【备考2022】高考化学一轮复习第21讲化学平衡过关检测（一）（解析版）

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ID：7-10082739

版本：通用版

类型：试卷

地区：全国

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日期：2021-08-26

作者：彩虹爱好者

星级：2

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中小学教育资源及组卷应用平台第21讲　化学平衡学习目标 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 2.掌握化学平衡的特征。 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 5.掌握化学平衡常数与转化率的计算。 6.掌握化学平衡图像的分析高考真题 1．（2021·湖南）已知：A(g)+2B(g) 3C(g) ，向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应，时达到平衡状态I，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．容器内压强不变，表明反应达到平衡 B．时改变的条件：向容器中加入C C．平衡时A的体积分数： D．平衡常数K：答案BC 分析：根据图像可知，向恒温恒容密闭容器中充入1molA和3molB发生反应，反应时间从开始到t1阶段，正反应速率不断减小，t1-t2时间段，正反应速率不变，反应达到平衡状态，t2-t3时间段，改变条件使正反应速率逐渐增大，平衡向逆反应方向移动，t3以后反应达到新的平衡状态，据此结合图像分析解答。 A.容器内发生的反应为A(g)+2B(g) 3C(g)，该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误； B.根据图像变化曲线可知，t2t3过程中，t2时，瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温度与催化剂等影响因素，改变的条件为：向容器中加入C，B正确； C.最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1：3，当向体系中加入C时，平衡逆向移动，最终A和B各自物质的量增加的比例为1：2，因此平衡时A的体积分数(II)>(I)，C正确； D.平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，D错误。故选BC。 2．（2021·浙江卷）“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品，氯气是实验室和工业上的常用气体。请回答：（5）在一定温度下，以I2为催化剂，氯苯和Cl2在CS2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5 mol·L?1，反应30 min测得氯苯15%转化为邻二氯苯，25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是______。 A．适当提高反应温度 B．改变催化剂 C．适当降低反应温度 D．改变反应物浓度答案（5）AB 解析：（5） A.．由于两产物浓度之比与反应时间无关，适当提高反应温度，使催化剂碘的溶解度增大，既可以加快化学反应速率，同时可以提高邻位取代的机率（催化剂会参与反应形成中间体，根据信息可知，碘在对位的取代机率较大），从而提高产物中邻二氯苯的比例，故A符合题意； B．可以使用对生成邻二氯苯有更高选择性的催化剂，以提高产物中邻二氯苯的比例，B符合题意； C．适当降低反应温度，不利于提高邻二氯苯的生成机率，不能提高产物中邻二氯苯的比例，C不符合题意； D．改变反应物浓度可以改变化学反应速率，从而改变反应达到化学平衡状态的时间，但是，产物浓度之比与反应时间无关，因此，不能提高产物中邻二氯苯的比例，D不符合题意。综上所述，选AB。 3．(2020·浙江7月选考，18)5mL0.1mol·L－1KI溶液与1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液发生反应：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq) 2Fe2＋(aq)＋I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是(　　) A．加入苯，振荡，平衡正向移动 B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈红色，表明该化学反应存在限度 C．加入FeSO4固体，平衡逆向移动 D．该反应的平衡常数K＝答案　D 解析　加入苯，振荡，苯萃取了I2，水溶液中的c(I2)减小，平衡正向移动，A正确；反应开始时n(KI)＞n(FeCl3)，反应中KI过量；经苯两次萃取分离后，水溶液中c(I2)很小，加入KSCN，溶液呈红色，说明水溶液中仍含有Fe3＋，证明该反应是可逆反应，存在一定限度，B正确；加入FeSO4固体，c(Fe2＋)增大，平衡逆向移动，C正确；该反应在溶液中进行，平衡常数K＝，D错误。 4．(2020·浙江7月选考，20)一定条件下：2NO2(g) N2O4(g)　ΔH＜0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是(　　) A．温度0℃、压强50kPa B．温度130℃、压强300kPa C．温度25℃、压强100kPa D．温度130℃、压强50kPa 答案　D 解析　测定NO2的相对分子质量时，要使平衡逆向移动，且逆向移动的程度越大，测定结果的误差越小。该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应，因此温度越高、压强越小时，平衡逆向移动的程度越大，故选D。 5．(2019·海南，3)反应C2H6(g) C2H4(g)＋H2(g)　ΔH>0，在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是(　　) A．增大容器容积 B．升高反应温度 C．分离出部分氢气 D．等容下通入惰性气体答案　D 6．(2019·浙江4月选考，17)下列说法正确的是(　　) A．H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变 B．C(s)＋H2O(g) H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C．若压强不再随时间变化能说明反应2A(？)＋B(g) 2C(？)已达平衡，则A、C不能同时是气体 D．1molN2和3molH2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2molNH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1 答案　B 解析　A项，该可逆反应的反应前后气体的化学计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，错误；B项，在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，正确；C项，若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数不等，故A、C可能均为气体，错误；D项，易知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH，合成氨气实际参与反应n(H2)＝3mol×10%＝0.3mol，因而Q1＝×|ΔH|＝0.1|ΔH|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)＝2mol×10%＝ 0.2mol，Q2＝×|ΔH|＝0.1|ΔH|，则Q1＝Q2，错误。 7．[2018·全国卷Ⅱ，27(1)节选]CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋247kJ·mol－1，有利于提高CH4平衡转化率的条件是________(填字母)。 A．高温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．低温低压答案　A 解析　根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，所以高温低压有利于平衡正向移动。 8．[2017·全国卷Ⅲ，28(4)]298K时，将20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和 20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq) AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。 ①下列可判断反应达到平衡的是________(填字母)。 a．溶液的pH不再变化 b．v(I－)＝2v(AsO) c．c(AsO)/c(AsO)不再变化 d．c(I－)＝ymol·L－1 ②tm时，v正________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。 ③tm时v逆________(填“大于”“小于”或“等于”)tn时v逆，理由是___________________。 ④若平衡时溶液的pH＝14，则该反应的平衡常数K为________。答案　①ac　②大于　③小于　tm时生成物浓度较低④ 巩固练习 1．已知可逆反应2NO2(g) N2O4(g)，下列状态合理且可以判断该反应已经达到平衡的是(　　) ①v正＝v逆≠0的状态　②NO2全部转化成N2O4的状态③c(NO2)＝c(N2O4)的状态　④N2O4不再分解的状态　⑤NO2的百分含量不再改变的状态　⑥体系颜色不再发生变化的状态 A．①④⑥ B．①⑤⑥ C．①③⑥ D．②⑤⑥ 答案　B 解析　①v正＝v逆≠0是化学平衡状态的本质标志，此状态合理且能说明反应已经达到平衡；②由于该反应为可逆反应，NO2不可能全部转化成N2O4，此状态不合理；③c(NO2)＝c(N2O4)是一种特殊情况，但不能说明反应已经达到平衡；④化学反应达到平衡时正、逆反应仍在进行，N2O4不再分解的状态不合理；⑤NO2的百分含量不再改变的状态是化学平衡的特征标志，此状态合理且能说明反应已经达到平衡；⑥体系颜色不再发生变化的状态即NO2的浓度不再变化的状态，该状态是化学平衡的特征标志，此状态合理且能说明反应已经达到平衡；符合题意的是①⑤⑥。 2．对处于化学平衡的体系，由化学平衡与化学反应速率的关系可知(　　) A．化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动 B．化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化 C．正反应进行的程度大，正反应速率一定大 D．改变压强，化学反应速率一定改变，平衡一定移动答案　B 解析　如果正、逆反应速率改变的幅度一样大，则平衡不移动，A项错；化学平衡发生移动，则化学反应速率一定改变，B项对；反应进行的程度与化学反应速率无关，C项错；改变压强，化学反应速率不一定改变(如固液反应或容器容积不变的反应体系中充入不参与反应的气体)，平衡也不一定移动，D错。 3．对于可逆反应2A(s)＋3B(g) C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡状态，下列有关叙述正确的是(　　) ①增大物质A的量，平衡向正反应方向移动 ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v正减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，v正、v逆不变 ④增大物质B的浓度，v正>v逆 ⑤加入催化剂，物质B的转化率提高 A．①②⑤ B．④ C．②③④ D．④⑤ 答案　B 解析　物质A是固体，增大物质A的量对化学平衡无影响，①错误；升高温度，v正、v逆均增大，平衡向逆反应(吸热反应)方向移动，②错误；该反应为反应前后气态物质总物质的量不变的反应，增大压强平衡不移动，但v正、v逆都增大，③错误；增大物质B的浓度，正反应速率增大，v正>v逆，平衡向正反应方向移动，④正确；催化剂不能使化学平衡发生移动，故物质B的转化率不变，⑤错误。 4．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A．使用铁触媒，加快合成氨的反应速率 B．溴水中存在Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅 C．合成氨工业采用20～50MPa高压 D．反应CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，达到平衡后，升高温度体系颜色变深答案　A 解析　催化剂对平衡移动没有影响，所以不能用勒夏特列原理解释加入催化剂使反应速率加快，故A符合题意；加入硝酸银溶液后，生成AgBr沉淀，溴离子浓度减小，平衡向正反应方向移动，促进溴与水的反应，溶液颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；合成氨反应为气体体积减小的反应，增大压强可使平衡向正反应方向移动，提高原料的利用率，能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；反应CO(g)＋NO2(g)??CO2(g)＋NO(g)的正反应为放热反应，达到平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动，体系颜色变深，能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意。 5．将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是(　　) A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应 B．慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅 C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍 D．恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅答案　C 解析　升高温度，气体颜色加深，则平衡向左移动，该反应为放热反应，A错误；根据勒夏特列原理，混合气体的颜色比原平衡深，压强小于原平衡的两倍，因此B错误、C正确；恒温恒容，充入惰性气体，c(NO2)和c(N2O4)均不变，平衡不移动，气体的颜色不变，D错误。 6．温度恒定的条件下，在2L容积不变的密闭容器中，发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。开始充入4mol的SO2和2mol的O2,10s后达到平衡状态，此时c(SO3)＝0.5mol·L－1，下列说法不正确的是(　　) A．v(SO2)∶v(O2)＝2∶1 B．10s内，v(SO3)＝0.05mol·L－1·s－1 C．SO2的平衡转化率为25% D．平衡时容器内的压强是反应前的倍答案　D 解析　根据2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，任何时刻都存在v(SO2)∶v(O2)＝2∶1，故A正确；10s内，v(SO3)＝＝0.05mol·L－1·s－1，故B正确；达到平衡状态，此时c(SO3)＝0.5mol·L－1，则生成的三氧化硫为1mol，反应的二氧化硫也是1mol，则SO2的平衡转化率为×100%＝25%，故C正确；同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，平衡时容器内二氧化硫为3mol，氧气为1.5mol，三氧化硫为1mol，平衡时压强是反应前的＝倍，故D错误。 7．在容积一定的密闭容器中发生可逆反应A(g)＋B(g) C(g)　ΔH＞0，平衡移动关系如图所示。下列说法正确的是(　　) 选项压强纵坐标 A p1＜p2 C的物质的量浓度 B p1＞p2 B的转化率 C p1＜p2 混合气体的平均摩尔质量 D p1＞p2 A的质量分数答案　B 解析　p1＜p2，压强增大，平衡正向移动，C的物质的量浓度增大，故A选项错误；p1＞p2，随压强的增大，平衡正向移动，B的转化率增大，故B选项正确；p1＜p2，压强增大，平衡正向移动，混合气体平均摩尔质量增大，故C选项错误；p1＞p2，随压强的增大，平衡正向移动，A的质量分数减小，故D选项错误。 8．800℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CH4和H2O，发生反应：CH4 (g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)，t2时达到平衡状态，反应过程中测定的部分数据见下表(表中时间t2>t1)：反应时间/min n(H2O)/mol n(CO)/mol 0 2.00 0.00 t1 1.60 t2 1.40 下列说法正确的是(　　) A．反应在t1min内的平均速率为v(H2)＝mol·L－1·min－1 B．t2时，c(H2O)＝0.60mol·L－1 C．t2时，H2O(g)的转化率为70.0% D．保持其他条件不变，t3时(t3>t2)向容器中再通入0.20molH2O(g)，正反应速率加快，逆反应速率减小答案　C 解析　A项，v(H2)＝＝ mol·L－1·min－1，错误；B项，容积为2 L的密闭容器中，t2时，c(H2O)＝0.30 mol·L－1，错误；C项，t2时，H2O(g)剩余0.6 mol，转化率为70.0%，正确；D项，向容器中再通入0.20 mol H2O(g)，正反应速率加快，逆反应速率也增大，错误。 9．某实验小组研究温度对化学反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的影响，在其他条件相同时，将1molH2(g)和1molI2(g)充入体积为2L的恒容密闭容器中，测得HI(g)的物质的量分数随时间(min)变化的实验数据如下：时间 0 20 40 60 80 100 HI(g)的物质的量分数 T1 0 0.50 0.68 0.76 0.80 0.80 T2 0 0.60 0.72 0.75 0.75 0.75 下列说法正确的是(　　) A．T1温度下，0～20min之间，H2的平均反应速率为0.0125mol·L－1·min－1 B．在T1温度下，该反应有可能在70min时已达到平衡状态 C．由表中数据推测，T1>T2 D．由表中数据可知，温度越高，H2(g)与I2(g)的反应限度越大答案　A 解析　T1温度下，0～20min之间，HI的物质的量分数为0.5，反应前后气体的物质的量不变，则说明生成1 mol HI，说明氢气消耗了0.5 mol，H2的平均反应速率为＝0.012 5 mol·L－1·min－1，选项A正确；由表中数据分析可知，在T1温度下，该反应70min时没有达到平衡状态，选项B错误；T2温度下，反应更快达到平衡，其他条件不变的情况下，这是受温度影响。从而可推断T2>T1，选项C错误；T2>T1，温度越大H2(g)与I2(g)的反应限度越小，选项D错误。 10．在一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应：A(g)＋B(g) 2C(g)　ΔH<0，t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变条件，其反应过程如图。下列说法正确的是(　　) A．0～t2时，v正”或“<”)T2。甲容器中反应的平衡常数K＝________。 (2)如图所示，A是恒容的密闭容器，B是一个体积可变的充气气囊。保持恒温，关闭K2，分别将1molN2和3molH2通过K1、K3充入A、B中，发生的反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，起始时A、B的体积相同均为aL。 ①图中正确且既能说明A容器中反应达到平衡状态，又能说明B容器中反应达到平衡状态的是________(填字母)。 ②容器A中反应到达平衡时所需时间ts，达到平衡后容器的压强变为原来的，则平均反应速率v(H2)＝________(用a、t的代数式表示)。答案　(1)>　108　　(2)①D　②mol·L－1·s－1 解析　(1)该反应为放热反应，温度越高，生成的SO3越少，达到平衡时甲容器中生成的三氧化硫的物质的量少，则甲容器的温度高，即T1>T2；　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) 起始/(mol·L－1)　5　　　　3　　　0 转化/(mol·L－1) 4.5　　???2.25 4.5 平衡/(mol·L－1) 0.5　　???0.75 4.5 K＝＝＝108。 (2)①密度＝，总质量一定，A中体积不变，故密度不变，所以不能说明反应达到平衡状态，故A错误；恒温条件下，平衡常数保持不变，则不能说明反应达到平衡状态，故B错误；都是正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；N2的转化率先增大，后保持不变，说明反应达到平衡状态，与图像相符，故D正确。 ②根据反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 起始/mol　　 1　　3　　　 0 转化/mol　 x　 3x 2x 平衡/mol　 1－x 3－3x 2x 达到平衡后容器的压强变为原来的，则＝，解得x＝，v(H2)＝＝ mol·L－1·s－1。 _21?????????è?????(www.21cnjy.com)_