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2019年高考化学一轮复习 专题7《化学反应速率与化学平衡》第3单元 化学平衡移动课时训练 苏教版
课时训练 练知能、提成绩 限时测评
(时间:40分钟)
测控导航表
考点
易
中
平衡移动原理及应用
1,2,6
影响化学平衡的因素
3,5,8
化学平衡图象
4,7
11,12
综合应用
9,10
13,14
基础过关
1.(xx洛阳模拟)下列叙述中,不能用平衡移动原理解释的是( C )
A.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅
B.高压比常压有利于合成SO3的反应
C.由H2、I2(g)、HI(g)气体组成的平衡体系加压后颜色变深
D.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
解析:反应2NO2(g)N2O4(g),加压时,平衡向正反应方向移动,但加压的瞬间c(NO2)浓度增大,颜色变深,然后浓度再逐渐减小,颜色先变深后变浅;2SO2+O22SO3,增大压强,平衡右移,有利于SO3的合成;反应H2(g)+I2(g)2HI(g)。加压平衡不移动,但因体积减小,c(I2)增大,颜色加深;氯水中Cl2+H2OHClO+HCl、2HClO2HCl+O2↑,c(HClO)减小、使平衡右移。
2.在固定容积的密闭容器中进行如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程某一时刻SO2、O2、SO3浓度分别为0.2 molL-1、0.1 molL-1、0.2 molL-1,达到平衡时浓度可能正确的是( B )
A.SO2、O2分别为0.4 molL-1、0.2 molL-1
B.SO2为0.25 molL-1
C.SO2、SO3均为0.15 molL-1
D.SO2为0.24 molL-1,SO3为0.14 molL-1
解析:可逆反应不可能进行到底,假设反应由正反应或逆反应开始建立。A项,0.2 molL-1 SO3全部转化时,SO2和O2浓度才是0.4 molL-1、0.2 molL-1;B项,SO2的浓度应在0～0.4 molL-1;根据S元素守恒,其浓度之和为 0.4 molL-1,两者浓度不可能均为 0.15 molL-1,C、D两项都不正确。
3.(xx福建莆田一中模拟)为了探索外界条件对反应aX(g)+bY(g)cZ(g)的影响。以X和Y物质的量比为a∶b开始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数,实验结果如图所示。以下判断正确的是( C )
A.ΔH>0,a+b>c B.ΔH>0,a+b
c D.ΔH<0,a+bc,又因升高温度Z的物质的量分数减小,即升高温度平衡逆向移动,所以ΔH<0。
4.(xx河北唐山一模)在一密闭容器中发生反应:2X(g)+Y(g)aZ(g) ΔH=Q kJmol-1,开始按体积比2∶1将X、Y充入反应器中,一定条件下发生反应。图甲和图乙是根据反应绘制的图象,下列有关说法正确的是( C )
A.图甲,p1>p2,a<3
B.图甲,T10
C.图乙,t1时表示恒温、恒压条件下,向平衡体系中充入一定量的Z气体
D.图乙,如果a=3,t2时表示向体系中加入了催化剂
解析:根据早拐早平,反应速率较快,得到T2>T1,p1>p2且高温下Z的体积分数小,该反应是放热反应,Q<0,B错;高压下Z体积分数小,该反应是一个气体体积增大的反应,a>3,A错;恒温、恒压充入Z气体,c(Z)增大,c(X)、c(Y)减小,v(逆)增大,v(正)减小,且平衡与原平衡等效,建立新平衡与原平衡相同,C正确;若a=3,t2时也可能是缩小容器体积,D错。
5.(xx福建三明质检)碘单质难溶于水却易溶于KI溶液。碘水中加入KI溶液发生反应:I2(aq)+I-(aq)(aq),该反应的平衡常数与温度的关系如图,下列说法不正确的是( B )
A.上述正反应为放热反应
B.上述体系中加入苯,平衡不移动
C.可运用该反应原理除去硫粉中少量的碘单质
D.实验室配制碘水时,为增大碘单质的溶解度可加入适量KI溶液
解析:升高温度,平衡常数减小,即升温平衡逆向移动,因此正反应为放热反应,A正确;I2难溶于水,但易溶于苯,故加入苯后,I2萃取到苯层中,降低了原反应体系中I2的浓度,使平衡左移,B错误;含少量I2的硫粉加入到KI溶液中,发生反应:I2(aq)+I-(aq)(aq),可将I2除去,C正确;加入适量KI溶液增大了c(I-),使平衡正向移动,有利于I2的溶解,D正确。
6.(xx年重庆理综)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) ΔH1<0;
x(g)+3y(g)2z(g) ΔH2>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 )
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
解析:A.等压条件下,通入惰性气体,反应体系的压强减小,第二个反应平衡逆向移动,放出热量,温度升高,导致第一个反应逆向移动,c的物质的量减少。B.等压时,通入z气体,第二个反应逆向移动,使温度升高。C.等容时,通入惰性气体,反应体系中各物质浓度不变,反应速率不变。D.等容时,通入z气体,平衡逆向移动,y的物质的量浓度增大。
7.(xx浙江湖州菱湖中学模拟)在容积一定的密闭容器中发生可逆反应:A(g)+2B(g)2C(g) ΔH>0;平衡移动关系如图所示。下列说法正确的是( B )
A.p1p2,纵坐标指C的质量分数
C.p1c
B.a、c两点气体的颜色:a深,c浅
C.b、c两点的转化率:b>c
D.由b点到a点,可以用加热的方法
解析:a、c两点温度相同,但压强p(a)a,A错误;c点压强大,气体浓度大,颜色深,B错误;由图象可知,b、c两点转化率相等,C错误;该反应的ΔH>0,升高温度平衡正向移动,NO2的体积分数增大,D项正确。
9.(xx河北唐山二模节选)800 ℃时,在2 L的恒容密闭容器中充入2 mol NO和1 mol O2发生反应,2NO(g)+O2(g)2NO2(g),经5 min达到平衡,测得c(NO)=0.5 molL-1,并放热Q kJ。
(1)5 min内v(O2)= 。
(2)该条件下,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH= 。
(3)若向平衡混合物中再充入NO、NO2各1 mol,此时v正 v逆(填“>”、“=”或“<”)。
(4)若向平衡混合物中仅充入1 mol NO2,平衡向 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。达新平衡时,NO2的体积分数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析:(1)Δc(NO)=-0.5 molL-1=0.5 molL-1,v(NO)==0.1 molL-1min-1;v(O2)=v(NO)=0.05 molL-1min-1。
(2)由已知条件得生成1 mol NO2放出热量Q kJ,则生成2 mol NO2放热为2Q kJ故ΔH=-2Q kJmol-1。
(3)原平衡中K===4,Q==4,平衡不移动,v正=v逆。
(4)c(NO2)增大,平衡向逆向移动,平衡后效果等效于对原平衡加压,NO2体积分数增大。
答案:(1)0.05 molL-1min-1 (2)-2Q kJmol-1
(3)= (4)逆向 增大
10.(xx广东梅州质检)水煤气是一种高效气体燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸气通过炽热的炭制得:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131 kJmol-1
(1)T温度下,四个容器中均进行着上述反应,各容器中炭足量,其他物质的物质的量浓度及正、逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。
容器
编号
c(H2O)
/molL-1
c(CO)
/molL-1
c(H2)
/molL-1
v正、v逆比较
Ⅰ
0.06
0.60
0.10
v正=v逆
Ⅱ
0.06
0.50
0.40
①
Ⅲ
0.12
0.40
0.80
v正0,向合成甲醇反应体系中通入少量CO则平衡 移动,减小压强则平衡 移动,降低温度则平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
解析:(1)根据Ⅰ可知,K==1.00,Ⅱ中Q==>K,所以反应向逆反应方向移动,即正反应速率小于逆反应速率。在Ⅳ中反应处于平衡状态,设c(H2)=a molL-1,则=1.00,解得a=0.40。
(2) C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
起始量(mol) 1.0 0 0
转化量(mol) x x x
平衡量(mol) 1.0-x x x
所以有1.0-x+x+x=1.251.0,解得x=0.25
所以转化率是100%=25%
炭是固体,所以增加炭的量,平衡不移动,水蒸气的转化率不变。
(3)增加CO的浓度,平衡向右移动。因为反应是体积减小的、吸热的可逆反应,所以减小压强或降低温度平衡都向左移动。
答案:(1)①v正0
D.若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1v正,B正确;由图像看出升高温度c(CO2)增大,即平衡正向移动,说明ΔH>0,C正确;对于吸热反应,温度越高K越大,因T2>T1,所以K2>K1,D正确。
12. (xx福建福州质检)一定温度下,往a、b两容器中各注入1 mol三氧化硫,a、b两容器起始体积和压强均相同,分别保持恒容和恒压,发生以下反应:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)
两容器中三氧化硫物质的量随时间(t)变化的示意图为( B )
解析:所给反应正向为气体物质的量增大的反应,反应从开始到建立平衡的过程中,a、b两装置相比较而言,a中压强较大,反应较快,达平衡的时间较短,且平衡时n(SO3)较多,据此可知B正确。
13.某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:
NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压
强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度
/molL-1
2.4
10-3
3.4
10-3
4.8
10-3
6.8
10-3
9.4
10-3
①可以判断该分解反应已经达到平衡的是 。
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数:
;
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量 (填“增加”“减少”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH 0(填“>”“=”或“<”)。熵变ΔS 0(填“>”“=”或“<”)。
(2)已知:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3H2O
该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO-)随时间的变化趋势如图所示。
⑤计算25.0 ℃时,0～6 min氨基甲酸铵水解反应的平均速率: 。
⑥根据图中信息,如何说明该水解反应速率随温度升高而增大: 。
解析:(1)①v(NH3)与v(CO2)不论是否平衡,都为2∶1的关系,A错误;反应物是固体,产物为气体,反应达到平衡时,容器中气体的总量不再变化,所以总压强不变,B正确;ρ=,容器体积一定,所以密度不变,说明气体的质量一定,即反应达到平衡状态,C正确;NH3占总体积的,CO2占,体积分数也始终不变,D错误,故选B、C。
②根据K=c2(NH3)c(CO2),按NH3占总浓度的,CO2占总浓度的计算。
③压缩容器体积,根据勒夏特列原理,平衡左移,固体质量增加。
④随温度升高,平衡气体总浓度增大,向正反应方向移动,说明正反应吸热,ΔH>0;由固体生成气体,混乱度增加,所以ΔS>0。
(2)⑤由图中数据知c0=2.2 molL-1,c6=1.9 molL-1,
所以v===0.05 molL-1min-1。
⑥比较15.0 ℃和25.0 ℃两条曲线的斜率即可。起始浓度:c(15.0 ℃)>c(25.0 ℃),但斜率25.0 ℃大于15.0 ℃,故温度越高反应速率越快。
答案:(1)①BC
②K=c2(NH3)c(CO2)=c2c=(4.810-3)3≈1.610-8
③增加 ④> >
(2)⑤0.05 molL-1min-1
⑥25.0 ℃时反应物初始浓度较小,但0～6 min的平均反应速率(曲线的斜率)仍比15.0 ℃时的大
14.(xx泉州模拟)Ⅰ.在一定条件下,xA+yBzC,达到平衡,试填写下列空白:
(1)已知C是气体,且x+y=z,加压时平衡如果发生移动,则平衡必向 方向移动。
(2)若B、C是气体,其他条件不变时增加A的用量,平衡不移动,则A的状态为 。
Ⅱ.已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为2 L的恒温密闭玻璃容器中,反应物浓度随时间变化关系如下图。
(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线 表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是 。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是 。
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D.容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变
(2)①前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)= molL-1min-1。
②0～15 min,反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K(b)= 。
(3)反应25 min时,若只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是
(用文字表达);其平衡常数K(d) K(b)(填“>”、“=”或“<”)。
(4)若要达到使NO2(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态,在25 min时还可以采取的措施是 。
A.加入催化剂 B.缩小容器体积
C.升高温度 D.加入一定量的N2O4
解析:Ⅰ.(1)因产物C是气体,且x+y=z,加压时若平衡移动,气体的系数只能是“左<右”,即A、B至少有一种为非气体,所以平衡必逆向移动。(2)因B、C为气体,若增加A的用量,平衡不移动,则A为固体或纯液体,因固体或纯液体的浓度是个常数。
Ⅱ.(1)由图象看出10 min内,X曲线上物质的变化量为0.4 molL-1,Y曲线上物质的变化量为0.2 molL-1,所以曲线X表示NO2浓度随时间的变化;平衡状态时,各物质浓度不再变化,所以b、d两点处于平衡状态;容器内混合气体的密度任何时间都不变化,所以不能作为平衡状态的标志。(2)①前10 min内,v(NO2)=(0.6 molL-1-0.2 molL-1)/10 min=0.04 molL-1min-1;②K(b)=c(N2O4)/c2(NO2)==;(3)从图上看,在25 min时,只增大了c(NO2),所以平衡常数不会改变。(4)因该反应只有一种反应物和一种生成物,所以在温度相同容器体积固定时,平衡常数一定,只加入N2O4或只加入NO2或压缩容器,都与NO2(g)在d点的质量分数相同,所以选B、D。
答案:Ⅰ.(1)逆反应(或向左) (2)固体或纯液体
Ⅱ.(1)X b和d B
(2)①0.04 ②
(3)增大NO2的浓度 = (4)BD
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