2022届高考化学一轮复习常考题型39基于化学平衡的有关计算含解析

这是一份2022届高考化学一轮复习常考题型39基于化学平衡的有关计算含解析，共22页。试卷主要包含了单选题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（共15题）
1．完全相同的两个恒容容器甲和乙，已知甲中装有SO2、O2各1 g，乙中装有SO2、O2各2 g，在同一温度下反应，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达平衡后，甲中SO2的转化率为a%，乙中SO2的转化率为b%，则( )
A．a%＞b%B．a%＜b%C．a%＝b%D．无法判断
2．一定条件下，容积固定的密闭容器中，对于可逆反应，若X、Y、Z的起始浓度分别为、、（均不为零），达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度分别为、、，则下列判断不合理的是（ ）
A．
B．达到化学平衡状态时，Y和Z的生成速率之比为2：3
C．达到化学平衡状态时，容器内的压强不再变化
D．的取值范围为
3．180℃时，将0.5 ml H2和1 ml CO2通入1L的恒容密闭容器中，反应生成甲醇蒸气(CH3OH)和某无机副产物，测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示。下列说法中不正确的是
A．该反应的化学方程式：
B．在0~3 min内，CH3OH的平均反应速率为
C．在3~10 min内，反应仍未达到平衡状态
D．10 min时，再通入0.5 ml H2和1 ml CO2，可提高H2和CO2的转化率
4．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔHK2
C．新平衡时，Z的浓度大于原平衡2倍，K1=K2
D．反应过程中，化学反应速率同等程度增大，K1=K2
12．在一个2L的密闭容器中,发生反应: 2SO3 (g) 2SO2 (g)+ O2 (g) — Q (Q>0)，其中SO3的物质的量随时间变化如图所示，下列判断错误的是
A．0～8min内v(SO3)=0.025ml/(L·min)
B．8min时，v逆(SO2)=2v正(O2)
C．8min时，容器内压强保持不变
D．若8min时将容器压缩为1L，n(SO3)的变化如图中a
13．密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。测得某一时刻SO2、O2、SO3物质的量浓度分别为0.2 ml·L－1、0.1 ml·L－1、0.2 ml·L－1。当反应达到平衡时，下列数据可能存在的是( )
A．SO2、O2浓度分别为0.4 ml·L－1、0.2 ml·L－1
B．SO3浓度为0.25 ml·L－1
C．SO3浓度为0.4 ml·L－1
D．SO3、SO2浓度均为0.15 ml·L－1
14．T℃，将2 ml X和1 ml Y充入体积为1L的密闭容器中，已知：2X(g)+Y(g) 2Z(s)△H=-M kJ·ml-1。10 min后达到平衡，生成0.2 ml Z，共放出热量N kJ，下列说法正确的是
A．在10 min时，X的反应速率为0.02 ml·L-1·min-l
B．在0～10 min内，Y的反应速率为 ml·L-1·min-l
C．无法计算该温度下Y的平衡转化率
D．反应达平衡后，保持T℃，通入稀有气体增加压强，则化学反应速率变快
15．在2 L恒容绝热(不与外界交换能量)容器中进行2A(g) +B(g) =2C(g)+D(s)反应，按下表数据投料，反应10 s后达到平衡状态，测得体系压强升高，前10s内v(A)= 0.025 ml/(L•s)。下列说法正确的是
A．达平衡时,2v正（A）=v逆(B) B．平衡后，增加D的量,平衡逆向移动
C．到达平衡时，n(B) =0.5 ml D．温度升高，该反应的平衡常数减小
二、计算题（共6题）
16．恒温下，将a ml N2与b ml H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2 (g) ＋ 3 H2(g) 2NH3(g)。
（1）若反应某时刻t时，n t (N2) = 13 ml，n t (NH3) = 6 ml，则a =____ml；
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），其中NH3的含量(体积分数)为25%，平衡时NH3的物质的量_____；
（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写出最简整数比、下同），n(始)∶n(平) =______；
（4）原混合气体中，a∶b =_____；
（5）达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α(N2)∶α(H2)= ______；
（6）平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) =______。
17．一定温度下，在1L恒容密闭容器中充入一定量C2H4(g)和H2O(g)，发生如下反应：，测得C2H4(g)的转化率(α)与时间(t)的关系如图所示。其中T1、T2表示温度，速率方程：v正=k正·c(C2H4)·c(H2O)，v逆=k逆·c(CH3CH2OH)(k是速率常数，只与温度有关)。
(1)N点：______（填“＞”“＜”或“＝”）。
(2)温度为T1时，测定平衡体系中c(H2O)=0.25 ml·L-1，则______L·ml -1。
18．已知CH4与CO2在一定条件下能发生反应，CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H＝+247.0 kJ·ml-1。在两个体积均为2L的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在温度为753K下发生反应，CO2的平衡转化率如下表所示：
(1)若容器A中反应从开始到平衡所用的时间为t min，则t min内该反应的平均反应速率为：v(CO2)＝___________(用含t的表达式表示)。
(2)温度为753K时该反应的平衡常数K＝________；容器B中的反应起始时将_________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)反应达到平衡时，其他条件不变，升高温度，此时v正________v逆(填“>”、“＝”或“”、“＝”或“”、“c+d，据此解答。
【详解】
保持温度不变压强增大至原来的2倍，将容器的容积压缩到原来容积的一半，假定平衡不移动，Y浓度变为原来的2倍，达到新平衡时，物质Y的浓度是原来的1.6倍，说明平衡向正反应方向移动，则应由a+b＜c+d，
A．平衡向正反应方向移动，温度不变K值不变，K2=K1，选项A错误；B．新平衡时Y的浓度为原来的1.6倍，浓度增大，平衡向正反应方向移动，温度不变则K1=K2，选项B错误；C．新平衡时，平衡正向移动，体积为原来的一半但Z的物质的量增大，浓度大于原平衡的2倍，K1=K2，选项C正确；D．反应过程中，化学反应速率均增大，未达平衡前正反应速率大于逆反应速率， K1=K2，选项D错误；答案选C。
【点睛】
本题考查化学平衡移动的影响，题目难度不大，本题注意用假定法判断，如果平衡不移动，则达到平衡时Y的浓度为原来的2倍，根据实际Y的浓度，判断平衡移动。
12．D
【详解】
A、0～8 min内v（SO3）==0.025ml/（L•min），选项A正确；
B、8min时，n(SO3)不再变化，说明反应已达平衡，v逆(SO2)= v正(SO2)=2v正(O2)，选项B正确；
C、8min时，n(SO3)不再变化，说明各组分浓度不再变化，容器内压强保持不变，选项C正确；
D、若8min时压缩容器体积时，平衡向气体体积减小的逆向移动，但纵坐标是指物质的量，不是浓度，SO3的变化曲线应为逐变不可突变，选项D错误；
答案选D。
【点睛】
本题考查了化学反应速率的求算、平衡常数、平衡状态的判断、平衡移动的图象分析，明确概念是解题的关键。
13．B
【分析】
化学平衡研究的对象为可逆反应．化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，据此判断分析。
【详解】
A．SO2和O2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2ml/L、0.1ml/L，因可逆反应，实际变化应小于该值，所以SO2小于 0.4ml/L，O2小于0.2ml/L，A错误；
B．如果反应向正反应方向进行，消耗SO2为0.05ml/L，O2为0.025ml/L，平衡时SO3为0.25ml/L，B正确；
C．SO3的浓度增大，说明该反应向正反应方向进行建立平衡，若二氧化硫和氧气完全反应，SO3的浓度的浓度变化为0.2ml/L，实际变化小于该值，C错误；
D．SO3、SO2浓度均为0.15 ml·L－1，硫元素不守恒，D错误；
答案选B。
【点睛】
本题考查了化学平衡的建立，关键是利用可逆反应的不完全性，运用极限假设法解答，题目难度不大。
14．B
【详解】
A. 化学反应速率表示的是一段时间内的平均速率，不能表示瞬时速率，故无法计算在10 min时X的反应速率，故A错误；
B. 10 min后达到平衡时，放出热量N kJ，设Y的物质的量减少了a ml，则根据反应方程式有：
2X(g)+Y(g) 2Z(s)△H=-M kJ·ml-1
1ml MkJ
aml NkJ
得a=ml，则v（Y）= = = ml·L-1·min-l，故B正确；
C. 10 min后达到平衡，生成0.2 ml Z，根据反应方程式可知，此时消耗Y的物质的量是0.1ml，则Y的平衡转化率为：×100%=10%，故C错误；
D. 反应达平衡后，保持T℃，通入稀有气体增加压强，但因容器恒容，故反应物的浓度不变，反应速率不变，故D错误；
答案选B。
15．D
【解析】起始时D的物质的量为0，则反应2A （g）+B（g）⇌2C（g）+D（s）只能向正反应进行建立平衡，正反应是气体体积减小的反应，又容器的体积不变，而平衡时压强增大，说明在绝热条件下，混合气体的温度升高了，则该反应的正反应为放热反应。
A．平衡时正逆反应速率相等，且反应速率之比是相应的化学计量数之比，所以根据方程式可知v正（A）＝2v逆(B)，A错误；B．D为固体，平衡时增加D，平衡不发生移动，B错误；C．前10s内v（A）=0.025ml/（L•s），则前10s内v（B）=0.0125ml/（L•s），平衡时消耗B的物质的量为：0.0125ml/（L•s）×10s×2L=0.25ml，所以平衡时B的物质的量为：1ml-0.25ml=0.75ml，C错误；D．该反应为放热反应，升高温度后平衡向着逆向移动，则该反应的平衡常数会减小，D正确；答案选D。
点睛：本题考查了化学平衡及其影响因素，根据题干数据正确判断该反应为放热反应为解答关键，注意熟练掌握影响化学平衡的因素，选项B是易错点，注意D的状态。
16．16 ml 8 ml 5∶4 2∶3 1∶2 3∶3∶2
【分析】
（1）根据化学方程式计算a值；
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），则气体的物质的量是32ml，根据NH3的含量(体积分数)为25%计算氨气的物质的量；
（3）利用差量法计算原混合气体的物质的量；
（4）根据（1）可知a=16，根据（3）可知原混合气体的物质的量是40ml；
（5）利用“三段式”计算N2和H2的转化率之比；
（6）根据“三段式”判断平衡混合气体中各气体的物质的量比；
【详解】
（1）根据N2 (g)＋ 3H2(g)2NH3(g)反应可推知：反应某时刻t时，n (NH3) = 6 ml，则消耗n (N2) =3 ml，开始加入n (N2)= 13ml+ 3ml =16ml；
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），则气体的物质的量是32ml，NH3的含量(体积分数)为25%，所以氨气的物质的量是32ml×25%=8ml；
（3）设反应后气体物质的量减少n；
n=8ml；所以原混合气体的物质的量是32ml+8ml=40ml，原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比40:32=5:4；
（4）根据（1）可知a=16，根据（3）可知原混合气体的物质的量是40ml，所以b=40ml-16ml=24ml；a∶b =16:24=2:3；
（5）

N2的转化率为，H2的转化率为，所以α(N2)∶α(H2)=1:2；
（5）根据
平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) =12:12:8=3:3:2。
17．＞ 16.00
【分析】
根据速率方程以及化学平衡常数的表达式进行计算。
【详解】
(1)反应达到平衡时，υ正=υ逆，即k正·c(C2H4)·c(H2O)=k逆·c(CH3CH2OH)可得平衡常数K=，N点正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，则＞；
(2)温度为T1时，C2H4(g)的平衡转化率为80%，设C2H4的起始浓度为c ml/L，平衡时c(C2H4)=0.2c ml·L−1，c(CH3CH2OH)=0.80c ml·L−1，已知c(H2O)=0.25ml·L−1，则K==。
18．
ml·L-1·min-1 1 逆向 ＞ ＞
【分析】
(1)α=×100%，计算出△n(CO2)，再根据v(CO2)=计算；
(2)根据三段式结合平衡常数K=计算；根据Qc与K的关系判断平衡移动的方向，Qc＞K，平衡逆移，Qc＜K，平衡正移，Qc=K，平衡不移动；
(3)反应的△H＞0，正反应为吸热反应，结合温度对平衡移动的影响分析判断；
(4)结合等效平衡的原理分析判断。
【详解】
(1)△n(CO2)=1ml×50%=0.5ml，v(CO2)==== ml/(L•min)，故答案为：ml/(L•min)；
(2)
平衡常数K===1；容器B中的反应起始时Qc==4＞K=1，平衡逆向移动，故答案为：1；逆向；
(3)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H＝+247.0 kJ·ml-1，△H＞0，正反应为吸热反应，升高温度，平衡正移，正＞逆，故答案为：＞；
(4)实验B相对于实验A相当于增大压强为A的2倍，平衡逆移，故2n(CO)A＞n(CO)B，故答案为：＞。
【点睛】
本题的易错点为(4)，要注意找到B容器与A容器的联系，结合平衡移动的原理分析判断。
19．-99 +41 a 反应①正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小
【详解】
(1)反应热=反应物总键能−生成物总键能，故△H1=1076kJ/ml+2×436kJ/ml −(3×413+343+465)kJ/ml=−99 kJ/ml；
根据盖斯定律：反应②−反应①=反应③，故△H3=△H2−△H1=−58 kJ/ml −(−99 kJ/ml)=+41 kJ/ml，
故答案为：−99；+41；
(2)反应①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的平衡常数表达式；
反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，曲线a正确反映平衡常数K随温度变化关系，
故答案为：；a；反应①正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小；
20．0.2＜b≤1 0.03ml·L－1·min－1 2.25×10—2 BD CD
【详解】
(1)设反应的甲烷的物质的量为x，
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始（ml）1 1 0 0
反应（ml）x x x 3x
平衡（ml）1-x 1-x x 3x
平衡后甲中气体的压强为开始的1.2倍，即物质的量为开始时的1.2倍，则（1ml-x）+（1ml-x）+x+3x=（1 ml +1 ml）×1.2，解得x=0.2ml；若要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，即甲乙等效，由于该反应前后气体的物质的量不等，在等温等体积时，需要转换到方程式一边，物质的量分别相等，则b的最大值为1ml，起始时要维持化学反应向逆反应方向进行，则b要大于0.2ml，因此0.2＜b≤1，故答案为：0.2＜b≤1；
（2）将1.0ml CH4和2.0ml H2O （ g ）通入容积固定为10L的反应室，在一定条件下发生反应I，由图象可知100℃甲烷转化率为50%，故参加反应的甲烷为1ml×50%=0.5ml，则：
CH4 （g）+H2O （g）CO （g）+3H2 （g）
起始量（ml）：1.0 2.0 0 0
变化量（ml）：0.5 0.5 0.5 1.5
平衡量（ml）：0.5 1.5 0.5 1.5
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率==0.03 ml•L-1•min-1，
②100℃时反应I的平衡浓度为c（CH4）=0.05ml/L，c（H2O）=0.15ml/L，c（CO）=0.05ml/L，c（H2）=0.15ml/L，平衡常数K==2.25×10-2；
（3）A、有2个H - H键生成的同时有3个C - H键断裂，只说明逆反应速率，不能说明反应是否达到平衡状态；
B、CO百分含量保持不变，证明各组分不再变化，该反应已经达到了化学平衡状态；
C、该容器为恒温恒压容器，混合气体的压强始终不变，容器中混合气体的压强不变化不能说明反应是否达到了平衡状态；
D、该反应的正反应是气体分子数减小的反应，在恒温恒压容器中建立平衡时气体体积减小，混合气体质量守恒，混合气体密度增大，所以容器中混合气体的密度保持不变说明达到平衡状态；
答案选BD；
（4）A．平衡后将容器的容积压缩到原来的，压强增大，平衡向正反应方向移动，生成物的浓度增大，由于平衡常数不变，结合平衡常数可知，平衡时反应物各组分的浓度都增大，选项A错误；
B．压强增大，正、逆反应速率都增大，但正反应速率增大更多，选项B错误；
C．压强增大，平衡向正反应方向移动，CH3OH 的物质的量增加，选项C正确；
D．压强增大，平衡向正反应方向移动，氢气的物质的量减小、甲醇的物质的量增大，故重新平衡减小，选项D正确；
E．平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，选项E错误。
答案选CD。
21．60 > ＝ 0.070 0.001 5 0.200
【解析】
【详解】
(1)60s时，反应N2O42NO2达到平衡，此时a=b，c3=0.100ml/L-c(NO2)=0.100ml/L-×0.120ml/L=0.040ml/L，所以N2O4的转化率为，40s时，c2=(0.100ml/L-0.050ml/L)×2=0.100ml/L，所以c2＞c3，表中数据可知60s、80s、100s c(NO2)相等，故从60s开始反应已达平衡，故a=b=c3=0.040ml/L；
(2) 20s时，c1=0.100ml/L-×0.060ml/L=0.070ml/L，在时间段内，v(NO2)=，v(N2O4)=v(NO2)==；
(3) 恒温恒容条件下，且反应前后气体的物质的量发生变化，起始向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到相同的平衡状态，按化学计量数转化到N2O4一边，满足N2O4的浓度为0.100ml/L，由N2O4（g）2NO2（g）可知，二氧化氮的初始浓度=2×0.100ml/L=0.200ml/L。n/ml
t/min
n(SO2)
n(O2)
n(SO3)
0
0.100
0.060
0
4
0.056
8
0.016
10
0.088
t/min
2
4.5
5
6
X的转化率
30%
40%
70%
70%
容器
起始物质的量(n)ml
CO2的平衡转化率
CH4
CO2
CO
H2
A
1
1
0
0
50%
B
1
1
2
2
化学键
H-H
C-O
C O
H-O
C-H
E/（kJ.ml-1）
436
343
1076
465
413
容 器
甲
乙
反应物投入量
1mlCH4、1mlH2O
a mlCH4、a mlH2O、b mlCO、c mlH2
时间s
浓度ml/L
0
20
40
60
80
100
c(N2O4)
0.100
c1
0.050
c3
a
b
c(NO2)
0.000
0.060
c2
0.120
0.120
0.120