2023年高考化学一轮复习课时练23《化学平衡的移动和化学反应进行的方向》(含答案)

2023年高考化学一轮复习课时练23

《化学平衡的移动和化学反应进行的方向》

一 、选择题

1.下列有关平衡常数的说法中,正确的是(　　)

A.改变条件,反应物的转化率增大,平衡常数也一定增大

B.反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0,升高温度,该反应平衡常数增大

C.对于给定可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数相等

D.平衡常数为K=的反应,化学方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

2.用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH=－115.6 kJ·mol－1。恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是(　　)

A．气体的质量不再改变

B．氯化氢的转化率不再改变

C．断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键

D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)=4∶1∶2∶2

3.已知反应X(g)＋3Y(g)=2Z(g) ΔH的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.ΔH＝E2－E1

B.更换高效催化剂，E3不变

C.恒压下充入一定量的氦气n(Z)减少

D.压缩容器，c(X)减小

4.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应：X(g)＋3Y(g)=2Z(g)　ΔH<0并达到平衡。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　)

5.对于aA(g)＋bB(g)cC(g)的平衡体系，压强不变，加热时体系中混合气体对H2的相对密度增大，下列说法正确的是(　　)

A.a＋b＞c，正反应放热

B.a＋b＞c，正反应吸热

C.a＋b＜c，逆反应放热

D.a＋b＝c，正反应吸热

6.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是(　　)

A.SO2氧化为SO3，往往需要使用催化剂2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

B.500 ℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0

C.H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深H2(g)＋I2(g)2HI(g)

D.实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO

7.如图是关于反应A2(g)＋3B2(g)2C(g)　ΔH<0的平衡移动图象，影响平衡移动的原因是(　　)

A.升高温度，同时加压

B.降低温度，同时减压

C.增大反应物浓度，同时使用催化剂

D.增大反应物速度，同时减小生成物浓度

8.在t ℃时，向a L密闭容器中加入1.6 mol HI(g)，发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH>0，H2的物质的量随时间的变化如图所示，下列有关说法中正确的是(　　)

A．平衡时，I2蒸气的体积分数为25%

B．若在1.5 min时降低温度，则反应将向左进行

C．平衡后若升高温度，v正增大，v逆减小

D．平衡后向容器中加入一定量的H2后，平衡向左移动，H2的体积分数减小

9.下列能用勒夏特列原理解释的是(　　)

A．溴水中存在下列平衡Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅

B．工业上由氢气和氮气合成氨是在较高温度下进行的

C．SO2催化氧化成SO3的反应，需要使用催化剂 

D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深

10.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)均增大　

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．只有④       C．只有③       D．③④

11.氮气是制备含氮化合物的一种重要物质,而氮的化合物用途广泛。两个常见的固氮反应的平衡常数的对数值(lg K)与温度的关系如图所示:

①N2+3H22NH3和②N2+O22NO

根据图中的数据判断下列说法正确的是(　　)

A.反应①和②均为放热反应

B.升高温度,反应①的反应速率减小

C.在标准状况下,利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大

D.在1 000 ℃时,反应①和反应②体系中N2的浓度一定相等

12.向1 L的密闭容器中加入1 mol X、0.3 mol Z和一定量的Y三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间的变化如图甲所示。图乙为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。下列说法不正确的是(　　)

A．Y的起始物质的量为0.5 mol

B．该反应的化学方程式为2X(g)＋Y(g)3Z(g)　ΔH<0

C．若t0=0，t1=10 s，则t0～t1阶段的平均反应速率为v(Z)=0.03 mol·L－1·s－1

D．反应物X的转化率t6点比t3点高

二 、非选择题

13.采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:

(1)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应:

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时,N2O5(g)完全分解]:

①已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)        ΔH1=-4.4 kJ·mol-1

2NO2(g)N2O4(g)　                    ΔH2=-55.3 kJ·mol-1

则反应N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)的ΔH=　　　　 kJ·mol-1。 

②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×(kPa·min-1),t=62 min时,测得体系中=2.9 kPa,则此时的=　　　　 kPa,v=　　　　　 kPa·min-1。 

③若升高反应温度至35 ℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃)　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)63.1 kPa,原因是　  　。 

④25 ℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=　　　　　 kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。 

(2)对于反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:

第一步 N2O5NO2+NO3　　　　     快速平衡

第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2              慢反应

第三步 NO+NO32NO2              快反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是　　　　(填标号)。 

A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)

B.反应的中间产物只有NO3

C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效

D.第三步反应活化能较高

14.甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。

(1)若在恒温、恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有　　　　(填序号)。 

A.CO的百分含量保持不变

B.容器中H2的浓度与CO的浓度相等

C.容器中混合气体的密度保持不变

D.CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等

(2)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:①甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是　　　　　　　　　　　。 

②甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图所示。则当n(O2)∶n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;

在制备H2时最好控制n(O2)∶n(CH3OH)=　　　　　　。 

15.当温度高于500 K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。回答下列问题：

(1)该反应的化学方程式为_____________________；

其平衡常数表达式为K＝_____________________。

(2)在恒容密闭容器中，判断上述反应达到平衡状态的依据是________(双选；填选项字母)。

a.体系压强不再改变

b.H2的浓度不再改变

c.气体的密度不随时间改变

d.单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1

(3)在一定压强下，测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据中，起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图。

根据图中数据分析：

①降低温度，平衡向________方向移动。

②在700 K、起始投料比＝1.5时，H2的转化率为________。

③在500 K、起始投料比＝2时，达到平衡后H2的浓度为a mol·L－1，则达到平衡时CH3CH2OH的浓度为________。

0.参考答案

1.答案为：D；

解析：A项,当温度不变时,平衡常数不变;B项,反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,该反应平衡常数变小;C项,对于给定的可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数互为倒数;D项,可以根据平衡常数的表达式写出反应物和生成物以及各物质的化学计量数。

2.答案为：B；

解析：反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A错误；

反应正向进行时，HCl的转化率升高；反应逆向进行时，HCl的转化率降低，当HCl的转化率不再改变时，可以说明可逆反应达到平衡状态，B正确；

断开4 mol H—Cl键和生成4 mol H—O键均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；

达到平衡状态时，各反应物和生成物的物质的量保持不变，但各物质的物质的量之比不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。

3.答案为：C

解析：ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝E1－E2，故A项错误；更换高效催化剂，降低反应活化能，反应速率加快，该反应中(E3－E2)为活化能，E2为反应物的总能量，E2不变，活化能降低，则E3减小，故B项错误；恒压下充入一定量的氦气，容器体积增大，反应体系的分压减小，平衡向气体分子数增多的方向移动，则n(Z)减少，故C项正确；压缩容器体积，压强增大，平衡向右移动，n(X)减小。压缩容器，体积减小，各物质的浓度都增大，平衡移动只能减弱这种改变，而不能消除，故c(X)还是比原来大，故D项错误。

4.答案为：A

解析：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即逆向移动，X的转化率将变小，A项正确；增大压强，平衡向正反应方向移动，但X转化的不如增加的多，X的浓度反而增大，故B项错误；增大一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，而其本身的转化率将降低，故C项错误；催化剂只能改变反应速率，不影响平衡状态，故各物质的体积分数不变，D项错误。

5.答案为：B

解析：压强不变下加热时混合气体对H2的相对密度增大，而气体的总质量不变，说明加热时平衡向气体物质的量减小的方向移动，只有B项符合题意。

6.答案为：D

解析：加入催化剂有利于加快反应速率，但不会引起平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，A项错误；合成氨的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，500 ℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应，是从反应速率不能太低和催化剂的活性两方面考虑，不能用平衡移动原理解释，B项错误；在H2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡中，增大压强，浓度增加，颜色加深，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，C项错误；氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，能用勒夏特列原理解释，D项正确。

7.答案为：D

解析：升高温度，同时加压，正逆反应速率都增大，逆反应速率应在原速率的上方，故A项错误；降低温度，同时减压正逆反应速率都降低，正反应速率应在原速率的下方，故B项错误；增大反应浓度，同时使用催化剂，正逆反应速率都增大，逆反应速率应在原速率的上方，但正反应速率增大更多，平衡向正反应方向移动，故C项错误；增大反应物浓度，同时减小生成物浓度，瞬间正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动，图象符合，故D项正确。

8.答案为：A；

解析：该反应反应前后气体体积不变，由图可知，平衡时n(H2)=0.4 mol，则有n(I2)=0.4 mol，故I2蒸气的体积分数为×100%=25%，A正确；

1.5 min时反应未达到平衡状态，降低温度，反应速率减慢，但反应仍向右进行，直至平衡，B错误；

平衡后若升高温度，v正、v逆均增大，但v正增大的程度大于v逆，平衡向右移动，C错误；

平衡后加入H2，平衡向左移动，根据勒夏特列原理可知，达到新平衡后，c(H2)仍比原来大，则新平衡后H2的体积分数增大，D错误。

9.答案为：A；

解析：溴水中加入AgNO3溶液后生成溴化银沉淀，促使平衡Br2＋H2OHBr＋HBrO正向移动，溶液颜色变浅，与平衡移动有关，A正确；

合成氨反应是放热反应，从平衡角度分析，较高温度不利于提高产率，B错误；

加入催化剂，平衡2SO2＋O22SO3不移动，不能用勒夏特列原理分析，C错误；

H2与I2生成HI的反应是反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强，平衡不发生移动，颜色变深是因为加压后碘蒸气浓度变大，不能用勒夏特列原理解释，D错误。

10.答案为：D；

解析：因A是固体，其浓度可视为常数，增加A的量，平衡不移动，①错误；

升高温度，平衡向吸热反应方向(即逆向)移动，但v(正)也增大，只是增大的程度小于v(逆)增大的程度，使v(正)<v(逆)，②错误；

因反应前后气体体积不变，增大压强平衡不移动，但v(正)、v(逆)同等程度增大，③正确；

增大B的浓度，平衡正向移动，v(正)>v(逆)，④正确；

加入催化剂，平衡不移动，B的转化率不变，⑤错误，D正确。

11.答案为：C；

解析：反应①的K值随温度升高而减小,反应①是放热反应,反应②的K值随温度升高而增大,反应②是吸热反应,A项错误;升高温度,两个反应的反应速率都增大,B项错误;在标准状况下,反应①K≈1010,反应②K≈10-30,相差很大,故利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大,C项正确;在1000℃时,反应①、反应②的K值相等,即,而体系中N2的浓度不一定相等,D项错误。

12.答案为：B；

解析：t4～t5阶段反应速率降低，但平衡不移动，说明t4时刻改变的条件为减小压强，即反应前后气体化学计量数之和相等，X的浓度减少，为反应物，变化为(1－0.8) mol·L－1=0.2 mol·L－1，Z的浓度增大，为生成物，变化为(0.6－0.3) mol·L－1=0.3 mol·L－1，则X和Z的化学计量数之比为2∶3，则Y的化学计量数为1，Y的浓度变化为0.2 mol·L－1×=0.1 mol·L－1，Y为反应物，因此起始时Y的物质的量为(0.1＋0.4) mol·L－1×1 L=0.5 mol，故A正确；

根据选项A的分析，反应方程式为2X(g) ＋Y(g)3Z(g)，根据图乙，t5时刻改变的条件应为温度，正、逆反应速率均升高，因此应是升高温度，因v正>v逆反应向正反应方向进行，说明正反应是吸热反应，即ΔH>0，故B错误；

根据化学反应速率表达式可知，c(Z)==0.03 mol·L－1·s－1，故C正确；

t5～t6阶段，平衡向正反应方向移动，X的转化率升高，而t3～t4、t4～t5阶段，平衡不移动，所以X的转化率t6点比t3点高，故D正确。

二 、非选择题

13.答案为：

(1)①+53.1　②30.0　6.0×10-2　③大于　温度升高,体积不变,总压强增大;NO2二聚为放热反应,温度升高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强增大　④13.4；

(2)AC

解析：

(1)①由盖斯定律可知,(第一个已知反应÷2)-(第二个已知反应)可得反应:

N2O5(g)2NO2(g)+O2(g),则该反应的ΔH=-4.4kJ·mol-1÷2-(-55.3kJ·mol-1)=+53.1kJ·mol-1。

②依据反应:N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)及气体的物质的量与其形成的压强成正比,生成的O2的压强p(O2)=2.9kPa,则剩余N2O5形成的压强p(N2O5)=35.8kPa-2.9kPa×2=30.0kPa。则N2O5的分解速率v=2×10-3×30.0kPa·min-1=6.0×10-2kPa·min-1。

③若升高反应温度至35℃,由于体积不变,但温度升高,总压强增大,且2NO2(g)N2O4(g)　

ΔH2=-55.3kJ·mol-1为放热反应,温度升高,平衡左移,气体的物质的量增大,总压强增大,所以N2O5完全分解后体系压强p∞大于63.1kPa。

④当t=∞时,体系的总压强为63.1kPa,此时N2O5完全分解,生成的氧气的压强为p(O2)==17.9kPa。若NO2不生成N2O4,则此时的总压强应为35.8kPa×=89.5kPa,

而实际压强为63.1kPa,压强差为89.5kPa-63.1kPa=26.4kPa

2NO2N2O4　压强差

2　　　　1              1

26.4kPa　26.4kPa

则平衡时NO2的分压为63.1kPa-p(O2)-p(N2O4)=18.8kPa

由此可求反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数为≈13.4kPa。

(2)根据第一步能“快速平衡”及第二步“慢反应”可判断A项正确;反应的中间产物有NO3及NO,B项错误;根据第二步反应:NO2+NO3NO+NO2+O2可知,部分NO2没有参加反应,C项正确;第三步为“快反应”,则该步反应的活化能较低,D项错误。

14.答案为：

(1)AD

(2)①该反应是一个熵增的反应(或ΔS>0)     ②2CH3OH+O22HCHO+2H2O　0.5

解析：

(1)浓度相等不能说明其浓度不再变化,B错误;气体总质量一定、容器容积一定,密度始终不变,C错误。

(2)①该反应是一个熵增的反应,若是放热反应,则一定能自发进行,若是吸热反应,则一定条件下能自发进行。

②n(O2)∶n(CH3OH)=0.25时,主要生成甲醛。制备H2时要求H2的选择性要好,由图可知在n(O2)∶n(CH3OH)=0.5时,H2的选择性接近100%。

15.答案为：(1)2CO2＋6H2C2H5OH＋3H2O  

(2)ab

(3)①正反应(或右)　②40%　③1.5a mol·L－1

解析：(1)由题给信息可得到该反应的化学方程式为2CO2＋6H2C2H5OH＋3H2O；

该反应的平衡常数表达式为K＝。

(2)该反应为气体分子数减小的化学反应，当体系的压强不再改变时，反应达到平衡状态，另外氢气的浓度不再变化，也能说明反应达到平衡状态；由于在500 K时，所有物质均为气体，故在恒容状态下气体的密度恒为定值，密度不变不能说明反应达到平衡状态；根据化学方程式可知，任何单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比均为3∶1。

(3)①由图中信息可知，其他条件不变时，升高温度，CO2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即降低温度，平衡将向正反应方向移动。②700 K时，当氢气与二氧化碳的起始投料比＝1.5时，由图象可知二氧化碳的转化率为20%，由化学方程式：2CO2＋6H2C2H5OH＋3H2O，可计算出氢气的转化率为40%。③设起始时c(CO2)＝x mol·L－1，则起始时c(H2)＝2x mol·L－1，有

　　　　　　2CO2＋6H2C2H5OH＋3H2O

起始(mol·L－1):  x    2x       0        0

转化(mol·L－1):  0.6x  1.8x     0.3x      0.9x

平衡(mol·L－1):  0.4x  0.2x     0.3x      0.9x

0.2x＝a mol·L－1，则0.3x＝1.5a mol·L－1。