，0～2 s内，二氧化氮的浓度变化量为0.8 ml·L－1－0.4 ml·L－1＝0.4 ml·L－1，故v(NO2)＝eq \f(0.4 ml·L－1,2 s)＝0.2 ml·L－1·s－1，v(O3)＝eq \f(1,2)v(NO2)＝0.1 ml·L－1·s－1，故B错误；温度升高，化学反应速率加快，b点温度高于a点，故v正为b点>a点，b点NO2的体积分数未达到平衡时的体积分数，则平衡向生成NO2的方向移动，即反应向逆反应方向进行，故b点v逆>v正，故C正确；容器中充入反应物，正反应速率瞬间增大，逆反应速率不变，然后平衡移动至建立新平衡，该过程速率图像与图示不符，故D错误。
5．(2024·山东济南月考)一定条件下，在容积为1 L的密闭容器中，1 ml X和1 ml Y进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是( A )
A．X的百分含量不再发生变化
B．c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝2∶1∶1
C．容器内原子总数不再发生变化
D．同一时间内消耗2n ml X的同时生成n ml Z
[解析] c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝2∶1∶1，不能说明浓度保持不变，B不符合题意；反应过程中原子个数守恒，C不符合题意；消耗2n ml X与生成n ml Z是同一反应方向，不能说明反应已达平衡，D不符合题意。
6．(2023·河北秦皇岛期末)将5 mL 0.005 ml·L－1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 ml·L－1 KSCN溶液混合，达到平衡后混合液呈红色。再将混合液分为5等份，分别进行如下实验：
下列说法不正确的是( B )
A．实验②中溶液颜色比实验①中深
B．对比实验①和③，可证明增加反应物中某些离子的浓度，平衡逆向移动
C．对比实验①和④，可证明增加反应物浓度，平衡正向移动
D．对比实验①和⑤，可证明减少反应物浓度，平衡逆向移动
[解析] 对比实验①和②，FeCl3浓度增加，平衡正向移动：实验②中溶液颜色比实验①中深，故A正确；对比实验①和③，KCl实际不参加反应，且溶液总体积变大，浓度减小，不能证明增加反应物中某些离子的浓度，平衡逆向移动，故B错误；对比实验①和④，KSCN浓度发生变化，则证明增加反应物浓度，平衡正向移动，故C正确；对比实验①和⑤，加入NaOH溶液可降低铁离子浓度，证明减少反应物浓度，平衡逆向移动，故D正确。
7．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( A )
A．合成氨控制在500 ℃左右的温度
B．合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气
C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2
D．氨水中加酸，NHeq \\al(＋,4)的浓度增大
[解析] 合成氨为放热反应，控制在500 ℃，是考虑催化剂的活性和反应速率，不能用勒夏特列原理解释，A项符合题意；合成氨工业中不断分离出NH3，促进平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，B项不符合题意；氯气溶于水中存在平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，饱和食盐水中Cl－浓度大，平衡逆向移动，能用勒夏特列原理解释，C项不符合题意；氨水中存在NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－，加入酸能中和OH－，促进平衡正向移动，NHeq \\al(＋,4)的浓度增大，能用勒夏特列原理解释，D项不符合题意。
8．下列关于可逆反应A(？)＋2B(s)C(g) ΔH<0，叙述不正确的是( C )
A．气体摩尔质量不变，则反应不一定达到平衡状态
B．平衡后，恒温下扩大容器体积，再次平衡后气体密度可能不变也可能减小
C．平衡后，恒容下降低温度，再次平衡后气体中C的体积分数可能减小
D．平衡后，恒温恒容下，通入气体C，气体C的浓度可能不变
[解析] 若A不是气体，气体摩尔质量一直不变，故不能判断是否是平衡状态，A正确；若A不是气体，温度不变，平衡常数不变，气体C的浓度不变，密度也不变，若A是气体，气体化学计量数相等，平衡不移动，密度减小，B正确；若A不是气体，C的体积分数可能一直是100%，若A是气体，降低温度，平衡正向移动，C的体积分数增加，C错误；若A不是气体，恒温恒容下，平衡常数不变，气体C的浓度不变，D正确。
9．(2023·山东东营期末)一定温度下，在容积为2 L的恒容密闭容器中进行某一反应，容器内M、N两种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( B )
A．该反应的化学方程式为N(g)2M(g)
B．t1～t2 min，v(N)＝eq \f(1,t2－t1) ml·L－1·min－1
C．t2 min时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态
D．t4 min时，容器容积不变，充入惰性气体Ar，平衡移动
[解析] 根据题图可知，从反应开始至平衡，气体N的物质的量减少6 ml，气体M的物质的量增加3 ml，则N是反应物，M是生成物，二者变化量之比是2∶1，则该反应的化学方程式为2N(g)M(g)，A错误；t1～t2 min，N的物质的量减少(6－4)ml＝2 ml，容器的容积是2 L，则用N的浓度变化表示的反应速率v(N)＝eq \f(2 ml,2 L×t2－t1)＝eq \f(1,t2－t1) ml·L－1·min－1，B正确；t2 min时，N、M的物质的量相等，t2 min后，N的物质的量继续减少，M的物质的量继续增加，所以正、逆反应速率不相等，反应正向进行，未达到平衡状态，C错误；t4 min时，容器容积不变，充入惰性气体Ar，各物质的浓度不变，化学平衡不移动，D错误。
10．一定温度下，向三个容积不等的恒容密闭容器(a L下列叙述错误的是( D )
A．延长反应时间，A点SO3的转化率不会改变
B．容积为c L的容器中SO3的平衡转化率大于80%
C．容积为a L的容器中反应达到平衡后再加入1 ml SO3和1 ml SO2，平衡不移动
D．A、C两点的压强之比为1∶1
[解析] a二、非选择题：本题共3小题。
11．(2024·广西南宁开学考)Ⅰ.某温度时，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
请回答下列问题：
(1)该反应的化学方程式为 3X＋Y2Z 。
(2)1 min时，Y的正反应速率 > (填“>”“<”或“＝”)Y的逆反应速率。
(3)反应从开始至2 min，用X的浓度变化表示的平均反应速率v(X)＝ 0.075 ml·L－1·min－1 。
Ⅱ.油气开采、石油化工、煤化工等行业废气中普遍含有硫化氢，通常将其回收生产硫单质(S2)。目前较为普遍的方法是克劳斯工艺和高温热分解H2S克劳斯工艺的原理是利用以下两步反应生产单质硫：
①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)
②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g)
请回答下列问题：
(4)下列措施可以加快反应②的速率的是 AD (填字母)。
A．升高温度
B．保持容积不变，充入N2使体系压强增大
C．及时从体系中分离出S2(g)
D．加入合适的催化剂
(5)高温热分解H2S的化学方程式是 2H2Seq \(=====,\s\up7(高温))2H2＋S2 。
(6)在1 470 K、100 kPa反应条件下，在一个容积为2 L的恒容容器中充入1 ml H2S进行高温热分解反应，反应5分钟后达到平衡，平衡时混合气体中H2S与H2的物质的量相等，H2S的平衡转化率为 50% 。
[解析] 根据题图可知，2 min时反应达到平衡状态，X的物质的量减少了0.3 ml，Y的物质的量减少了0.1 ml，Z的物质的量增加了0.2 ml。
(1)气体的物质的量改变量之比等于其化学计量数之比，故该反应的化学方程式为3X＋Y2Z。
(2)1 min时，反应还没有达到平衡，反应正向进行，则Y的正反应速率>Y的逆反应速率。
(3)反应从开始至2 min，X的物质的量减少了0.3 ml，用X的浓度变化表示的平均反应速率v(X)＝eq \f(0.3 ml,2 L×2 min)＝0.075 ml·L－1·min－1。
(4)A项，升高温度，能加快反应速率；B项，保持容积不变，充入N2使体系压强增大，N2不参与反应，参与反应的各物质的浓度不变，反应速率不变；C项，及时从体系中分离出S2(g)，反应速率减小；D项，加入合适的催化剂，可加快反应速率；符合题意的是AD。
(5)高温热分解H2S得到H2和S2，化学方程式是2H2Seq \(=====,\s\up7(高温))2H2＋S2。
(6)假设达到平衡时转化了x ml H2S，依题意列“三段式”：
2H2Seq \(=====,\s\up7(高温))2H2 ＋ S2
起始/ml 1 0 0
转化/ml x x 0.5x
平衡/ml 1－x x 0.5x
则有(1－x)ml＝x ml，解得x＝0.5，故H2S平衡转化率为eq \f(0.5 ml,1 ml)×100%＝50%。
12．密闭容器中用Na2CO3(s)作固硫剂，同时用一定量氢气还原辉钼矿(MS2)的原理是MS2(s)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s)M(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s) ΔH，实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示：
(1)由图可知，该反应的ΔH > (填“>”或“<”)0；p2 > (填“>”或“<”)0.1 MPa。
(2)如果上述反应在容积不变的密闭容器中达到平衡状态，下列说法错误的是 B (填字母)。
A．v正(H2)＝v逆(H2O)
B．再加入MS2，则H2的转化率增大
C．容器内气体的密度不变时，一定达平衡状态
D．容器内压强不变时，一定达平衡状态
(3)由图可知M点时氢气的平衡转化率为 66.7% (计算结果保留0.1%)。
(4)平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算，气体分压＝气体总压×物质的量分数。求图中M点的平衡常数Kp＝ 0.01 MPa2。
[解析] (1)由图可知，在相同的压强下，反应物氢气的体积分数随温度的升高而减小，故该反应为吸热反应，该反应的ΔH>0；该反应为气体分子数增大的反应，在相同温度下，压强越小，氢气的转化率越大，则氢气的体积分数越小，故p2>0.1 MPa。
(2)v正(H2)＝v逆(H2O)，能表示正反应速率和逆反应速率相等，A正确；MS2是固体，再加入MS2不能改变其浓度，故不能使平衡发生移动，则H2的转化率不变，B错误；反应前后有固体参与，气体的密度发生变化，故当容器内气体的密度不变时，一定达平衡状态，C正确；反应前后的气体分子数不等，容器内压强不变时，一定达平衡状态，D正确。
(3)由图可知M点时氢气的体积分数为25%，设氢气的起始量为4 ml，转化率为α，则氢气的变化量为4α ml，CO和H2O的变化量分别为2α ml和4α ml，三者的平衡量分别为(4－4α)ml、2α ml和4α ml，则有eq \f(4－4α,4－4α＋2α＋4α)＝25%，解得α＝eq \f(2,3)，故M点时H2的平衡转化率约为66.7%。
(4)平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算，气体分压＝气体总压×物质的量分数。M点的压强为0.1MPa，由(3)分析可知平衡混合物中，H2(g)、CO(g)、H2O(g)的体积分数分别为0.25、0.25、0.5，M点的平衡常数Kp＝eq \f(0.1×0.252×0.1×0.54,0.1×0.254)MPa2＝0.01 MPa2。
13．(2024·湖南长沙模拟)硝化反应是最普遍和最早发现的有机反应之一，以N2O5为新型硝化剂的反应具有反应条件温和、反应速率快、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过N2O4臭氧化法制备N2O5：
已知：在298 K、101 kPa时发生以下反应的热化学方程式：
Ⅰ.N2O4(g)2NO2(g) ΔH1＝＋57 kJ·ml－1
Ⅱ.2O3(g)===3O2(g) ΔH2＝－242.6 kJ·ml－1
Ⅲ.2N2O5(s)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH3＝＋56.8 kJ·ml－1
Ⅳ.N2O4(g)＋O3(g)N2O5(s)＋O2(g) ΔH4
(1)则反应Ⅳ的ΔH4＝ －92.7 kJ·ml－1 。
(2)在恒温恒容条件下，下列说法能够说明反应Ⅳ已经达到平衡的是 acd (填字母)。
a．混合气体密度不再改变
b．消耗n ml N2O4的同时，消耗了n ml O3
c．O2浓度不再改变
d．混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)在2 L密闭容器中充入1 ml N2O4和1 ml O3，在不同温度下发生反应Ⅳ，平衡时N2O4在容器内气体中的物质的量分数φ(N2O4)随温度变化的曲线如图甲所示[考虑N2O4(g)2NO2(g)]：
①反应Ⅳ中，a点的v(正) > (填“>”“<”或“＝”)v(逆)。
②对反应体系加压，得平衡时O3的转化率α(O3)与压强的关系如图乙所示。请解释压强增大至p1 MPa的过程中α(O3)逐渐增大的原因： N2O4(g)2NO2(g)为气体体积增大的反应，加压，平衡向逆反应方向移动，N2O4浓度增大，有利于气体体积减小的反应N2O4(g)＋O3(g)N2O5(s)＋O2(g)向正反应方向移动，α(O3)逐渐增大 。
③图甲中，温度为T2时，平衡后总压为0.1 MPa，O2和NO2的平衡分压相同，则反应Ⅳ以压强表示的平衡常数Kp＝ 30 (MPa)－1(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
[解析] (1)由盖斯定律，由反应Ⅰ＋eq \f(Ⅱ,2)－eq \f(Ⅲ,2)得反应Ⅳ，则ΔH4＝(＋57 kJ·ml－1)＋(－242.6 kJ·ml－1)×eq \f(1,2)－(＋56.8 kJ·ml－1)×eq \f(1,2)＝－92.7 kJ·ml－1。
(3)①由题图可知，温度为T1时，a点四氧化二氮的物质的量分数大于平衡时的物质的量分数，说明反应未达到平衡，反应向正反应方向进行，则正反应速率大于逆反应速率。②N2O4(g)2NO2(g)是气体体积增大的反应，加压，平衡向逆反应方向移动，四氧化二氮浓度增大，有利于气体体积减小的反应N2O4(g)＋O3(g)N2O5(s)＋O2(g)向正反应方向移动，臭氧的物质的量分数逐渐增大。③设反应生成氧气和二氧化氮的物质的量分别为x ml和2y ml，由题意可建立如下三段式：
N2O4(g)＋O3(g)N2O5(s)＋O2(g)
起始量/ml 1 1 0
转化量/ml x x x
平衡量/ml 1－x 1－x x
N2O4(g)2NO2(g)
起始量/ml 1－x 0
转化量/ml y 2y
平衡量/ml 1－x－y 2y
由氧气和二氧化氮的平衡分压相同可得：x＝2y，由平衡时，四氧化二氮的物质的量分数为eq \f(2,9)可得：eq \f(1－x－y,2－x＋y)＝eq \f(2,9)，联立可解得x＝0.4、y＝0.2，则四氧化二氮、臭氧和氧气的平衡分压为eq \f(0.4 ml×0.1 MPa,1.8 ml)、eq \f(0.6 ml×0.1 MPa,1.8 ml)、eq \f(0.4 ml×0.1 MPa,1.8 ml)，反应的平衡常数Kp＝eq \f(\f(0.4 ml×0.1 MPa,1.8 ml),\f(0.4 ml×0.1 MPa,1.8 ml)×\f(0.6 ml×0.1 MPa,1.8 ml))＝30(MPa)－1。t/s
0
20
40
60
80
c(N2O4)/
(ml/L)
0.100
0.062
0.048
0.040
0.040
c(NO2)/
(ml/L)
0
0.076
0.104
0.120
0.120
实验①：滴加4滴水，振荡
实验②：滴加4滴饱和FeCl3溶液，振荡
实验③：滴加4滴1 ml·L－1 KCl溶液，振荡
实验④：滴加4滴1 ml·L－1 KSCN溶液，振荡
实验⑤：滴加4滴6 ml·L－1 NaOH溶液，振荡