2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡3-4化學(xué)平衡圖像和等效平衡課后作業(yè)含解析新人教版選修4

PAGEPAGE9化學(xué)平衡圖像和等效平衡eq\o(\s\up17(作業(yè)時(shí)限：45分鐘作業(yè)滿分：100分),\s\do5())一、選擇題(每小題4分，每小題有1個(gè)正確選項(xiàng)，共44分)1.可逆反應(yīng)：A2(？)＋B2(？)2AB(？)，當(dāng)溫度和壓強(qiáng)變更時(shí)，n(AB)的變更如右圖，下列敘述正確的是(B)A．A2、B2及AB均為氣體，ΔH<0B．AB為氣體，A2、B2至少有一種為非氣體，ΔH<0C．AB為氣體，A2、B2有一種為非氣體，ΔH>0D．AB為固體，A2、B2有一種為非氣體，ΔH>0解析：由圖可知壓強(qiáng)相等時(shí)，上升溫度，AB的物質(zhì)的量削減，可知溫度上升平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0；t3起先溫度不變，壓強(qiáng)增大，AB的物質(zhì)的量削減，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)是體積減小的方向，說明AB必為氣體，A2、B2至少有一種為非氣體，不能同時(shí)為氣體。2．相同溫度下，容積相同的甲、乙兩個(gè)恒容密閉容器中均發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)＋197kJ，試驗(yàn)測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下：下列推斷中不正確的是(B)A．197>Q1>Q2B．達(dá)到平衡時(shí)SO2的體積分?jǐn)?shù)：甲>乙C．兩容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)相等D．生成1molSO3(l)時(shí)放出的熱量大于98.5kJ解析：A項(xiàng)，甲是由正反應(yīng)方向起先建立平衡，由于是可逆反應(yīng)不能完全轉(zhuǎn)化，故Q1<197kJ；甲、乙所達(dá)到的平衡屬于恒溫恒容下的等效平衡，由于乙是從中間狀態(tài)起先建立平衡，故Q2<Q1，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，甲、乙所達(dá)到的平衡屬于恒溫恒容下的等效平衡，達(dá)到平衡時(shí)SO2的體積分?jǐn)?shù)相等；C項(xiàng)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度相等，平衡常數(shù)相等，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，由熱化學(xué)方程式可知，生成1molSO3(g)時(shí)放出的熱量等于98.5kJ，而由氣態(tài)到液態(tài)時(shí)還要放出熱量，故生成1molSO3(l)時(shí)放出的熱量大于98.5kJ，D項(xiàng)正確。3．可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(s)ΔH＝QkJ·mol－1，反應(yīng)過程中，當(dāng)其他條件不變時(shí)，某物質(zhì)在混合物中的含量與溫度(T)、反應(yīng)速率(v)與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。據(jù)圖分析，以下說法正確的是(C)A．T1<T2，Q>0B．增大壓強(qiáng)，B的轉(zhuǎn)化率減小C．當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，混合氣體的密度不再變更D．a(chǎn)＋b>c＋d解析：A項(xiàng)，由左圖可知，T2時(shí)反應(yīng)首先達(dá)到平衡，故T1<T2，T1→T2，溫度上升，C%減小，平衡逆向移動(dòng)，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，Q<0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖乙可知，增大壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率均增大，且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，即反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故a＋b>c，B的轉(zhuǎn)化率增大，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，氣體的總質(zhì)量不再發(fā)生變更，在容器體積不變的狀況下，氣體的密度不再變更，C項(xiàng)正確。4．有一化學(xué)平衡mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如右圖所示是A的轉(zhuǎn)化率同壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系，分析圖像可以得出的正確結(jié)論是(A)A．正反應(yīng)吸熱，m＋n>p＋qB．正反應(yīng)吸熱，m＋n<p＋qC．正反應(yīng)放熱，m＋n>p＋qD．正反應(yīng)放熱，m＋n<p＋q解析：解決這類圖像題目，采納“定一論二”，即把自變量(溫度、壓強(qiáng))之肯定為恒量，探討另外兩個(gè)變量的關(guān)系。5．在容積不變的密閉容器中存在如下反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up17(V2O5),\s\do5(450℃))2SO3(g)ΔH<0，某探討小組探討了其他條件不變時(shí)，變更某一條件對(duì)上述反應(yīng)的影響，下列分析正確的是(B)A．圖Ⅰ表示的是t1時(shí)刻增大O2的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響B(tài)．圖Ⅱ表示的是t1時(shí)刻加入催化劑后對(duì)反應(yīng)速率的影響C．圖Ⅲ表示的是催化劑對(duì)平衡的影響，且甲的催化效率比乙高D．圖Ⅲ表示的是壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響，且乙的壓強(qiáng)較高解析：若增大氧氣的濃度，正反應(yīng)速率突然變大，逆反應(yīng)速率漸漸變大，A項(xiàng)不正確；加入催化劑，正、逆反應(yīng)速率同等倍數(shù)的增大，但平衡不移動(dòng)，B項(xiàng)正確；視察圖Ⅲ，達(dá)到平衡時(shí)二氧化硫的轉(zhuǎn)化率不相等，故甲、乙兩條曲線不行能是由催化劑引起的，C項(xiàng)不正確；增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大，D項(xiàng)不正確。6．在某容積肯定的密閉容器中，有下列可逆反應(yīng)xA(g)＋B(g)2C(g)，反應(yīng)曲線(T表示溫度，p表示壓強(qiáng)，C%表示C的體積分?jǐn)?shù))如圖所示，試推斷對(duì)圖的說法中肯定正確的是(D)A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．x＝2C.p3＜p4，Y軸可表示混合氣體的相對(duì)分子質(zhì)量D．p3＞p4，Y軸可表示C物質(zhì)在平衡體積中的百分含量解析：A.依據(jù)圖1可知在壓強(qiáng)相同時(shí)T1曲線首先達(dá)到平衡狀態(tài)，則T1大于T2。溫度越高C的體積分?jǐn)?shù)越低，這說明上升溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B.依據(jù)圖1可知在溫度相同時(shí)p2曲線首先達(dá)到平衡狀態(tài)，則p2大于p1。壓強(qiáng)越大，C的體積分?jǐn)?shù)越大，這說明增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，即正反應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng)，但x不肯定等于2，B錯(cuò)誤；C.依據(jù)圖2可知上升溫度Y減小，即上升溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量增加，而氣體質(zhì)量不變，則平均相對(duì)分子質(zhì)量減小。由于增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，質(zhì)量不變，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增加，所以應(yīng)當(dāng)是p4＜p3，C錯(cuò)誤；D.由于增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，C的百分含量增加。所以假如p3＞p4，則Y軸可表示C物質(zhì)在平衡體積中的百分含量，D正確，答案選D。7．在密閉容器中存在下列平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，CO2(g)的平衡物質(zhì)的量濃度c(CO2)與溫度T的關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(A)A．平衡狀態(tài)A與C相比，平衡狀態(tài)A的c(CO)小B．在T2時(shí)，若反應(yīng)處于狀態(tài)D，則肯定有v正<v逆C．反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH>0D．若T1、T2時(shí)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1<K2解析：平衡狀態(tài)A和C相比較，A處的c(CO2)較小，說明A處的c(CO)較大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；T2時(shí)，狀態(tài)D→狀態(tài)B，c(CO2)減小，說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，即v正<v逆，B項(xiàng)正確；由圖示可知，T1→T2，溫度上升，c(CO2)增大，說明平衡正向移動(dòng)，即正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，ΔH>0，故平衡常數(shù)增大，即K1<K2，C、D項(xiàng)均正確。8．某化學(xué)科研小組探討在其他條件不變時(shí)，變更某一條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，得到如下變更規(guī)律(圖中p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量)：依據(jù)以上規(guī)律推斷，下列結(jié)論正確的是(C)A．反應(yīng)Ⅰ：ΔH>0，p2>p1B．反應(yīng)Ⅱ：ΔH>0，T1>T2C．反應(yīng)Ⅲ：ΔH>0，T2>T1；或ΔH<0，T2<T1D．反應(yīng)Ⅳ：ΔH<0，T2>T1解析：由反應(yīng)Ⅰ的圖可知，溫度上升，A的轉(zhuǎn)化率減小，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0，由反應(yīng)式得：壓強(qiáng)越大，A的轉(zhuǎn)化率越大，故p2>p1，A不正確；由反應(yīng)Ⅱ的圖得：先達(dá)平衡對(duì)應(yīng)的溫度高，即T1>T2，溫度越高時(shí)n(C)越小，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即ΔH<0，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅲ由于沒有其他限制條件和提示，能從兩方面進(jìn)行探討，一方面若該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，ΔH>0，則有T2>T1的關(guān)系，若該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0，則可推出T2<T1，故C正確；由反應(yīng)Ⅳ的圖知，若T2>T1，則該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，即ΔH>0，D錯(cuò)誤。9．電鍍廢液中Cr2Oeq\o\al(2－,7)可通過下列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鉻黃(PbCrO4)：Cr2Oeq\o\al(2－,7)(aq)＋2Pb2＋(aq)＋H2O(l)2PbCrO4(s)＋2H＋(aq)ΔH<0，該反應(yīng)達(dá)到平衡后，變更橫坐標(biāo)表示的反應(yīng)條件，下列示意圖正確的是(A)10.肯定溫度下，向容積為2L的密閉容器中僅僅通入了兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變更如圖所示，對(duì)該反應(yīng)的推斷合理的是(D)A．反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等B．反應(yīng)進(jìn)行到1s時(shí)，v(A)＝v(C)C．反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí)，B的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L·s)D．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B＋4C6A＋2D解析：當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，依據(jù)6s時(shí)反應(yīng)物與生成物濃度可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B＋4C6A＋2D。A選項(xiàng)錯(cuò)誤，到達(dá)6s時(shí)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比相等。B選項(xiàng)錯(cuò)誤，在1s時(shí)，A與C的物質(zhì)的量相等。C選項(xiàng)錯(cuò)誤，6s時(shí)B的平均反應(yīng)速率為0.6mol/(6s·2L)＝0.05mol/(L·s)。D選項(xiàng)正確。11．在肯定條件下，N2O分解的部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：下圖能正確表示該反應(yīng)有關(guān)物理量變更規(guī)律的是(A)(注：圖中半衰期指任一濃度N2O消耗一半時(shí)所需的相應(yīng)時(shí)間，c1、c2均表示N2O初始濃度且c1<c2)解析：由表中數(shù)據(jù)可知，N2O的反應(yīng)速率為肯定值，與其濃度大小無關(guān)，半衰期與濃度呈正相關(guān)，轉(zhuǎn)化率與濃度大小無關(guān)，故A項(xiàng)正確，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題(共56分)12．(18分)對(duì)于2X(g)Y(g)的反應(yīng)體系，在壓強(qiáng)肯定時(shí)，平衡體系中Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(Y)隨溫度的變更狀況如圖所示(實(shí)線上的任何一點(diǎn)為對(duì)應(yīng)溫度下的平衡狀態(tài))。(1)該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是一個(gè)放熱反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(2)A、B、C、D、E各狀態(tài)中，v(正)<v(逆)的是D。(3)維持t1不變，E→A所需時(shí)間為x，維持t2不變，D→C所需時(shí)間為y，則x>y(填“<”“>”或“＝”)。(4)欲要求E狀態(tài)從水平方向到C狀態(tài)后，再沿平衡曲線到達(dá)A狀態(tài)，從理論上來講，可選用的條件是先突然升溫到t2，然后無限緩慢地降低溫度到t1。解析：由圖可知，隨著溫度的上升，w(Y)漸漸減小，說明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)。A、B、C、D、E中A、B、C在平衡曲線上，則A、B、C都處于各自平衡狀態(tài)中，D、E兩點(diǎn)不在平衡曲線上，即它們沒有達(dá)到化學(xué)平衡，因?yàn)镋狀態(tài)的w(Y)比該溫度下平衡時(shí)的小，所以平衡正向移動(dòng)，v(正)>v(逆)，D狀態(tài)的w(Y)比該溫度下的平衡狀態(tài)時(shí)的大，平衡逆向移動(dòng)，此時(shí)v(逆)>v(正)。D、E要達(dá)到各自溫度下的平衡狀態(tài)所轉(zhuǎn)化的Y的物質(zhì)的量相同，又因?yàn)镈處的溫度比E處的溫度高，D處反應(yīng)速率快，所以D處達(dá)到平衡所需時(shí)間短。E→C，要滿意w(Y)不變，溫度上升，只有實(shí)行突然升溫，C→A的變更符合平衡曲線，意味著要經(jīng)過多數(shù)個(gè)溫度下的平衡狀態(tài)的點(diǎn)后，C才能到達(dá)A，所以只有實(shí)行無限緩慢地降溫。13．(18分)已知t℃，pkPa時(shí)，在容積可變的密閉容器中充入1molA和1molB，假設(shè)A、B未反應(yīng)時(shí)體積為VL，保持恒溫、恒壓條件下發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋B(g)C(g)ΔH<0。達(dá)到平衡時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)為40%。試回答有關(guān)問題：(1)升溫時(shí)，C的反應(yīng)速率增大(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)若平衡時(shí)，保持溫度和容器容積不變，使容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，則平衡D。A．肯定向正反應(yīng)方向移動(dòng) B．肯定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C．肯定不移動(dòng) D．不肯定移動(dòng)(3)若使溫度、壓強(qiáng)在上述條件下恒定不變，在密閉容器中充入2molA和2molB，則反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)為40%，容器的容積為eq\f(10,7)VL。解析：(1)溫度上升，化學(xué)反應(yīng)速率增大，則升溫時(shí)，C的反應(yīng)速率增大。(2)平衡時(shí)，溫度和容積不變，若增大壓強(qiáng)的措施是增大反應(yīng)物濃度或生成物濃度則平衡發(fā)生移動(dòng)；若增大壓強(qiáng)的措施是充入不參與反應(yīng)的氣體，則原平衡中各物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動(dòng)。(3)由題意可知，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)與原平衡等效，則C的體積分?jǐn)?shù)不變，也為40%。設(shè)平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化量為x，則：A(g)＋B(g)C(g)n始/mol220n轉(zhuǎn)/molxxxn平/mol2－x2－xx依據(jù)題意由：eq\f(x,2－x＋2－x＋x)＝40%，解得x＝eq\f(8,7)mol。所得混合氣體的物質(zhì)的量為4mol－eq\f(8,7)mol＝eq\f(20,7)mol。設(shè)到達(dá)平衡時(shí)容器容積為V′，則有：eq\f(VL,V′)＝eq\f(2mol,\f(20,7)mol)，所以V′＝eq\f(10,7)VL。14．(20分)固定和利用CO2能有效地利用資源，并削減空氣中的溫室氣體。工業(yè)上有一種用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.0kJ·mol－1，某科學(xué)試驗(yàn)將6molCO2和8molH2充入2L的密閉容器中，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變更如下圖所示(實(shí)線)。(1)a點(diǎn)正反應(yīng)速率大于(填“大于”“等于”或“小于”)逆反應(yīng)速率。(2)下列時(shí)間段平均反應(yīng)速率最大的是A。A．0～1minB．1～3minC．3～8minD．8～11min(3)平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為33.3%，該條件下的平衡常數(shù)K＝0.5。(4)僅變更某一試驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次試驗(yàn)，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變更如圖中虛線所示，曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)條件變更是上升溫度，曲線Ⅱ?qū)?yīng)的試驗(yàn)條件變更是增大壓強(qiáng)。解析：(1)a點(diǎn)時(shí)還沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)物氫氣的物質(zhì)的量接著減小，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，所以正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。(2)分別計(jì)算不同時(shí)間段內(nèi)的反應(yīng)