考点22 化学平衡状态与化学平衡移动 真题过关 2023年高考化学一轮复习

考点22  化学平衡状态与化学平衡移动 真题过关

1．【2022·浙江省6月选考】关于反应Cl2(g)＋H2O(l)HClO(aq)+ H+(aq)+ Cl-(aq)  ΔH＜0，达到平衡后，下列说法不正确的是(    )

A．升高温度，氯水中的c(HClO)减小

B．氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动，c(HClO)增大

C．取氯水稀释，c(Cl-)/ c(HClO)增大

D．取两份氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色，可以证明上述反应存在限度

2．【2022•湖南选择性考试】向体积均为1L的两恒容容器中分别充入和发生反应：2X (g)+ Y(g)2Z(g)              ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(    )

A．ΔH＞0 B．气体的总物质的量：na＜nc

C．a点平衡常数：K＞12 D．反应速率：Va正＜Vb正

3．【2021•湖南选择性考试】已知：A(g)+2B(g)3C(g)△H＜0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1mol A和3mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．容器内压强不变，表明反应达到平衡 

B．t2时改变的条件：向容器中加入C 

C．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ) 

D．平衡常数K：K(Ⅱ)＜K(Ⅰ)

4．【2020•新课标Ⅱ卷】二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响，其原理如下图所示。下列叙述错误的是(    )

A．海水酸化能引起HCO3-浓度增大、CO32-浓度减小

B．海水酸化能促进CaCO3的溶解，导致珊瑚礁减少

C．CO2能引起海水酸化，其原理为HCO3-H++ CO32-

D．使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境

5．【2019•浙江4月选考】下列说法正确的是(    )

A．H(g)＋I2(g) 2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变

B．C(s)＋H2O(g) H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡

C．若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)＋B(g) ⇌ 2C(?)已达平衡，则A项，C不能同时是气体

D．1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1

6．【2019•上海卷】已知反应式：mX(g)+nY(?)pQ(s)+2mZ(g)，已知反应已达平衡，此时c(X)=0.3mol/L，其他条件不变，若容器缩小到原来的1/2，c(X)=0.5mol/L，下列说法正确的是(    )

A． 反应向逆方向移动    B． Y可能是固体或液体

C． 系数n>m      D． Z的体积分数减小

7．【2018•天津卷】室温下，向圆底烧瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应；C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列有关叙述错误的是(    )

A．加入NaOH，可增大乙醇的物质的量

B．增大HBr浓度，有利于生成C2H5Br

C．若反应物增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变

D．若起始温度提高至60℃，可缩短反应达到平衡的时间

8．【2018•江苏卷】一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：

下列说法正确的是(    )

A．v1< v2，c2< 2c1               B．K1> K3，p2> 2p3

C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 )    D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1

9．【2022•山东卷】利用丁内酯(BL)制备1，丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：

已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压H2氛围下进行，故H2压强近似等于总压。回答下列问题：

(1)以或BD为初始原料，在、的高压H2氛围下，分别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热XkJ；以BD为原料，体系从环境吸热YkJ。忽略副反应热效应，反应Ⅰ焓变ΔH(493K，3.0×103kPa)=_______ kJ·mol-1。

(2)初始条件同上。xi表示某物种i的物质的量与除H2外其它各物种总物质的量之比，xBL和xBD随时间t变化关系如图甲所示。实验测得X＜Y，则图中表示xBL变化的曲线是_______；反应Ⅰ平衡常数Kp=_______ kPa-2 (保留两位有效数字)。以BL为原料时，t1时刻xH2O_______，BD产率=_______(保留两位有效数字)。

(3)为达平衡时与的比值。(493K，2.5×103kPa)、(493K，3.5×103kPa)、(513K，2.5×103kPa)三种条件下，以5.0×10-3molBL为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压H2氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中，最大的是_______(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到所需时间更长，原因是_______。

10．【2022•全国乙卷】油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：

(1)已知下列反应的热化学方程式：

①2H2S(g)+3O2(g)＝2SO2(g)+2H2O(g)   ΔH1＝－1036kJ/mol

②4H2S(g)+2SO2(g)＝3S2(g)+4H2O(g)   ΔH2＝94kJ/mol

③2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)   ΔH3＝－484kJ/mol

计算H2S热分解反应④2H2S(g)＝S2(g)+2H2(g)的ΔH4=________ kJ/mol。

(2)较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反应④高温热分解H2S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是________，缺点是________。

(3)在1470K、100 kPa反应条件下，将n(H2S)：n(Ar)=1：4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为________，平衡常数Kp=________ kPa。

(4)在1373K、100 kPa反应条件下，对于n(H2S)：n(Ar)分别为4：1、1：1、1：4、1：9、1：19的H2S-Ar混合气，热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示。

①n(H2S)：n(Ar)越小，H2S平衡转化率________，理由是________。

②n(H2S)：n(Ar)=1：9对应图中曲线________，计算其在之间，H2S分压的平均变化率为________ kPa·s－1。

11．【2022•湖南选择性考试】2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题：

(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始压强为时，发生下列反应生成水煤气：

Ⅰ. C(s)+ H2O(g)CO(g)+H2(g)   ΔH1＝+131.4kJ·mol−1

Ⅱ. CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g)   ΔH2＝-41.1kJ·mol−1

①下列说法正确的是_______；

A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动

B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡

C．平衡时H2的体积分数可能大于2/3

D．将炭块粉碎，可加快反应速率

②反应平衡时，H2O(g)的转化率为，CO的物质的量为0.1mol。此时，整个体系_______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数Kp=_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。

(2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下：

①某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(CO32-)：c(HCO3-)=1：2，则该溶液的  pH =_______(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7，Ka2=5.0×10-11)；

②再生塔中产生CO2的离子方程式为_______；

③利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4，阴极反应式为_______。

12．【2022·浙江省6月选考】主要成分为H2S的工业废气的回收利用有重要意义。

(1)回收单质硫。将三分之一的H2S燃烧，产生的SO2与其余H2S混合后反应：。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为c(H2S)=2.0×10-5mol·L－1、c(SO2)= 5.0×10-5mol·L－1、c(H2O)=4.0×10-3mol·L－1，计算该温度下的平衡常数_______。

(2)热解H2S制H2。根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)，发生如下反应：

Ⅰ   2H2S(g)2H2(g)+ S2(g)  ΔH1＝170kJ·mol−1

Ⅱ   CH4(g)+ S2(g)CS2(g)+2H2(g)  ΔH2＝64kJ·mol−1

总反应：

Ⅲ    2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)

投料按体积之比V(H2S)：V(CH4)=2：1，并用N2稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得H2和CS2体积分数如下表：

请回答：

①反应Ⅲ能自发进行的条件是_______。

②下列说法正确的是_______。

A．其他条件不变时，用Ar替代N2作稀释气体，对实验结果几乎无影响

B．其他条件不变时，温度越高，H2S的转化率越高

C．由实验数据推出H2S中的S-H键强于CH4中的键

D．恒温恒压下，增加N2的体积分数，H2的浓度升高

③若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图_______。

④在1000℃，常压下，保持通入的H2S体积分数不变，提高投料比[V(H2S)：V(CH4)]，H2S的转化率不变，原因是_______。

⑤在950℃~1150℃范围内(其他条件不变)，S2(g)的体积分数随温度升高发生变化，写出该变化规律并分析原因_______。

13．【2022•广东选择性考试】铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。

(1)催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备，反应同时生成无污染气体。

①完成化学方程式：(NH4)2Cr2O7Cr2O3______________。

②Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，过程的焓变为_______(列式表示)。

③Cr2O3可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线_______(用“→”表示含氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为_______。

(2) K2Cr2O7溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：

(ⅰ)Cr2O72-(aq)+ H2O(l)2HCrO4- (aq)    K1=3.0×10-2(25℃)

(ⅱ) HCrO4- (aq)CrO42- (aq)+ H+ (aq)    K2=3.3×10-7(25℃)

①下列有关K2Cr2O7溶液的说法正确的有_______。

A．加入少量硫酸，溶液的pH不变

B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加

C．加入少量溶液，反应(ⅰ)的平衡逆向移动

D．加入少量K2Cr2O7固体，平衡时c2(HCrO4-)与c(Cr2O72-)的比值保持不变

②25℃时，0.10 mol·L-1K2Cr2O7溶液中随pH的变化关系如图。当时，设Cr2O72-、HCrO4-与CrO42-的平衡浓度分别为x、y、，则x、y、z之间的关系式为_______；计算溶液中HCrO4-的平衡浓度_____(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。

③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长()有关；在一定波长范围内，最大A对应的波长()取决于物质的结构特征；浓度越高，A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响，配制浓度相同、不同的K2Cr2O7稀溶液，测得其A随的变化曲线如图，波长、和中，与CrO42-的最接近的是_______；溶液从a变到b的过程中，的值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。

14．【2021•河北选择性考试】当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。

(1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表：

(1)则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为________。

(2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：

①CO2(g)=CO2(aq)

②CO2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+HCO3-(aq)

25℃时，反应②的平衡常数为K2。

溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，比例系数为ymol•L-1•kPa-1，当大气压强为pkPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H+浓度为________mol•L-1(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO3-的电离)

(3)105℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。

保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa，CO2(g)的初始压强应大于________kPa。

(4)我国科学家研究Li—CO2电池，取得了重大科研成果，回答下列问题：

①Li—CO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在___(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式。

Ⅰ.2CO2+2e-=C2O42-                Ⅱ.C2O42-=CO2+CO22-

Ⅲ.__________                Ⅳ.CO32-+2Li+=Li2CO3

②研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。

Ⅰ.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为_________。

Ⅱ.在电解质水溶液中，三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H2的反应可同时发生)，相对能量变化如图.由此判断，CO2电还原为CO从易到难的顺序为_______(用a、b、c字母排序)。

15．【2021•浙江6月选考】含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：

(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)== CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)  ΔH＝-11.9kJ·mol−1。判断该反应的自发性并说明理由_______。

(2)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  ΔH＝-198kJ·mol−1。850K时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10-3mol·L－1、8.0×10-3 mol·L－1和4.4×10-2 mol·L－1。

①该温度下反应的平衡常数为_______。

②平衡时SO2的转化率为_______。

(3)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。

①下列说法正确的是_______。

A．须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO3

B．进入接触室之前的气流无需净化处理

C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO2的转化率

D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率

②接触室结构如图1所示，其中1~4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是_______。

A．a1→b1   B．b1→a2    C．a2→b2    D．B2→a3  E. a3→b3    F. B3→a4   G. a4→b4

③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图(标明曲线Ⅰ、Ⅱ)_______。

(4)一定条件下，在Na2S-H2SO4-H2O2溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4，同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。

Ⅰ.S2-+H+=HS-

Ⅱ.①_______；

Ⅲ.HS-+H2O2+H+=S↓+2H2O；

Ⅳ.②_______。

16．【2019•北京卷】氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。

(1)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。

①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________。

③反应物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)=4∶1，大于初始反应的化学计量数之比，目的是________________(选填字母序号)。

A．促进CH4转化    B．促进CO转化为CO2     C．减少积炭生成

④用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如下图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率_______(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：____________________________。