03化学平衡-广东省2023-2024学年高二化学上学期期中、期末重点知识点专题练习（人教版2019）

这是一份03化学平衡-广东省2023-2024学年高二化学上学期期中、期末重点知识点专题练习（人教版2019），共26页。试卷主要包含了单选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．（2023上·广东深圳·高二深圳市高级中学校考期末）化学与生活、生产密切相关，下列说法中错误的是
A．汽车尾气净化器通常使用贵金属为催化剂，提高有害气体的平衡转化率
B．华为手机Mate60的芯片麒麟9000s主要原材料是硅
C．豆科植物根瘤菌可以在常温常压下把转化为氮的化合物
D．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济”
2．（2023上·广东汕头·高二统考期末）将CO2转化为甲醇是其资源化利用的重要途径之一，发生的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g) + H2O(g) ΔH＜0，下列叙述错误的是
A．平衡后加入少量CO2，平衡正向移动，H2的转化率增大
B．平衡后升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小
C．当容器中CH3OH的体积分数不再变化时，反应达到平衡状态
D．平衡后增大压强，平衡正向移动，平衡常数增大
3．（2024上·广东深圳·高二统考期末）一定温度下，向2L恒温密闭容器中加入足量活性炭和，发生反应，部分物质的物质的量随反应时间t的变化曲线如图所示，下列说法正确的是
A．曲线I表示随t的变化
B．0~2min内，
C．3min时，加入催化剂可提高的平衡转化率
D．3min时，充入增大压强，该容器的气体颜色不变
4．（2024上·广东深圳·高二统考期末）下列事实能用勒夏特列原理来解释的是
A．增大压强，有利于和反应生成
B．锌粒粉碎后与稀硫酸反应产生氢气速度更快
C．、、平衡混合气加压后颜色变深
D．温度设置为400~500℃比室温更有利于氨的合成
5．（2024上·广东深圳·高二深圳市光明区高级中学校联考期末）臭氧在烟气脱硝中的反应为。向的恒容密闭容器中充入和充分反应，平衡时，的体积分数随温度变化关系如图所示。下列说法正确的
A．该反应的
B．点时，的体积分数为
C．点时，
D．正反应速率的大小：点点
6．（2024上·广东揭阳·高二统考期末）如图为某反应的微观示意图。下列说法正确的是
A．该反应为可逆反应B．过程Ⅰ吸收热量，过程Ⅱ放出热
C．反应物的总能量小于生成物的总能量D．加压一定能加快反应速率
7．（2023上·广东广州·高二统考期末）如图为某化学反应的反应速率随反应时间的变化示意图，在t1时刻升高温度或增大压强都符合图示变化的反应是
A．
B．
C．
D．
8．（2021上·广东茂名·高二统考期末）碘钨灯具有亮度高、使用寿命长等特点，被广泛用作影视拍摄、舞台、工厂、大型建筑物、大型广场等的照明光源。碘钨灯的原理是：金属钨(W)在高温下发生缓慢升华，并与碘钨灯中封存的碘蒸气发生以下反应：，利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差将沉积在灯泡壁上的钮“搬运”回灯丝上。下列有关理解不正确的是
A．碘钨灯工作时，电能可转化为光能和热能
B．碘钨灯工作时，在灯泡壁和灯丝上发生反应的平衡常数互为倒数
C．为放热反应
D．碘蒸气的作用是延长灯丝的使用寿命
9．（2021上·广东茂名·高二统考期末）某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下反应：，下列情况不能说明反应已达到平衡状态的是
A．容器内压强不随时间而变化
B．单位时间内，有反应，同时有生成
C．单位时间内，有生成，同时有生成
D．气体的平均摩尔质量不随时间而变化
10．（2021上·广东茂名·高二统考期末）t℃时，一定量的混合气体在某恒容密闭容器中发生反应：，平衡后测得气体的浓度为。其他条件不变，将密闭容器的容积扩大1倍，重新达到平衡后，测得B气体的浓度为。下列叙述不正确的是
A．a+b”、“=”或“”、“=”或“”、“=”或“”、“”或“＜”)0。
③曲线c表示的物质为 。(填写化学式)
④在不改变起始投料的前提下，为提高的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是 。(任写一项措施)
20．（2023上·广东深圳·高二统考期末）随着“碳达峰”限期的日益临近，捕集CO2后再利用，成为环境科学的研究热点。已知研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。
工业上CO2与CH4发生反应Ⅰ：
在反应过程中还发生反应Ⅱ：
(1)已知部分化学键的键能数据如下表所示：
则 kJ/ml，在实际工业生产中，为了提高反应Ⅰ中CH4的转化率，可以采取的措施是 (只答一条即可)。
(2)在密闭容器中充入CO2与CH4，下列不能够判断反应Ⅰ达到平衡状态的是___________。
A．容积固定的绝热容器中，温度保持不变
B．一定温度和容积固定的容器中，混合气体的密度保持不变
C．一定温度和容积固定的容器中，混合气体的平均相对分子质量保持不变
D．一定温度和容积固定的容器中，H2(g)和H2O(g)物质的量之和保持不变
(3)工业上将CH4与CO2按物质的量1：1投料制取CO和H2时，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。

①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是 。
②计算923K时反应Ⅱ的化学平衡常数的表达式K= 。
(4)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~400℃，乙酸的生成速率先减小后增大的原因 。
起始物质的量(n)/ml
的平衡转化率
CO
Ⅰ
0.1
0.1
0
0
50%
Ⅱ
0.1
0.1
0.2
0.2
/
积碳反应
消碳反应
ΔH/ kJ·ml－1
75
172
活化能/ kJ·ml－1
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
时间/h
1
2
3
4
5
6
0.90
0.85
0.83
0.81
0.80
0.80
化学键
HO
HH
C=O
C≡O
键能(kJ/ml)
413
436
803
1076
参考答案：
1．A
【详解】A．催化剂不能提高转化率，故A错误；
B．晶体硅为良好的半导体材料，是制造芯片的主要原料，故B正确；
C．豆科植物根瘤菌可以在常温常压下把N2转化为氮的化合物，属于自然固氮，故C正确；
D．太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源，减少了二氧化碳的排放，有利于实现“低碳经济”，故D正确；
故答案选A。
2．D
【详解】A．平衡后加入少量CO2，二氧化碳浓度增大，平衡正向移动，H2的转化率增大，故A正确；
B．正反应放热，平衡后升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故B正确；
C．反应过程中CH3OH的体积分数增大，当容器中CH3OH的体积分数不再变化时，反应达到平衡状态，故C正确；
D．平衡常数只与温度有关，平衡后增大压强，平衡正向移动，平衡常数不变，故D错误；
选D。
3．B
【详解】A．投入活性炭和NO2，随着反应的进行，NO2的物质的量减少，CO2和N2的物质的量增加，相同反应时间内CO2增加的量是N2的两倍，故曲线Ⅰ表示n(CO2)随t的变化，曲线Ⅱ表示n(N2)随t的变化，曲线Ⅲ表示n(NO2)随t的变化，A错误；
B．曲线Ⅰ表示n(CO2)随t的变化，0~2min内n(CO2)变化1.5ml，则，B正确；
C．反应在此条件下2min后已经达到平衡，3 min时加入催化剂，可以同等程度加快正、逆反应的速率，平衡不移动，平衡转化率不变，C错误；
D．3 min时向恒温恒容密闭容器充入CO2，c(CO2)增大，平衡向逆反应方向移动，c(NO2)增大，容器的气体颜色加深，D错误；
答案选B。
4．A
【详解】A．反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，有利于和反应生成，能用勒夏特列原理来解释，A符合题意；
B．粉碎后，加大接触面积，加快发应速率，不能用勒夏特列原理解释，B不符合题意；
C．该反应反应前后气体体积不变，所以压强不影响化学平衡的移动，增大平衡体系的压强气体的体积减小，碘的浓度增大，颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，C不符合题意；
D．合成氨反应为放热反应，升高温度不利用平衡向正方向移动，温度设置为400~500℃是为了加快反应速率且此时催化剂活性最大，不能用勒夏特列原理解释，D不符合题意；
故选A。
5．D
【详解】A．反应属于气体体积减小的反应，即，A错误；
B．，又a点平衡时的体积分数25%，所以，则x=0.29，故臭氧体积分数为41.5%，B错误；
C．点时的体积分数小于同等温度下平衡时体积分数，即该点反应逆向进行，故，C错误；
D．a、b两点二氧化氮体积分数一样，但b点温度高速率快，故反应速率点点，D正确；
故选D。
6．B
【详解】A．由图可知，反应后不再存在两种单质，故该反应不是可逆反应，A项错误；
B． 过程I为化学键断裂，为吸热过程，过程II为形成化学键，为放热过程，B项正确；
C．无法判断该反应是吸热反应还是放热反应，所以不能判断反应物的总能量与生成物的总能量的大小关系，C项错误；
D．不知道物质的状态，压强不一定能加快速率，D项错误；
答案选B。
7．D
【详解】升高温度，逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，故正反应为放热反应，ΔH＜0，增大压强平衡逆向移动，说明正反应为气体体积增大的反应，只有D符合，故选：D。
8．B
【详解】A．碘钨灯工作时，发光、发热，电能可转化为光能和热能，A项正确；
B．沉积在灯泡壁上的钨与碘蒸气反应生成WI2(g)，WI2(g)在灯丝上又分解为钨与碘蒸气，但灯丝的温度高于灯泡壁的温度，故两反应的平衡常数不可能互为倒数，B错误；
C．用工作时灯泡壁与灯丝的温度差将沉积在灯泡壁上的钮“搬运”回灯丝上说明升高温度，反应有利于向生成钨的方向移动，则为放热反应，C项正确；
D．沉积在灯泡壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g)，WI2(g)扩散到灯丝上(高温区)重新分解出钨，从而延长灯丝的使用寿命，D正确；
故选B。
9．B
【详解】A．正反应为气体体积减小的反应，在恒容容器中压强为变化的量，则容器内压强不随时间而变化说明反应已达到平衡，A不符合题意；
B．单位时间内，有反应，同时有生成，只表示正反应，无法说明反应已达到平衡，B符合题意；
C．单位时间内，有生成，同时有生成，说明正逆反应速率相等，则应已达到平衡，C不符合题意；
D．气体的总质量不变，正反应为物质的量减少的反应，故气体的平均摩尔质量为变量，当气体的平均摩尔质量不随时间而变化，则反应已达到平衡，D不符合题意；
故选B。
10．A
【详解】A．其他条件不变，将密闭容器的容积扩大1倍，若平衡不移动，则B气体的浓度为0.3 ml·L-1，实际上B的浓度变为0.4 ml·L-1，说明平衡向逆反应方向移动，故a+b>c+d，A错误；
B．密闭容器的容积加倍，平衡逆向移动，但各物质的浓度都要减小，即A气体的浓度也减小，B正确；
C．由上面A选项的分析知将密闭容器的容积扩大1倍平衡向逆反应方向移动，故D气体的体积分数减小，C正确；
D．由上面A选项的分析知恒温下扩大容器体积，平衡向左移动，D正确；
故选A。
11．D
【分析】根据平衡常数表达式，该反应的化学方程式为，据此作答。
【详解】A．增大，平衡往逆向移动，减小，K只受温度影响，不变，故A错误；
B．该反应左右两边气体分子数相等，减小压强，平衡不移动，故B错误；
C．该反应为吸热反应，降低温度，平衡往逆向移动，即生成的方向移动，但是正逆反应速率均减小，故C错误；
D．根据分析，该反应的化学方程式为，故D正确；
故选D。
12．A
【分析】根据题中用勒夏特列原理解释可知，本题考查勒夏特列原理的应用，运用勒夏特列原理分析。
【详解】①Fe(SCN)3溶液中存在可逆过程Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，加入固体KSCN后，KSCN电离出SCN-，使反应物浓度增加，平衡向正方向移动，Fe(SCN)3浓度增加，颜色变深，所以Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN可以用勒夏特列原理解释，①符合题意；
②棕红色NO2存在可逆过程，加压后，因为体积减小，NO2浓度增大，颜色变深，而压强增大，使平衡往正向移动，NO2浓度减小，颜色变浅，②符合题意；
③催化剂只影响反应速率不影响平衡移动，所以对SO2催化氧化成SO3的反应，往往需要使用催化剂，不能用勒夏特列原理解释，③不符题意；
④I2和H2生成HI的反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，压强不影响平衡移动，所以H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，④不符题意；
综上所述，①和②符合题意；
答案选A。
【点睛】勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度,压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
（1)浓度：增加某一反应物的浓度，则反应向正方向进行。减少某一生成物的浓度，则反应向向正方向进行，反之亦然。
（2)压强：增加压强，则反应向气体体积减小的方向进行：减小压强，则反应向气体体积增大方向进行。
（3)温度：升高反应温度，则反应向着减少热量的方向进行，即向吸热反应方向移动：降低温度，则反应向着生成热量的方向的进行，即向放热反应方向移动。
（4)催化剂：仅改变反应进行的速度，不影响平衡的改变，即对正逆反应的影响程度是一样的。
13．A
【分析】勒夏特列原理是平衡移动原理，我们要分析过程有没有可逆反应，有没有发生平衡移动。
【详解】A．FeCl3易水解，水解是可逆反应，溶于浓盐酸中可以抑制水解，使水解平衡逆向进行，故A正确；
B．这个过程没有平衡移动，放到冰箱中降低温度减缓变质的速率，与平衡无关，故B错误；
C．铁触媒作催化剂是加快反应速率，不影响平衡转化率，与平衡移动无关，故C错误；
D．合成氨反应是放热反应，按照平衡移动原理应该选择低温转化率更高，选择500℃是能提高反应速率，故D错误；
答案选A。
14．(1)
(2) C C ＞
(3) 低于T2℃时，反应未达平衡，相同时间内温度越高反应速率越快，CO的体积分数就越高；高于T2℃时，反应达到平衡，因正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故温度越高，CO的体积分数就越小
【详解】（1）已知反应(ⅰ)：，反应(ⅱ)：，根据盖斯定律ⅰ-ⅱ，CO燃烧热的热化学方程式为，，故答案为。
（2）①A．的状态是平衡状态，所以的状态不是平衡状态，故A错误；
B．由反应三段式，计算该温度下的平衡常数K＝，而c(CH4)•c(CO2)＝c2(CO)•c2(H2)的状态有：浓度熵Qc＝1＞0.01＝K，反应逆向进行，即不是平衡状态，故B错误；
C．反应是气体体积变化的反应，反应进行时气体总物质的量发生变化，容器中压强也发生变化，所以容器内混合气体的总压强不再变化的状态是平衡状态，故C正确；
D．反应体系中各物质均为气体，则混合气体的质量m不变，恒温恒容条件下V不变，根据可知，容器内密度始终不变，所以容器内混合气体密度保持不变的状态不一定是平衡状态，故D错误；
故答案选C；
②A．恒容通入惰性气体使容器内压强增大，平衡逆向移动，故A不符合题意；
B．使用催化剂能使正反应速率加快，平衡不移动，故B不符合题意；
C．平衡常数K变大，平衡正向移动，故C符合题意；
D．催化剂不影响平衡移动，故D不符合题意；
故答案选C；
③由反应三段式可知，△c(H2)＝0.1ml/L，所以tmin内，故答案为；
④恒温恒容条件下，0.1mlCH4(g)、0.1mlCO2(g)、0.2mlCO(g)、0.2mlH2(g)的反应体系Ⅱ等效于0.2mlCH4(g)、0.2mlCO2(g)的反应体系，0.2mlCH4(g)、0.2mlCO2(g)的反应体系相当2个容器I的体系合并后压缩，则平衡逆向逆向移动、CO物质的量减小，所以2n(CO)Ⅰ＞n(CO)Ⅱ，故答案为＞。
（3）①温度低于T2℃时，反应未达平衡，温度升高、反应速率加快，相同时间段内温度越高反应速率越快，则CO的体积分数越大；在温度为T2℃时，反应达到平衡，由于该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的体积分数减小，所以T2℃时CO的体积分数最大，也可能是T0℃时催化剂的催化活性最高，反应速率最快，故答案为低于T2℃时，反应未达平衡，相同时间内温度越高反应速率越快，CO的体积分数就越高；高于T2℃时，反应达到平衡，因正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故温度越高，CO的体积分数就越小；
②CH4(g)和O2(g)的物质的量之比为4：3，设CH4物质的量为4x，O2为3x，平衡时生成CO的物质的量为yml，，CO的平衡体积分数为20%，则：，解得：y＝2x，平衡时混合气体的总物质的量为：7x＋1.5y＝10x，反应前总物质的量为7xml，恒温恒容条件下，气体的压强与物质的量成正比，T2℃时容器内起始压强为p0，则平衡时压强为，平衡时各气体的分压：平衡时p(CH4)＝p(O2)＝p(CO)＝，p(H2)＝，所以平衡常数；g故答案为。
15．(1) +173.3 723K 乙醇转化率、氢产率和CO2含量较高，而CO含量较低 AC
(2) b 53%
(3) 劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应的活化能小，消碳反应速率大
【详解】（1）①根据盖斯定律：反应Ⅲ= I+2×Ⅱ，则ΔH3＝+255.7 kJ·ml－1+(－41.2 kJ·ml－1×2)= +173.3 kJ·ml－1；②催化剂的活性受到温度的影响，根据图象，723K时乙醇转化率、氢产率和CO2含量较高，而CO含量较低，据此可判断催化剂最佳的使用温度应为723K；③A．该反应为气体体积增大的反应，混合气体的平均摩尔质量随反应进行而不断减小，达到平衡时不再改变，可以判定平衡状态，A正确； B．单位时间内断开3mlO－H键同时断开4mlH－H可以说明正逆速率相等，B错误；C．恒容条件下，该反应气体体积增大，压强随反应进行不断增大，平衡时体系的压强不变，C正确；D．CO与H2的体积比始终是1∶2不变，无法判定平衡状态，D错误；故选AC；
（2）①反应Ⅰ、Ⅲ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，随着温度的升高，反应Ⅰ、Ⅲ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅱ逆向移动CO2转化为CO，故温度升高CO的选择性增大，CO2的选择性减小。表示CO2选择性的曲线为a，表示CO选择性的曲线为c，表示C2H5OH转化率的曲线是b； ②a表示CO2的选择性曲线，因为CO的选择性+CO2的选择性=1，则b表示乙醇的转化率，c表示CO的选择性曲线，设乙醇与水的投料比分别为1ml和3ml，CO的选择性为15%，CO2的选择性为85%，则n(CO2)：n(CO)=0.85:0.15，乙醇的转化率为0.6，n(CO2)+n(CO)=1×0.6×2=1.2，解得n(CO)=0.18ml，n(CO2)=1.02ml，根据反应Ⅰ计量关系和差量法，2CO~4H2~4∆n1，则n(H2)1=0.36ml，∆n1=0.36ml，根据反应Ⅱ计量关系和差量法，2CO2~6H2~3∆n2，则n(H2)2=3.06ml，∆n2=2.04ml，则氢气的体积分数为；
（3）相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应的活化能小，消碳反应速率大，所以催化剂X劣于催化剂Y。
16．(1)>
(2)bc
(3) 2 >
(4) = < 0.037或
【详解】（1）该反应为放热反应，温度升高，平衡逆移，化学平衡常数K减小，故>；
（2）a．反应达到化学平衡状态时，各组分的浓度保持不变，容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2，不一定是平衡，A错误；
b．反应达到化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量系数之比，，即，b正确
c．反应达到化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，，c正确；
d．该反应只有气体参加或生成，气体质量不变，容器体积不变，随反应进行，混合气体的密度保持不变，混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，d错误；
答案选bc；
（3）400℃时，反应的平衡常数0.5，则反应为合成氨的逆反应，平衡常数是正反应的平衡常数的倒数故；
当测得NH3、N2、H2的浓度分别为、、时，，反应正向进行，故>；
（4）b点和a点，压强不同，温度相同，化学平衡常数只有温度有关，温度相同，平衡常数相同，故=；
b点比a点压强大，增大压强，平衡向气体体积减小的方向进行，即该反应向正移，NH3的体积分数增大，N2的体积分数减小，但增大压强，容器体积减小，组成成分浓度都增大，容器体积减小，引起的N2的浓度增大比平衡移动引起的浓度减小变化大，故N2的浓度