高考化学复习化学平衡状态同步检测(附答案)

2017-05-08 17:02 高考复习 手机版

在宏观条件一定的可逆反应中,化学反应正逆反应速率相等,反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。以下是化学平衡状态同步检测,希望考生可以在做题时发现自己的问题。

1.据报道,在300 ℃、70 MPa下,由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。

2CO2(g)+6H2(g)??CH3CH2OH(g)+3H2O(g)

下列叙述错误的是()

A.使用CuFe催化剂可大大提高生产效率

B.反应需在300 ℃进行可推测该反应是吸热反应

C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率

D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率

解析:选B A项,合适的催化剂能提高化学反应速率;B项,判断吸热反应和放热反应是根据体系能量的变化;C项,充入大量CO2气体,平衡正向移动,可提高H2的转化率;D项,平衡正向移动,可提高CO2和H2的利用率。

2.COCl2(g)??CO(g)+Cl2(g) 0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温 ②恒容通入稀有气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入稀有气体,能提高COCl2转化率的是()

A.①②④ B.①④⑥

C.②③⑤ D.③⑤⑥

解析:选B 平衡右移即可增大COCl2的转化率,①平衡右移,②对平衡无影响,③平衡左移,④平衡右移,⑤平衡不移动,⑥相当于减压,平衡右移。

3.恒温、恒容的条件下对于N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) 0的反应,达到化学平衡状态的标志为()

A.断开一个NN键的同时有6个NH键生成

B.混合气体的密度不变

C.混合气体的平均相对分子质量不变

D.N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2的状态

解析:选C 断开NN和生成NH键均为正反应,因此A不能作为平衡的标志;根据公式=,反应过程中混合气体的质量m不变,恒温恒容条件下反应,则气体体积V始终不变,密度始终不变,因此B不能作为平衡的标志;相对分子质量可根据公式M=判断,由于m不变,而反应过程中气体的物质的量n减小,只有达到平衡时n才不再减小,M不再改变,因此C可作为平衡的标志。

4.一定温度下可逆反应aX(g)+bY(g)??cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后, t0时刻改变某一外界条件,化学反应速率(v)随时间(t)变化如图所示。则下列说法正确的是()

A.若a+b=c,则t0时刻只能是增大了容器的压强

B.若a+b=c,则t0时刻只能是加入了催化剂

C.若a+bc,则t0时刻只能是增大了容器的压强

D.若a+bc,则t0时刻只能是加入了催化剂

解析:选D 本题考查化学平衡图像,考查考生对化学反应速率和化学平衡原理的理解和应用能力。t0时刻正逆反应速率同等程度增大,说明平衡不移动。若a+b=c,则t0时刻可以是增大压强或使用催化剂,A错,B错;若a+bc,则t0时刻只能是使用催化剂,C错,D对。

5.可逆反应mA(s)+nB(g)??cC(g)+fD(g)反应过程中,当其它条件不变时,C的体积分数(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如下图所示(T2T1),下列叙述错误的是()

A.达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数不变

B.达到平衡后,若使温度升高,化学平衡向逆反应方向移动

C.化学方程式中n

D.达到化学平衡后,增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动

解析:选D 使用催化剂,只是同等程度加快反应速率,平衡不移动,故A项正确;由C%~时间图像1知,温度升高,化学平衡向C%减小的方向移动,即向逆反应方向移动,所以B正确;再由由C%~时间图像2知,加压,平衡向C%减小的方向移动,即向逆反应方向移动,即逆反应是气体系数减小的反应,故n

6.向固定容积的密闭容器中,通入a mol X,发生反应2X??Y(g)+Z(s),并达到平衡状态,此时升高温度,气体的密度增大。下列叙述正确的是()

A.压强的变化对该平衡没有影响

B.若正反应为放热反应,则X一定为气态

C.若X为非气态,则正反应为放热反应

D.若X为气态,再向容器中充入a mol X,达到的新平衡与第一次平衡相比,X的体积分数增大

解析:选B 利用化学平衡移动原理逐一分析选项即可得出结论,需要注意物质的聚集状态和化学计量数对平衡移动的影响。因容积不变,=m(g)/V,升高温度,气体的密度增大,即m(g)变大。选项A,因无论X是什么状态,0,压强对该平衡有影响;选项B,若正反应为放热反应,升温时平衡左移,X为气态时,m(g)才增大;选项C,若X为非气态,正反应放热,升温时平衡左移,m(g)减小,气体的密度减小;选项D,若X为气态,再充入a mol X,相当于加压,平衡向右移动,X的体积分数减小。

7.向一个容积为V L的密闭容器中,通入2 L A(g)和1 L B(g),在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)??aC(g)+2D(g)。达到平衡后,A的物质的量浓度减少,混合气体的平均摩尔质量增大,则该反应的化学方程式中a的值是()

A.1 B.2

C.3 D.4

解析:选A 混合气体的平均摩尔质量=,在密闭容器中,气体的质量不变,混合气体的平均摩尔质量增大,则n总减小,故a值只能为1,故选A。 8.(苏州模拟)在密闭容器中通入A、B两种气体,在一定条件下反应:2A(g)+B(g)??2C(g),0;达到平衡后,改变一个条件(X),下列量(Y)的变化符合图中曲线的是()

X Y A 再加入B B的转化率 B 再加入C A的体积分数 C 增大压强 A的转化率 D 升高温度 混合气体平均摩尔质量 解析:选C A.达平衡后,再加入B,平衡正向移动,促进A的转化,即A的转化率增大,但B的转化率减小,与图像不符合,故A不正确;B.达平衡后,再加入C,化学平衡逆向移动,则A的体积分数减小,与图像不符合,故B错误;C.达平衡后,增大压强,平衡正向移动,则A的转化率增大,与图像符合,故C正确;D.达平衡后,升高温度,化学平衡逆向移动,由M=可知,逆向移动时n增大,则混合气体平均摩尔质量减小,与图像不符合,故D错误;故选C。

9.(1)一定条件下铁可以和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) 0。

①下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是________(填序号)。

A.升高温度 B.增大压强

C.充入一定量氮气 D.再加入一些铁粉

②反应达到平衡后,若保持容器体积不变时,再通入一定量的CO2,使CO2的浓度成为原来的2倍,则CO2的转化率将________(填增大、减小或不变)。

(2)在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,建立下列化学平衡:C(s)+H2O(g)??CO(g)+H2O(g),若该化学平衡状态从正反应开始建立,达到平衡后,给平衡体系加压(缩小容积,其他条件不变),则容器内气体的平均相对分子质量将________(填不变、变小或变大)。

解析:(1)①使平衡时c(CO)/c(CO2)增大,则需要使平衡向正反应方向移动,CO2的浓度减小,CO的浓度增大,比值增大。反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向进行,A对;反应前后气体的物质的量不变,增大压强平衡不移动,B错;充入N2对平衡没有影响,C错;铁粉的量的多少对平衡没有影响,D错。②增大CO2的浓度,反应物中只有CO2为气体,且反应前后气体体积相等,相当于增大压强,CO2的转化率不变。

(2)原平衡状态中CO、H2的平均相对分子质量为28+2=15。加压时平衡逆向移动,H2O(g)(相对分子质量为18)的含量增大,混合气体的平均相对分子质量变大。

答案:(1)①A ②不变 (2)变大

10.二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物,防止和治理其对环境的污染是环保工作的研究内容之一。

(1)一定条件下,发生反应2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g),向2 L密闭容器中通入2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)和0.2 mol SO3(g),2 min后反应达到平衡时,测得SO2的物质的量为1 mol,若往容器中再加入2 mol SO2(g),则重新达到平衡时SO2的总转化率________50%(填、或=)。

(2)在一密闭容器中发生反应2NO2(g)??2NO(g)+O2(g) H 0,反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如图所示。请回答:

①依曲线A,反应在前3 min内氧气的平均反应速率为________。

②若曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况,则此条件可能是________(填浓度、压强、温度或催化剂)。

(3)一定温度下,在密闭容器中N2O5可发生下列反应:

①2N2O5(g)??4NO2(g)+O2(g)

②2NO2(g)??2NO(g)+O2(g)

若达平衡时,c(NO2)=0.4 mol/L,c(O2)=1.3 mol/L,则反应②中NO2的转化率为________,N2O5(g)的起始浓度应不低于________mol/L。

解析:(1)增大二氧化硫的浓度,导致自身转化率减小。

(2)①根据图像分析可知:前3 min内氧气浓度增大了0.035 mol/L,所以平均反应速率为0.011 7 mol/(Lmin);②从图像变化趋势来看,B相对于A来说,反应速率增大,NO2浓度减小,所以改变的条件只可能是温度。

(3)利用反应①和②可以求出当c(NO2)=0.4 mol/L,c(O2)=1.3 mol/L时,

①2N2O5(g)??4NO2(g)+O2(g)

4x x

②2NO2(g)??2NO(g)+O2(g)

2y 2y y

x+y=1.3 mol/L,4x-2y=0.4 mol/L,

解得:x=0.5 mol/L,y=0.8 mol/L。

所以反应②中NO2的转化率为80%。由反应①生成的O2的浓度为0.5 mol/L知,N2O5(g)的起始浓度大于1 mol/L。

答案:(1) (2)①0.011 7 mol/(Lmin) ②温度

(3)80% 1

11.一定温度下,在2 L的密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g) 0,n(O2)随时间的变化关系如图中实线所示:

(1)用SO2表示0~4 min内该反应的平均速率为________。

(2)若温度不变,在容器中再加入1 mol O2,重新达到平衡,则SO2的平衡浓度________(填增大、不变或减小),氧气的转化率________(填升高、不变或降低),SO3的体积分数________(填增大、不变或减小)。

(3)仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得O2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线Ⅰ改变的实验条件是________,曲线Ⅱ改变的实验条件是______________________。

解析:(1)在0~4 min内,该反应的平均速率v(SO2)=2v(O2)=2(0.10 mol/L-0.05 mol/L)4 min=0.025 mol/(Lmin);(2)若保持温度不变,向容器中再加入1 mol O2,平衡正向移动,故重新达到平衡时,SO2的转化率增大,但其平衡浓度减小,氧气的转化率降低,SO3的体积分数减小。(3)曲线Ⅰ、Ⅱ都缩短了达到平衡的时间,反应速率加快,但曲线Ⅰ平衡时O2的转化率降低,因正反应是放热反应,故曲线Ⅰ改变的条件是升高温度;曲线Ⅱ平衡时O2的转化率升高,根据正反应气体体积减小可知曲线Ⅱ改变的条件是增大压强。

答案:(1)0.025 mol/(Lmin)

(2)减小 降低 减小

(3)升高温度 增大压强12.下列叙述与图像相对应的是()

A.图(1)是N2(g)+3H2(g)??2NH3(g)的化学平衡图像,在t0时刻充入一定量的NH3,平衡逆向移动

B.图(2)中p2p1,T1T2

C.图(3)表示的化学方程式为2A===B+3C

D.图(4)对应反应2X(g)+3Y(g)??2Z(g) 0,y可以表示Y的百分含量

解析:选B 在t0时刻充入一定量的NH3,v(正)应与平衡点相连,A项错误;由先拐先平知p2p1,T1T2,B项正确;图(3)表示的是可逆反应,C项错误;温度升高,平衡逆向移动,Y的百分含量将增大,D项错误。

13.在2 L密闭容器内,800 ℃时反应:2NO(g)+O2(g)??2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:

时间(s) 0 1 2 3 4 5 n(NO)(mol) 0.020 0.01 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)800 ℃,反应达到平衡时,NO的物质的量浓度是________;升高温度,NO的浓度增大,则该反应是________(填放热或吸热)反应。

(2)如图中表示NO2变化的曲线是________。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=________。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。

a.v(NO2)=2v(O2)

b.容器内压强保持不变

c.v逆(NO)=2v正(O2)

d.容器内密度保持不变

(4)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是________。

a.及时分离出NO2气体

b.适当升高温度

c.增大O2的浓度

d.选择高效催化剂

解析:(1)平衡时,n(NO)=0.007 mol,c(NO)==0.003 5 mol/L。升高温度,c(NO)增大,则平衡左移,正反应是放热反应。

(2)从n(NO)随时间变化表可得出,NO的物质的量随时间的推移而减小,NO与O2是反应物,NO2是生成物,NO2的变化曲线只能是a、b中的某一条。反应在3 s之后,NO的物质的量不再发生变化,反应过程中NO减小0.013 mol,根据方程式可知NO2增加0.013 mol,而容器体积2 L,所以达到平衡时,NO2的浓度0.006 5 mol/L,曲线b符合。0~2 s内,NO减少0.012 mol,据反应方程式,O2同时减少0.006 mol,以O2来表示这段时间的平均速率=0.006 mol2 L2 s=0.001 5 mol/(Ls)。

(3)a项达没达到平衡都成立,因为反应速率之比等于化学计量数之比。反应2NO(g)+O2(g)??2NO2(g)的反应前后气体分子数目不相等,平衡受压强的影响,压强改变,平衡要移动,b项中压强已保持不变,所以b项已达平衡状态。根据平衡状态的定义,正逆反应速率相等可得c项也达平衡状态。密度等于质量除以体积,该反应的反应物和生成物均为气体,质量不变,而容器的体积2 L,也不发生变化,所以任何条件下密度都不发生改变,d项不能说明反应是否达到平衡状态。

(4)分离出NO2气体,反应速率减慢,加入催化剂,平衡不移动,升高温度该反应向逆反应方向移动,所以a、b、d均错误。增大反应物O2的浓度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,c正确。

答案:(1)0.003 5 mol/L 放热

(2)b 1.510-3 mol/(Ls)

(3)b、c

(4)c

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