2024届高考化学一轮总复习课时跟踪练24化学平衡的移动及化学反应进行的方向

这是一份2024届高考化学一轮总复习课时跟踪练24化学平衡的移动及化学反应进行的方向，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

课时跟踪练24
一、选择题
1．(2022·东莞八中月考)某温度下2 L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如表所示。下列说法正确的是(　　)
气体
X
Y
W
n(起始状态)/mol
2
1
0
n(平衡状态)/mol
1
0.5
1.5
A．该温度下，此反应的平衡常数K＝6.75
B．升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH＞0
C．增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡正向移动
D．该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝
解析：由表中数据可知，Δn(X)＝1 mol、Δn(Y)＝0.5 mol、Δn(W)＝1.5 mol，所以，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)＝2∶1∶3，反应方程式为2X(g)＋Y(g)3W(g)。反应前后气体的物质的量相同，可以利用物质的量代替浓度计算平衡常数，所以平衡常数K＝＝＝6.75，故A项正确，D项错误；升高温度，W的体积分数减小，平衡逆向移动，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH<0，故B项错误；该反应前后气体的物质的量不变，增大压强，正、逆反应速率增大相同的倍数，平衡不移动，故C项错误。
答案：A
2．(2022·佛山南海中学月考)NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体，常温常压下它们之间的反应：CO(g)＋NO(g)CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－374.3 kJ· mol－1　K＝2.5×1060，反应速率较小。有关该反应的说法正确的是(　　)
A．K很大，NO与CO在排入大气之前就已反应完全
B．增大压强，平衡将正向移动，K>2.5×1060
C．升高温度，既增大反应速率又增大K
D．选用适宜催化剂可达到尾气排放标准
解析：平衡常数很大，表示该反应所能进行的程度大，由于NO与CO反应速率较小，在排入大气之前没有反应完全，故A项错误；平衡常数只与温度有关，增大压强，K不变，故B项错误；CO(g)＋NO(g)===CO2(g)＋N2(g)正反应放热，升高温度，反应速率增大，平衡逆向移动，K减小，故C项错误；选用适宜催化剂可增大反应速率，使尾气得到净化，达到尾气排放标准，故D项正确。
答案：D
3．(2022·东莞中学模拟)用CO还原N2O的化学方程式为N2O(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)。在体积均为1 L的密闭容器A(500 ℃，恒温)、B(起始500 ℃，绝热)中分别加入0.1 mol N2O、0.4 mol CO和相同催化剂。实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。该反应的反应速率v正＝k正·c(N2O)·c(CO)，v逆＝k逆·c(N2)·c(CO2)。k正、k逆分别是正、逆反应速率常数。下列说法错误的是(　　)

A．A容器中N2O的转化率随时间的变化关系是a曲线
B．要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，但不改变N2O的平衡转化率，在催化剂一定的情况下可采取缩小容器体积的措施
C．500 ℃该反应的化学平衡常数K＝
D．M点处的≈1.69
解析：由题图可知，a曲线比b曲线先达到平衡，说明反应速率：a＞b，即温度：a＞b，温度升高，达到平衡时N2O的转化率降低，则升高温度，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，故该反应的正反应为放热反应，由于A、B两个容器中，其他条件相同，A是恒温，B是绝热，所以a曲线表示的是B容器中N2O的转化率随时间的变化关系，A项错误；由于该反应为气体分子数不变的反应，反应前后体系压强不变，增大压强可以增大化学反应速率，缩短到达平衡的时间，同时不影响平衡转化率，具体措施是缩小容器体积，B项正确；起始时充入0.1 mol N2O、0.4 mol CO发生反应：N2O(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)，根据题图，500 ℃时，N2O的平衡转化率为25%，平衡时c(N2O)＝0.075 mol·L－1，c(CO)＝0.375 mol·L－1，c(N2)＝c(CO2)＝0.025 mol·L－1，所以该反应的化学平衡常数K＝＝，C项正确；M点处N2O的转化率为20%，则该点处c(N2O)＝0.08 mol·L－1，c(CO)＝0.38 mol·L－1，c(N2)＝c(CO2)＝0.02 mol·L－1，平衡时有v正＝v逆，则K＝＝，所以M点＝＝×≈1.69，D项正确。
答案：A
4．(2022·东莞石龙中学月考)焦炭常用于冶炼工业。已知反应①：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)；反应②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)，反应①②的反应趋势与温度关系如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．反应②的ΔS＜0，ΔH＜0
B．983 K是反应趋势变化的转折点
C．L1对应反应①
D．当温度低于983 K时，过量焦炭的氧化产物以CO2为主
解析：反应②的生成物气体化学计量数之和小于反应物气体化学计量数之和，所以ΔS＜0，燃烧反应属于放热反应，所以ΔH＜0，A项正确；ΔG越小，说明反应的趋势越大，983 K时两反应的ΔG相等，所以983 K是反应趋势变化的转折点，B项正确；反应①的ΔS＞0，则－ΔS＜0，ΔG和T成反比，所以斜率小于0，L2对应反应①，C项错误；当温度低于983 K时，L1的ΔG更小，所以以反应②为主，产物以CO2为主，D项正确。
答案：C
5．(2022·广州六中月考)Cl2可用于生产漂白粉等化工产品。Cl2的制备方法有：
方法Ⅰ：NaClO＋2HCl(浓)===NaCl＋Cl2↑＋H2O；
方法Ⅱ：4HCl(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Cl2(g)　ΔH＝a kJ· mol－1。
上述两种方法涉及的反应在一定条件下均能自发进行。一定条件下，在密闭容器中利用方法Ⅱ制备Cl2，下列有关说法正确的是(　　)
A．升高温度，可以提高HCl的平衡转化率
B．提高，该反应的平衡常数增大
C．若断开1 mol H—Cl的同时有1 mol H—O断开，则表明该反应达到平衡状态
D．该反应的平衡常数表达式K＝
解析：反应在一定条件下能自发进行，即满足ΔG＝ΔH－TΔS＜0，方法Ⅱ反应的ΔS＜0，则只有ΔH＜0才可能满足ΔG＜0，所以该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，HCl的平衡转化率减小，A项错误；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B项错误；若断开1 mol H—Cl的同时有1 mol H—O断开，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C项正确；方法Ⅱ反应的平衡常数表达式为K＝，D项错误。
答案：C
6．(2022·中山纪念中学八校期末)向密闭容器中充入物质的量浓度均为0.1 mol·L－1的CH4和CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．随着温度升高，该反应的平衡常数减小
B．1 100 ℃，p4条件下，该反应10 min时达到平衡点X，则v(CO2)＝0.008 mol/(L· min)
C．p1、p2、p3、p4大小的顺序为p1 D．平衡时CO与H2的物质的量比为1∶1
解析：由题图可知压强一定时，随着温度升高，CH4的平衡转化率增大，使得该反应的平衡常数增大，故A项不正确；1 100 ℃，p4条件下，该反应10 min时达到平衡点X，则v(CO2)＝v(CH4)＝0.008 mol/(L·min)，故B项正确；由题图可知温度一定时，CH4的平衡转化率随p1、p2、p3、p4减小，增大压强时，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，所以p1 答案：A
7．(2022·佛山第一中学月考)在密闭容器中进行反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列有关图像的说法不正确的是(　　)

A．依据图a可判断正反应为放热反应
B．在图b中，虚线可表示使用了催化剂时的变化情况
C．若ΔH<0，图c可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动
D．由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应吸热
解析：根据题图a曲线可知，温度越高，逆反应速率越大，故升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A项正确；催化剂能增大反应速率，缩短达到平衡所用的时间，但不能使平衡发生移动，B项正确；升高温度，平衡向吸热方向移动，C项正确；根据题图d中曲线可知，温度越高，混合气体的平均相对分子质量减小，故升高温度，平衡逆向移动，因此可判断正反应为放热反应，D项错误。
答案：D
8．(2022·揭阳第一中学月考)已知某密闭容器中存在下列平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，CO2的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度T的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．平衡状态a与c相比，平衡状态a的c(CO)较小
B．在T2时，d点的反应速率：v逆＞v正
C．反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的ΔH＞0
D．若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
解析：平衡状态a与c相比，c点温度高，升高温度，平衡向正反应方向移动，CO浓度减小，所以a点CO浓度较大，故A项错误；T2时反应进行到d点，c(CO2)高于平衡浓度，故反应向逆反应方向进行，则一定有v(逆)＞v(正)，故B项正确；由题图可知，温度越高，平衡时c(CO2)越大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即ΔH＞0，故C项正确；该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，化学平衡常数增大，则K1 答案：A
9．(2022·湛江第一中学月考)某温度下，将2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是(　　)


A．由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3 mol·L－1
B．由图甲推断，A点对应温度下该反应的平衡常数为800
C．达平衡后，若增大容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示
D．压强为0.50 MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如图丙，则T2＞T1
解析：A项，二氧化硫起始浓度为2 mol÷10 L＝0.2 mol·L－1，由题图甲可知B点SO2的转化率为0.85，所以Δc(SO2)＝0.85×0.2 mol·L－1＝0.17 mol·L－1，二氧化硫的平衡浓度为0.2 mol·
L－1－0.17 mol·L－1＝0.03 mol·L－1，错误；B项，由题图甲可知A点SO2的转化率为0.80，所以Δc(SO2)＝0.80×0.2 mol·L－1＝0.16 mol·L－1，则列出“三段式”：
　　　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
起始浓度/(mol·L－1)　 0.2　　　 0.1　　 0
变化浓度/(mol·L－1)　 0.16 0.08 0.16
平衡浓度/(mol·L－1)　 0.04 0.02　 0.16
所以A点平衡常数K＝＝800，正确；C项，达平衡后，增大容器容积，反应混合物的浓度都减小，正、逆反应速率都减小，错误；D项，由图丙可知，温度为T1时先到达平衡，在化学反应中，温度越高，反应速率越大，故T2＜T1，错误。
答案：B
10．(2022·北京质检)CO2催化加氢制取甲醇的研究，对于环境、能源问题都具有重要的意义。反应如下：
反应ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－58 kJ· mol－1；
反应ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋42 kJ· mol－1。
下列说法不正确的是(　　)
A．增大氢气浓度能提高二氧化碳的转化率
B．增大压强，有利于反应向生成甲醇的方向进行，反应ⅰ的平衡常数增大
C．升高温度，生成甲醇的速率增大，反应ⅱ的限度同时增大
D．选用理想的催化剂可以提高甲醇在最终产物中的比例
解析：增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，则有利于反应ⅰ向生成甲醇的方向进行，但是平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故B项错误。
答案：B
二、非选择题
11．(2022·新丰中学等六校联考)向某密闭容器中加入0.15 mol·L－1 A、0.05 mol·L－1 C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示[t0～t1时c(B)未画出，t1时为0.05 mol·L－1]。图乙为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。

(1)若t4时改变的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为________ mol·L－1。
(2)若t5时改变的条件是升温，此时v正>v逆，若A的物质的量减少0.03 mol时，容器与外界的热交换总量为a kJ，写出反应的热化学方程式：_____________________________
________________________________________________________________________。
(3)t3时改变的某一反应条件可能是________(填字母)。
a．使用催化剂　　b．增大压强　　c．增大反应物浓度
(4)在恒温、恒压下通入惰性气体，v正________(填“>”“＝”或“<”)v逆。
解析：(1)t4时，减小压强v正、v逆以同等倍数下降，说明反应前后气体体积不变，由A、C浓度变化曲线知，到t1时，A、C的浓度变化量分别为Δc(A)＝0.15 mol·L－1－0.06 mol·L－1＝0.09 mol·L－1，Δc(C)＝0.11 mol·L－1－0.05 mol·L－1＝0.06 mol·L－1，即A、C的化学计量数之比为0.09∶0.06＝3∶2，故反应方程式为3A(g)2C(g)＋B(g)，则B的起始浓度为0.05 mol·
L－1－0.03 mol·L－1＝0.02 mol·L－1。(2)因升温，v正>v逆，平衡正向移动，故此反应为吸热反应，其热化学方程式为3A(g)2C(g)＋B(g)　ΔH＝＋100a kJ· mol－1。(3)题图乙中t3时刻
v正、v逆以同等倍数增大，故改变的条件应是增大压强或加入催化剂。(4)在恒温、恒压下充入惰性气体，各组分浓度同倍数减小，相当于减压，因本反应为等气体体积反应，平衡不移动，故v正＝v逆。
答案：(1)0.02
(2)3A(g)2C(g)＋B(g)　ΔH＝＋100a kJ· mol－1
(3)ab
(4)＝
12．(2012·东莞莞美学校月考)工业合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，对其研究如下：
(1)已知H—H的键能为436 kJ· mol－1，N—H的键能为391 kJ· mol－1，N≡N的键能是945.6 kJ· mol－1，则上述反应的ΔH＝________。
(2)上述反应的平衡常数K的表达式为__________________________________________。若反应方程式改写为N2(g)＋H2(g)NH3(g)，在该温度下的平衡常数K1＝_______(用K表示)。
(3)在773 K时，分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表：
t/min
0
5
10
15
20
25
30
n(H2)/mol
6.00
4.50
3.60
3.30
3.03
3.00
3.00
n(NH3)/mol
0
1.00
1.60
1.80
1.98
2.00
2.00
①该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L－1、3 mol·
L－1、3 mol·L－1，则此时v正________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。
②由上表中的实验数据计算得到“浓度－时间”的关系可用下图中的曲线表示，表示c(N2)t的曲线是_____________________________________________________________________。
在此温度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)t的曲线上相应的点为__________。

解析：(1)根据ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)，知ΔH＝945.6 kJ· mol－1＋436 kJ· mol－1×3－391 kJ· mol－1×6＝－92.4 kJ· mol－1。(2)该反应的平衡常数K＝，该温度下K1＝＝K。(3)①该温度下，25 min时反应处于平衡状态，平衡时c(N2)＝1 mol·L－1、c(H2)＝3 mol·L－1、c(NH3)＝2 mol·L－1，则K＝＝。在该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2和NH3的浓度均为3 mol·L－1，则Q＝＝＝＜K，反应向正反应方向进行，故v(正)大于v(逆)。②起始充入4 mol N2和12 mol H2，相当于将充入2 mol N2和6 mol H2的两个容器“压缩”为一个容器，假设平衡不移动，则平衡时c(H2)＝6 mol·L－1，而“压缩”后压强增大，反应速率增大，平衡正向移动，故平衡时3 mol·L－1＜c(H2)＜6 mol·L－1，且达到平衡的时间缩短，故对应的点为B。
答案：(1)－92.4 kJ· mol－1　(2)K＝　K(或)　(3)①大于　②乙　B
13．(2022·广州六中月考)肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。
(1)800 ℃时，某密闭容器中存在如下反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH＞0，若开始向容器中加入1 mol·L－1的NO2，反应过程中NO的产率随时间的变化如图中曲线Ⅰ所示。

①反应Ⅱ相对于反应Ⅰ而言，改变的条件可能是____________________。
②请在题图中绘制出在其他条件与反应Ⅰ相同，反应在820 ℃时进行，NO的产率随时间的变化曲线。
(2)已知N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋57.20 kJ· mol－1，开始时，将一定量的NO2、N2O4充入一个容器为2 L的恒容密闭容器中，浓度随时间变化关系如下表所示：
时间/min
0
5
10
15
20
25
30
c(X)/(mol·L－1)
0.2
c
0.6
0.6
1.0
c1
c1
c(Y)/(mol·L－1)
0.6
c
0.4
0.4
0.4
c2
c2
①c(X)代表________(填化学式)的浓度。
②前10 min内用NO2表示的反应速率为______________________________________；
20 min时改变的条件是______________________________________________________；
重新达到平衡时，NO2的百分含量________(填字母)。
a．增大　　b．减小　　c．不变　　d．无法判断
解析：(1)①由于Ⅱ达到平衡时产率与Ⅰ相同但所用时间减少，故改变的条件是使用催化剂。②温度升高，反应速率增大且有利于平衡正向移动，因此达到平衡所用时间比Ⅰ少但比Ⅱ多，NO的产率高于0.6。(2)①由表中数据知，X代表的物质浓度增加值是Y代表的物质浓度减小值的二倍，故X代表NO2，Y代表N2O4。②0～10 min内，NO2浓度增加了0.4 mol·L－1，故v(NO2)＝0.04 mol/(L· min)；20 min时，NO2浓度增大而N2O4浓度不变，故改变的条件是向容器中加入0.8 mol NO2；由于温度保持不变，故K是定值，将平衡常数表达式变换为＝，由于c(NO2)肯定增大，故减小，故减小，所以混合物中NO2百分含量减小。
答案：(1)①使用催化剂
②

(2)①NO2　②0.04 mol/(L· min)　向容器中加入0.8 mol NO2(或其他合理答案)　b