課時規(guī)范練21化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動

課時規(guī)范練21化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動基礎(chǔ)鞏固1.(2020黑龍江大慶一中月考)下列事實不能用化學(xué)平衡移動原理解釋的是()A.光照新制的氯水時,溶液的pH逐漸減小B.加催化劑,使N2和H2在一定條件下轉(zhuǎn)化為NH3C.可用濃氨水和氫氧化鈉固體快速制取氨氣D.增大壓強,有利于SO2和O2反應(yīng)生成SO32.(2020廣東廣州模擬)在1L定容的密閉容器中,可以證明可逆反應(yīng)N2+3H22NH3已達到平衡狀態(tài)的是()A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2B.一個N≡N斷裂的同時,有3個H—H生成C.其他條件不變時,混合氣體的密度不再改變D.v正(N2)=2v逆(NH3)3.在密閉容器中進行反應(yīng):X2(g)+Y2(g)2Z(g)。已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol·L1、0.3mol·L1、0.2mol·L1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達到平衡時,各物質(zhì)的濃度有可能是()A.Z為0.3mol·L1B.Y2為0.4mol·L1C.X2為0.2mol·L1 D.Z為0.4mol·L14.天然氣與二氧化碳在一定條件下反應(yīng)制備合成氣(CO+H2)的原理是CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH>0。該反應(yīng)達到平衡之后,為了提高CH4的轉(zhuǎn)化率,下列措施正確的是()A.增大壓強 B.升高溫度C.增大CO濃度 D.更換高效催化劑5.(2020安徽蚌埠第二中學(xué)月考)在密閉容器中,反應(yīng)aA(g)bB(g)達到平衡后,保持溫度不變,將容器容積增加1倍,當(dāng)達到新平衡時,B的濃度是原來的60%,下列說法正確的是()A.平衡向正反應(yīng)方向移動了B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減小了C.物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變D.a>b6.(2020山東濟寧模擬)將0.2mol·L1的KI溶液和0.05mol·L1的Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應(yīng)后,取混合溶液分別完成下列實驗,能說明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3++2I2Fe2++I2的是()A.向混合溶液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色B.向混合溶液中滴入AgNO3溶液,有黃色沉淀生成C.向混合溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有藍色沉淀生成D.向混合溶液中滴入淀粉溶液,溶液變藍色7.在一定條件下,可逆反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0達到平衡,當(dāng)分別改變下列條件時,請?zhí)羁?(1)保持容器容積不變,通入一定量NO2,則達到平衡時NO2的百分含量(填“增大”“減小”或“不變”,下同);保持容器容積不變,通入一定量N2O4,則達到平衡時NO2的百分含量。

(2)保持壓強不變,通入一定量NO2,則達到平衡時NO2的百分含量;保持壓強不變,通入一定量N2O4,則達到平衡時NO2的百分含量。

(3)保持容器容積不變,通入一定量氖氣,則達到平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率;保持壓強不變,通入氖氣使體系的容積增大一倍,則達到平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率。

能力提升8.(雙選)(2020河北衡水模擬)CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。0.1MPa時,按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,測得不同溫度下平衡時體系中各物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖,下列敘述不正確的是()A.該反應(yīng)的ΔH<0B.曲線b代表H2O的濃度變化C.N點和M點所處的狀態(tài)c(H2)不一樣D.其他條件不變,T1℃、0.2MPa下反應(yīng)達平衡時c(H2)比M點小9.(2020河北正定中學(xué)月考)對于可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)ΔH,同時符合下列兩圖中各曲線的是()A.a+b>c+dT1>T2ΔH>0B.a+b>c+dT1<T2ΔH<0C.a+b<c+dT1>T2ΔH>0D.a+b<c+dT1<T2ΔH<010.(雙選)(2020山東煙臺期末)I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I(aq)I3-(aq)ΔH。某I2和KI的混合溶液中,I的物質(zhì)的量濃度c(I)與溫度T的關(guān)系如圖所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。下列說法不正確的是(A.該反應(yīng)ΔH<0B.若在T1、T2溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1<K2C.若反應(yīng)進行到狀態(tài)D時,一定有v(正)>v(逆)D.狀態(tài)A與狀態(tài)B相比,狀態(tài)A的c(I3-11.工業(yè)生產(chǎn)硝酸的第一步反應(yīng)為4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH。(1)該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進行,推知ΔH0(填“>”“<”或“=”);在常溫下,NH3和O2能大量共存,其主要原因是。

(2)恒溫條件下,在1L恒容密閉容器中充入NH3、O2,容器內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量與時間的關(guān)系如下表所示:時間/min物質(zhì)的量/moln(NH3)n(O2)n(H2O)02.002.250第2mina2.000.30第4min1.601.750.60第6minb1.001.50第8minc1.001.50①0~2min內(nèi)的反應(yīng)速率v(NO)=。

②在該溫度下平衡常數(shù)K=。

③下列措施能提高氨氣轉(zhuǎn)化率的是。

A.向容器中按原比例再充入原料氣B.通入一定量空氣C.改變反應(yīng)的催化劑D.向容器中充入一定量氬氣12.(1)工業(yè)上常用如下反應(yīng)消除氮氧化物的污染:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH。在溫度為T1和T2時,分別將0.40molCH4和1.0molNO2充入體積為1L的密閉容器中,n(CH4)隨反應(yīng)時間的變化如圖所示。①根據(jù)圖判斷該反應(yīng)的ΔH(填“>”“<”或“=”)0,理由是。

②溫度為T1時,0~10min內(nèi)NO2的平均反應(yīng)速率v(NO2)=。

③該反應(yīng)達到平衡后,為了在提高反應(yīng)速率的同時提高NO2的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有(填標(biāo)號)。

A.改用高效催化劑B.升高溫度C.縮小容器的體積D.增加CH4的濃度(2)為了模擬反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的工作情況,控制一定條件,讓反應(yīng)在恒容密閉容器中進行,用傳感器測得不同時間NO和CO的濃度如下表所示:時間/s012345c(NO)/(104mol·L1)10.04.502.501.501.001.00c(CO)/(103mol·L1)3.603.052.852.752.702.70①前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=,此溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。

②能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是。

A.n(CO2)=2n(N2)B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變C.氣體密度不變D.容器內(nèi)氣體壓強不變③當(dāng)NO與CO濃度相等時,體系中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示,則NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小的原因是,圖中壓強p1、p2、p3的大小順序為。

拓展深化13.(2020河北衡水聯(lián)考)S2Cl2和SCl2均為重要的化工原料。已知:Ⅰ.S2(l)+Cl2(g)S2Cl2(g)ΔH1Ⅱ.S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g)ΔH2Ⅲ.相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下表所示:化學(xué)鍵S—SS—ClCl—Cl鍵能/(kJ·mol1)abc請回答下列問題:(1)若反應(yīng)Ⅱ正反應(yīng)的活化能E1=dkJ·mol1,則逆反應(yīng)的活化能E2=kJ·mol1(用含a、b、c、d的代數(shù)式表示)。

(2)一定壓強下,向10L密閉容器中充入1molS2Cl2和1molCl2發(fā)生反應(yīng)Ⅱ。反應(yīng)過程中Cl2與SCl2的消耗速率(v)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。①A、B、C、D四點對應(yīng)狀態(tài)下,達到平衡狀態(tài)的有(填序號),理由為。

②ΔH2(填“>”“<”或“=”)0。

(3)已知ΔH1<0。向恒容絕熱的容器中加入一定量的S2(l)和Cl2(g),發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,5min時達到平衡,則3min時容器內(nèi)氣體壓強(填“>”“<”或“=”)5min時的壓強。

(4)一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ,達到平衡后縮小容器容積,重新達到平衡后,Cl2的平衡轉(zhuǎn)化率(填“增大”“減小”或“不變”),理由為。

課時規(guī)范練21化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動1.B氯水中存在化學(xué)平衡Cl2+H2OHCl+HClO,光照使氯水中的次氯酸分解,次氯酸濃度減小,使得平衡向右移動,氫離子濃度變大,溶液的pH減小,能用化學(xué)平衡移動原理解釋,A項不符合題意;催化劑改變反應(yīng)速率,不改變化學(xué)平衡,不能用化學(xué)平衡移動原理解釋,B項符合題意;濃氨水中加入氫氧化鈉固體,氫氧根離子濃度增大,氫氧化鈉固體溶解放熱,使一水合氨分解生成氨氣,化學(xué)平衡NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH逆向進行,能用化學(xué)平衡移動原理解釋,C項不符合題意;增大壓強,平衡2SO2+O22SO3向正反應(yīng)方向移動,能用化學(xué)平衡移動原理解釋,D項不符合題意。2.Bc(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2,即各物質(zhì)的濃度等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比,但不能說明各物質(zhì)的濃度不變,不一定為平衡狀態(tài),A項錯誤;一個N≡N斷裂的同時,有3個H—H生成,說明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達到了平衡,B項正確;混合氣體的密度ρ=mV,質(zhì)量在反應(yīng)前后是守恒的,體積不變,密度始終不變,所以密度不變的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài),C項錯誤;v正(N2)=2v逆(NH3)時,正、逆反應(yīng)速率不相等,未達到平衡狀態(tài),D3.A運用極端轉(zhuǎn)化法可確定平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍:0<c(X2)<0.2mol·L1,0.2mol·L1<c(Y2)<0.4mol·L1,0<c(Z)<0.4mol·L1。4.B增大壓強,平衡左移,甲烷轉(zhuǎn)化率降低,A項錯誤;升高溫度,平衡右移,甲烷的轉(zhuǎn)化率增大,B項正確;增大CO濃度,平衡左移,CH4的轉(zhuǎn)化率減小,C項錯誤;更換催化劑,只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,平衡不移動,CH4的轉(zhuǎn)化率不變,D項錯誤。5.A將容器體積增加一倍,假設(shè)平衡不移動,則B的濃度是原來的50%。但最終平衡時B的濃度是原來的60%,這說明降低壓強時平衡向正反應(yīng)方向移動,A項正確;A的轉(zhuǎn)化率增大,B項錯誤;B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大,C項錯誤;正反應(yīng)方向為氣體體積增大的反應(yīng),D項錯誤。6.A將0.2mol·L1的KI溶液和0.05mol·L1的Fe2(SO4)3溶液等體積混合,充分反應(yīng)后Fe3+完全反應(yīng),I有剩余,若不是可逆反應(yīng),Fe3+應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為Fe2+,則溶液中應(yīng)無Fe3+。但是向反應(yīng)后混合溶液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色,證明混合溶液中含有Fe3+,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),故溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3++2I2Fe2++I2。7.答案(1)減小減小(2)不變不變(3)不變減小解析(1)保持容器容積不變,通入一定量NO2,則增加了NO2的濃度,所以平衡正向移動,且NO2轉(zhuǎn)化率比原來大,NO2的百分含量減小;保持容器容積不變,通入一定量N2O4,則增加了N2O4的濃度,所以平衡逆向移動,但其進行的程度比原來的N2O4的轉(zhuǎn)化率要小,所以NO2的百分含量減小。(2)保持壓強不變,通入一定量NO2或N2O4,不影響平衡,所以NO2的百分含量不變。(3)保持容器容積不變,通入一定量氖氣,此過程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度都沒有發(fā)生改變,所以平衡不移動,NO2的轉(zhuǎn)化率不變;保持壓強不變,通入氖氣使體系的容積增大一倍,則相當(dāng)于減小壓強,所以平衡向生成NO2的方向移動,所以NO2的轉(zhuǎn)化率會減小。8.CD溫度升高,H2的濃度增大,平衡左移,故逆向吸熱,正向放熱,ΔH<0,則曲線a為CO2的濃度變化,根據(jù)方程式的比例關(guān)系可知,曲線b為H2O的濃度變化,曲線c為C2H4的濃度變化,故A、B項正確;N點和M點均處于同一溫度T1℃下,所處狀態(tài)的c(H2)是一樣的,C項錯誤;其他條件不變,T1℃、0.2MPa相對0.1MPa,增大了壓強,體積減小,c(H2)增大,反應(yīng)達平衡時c(H2)比M點大,故D項錯誤。9.B由左圖依“先拐先平數(shù)值大”可知T1<T2,升高溫度平衡時生成物濃度降低,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)放熱,ΔH<0;由右圖可知增大壓強,兩線交叉點后正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,則a+b>c+d,故選B項。10.BC溫度升高,c(I)逐漸增大,說明升高溫度,化學(xué)平衡逆向移動。則I2(aq)+I(aq)I3-(aq)的ΔH<0,A項正確;K=c(I3-)c(I2)·c(I-),溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動,由于T2>T1,則K1>K2,B項錯誤;從圖中可以看出D點并沒有達到平衡狀態(tài),c(I)小于該溫度下的平衡濃度,所以反應(yīng)逆向進行,故v(逆)>v(正),C項錯誤;升高溫度,平衡逆向移動,c(I3-11.答案(1)<反應(yīng)速率極小(2)①0.1mol·L1·min1②11.39③B解析(1)題給反應(yīng)是熵增反應(yīng),由ΔHTΔS<0知,ΔH<0;在常溫下,氨氣和氧氣反應(yīng)的速率極小,所以氨氣和氧氣在常溫下能大量共存。(2)根據(jù)同一化學(xué)反應(yīng)中,各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,計算可知,a=1.8,b=1.00,c=1.00。①v(NO)=v(NH3)=(2.00-1.80)mol1L×(2min-0)=0.1mol·L1·min1。②平衡時,c(NH3)=1.00mol·L1,c(O2)=1.00mol·L1,c(H2O)=1.50mol·L1,c(NO)=1.00mol·L1。K=c4(NO)·c6(H2O)c4(NH3)·c5(O2)=1.506≈11.12.答案(1)①<T1<T2,T2溫度下達到平衡時CH4的物質(zhì)的量多,說明升高溫度,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)ΔH<0②0.02mol·L1·min1③D(2)①1.875×104mol·L1·s15000②BD③該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡逆向移動,NO的轉(zhuǎn)化率減小(或正反應(yīng)放熱,溫度越高,越不利于反應(yīng)正向進行,NO的平衡轉(zhuǎn)化率越小)p1>p2>p3解析(1)①T2時先達到平衡說明反應(yīng)速率快,即T2>T1,隨著溫度的升高,甲烷的物質(zhì)的量增加,說明升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,即正反應(yīng)方向ΔH<0;②溫度為T1時,前10min,消耗甲烷的物質(zhì)的量為(0.40.3)mol=0.1mol,即消耗NO2的物質(zhì)的量為2×0.1mol=0.2mol,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的表達式可得,v(NO2)=0.2mol1L×10min=0.02mol·L1·min1;③使用催化劑,只加快反應(yīng)速率,對化學(xué)平衡無影響,A項錯誤;正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率降低,但化學(xué)反應(yīng)速率加快,B項錯誤;縮小容器的體積,相當(dāng)于增大壓強,平衡向逆反應(yīng)方向進行,NO2的轉(zhuǎn)化率降低,但反應(yīng)速率加快,C項錯誤;增加CH4的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(2)①由表中數(shù)據(jù)可知,前2s內(nèi),NO的變化量為(10.02.50)×104mol·L1=7.50×104mol·L1,由氮原子守恒可得N2的變化量為3.75×104mol·L1,所以前2s內(nèi)平均反應(yīng)速率v(N2)=3.75×10-4mol·L-12s=1.875×104mol·L1·s1。此溫度下,反應(yīng)在第4s達平衡狀態(tài),各組分的平衡濃度分別為c(NO)=1.00×104mol·L1、c(CO)=2.70×103mol·L1、c(N2)=(10.0-1.002×104)mol·L1=4.5×104mol·L1、c(CO2)=[(3.602.70)×103]mol·②A項,n(CO2)=2n(N2)不能說明反應(yīng)達到平衡,所以A錯誤;B項,雖然反應(yīng)過程中氣體的總質(zhì)量不變,但是氣體的總物質(zhì)的量變小,所以混合氣體的平均摩爾質(zhì)量在反應(yīng)過程中變大,相對分子質(zhì)量也變大,因此當(dāng)氣體的相對分子質(zhì)量不變時,能說明是平衡狀態(tài);C項,反應(yīng)過程中氣體的總體積和總質(zhì)量都不變,所以氣體密度不變,因此密度不變不能說明是平衡狀態(tài);D項,正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),所以反應(yīng)過程中氣體的壓強是變量,當(dāng)容器內(nèi)氣體壓強不變時,說明反應(yīng)達平衡狀態(tài)。③根據(jù)圖示可知,NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小的原因是正反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡逆向移動,NO的轉(zhuǎn)化率