2022届高三化学高考备考一轮复习化学化学平衡有关计算专项训练

这是一份2022届高三化学高考备考一轮复习化学化学平衡有关计算专项训练，共27页。试卷主要包含了单选题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（15题）
1．一定条件下，将三组CO(g)和H2O(g)分别通入体积均为2L的恒容密闭容器中，进行反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，得到如下数据：
下列说法错误的是
A．实验1中，前5minCO的平均速率为0.16ml·L-1·min-1
B．与实验2相比，实验3改变的条件可能是温度
C．平衡常数：实验1>实验2
D．CO平衡转化率：实验1>实验2
2．在某一恒温容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)+B(g)2C(g)。反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A．0~t2时，v正>v逆
B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加入C
C．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数Ⅰ>Ⅱ
D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数KⅠ0
B．N点的平衡常数为0.08
C．若将容器I的容积改为1L，T1温度下达到平衡时NO的转化率为25%
D．图中M点所示条件下，再通入CO、N2各2ml，此时v(正)＞v(逆)
4．某温度下，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=1，该温度下在体积均为1L的甲、乙两个恒容密闭容器中，投入CO(g)和H2O(g)的起始浓度及5min时的浓度如表所示。
下列判断不正确的是
A．甲中0-5min平均反应速率V(CO)=0.004ml•L-1•min-1
B．反应开始时，乙中反应速率快
C．x=y=0.16
D．平衡时，乙中的转化率是50%，C(CO)是甲中的2倍
5．在1L恒容密闭容器中充入体积比为3∶1的H2和CO2二者在催化剂、加热条件下反应可以合成乙烯：6H2+2CO2CH2=CH2+4H2O(g)(放热反应)，不同温度对CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率的影响如图所示。下列有关说法正确的是
A．其他条件相同时，M点的反应速率比N点大
B．N点对应温度下的催化剂的催化效率比M点对应温度下的高
C．其他条件相同时，N点的平衡常数比M点的大
D．M点时，产物乙烯的体积分数为7.7%
6．一定条件下的2L密闭容器中，发生2A(s)2B(g)+C(g)反应，反应物A的物质的量随反应时间的变化情况见表，下列说法正确的是
A．500℃时，前10minB的平均反应速率为0.034ml·L-1·min-1
B．该反应的△H>0
C．再加入少量A，B的平衡浓度增大
D．若将容器体积缩小，A的平衡转化率增大
7．某温度下，在体积为2L的刚性容器中加入1ml环戊烯(

)和2mlI2发生可逆反应(g)+I2(g)(g)+2HI(g) △H>0，实验测定容器内压强随时间变化关系如图所示。下列说法错误的是
A．0~2min内，环戊烯的平均反应速率为0.15ml·L-1·min-1
B．环戊烯的平衡转化率为75%
C．有利于提高环戊烯平衡转化率的条件是高温低压
D．该反应平衡常数为5.4ml·L-1
8．已知：，均难溶于水，，离子浓度时认为其沉淀完全。时，，的沉淀溶解平衡曲线如图所示，其中，或。下列叙述正确的是
A．时，的数量级为
B．时，点对应为的饱和溶液
C．时，的平衡常数
D．时，向浓度均为的和的混合溶液中加入溶液，当恰好完全沉淀时，溶液中
9．T°C时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mlPCl5，反应PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表。下列说法正确的是
A．反应在前50s内的平均速率为v（PCl3）=0.0032ml·L-1·s-1
B．反应350s时，反应放出的Cl2的体积为4.48L
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0mlPCl5、0.20mlPCl3和0.20mlCl2达到平衡前v正0
B．其他条件不变，升高温度，溶液中c(I)减小
C．该反应的平衡常数表达式为K=
D．25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于689
11．乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下[起始时，n(H2O)=n(C2H4)=1 ml，容器体积为1 L]。
下列分析不正确的是
A．乙烯气相直接水合反应的ΔH＜0
B．图中压强的大小关系为p1>p2>p3
C．图中a点对应的平衡常数K=
D．达到平衡状态a、b所需要的时间：a>b
12．均为1L的密闭容器中进行实验，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数ω(HI)与反应时间t的关系如表：
研究发现上述反应中v(正)=ka·ω(H2)·ω(I2)，v(逆)=kb·ω2(HI)，其中ka、kb为常数。下列说法正确的是
A．温度为T时该反应的
B．容器Ⅰ中前20min的平均速率v(HI)=0.0125ml·L-1·min-1
C．若起始时，向容器I中加入物质的量均为0.1ml的H2、I2、HI，反应逆向进行
D．容器Ⅱ中达到平衡时的转化率为20%
13．在体积可变的恒压密闭容器中，一定量的CO2与足量碳发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图。下列说法正确的是
A．升高温度，反应速率增大，K减小
B．550 ℃时，在平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
C．650 ℃时，CO2的平衡转化率为25.0％
D．T1 ℃时，在平衡体系中充入等体积的CO2和CO，平衡将向左移动
14．羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将10mlCO和一定量的H2S混合加热并达到下列平衡： ，平衡后CO物质的量为8ml。下列说法正确的是
A．起始时H2S的物质的量为7ml
B．CO、H2S的转化率之比为1：1
C．升高温度，COS浓度减小，表明该反应是吸热反应
D．恒温下向平衡体系中再加入CO、H2S、COS、H2各1ml，平衡不移动
15．t℃时，在恒容密闭容器中发生反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)ΔH，不同温度下容器中各组分浓度如下：
已知：350℃时，反应经5min达到平衡状态。
下列说法不正确的是
A．该反应的ΔH＜0
B．350℃时，5min内该反应平均速率v(Y)=0.03ml·L-1·min-1
C．350℃达到平衡后再通入少量Y(g)，达到新平衡时，X转化率增大
D．350℃时，该反应的平衡常数K=40
二、原理综合题（4大题）
16．I.施莱辛格(Schlesinger)等人提出可用NaBH4与水反应制氢气：+2H2O=+4H2↑(反应实质为水电离出来的H+被还原)。研究表明，该反应生成H2的速率受外界条件影响。表格为pH和温度对NaBH4半衰期的影响(半衰期是指反过程中，某物质的浓度降低到初始浓度一半时所需的时间)。
（1）已知NaBH4完全与水反应后所得溶液显碱性，用离子方程式表示出溶液显碱性的原因___，溶液中各离子浓度大小关系为___。
（2）从表格可知，温度对NaBH4与水反应速率产生怎样的影响?___。
（3）反应体系的pH为何会对NaBH4与水反应的反应速率产生影响?___。
Ⅱ.肼(N2H4)又称联氨，常温下是一种无色油状液体，沸点为113.5℃。一定时间内，肼和氧气在不同温度和催化剂条件下生成不同产物的情况如图所示：
温度较低时主要发生反应①：N2H4+O2N2+2H2O
温度较高时主要发生反应②：N2H4+2O22NO+2H2O
不考虑其他反应，不考虑催化剂活性受温度影响，完成下列填空：
（4）若反应①在250℃时的平衡常数为K1，350℃时的平衡常数为K2，则K1___K2(填“＞”“＜”或“=”)。
（5）反应②在1100℃时达到平衡后，下列措施中能使容器中增大的有___(填标号)。
A．恒容条件下，充入He气B．增大容器体积
C．恒容条件下，充入N2H4D．使用更加高效的催化剂
（6）若将n ml肼和2n mlO2充入某容积n L的刚性容器中，在800℃和一定压强、合适催化剂的作用下，反应①和②同时达到平衡，实验测得N2的产率为x，NO的产率为y，则该条件下反应②的平衡常数K=___(用x、y的代数式表示，不必化简)。
17．“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一、请回答下列问题：
（1）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.5 kJ·ml-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·ml-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH3=-221 kJ·ml-1
若某反应的平衡常数表达式为K=，则此反应的热化学方程式为_______。
（2）N2O5在一定条件下可发生分解反应：2N2O5(g) ⇌4NO2(g)+O2(g)，某温度下向恒容密闭容器中加入一定量N2O5，测得N2O5浓度随时间的变化如表：
①反应开始时体系压强为p0，第2 min时体系压强为p1，则p1∶p0=_______。2~5 min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为_______。
②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a.NO2和O2的浓度比保持不变 b.容器中压强不再变化
c.2正(NO2)=逆(N2O5) d.气体的密度保持不变
（3）Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：NO2(g)+CO(g) ⇌NO(g)+CO2(g)，该反应中正反应速率正=k正·p(NO2)·p(CO)，逆反应速率逆=k逆·p(NO)·p(CO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为_______(用k正、k逆表示)。
（4）如图是密闭反应器中按n(N2)∶n(H2)=1∶3投料后，在200℃、400℃、600℃下，合成NH3反应达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。
曲线a对应的温度是_______。
18．温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点，合理利用燃料废气中的CO2，也是实现“碳中和”的途径之一、回答下列问题：
（1）CO2与CH4重整可以同时利用两种温室气体，过程中涉及如下反应：
I．CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247.41kJ·ml-1
Ⅱ．CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2
Ⅲ．CH4(g)+O2(g) CO(g)+2H2(g) ΔH3=-35.6kJ·ml-1
①已知：O2(g)+H2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ·ml-1，则ΔH2=___________kJ·ml-1。
②一定条件下，向体积为V L的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0ml及少量O2，测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示，x曲线代表___________(填化学式)产量变化，1100K时，CH4与CO2的转化率分别为95％和90％，反应I的平衡常数K=___________(ml·L-1)2(写出计算式，用含a、b、V的代数式表示)。
（2）在催化剂作用下CO2和H2合成甲酸涉及以下反应：
I．CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) ΔH1＜0
II．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
刚性容器中CO2(g)和H2(g)按物质的量1：1投料，平衡时HCOOH和CO的选择性随温度变化如图所示。
①曲线a随温度升高而下降的原因是___________，为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时HCOOH的选择性，应选择的反应条件为___________(填标号)。
A．低温、低压 B．高温、高压
C．高温、低压 D．低温、高压
②240℃时，容器内压强随温度的变化如下表：
反应I的速率可表示为v=k·p(CO2)·p(H2)(k为常数)，则反应在60min时v=___________(用含p0、k的式子表示)。
19．研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。
（1）发射“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)，N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热。
已知：①C2H8N2(l)+4O2(g)=2CO2(g)+N2(g)+4H2O(l) ΔH1
②2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH2
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3
请写出上述反应的热化学方程式：___________。
（2）碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：
第一步：I2(g)→2I(g) (快反应)
第二步：I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) (慢反应)
第三步：IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g) (快反应)
实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5 (k为速率常数)。
下列表述正确的是___________。
A．N2O分解反应中，k值与碘蒸气浓度大小有关
B．第二步对总反应速率起决定作用
C．第二步活化能比第三步大
D．IO为反应的催化剂
（3）为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ΔH=–746.8kJ·ml-1。实验测得：v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。
①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数___________(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
②若在2L的密闭容器中充入1mlCO和1mlNO，在一定温度下达到平衡时，达平衡时总压为起始时的0.9倍，则k正/k逆=___________。(保留小数点后两位)
（4）实验室用NaOH溶液处理NOx，已知Ksp(AgNO2)=2×10-8，某吸收液中溶质只含NaNO2，溶液中c()=1.0×10-4ml·L-1，取该溶液5mL，加1滴0.1ml·L-1的AgNO3溶液混合均匀(20滴约为1mL)，估算___________(填“能”或“不能”)产生AgNO2沉淀。当完全沉淀时，c(Ag+)=___________
（5）一种以液态肼(N2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900℃时，O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。请写出负极电极反应式：___________。
实验组
温度/°C
起始时/ml
平衡时/ml
达到平衡所需时间/min
CO
H2O
CO2
1
650
4
2
1.6
5
2
900
2
1
0.4
3
3
？
2
1
0.4
0.1
容器
起始物质的量
NO
CO
I
1ml
3ml
II
6ml
2ml
甲
乙
起始浓度
5min时浓度
起始浓度
5min时浓度
c(CO)/ml/L
0.1
0.08
0.2
x
c(H2O)/ml/L
0.1
0.08
0.2
y
时间/min
物质的量/ml
温度/℃
0
5
10
15
20
25
500
1.0
0.8
0.66
0.56
0.50
0.50
600
1.0
0.50
0.30
0.20
0.20
0.20
t/s
0
50
150
250
350
n（PCl3）/ml
0
0.16
0.19
0.20
0.20
t/℃
5
15
25
35
50
K
1 100
841
689
533
409
容器编号
起始物质
t/min
0
20
40
60
80
100
Ⅰ
0.5mlI2、0.5mlH2
ω(HI)/%
0
50
68
76
80
80
Ⅱ
1mlHI
ω(HI)/%
100
91
84
81
80
80
物质
X
Y
Z
初始浓度/ml·L-1
0.1
0.2
0
平衡浓度/ml·L-1
350℃
0.05
0.05
0.1
400℃
0.08
0.14
0.04
体系pH
不同温度下NaBH4的半衰期(min)
0℃
25℃
50℃
75℃
8
4.32×100
6.19×10-1
8.64×10-2
1.22×10-2
10
4.32×102
6.19×101
8.64×100
1.22×100
12
4.32×104
6.19×103
8.64×102
1.22×102
14
4.32×106
6.19×105
8.64×104
1.22×104
t/min
0
1
2
3
4
5
c(N2O5)/(ml·L-1)
1.00
0.71
0.50
0.35
0.25
0.17
时间/ min
0
20
40
60
80
压强/ MPa
P0
0.91 P0
0.85 P0
0.80 P0
0.80 P0
参考答案
1．B
【详解】
A．实验1中，参加反应的一氧化碳的物质的量为1.6ml，前5min用一氧化碳表示的速率为1.6ml2L5min=0.16ml·L-1·min-1，A正确；
B．实验3和实验2相比，起始量、平衡量均相等，但达到平衡所用的时间实验3短，说明实验3的反应速率快，因此改变的条件为使用了催化剂，B错误；
C．实验1列三段式：
平衡常数，CO转化率：
实验2列三段式：
平衡常数，CO转化率：平衡常数：实验1>实验2，C正确；
D．由C选项可知，CO平衡转化率：实验1>实验2，D正确；
答案选B。
2．B
【分析】
根据图像中v逆的变化判断，在0~t1的时间段平衡向正反应方向移动，v逆在增大，在t1~t2时间段内，v逆不变，达到平衡，在t2时改变外界条件，发现逆反应速率突然增大，但在达到平衡后，逆反应速率没有发生变化，说明最终达到的平衡是等效，根据反应特点是气体体积不变的反应，在容器体积随气体的体积变化而变化，故浓度保持不变，故最终达到的平衡时反应速率不变。
【详解】
A．在t1~t2时间段内，v逆保持不变，说明达到平衡，v正=v逆，故A不正确；
B．t2时刻v逆突然增大，且达到平衡时v逆和t1~t2时间段内速率相等，说明改变的条件向密闭容器中加入C，由于是等体积气体的反应，容器体积发生了变化，故平衡未发生移动，故B正确；
C．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，由于等体反应及平衡速率没有发生变化，说明A的体积分数Ⅰ=Ⅱ，故C不正确；
D．平衡常数只与温度有关，根据题目中温度恒定，说明Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数KⅠ=KⅡ，故D不正确；
故选答案B。
【点睛】
此题考查速率图像中部分图线的理解，根据逆反应速率的变化可以判断平衡移动的方向，及达到平衡的时间，该反应的特点是个容积可变，且又是等体反应，故容器体积随气体的变化而变化，实质是浓度保持不变的反应，根据速率的影响因素判断图像中速率特点。
3．D
【分析】
T1温度下M点和N点的温度相同，化学平衡常数相等，由图可知，M点二氧化碳的物质的量为1ml，由方程式可知，平衡时一氧化氮、一氧化碳、氮气和二氧化碳的浓度分别为=2.5ml/L、=0.5ml/L、×=0.25ml/L、=0.5ml/L，则平衡常数K==0.04。
【详解】
A．由图可知，温度升高，平衡时二氧化碳的物质的量减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，反应ΔH0，B正确；
C．A物质是固体，温度不变情况下，平衡常数不变，B、C物质浓度的比值也不变，则再加入少量A，B的平衡浓度不变，C错误；
D．若将容器体积缩小，则体系压强增大，平衡朝着气体物质系数减少的方向移动，即平衡逆向移动，则A的平衡转化率减小，D错误；
故选B。
7．D
【详解】
A．根据图中信息可知，容器内起始总压为，2min时总压为，平衡时总压为，恒温恒容，压强之比等于物质的量之比()，即，，列“三段式”如下：
列方程：，则，，A项正确；
B．平衡时，，，列“三段式”如下：
，则，环戊烯的平衡转化率为，B项正确；
C．该反应为吸热反应，且生成物中气体的系数之和大于反应物中气体系数之和，升高温度，减小压强有利于提高环戊烯平衡转化率，C项正确；
D．该反应平衡常数，D项错误；
故选D。
8．D
【详解】
A．时，，的数量级为，A项错误；
B．时，点位于曲线上方，点对应为的过饱和溶液，B项错误；
C．由图可知，时，，的平衡常数，C项错误；
D．当恰好完全沉淀时，溶液中，，D项正确；
答案选D。
9．D
【详解】
A．由题给数据可知，反应在前50s内的平均速率为v（PCl3）=0.0016ml·L-1·s-1，故A错误；
B．由题给数据知，反应350s时，反应已达到平衡，缺标准状况，无法计算生成0.20ml三氯化磷时，生成氯气的体积，故B错误；
C．由题给数据知，反应250s时，反应已达到平衡，由方程式可知，平衡时五氯化磷、三氯化磷和氯气的物质的量分别为1.0ml—0.20ml=0.80ml、0.20ml、0.20ml，反应的平衡常数为K==0.025，相同温度下，起始时向容器中充入1.0mlPCl5、0.20mlPCl3和0.20mlCl2时，浓度熵Qc==0.02＜K，则反应向正反应方向移动，反应速率v正＞v逆，故C错误；
D．该反应为气体体积增大的反应，若平衡时，恒容密闭容器中再充入1.0mlPCl5（g），相当于增大压强，增大压强，平衡向逆反应方向移动，五氯化磷的体积分数增大，故D正确；
故选D。
10．B
【详解】
A．温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，ΔH