【高考突破方案】第七章 第2讲 化学平衡状态 化学平衡移动 -强化训练（解析版） 高考化学一轮复习

第七章 化学反应速率与化学平衡
第2讲 化学平衡状态 化学平衡的移动
1.(2023天津市六校联考)下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A.溴水中有平衡:Br2+H2O HBr+HBrO,加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
B.合成NH3反应,为提高NH3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施
C.高压比常压有利于合成SO3的反应
D.对CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深
【解析】D 对于CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g),增大压强,对于反应前后气体物质的量不变的可逆反应,平衡不移动,但容器的容积减小,二氧化氮的浓度增大,颜色加深,与平衡无关,D错误。
2.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是(　)
A.SO2为0.4 mol·L-1,O2为0.2 mol·L-1
B.SO2为0.25 mol·L-1
C.SO3为0.4 mol·L-1
D.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
【解析】B 由题中数据及该反应为可逆反应,则平衡时03.一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。下列有关该反应的叙述正确的是(　　)
A．达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
B．达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0
C．若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2，则达平衡时放出的热量为196.6 kJ
D．若反应达到平衡状态后，2 min时生成a mol SO3，则4 min时生成2a mol SO3
【解析】A　可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，A正确；该反应为可逆反应，达到平衡状态时，反应物不能完全转化为生成物，所以SO2和O2的浓度不等于0，B错误；因为是可逆反应，所以消耗的SO2的物质的量小于2 mol、消耗O2的物质的量小于1 mol，放出的热量小于196.6 kJ，C错误；反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不变，2～4 min三氧化硫的物质的量不变，为a mol，D错误。
4.反应NH4HS(s) NH3(g)＋H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况不会使平衡发生移动的是(　　)
A．温度、容积不变时，通入SO2气体
B．移走一部分NH4HS固体
C．容器体积不变，充入HCl气体
D．保持压强不变，充入氮气
【解析】B　A项，2H2S＋SO2===3S＋2H2O，通入SO2气体使平衡正向移动；B项，增减固体的量，平衡不移动；C项，NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)，充入HCl气体使平衡正向移动；D项，保持压强不变，充入氮气，平衡向正反应方向移动。
5.将0.1 mol X2(g)和0.1 mol Y2(g)充入某固定容积的密闭容器中，在一定条件下，发生反应X2(g)＋3Y2(g) 2Z(g)　ΔH＞0，达到平衡后仅改变某一条件。下列有关说法中正确的是(　　)
选项 改变条件 平衡移动方向
A 使用合适的催化剂 平衡逆向移动
B 升高温度 平衡正向移动
C 向容器中再充入0.1 mol X2(g)和0.1 mol Y2(g) 平衡不移动
D 向容器中充入0.1 mol氦气 平衡正向移动
【解析】B　使用适当催化剂，增大反应速率但是平衡不移动，故A错误；正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热的方向移动，则平衡向正反应方向移动，故B正确；再向容器中充入0.1 mol X2(g)和0.1 mol Y2(g)，相当于增大压强，平衡正向移动，故C错误；向容器中充入氦气，由于容器的体积不变，X2、Y2和Z的浓度均不变，平衡不移动，故D错误。
6.某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X(s) Y(s)+Z(g),一段时间后达到平衡。下列说法错误的是(　　)
A.升高温度,若c(Z)增大,则ΔH>0
B.加入一定量Z,达新平衡后m(Y)减小
C.加入等物质的量的Y和Z,达新平衡后c(Z)增大
D.加入一定量氩气,平衡不移动
【解析】C 升高温度,若c(Z)增大,说明升高温度,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,即ΔH>0,A正确;加入一定量Z,生成物浓度增大,平衡逆向移动,则m(Y)减小,B正确;达到新平衡时,加入等物质的量的Y和Z,由于K=c(Z)不变,故达新平衡后c(Z)不变,C错误;容积不变,加入一定量氩气,Z的浓度不变,则平衡不移动,D正确。
7.在1 L恒温恒容的密闭容器中充入一定量N2O5,发生如下反应:
反应1:N2O5(g)N2O4(g)+O2(g)　ΔH=+28.4 kJ·mol-1
反应2:N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH=+56.9 kJ·mol-1
现有下列情况:①混合气体的密度保持不变;②气体压强保持不变;③气体的平均摩尔质量保持不变;④保持不变;⑤O2的物质的量保持不变;⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)=1∶2。能表明反应2一定达到平衡状态的是(　)
A.①②③⑤ B.②③④⑥ C.①③⑤⑥ D.②③④⑤
【解析】B ①反应中各物质均为气体,混合气体的总质量不变,且反应在恒容条件下进行,则混合气体的密度始终不变,故不能判断是否达到平衡,错误;②反应2的平衡建立过程中,气体总物质的量不断变化,则气体压强不断变化,当气体压强保持不变时,反应2达到平衡状态,正确;③平衡建立过程中,混合气体的总质量不变,但其总物质的量不断变化,故当气体的平均摩尔质量保持不变时,反应2达到平衡状态,正确;④保持不变,则c(NO2)、c(N2O4)均保持不变,反应2达到平衡状态,正确;⑤反应1不是可逆反应,O2的物质的量保持不变,反应1已反应完全,不能据此判断反应2是否达到平衡,错误:⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2) =1∶2,正、逆反应速率相等,反应2达到平衡状态,正确。
8.一定条件下，对于可逆反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是(　　)
A．X、Y的转化率相等
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．c1∶c2＝3∶1
D．c1的取值范围为0.04 mol·L－1＜c1＜0.14 mol·L－1
【解析】A　根据三段式，
X(g)＋3Y(g) 2Z(g)
起始/(mol·L－1)　　　　c1　 c2　　　c3
转化/(mol·L－1)　　　　x　　3x　　 2x
平衡/(mol·L－1)　　　　0.1　0.3　　0.08
有关系式：c1－x＝0.1，c2－3x＝0.3，c3＋2x＝0.08或c1＋x＝0.1，c2＋3x＝0.3，c3－2x＝0.08。X、Y的转化量和平衡量之比均为1∶3，所以c1∶c2＝1∶3，转化率＝×100%，X、Y的转化量、起始的量之比均为1∶3，所以X、Y的转化率相等，故A正确、C错误；平衡时，Y和Z的生成速率之比应为化学计量数之比，即为3∶2，故B错误；根据关系式，若c3＝0，则根据c3＋2x＝0.08，得x＝0.04，c1－x＝0.1，得c1＝0.14，若c1＝0，c1＋x＝0.1，则x＝0.1，根据c2＋3x＝0.3，c3－2x＝0.08，得c2＝0，c3＝0.28，所以0＜c1＜0.14 mol·L－1，故D错误。
9.在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH＜0。
(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是________(填字母，下同)。
A．c(H2)减小
B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．反应物转化率增大
D．重新平衡时减小
(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________。
A．升高温度
B．将CH3OH从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大
(3)达到平衡后，为提高H2的转化率和该反应的速率，可采取的措施是________(填序号)。
①加催化剂同时升高温度　②加催化剂同时增大压强　③升高温度同时充入N2　④降低温度同时增大压强　⑤增大CO的浓度
【答案】(1)CD　(2)B　(3)②⑤
【解析】(1)该反应为正向气态物质化学式前系数减小的可逆反应，缩小容器体积，平衡正向移动，c(H2)增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。(2)由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的产率降低；容器容积不变，充入He，平衡不移动。
10.(2023湖南长沙模拟)硝化反应是最普遍和最早发现的有机反应之一,以N2O5为新型硝化剂的反应具有反应条件温和、反应速率快、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过N2O4臭氧化法制备N2O5:
已知:在298 K、101 kPa时发生以下反应的热化学方程式:
Ⅰ.N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH1=+57 kJ·mol-1
Ⅱ.2O3(g)3O2(g)　ΔH2=-242.6 kJ·mol-1
Ⅲ.2N2O5(s)4NO2(g)+O2(g)　ΔH3=+56.8 kJ·mol-1
Ⅳ.N2O4(g)+O3(g) N2O5(s)+O2(g)　ΔH4
(1)则反应Ⅳ的ΔH4=　　　　　　　　。
(2)在恒温恒容条件下,下列说法能够说明反应Ⅳ已经达到平衡的是　　　(填字母)。
a.混合气体密度不再改变
b.消耗n mol N2O4的同时,消耗了n mol O3
c.O2浓度不再改变
d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)在2 L密闭容器中充入1 mol N2O4和1 mol O3,在不同温度下发生反应Ⅳ,平衡时N2O4在容器内气体中的物质的量分数φ(N2O4)随温度变化的曲线如图甲所示[考虑N2O4(g) 2NO2(g)]:
甲 乙
①反应Ⅳ中,a点的v(正)　　　　(填“>”“<”或“=”)v(逆)。
②对反应体系加压,得平衡时O3的转化率α(O3)与压强的关系如图乙所示。请解释压强增大至p1 MPa的过程中α(O3)逐渐增大的原因: 　。
【答案】(1)-92.7 kJ·mol-1　(2)acd
(3)①>　②N2O4(g) 2NO2(g)为气体体积增大的反应,加压,平衡向逆反应方向移动,N2O4浓度增大,有利于气体体积减小的反应N2O4(g)+O3(g) N2O5(s)+O2(g)向正反应方向移动,α(O3)逐渐增大
【解析】(1)由盖斯定律,由反应Ⅰ+得反应Ⅳ,则ΔH4=(+57 kJ·mol-1)+(-242.6 kJ·mol-1)×-(+56.8 kJ·mol-1)×=-92.7 kJ·mol-1。
(3)①由题图可知,温度为T1时,a点四氧化二氮的物质的量分数大于平衡时的物质的量分数,说明反应未达到平衡,反应向正反应方向进行,则正反应速率大于逆反应速率。
②该反应是气体体积增大的反应,加压,平衡向逆反应方向移动,四氧化二氮浓度增大,有利于气体体积减小的反应N2O4(g)+O3(g) N2O5(s)+O2(g)向正反应方向移动,臭氧的物质的量分数逐渐增大。