【优化指导】高考化学总复习课时作业22化学平衡及其应用人教版1．为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中最有开发价值的是( )A．寻求氮气新来源B．研制低温下活性较大的催化剂C．研制500℃左右活性较大的催化剂D．研制耐高温、高压的新材料2．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )①氯化铁溶液加热蒸干最终得不到氯化铁固体②铁在潮湿的空气中容易生锈③实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气④常温下，将1mLpH＝3的醋酸加水稀释至100mL，测得其pH<5⑤钠与氯化钾共熔制备钾Na(l)＋KCl(l)K(g)＋NaCl(l)⑥二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系，加压缩小体积后颜色加深A．①②③ B．只有②⑥ C．③④⑤ D．②⑤⑥解析：钢铁在潮湿的空气中生锈为电化学腐蚀，化学能转化为电能，不可逆；二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系，加压缩小体积后虽然2NO2N2O4的平衡右移，但c(NO2)、c(N2O4)浓度增大，颜色仍加深。答案：B3．已知反应：2NO2(g)N2O4(g)，把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，然后用夹子夹住橡皮管，把烧瓶A放入热水里，把烧瓶B放入冰水里，如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现，A烧瓶内气体颜色变深，B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是( )A．反应2NO2(g)N2O4(g)的正反应为吸热反应9\nB．上述过程中，A烧瓶内正、逆反应速率均加快C．上述过程中，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大D．上述过程中，A、B烧瓶内气体密度均保持不变解析：放在热水中的烧瓶内的气体颜色变深，说明平衡向左移动，即该反应的正反应为放热反应，A项错，C项正确；加热时正、逆反应速率都增大，B项正确；上述过程中烧瓶的体积不变，气体的质量不变，故密度不变，D项正确。答案：A4．一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是( )①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2 ②X、Y、Z的浓度不再发生变化 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成nmolZ，同时生成2nmolYA．①②B．①④C．②③D．③④解析：X、Y、Z的物质的量之比等于计量数之比，不能作为平衡的标志，①错；X、Y、Z的浓度保持不变可以作为平衡的标志，②对；该反应为反应前后气体分子数不相等的反应，密闭容器中压强保持不变可以作为平衡的标志，③对；单位时间内生成nmolZ的同时生成nmolY时正逆反应速率相等，④错。答案：C5．对于平衡体系：aA(g)＋bB(g)cC(s)＋dD(g)；ΔH<0，有下列判断，其中不正确的是( )A．若容器容积不变，升高温度，气体的相对分子质量一定增大B．若从正反应开始，平衡时，A、B的转化率相等，则A、B的物质的量之比为a∶bC．达到平衡时，有amolA消耗的同时有bmolB生成D．若容器为体积不变的密闭容器且a＋b＝c＋d，则当升高容器内温度时，平衡向左移动，容器中气体的压强增大解析：升温，平衡左移，可能增大，也可能减小。A项不正确。答案：A6．(2010江苏高考)在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下[已知N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92.4kJ·mol－1]：容器甲乙丙反应物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的浓度(mol·L－1)c1c2c39\n反应的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率α1α2α3下列说法正确的是( )A．2c1>c3 B．a＋b＝92.4C．2p2<p3D．α1＋α3<1解析：采用“一边倒”的方法知甲、乙是两个相同的装置，且甲中生成的NH3与乙中分解的NH3的和为2mol，则B项正确；此时α1＋α2＝1。而丙中加入的NH3是乙中的两倍，开始时c3＝2c2，但丙中压强亦是乙中的两倍，增大压强，平衡正向移动，则平衡时2c1<c3,2p2>p3，A、C二项错误；增大压强，不利于NH3的分解，则α2>α3，故α1＋α3<1，D项正确。答案：BD7．(2011四川高考)可逆反应①X(g)＋2Y(g)2Z(g)，②2M(g)N(g)＋P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：下列判断正确的是( )A.反应①的正反应是吸热反应B.达平衡(Ⅰ)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14∶15C.达平衡(Ⅰ)时，X的转化率为D.在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中M的体积分数相等解析：温度降低时，反应②中气体的物质的量减少，说明平衡向正方向移动，因此正反应是放热反应；由图可以看出达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为＝；同理可以计算出达平衡(Ⅰ)时反应①中气体的物质的量是9\n＝mol，即物质的量减少了3－＝mol，所以达平衡(Ⅰ)时，X的转化率为；由于温度变化反应②的平衡已经被破坏，因此在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中M的体积分数不相等。答案：C8.有一化学平衡mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图表示的是A的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是( )A．正反应是放热反应；m＋n>p＋qB．正反应是吸热反应；m＋n<p＋qC．正反应是放热反应；m＋n<p＋qD．正反应是吸热反应；m＋n>p＋q解析：图像中有三个量时，应定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系。定压强，讨论T与A的转化率的关系：同一压强下温度越高，A的转化率越高，说明正反应是吸热反应；定温度，讨论压强与A的转化率的关系：同一温度下，压强越大，A的转化率越高，说明正反应是体积缩小的反应，即m＋n>p＋q。答案：D9．下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是( )A(g)＋3B(g)2C(g) FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KClA．①是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH<0B．②是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图像C．③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像，a是使用催化剂时的曲线D．④是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像，压强p1>p2解析：根据图像①，升高温度，平衡正向移动，正反应ΔH>0，A项错；②反应实质是Fe9\n3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，K＋和Cl－不参加化学反应，KCl浓度增大不影响化学平衡，B项错；③使用催化剂，反应速率加快，先达到平衡，C项正确；④此反应为反应前后气体物质的量不变的化学反应，改变压强不影响平衡状态，即不影响A的转化率，且由于不断加入B，A的转化率增大，D项错。答案：C10．可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)＋Q是一个放热反应。有甲、乙两个完全相同的容器，向甲容器中加入1molN2和3molH2，在一定条件下，达平衡时放出的热量为Q1；在相同条件下，向乙容器加入2molNH3，达平衡时，吸收的热量为Q2。已知Q2＝4Q1，则甲容器中，H2的转化率为( )A．20% B．25% C．75% D．80%解析：设甲容器中反应掉的H2为3xmol，根据反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)＋Q可知达平衡时放出的热量Q1＝xQ，生成NH32xmol，乙容器与甲容器属于同温同体积下的等效平衡，平衡时乙容器中NH3剩余2xmol，反应掉的NH3为(2－2x)mol，根据反应：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)－Q可知达到平衡时吸收的热量Q2＝(1－x)Q，即有：(1－x)Q＝4xQ，解得x＝0.2，故乙容器中H2的转化率为(3×0.2mol/3mol)×100%＝20%。答案：A11．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)为放热反应，下表中为不同条件下SO2的转化率，其实验数据如下：压强转化率温度0.1MPa(常压)0.5MPa1MPa5MPa10MPa450℃97.598.999.299.699.7550℃85.692.994.997.798.3(1)应选用的温度是________，其理由是______________________。(2)应选用的压强是________，其理由是_________________________。解析：本题型是高考试题中常见的一类数据分析题，要通过对一些数据比较分析，寻找规律，进而给予解答。从表中数据可以发现，同温下SO2的转化率随压强的增大而增大，但增加的幅度不大。同压下，温度高，SO2转化率低。答案：(1)450℃ 温度低，SO2转化率高(2)0.1MPa 在0.1MPa时，SO29\n的转化率已很高，加压转化率相差不大，选择常压节省动力，简化设备，提高综合效益12．已知2X2(g)＋Y2(g)2Z(g) ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)，在一个容积固定的容器中加入2molX2和1molY2，在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为Wmol·L－1，放出热量bkJ。(1)若原来容器中只加入2molZ,500℃时充分反应达平衡后，吸收热量ckJ，则Z的浓度________(填“>”、“<”或“＝”)Wmol·L－1，a、b、c之间满足关系________(用代数式表示)。(2)能说明反应已达平衡状态的是________(填序号)。A．浓度c(Z)＝2c(Y2)B．容器内压强保持不变C．v逆(X2)＝2v正(Y2)D．容器内的密度保持不变(3)若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同)，相同温度下起始加入2molX2和1molY2达到平衡后，Y2的转化率将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。解析：(1)若只加入2molZ，在500℃充分反应达平衡状态时与加入2molX2和1molY2达到的平衡状态相同，属等效平衡，所以Z的浓度等于Wmol·L－1；a、b、c之间满足的关系为a>b＝c。(2)对于反应前后体积有变化的反应，除了正、逆反应速率相等，各组分含量保持不变能说明达到平衡外，在固定容积的容器中，压强保持不变也是达到平衡状态的标志；而密度不变则不能是达到平衡状态的标志。(3)若为恒压容器，由于正反应是体积缩小的反应，那样，就相当于加压，则平衡正向移动，反应物的转化率增大。答案：(1)＝ a>b＝c (2)BC (3)变大13．(2012唐山模拟)某温度时，在2L密闭容器中气态物质CO和H2反应只生成一种产物Z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。t/minCO/molH2/molZ/mol01.001.000.0010.900.800.1030.750.500.2550.650.300.3570.550.100.4590.550.100.45100.550.100.45(1)根据上表中数据，在下图1中画出CO、Z的物质的量的浓度(c)随时间(t9\n)变化的曲线：(2)体系中发生反应的化学方程式是__________________。(3)在3～5min时间内产物Z的平均反应速率：________。(4)图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a、b的差别原因在于是否使用催化剂，其中表示使用了催化剂的是曲线________。反应的热化学方程式是__________________________________________________________。解析：(1)各物质的浓度不再发生变化时，反应达到平衡状态。(2)催化剂能够降低反应的活化能，但不改变反应热。答案：(1)14．(2011全国高考)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)(ΔH＜0)在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：9\n回答问题：(1)反应化学方程式中，a∶b∶c为_________________________________；(2)A的平均反应速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为_________；(3)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是________，其值是________；(4)由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是________，采取的措施是_______________________________________________；(5)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应速度(T3)的高低：T2________T3(填“＞、＝、＜”)，判断的理由是____________________；(6)达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示Ⅳ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势(曲线上必须标出A、B、C)。解析：(1)从第I阶段来看，A的浓度减小1.0mol·L－1，B的浓度减小3.0mol·L－1，C增加2.0mol·L－1，根据变化的浓度之比等于方程式的系数比，有a∶b∶c＝1∶3∶2；也可以选其他两个阶段计算，结果是相同的。(2)vⅠ(A)＝Δc(A)/Δt＝＝0.05mol·(L·min)－1；vⅡ(A)＝Δc(A)/Δt＝≈0.0253mol·(L·min)－1；9\nvⅢ(A)＝Δc(A)/Δt＝＝0.012mol·(L·min)－1；可知反应速率的大小为vⅠ(A)＞vⅡ(A)＞vⅢ(A)。(3)由图上的数据可知：αⅠ(B)＝×100%＝50%， αⅡ(B)＝×100%＝38%， αⅢ(B)＝×100%＝19%。(4)由图可知平衡向正反应方向移动，因为图上反应物的浓度在降低，生成物的浓度在增加；由图还可以看出，C的浓度由2.00mol·L－1陡然降低到0，故采取的措施是将生成物移走，降低了生成物的浓度。(5)题目已给出正反应是放热的气体反应且为恒容容器，不可能缩小容积来增大压强；又由于生成物的浓度在增大，所以使平衡向正方向移动的措施只能是降低温度，T2＞T3。(6)容积加倍，即减小压强平衡向逆反应方向移动，作图要点：①容积加倍的瞬间，各组分浓度都变为原来的1/2；②A、B的新平衡浓度比原来的1/2要大，而C的浓度比原浓度的1/2要小。答案：(1)1∶3∶2(2)vⅠ(A)＞vⅡ(A)＞vⅢ(A)(3)αⅢ(B) 19%(4)向正反应方向移动 从反应体系中移出产物C(5)＞ 此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动(6)(注：只要曲线能表示出平衡向逆反应方向移动及各物质浓度的相对变化比例即可)9
