高考化学(2011~2020)真题专项练习 专题30 化学平衡的建立与移动(A)(教师版)
展开专题30 化学平衡的建立与移动(A)
1.(2020·浙江高考真题)一定条件下:2NO2(g)⇌ N2O4(g) ΔH<0。在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中,测定结果误差最小的是( )
A.温度0℃、压强50 kPa B.温度130℃、压强300 kPa
C.温度25℃、压强100 kPa D.温度130℃、压强50 kPa
【答案】D
【解析】测定二氧化氮的相对分子质量,要使测定结果误差最小,应该使混合气体中NO2的含量越多越好,为了实现该目的,应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应,可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动,则选项中,温度高的为130℃,压强低的为50kPa,结合二者选D。答案为D。
2.(2020·江苏高考真题)反应可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是
A.该反应 、
B.该反应的平衡常数
C.高温下反应每生成1 mol Si需消耗
D.用E表示键能,该反应
【答案】B
【解析】A.SiCl4、H2、HCl为气体,且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和,因此该反应为熵增,即△S>0,错误;B.根据化学平衡常数的定义,该反应的平衡常数K=,正确;C.题中说的是高温,不是标准状况下,因此不能直接用22.4L·mol-1计算,错误;D.△H=反应物键能总和-生成物键能总和,即△H=4E(Si-Cl)+2E(H-H)-4E(H-Cl) -2E(Si-Si),错误; 答案为B。
3.(2020·江苏高考真题)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应
在恒压、反应物起始物质的量比条件下,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B.曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C.相同条件下,改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D.恒压、800K、n(CH4):n(CO2)=1:1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,改变除温度外的特定条件继续反应,CH4转化率能达到Y点的值
【答案】BD
【解析】A.甲烷和二氧化碳反应是吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应即正向移动,甲烷转化率增大,甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,甲烷转化率减小,错误;B.根据两个反应得到总反应为CH4(g)+2CO2(g) H2(g)+3CO(g) +H2O (g),加入的CH4与CO2物质的量相等,CO2消耗量大于CH4,因此CO2的转化率大于CH4,因此曲线B表示CH4的平衡转化率随温度变化,正确;C.使用高效催化剂,只能提高反应速率,但不能改变平衡转化率,错误;D.800K时甲烷的转化率为X点,可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y点的值,正确。综上所述,答案为BD。
4.(2019·海南高考真题)反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H>0,在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,不能提高乙烷平衡转化率的是( )
A.增大容器容积 B.升高反应温度
C.分离出部分氢气 D.等容下通入惰性气体
【答案】D
【解析】A.该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,增大反应容器的容积,体系的压强减小,化学平衡正向移动,能提高乙烷平衡转化率,A不符合题意;B.该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,升高反应温度,化学平衡正向移动,可提高乙烷的平衡转化率,B不符合题意;C.分离出部分氢气,减少了生成物浓度,平衡正向移动,可提高乙烷的平衡转化率,C不符合题意;D.等容下通入惰性气体,体系的总压强增大,物质的浓度不变,因此化学平衡不移动,对乙烷的平衡转化率无影响,D符合题意;故合理选项是D。
5.(2019·上海高考真题)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,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
【答案】C
【解析】A.已知反应达平衡时c(X)=0.3mol/L,其他条件不变,若容器缩小到原来的1/2,如果化学平衡不移动,c(X)=0.6mol/L,但实际再次达到平衡时c(X)=0.5mol/L,说明加压后化学平衡正向移动,错误;B.结合题意可知正反应是气体总体积减少的反应,如果Y为固体或液体,则必须满足m>2m,显然不可能成立,所以Y只能是气体,错误;C.由分析可知,Y是气体,要满足m+n>2m,则n>m,正确;D.根据分析知,化学平衡向右移动,Z的体积分数是增大的 ,错误;答案选C。
6.(2018·上海高考真题)关于硫酸工业中的催化氧化反应,叙述正确的是( )
A.是吸热反应 B.在常压下进行
C.在沸腾炉中进行 D.使用铁触媒作催化剂
【答案】B
【解析】A.硫酸工业中的催化氧化反应是放热反应,错误;B.硫酸工业中的催化氧化反应选择在常压下进行,正确;C.硫酸工业中的催化氧化反应是在接触室中发生反应,错误;D.硫酸工业中的催化氧化反应使用V2O5作催化剂,错误;答案选B。
7.(2018·天津高考真题)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
【答案】D
【解析】A.加入NaOH,中和HBr,平衡逆向移动,可增大乙醇的物质的量,正确;B.增大HBr浓度,平衡正向移动,有利于生成C2H5Br,正确;C.若反应物增大至2 mol,实际上就是将反应物的浓度都增大至原来的2倍,比例不变(两次实验反应物的比例都是1:1,等于方程式中的系数比),只要反应物的投料比等于系数比,达平衡时反应物的转化率一定是相等的。所以两种反应物的转化率一定是1:1,正确;D.若起始温度提高至60℃,考虑到HBr易挥发性,温度升高化学反应速率加快,而反应物浓度减小能使化学反应速率变慢,故不一定能缩短到达平衡的时间,D错误。故选D。
8.(2018·浙江高考真题)已知X(g)+3Y (g)2W(g) +M (g) △H=-a kJ·mol-1(a>0)。一定温度下,在体积恒定的密闭容器中,加入1 mol X(g) 与1mol Y (g),下列说法正确的是
A.充分反应后,放出热量为a kJ
B.当反应达到平衡状态时,X与W的物质的量浓度之比一定为1:2
C.当X的物质的量分数不再改变,表明该反应已达平衡
D.若增大Y的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小
【答案】C
【解析】A、该反应为可逆反应,不会完全进行,投入原料1mol并未完全反应,故放出的热量小于akJ,不正确;B、X和W分别为反应物和生成物,化学计量数只表示反应过程的转化比例,并不能说明达到平衡后的浓度之比,不正确;C、当X的物质的量分数不再变化时,反应达到平衡,正确;D、若增大反应物浓度,正逆反应速率均会增加,不正确。答案选C。
9.(2018·浙江高考真题)已知:2SO2 (g)+ O2 (g)= 2SO3 (g) △H =-197.8kJ•mol—1。起始反应物为SO2 和 O2(物质的量之比为2:1,且总物质的量不变)。SO2 的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表,下列说法不正确的是
温度/K
压强/(105Pa)
1.01
5.07
10.1
25.3
50.7
673
99.2
99.6
99.7
99.8
99.9
723
97.5
98.9
99.2
99.5
99.6
773
93.5
96.9
97.8
98.6
99.0
A.一定压强下降低温度,SO2 的转化率增大
B.在不同温度、压强下,转化相同物质的量的SO2 所需要的时间相等
C.使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间
D.工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2 的转化率已相当高
【答案】B
【解析】A、由表格数据及勒夏特列原理知,针对放热反应,一定压强下降低温度,平衡正向移动,反应物SO2的转化率増大,正确;B、由于在不同温度、压强下,化学反应速率不一定相等,故转化相同物质的量的SO2所需要的时间不一定相等,错误;C、催化剂对化学平衡移动无影响,但可以缩短到达平衡所花的时间,正确;D、由图中数据可知,不同温度下,1.01×105Pa(常压)下SO2的转化率分别为99.2%,97.5%,93.5%,已经相当高了,且加压后转化率升高并不明显,所以没有必要通过加压提高转化率,正确。答案选B。
10.(2017·海南高考真题)已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0。在一定温度和压强下于密闭容器中,反应达到平衡。下列叙述正确的是
A.升高温度,K减小 B.减小压强,n(CO2)增加
C.更换高效催化剂,α(CO)增大 D.充入一定量的氮气,n(H2)不变
【答案】AD
【解析】A、此反应的正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向进行,化学平衡常数只受温度的影响,即升高温度,K值减小,说法正确;B、反应前后气体体积之和相等,因此减小压强,平衡不移动,即n(CO2)不变,说法错误;C、催化剂对化学平衡移动无影响,因此CO的转化率不变,说法错误;D、恒压下,充入N2,容器的体积增大,组分浓度降低,但化学反应前后气体系数之和不变,因此化学平衡不移动,n(H2)不变,说法正确。
11.(2017·上海高考真题)在N2+3H2 2NH3(正反应为放热反应)的反应中,为了提高H2的利用率,可以采取的措施为
A.升温 B.增大压强 C.使用催化剂 D.增大H2的浓度
【答案】B
【解析】A.正反应为放热反应,升温,平衡逆向移动,H2的利用率减小,错误;B.反应后气体的物质的量减少,增大压强,平衡正向移动,H2的利用率增大,正确;C.使用催化剂,平衡不移动,氢气的利用率不变,错误;D.增大H2的浓度,平衡正向移动,氮气的利用率增大,但H2的利用率减小,错误;故选B。
12.(2017·浙江高考真题)在一定条件下,可逆反应X(g)+2Y(g) ⇌2Z(g) ΔH=-akJ•mol-1,达到化学平衡时,下列说法一定正确的是 ( )
A.反应放出akJ热量 B.反应物和生成物的浓度都不再发生变化
C.X和Y的物质的量之比为1∶2 D.X的正反应速率等于Z的逆反应速率
【答案】B
【解析】A.当1molX(g)和 2molY(g) 完全反应生成2molZ(g) 时才能放热akJ,错误;B.化学平衡时,反应物和生成物的浓度都不再随时间发生变化,正确;C.起始时X和Y的物质的量未知,反应消耗的X和Y的物质的量之比为1∶2,故平衡时X和Y的物质的量之比不一定为1∶2,错误;D.化学平衡时,正、逆反应速率相等。X的正反应速率与Z的逆反应速率之比应等于化学计量数之比1∶2,错误。本题选B。
13.(2007·全国高考真题)题文已知:C(s)+CO2(g)2CO(g) △H>0。该反应的达到平衡后,下列条件有利于反应向正方向进行的是
A.升高温度和减小压强 B.降低温度和减小压强
C.降低温度和增大压强 D.升高温度和增大压强
【答案】A
【解析】反应是吸热反应,升高温度有利于反应向正方向进行;该反应正反应同样是个体积增大的反应,减小压强,同样能使反应向正方向移动。答案选A。
14.(2012·重庆高考真题)在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
a(g)+b(g)⇌2c(g);△H1<0
x(g)+3y(g)⇌2z(g);△H2>0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功),下列叙述错误的是( )
A.等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变
B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
【答案】A
【解析】A、等压时,通入惰性气体,体积增大,平衡x(g)+3y(g)⇌2z(g)(△H2>0)向左移动,反应放热,反应体系的温度升高,由于该反应容器是一个不导热的容器,所以平衡a(g)+b(g)⇌2c(g)也向左(吸热方向)移动,c的物质的量减小,错误;B、等压时,通入z气体,增大了生成物的浓度,平衡x(g)+3y(g)⇌2z(g)向左移动,由于该反应的逆反应是放热反应,容器内温度升高,虽然导致第一个反应向逆反应移动,但移动结果不会恢复到原温度,故平衡时温度升高,正确;C、等容时,通入惰性气体,各反应物和生成物的物质的量没有变化,各组分的浓度没有发生变化,所以各反应速率不发生变化,正确;D、等容时,通入z气体,增大了生成物z的浓度,平衡x(g)+3y(g)⇌2z(g)(△H2>0)逆向移动,所以y的物质的量浓度增大,正确;故选A。
15.(2008·广东高考真题)将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g)H<0;平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是( )
A.a>b B.a=b C.a<b D.无法确定
【答案】A
【解析】恒温下发生反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)H<0,反应是放热反应,此时达到平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,容器中的温度比恒温容器中的温度高,所以化学平衡向逆向进行,平衡时Br2(g)的转化率减少,即b 16.(2010·重庆高考真题)COCl2(g)⇌CO(g)+Cl2(g)∆H>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温,②恒压通入惰性气体,③增加CO的浓度,④减压,⑤加催化剂,⑥恒容通入惰性气体;能提高COCl2转化率的是( )
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑥ D.③⑤⑥
【答案】A
【解析】①正反应吸热,升温,平衡正向移动,能提高COCl2的转化率;②正反应是气体分子数增大的反应,恒压通入惰性气体,体积增大,相当于减压,平衡正向移动,能提高COCl2的转化率;③增加CO的浓度,平衡逆向移动,COCl2的转化率减小;④正反应是气体分子数增大的反应,减压,平衡正向移动,能提高COCl2的转化率;⑤加催化剂,平衡不移动,COCl2的转化率不变;⑥恒容通入惰性气体,各组分的浓度不变,平衡不移动,COCl2的转化率不变;能提高COCl2转化率的是①②④,答案选A。
17.(2012·全国高考真题)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增加压强 B.降低温度 C.增大CO的浓度 D.更换催化剂
【答案】B
【解析】提高CO的转化率可以让平衡正向进行即可。A、增加压强,该平衡不会发生移动,错误;B、降低温度,化学平衡向着放热方向即正向进行,正确;C、增大CO的浓度,化学平衡向着正方向进行,但是一氧化碳的转化率降低,错误;D、催化剂不会引起化学平衡的移动,错误;答案选B。
18.(2013·北京高考真题)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A.NO2球中存在2NO2N2O4,△H<0,正反应放热,NO2球放入冷水,颜色变浅,NO2球放入热水中,颜色变深,可以用平衡移动原理解释,A不合题意;B.水的电离是微弱的电离,存在电离平衡,同时电离是吸热过程,温度升高向电离方向移动,水的离子积增大,可以用平衡移动原理解释,B不合题意;C.加二氧化锰可以加快过氧化氢的分解,但催化剂不能使平衡发生移动,不能用平衡移动原理解释,C符合题意;D.氨水中存在电离平衡NH3·H2ONH4++OH-,随着氨水浓度降低,氨水的离程度减小,OH-浓度降低,可以用平衡移动原理解释,D不合题意;答案选C。
19.(2012·上海高考真题)下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是( )
A.在接触室中使用铁粉作催化剂
B.在接触室中运用热交换技术可充分利用能源
C.把硫铁矿磨成细粉末,可以提高原料的利用率
D.该反应采用450~500°C主要是因为该温度下催化剂活性好
【答案】A
【解析】硫酸工业生产过程中,接触室中发生的反应为2SO2+O22SO3,所用催化剂为V2O5。答案选A。
20.(2013·山东高考真题)对于反应CO(g)+H2O(g)CO 2(g)+ H 2(g) △H﹤0,在其他条件不变的情况下
A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的△H也随之改变
B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变
【答案】B
【解析】A.催化剂虽然改变了反应途径,反应物、生成物的状态不变,所以△H不变,A错误;B.反应前后体积不变,则改变压强(压缩气体或扩大容积),平衡不发生移动,反应放出的热量不变,B正确;C.该反应是放热反应,升高温度,化学反应速率加快,反应的△H不变,但由于平衡向逆反应方向进行,放出的热量减少,C错误;D.若在原电池中进行,反应不放出热量,而是将化学能转换为电能,D错误。答案选B。
21.(2015·上海高考真题)对于合成氨反应,达到平衡后,以下分析正确的是( )。
A.升高温度,对正反应的反应速率影响更大
B.增大压强,对正反应的反应速率影响更大
C.减小反应物浓度,对逆反应的反应速率影响更大
D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大
【答案】B
【解析】A.合成氨反应的正反应是放热反应,升高温度,正反应、逆反应的反应速率都增大,但是温度对吸热反应的速率影响更大,所以对该反应来说,对逆速率影响更大,错误;B.合成氨的正反应是气体体积减小的反应,增大压强,对正反应的反应速率影响更大,正反应速率大于逆反应速率,所以平衡正向移动,正确;C.减小反应物浓度,使正反应的速率减小,由于生成物的浓度没有变化,所以逆反应速率不变,逆反应速率大于正反应速率,所以化学平衡逆向移动,错误;D.加入催化剂,使正反应、逆反应速率改变的倍数相同,正反应、逆反应速率相同,化学平衡不发生移动,错误。本题选B。
22.(2017·浙江高考真题)已知:X(g)+2Y(g)3Z(g) △H=-akJ·mol-1(a>0),下列说法不正确的是
A.0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol
B.达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度不再发生变化
C.达到化学平衡状态时,反应放出的总热量可达a kJ
D.升高反应温度,逆反应速率增大,正反应速率减小
【答案】D
【解析】A.属于可逆反应,0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol,A正确;B.达到化学平衡状态时正逆反应速率相等,X、Y、Z的浓度不再发生变化,B正确;C.虽然属于可逆反应,达到化学平衡状态时,如果消耗1molX,则反应放出的总热量等于a kJ,C正确;D.升高反应温度,正、逆反应速率均增大,D错误;答案选D。
23.(2009·四川高考真题)在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应:mX(g) ⇌nY(g);ΔH=Q kJ/mol。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:
下列说法正确的是
A.m>n B.Q<0
C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减少 D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动
【答案】C
【解析】A.容器的体积可变,说明该容器为恒压装置;在温度相同的条件下,气体体积扩大到原来的两倍时,Y的浓度本该降低为0.5mol·L-1,但实际上为0.75 mol·L-1,说明平衡正向移动,由于是恒压,气体体积增大,根据阿伏加德罗定律,平衡正向移动,说明正反应方向是气体物质的量增多的方向,即m
A.升温增压 B.降温减压
C.升温减压 D.降温增压
【答案】D
【解析】CO2(g)CO2(aq) △H= -19.75kJ/mol的正向是气体体积减小的放热过程,要使CO2在水中的溶解度增大,即使平衡正向移动,可以降低温度、增大压强,答案选D。
25.(2010·上海高考真题)1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。下列是哈伯法的流程图,其中为提高原料转化率而采取的措施是( )。
A.①②③ B.②④⑤ C.①③⑤ D.②③④
【答案】B
【解析】合成氨气的反应是体积减小的、放热的可逆反应。①净化干燥的目的是减少副反应的发生,提高产物的纯度,不能提高转化率,故①不符合;②增大压强平衡向正反应方向移动,可提高原料的转化率,故②符合题意;③催化剂只改变反应速率,不影响平衡状态,不能提高转化率,故③不符合;④把生成物氨气及时分离出来,可以促使平衡向正反应方向移动,提高反应物转化率,故④符合题意。⑤通过氮气和氢气的循环使用,可以提高原料的利用率,故⑤符合题意;即②④⑤正确;答案选B。
26.(2012·安徽高考真题)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l)△H<0 若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是
A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变
B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快
C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率
D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应平衡常数不变
【答案】D
【解析】由于硫为液态,因此反应前后气体分子数不等,达平衡前容器内压强逐渐变小,分离出硫对化学反应速率及平衡无影响,即A、B错误;根据平衡移动原理知升温平衡向吸热方向移动即向左移动,SO2的转化率降低,C错误;平衡常数只受温度的影响,与催化剂无关,项正确。
27.(2009·广东高考真题)已知汽车尾气无害化处理反应为
。
下列说法不正确的是 ( )
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定
D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
【答案】A
【解析】A.升高温度,正、逆反应速率都增大,错误;B.使用高效催化剂,能够降低活化能,从而提高反应速率,正、逆反应速率都提高,正确;C.反应达到平衡后,体系各组分的反应速率都保持恒定,正确;D.消耗1mol 一氧化碳能生成1mol 二氧化碳,而同时又消耗1mol 二氧化碳,可知正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,正确。答案选A。
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