2019年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第七單元 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 考點規(guī)范練20 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡常數(shù)一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.I2在KI溶液中存在平衡I2(aq)+I-(aq)(aq),某I2、KI混合溶液中,c()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.反應(yīng)I2(aq)+I-(aq)(aq)H<0B.狀態(tài)A與狀態(tài)B相比,狀態(tài)B時I2的轉(zhuǎn)化率更高C.若T1 時,反應(yīng)進行到狀態(tài)D時,一定有v(正)>v(逆)D.溫度為T1 時,向該平衡體系中加入KI固體,平衡正向移動2.只改變一個影響因素,平衡常數(shù)K與化學(xué)平衡移動的關(guān)系敘述正確的是()A.K值有變化,平衡一定移動B.平衡向正反應(yīng)方向移動時,K值一定增大C.K值不變,平衡不可能移動D.相同條件下,同一個反應(yīng)其化學(xué)方程式的計量數(shù)增大到原來的2倍,K值也增大到原來的2倍3.已知某密閉容器中存在下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其他條件不變,平衡時c(CO2)與溫度t的關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是()A.平衡狀態(tài)A與C相比,平衡狀態(tài)A的c(CO)較小B.在t2時,D點的反應(yīng)速率:v(逆)>v(正)C.反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的H>0D.若t1、t2時的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1<K24.PCl3和PCl5都是重要的化工原料。將PCl3(g)和Cl2(g)充入容積為2 L密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g),并于10 min時達到平衡。有關(guān)數(shù)據(jù)如下:PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)初始濃度/(molL-1)2.01.00平衡濃度/(molL-1)c1c20.4下列判斷不正確的是()A.10 min內(nèi),v(Cl2)=0.04 molL-1min-1B.升高溫度(T1<T2),反應(yīng)的平衡常數(shù)減小,平衡時PCl3的物質(zhì)的量變化<1C.當(dāng)容器中Cl2為1.2 mol時,反應(yīng)達到平衡D.平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2,相同條件下再達平衡時,c(PCl5)<0.2 molL-15.用于凈化汽車尾氣的反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),已知該反應(yīng)在570 K時的平衡常數(shù)為11059,但反應(yīng)速率極慢。下列說法正確的是()A.裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或COB.提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度C.增大壓強,上述平衡右移,故可通過增壓的方法提高尾氣凈化效率D.提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑6.一定條件下,通過下列反應(yīng)可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收,其中Y是單質(zhì)。SO2(g)+2CO(g)2X(g)+Y(l),為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用超靈敏氣體傳感器測得不同時間的SO2和CO濃度如下表:時間/s01234c(SO2)/(molL-1)1.000.500.233.0010-373.0010-37c(CO)/(molL-1)4.003.002.462.002.00下列說法不正確的是()A.X的化學(xué)式為CO2B.前1 s內(nèi)v(X)=1.00 molL-1s-1C.該回收原理運用了SO2的還原性D.該溫度下,此反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值是3.3310367.常溫常壓下向容積為2 L的恒溫密閉容器中投入2 mol A和1 mol B,發(fā)生可逆反應(yīng)3A(g)+2B(s)2C(g)+D(g)H=-a kJmol-1(a>0)。5 min后達平衡,測得容器中n(C)=0.8 mol。則下列說法正確的是()A.使用催化劑或縮小容器體積,該平衡均不會移動B.3v(A)=2v(C)=0.16 molL-1min-1C.升高溫度,該平衡正向速率減小,故平衡逆向移動D.該可逆反應(yīng)達平衡后,放出a kJ的熱能(假設(shè)化學(xué)能全轉(zhuǎn)化為熱能)8.氮氣是制備含氮化合物的一種重要物質(zhì),而氮的化合物用途廣泛。兩個常見的固氮反應(yīng)的平衡常數(shù)的對數(shù)值(lg K)與溫度的關(guān)系如圖所示:N2+3H22NH3和N2+O22NO根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)判斷下列說法正確的是()A.反應(yīng)和均為放熱反應(yīng)B.升高溫度,反應(yīng)的反應(yīng)速率減小C.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,利用反應(yīng)固氮和利用反應(yīng)固氮反應(yīng)程度相差很大D.在1 000 時,反應(yīng)和反應(yīng)體系中N2的濃度一定相等9.以二氧化碳和氫氣為原料制取乙醇的反應(yīng)為2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)H<0。某壓強下的密閉容器中,按CO2和H2的物質(zhì)的量比為13投料,不同溫度下平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)(y%)隨溫度變化如圖所示。下列說法正確的是()A.A點的平衡常數(shù)小于B點B.B點,v正(CO2)=v逆(H2O)C.A點,H2和H2O物質(zhì)的量相等D.其他條件恒定,充入更多H2,v(CO2)不變10.某溫度時,在容積為2 L的密閉容器中,氣態(tài)物質(zhì)A、B、E、F的物質(zhì)的量n隨時間t的變化如圖甲所示,在一定條件下達到平衡,反應(yīng)進程中正反應(yīng)速率隨時間的變化情況如圖乙所示,在t2、t4時刻分別只改變一個條件(溫度、壓強或某反應(yīng)物的量)。下列說法錯誤的是()A.t2時刻一定是增大壓強B.平衡狀態(tài)和,平衡常數(shù)K一定相同C.平衡狀態(tài)、和中,狀態(tài)中F的濃度最大D.t4時刻改變的條件是降低溫度二、非選擇題(本題共3個小題,共50分)11.(16分)一定條件下,容積為1 L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):SiF4(g)+2H2O(g)SiO2(s)+4HF(g)H=+148.9 kJmol-1(1)下列各項中能說明該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(填序號)。a.v消耗(SiF4)=4v生成(HF)b.容器內(nèi)氣體壓強不再變化c.容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量不再變化d.HF的體積分?jǐn)?shù)不再變化(2)反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表格(表中t2>t1)所示。反應(yīng)時間/minn(SiF4)/moln(H2O)/mol01.202.40t10.80at2b1.60通過a或b的值及化學(xué)平衡原理說明t1 min時反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài):。(3)若只改變一個條件使上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)變大,該反應(yīng)(填序號)。a.一定向正反應(yīng)方向移動b.一定向逆反應(yīng)方向移動c.一定是減小壓強造成的d.一定是升高溫度造成的e.SiF4的平衡轉(zhuǎn)化率一定增大12.(16分)研究氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時,涉及如下反應(yīng):2NO2(g)+NaCl(g)NaNO3(g)+ClNO(g)K1H<02NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2H<0請回答下列問題:(1)4NO2(g)+2NaCl(g)2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)K=(用K1、K2表示)。(2)若反應(yīng)在絕熱密閉容器中進行,實驗測得NO2(g)的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的示意圖如圖所示,t3t4時刻,NO2(g)的轉(zhuǎn)化率降低的原因是。(3)若反應(yīng)在恒溫、恒容條件下進行,下列能判斷該反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的是。A.容器內(nèi)壓強不再變化B.n(ClNO)=n(NO)C.混合氣體密度不變D.v正(NO)=v逆(ClNO)(4)在一定溫度和壓強下,反應(yīng)達到平衡,當(dāng)NO和Cl2的比例不同時,對Cl2的轉(zhuǎn)化率及平衡混合物中ClNO的體積分?jǐn)?shù)都有影響。設(shè)NO和Cl2起始物質(zhì)的量之比為x,平衡時Cl2的轉(zhuǎn)化率為a,平衡混合物中ClNO的體積分?jǐn)?shù)為y,判斷a、x、y三者的相互關(guān)系,用含a和x的代數(shù)式表示y,y=。13.(xx吉林長春二模)(18分)xx9月,“喬歌里1號”中國首臺靜默移動發(fā)電站MFC30正式問世,MFC30是基于甲醇重整制氫燃料電池發(fā)電技術(shù)而研制成功的。(1)甲醇制氫方式主要有以下三種。反應(yīng)甲醇水蒸氣重整制氫:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H1=+49.4 kJmol-1;反應(yīng)甲醇分解制氫:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)H2=+90.6 kJmol-1;反應(yīng)氣態(tài)甲醇氧化重整制氫同時生成二氧化碳和氫氣。已知CO的燃燒熱為283.0 kJmol-1,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。該三種制氫方式中,等量的甲醇產(chǎn)生氫氣最多的是反應(yīng)。(填“”“”“”)(2)實驗室模擬反應(yīng)甲醇水蒸氣重整制氫,合成氣組成n(CH3OH)n(H2O)=11時,體系中甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強的關(guān)系如下圖所示。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為。當(dāng)溫度為250 、壓強為p2時,反應(yīng)達平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)為。圖中的壓強由小到大的順序是。(3)MFC30燃料電池是以氫氣為燃料,Li2CO3與K2CO3混合碳酸鹽為電解質(zhì)的高溫型燃料電池,其負極的電極反應(yīng)式為,正極上通入的氣體為。參考答案考點規(guī)范練20化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡常數(shù)1.B根據(jù)圖示,溫度升高,c()減小,平衡左移,說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A項正確;由于升溫平衡左移,狀態(tài)B比狀態(tài)A的I2的轉(zhuǎn)化率低,B項錯誤;T1 時D狀態(tài)未達到平衡,向A狀態(tài)轉(zhuǎn)變時,c()增大,說明平衡正向移動,即v(正)>v(逆),C項正確;增大c(I-),平衡正向移動,D項正確。2.AK值是溫度的函數(shù),K值變化,說明溫度發(fā)生了改變,則平衡一定發(fā)生移動,A項正確;若在其他條件不變時,增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度,有利于反應(yīng)正向進行,平衡向右移動,但K值只與溫度有關(guān),故K值不變,B項錯誤;增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度,有利于正反應(yīng)的進行,若體系溫度不變,則K值不變,但平衡發(fā)生移動,C項錯誤;相同條件下,同一個反應(yīng),其化學(xué)方程式的計量數(shù)增大到原來的2倍,K值應(yīng)變?yōu)樵瓟?shù)值的平方,D項錯誤。3.A由圖可知題給反應(yīng)正反應(yīng)吸熱,C項正確;升高溫度平衡正向移動,CO濃度減小,所以A點CO濃度大,A項錯誤;由于t2時反應(yīng)進行到狀態(tài)D,c(CO2)高于平衡濃度,所以反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行,則一定有v (正)<v (逆),B項正確;由于正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,化學(xué)平衡常數(shù)增大,故K1<K2,D項正確。4.B10 min內(nèi),PCl5的濃度變化量為0.4 molL-1,故Cl2的濃度變化量為0.4 molL-1,所以v(Cl2)=0.04 molL-1min-1,A項正確;升高溫度(T1<T2),反應(yīng)的平衡常數(shù)減小,說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),高溫不利于反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,PCl3的物質(zhì)的量變化較小,比值大于1,B項錯誤;平衡時Cl2的濃度為0.6 molL-1,體積為2 L,故Cl2為1.2 mol,C項正確;平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2,壓強減小,平衡逆向移動,相同條件下再達平衡時,c(PCl5)<0.2 molL-1,D項正確。5.D因為該反應(yīng)是可逆反應(yīng),且反應(yīng)速率極慢,在有限的時間內(nèi)反應(yīng)不能達到平衡,A項錯誤;由題干知570 K時反應(yīng)速率極慢,故可推斷出升高溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響不大,B項錯誤;因平衡常數(shù)已經(jīng)較大,增大壓強雖然平衡正向移動,但對設(shè)備要求更高,故C項錯誤;高效催化劑可提高反應(yīng)速率,解決反應(yīng)極慢的問題,有利于尾氣的轉(zhuǎn)化,故D項正確。6.C該反應(yīng)可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收,根據(jù)原子守恒可知Y為S,X為CO2,A項正確;前1 s內(nèi)v (SO2)=0.50 molL-1s-1,速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比,則v(X)=2v(SO2)=1.00 molL-1s-1,B項正確;SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l),反應(yīng)中S的化合價降低,被還原,SO2是氧化劑,體現(xiàn)了氧化性,C項錯誤;3 s時處于平衡狀態(tài),根據(jù)SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l),平衡時c(CO2)=2.00 molL-1,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3.331036,D項正確。7.A由于該反應(yīng)反應(yīng)前后容積不變,縮小容器容積平衡不移動,使用催化劑平衡也不會移動,A項正確;各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于其相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比,應(yīng)該是2v(A)=3v(C)=0.24 molL-1min-1,B項錯誤;升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故平衡逆向移動,C項錯誤;由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng),2 mol A和1 mol B不可能完全反應(yīng),放出的熱能小于a kJ,D項錯誤。8.C反應(yīng)的K值隨溫度升高而減小,反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)的K值隨溫度升高而增大,反應(yīng)是吸熱反應(yīng),A項錯誤;升高溫度,兩個反應(yīng)的反應(yīng)速率都增大,B項錯誤;在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,反應(yīng)K1010,反應(yīng)K10-30,相差很大,故利用反應(yīng)固氮和利用反應(yīng)固氮反應(yīng)程度相差很大,C項正確;在1 000 時,反應(yīng)、反應(yīng)的K值相等,即,而體系中N2的濃度不一定相等,D項錯誤。9.C從圖像可知,溫度越高氫氣的含量越高,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,溫度升高平衡常數(shù)減小,則平衡常數(shù)A點大于B點,A項錯誤;B點只能說明該溫度下,CO2和H2O的濃度相等,不能說明v正(CO2)=v逆(H2O),B項錯誤;從圖像可知,A點H2和H2O的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)相等,故物質(zhì)的量相等,C項正確;其他條件恒定,充入更多H2,反應(yīng)物濃度增大,正反應(yīng)速率增大,v(CO2)也增大,D項錯誤。10.A由圖甲分析可知,根據(jù)變化的量等于化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)之比,此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)+E(g)2B(g)+F(g)。該反應(yīng)前后體積不變,若改變壓強,平衡不會發(fā)生移動,故t2時刻不可能是增大壓強,A項錯誤;平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān),平衡狀態(tài)和的溫度相同,故K相等,B項正確;平衡狀態(tài)、和中,狀態(tài)向正向反應(yīng)進行最徹底,F的濃度最大,C項正確;根據(jù)方程式知,反應(yīng)前后氣體體積不變,故不可能是壓強的變化,t4時刻速率減小,且變化的點不連續(xù),因此是降低溫度的結(jié)果,D項正確。11.答案 (1)bcd(2)a=1.60(或b=0.80),說明在一定條件下,t1t2 min時各組分的濃度(或物質(zhì)的量)均不再發(fā)生改變,則t1 min時反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)(3)ade解析 (1)v消耗(SiF4)和v生成(HF)都表示正反應(yīng)速率,不能根據(jù)二者判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。(2)0t1 min,反應(yīng)消耗的SiF4為0.40 mol,根據(jù)已知反應(yīng)可確定消耗的H2O為0.80 mol,故a=1.60;t2 min時,H2O仍為1.60 mol,故b=0.80。由此可判斷t1 min時該反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)。(3)若只改變一個條件使反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)變大,即K=變大,該反應(yīng)一定向正反應(yīng)方向移動,K隨溫度變化而變化,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),平衡向正反應(yīng)方向移動,則應(yīng)升高溫度,SiF4的平衡轉(zhuǎn)化率一定增大。12.答案 (1)(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng)且反應(yīng)容器為絕熱容器,隨著反應(yīng)的進行,體系的溫度升高,故再次達平衡時的轉(zhuǎn)化率會降低(3)AD(4)100%解析 (1)反應(yīng)4NO2(g)+2NaCl(g)2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)可由2-得到,則K=/K2。(2)根據(jù)反應(yīng)2NO2(g)+NaCl(g)NaNO3(g)+ClNO(g)H<0,因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)且反應(yīng)容器為絕熱容器,所以隨著反應(yīng)的進行,體系的溫度升高,故再次達到平衡時的轉(zhuǎn)化率會降低。(3)根據(jù)反應(yīng)2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) H<0,在恒溫、恒容條件下進行。容器的容積不變,但氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化,因此壓強不再變化,能判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài),A正確;平衡時各物質(zhì)物質(zhì)的量之間沒有必然聯(lián)系,n(ClNO)=n(NO)不能判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài),B錯誤;容器的容積和氣體的質(zhì)量均不變,因此混合氣體密度始終不變,不能判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C錯誤;v正(NO)=v逆(ClNO)能判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D正確。(4)2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)起始(mol)x10反應(yīng)(mol)2aa2a平衡(mol)x-2a1-a2a平衡混合物中ClNO的體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),即y=100%。13.答案 (1)CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)H=-192.4 kJmol-1(2)K=67.6%或0.676或0.68p1<p2<p3(3)H2+C-2e-H2O+CO2O2(或空氣)和CO2解析 (1)已知反應(yīng)CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H1=+49.4 kJmol-1;反應(yīng)CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)H2=+90.6 kJmol-1;由CO的燃燒熱為283.0 kJmol-1可知:CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-283.0 kJmol-1。由蓋斯定律,+得反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)H=-192.4 kJmol-1;1 mol甲醇在反應(yīng)、中產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量分別為3 mol、2 mol、2 mol,產(chǎn)生H2最多的是反應(yīng)。(2)反應(yīng)甲醇水蒸氣重整制氫:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H1=+49.4 kJmol-1的平衡常數(shù)表達式為K=。 CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)起始/mol1100反應(yīng)/mol0.820.820.8230.82平衡/mol0.180.180.822.46反應(yīng)達平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)為100%=67.6%。由反應(yīng)方程式CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)可知,相同溫度時,減小壓強,平衡正向移動,CH3OH轉(zhuǎn)化率增大。由圖像可以看出,溫度一定,從p3到p1,CH3OH轉(zhuǎn)化率增大,故壓強由小到大的順序是p1<p2<p3。(3)燃料電池中通入燃料的電極是負極,通入氧化劑的電極是正極,負極是H2作還原劑,電極反應(yīng)式為H2+C-2e-H2O+CO2,正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子,電極反應(yīng)式為O2+2CO2-4e-2C,故正極要不斷通入O2(或空氣)和CO2。