2024届高三化学一轮专题训练---化学反应平衡（含解析）

2024届高三化学一轮专题训练---化学反应平衡
一、单选题
1．（2023上·福建福州·高三福建省福州格致中学校考期中）取浓度均为的、溶液各混合于试管中，发生反应：。将所得溶液分为四等份，进行如下实验。相关说法正确的是
A．第一份溶液中加入固体，平衡逆向移动，溶液颜色变浅
B．第二份溶液中加水，溶液颜色变浅，但平衡不移动
C．第三份溶液中加铁粉，平衡逆向移动，溶液颜色变浅
D．第四份溶液中加入氯水，溶液颜色变深(已知：还原性)
2．（2023上·福建福州·高三福建省福州屏东中学校考期中）一定条件下，将与以体积比置于密闭容器中发生反应： ，下列能说明反应达到平衡状态的是
A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变
C．和的体积比保持不变 D．每消耗的同时生成
3．（2023上·江苏常州·高三常州高级中学校考期中）通过反应，可将有机氯化工业的副产品转化为。在、反应物起始物质的量比条件下，不同温度时转化率如图所示(图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化)。向反应体系中加入，能加快反应速率。
反应II：
反应III：
下列说法正确的是
A．反应的
B．230至时，转化率降低是因为温度升高，平衡向逆反应方向移动
C．保持其他条件不变，时，使用，能使转化率从点的值升至点的值
D．在、条件下，若起始条件下，的转化率可能能达到点的值
4．（2022上·北京·高三北京八中校考期中）在5L密闭容器中进行反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，30秒后，SO3的物质的量增加了0.3mol。下列叙述不正确的是
A．v(SO3)=0.002 mol·L-1.s-1
B．v(O2)=0.001 mol·L-1.s-1
C．当容器内气体密度不再变化时，反应达到平衡
D．当容器内的SO3的浓度不再增加时，反应达到平衡
5．（2023上·广东广州·高三广东实验中学越秀学校校考期中）能使反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是
A．及时分离出气体 B．增大的浓度
C．适当降低温度 D．选择高效催化剂
6．（2023上·广东广州·高三广东实验中学越秀学校校考期中）固氮的其中一种方法：，温度和化学平衡常数(K)关系如下表，下列说法正确的是
温度/℃ 25 2000
化学平衡常数/K 0.100
A．该反应放热反应 B．K与温度、压强均有关系
C．NO与、生成铵态氮肥 D．不宜用此方法大规模生成NO
7．（2023上·北京顺义·高三北京市顺义区第一中学校考期中）。下列分析不正确的是
A．氮分子的键能大，断开该化学键需要较多能量
B．平衡混合物中易液化、分离出能提高其产率
C．增大合成氨的反应速率与提高平衡混合物中氨的含量所采取的措施均一致
D．断裂和的共价键所需能量小于断裂的共价键所需能量
8．（2023上·四川攀枝花·高三攀枝花七中校考期中）已知某可逆反应在密闭容器中进行，下图表示在不同反应时间t时温度T和压强P与反应物B在混合气体中的质量百分含量B%的关系曲线。由曲线分析，下列判断正确的是
A． B．
C． D．
9．（2023上·四川攀枝花·高三攀枝花七中校考期中）如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是
A．步骤③、④、⑤均有利于提高原料平衡的转化率
B．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
C．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率
D．为保持足够高的反应速率，应在反应达到一定转化率时及时将氨气液化分离，并将混合气中剩余的原料气循环利用
10．（2023上·浙江杭州·高三浙江省杭州第二中学校考期中）下列有关说法正确的是
A．若压强不再随时间变化能说明反应已达平衡，则A、C不能同时是气体
B．和反应达到平衡时转化率为10％，放出热量，在相同温度和压强下，当分解为和的转化率为10％时，吸收热量，不等于
C．若用稀硫酸和稀氢氧化钡反应测定中和反应反应热，则偏高
D．可用勒夏特列原理解释“为什么用排饱和食盐水来收集氯气
11．（2023上·广东肇庆·高三肇庆市第一中学校考期中）化学与社会、科学、技术、环境密切相关，下列说法错误的是
A．医用硝酸铵速冷冰袋是利用硝酸铵溶于水吸热的性质
B．工业生产采用500℃而不采用常温，是为了提高合成氨的转化率
C．合理利用太阳能、风能和氢能等能源有利于实现“低碳经济”
D．铁触媒的使用有利于提高合成氨的生产效率
12．（2023上·广东佛山·高三罗定邦中学校考期中）下列方案设计能达到实验目的的是
A．甲装置可以定量测定化学反应速率
B．乙装置可以由球中气体颜色的深浅判断浓度对平衡的影响
C．丙装置由褪色快慢研究反应物浓度对反应速率的影响
D．比较乙醇中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性
13．（2023上·河北保定·高三河北安国中学校联考期中）下列事实可用勒夏特列原理解释的是
①向氯水中加入适量石灰石，可增强漂白效果
②催化氧化时，使用催化剂加快化学反应速率
③将充有气体的密闭烧瓶放入热水中，气体颜色加深
④对平衡体系加压，气体颜色变深
⑤向溶液中加入Fe粉，溶液颜色逐渐变浅
⑥实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
⑦溴水中加入溶液，溴水颜色变浅
A．②③ B．①③④⑥⑦ C．①③⑥⑦ D．全部都是
14．（2023下·高三课时练习）工业上可以用CO2来生产甲醇燃料。在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。测得CH3OH和CO2的物质的量随时间变化如图所示。下列描述正确的是
A．达到平衡时，H2的转化率为25%
B．3min时，CH3OH和CO2的浓度相等，达到了化学平衡状态
C．反应进行到10min时，CO2的正逆反应速率相等，反应停止
D．反应开始到10min，用CO2表示的反应速率为0.0375mol·L-1·min-1
二、非选择题
15．（2022上·北京·高三北京市第五十中学校考期中）某校课外活动小组利用NO2与N2O4的反应来探究温度对化学平衡的影响。已知：2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-52.7kJ·mol-1
(1)该化学反应的平衡常数表达式为 。
(2)该小组的同学取了两个烧瓶A和B，分别加入相同浓度的NO2与N2O4的混合气体，中间用夹子夹紧，并将A和B浸入到已盛有水的两个水槽中(如下图所示)，然后分别向两个水槽中加入热水和冰块。
请回答：
①A中的现象为 。
②由上述实验现象可知，降低温度，该反应化学平衡向 (填“正”或“逆”)反应方向移动。
③升高温度，该反应的化学平衡常数将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
16．（2023上·广东广州·高三广东实验中学越秀学校校考期中）研究之间的转化具有重要意义。
已知：
将一定量气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为。
(1)下列可以作为反应达到平衡的判据是___________(填编号)。
A．气体的压强不变 B．
C．K不变 D．容器内颜色不变
(2)反应温度时，体系中、随t(时间)变化曲线如图实线所示。保持其它条件不变，改变反应温度为，随t(时间)变化曲线如图虚线所示。
①，在0～60s时段，反应速率为
②反应温度为 (填“大于”或“小于”)。
③温度时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
④时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，气体的平衡转化率为75%，则反应的平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(3)NO氧化反应：分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。
Ⅰ．
Ⅱ．
决定NO氧化反应速率的步骤是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
17．（2023上·黑龙江齐齐哈尔·高三统考期中）25℃时，在体积为2L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示。
(1)根据图1数据，该反应的化学方程式为 ；平衡常数表达式为 。
(2)计算5～7min的平均反应速率 。
(3)在5～7min内，若K不变，则此处曲线变化的原因是 ，若K变化且温度降低，则该反应的正反应 0(填“<”或“>”)。
(4)已知达平衡后，降低温度，A的转化率将增大。图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图，结合图1判断，下列哪些时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率的 ；A的平衡转化率最大的一段时间是 。
18．（2023上·天津和平·高三天津一中校考阶段练习）甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气 (CO与H2的混合气体) 转化成甲醇，反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。

(1)CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①P1、P2的大小关系是P1 P2 (填“>”“<”或“=”) 。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是 。
③列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是 (填字母)。
a．V正(H2)=V逆(CH3OH) b．CH3OH的体积分数不再改变
c．混合气体的平均摩尔质量不再改变 d．同一时间内，消耗0.04molH2， 生成0.02molCO
(2)在T2℃、P2压强时，往一容积为2L的密团容器内，充入0.3molCO与 0.4molH2发生反应。
① 平衡时H2的体积分数是 ；平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡，则CO的转化率 (填“增大””不变“成“减小”)，CO与CH3OH的浓度比 (填"增大”“不变”或“减小”)。
②若P2压强恒定为P，则平衡常数KP= (KP用气体平行分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含P的最简表达式)。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】A．氯离子不参与反应，加入氯化钾固体，平衡不移动，溶液颜色不变，A错误；
B．加水稀释，浓度减小，溶液颜色变浅，平衡向着离子浓度增加的方向移动，即平衡逆行移动，B错误；
C．溶液中加入铁粉，铁与铁离子反应，铁离子浓度减小，平衡逆向移动，颜色变浅，C正确；
D．氯水会与发生反应，平衡逆向移动，溶液颜色变浅，D错误；
故选C。
2．B
【详解】A．该反应为反应前后气体化学计量数不变的可逆反应，在反应过程中，气体的总物质的量始终不变，又因为容器恒容，所以容器内压强始终不变，所以体系压强保持不变不能说明反应达到了化学平衡状态，故A错误；
B．该反应中NO2为红棕色气体，在恒容容器中，混合气体颜色保持不变说明NO2的浓度已不再变化，则NO2的正逆反应速率相等，即化学反应达到了平衡状态，故B正确；
C．将体积比为1:2的NO2和SO2的混合气体置于密闭容器中发生反应，SO3与NO以1:1体积比生成，所以在反应过程中和平衡状态时SO3与NO体积比都是1:1，因此SO3与NO的体积比保持不变不能说明化学反应达到了平衡状态，故C错误；
D．消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应，不能说明化学反应达到了平衡状态，故D错误；
故选B。
3．D
【详解】A．根据盖斯定律，由Ⅱ+Ⅲ×2得，，A项错误；
B．图中虚线表示相同条件下HCl的平衡转化率随温度的变化，由图可知，230至300℃时，反应没有达到平衡状态，故不是平衡向逆反应方向移动导致，B项错误；
C．使用作催化剂，只能加快反应速率，不能改变HCl的平衡转化率，C项错误；
D．在0.2MPa、400℃条件下，若起始，增加了的相对含量，能提高HCl的转化率，HCl的转化率可能达到Y点的值，D项正确；
故选D。
4．C
【详解】A．，故A正确；
B．，故B正确；
C．，密度始终不变，当容器内气体密度不再变化时，不能判断反应达到平衡，故C错误；
D．一直在变化，当容器内的SO3的浓度不再增加时，反应达到平衡，故D正确；
故答案为C。
5．B
【详解】A．及时分离出气体，生成物浓度减少，平衡正向移动，但是反应速率减慢，故A错误；
B．增大的浓度，反应物浓度增大，平衡正向移动，反应速率加快，故B正确；
C．适当降低温度，正逆反应速率都减慢，故C错误；
D．选择高效催化剂，正逆反应速率都加快，但是平衡不移动，故D错误；
故选：B。
6．D
【详解】A．温度升高化学平衡常数增大，是吸热反应，故A错误；
B．K与温度有关，与压强无关系，故B错误；
C．NO与、生成硝酸，不是铵态氮肥，故C错误；
D．2000℃平衡常数还很小，不宜用此方法大规模生成NO，能耗过多，故D正确；
故选：D。
7．C
【详解】A．破坏化学键需要吸收的能量，氮分子的键能大，断开该化学键需要较多能量，A正确；
B．易液化，平衡混合物中分离出，平衡正向移动，能提高氨的产率，B正确；
C． 升高温度，反应速率加快，但合成氨反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氨的含量减小，C不正确；
D． 反应正向为放热反应，故反应物的总键能小于生成物的总键能，断裂和的共价键所需能量小于断裂的共价键所需能量，D正确；
答案选C。
8．D
【详解】由图像可知，温度为T1时，根据到达平衡的时间可知P2＞P1，且压强越大，B的含量高，说明压强增大平衡向逆反应方向移动，故正反应为气体体积增大的反应，即m+n＜p；压强为P2时，根据到达平衡的时间可知T1＞T2，且温度越高，B的含量低，说明温度升高平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，即△H＞0；
故选：D。
9．A
【分析】加压既能提高反应速率，又能促进平衡正向移动，合成氨的反应为放热反应，低温有利于平衡正向移动，但是低温下，催化剂活性低，反应速率也低，因此综合考虑将温度设定在500℃并使用含铁催化剂进行催化反应，及时将产生的NH3液化分离出来以提高N2和H2的转化率，剩余的N2和H2再循环利用。
【详解】A．催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，合成氨反应为放热反应，高温不利于平衡正向移动，而液化分离出NH3和N2、H2的循环再利用均可以使平衡正向移动，所以步骤④、⑤有利于提高原料平衡的转化率，步骤③不能，故A错误；
B．步骤①中“净化”是除去杂质以防止铁触媒中毒，故B正确；
C．合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率，加压也可以提高反应速率，故C正确；
D．在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去，N2和H2的平衡转化率增大，故D正确；
故选：A。
10．D
【详解】A．若压强不再随时间变化能说明反应已达平衡，说明该反应是气体体积改变的反应，若A、B、C同时是气体可满足条件，故A错误；
B．相同温度和压强下，将2mol氨气完全转化为氮气和氢气，也是1mol氮气和3mol氢气，所以二者等效平衡，设生成氨气的反应热为+Q，氨气分解生成氮气和氢气的反应热为-Q，即有3mol氢气消耗放出Q热量，消耗n(H2)=3mol×10%=0.3mol，放出的热量Q1=0.1Q，则消耗2mol氨气生成氮气和氢气时吸收Q热量，则消耗n(NH3)=2mol×10%=0.2mol，吸收热量Q2=0.1Q，Q2等于Q1，故B错误；
C．稀硫酸和稀氢氧化钡反应会生成沉淀，额外有热量放出，则偏低，故C错误；
D．Cl2+H2OH++Cl-+HClO是一个可逆反应，当增大溶液中的Cl-浓度时，可以该反应的平衡向逆反应方向移动，以减少氯气在水中的溶解度，可用勒夏特列原理解释为什么用排饱和食盐水来收集氯气，故D正确；
故选D。
11．B
【详解】A．硝酸铵溶于水的过程为吸热过程，使周围环境的温度降低，所以常用于制作医用硝酸铵速冷冰袋，故A正确；
B．合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应物的转化率减小，所以工业生产采用500℃而不采用常温与化学平衡移动原理无关，故B错误；
C．合理利用太阳能、风能和氢能等能源可以减少化石能源的使用，有利于实现“低碳经济”，故C正确；
D．使用铁触媒做合成氨的催化剂可以加快反应速率，能提高单位时间内氨气的产率，有利于提高合成氨的生产效率，故D正确；
故选B。
12．D
【详解】A．生成的气体易从长颈漏斗逸出，应改为分液漏斗，故A错误；
B．只有温度不同，可由球中气体颜色的深浅判断温度对平衡的影响，故B错误；
C．高锰酸钾溶液的浓度不同，颜色不同，应控制等量的等浓度的酸性高锰酸钾溶液且不足，改变草酸的浓度，故C错误；
D．钠与水反应比与乙醇反应剧烈，可比较乙醇中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性，故D正确。
答案选D。
13．C
【详解】①在水中存在如下平衡：，加入适量石灰石，石灰石会和氢离子反应，促使平衡正向进行，生成次氯酸，增强漂白效果，能用勒夏特列原理解释，①符合题意；
②催化氧化时，使用催化剂加快化学反应速率，不能改变平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，②不符合题意；
③烧瓶中存在平衡，升温平衡逆向移动，浓度增大，气体颜色加深，能用勒夏特列原理解释，③符合题意；
④对平衡体系加压，由于反应前后气体系数不发生改变，平衡不移动，气体颜色变深是由于加压造成的浓度增大，不能用勒夏特列原理解释，④不符合题意；
⑤加入Fe粉发生反应：，溶液由黄色逐渐转变为浅绿色，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，⑤不符合题意；
⑥在水中存在如下平衡：，由于饱和NaCl溶液中较大，促使平衡逆向移动，氯气溶解度降低，能用勒夏特列原理解释，⑥符合题意；
⑦溴水中存在平衡，加入NaOH后，、HBrO与NaOH反应，促使平衡正向移动，减小，溶液颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，⑦符合题意；
综上所述，①③⑥⑦可用勒夏特列原理解释，故选C。
14．D
【详解】A．由题中图示可知，平衡时生成甲醇为0.75 mol，根据CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，则消耗的氢气为0.75 mol×3=2.25 mol，H2的转化率为×100%=75%，A错误；
B．由题中图示可知，3 min后CH3OH和CO2的浓度仍在变化，没有达到平衡状态，B错误；
C．CO2的正逆反应速率相等，反应达到化学平衡，但反应没有停止、仍在进行，C错误；
D．由题中图示可知，反应开始到10 min，消耗CO2的物质的量为n(CO2)=1 mol-0.25 mol=0.75 mol，反应开始到10 min，CO2减少了0.75 mol，则用CO2表示的反应速率为v(CO2)==0.0375 mol·L-1·min-1，D正确。
故选D。
15．(1)K=
(2) 气体颜色加深 正 减小
【详解】（1）平衡常数的表达式；
（2）①反应是放热反应，A烧杯中，加入热水，温度升高，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮浓度增大，气体颜色加深；
②降低温度，平衡向正反应方向移动；
③升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小。
16．(1)ABD
(2) 大于 逆反应方向
(3)Ⅱ
【详解】（1）A．反应后气体分子数增大，气体的压强不变，表面反应达到平衡；
B． 代表四氧化二氮的消耗和生成速率相等，反应达到平衡；
C．K只与稳定有关，K不变不可以说明反应达到平衡；
D．容器内颜色不变，说明反应物和生成物浓度不再变化，反应达到平衡；
故选：ABD；
（2）①，在0～60s时段，反应速率为；
②反应吸热，升高温度平衡正向移动，二氧化氮浓度增大，反应温度为大于。
③温度时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向体积减少的方向移动，平衡向逆反应方向移动。
④时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，气体的平衡转化率为75%，设起始四氧化二氮的物质的量为amol，
；
（3）决定NO氧化反应速率的步骤是活化能最大的步骤，是反应 Ⅱ。
17．(1)
(2)
(3) 增大压强 <
(4) 、
【详解】（1）由图1可知，A、B为反应物，C为生产物，且最后A、B的物质的量不为0，为可逆反应，3min时△n(A)：△n(B)：△n(C)=(1-0.7)mol：(1-0.4)mol：0.6mol=1：2：2，物质的量之比等于化学计量数之比，所以反应方程式为；平衡常数为生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，所以；从反应开始到达第一次平衡时的平均速率；；
（2）5～7min的平均反应速率
（3）K值不变，温度不变，由图1可知，5min时各组分的物质的量不变，且平衡向正反应移动，只能改变压强，由反应为前后气体体积减小的反应，故应增大压强；由图知，A、B的浓度减小，C的浓度增加，故K值增大，平衡正向移动，温度降低，说明正反应为放热反应，<0；
（4）已知达平衡后，降低温度，A的转化率将增大，说明降低温度，平衡正向移动，<0，结合图1得，时刻为升高温度，时刻为使用催化剂，时刻为减小压强，、时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率；A的平衡转化率最大的一段时间是。
18．(1) ＜ KA=KB＞KC bcd
(2) 25% 减小 增大
【详解】（1）①反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)是气体体积减小的反应，在温度相同时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，则P1＜P2，故答案为：＜；
②由图可知，压强一定时，温度升高，CO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则该反应的正向ΔH<0，所以随着温度升高，该反应平衡常数减小，则A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是：KA=KB＞K=，故答案为：KA=KB＞KC；
③a．当v正(H2)=2v逆(CH3OH)时，该反应正逆反应速率相等，反应才达到平衡，a项错误；
b．CH3OH的体积分数不再改变时，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，b项正确；
c．该反应平衡前气体总质量不变，总物质的量改变，则平均摩尔质量在改变，故平均摩尔质量不变，说明反应达到平衡，c项正确；
d．同一时间内，消耗0.04molH2，生成0.02molCO，说明该反应正逆反应速率相等，反应达到平衡，d项正确；
故答案为：bcd；
（2）①在T2℃、P2压强时，往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3molCO与0.4molH2发生反应，平衡时CO的平衡转化率为0.5，列出三段式为：
平衡时氢气的体积分数=物质的量分数==25%；平衡后再加入1.0molCO后平衡正向移动，但CO的转化率减小；CO与CH3OH的浓度比，平衡正向移动，c(H2)减小，增大，故答案为：25%；减小；增大；
②结合①中三段式计算，p(CO)= ，p(H2)= ，p(CH3OH)= ，Kp= 。故答案为：。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页