（通用版）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（二十）化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡移動（含解析）.doc

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跟蹤檢測（二十） 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡移動 1．在1 L定容的密閉容器中，可以證明可逆反應(yīng)N2＋3H22NH3已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 B．1個N≡N斷裂的同時，有3個H—H生成 C．其他條件不變時，混合氣體的密度不再改變 D．v正(N2)＝2v逆(NH3) 解析：選B　c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)之比，但不能說明各物質(zhì)的濃度不變，不一定為平衡狀態(tài)，A錯誤；1個N≡N斷裂的同時，有3個H—H生成，說明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到了平衡，B正確；混合氣體的密度ρ＝，質(zhì)量在反應(yīng)前后是守恒的，體積不變，密度始終不變，所以密度不變的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài)，C錯誤；v正(N2)＝2v逆(NH3)時，正、逆反應(yīng)速率不相等，未達(dá)到平衡狀態(tài)，D錯誤。 2．反應(yīng)X(g)＋Y(g) 2Z(g)　ΔH<0，達(dá)到平衡時，下列說法正確的是(　　) A．減小容器體積，平衡向右移動 B．加入催化劑，Z的產(chǎn)率增大 C．增大c(X)，X的轉(zhuǎn)化率增大 D．降低溫度，Y的轉(zhuǎn)化率增大 解析：選D　該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，減小容器體積(加壓)平衡不發(fā)生移動，A項(xiàng)錯誤；加入催化劑可同時同倍數(shù)地改變正、逆反應(yīng)速率，故平衡不會發(fā)生移動，Z的產(chǎn)率不變，B項(xiàng)錯誤；增大c(X)，平衡正向移動，但X的轉(zhuǎn)化率減小，C項(xiàng)錯誤；此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動，Y的轉(zhuǎn)化率增大，D項(xiàng)正確。 3．反應(yīng)2X(g) 2Y(g)＋Z(g)　ΔH＝Q kJmol－1(Q>0)，達(dá)到平衡時，要使正反應(yīng)速率降低，X的濃度增大，應(yīng)采取的措施是(　　) A．縮小體積加壓　　　　　　　 B．?dāng)U大體積減壓 C．增加Z的濃度 D．降溫 解析：選D　縮小體積加壓，平衡逆向移動，X的濃度增大，但正反應(yīng)速率也增大，A錯誤；擴(kuò)大體積減壓，平衡正向移動，正反應(yīng)速率減小，但X的濃度也減小，B錯誤；增加Z的濃度，平衡逆向移動，X的濃度增大，但正反應(yīng)速率也增大，C錯誤；降溫，正反應(yīng)速率降低，平衡逆向移動，X的濃度增大，D正確。 4.對可逆反應(yīng)：A(g)＋B(s) C(s)＋D(g)　ΔH>0。如圖所示為正、逆反應(yīng)速率(v)與時間(t)關(guān)系的示意圖，如果在t1時刻改變條件：①加入A；②加入催化劑；③加壓；④升溫；⑤減少C，符合圖示條件的是(　　) A．②③ B．①② C．③④ D．④⑤ 解析：選A　加入A，因?yàn)锳為氣體，因此加入A平衡向正反應(yīng)方向移動，v正>v逆，故①錯誤；催化劑對化學(xué)平衡無影響，只加快反應(yīng)速率，故②正確；反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，因此加壓平衡不移動，化學(xué)反應(yīng)速率增大，故③正確；升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡向正反應(yīng)方向移動，故④錯誤；C為固體，濃度視為常數(shù)，對化學(xué)平衡移動無影響，對化學(xué)反應(yīng)速率無影響，故⑤錯誤。 5．(雙選)(2017海南高考)已知反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。在一定溫度和壓強(qiáng)下于密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡。下列敘述正確的是(　　) A．升高溫度，K減小 B．減小壓強(qiáng)，n(CO2)增加 C．更換高效催化劑，α(CO)增大 D．充入一定量的氮?dú)?，n(H2)不變 解析：選AD　此反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，即升高溫度，K值減小，故A正確；此反應(yīng)為反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)，因此減小壓強(qiáng)，平衡不移動，即 n(CO2)不變，故B錯誤；催化劑對化學(xué)平衡移動無影響，因此CO的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯誤；N2為惰性氣體不參與反應(yīng)，對平衡無影響，n(H2)不變，故D正確。 6．一定條件下，通過下列反應(yīng)可以制備特種陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g) MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)　ΔH>0，該反應(yīng)在某密閉容器中達(dá)到平衡。下列分析正確的是(　　) A．恒溫恒容時，充入CO氣體，達(dá)到新平衡時增大 B．容積不變時，升高溫度，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小 C．恒溫恒容時，分離出部分SO2氣體可提高M(jìn)gSO4的轉(zhuǎn)化率 D．恒溫時，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小 解析：選C　恒溫恒容時，充入CO氣體，由于反應(yīng)物中只有CO為氣體，相當(dāng)于加壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動，達(dá)到新平衡時減小，故A錯誤；正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，CO2和SO2的相對分子質(zhì)量均比CO大，因此混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大，故B錯誤；分離出SO2，減小生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，MgSO4消耗量增大，即轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，故D錯誤。 7.在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng)：2X(g) Y(g)，T1、T2溫度下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時間t的變化如圖所示，下列敘述正確的是(　　) A．該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量大于進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量 B．T2溫度下，在0～t1時間內(nèi)，v(Y)＝ molL－1min－1 C．M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆 D．M點(diǎn)時再加入一定量的X，平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小 解析：選C　由圖可知，T1時反應(yīng)先達(dá)到平衡狀態(tài)，則有T1>T2，而溫度越高，平衡時c(X)的值越大，說明溫度升高，平衡逆向移動，則有ΔH<0；M、W兩點(diǎn)對應(yīng)的反應(yīng)均達(dá)到了相應(yīng)溫度下的平衡狀態(tài)，且T1溫度下的Δc(X)小于T2溫度下的Δc(X)，故M點(diǎn)放出的熱量小于W點(diǎn)，A錯誤；由圖可知，T2溫度下，在0～t1時間內(nèi)，v(X)＝ molL－1min－1，則有v(Y)＝v(X)＝ molL－1min－1，B錯誤；M點(diǎn)溫度高于N點(diǎn)溫度，故M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正大于N點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正，又因?yàn)镹點(diǎn)時的v正>v逆，所以M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆，C正確；M點(diǎn)時再加入一定量的X，與縮小容器的體積達(dá)到的平衡等效，則平衡后X的轉(zhuǎn)化率增大，D錯誤。 8.已知：(HF)2(g) 2HF(g)　ΔH>0，平衡體系的總質(zhì)量m(總)與總物質(zhì)的量n(總)之比在不同溫度下隨壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．溫度：T1v(a) D．當(dāng)＝30 gmol－1時，n(HF)∶n[(HF)2]＝2∶1 解析：選C　平衡體系的總質(zhì)量m(總)與總物質(zhì)的量n(總)之比即為混合氣體的平均摩爾質(zhì)量，壓強(qiáng)一定時，升高溫度，(HF)2(g) 2HF(g)正向移動，n(總)增大，由于m(總)不變， 則減小，由圖可知，溫度：T1>T2，A錯誤；平衡常數(shù)K隨溫度變化而發(fā)生變化，與壓強(qiáng)大小無關(guān)，升高溫度，平衡正向移動，平衡常數(shù)K增大，故平衡常數(shù)關(guān)系為K(a)＝K(c)T2，溫度升高，反應(yīng)速率加快，故反應(yīng)速率：v(b)>v(a)，C正確； n(HF)∶n[(HF)2]＝2∶1時，混合氣體中＝≈26.7 gmol－1，D錯誤。 9．某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對化學(xué)平衡的影響，得到如圖所示變化規(guī)律(圖中p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量)。根據(jù)圖示規(guī)律判斷，下列結(jié)論正確的是(　　) A．反應(yīng)Ⅰ：ΔH＞0，p2＞p1 B．反應(yīng)Ⅱ：ΔH＜0，T1＜T2 C．反應(yīng)Ⅲ：ΔH＞0，T2＞T1或ΔH＜0，T2＜T1 D．反應(yīng)Ⅳ：ΔH＜0，T2＞T1 解析：選C　反應(yīng)Ⅰ中溫度升高，X的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH＜0，壓強(qiáng)增大平衡向正反應(yīng)方向移動，X的轉(zhuǎn)化率升高，故p2＞p1，A錯誤；反應(yīng)Ⅱ中T1溫度下反應(yīng)先達(dá)到平衡，說明T1＞T2，溫度降低，n(Z)增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH＜0，B錯誤；反應(yīng)Ⅳ中，若T2＞T1，則溫度升高，X的平衡轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，D錯誤。 10．反應(yīng)aM(g)＋bN(g) cP(g)＋dQ(g)達(dá)到平衡時，M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如圖所示。其中z表示反應(yīng)開始時N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說法正確的是(　　) A．同溫同壓同z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加 B．同壓同z時，升高溫度，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加 C．同溫同z時，增加壓強(qiáng)，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加 D．同溫同壓時，增加z，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加 解析：選B　可逆反應(yīng)中，催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，A錯誤；由題給圖像可知，M的體積分?jǐn)?shù)隨著溫度升高而降低，即溫度升高，平衡右移，故平衡時生成物Q的體積分?jǐn)?shù)增加，B正確；由題給圖像可知，同為650 ℃、z＝2.0，壓強(qiáng)為1.4 MPa時，y(M)＝30%，而壓強(qiáng)為2.1 MPa時，y(M)＝35%，即增大壓強(qiáng)，平衡左移，故平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)減小，C錯誤；由題給圖像可知，同溫同壓時，若N的物質(zhì)的量增加，而M的物質(zhì)的量不變，則盡管z越大，y(M)減小，平衡右移，但Q增加的物質(zhì)的量遠(yuǎn)小于加入的N的物質(zhì)的量，此時Q的體積分?jǐn)?shù)減小，D錯誤。 11．一定條件下，向一容積固定的密閉容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，發(fā)生2SO2＋O22SO3　ΔH<0，一段時間后達(dá)到平衡，SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol、c mol，按要求回答下列問題。 (1)平衡后，通入2 mol SO2，則SO2的轉(zhuǎn)化率________，O2的轉(zhuǎn)化率________。(填“增大”“減小”或“不變”，下同) (2)平衡后，通入2 mol SO2、1 mol O2，則SO2的轉(zhuǎn)化率________，O2的轉(zhuǎn)化率_______，SO2的百分含量_______，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。 (3)平衡后，通入a mol SO2、b mol O2、c mol SO3，則SO2的轉(zhuǎn)化率________，O2的轉(zhuǎn)化率________，SO2的百分含量________，O2的百分含量_______，SO3的百分含量________。 (4)平衡后，通入2 mol SO3，則平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。 (5)平衡后，升溫，則SO2轉(zhuǎn)化率________，O2的轉(zhuǎn)化率_______，SO2的百分含量_______，O2的百分含量______，SO3的百分含量________。 答案：(1)減小　增大　(2)增大　增大　減小　減小　增大　(3)增大　增大　減小　減小　增大　(4)逆反應(yīng)　減小　減小　增大　(5)減小　減小　增大　增大　減小 12．(2017全國卷Ⅱ)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問題： (1)正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1 已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g) ΔH2＝－119 kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH3＝－242 kJmol－1 反應(yīng)①的ΔH1為________ kJmol－1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是________(填標(biāo)號)。 A．升高溫度　　　　　　 B．降低溫度 C．增大壓強(qiáng) D．降低壓強(qiáng) (2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是____________________。 (3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590 ℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是________________________、________________________；590 ℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是___________ __________________________________。 解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，可得①＝②－③，則ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJmol－1＋242 kJmol－1＝123 kJmol－1。反應(yīng)①為氣體總體積增大的反應(yīng)，在溫度相同時降低壓強(qiáng)有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，故x<0.1。反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于平衡正向移動，A項(xiàng)正確；降低壓強(qiáng)平衡向氣體總體積增大的方向移動，D項(xiàng)正確。(2)結(jié)合圖(b)可看出隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，丁烯產(chǎn)率先升高后降低，這是因?yàn)闅錃馐巧晌?，?dāng)n(氫氣)/n(丁烷) 逐漸增大時，逆反應(yīng)速率加快，故丁烯的產(chǎn)率逐漸降低。(3)在590 ℃之前隨溫度升高丁烯產(chǎn)率逐漸增大，這是因?yàn)闇囟壬卟粌H能加快反應(yīng)速率，還能促使平衡正向移動；但溫度高于590 ℃時，丁烯高溫裂解生成短鏈烴類，導(dǎo)致丁烯產(chǎn)率快速降低。 答案：(1)123　小于　AD　(2)氫氣是產(chǎn)物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應(yīng)速率增大 (3)升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行　溫度升高反應(yīng)速率加快　丁烯高溫裂解生成短鏈烴類 13．(2019濟(jì)南模擬)綠水青山就是金山銀山，我國科研人員在探究如何降低大氣中氮氧化物與碳氧化物的含量方面做出了巨大貢獻(xiàn)，并取得了顯著的成績。 (1)下列關(guān)于氮氧化物與碳氧化物的說法中正確的是________(填標(biāo)號)。 A．CO2、NO2均屬于酸性氧化物 B．NO、CO均不能用排空氣法收集 C．除去NO中混有的NO2的方法是將混合氣體通入足量氫氧化鈉溶液中 D．除去CO中混有的CO2的方法是將混合氣體通入足量氫氧化鈉溶液中 (2)已知： N2(g)＋O2(g) 2NO(g)　ΔH1＝＋180.5 kJmol－1； CO(g) C(s)＋O2(g)　ΔH2＝＋110.5 kJmol－1； C(s)＋O2(g) CO2(g)　ΔH3＝－393.5 kJmol－1。 則反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝____________。 (3)反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)可用于凈化汽車尾氣，已知570 K時該反應(yīng)的反應(yīng)速率極慢，平衡常數(shù)極大。由此可知，提高尾氣凈化效率的最佳途徑是______________________；若要凈化汽車尾氣的同時提高該反應(yīng)的反應(yīng)速率和NO的轉(zhuǎn)化率，且只改變一個反應(yīng)條件，則應(yīng)采取的措施是________________。 (4)某科研小組根據(jù)反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)來探究起始反應(yīng)物的碳氮比對污染物 去除率的影響。T ℃時，向體積為1 L的恒容密閉容器中充入總物質(zhì)的量為4 mol的NO和CO混合氣體，并加入一定量的固體催化劑進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得平衡體系中氣體組分的轉(zhuǎn)化率和氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)的變化如圖所示。 ①根據(jù)圖像推測曲線轉(zhuǎn)化率1表示的是________(填“CO”或“NO”)。 ②A點(diǎn)時，＝________，此時反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。 (5)煤炭在O2/CO2的氣氛中燃燒會產(chǎn)生CO，有人提出，可以設(shè)計反應(yīng)2CO(g)===2C(s)＋O2(g)來消除CO的污染。該提議____________(填“可行”或“不可行”)，理由是________________________________________________。 解析：(1)A項(xiàng)，CO2屬于酸性氧化物，NO2與水反應(yīng)生成硝酸和NO，不屬于酸性氧化物，錯誤；B項(xiàng)，NO能與O2反應(yīng)，CO的密度與空氣的密度接近，均不能用排空氣法收集，正確；C項(xiàng)，NO、NO2都能和氫氧化鈉反應(yīng)，除去NO中混有的NO2的方法是將混合氣體通入水中，錯誤；D項(xiàng)，除去CO中混有的CO2的方法是將混合氣體通入足量氫氧化鈉溶液中，CO2與氫氧化鈉反應(yīng)而CO不反應(yīng)，正確。(2)將已知三個反應(yīng)依次編號為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，由②2－①＋2③得反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝2ΔH2－ΔH1＋2ΔH3＝2110.5 kJmol－1－180.5 kJmol－1－2393.5 kJmol－1＝－746.5 kJmol－1。(3)研制高效催化劑可提高反應(yīng)速率，解決反應(yīng)極慢的問題，有利于尾氣的轉(zhuǎn)化；增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向移動，即正反應(yīng)方向，NO的轉(zhuǎn)化率增大。(4)①起始反應(yīng)物的碳氮比越大，NO的轉(zhuǎn)化率越大，根據(jù)圖像推測曲線轉(zhuǎn)化率1表示的是NO。②反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)中NO和CO的化學(xué)計量數(shù)相等，A點(diǎn)時，兩者的轉(zhuǎn)化率相等，均為80%，故＝1，此時各物質(zhì)的濃度分別為0.4 molL－1、0.4 molL－1、0.8 molL－1、1.6 molL－1，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝80。(5)設(shè)計反應(yīng)2CO(g)===2C(s)＋O2(g)來消除CO的污染的提議不可行，理由是該反應(yīng)ΔH>0、ΔS<0，則ΔH－TΔS>0，該反應(yīng)在任何情況下都不能自發(fā)進(jìn)行。 答案：(1)BD　(2)－746.5 kJmol－1 (3)研制高效催化劑　增大壓強(qiáng)　(4)①NO?、?　80 (5)不可行　該反應(yīng)ΔH>0、ΔS<0，則ΔH－TΔS>0，該反應(yīng)在任何情況下都不能自發(fā)進(jìn)行