备考2024届高考化学一轮复习分层练习第七章化学反应速率和化学平衡第2讲化学平衡

这是一份备考2024届高考化学一轮复习分层练习第七章化学反应速率和化学平衡第2讲化学平衡，共6页。试卷主要包含了[2023洛阳一检]向容积为1等内容，欢迎下载使用。
1.[压强对化学平衡的影响][2024山东日照模拟]对已达到化学平衡的反应：2X（g）＋Y（g）⇌2Z（g），减小压强对反应产生的影响是（ C ）
A.逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
B.逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动
解析 该反应为气体分子数减小的反应，减小压强，正、逆反应速率均减小，且平衡向气体分子数增大的方向移动，即平衡向逆反应方向移动，C正确。
2.[2023上海改编]某温度下，在体积为5 L的密闭容器内发生如下反应：CH4（g）＋H2O（g）⇌CO（g）＋3H2（g）。下列选项中的物理量不变时，一定可以判断反应达到平衡的是（ D ）
A.容器内氢元素的质量分数
B.容器内气体的密度
C.反应的平衡常数
D.容器内气体的平均相对分子质量
解析 反应过程中原子守恒，所以容器内氢元素的质量分数为定值，A错误；气体的总质量不变，体积不变，气体的密度一直不变，B错误；温度不变，反应的平衡常数不变，C错误；气体总质量不变，随着反应的正向进行，总物质的量增大，则平均相对分子质量减小，当气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡状态，D正确。
3.[反应物浓度对化学平衡的影响][2022天津]向恒温恒容密闭容器中通入2 ml SO2和1 ml O2，反应2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）达到平衡后，再通入一定量O2，达到新的平衡时，下列有关判断错误的是（ B ）
A.SO3的平衡浓度增大
B.反应平衡常数增大
C.正向反应速率增大
D.SO2的转化总量增大
解析 达平衡后再通入一定量O2，平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，SO2的转化总量增大，A、D项正确；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B项错误；通入一定量O2，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C项正确。
4.[实验探究浓度对化学平衡的影响][2024河北唐山一中开学考改编]将5 mL 0.005 ml·L－1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 ml·L－1 KSCN溶液混合，达到平衡后溶液呈红色，再将混合液平均分为5份，分别进行如下实验：
下列说法不正确的是（ B ）
A.对比实验①和②，为了证明增大反应物浓度，平衡正向移动
B.对比实验①和③，为了证明增大生成物浓度，平衡逆向移动
C.对比实验①和④，为了证明增大反应物浓度，平衡正向移动
D.对比实验①和⑤，为了证明减小反应物浓度，平衡逆向移动
解析 实验②与实验①相比，增加了反应物浓度，即c（Fe3＋）增大，平衡正向移动，A项正确；实验③与实验①相比，增加了c（K＋）、c（Cl－），这两种离子与可逆反应Fe3＋＋3SCN－⇌Fe（SCN）3无关，B项错误；实验④与实验①相比，增加了反应物浓度，即c（SCN－）增大，平衡正向移动，C项正确；实验⑤加入的NaOH与Fe3＋反应，减小反应物浓度，即c（Fe3＋）减小，平衡逆向移动，D项正确。
5.[2024四川南充高级中学月考]密闭容器中，一定量的混合气体发生反应：aA（g）＋bB（g）⇌cC（g），平衡时测得A的浓度为0.8 ml·L－1。保持温度不变，将容器的容积扩大为原来的两倍，再次达到平衡时，测得A的浓度降低为0.5 ml·L－1。下列有关判断正确的是（ D ）
A.a＋b＜cB.该反应的ΔS＞0
C.B的转化率增大D.C的体积分数下降
解析 第一次平衡时测得A的浓度为0.8 ml·L－1，保持温度不变，将容器的容积扩大为原来的两倍，若平衡不移动，则A的浓度为0.4 ml·L－1，而再次达到平衡时，测得A的浓度为0.5 ml·L－1，说明容器容积增大（压强减小），化学平衡逆向移动，则该反应为气体分子数减小的反应，A、B项错误；平衡逆向移动，B的转化率减小，C的体积分数减小，C项错误，D项正确。
6.[2022广东]恒容密闭容器中，BaSO4（s）＋4H2（g）⇌BaS（s）＋4H2O（g）在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量（n）如图所示。下列说法正确的是（ C ）
A.该反应的ΔH＜0
B. a为n（H2O）随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D.向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
解析 温度越高，达到平衡时，H2的物质的量越少，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的ΔH＞0，A项错误；结合热化学方程式中各物质的状态，由图像曲线变化趋势可知a上面的曲线为n（H2O）随温度的变化曲线，B项错误；化学方程式中反应前后气体分子数相等，故向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动，C项正确；BaSO4为固态，向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率不变，D项错误。
7.[2024湘豫名校联考]在恒温恒容反应器中充入 1 ml CO2和1 ml H2，发生反应CO2（g）＋4H2（g）⇌CH4（g）＋2H2O（g），下列叙述错误的是（ D ）
A.加入高效催化剂，能提高单位时间内CH4的产率
B.混合气体的压强不随时间变化时达到平衡状态
C.反应体系中甲烷的体积分数小于16.7％
D.体系中CO2体积分数不变时一定达到平衡状态
解析 加入高效催化剂，化学反应速率加快，所以能提高单位时间内甲烷的产率，A项正确；该反应是气体分子数减小的反应，随着反应正向进行，容器中气体的压强逐渐减小，则混合气体的压强不随时间变化说明正、逆反应速率相等，反应已达到平衡，B项正确；由反应方程式可知，若氢气完全反应，得到的混合气体中二氧化碳、甲烷、水蒸气的物质的量分别为1 ml－14×1 ml＝0.75 ml、14×1 ml＝0.25 ml、12×1 ml＝0.5 ml，则混合气体中甲烷的体积分数为×100％≈16.7％，该反应为可逆反应，可逆反应不可能反应完全，所以反应体系中甲烷的体积分数小于16.7％，C项正确；起始时二氧化碳的体积分数为1ml2ml×100％＝50％，设反应消耗a ml二氧化碳，则有：
CO2（g）＋4H2（g）⇌CH4（g）＋2H2O（g）
起始量/ml 1 1 0 0
转化量/ml a 4a a 2a
某时刻量/ml 1－a 1－4a a 2a
则二氧化碳的体积分数为（1－a）ml（2－2a）ml×100％＝50％，所以二氧化碳的体积分数不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。
8.向恒容的密闭容器中充入a ml CO和b ml H2S，发生反应：CO（g）＋H2S（g）⇌COS（g）＋H2（g），H2S的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（ A ）
A.150 ℃时，若该反应的平衡常数K＝13，则a∶b＝6∶5
B.该反应为吸热反应
C.若一段时间后，c（COS）c（H2）保持不变，则该反应达到平衡状态
D.平衡后，向容器中再通入a ml CO，v正逐渐增大
解析 由题图知，150 ℃时，H2S的平衡转化率为40％，列出“三段式”：
CO（g）＋H2S（g）⇌COS（g）＋H2（g）
起始量/ml a b 0 0
转化量/ml 0.4b 0.4b 0.4b 0.4b
平衡量/ml a－0.4b 0.6b 0.4b 0.4b
设容器体积为V L，则平衡时K＝c（COS）·c（H2）c（CO）·c（H2S）＝（0.4b/V）2/[（0.6b/V）×（a－0.4b）/V]＝1/3，解得a＝1.2b，即a∶b＝6∶5，A项正确；由图像可知，随温度的升高，H2S的平衡转化率减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应为放热反应，B项错误；COS和H2都是生成物，二者浓度比值始终不变，C项错误；平衡后，通入a ml CO，CO浓度瞬时增大，正反应速率瞬间增大，建立新平衡过程中，正反应速率逐渐减小，D项错误。
9.[2023洛阳一检]向容积为1.00 L的容器中通入一定量N2O4，发生反应N2O4（g）⇌2NO2（g），随温度升高，混合气体的颜色变深。100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示，达平衡后，改变反应温度为T，c（N2O4）以0.002 0 ml·L－1 ·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。下列说法错误的是（ B ）
A.在0～60 s时段，反应速率v（N2O4）为0.001 ml·L－1·s－1
B.100 ℃时，反应的平衡常数K1为1.28 ml· L－1
C.温度T大于100 ℃
D.温度T下N2O4的平衡转化率为80％
解析 随温度升高，混合气体的颜色变深，说明N2O4（g）⇌2NO2（g）平衡向正反应方向移动，则该反应是吸热反应。由图可知，0～60 s时段内v（N2O4）＝（0.100－0.040）ml·L－160s＝0.001 ml·L－1·s－1，A正确；据图可知，100 ℃时，平衡时N2O4、NO2的浓度分别是0.040 ml·L－1、0.120 ml·L－1，则反应的平衡常数K1＝c2（NO2）c（N2O4）＝ ml·L－1＝0.36 ml·L－1，B错误；改变温度，c（N2O4）以0.002 0 ml·L－1·s－1的平均速率降低，说明平衡正向移动，由于该反应吸热，所以T大于100 ℃，C正确；由题意知，改变温度为T时，平衡时c（N2O4）＝0.040 ml·L－1－0.002 0 ml·L－1·s－1×10 s＝0.020 ml·L－1，则N2O4的平衡转化率为（0.100－0.020）ml·L－10.100ml·L－1×100％＝80％，D正确。
10.[2024北京大学附属中学月考]中国提出力争于2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标。COx选择性甲烷化是实现“双碳目标”的重要措施。富氢气氛下，CO、CO2均可与H2发生甲烷化反应：
Ⅰ.CO（g）＋3H2（g）⇌CH4（g）＋H2O（g） ΔH＜0
Ⅱ.CO2（g）＋4H2（g）⇌CH4（g）＋2H2O（g） ΔH＜0
回答下列问题：
（1）请从平衡移动的角度，提出三种可行的操作提高反应Ⅰ中CO的转化率： 降低温度 、 加入氢气 、 增大压强（顺序可调） 。
（2）400 ℃时，选用镍基催化剂，向1 L密闭容器中通入10 ml CO、10 ml CO2和40 ml H2进行反应，平衡后测得n（H2）＝9 ml，n（CH4）＝10 ml。
①CO2的平衡转化率为 10％ 。
②400 ℃时，反应Ⅱ的平衡常数K为 D （填标号）。
A.20B.2
C.0.2
（3）其他条件相同，反应Ⅱ使用两种不同催化剂，反应相同的时间，测得CO2的转化率随温度变化的影响如图所示。
①请解释使用Ni－CeO2催化剂时，随着温度的升高，CO2转化率先升高后降低的原因 反应达平衡之前，随温度升高，反应速率逐渐加快，CO2转化率增大；当反应达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，CO2转化率减小 。
②根据图像分析，下列说法错误的是 BC （填标号）。
A.在200～360 ℃范围内，Ni－CeO2的催化效果比Ni好
B.可以通过改变催化剂种类的方式调控CO2平衡转化率
C.可以通过延长A点的反应时间来提高CO2的平衡转化率
解析 （1）反应Ⅰ为放热反应，降低温度可使平衡正向移动，CO的转化率提高；加入氢气，可使平衡正向移动，CO的转化率提高；该反应为气体分子数减小的反应，加压可使平衡正向移动。
（2）假设反应Ⅰ中CO消耗x ml，反应Ⅱ中CO2消耗y ml，列三段式：
CO（g）＋3H2（g）⇌CH4（g）＋H2O（g）
起始量/ml 10
转化量/ml x 3x x x
平衡量/ml 10－x x x
CO2（g）＋4H2（g）⇌CH4（g）＋2H2O（g）
起始量/ml 10
转化量/ml y 4y y 2y
平衡量/ml 10－y y 2y
则40－3x－4y＝9，x＋y＝10，联立解得：x＝9，y＝1；CO2的平衡转化率：1ml10ml×100％＝10％；反应Ⅱ平衡常数K＝c（CH4）·c2（H2O）c（CO2）·c4（H2）＝10×1129×94≈0.02。
（3）①反应达到平衡之前，随温度升高，反应速率逐渐加快，CO2转化率增大；当反应达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，CO2转化率减小。②根据图像可知，在200～360 ℃范围内，Ni－CeO2的催化效果比Ni好，故A正确；催化剂只能影响反应速率，不能使平衡发生移动，故B错误；A点时反应已达平衡，延长时间，CO2平衡转化率不变，故C错误。实验①：滴加4滴蒸馏水，振荡
实验②：滴加4滴饱和 FeCl3溶液，振荡
实验③：滴加4滴1 ml·L－1KCl溶液，振荡
实验④：滴加4滴1 ml·L－1 KSCN溶液，振荡
实验⑤：滴加4滴1 ml·L－1 NaOH溶液，振荡