高考化学一轮复习题组训练7.2化学平衡状态和移动2含解析

这是一份高考化学一轮复习题组训练7.2化学平衡状态和移动2含解析，共11页。试卷主要包含了1—0，钨在高温下可缓慢升华，Deacn发明的直接氧化法为等内容，欢迎下载使用。
化学平衡状态和移动外界条件对化学平衡的影响1.一定温度下,1 mol X和n mol Y在容积为2 L的密闭容器中发生如下反应:X(g)+Y(g)Z(g)+M(s),5 min后达到平衡,此时生成a mol Z。下列说法正确的是              (　　)A.向平衡后的体系中加入1 mol M,平衡向逆反应方向移动B.用X表示此反应的反应速率是(0.1—0.1a) mol·(L·min)—1C.向上述平衡体系中再充入1 mol X,v(正)增大,v(逆)减小,平衡正向移动D.当混合气体的质量不再发生变化时,说明反应达到平衡状态【解析】选D。M是固体,所以M的物质的量增加,对平衡无影响,错误;生成a mol Z,则消耗a mol X,所以X的浓度减小0.5a mol·L-1,则用X表示此反应的反应速率是=0.1a mol·(L·min)—1,B错误;向上述平衡体系中再充入1 mol X,反应物浓度增大,v(正)增大,生成物的浓度不变,v(逆)不变,v(正)>v(逆),平衡正向移动,C错误;当混合气体的质量不再发生变化时,符合化学平衡的特征,说明反应达到平衡状态,D正确。2.(2018·天津高考)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr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C2H5BrC.若反应物均增大至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【解析】选D。加入NaOH后,NaOH能与HBr反应,使平衡向逆方向移动,增大乙醇的物质的量,A正确;增大HBr浓度,使平衡向正方向移动,有利于生成C2H5Br,B正确;加入反应物的物质的量之比与反应物的化学计量数之比相等,两种反应物平衡转化率之比不变,C正确;温度提高到60 ℃,反应速率加快,而C2H5Br挥发,导致C2H5Br浓度减小,反应速率减慢,不能判断反应达到平衡的时间与原平衡时间的长短,D错误。3.(2020·吉安模拟)在密闭容器中发生反应mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡后,保持温度不变,将气体体积扩大到原来的两倍,当达到新平衡时,C的浓度为原来的0.6倍。下列说法错误的是              (　　)A.m+n<p　　　　　　  B.平衡向正反应方向移动C.A的转化率降低   D.C的体积分数增加【解析】选C。mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡后,保持温度不变,将气体体积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,C的浓度为原来的,当达到新平衡时C的浓度为原来的0.6倍,则体积增大时平衡正向移动。体积增大,相当于减压,平衡正向移动,则该反应为气体分子数增大的反应,即m+n<p,故A、B正确;平衡向正反应方向移动,则A的转化率增大,故C错误;平衡正向移动,则C的体积分数增加,故D正确。【归纳提升】解答化学平衡移动类试题的一般思路化学平衡图象问题4.(2020·苏州模拟)在其他条件不变时,改变某一条件对A2(g)+3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响,得到如图所示的变化规律(T表示温度)。下列结论正确的是(　　)A.a、c两点A2的转化率相等B.向a点的平衡体系中加入A2,可达到b点的平衡状态C.b点时,平衡体系中A、B原子数之比最接近于1∶3D.正反应一定是吸热反应,且T2>T1【解析】选C。根据图象可知,a、b、c各点中B2的起始物质的量依次增大,对于可逆反应来说,增大一种反应物的物质的量或浓度,有利于平衡向正反应方向移动,则另一种反应物的转化率增大,则增加B2的物质的量,达到平衡时A2的转化率大小为a<b<c,故A错误;向a点的平衡体系中加入A2,不可达到b点的平衡状态,故B错误;AB3的体积分数最大时,AB3占总气体的量最大,则体系的原子个数比就要决定于AB3的原子个数比,即1∶3,故C正确;若T2>T1,由图象可知温度升高生成物的物质的量增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,若T1>T2,由图象可知温度升高生成物的物质的量减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,故D错误。5.(2020·黄冈模拟)在一定条件下,利用CO2合成CH3OH的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1,研究发现,反应过程中会发生副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2,温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。下列说法中不正确的是              (　　)A.ΔH1<0,ΔH2>0B.增大压强有利于加快合成反应的速率C.生产过程中,温度越高越有利于提高CH3OH的产率D.合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K=【解析】选C。由题图可知,随着温度的升高,CH3OH的产率逐渐减小,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)平衡逆向移动,则ΔH1<0;CO的产率随温度的升高而逐渐增大,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)平衡正向移动,则ΔH2>0,A项正确,C项错误;对于有气体参与的反应,压强越大反应速率越快,增大压强有利于加快合成反应的速率,B项正确;合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K=,D项正确。6.(双选)某密闭容器中有物质的量浓度均为0.10 mol·L-1的CH4和CO2,一定条件下发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH,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.ΔH<0B.Y点对应的正反应速率大于X点对应的正反应速率C.p4>p3>p2>p1D.1 100 ℃,p4条件下该反应的平衡常数K约为1.64【解析】选A、B。压强不变,随着温度升高,CH4的平衡转化率增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,则正反应是吸热反应,ΔH>0,A项不正确;X点对应的温度比Y点对应的温度高,故X点对应的正反应速率较大,B项不正确;根据勒夏特列原理,增大压强,平衡向逆反应方向移动,CH4的转化率降低,即p4>p3>p2>p1,C项正确;达到平衡时,c(CH4)=(0.10-0.10×80%) mol·L-1=0.02 mol·L-1,c(CO2)=0.02 mol·L-1,c(CO)=0.16 mol·L-1,c(H2)=0.16 mol·L-1,K=0.162×0.162÷(0.02×0.02)≈1.64,D项正确。【归纳提升】化学平衡图象题的解题技巧(1)先拐先平。在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,说明该曲线表示的反应速率大,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(2)定一议二。当图象中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。(3)三步分析法。一看反应速率是增大还是减小;二看v(正)、v(逆)的相对大小;三看化学平衡移动的方向。化学平衡原理在化工生产中的应用7.(2020·西城区模拟)钨(W)在高温下可缓慢升华。碘钨灯中封存的碘蒸气能发生反应:W(s)+I2(g)WI2(g),利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差,将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上。对于该过程的理解不正确的是              (　　)A.工作时,电能转化为光能和热能B.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.W(s)+I2(g)WI2(g) 为放热反应D.碘蒸气的作用是延长灯丝的使用寿命【解析】选B。碘钨灯工作时,发光、发热,电能转化为光能和热能,故A正确;工作时,利用灯泡壁与灯丝的温度差,将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上,灯丝的温度高于灯泡壁的温度,W在高温下缓慢升华,在灯泡壁上发生反应W(s)+I2(g)WI2(g),平衡常数K1=和灯丝上发生反应WI2(g)W(g)+I2(g)的平衡常数K2=,K1 K2不是互为倒数,故B错误;利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差,将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上,灯丝的温度高于灯泡壁的温度,说明升高温度,化学平衡向吸热方向移动,WI2的物质的量减少,所以该反应向逆反应方向移动,即逆反应是吸热反应,所以正反应是放热反应,故C正确;扩散到灯泡壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g),WI2(g)扩散到灯丝(高温区)重新分解出钨沉积到灯丝表面,从而延长灯丝的使用寿命,故D正确。8.(2019·全国卷Ⅲ节选)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是____________。 【解析】进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低,导致产品Cl2混有大量O2,则分离两气体时导致能耗较高。而进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过高,则导致HCl的转化率过低,浪费原料。答案:O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低9.(2018·天津高考节选)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题: CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)(1)分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是____________(填“A” 或“B ”)。 (2)按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图所示。此反应优选温度为900 ℃的原因是____________。 【解析】(1)初始时容器A、B的压强相等,A容器恒容,随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加);B容器恒压,压强不变;所以达平衡时压强一定是A中大,B中小,此反应压强减小平衡正向移动,所以B的反应平衡更靠右,反应的更多,吸热也更多。(2)根据图得到,900 ℃时反应产率已经比较高,温度再升高,反应产率的增大并不明显,而生产中的能耗和成本明显增大,经济效益会下降,所以选择900 ℃为反应最佳温度。答案:(1)B(2)900 ℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低【加固训练】1.一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g);已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法正确的是              (　　)A.生成乙烯的速率:v(M)一定小于v(N)B.化学平衡常数:KN>KMC.当温度高于250 ℃时,升高温度,平衡向逆反应方向移动,从而使催化剂的催化效率降低D.若投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1,则图中M点时,乙烯的体积分数约为7.7%【解析】选D。A、随温度的升高化学反应速率逐渐加快,而催化剂的催化效率降低,所以v(M)有可能小于v(N),也可能大于v(N),A不正确;B、升高温度二氧化碳的平衡转化率降低,这说明升高温度平衡向逆反应方向进行,所以M的化学平衡常数大于N,B不正确;C、根据图象,当温度高于250 ℃时,升高温度二氧化碳的平衡转化率降低,则平衡逆向移动,但催化剂只影响反应速率,不影响平衡移动和转化率,C错误;D、设开始投料n(H2)为3 mol,则n(CO2)为1 mol,所以当在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%,则　　　　　　　6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)起始量(mol)    3    1       0           0转化量(mol)   1.5   0.5     0.25        1平衡量(mol)   1.5   0.5   0.25        1所以乙烯的体积分数为×100%≈7.7%,D正确。2.(2020·宜春模拟)对于可逆反应2A(s)+3B(g)C(g)+2D(g)　ΔH<0,在一定条件下达到平衡。下列有关叙述正确的是              (　　)　①增加A的量,平衡向正反应方向移动②升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变④增大B的浓度,v(正)>v(逆)⑤加入催化剂,B的转化率提高A.①②　　　B.④　　　　C.③　　　　D.④⑤【解析】选B。①A是固体,其量的变化对平衡无影响;②升高温度,v(正)、v(逆)均增大,但v(逆)增大的程度大,平衡向逆反应方向移动;③此反应为反应前后气体分子数不变的反应,故增大压强,平衡不移动,但v(正)、v(逆)都增大;④增大B的浓度,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动,v(正)>v(逆);⑤催化剂不能使化学平衡发生移动,B的转化率不变。故④正确。3.(2020·洛阳模拟)T ℃时在2 L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。 反应过程中X、Y、Z的浓度变化如图1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2(T2>T1)时,Y的体积分数(或Y的物质的量分数)与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是              (　　) A.容器中发生的反应可表示为4X(g)+Y(g)2Z(g)B.反应进行的前3 min内,用X表示的反应速率v(X)=0.3 mol·L-1·min-1C.升高温度,反应的化学平衡常数K增大D.若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是增大压强【解析】选C。根据图1可知,反应达到平衡时,X、Y分别减小了0.6 mol和0.2 mol,Z增加了0.4 mol,所以该反应可表示为3X(g)+Y(g)2Z(g),故A错误;v(X)==0.1 mol·L-1·min-1,故B错误;根据图2可知,升高温度时,Y的体积分数减小,则平衡正向移动,所以平衡常数增大,故C正确;比较图1和图3可知,图3时平衡没有移动,但反应速率加快,由于该反应前后气体体积减小,增大压强,平衡正向移动,故应为使用催化剂,故D错误。4.某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应[2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0]的正、逆反应速率的影响如图所示:(1)加催化剂对反应速率影响的图象是____________(填序号,下同),平衡____________移动。 (2)升高温度对反应速率影响的图象是____________,平衡向____________方向移动。 (3)增大反应容器体积对反应速率影响的图象是____________,平衡向____________方向移动。 (4)增大O2的浓度对反应速率影响的图象是____________,平衡向____________方向移动。 【解析】(1)加入催化剂,正、逆反应速率均增大,图象上应该出现“断点”,且应在原平衡的反应速率之上;催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同,则改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴,图象为C。(2)升高温度,正、逆反应速率均增大,图象上应该出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上。因题给反应的正反应放热,升温平衡逆向移动,所以v'(正)<v'(逆),图象为A。(3)增大反应容器体积即减小压强,正、逆反应速率均减小,图象上应该出现“断点”且应在原平衡的反应速率之下。因减小压强平衡逆向移动,所以v'(正)<v'(逆),图象为D。(4)增大O2的浓度,正反应速率会“突然增大”,图象上出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上,但逆反应速率应该在原来的基础上逐渐增大,图象为B。答案:(1)C　不　(2)A　逆反应(3)D　逆反应　(4)B　正反应5.(2020·威海模拟)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应:TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g)　ΔH>0　(Ⅰ)如图所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1____________T2(填“>”“<”或“=”)。上述反应体系中循环使用的物质是_________。 (2)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应ΔH____________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250 ℃、1.3× 104 kPa左右,选择此压强的理由是___ ___。 【解析】(1)由题意可知,未提纯的TaS2粉末变成纯净TaS2晶体,要经过两步转化:①TaS2+2I2TaI4+S2,②TaI4+S2TaS2+2I2,即反应(Ⅰ)先在温度T2端正向进行,后在温度T1端逆向进行,反应(Ⅰ)的ΔH大于0,因此温度T1小于T2,该过程中循环使用的物质是I2。(2)从图象来看,随着温度的升高,CO的转化率变小,故ΔH<0,综合温度、压强对CO转化率的影响来看,在题给条件下,CO的转化率已经很大,不必再增大压强。答案:(1)<　I2(2)<　在该条件下,CO的转化率已经很高,再增大压强CO转化率提高不大,同时生产成本增加,得不偿失【归纳提升】化工生产适宜条件选择的一般原则条件原则从化学反应速率分析既不能过快,又不能太慢从化学平衡移动分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性,又要注意二者影响的矛盾性从原料的利用率分析增加易得廉价原料,提高难得高价原料的利用率,从而降低生产成本从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性对温度的限制