2024届高三化学一轮专题训练—化学平衡

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2024届高三新高考化学大一轮专题训练—化学平衡
一、单选题
1．（2023·湖北·统考高考真题）为某邻苯二酚类配体，其，。常温下构建溶液体系，其中，。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示，分布系数，已知，。下列说法正确的是
  
A．当时，体系中
B．pH在9.5~10.5之间，含L的物种主要为
C．的平衡常数的lgK约为14
D．当时，参与配位的
2．（2023春·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）根据实验目的，下列实验及现象、结论都正确的是
选项
实验目的
实验及现象
结论
A
比较和的水解常数
分别测浓度均为的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH，后者大于前者

B
探究氢离子浓度对、相互转化的影响
向K2CrO4溶液中缓慢滴加硫酸，黄色变为橙红色
增大氢离子浓度，转化平衡向生成的方向移动
C
探究反应物浓度对反应速率的影响
分别向体积为20mL浓度为的稀硫酸和的浓硫酸中加入2g锌粉，比较收集相同体积的气体所需的时间
反应物浓度越大，收集相同体积的气体所需的时间越短，反应速率越快
D
检验是否变质
向溶液中加入硫酸酸化的KSCN溶液，溶液呈血红色
说明已变质
A．A B．B C．C D．D
3．（2023·山西临汾·统考二模）25℃时，向0.1mol/LNH4HCO3溶液中通HCl(g)或加NaOH(s)，溶液中含碳、含氮粒子分布分数δ[指某含氮(或碳)粒子的浓度占各含氮(或碳)粒子浓度之和的分数]随溶液的pH变化关系如图所示。下列说法错误的是

A．常温下，Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3)
B．NH4HCO3溶液中存在：c(NH3·H2O)+c()+c(OH－)=c(H+)+c(H2CO3)
C．反应+NH3·H2O++H2O的平衡常数K=10−0.9
D．pH=10.2时，溶液中存在：3c()+c(OH－)=c()+c(H+)
4．（2023春·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习）CO2热还原制CH4和CO。在常压、Ru/TiO2催化下，CO2和H2混和气体(体积比1∶4)进行反应，测得CO2转化率、CH4和CO的选择性随温度变化如图所示。
  
反应I：
反应II：
下列说法正确的是
A．温度为320℃至370℃，CH4的产率降低
B．一定温度下，加入CaO(s)能提高CO的平衡产率
C．其他条件不变，升高温度，CH4的平衡转化率增大
D．其他条件不变，在范围，CH4选择性减小是因为反应1平衡逆向移动
5．（2023春·四川南充·高三校考期中）某温度下，在1L恒容真空密闭容器中充入5.0mol块状X，发生反应：2X(s)Y(g)+2Z(g)，测得如表数据，下列说法不正确的是
时间段/s
0~20
0~40
0~60
产物Z的平均生成速率/mol•L-1•s-1
0.10
0.075
0.05
A．10秒时，c(Y)小于0.50mol/L
B．30秒时，混合气体中Z的体积分数约为66.7%
C．40秒时，反应已达平衡状态
D．容器内压强不再变化时，达到化学反应的限度
6．（2023春·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习）室温下，下列实验探究方案能达到探究目的是
选项
探究方案
探究目的
A
一定温度下向某容器中充入HI气体，一段时间后压缩容器体积为原来的一半，观察气体颜色变化
气体压强增大使平衡正向移动
B
用pH计测量Mg(OH)2、Al(OH)3饱和溶液的pH，比较溶液pH大小
Mg金属性比Al强
C
向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉KI溶液，观察溶液颜色变化
氧化性：Cl2＞Br2＞I2
D
向两份等浓度、等体积的过氧化氢溶液中分别加入2滴等浓度的MnSO4溶液和CuSO4溶液。观察产生气泡的速率
催化能力：Mn2+＞Cu2+
A．A B．B C．C D．D
7．（2023·海南海口·海南华侨中学校考二模）已知反应可用于合成烯烃。下列有关该反应的说法错误的是
A．增大压强可增大该反应速率
B．升高温度能增大的转化率
C．增大的浓度，该反应的平衡常数不变
D．密闭容器中，通入和，反应生成
8．（2023·江苏·统考二模）用粗硅制备多晶硅，主要发生的反应有：①；。下列说法正确的是
A．反应①的
B．反应②的化学平衡常数
C．制备多晶硅的过程中应设法循环使用和HCl
D．1mol晶体硅中含有4mol Si—Si键
9．（2023春·广东深圳·高三深圳市龙岗区龙城高级中学校联考期中）在一定条件下，向密闭容器中进行一定量和的反应：，反应时间与残留固体质量的关系如图所示。下列说法正确的是
  
A．升高温度时，正反应速率增大，逆反应速率减小
B．末时，
C．增加的质量时，正反应速率将增大
D．随着反应的进行，达到平衡状态前，混合气体的压强一直增大
10．（2023春·北京东城·高三北京一七一中校考期中）对于可逆反应，反应过程中，其他条件不变时，产物D的物质的量分数D%与温度T或压强p的关系如下图，下列说法正确的是
  
A．降温可使化学平衡向正反应方向移动
B．使用合适的催化剂可使平衡时D%有所增加
C．化学方程式中化学计量数：
D．B的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动
11．（2023春·广东广州·高三广州市第二中学校考期中）一定温度下，在体积为的恒容密闭容器中，某一反应中、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是
  
A．反应的化学方程式为
B．时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡
C．若，则内，X的化学反应速率为
D．温度、体积不变，时刻充入使压强增大，正、逆反应速率都增大
12．（2023春·北京西城·高三北京八中校考期中）对可逆反应，下列叙述正确的是
A．达到化学平衡时，
B．单位时间内生成的同时，消耗，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D．化学反应速率关系是：
13．（2023·河北沧州·统考二模）近年来，全球丙烯需求快速增长，研究丙烷制丙烯有着重要的意义。用丙烷直接催化脱氢容易造成积碳，降低催化剂的稳定性，该反应在不同压强(0.1MPa、0.01MPa)下，丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化的关系如图(a)所示；科学家最新研究用氧化脱氢，机理如图(b)所示。下列说法错误的是

A．丙烷直接催化脱氢的反应条件：高温低压
B．A点的平衡常数
C．与直接脱氢相比，用氧化脱氢制丙烯的优点之一是消除积碳
D．直接脱氢与氧化脱氢制得等量的丙烯转移电子数相同
14．（2023·河北沧州·统考二模）实验小组探究对的影响。已知(黄色)。将1mL 0.01mol/L 溶液与3mL 0.01mol/L KSCN溶液混合，得到红色溶液，将该红色溶液分成三等份，进行如下实验1、2、3，下列说法正确的是

A．实验1加入水的目的是验证浓度改变对平衡的影响
B．实验2和实验3实验现象相同，变色原理也相同
C．本实验可证明与的配位能力比与配位能力更强
D．实验2中盐酸的浓度c大于3mol/L

二、非选择题
15．（2023春·广东广州·高三广州市白云中学校考期中）在化学反应的研究和实际应用中，人们除了选择合适的化学反应以实现新期特的物质转化或能量转化，还要关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率。
(1)控制条件，让反应在恒容密闭容器中进行如下反应：。用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如表。
时间
0
1
2
3
4
5

10.0
4.50
2.50
1.50
1.00
1.00

3.60
3.05
2.85
2.75
2.70
2.70
前2s内的平均反应速率___________，从表格看，已达化学平衡的时间段为：___________。
(2)如图是在一定温度下，某固定容积的密闭容器中充入一定量的气体后，发生反应，已知是红棕色气体，是无色气体。反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。

下列叙述正确的是___________。
a．时，反应未达到平衡，浓度在减小
b．时，反应达到平衡，反应不再进行
c．各物质浓度不再变化    
d．各物质浓度相等
e．，浓度增大    
f．反应过程中气体的颜色不变
(3)在压强为条件下，与的混合气体在催化剂作用下能自发放热反应生成甲醇：。为了寻得合成甲醇的适宜温度与压强，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面的实验设计表中。表中剩余的实验数据：___________，___________。
实验编号
(℃)


①
180

0.1
②


5
③
350

5
(4)比较相同浓度的溶液和不同浓度的溶液反应的反应快慢可通过测定___________来实现。
(5)在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨气的反应速率由大到小排列___________
A． B．
C． D．
16．（2023春·四川遂宁·高三四川省蓬溪中学校校考期中）氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入可发生下列反应：。下表为反应在温度下的部分实验数据：

0
500
1000
1500
(mol)
10.00
7.04
4.96
4.96
请回答：
(1)从反应开始到500 s，生成的平均速率_______。
(2)温度下，该反应达到平衡时的转化率_______。
(3)NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收，写出相关化学方程式：_______，在此反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(4)对于反应：，下列说法不正确的是_______。
A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．不可能100%转化为
C．该条件下当混合气体密度不再变化，反应达到最大限度
D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度
E.200℃时，转化率几乎为0，可能原因是能量不足以破坏的分子间作用力
(5)①若在恒容密闭容器中充入一定量的和，发生反应：，该反应的正反应速率随时间变化的曲线如下图所示：

请解释正反应速率如图变化的原因：_______。
②氮的另一种氢化物肼()，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。键能是指破坏1 mol化学键所吸收的能量，下列共价键的键能信息如表所示：
共价键
N-H
N-N
O=O

O-H
键能(kJ/mol)
391
161
498
946
463
关于反应，则32g 与完全反应将放出热量_______kJ。
17．（2023·全国·高三专题练习）CH4–CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：

积碳反应
CH4(g)= C(s)+2H2(g)
消碳反应
CO2(g)+ C(s)= 2CO(g)
ΔH/(kJ·mol−1)
75
172
活化能/
(kJ·mol−1)
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
由上表判断，催化剂X___________Y(填“优于”或“劣于”)，理由是___________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是___________(填标号)。

A．K积、K消均增加        B．v积减小，v消增加
C．K积减小，K消增加    D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
18．（2022秋·陕西西安·高三长安一中校考期末）高温条件下，H2S可以发生热解反应：2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH>0。
(1)在某温度下，将1mol H2S气体放入某恒压密闭容器中进行反应，当下述各量不再改变时，能说明反应已经达到平衡的是___________
a.体系的压强     b.混合气体的质量      c.容器的体积     
d.混合气体的平均摩尔质量              e.混合气体中H2S的体积分数
(2)在某温度T1℃、100KPa下，将1molH2S气体放入某恒压密闭容器中进行反应，平衡时混合气体中H2S和H2的分压相等，H2S的平衡转化率为___________，若达平衡时容器的体积为2L，则该温度下该反应的平衡常数为___________。
(3)在某温度T2℃、100KPa下，将1molH2S气体和n molAr(n分别等于0、1、2、3、4)同时放入上述恒压密闭容器中，热分解反应过程中H2S的转化率随时间的变化(已知1.7秒时均已达到平衡)如图所示：
  
①图中n=4对应的曲线为___________，判断的依据是___________
②通过与(2)中数据的对比，可判断出T1___________T2(填“>”、“c([FeL]+)>c(HL-)>c(OH-)，A错误；
B．根据图示的分布分数图可以推导出，H2L在pH≈9.9时HL-的含量最大，而H2L和L2-的含量最少，因此当pH在9.5~10.5之间时，含L的物种主要为HL-，B错误；
C．该反应的平衡常数K=，当[FeL2]-与[FeL]+分布分数相等时，可以将K简化为K=，此时体系的pH=4，在pH=4时可以计算溶液中c(L2-)=5.0×10-14.86，则该络合反应的平衡常数K≈10-14.16，即lg K≈14，C正确；
D．根据图像，pH=10时溶液中主要的型体为[FeL3]3-和[FeL2(OH)]2-，其分布分数均为0.5，因此可以得到c([FeL3]3-)=c([FeL2(OH)]2-)=1×10-4mol·L-1，此时形成[FeL3]3-消耗了3×10-4mol·L-1的L2-，形成[FeL2(OH)]2-消耗了2×10-4mol·L-1的L2-，共消耗了5×10-4mol·L-1的L2-，即参与配位的c(L2-)≈5×10-4，D错误；
故答案选C。
2．B
【详解】A．CH3COONH4中水解，，会消耗CH3COO−水解生成的OH−，测定相同浓度的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH，后者大于前者，不能说明Kh(CH3COO−)Ka1(H2CO3)，故A正确；
B．NH4HCO3溶液中存在电荷守恒c()+c(H+) = 2c()+c(OH－) + c()，还存在物料守恒c(NH3·H2O)+ c()=c()+c()+c(H2CO3)，前者减去后者得到c(NH3·H2O)+c()+c(OH－)=c(H+)+c(H2CO3)，故B正确；
C．pH=10.2时，则Ka2(H2CO3)=10−10.2，反应+NH3·H2O++H2O的平衡常数，故C正确；
D．pH=10.2时，根据电荷守恒c()+c(H+) +c(Na+) = 2c()+c(OH－) + c()，c()=c()，则溶液中存在：3c()+c(OH－)=c()+c(H+)+c(Na+)，故D错误。
综上所述，答案为D。
4．A
【分析】从图中可以看出，升高温度，反应I中CH4的选择性降低，则平衡逆向移动，△H1＜0；升高温度，反应Ⅱ中CO的选择性提高，则平衡正向移动，△H2＞0。
【详解】A．由图可知，温度升高，甲烷的选择性减小，则温度为320℃至370℃，反应I平衡逆向移动，CH4的产率降低，A正确；
B．一定温度下，加入CaO(s)与CO2反应生成CaCO3，使反应Ⅱ的平衡逆向移动，从而降低CO的平衡产率，B不正确；
C．由分析可知，△H1＜0，则其他条件不变，升高温度，反应I平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，C不正确；
D．其他条件不变，在范围，CO的选择性增大，由碳原子守恒可知，CH4选择性减小，D不正确；
故选A。
5．A
【详解】A．随着反应的进行，平均反应速率不断减小，第20秒时，Z的平均生成速率为0.10mol•L-1•s-1，则第10秒时，Z的平均生成速率大于0.10mol•L-1•s-1，Z的浓度大于0.10mol•L-1•s-1×10s=1mol/L，此时Y的浓度大于0.50mol/L，A不正确；
B．反应过程中，始终满足Y(g)、Z(g)物质的量之比为1：2的关系，所以第30秒时，Z的体积分数为×100%≈66.7%，B正确；
C．根据表中数据可知，40s末Z的浓度为0.075mol•L-1•s-1×40s=3mol•L-1，60s末Z的浓度为0.05mol•L-1•s-1×60s=3mol•L-1，即40秒时，反应已达平衡状态，C正确；
D．随着反应的进行，X不断分解，混合气的物质的量不断增大，压强不断增大，当容器内压强不再变化时，达到化学反应的限度，D正确；
故选A。
6．D
【详解】A．对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，反应前后气体的分子数相等，压缩容器体积为原来的一半，I2(g)的浓度增大，混合气的颜色加深，但平衡不发生移动，A不能达到探究目的；
B．Mg(OH)2、Al(OH)3饱和溶液的浓度不同，通过比较溶液的pH大小，无法确定电离程度大小，也就不能确定相同浓度时的碱性强弱，不能确定Mg金属性比Al强，B不能达到探究目的；
C．向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉KI溶液，Cl2、Br2都能与KI发生反应，不能肯定Br2与KI发生反应，也就不能确定Br2与I2的氧化性强弱，C不能达到探究目的；
D．等浓度、等体积的过氧化氢溶液中分别加入2滴等浓度的MnSO4溶液和CuSO4溶液，前者产生气泡的速率比后者快，则表明前者H2O2分解的速率快，催化能力：Mn2+＞Cu2+，D能达到探究目的；
故选D。
7．D
【详解】A．增大压强可以增大单位体积内活化分子数，从而提高有效碰撞几率，所以可加快该反应速率，故A正确；
B．该反应吸热，升高温度平衡正向移动，可以提高的转化率，故B正确；
C．增大的浓度不能改变平衡常数，故C正确；
D．密闭容器中，通入2molCO2和6molH2，因为反应可逆不可进行到底，故生成的 C2H4小于1mol，故D错误；
故选D。
8．C
【详解】A．由方程式可知，反应①是熵减的反应，反应ΔS＜0，故A错误；
B．由方程式可知，反应②的化学平衡常数K=，故B错误；
C．由方程式可知，反应①的反应物氯化氢是反应②的生成物，反应①的生成物氢气是反应②的反应物，所以为了提高原料的利用率，制备多晶硅的过程中应设法循环使用氢气和氯化氢，故C正确；
D．晶体硅中每个硅原子与4个硅原子形成硅硅键，每个硅硅键为2个硅原子所共有，则每个硅原子形成硅硅键的数目为4×=2，则1mol晶体硅中含有2mol硅硅键，故D错误；
故选C。
9．D
【详解】A．升高温度时，正反应速率增大，逆反应速率增大，故A错误；
B．10min末为瞬时速率，无法计算，故B错误；
C．C是固体，增加C的质量时，浓度不改变，正反应速率将不变，故C错误；
D．该反应是体积增大的反应，正向反应，压强不断增大，随着反应的进行，达到平衡状态前，混合气体的压强一直增大，故D正确。
综上所述，答案为D。
10．A
【详解】A．根据图1，“先拐先平”，所以 ，降低温度D%增大，平衡正向移动，选项A正确；
B．使用催化剂平衡不移动，D%不变，选项B错误；
C．根据图2，“先拐先平”，所以 ，增大压强D%减小，平衡逆向移动，化学计量数m

【详解】（1）a．该体系为恒压体系，不管是否达到平衡该体系的压强都恒定不变，a不能说明反应已经达到平衡；
b．该体系的生成物和反应物都是气体，不管是否达到平衡该体系中混合气体的质量都保持恒定，b不能说明反应已经达到平衡；
c．该反应中气体反应物的系数之和小于气体生成物的系数之和，未达到平衡则体系中气体分子数不确定，则容器的体积会变化，达到平衡则容器的体积保持不变，c能说明反应已经达到平衡；
d．体系内的混合气体的总质量确定，未达到平衡则气体总分子数目不恒定，因此混合气体的平均摩尔质量也会变化，达到平衡则混合气体的平均摩尔质量保持不变，d能说明反应已经达到平衡；
e．混合气体中H2S的体积分数和反应程度有关，达到平衡则混合气体中H2S的体积分数恒定，e能说明反应已经达到平衡。
答案选cde。
（2）平衡时混合气体中H2S和H2的分压相等，说明平衡时有n(H2S)=n(H2)，则设xmolH2S转化为了生成物，则有1-x=x，解得x=0.5，则H2S的平衡转化率为。若达平衡时容器的体积为2L，则根据题意，平衡时c(H2S)=0.25mol/L，c(H2)=0.25mol/L，c(S2)=0.125mol/L，则K=mol/L。
（3）①该体系恒压，通入稀有气体相当于给体系减压，该反应中反应物中气体的系数小于产物中气体的系数，减压平衡正移，H2S的转化率增大，通入的稀有气体越多，H2S的转化率越大，因此n=4时H2S的转化率最大，应对应曲线e。
②该反应是吸热反应，升高温度则平衡正移，H2S的转化率则更高，当温度为T1时，H2S的转化率为50%，当温度为T2时，H2S的转化率(n=0)小于50%，则T1＞T2。