2024届高考一轮复习化学课时练　第46练　化学平衡移动原理（含答案）

这是一份2024届高考一轮复习化学课时练　第46练　化学平衡移动原理（含答案），共10页。

A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅
B．对于反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深
C．反应：CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g) ΔH<0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D．对于合成NH3的反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施
2．(2023·南京模拟)反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况不会使平衡发生移动的是( )
A．温度、容积不变时，通入SO2气体
B．移走一部分NH4HS固体
C．容器体积不变，充入HCl气体
D．保持压强不变，充入氮气
3．一定量混合气体在一体积可变的密闭容器中发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)。该反应达到平衡后，测得A气体的浓度为0.5 ml·L－1。在恒温下将密闭容器的体积扩大到原来的2倍，再次达到平衡后，测得A的浓度为0.3 ml·L－1，则下列叙述正确的是( )
A．平衡向正反应方向移动
B．x＋yC．C的体积分数降低
D．B的转化率升高
4．(2023·无锡模拟)化学反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ在不同温度时达到平衡，其平衡常数如下表：
根据以上信息判断，下列结论正确的是( )
A．将铁粉磨细可以使平衡Ⅰ向右移动
B．反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应
C．升高温度，反应Ⅲ平衡向正反应方向移动
D．a5．某温度下，0.05 ml乙醇和氢溴酸的混合液共20 mL，发生反应：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O,30 min时测得生成溴乙烷的产量为0.015 ml(溶液体积变化忽略不计)，下列说法正确的是( )
A．若将反应物乙醇的量加倍，平衡正移，乙醇的平衡转化率增大
B．加入适量水，有利于生成溴乙烷
C．第30 min时的反应速率：v(C2H5OH)＝0.025 ml·L－1·min－1
D．若用NaBr(s)与浓硫酸替换氢溴酸，溴乙烷的产量可能会上升
6．在容积为2 L的密闭容器中，进行如下化学反应：2CuCl2(s)2CuCl(s)＋Cl2(g)，其化学平衡常数K和温度的关系如表：
根据信息作出的下列判断正确的是( )
A．此反应为放热反应
B．此反应在1 050 ℃达平衡时，1.75C．1 000 ℃条件下容器容积由2 L变为1 L，平衡逆向移动，达平衡时Cl2的浓度保持不变
D．降温和加入CuCl固体都能使平衡发生移动
7．相同温度下，容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应：
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－197 kJ·ml－1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：
下列叙述正确的是( )
A．Q1＝Q2＝Q3＝197 kJ
B．达到平衡时，丙容器中SO2的体积分数最大
C．甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等
D．若在上述条件下反应生成2 ml SO3(s)的反应热为ΔH1，则ΔH1>－197 kJ·ml－1
8．如图所示，向A中充入1 ml X和1 ml Y，向B中充入2 ml X和2 ml Y，起始VA＝VB＝a L，在相同温度和有催化剂的条件下，两容器中各自发生下列反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g) ΔH>0；达到平衡时，VA＝1.2a L，则下列说法不正确的是( )
A．反应开始时，B容器中化学反应速率快
B．A容器比B容器中X的转化率大
C．打开K一段时间达平衡时，A的体积为2.4a L(连通管中气体体积不计)
D．打开K达新平衡后，升高B容器温度，A容器体积会增大
9．研究CO2的综合利用对促进“低碳经济”的发展有重要意义。CO2与H2合成二甲醚(CH3OCH3)是一种CO2转化的方法，其过程中主要发生下列反应：
反应 Ⅰ CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.0 kJ·ml－1
反应 Ⅱ 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝－24.5 kJ·ml－1
反应 Ⅲ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) H3＝41.2 kJ·ml－1
(1)写出CO2与H2一步合成二甲醚(反应Ⅳ)的热化学方程式：_________________________
______________________________________________________________________________。
(2)有利于提高反应Ⅳ平衡转化率的条件是____(填字母)。
A．高温高压 B．低温低压
C．高温低压 D．低温高压
(3)在恒压、CO2和H2起始物质的量之比为1∶3的条件下，CO2平衡转化率和平衡时二甲醚的选择性随温度的变化如图所示。CH3OCH3的选择性＝eq \f(2×CH3OCH3的物质的量,反应的CO2的物质的量)×100%。
①温度低于300 ℃，CO2平衡转化率随温度升高而下降的原因是______________________。
②关于合成二甲醚工艺的理解，下列说法正确的是________(填字母)。
A．反应Ⅳ在A点和B点时的化学平衡常数：K(A)小于K(B)
B．当温度、压强一定时，在原料气(CO2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
C．其他条件不变，在恒容条件下的二甲醚平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性低
D．提高催化剂的活性和选择性，减少CO等副产物是工艺的关键
10．甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：
①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝206 kJ·ml－1
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·ml－1
恒定压强为100 kPa时，将n(CH4)∶n(H2O)＝1∶3的混合气体投入反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如下图所示。
回答下列问题：
(1)写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式：__________________________________。
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是________(填字母)。
A．恒温、恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，反应速率加快
B．恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数增大，反应速率加快
C．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快
D．加入合适的催化剂，降低反应温度也能实现单位时间转化率不变
(3)系统中H2的含量在700 ℃左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：
①低于700 ℃，_________________________________________________________________；
②高于700 ℃，__________________________________________________________________。
(4)已知投料比为n(CH4)∶n(H2O)＝1∶3的混合气体，p＝100 kPa。600 ℃时，CH4的平衡转化率为________(保留4位有效数字)，反应①的平衡常数的计算式为Kp＝___________(Kp是以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。
11．(2022·南通模拟)工业合成氨反应具有非常重要的意义。
(1)已知：H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)H2O(l) ΔH＝－286.0 kJ·ml－1
4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－1 530.0 kJ·ml－1
则合成氨反应的热化学方程式为________________________________________________。
(2)在某容积为2 L的恒容容器中发生合成氨反应，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示：
前20 min内v(NH3)＝________ml·L－1·min－1，放出的热量为________，25 min时采取的措施是________________________________________________________________________。
(3)对可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若起始投料n(N2)＝3 ml、n(H2)＝3 ml，达到平衡后，增大压强，N2的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)T ℃，以CO2和NH3为原料可合成化肥尿素：
2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(l)；在2 L的密闭容器中，通入1.2 ml NH3和0.6 ml CO2,2 min时反应刚好达到平衡。此时，c(NH3)＝0.2 ml·L－1，c(CO2)＝0.1 ml·L－1。
①该反应的平衡常数是________。
②若2 min时保持T ℃和平衡时容器的压强不变，再向体积可变的容器中充入0.6 ml NH3，则此时平衡____________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
第46练 化学平衡移动原理
1．B 2.B 3.C 4.B 5.D 6.C 7.C
8．C [起始VA＝VB＝a L，B中反应物的物质的量大于A中反应物的物质的量，则B容器中反应物的浓度大于A容器中反应物的浓度，所以反应开始时，B容器中的反应速率大于A容器中的反应速率，A项正确；A容器为恒温恒压条件，气体的体积之比等于气体的物质的量之比，达到平衡时，混合气体总物质的量为2 ml×1.2＝2.4 ml，由方程式可知1 ml X反应时混合气体总物质的量增大1 ml，即平衡时混合气体增大的物质的量等于消耗的X的物质的量，故反应的X的物质的量为2.4 ml－2 ml＝0.4 ml，则X的转化率为eq \f(0.4 ml,1 ml)×100%＝40%，B容器为恒温恒容条件，正反应为气体物质的量增大的反应，故平衡时B容器中压强比A容器中压强大，等效在A平衡的基础上增大压强，与A的平衡相比，平衡逆向移动，B中X的转化率小于A中X的转化率，B项正确；打开K，保持温度不变，再达平衡时，等效为开始加入3 ml X、3 ml Y时达到的平衡，恒温恒压下与A中平衡为等效平衡，反应物转化率不变，平衡时混合气体总物质的量为A中的3倍，恒温恒压下压强之比等于物质的量之比，则开始加入3 ml X、3 ml Y达到平衡时总体积为1.2a L×3＝3.6a L，B容器为a L，A容器体积为3.6a L－a L＝2.6a L，C项错误；该反应的正反应是一个气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，混合气体的物质的量增大，导致A容器的体积增大，D项正确。]
9．(1)2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＝－122.5 kJ·ml－1 (2)D (3)①反应Ⅲ的ΔH>0，温度升高，二氧化碳的平衡转化率增大，而反应Ⅰ(或反应Ⅳ)的ΔH<0，温度升高，二氧化碳的平衡转化率下降，且上升幅度小于下降幅度 ②CD
解析 (1)根据盖斯定律，反应Ⅰ×2＋反应Ⅱ得反应Ⅳ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2＝－49.0×2 kJ·ml－1＋(－24.5 kJ·ml－1)＝－122.5 kJ·ml－1。
(2)反应Ⅳ为气体体积减小的放热反应，故低温高压有利于平衡正向移动，有利于提高平衡转化率，故选D。(3)②由图像分析可知，随着温度升高，二氧化碳的平衡转化率A点小于B点，但二甲醚的选择性降低，说明反应Ⅳ进行程度减小，所以K(A)>K(B)，故A错误；当温度、压强一定时，在原料气中添加少量惰性气体，容器的体积增大，相当于减压，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，故B错误；随着反应的进行，气体分子数减少，相当于压强减小，同一个反应分别放在恒容和恒压装置中进行，恒压装置相当于一直在加压，促使反应正向进行，所以其他条件不变，在恒容条件下的二甲醚平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性低，故C正确；提高催化剂的活性能缩短达到平衡所需时间，同时提高选择性，有利于转化为更多的二甲醚，所以提高催化剂的活性和选择性，减少CO等副产物是工艺的关键，故D正确。
10．(1)CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝247 kJ·ml－1
(2)C
(3)①由于反应①正反应吸热，随温度升高，反应向正反应方向进行的程度较大，同时发生反应②，使氢气的物质的量逐渐增大 ②随着反应的进行，升高温度，反应②正反应放热，平衡向逆反应方向移动，使氢气的物质的量减小
(4)77.78% eq \f(100×0.06×100×0.53,100×0.04×100×0.32)
解析 (1)根据盖斯定律，①－②可得CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝247 kJ·ml－1。(2)恒温、恒容条件下，加入惰性气体，尽管压强增大，但各气体的浓度未变，化学反应速率不变，A错误；恒温、恒容条件下，加入水蒸气，单位体积活化分子数增加，但活化分子百分数不变，反应速率加快，B错误；升高温度，增大了活化分子百分数，有效碰撞次数增大，反应速率加快，C正确；催化剂不影响平衡转化率，降低反应温度，平衡逆向移动，平衡转化率减小，“单位时间转化率”变与不变，还要看在单位时间内是否达到了化学平衡状态，D错误。(3)①温度低于700 ℃时，反应①正反应吸热，随温度升高，反应向正反应方向进行的程度大；随反应①中CO的生成，反应②也会生成H2，因此在低于700 ℃时，系统中H2的含量会随温度升高而增大。②温度高于700 ℃时，由于反应②正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，会使系统中H2的含量在出现峰值后减小。(4)已知投料比n(CH4)∶n(H2O)＝1∶3，可设甲烷初始物质的量为1 ml，水蒸气物质的量为3 ml，设转化的甲烷为x ml，转化的CO为y ml，则
CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
初始/ml 1 3 0 0
变化/ml x x x 3x
平衡/ml 1－x 3－x x 3x
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
初始/ml x 3－x 0 3x
变化/ml y y y y
平衡/ml x－y 3－x－y y 3x＋y
由于600 ℃时，CH4物质的量分数为0.04，各气体的总物质的量为(4＋2x) ml，则eq \f(1－x,4＋2x)＝0.04，x＝eq \f(7,9)，CH4的平衡转化率为eq \f(\f(7,9) ml,1 ml)×100%≈77.78%。由图可知，600 ℃时，CH4、H2O、H2的物质的量分数分别为0.04、0.32、0.50，它们的物质的量分别为eq \f(2,9) ml、eq \f(16,9) ml、eq \f(25,9) ml，可求得CO的物质的量为eq \f(3,9) ml，物质的量分数为0.06，即反应①的平衡常数计算式Kp＝eq \f(pCO·p3H2,pCH4·pH2O)＝eq \f(100×0.06×100×0.53,100×0.04×100×0.32)。
11．(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－93.0 kJ·ml－1
(2)0.05 93.0 kJ 移出氨气(或分离出氨气)
(3)不变
(4)①250 ②逆向移动
解析 (1)从上到下，设热化学方程式分别为反应1、反应2，由盖斯定律，eq \f(1,2)×(6×反应1－反应2)可得N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝eq \f(1,2)×[6×(－286.0)－(－1 530.0)]kJ·ml－1＝
－93.0 kJ·ml－1。
(2)根据图像可知，20 min时氨气的物质的量浓度为1.00 ml·L－1，所以氨气的平均反应速率为v(NH3)＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(1.00 ml·L－1,20 min)＝0.05 ml·L－1·min－1；达到平衡时生成氨气的物质的量为
1.00 ml·L－1×2 L＝2.00 ml，根据N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－93.0 kJ·ml－1可知生成2 ml氨气放出的热量为93.0 kJ；由图可知，25 min时氨气的物质的量迅速变为0，而氮气、氢气的物质的量不变，之后氮气、氢气的物质的量逐渐减小，氨气的物质的量逐渐增大，说明25 min时改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去。
(4)①列三段式：
2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(l)
起始/ml·L－1 0.6 0.3
转化/ml·L－1 0.4 0.2
平衡/ml·L－1 0.2 0.1
K＝eq \f(1,c2NH3·cCO2)＝eq \f(1,0.22×0.1)＝250。
②若保持T ℃和平衡时容器的压强不变，再向体积可变的容器中充入0.6 ml NH3，体积瞬间变为4 L，此时c(NH3)＝0.25 ml·L－1，c(CO2)＝0.05 ml·L－1，反应的浓度商Qc＝eq \f(1,c2NH3·cCO2)＝eq \f(1,0.252×0.05)＝320>K，所以平衡逆向移动。
编号
化学方程式
温度
979 K
1 173 K
Ⅰ
Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)
1.47
2.15
Ⅱ
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
1.62
b
Ⅲ
Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)
a
1.68
T/℃
800
900
1 000
1 100
1 200
K
1.1
1.5
1.75
1.90
2.08
容器
起始各物质的物质的量/ml
达到平衡时体系能量的变化
SO2
O2
SO3
Ar
甲
2
1
0
0
放出热量：Q1
乙
1.8
0.9
0.2
0
放出热量：Q2
丙
1.8
0.9
0.2
0.1
放出热量：Q3