課時規(guī)范練20化學平衡狀態(tài)化學平衡的移動一、選擇題(本題共9小題,每小題6分,共54分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.(2018山東濟寧高三期末)將0.2 molL-1的KI溶液和0.05 molL-1Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應后,取混合液分別完成下列實驗,能說明溶液中存在化學平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2的是()A.向混合液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色B.向混合液中滴入AgNO3溶液,有黃色沉淀生成C.向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液,有藍色沉淀生成D.向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍色2.下列事實,不能用勒夏特列原理解釋的是()A.溴水中有平衡:Br2+H2OHBr+HBrO,加入AgNO3溶液后,溶液顏色變淺B.合成NH3反應,為提高NH3的產率,理論上應采取相對較低溫度的措施C.氯氣在水中的溶解度大于在飽和食鹽水中的溶解度D.對CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)平衡體系增大壓強可使顏色變深3.(2019山西大同第一中學高三檢測)定溫度下,將2 mol SO2和1 mol O2充入10 L恒容密閉容器中,發(fā)生反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196 kJ mol-1,5 min時達到平衡,測得反應放熱166.6 kJ。下列說法錯誤的是()A.05 min內,用O2表示的平均反應速率v(O2)=0.017 molL-1min-1B.n(O2)n(SO3)的值不變時,該反應達到平衡狀態(tài)C.若增大O2的濃度,SO2的轉化率增大D.條件不變,起始向容器中充入4 mol SO2和2 mol O2,平衡時放熱小于333.2 kJ4.在一個恒容密閉容器中發(fā)生如下反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應過程中某一時刻測得SO2、O2、SO3的濃度分別為:0.2 molL-1、0.2 molL-1、0.2 molL-1,當反應達到平衡時,可能出現的數據是()A.c(SO3)=0.4 molL-1B.c(SO2)=c(SO3)=0.15 molL-1C.c(SO2)=0.25 molL-1D.c(SO2)+c(SO3)=0.5 molL-15.向密閉的容器中充入2 mol A和1 mol B,發(fā)生反應2A(g)+B(g)xC(g),達到平衡后,C的體積分數為w%;若維持容器的容積和溫度不變,按起始物質的量A:0.6 mol、B:0.3 mol、C:1.4 mol充入容器,達到平衡后,C的體積分數仍為w%,則x的值()A.只能為2B.只能為3C.可能為2,也可能為3D.無法確定6.在t 時,向a L密閉容器中加入1.6 mol HI(g),發(fā)生反應2HI(g)H2(g)+I2(g)H>0,H2的物質的量隨時間的變化如圖所示,下列有關說法中正確的是()A.平衡時,I2蒸氣的體積分數為25%B.若在1.5 min時降低溫度,則反應將向左進行C.平衡后若升高溫度,v(正)增大,v(逆)減小D.平衡后向容器中加入一定量的H2后,平衡向左移動,H2的體積分數減小7.探究濃度對化學平衡的影響,實驗如下:.向5 mL 0.05 molL-1 FeCl3溶液中加入5 mL 0.05 molL-1 KI溶液(反應a),反應達到平衡后將溶液分為兩等份。.向其中一份中加入飽和KSCN溶液,變紅(反應b);加入CCl4,振蕩、靜置,下層顯極淺的紫色。.向另一份中加入CCl4,振蕩、靜置,下層顯紫紅色。結合實驗,下列說法不正確的是()A.反應a為2Fe3+2I-2Fe2+I2B.中,反應a進行的程度大于反應b進行的程度C.實驗中變紅的原理Fe3+3SCN-Fe(SCN)3D.比較水溶液中c(Fe2+):<8.(2018黑龍江大慶一模)一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應xA(g)+yB(g)zC(g),達到平衡后測得A的濃度為0.5 molL-1,保持溫度不變,將密閉容器的容積壓縮為原來的一半再次達到平衡后,測得A的濃度為0.8 molL-1,則下列敘述正確的是()A.平衡向正反應方向移動B.x+y<zC.B的物質的量濃度減小D.C的體積分數降低9.一定條件下存在反應:H2(g)+I2(g)2HI(g)H<0,現有三個相同的1 L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器、,在中充入1 mol H2和1 mol I2(g),在中充入2 mol HI(g),在中充入2 mol H2和2 mol I2(g),700 條件下開始反應。達到平衡時,下列說法正確的是()A.容器、中開始時正反應速率相同B.容器、中反應的平衡常數相同C.容器中的氣體顏色比容器中的氣體顏色深D.容器中H2的轉化率與容器中HI的轉化率之和等于1二、非選擇題(本題共3小題,共46分)10.(15分)當溫度高于500 K時,科學家成功利用二氧化碳和氫氣合成了乙醇,這項成果在節(jié)能減排、降低碳排放方面具有重大意義?；卮鹣铝袉栴}:(1)該反應的化學方程式為。(2)在恒容密閉容器中,判斷上述反應達到平衡狀態(tài)的依據是。a.體系壓強不再改變b.H2的濃度不再改變c.氣體的密度不隨時間改變d.單位時間內消耗H2和CO2的物質的量之比為31(3)在一定壓強下,測得由CO2制取CH3CH2OH的實驗數據中,起始投料比、溫度與CO2的轉化率的關系如圖。根據圖中數據分析:降低溫度,平衡向方向移動。在700 K、起始投料比n(H2)n(CO2)=1.5時,H2的轉化率為。在500 K、起始投料比n(H2)n(CO2)=2時,達到平衡后H2的濃度為a molL-1,則達到平衡時CH3CH2OH的濃度為。11.(2019安徽合肥高三上學期調研性檢測)(15分)氨作為重要的化工原料,被大量應用于工業(yè)生產。氨在不同催化劑條件下可發(fā)生下列兩個反應:反應:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-905.0 kJmol-1反應:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)H=-1 266.6 kJmol-1(1)寫出NO分解生成N2與O2的熱化學方程式:。(2)反應在容積固定的密閉容器中進行,容器內部分物質的物質的量濃度如下表:濃度時間c(NH3)(molL-1)c(O2)(molL-1)c(NO)(molL-1)第0 min0.81.60第2 min0.30.9750.5第3 min0.30.9750.5第4 min0.71.4750.1反應從開始到第2 min時,v(H2O)=。在第3 min時,改變的反應條件可能是(填選項字母)。A.使用催化劑B.減小壓強C.升高溫度D.增加O2的濃度該反應達到平衡狀態(tài)的標志是(填選項字母)。A.在恒溫恒容的容器中,混合氣體的密度不再變化B.單位時間內消耗n mol NO的同時消耗n mol NH3C.百分含量w(NH3)=w(NO)D.反應速率v(NH3)v(O2)v(NO)v(H2O)=4546(3)若在容積為2 L的密閉容器中充入8 mol NH3(g)和6 mol O2(g)發(fā)生反應。保持其他條件不變,在相同時間內測得c(N2)與溫度的關系如圖所示。則T1 下,NH3的平衡轉化率為。圖中a、c兩點對應的容器內部壓強papc(填“>”“<”或“=”)。12.(2018河北保定一模)(16分)霧霾天氣嚴重影響人們的生活和健康。其中首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5,其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此改善能源結構、機動車限行等措施能有效減少PM2.5、SO2、NOx等污染物的排放。請回答下列問題:(1)汽車尾氣中NOx和CO的生成:已知汽缸中生成NO的反應為:N2(g)+O2(g)2NO(g)H>0。恒溫、恒容密閉容器中,下列說法中,能說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是。A.混合氣體的密度不再變化B.混合氣體的壓強不再變化C.N2、O2、NO的物質的量之比為112D.氧氣的轉化率不再變化(2)汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放,這使NOx的有效消除成為環(huán)保領域的重要課題。某研究性小組在實驗室以AgZSM5為催化劑,測得NO轉化為N2的轉化率隨溫度變化情況如圖所示。若不使用CO,溫度超過775 K,發(fā)現NO的分解率降低,其可能的原因為,在n(NO)n(CO)=1的條件下,為更好地除去NOx,應控制的最佳溫度在K左右。(3)車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產生的二氧化硫是導致霧霾天氣的“罪魁禍首”?；钚蕴靠商幚泶髿馕廴疚颪O。在5 L密閉容器中加入NO和活性炭(假設無雜質),一定條件下生成氣體E和F。當溫度分別在T1 和T2 時,測得各物質平衡時物質的量(n/mol)如下表:物質溫度()活性炭NOEF初始3.0000.1000T12.9600.0200.0400.040T22.9750.0500.0250.025寫出NO與活性炭反應的化學方程式:。若T1<T2,則該反應的H(填“>”“<”或“=”)0。上述反應T1 時達到化學平衡后,再通入0.1 mol NO氣體,則達到新化學平衡時NO的轉化率為。課時規(guī)范練20化學平衡狀態(tài)化學平衡的移動1.A0.2 molL-1的KI溶液和0.05 molL-1Fe2(SO4)3溶液等體積混合,KI過量,向混合液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色,說明溶液中仍含有Fe3+,能說明溶液中存在化學平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2,故A項正確;過量的KI與AgNO3溶液產生黃色沉淀,不能說明溶液中存在平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2,故B項錯誤;該反應生成Fe2+,向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液,有藍色沉淀生成,只能說明溶液中含有Fe2+,不能說明溶液中存在化學平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2,故C項錯誤;該反應生成I2,向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍色,說明溶液中含有碘單質,不能說明溶液中存在化學平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2,故D項錯誤。2.D加入AgNO3溶液后,生成AgBr沉淀,c(Br-)降低,平衡向右移動,c(Br2)降低,溶液顏色變淺,可以用勒夏特列原理解釋,A項不符合題意;對于反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H<0,正反應為放熱反應,降低溫度平衡正向移動,有利于提高氨的產率,可以用勒夏特列原理解釋,B項不符合題意;氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸是一個可逆反應,飽和食鹽水中Cl-的濃度較大,使平衡左移,會降低氯氣在飽和食鹽水中的溶解度,可以用勒夏特列原理解釋,C項不符合題意;反應體系中c(NO2)增大,顏色變深,但平衡不移動,不能用勒夏特列原理解釋,D項符合題意。3.D物質的量與反應中的熱量變化成正比,5 min時達到平衡,測得反應放熱166.6 kJ,則參加反應的氧氣為166.6 kJ196 kJmol-1=0.85 mol,05 min內,用O2表示的平均反應速率v(O2)=0.85mol10 L5min=0.017 molL-1min-1,故A項正確;n(O2)n(SO3)的比值不變時,可知體系中各物質的物質的量不變,則反應達到平衡,故B項正確;若增大O2的濃度,平衡正向移動,促進二氧化硫的轉化,則SO2的轉化率增大,故C項正確;2 mol SO2和1 mol O2充入10 L恒容密閉容器中達到平衡時,消耗氧氣為0.85 mol,放出熱量為166.6 kJ,而條件不變,起始時向容器中充入4 mol SO2和2 mol O2,物質的量為原來的2倍,壓強增大,平衡正向移動,達到平衡時消耗氧氣大于0.85 mol2=1.7 mol,則平衡時放熱大于166.6 kJ2=333.2 kJ,故D項錯誤。4.C根據極限法分析: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)c(某時刻)/(molL-1)0.20.20.2向右進行完全/(molL-1)00.10.4向左進行完全/(molL-1)0.40.30由于反應為可逆反應,SO3的濃度一定小于0.4 molL-1,故A錯誤;SO2與SO3濃度不會均為0.15 molL-1,只能一種物質的濃度增大,另一種物質的濃度減小,故B錯誤;由于反應為可逆反應,SO2的濃度一定小于0.4 molL-1,則可能為0.25 molL-1,故C正確;根據元素守恒,c(SO2)+c(SO3)=0.4 molL-1,故D錯誤。5.C解題時可對方程式中的化學計量數進行虛擬,分x=3和x3兩種情況進行分析。由題給條件和等效平衡理論分析,若x=3,符合等體積反應,可建立等效平衡;若x=2,符合非等體積反應,“一邊倒”之后兩次反應投入的物質的量完全相等,可建立等效平衡。6.A該反應為反應前后氣體體積不變的反應,由圖可知,平衡時n(H2)=0.4 mol,則有n(I2)=0.4 mol,故碘蒸氣的體積分數為0.4mol1.6mol100%=25%,A項正確;1.5 min時降低溫度反應是否達到平衡狀態(tài)未知,反應速率減慢,反應進行的方向無法判斷,B項錯誤;平衡后若升高溫度,v(正)、v(逆)均增大,但v(正)增大的程度大于v(逆),平衡向右移動,C項錯誤;平衡后加入H2,平衡向左移動,根據勒夏特列原理可知,達到新平衡后,c(H2)比原來大,則新平衡后H2的體積分數增大,D項錯誤。7.B由反應試劑用量看,Fe3+與I-的物質的量恰好符合反應比例關系,再依據、實驗現象可知,反應后混合物中存在Fe3+和I2,因而Fe3+與I-的反應為可逆反應,A項正確;結合、實驗現象可知,a反應后I2濃度較大,b反應后I2濃度較小,說明SCN-結合Fe3+的能力比I-還原Fe3+的能力強,使2Fe3+2I-2Fe2+I2的平衡逆向逆動,B項錯誤。Fe3+與KSCN反應生成紅色Fe(SCN)3,C、D項正確。8.A壓縮容器的容積時體系壓強增大,假設平衡不移動,A的濃度應為1 molL-1,但再次平衡后小于1 molL-1,說明增大壓強平衡向正反應方向移動,根據平衡移動原理知,x+y>z,平衡向正反應方向移動,C的體積分數增大,因為壓縮了容器的容積,則B的物質的量濃度增大,故A項正確,B、C、D項錯誤。9.C容器從正反應方向開始,開始時正反應速率最大,容器從逆反應方向開始,開始時正反應速率最小。因此開始時正反應速率不相同,故A項錯誤;增大壓強平衡不發(fā)生移動,但是由于反應是在恒容絕熱的環(huán)境中進行,當反應達到平衡時容器、中溫度不等,二者的反應的平衡常數就不相同,故B項錯誤;該反應的正反應是放熱反應,隨著反應的進行,反應容器的溫度升高,由于升高溫度,平衡向吸熱的逆反應方向移動,而容器是從逆反應方向開始,隨著反應的進行,容器內的溫度逐漸降低,根據平衡移動原理:降低溫度,平衡向放熱的正反應方向移動,因此容器中的I2氣體的物質的量比容器多,所以混合氣體的顏色容器比容器中的氣體顏色深,故C項正確;在溫度不變時反應從正反應方向開始與從逆反應方向開始,在題給條件下物質的轉化率之和為1,由于反應在恒容絕熱容器中進行,所以容器中H2的轉化率比恒溫時小,容器中HI的轉化率也比恒溫時小,因此二者之和小于1,故D項錯誤。10.答案 (1)2CO2+6H2C2H5OH+3H2O(2)ab(3)正反應(或右)40%1.5a molL-1解析 (1)由題給信息可得到該反應的化學方程式為2CO2+6H2C2H5OH+3H2O。(2)該反應為氣體分子數減小的化學反應,當體系的壓強不再改變時,反應達到平衡狀態(tài),另外氫氣的濃度不再變化,也能說明反應達到平衡狀態(tài);由于在500 K時,所有物質均為氣體,故在恒容狀態(tài)下氣體的密度恒為定值,密度不變不能說明反應達到平衡狀態(tài);根據化學方程式可知,任何單位時間內消耗H2和CO2的物質的量之比均為31。(3)由圖中信息可知,其他條件不變時,升高溫度,CO2的轉化率降低,說明平衡向逆反應方向移動,故正反應為放熱反應,即降低溫度,平衡將向正反應方向移動。700 K時,當氫氣與二氧化碳的起始投料比n(H2)n(CO2)=1.5時,由圖像可知二氧化碳的轉化率為20%,由化學方程式:2CO2+6H2C2H5OH+3H2O,可計算出氫氣的轉化率為40%。設起始時c(CO2)=x molL-1,則起始時c(H2)=2x molL-1,根據三段式:2CO2+6H2C2H5OH+3H2O起始/(molL-1): x2x00轉化/(molL-1): 0.6x1.8x0.3x0.9x平衡/(molL-1): 0.4x0.2x0.3x0.9x0.2x=a,則0.3x=1.5a。11.答案 (1)2NO(g)N2(g)+O2(g)H=-180.8 kJmol-1(2)0.375 molL-1min-1CB(3)60%>解析 (1)已知:反應:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-905.0 kJmol1,反應:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)H=-1 266.6 kJmol-1,根據蓋斯定律可知(-)2可得2NO(g)O2(g)+N2(g),H=(-1 266.6 kJmol-1)-(-905.0 kJmol-1)2=-180.8 kJmol-1,則NO分解生成N2與O2的熱化學方程式為2NO(g)N2(g)+O2(g)H=-180.8 kJmol-1;(2)反應從開始到第2 min時,v(H2O)= v(NO)=320.5molL-12min=0.375 molL-1min-1;在第3 min后到4 min,根據數據可知反應按比例向逆反應方向進行,因為該反應為氣體體積增大的放熱反應,故使用催化劑不能使平衡移動,選項A不選;減小壓強平衡向氣體體積增大的正反應方向移動,不符合,選項B不選;升高溫度平衡向逆反應方向移動,選項C符合題意;增加O2的濃度平衡向正反應方向移動,不符合題意,選項D不選;恒容條件下,氣體的總質量不變,則混合氣體的密度一直不變,密度不變不能作為達到平衡狀態(tài)的標志,選項A錯誤;單位時間內消耗n mol NO的同時消耗n mol NH3,符合正逆反應速率相等,可作為達到平衡狀態(tài)的標志,選項B正確;物質的百分含量w(NH3)=w(NO)不一定是平衡狀態(tài),所以不能作為達到平衡狀態(tài)的標志,選項C錯誤;用NH3、O2、NO、H2O的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為4546的狀態(tài),不一定是平衡狀態(tài),所以不能作為達到平衡狀態(tài)的標志,選項D錯誤;(3)T1 時,c(N2)=1.2 molL-1,則生成氮氣的物質的量為1.2 molL-12 L=2.4 mol,根據反應4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)可知消耗的氨氣物質的量為4.8 mol,故NH3的轉化率為4.8mol8mol100%=60%;c點溫度較高平衡逆向移動,氣體的總物質的量減少,壓強減小,故圖中a、c兩點對應的容器內部壓強pa>pc。12.答案 (1)D(2)NO分解反應是放熱反應,升高溫度不利于反應進行(只寫升高溫度不利于反應進行也可,其他合理說法也可)870(數值接近即可)(3)C+2NOCO2+N2<80%解析 (1)A項,由于體系中各組分都為氣體,且體積不變,故密度恒定,因此密度不變不能說明反應達到平衡狀態(tài);B項,該反應為等體積反應,在恒溫下,壓強不變,不能說明反應達到平衡狀態(tài);C項,平衡時各物質的濃度之比與化學計量數之比無必然聯(lián)系,故錯誤;D項,各組分濃度不變可判斷為平衡狀態(tài)。(3)根據表中的數據變化量之比及原子守恒可確定方程式中的生成物及各物質的化學計量數;由T1變至T2,溫度升高,NO的物質的量增大,說明平衡逆向移動,故該反應為放熱反應,則該反應的H<0;由于該反應為等體積反應,且反應物只有NO為氣態(tài),因此再通入NO后,可建立等效平衡,NO的轉化率不變,可用表中數據直接求得NO的轉化率為0.10-0.0200.10100%=80%。