2.3 专题突破5 化学平衡-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(鲁科版2019)

专题突破5化学平衡 黑题专题强化练 限时：35min 题型1恒温恒容条件下△n≠0的反应 题型2恒温恒容条件下△n=0的反应 1.(2024·陕西西安高二月考)在恒温恒容条件 3.一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反 下，向容积为1L的密闭容器中充入一定量 应：2A(g)+B(g)一3C(g),若反应开始时 的S03(g),发生下列反应：2S03(g)一 充入2molA和2molB,达平衡后A的体积 2S02(g)+02(g)△H>0。温度为T时，部分 分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种 实验数据如表所示： 配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大 V/s 0 50 100 150 于a%的是 c(S03)/(mol·L) 4.00 2.50 2.00 2.00 A.1molB和1molC 下列说法错误的是 ( B.2molA3mdlB和1 mol He(He不参加反应) A.前50s内S02(g)的平均生成速率 C.2 mol C 为0.03mol·L1·s D.2molA、3molB和3molC B.容器内密度不再改变说明反应已达平衡 4.(2024·四川成都高二月考)羰基硫(C0S)是 C.150s时，向容器中继续通入2molS03、 以煤、石油、天然气为原料生产的化工原料气 2molS0,、1mol02,则此时反应将逆向 中有机硫的主要形式。COS催化水解的反应 进行 为C0S(g)+H,0(g)一C0,(g)+H,S(g) D.其他条件不变，若将恒容改为恒压，则平衡 △H<0,在相同恒温恒容容器、相同投料比、相 时S0,的转化率增大 同时间内，测得不同温度及不同催化剂下 2.(2024·河北唐山高二月考)在恒温恒容条件 COS水解反应的转化率如图所示。下列说 下，发生反应A(s)+2B(g)一3X(g),c(B) 法正确的是 ( 随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说 +C05的转化率% 法正确的是 80 rB/al·L-lt 60 40 TiO. 10012014016018071℃ A.以COS浓度表示的该段时间内平均反应 时间 速率：P>N>M A,从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔 内该化学反应的平均速率 B.线段PN上的点均是平衡点，N点较P点 B.ab,c三点的速率大小为"正(b)>r运(a)> COS转化率降低的原因是平衡移动 "E(c) C.任何温度下，Y-AL,O的催化效果都比 C.在不同时刻都存在关系：2m(B)=3(X) Ti02好 D.若升高反应温度，则c(B)随时间变化关系 D.150℃时，相较于Ti02,使用Y-A山，0，作催 如图中曲线乙所示 化剂，达平衡时C02的体积分数更大 选择性必修第一册：LK黑白题066 题型3恒温恒压条件下的反应 2.0 5.已知一定温度下合成氨反应：N(g)+3H(g) 甲 15 一2NH(g)△H=-92.4kJ·mol,在恒 1.0 05 温恒压的密闭容器中进行如下实验：①通入 101520 thnin 1molN2和3molH2,达平衡时放出热量为 容器 甲 乙 丙 Q,②通入2molN2和6molH2,达平衡时放 容积 1 L IL 1L 出热量为Q,则下列关系正确的是( 温度/℃ T T T A.Q2=2Q1=184.8kJ 3 mol A 3 mol A 6 mol A 反应物起始量 B.Q<0.5Q2 1 mol B I mol B 2 mol B C.Q<Q2<184.8kJ 下列分析与推断错误的是 D.Q1=Q2<92.4kJ A.a<0 6.在一恒温恒压的密闭容器中发生如下反应： B.丙容器达到平衡所需要的时间比乙容器短 M(g)+N(g)-一2R(g)△H<0,l,时刻达到 C.丙容器中A的平衡转化率小于16.7% 平衡，在，时刻改变某一条件，其反应过程如 D.0~10min内甲容器中的平均反应速 图所示。下列说法不正确的是 率m(B)=0.05mol·L-·min1 滤单nml·L.-·min 8.一定温度下，有可逆反应2A(g)+2B(g)一一 ”” C(g)+3D(g)△H<0。现将2molA和 逆) 2molB充人容积为VL的甲容器，将2molC 和6molD充入乙容器并使乙容器在反应开 0 时同 始前的体积为2VL(如图)。关于两容器中 A.,时刻的小于2时刻的正 反应的说法正确的是 ( B.1,时刻改变的条件是向密闭容器中加R 斗碳码 C.I、Ⅱ两过程达到平衡时，M的体积分数 可自由移 相等 动的活宗 D.I、Ⅱ两过程达到平衡时，M的浓度相等 A.两容器达平衡后升高相同的温度时，甲容 题型4化学平衡的综合分析 器的反应速率大于乙容器的反应速率 7.(2024·河南南阳高二期中)向甲、乙、丙三个 B.两容器中的反应均达平衡时，平衡混合物 密闭容器中分别充入一定量的A和B,发生反 中各组分的体积百分组成相同，混合气体 应(x为正整数)：A(g）+xB(g)=一2C(g) 的密度不同 △H=akJ·mol,各容器的容积、反应温度、 C.甲容器中的反应先达到化学平衡状态 反应物起始量如表所示，其中甲、乙、丙容器 D.向甲容器中再充入2molA和2molB,平 反应过程中C的浓度随时间的变化关系如图 衡后甲中C的物质的量是乙中C的物质 所示： 的量的2倍 第2章黑白题067化能比逆反应活化能小198bJ·moll,A正确;该反应为可逆反应. (AH)等于正反应的活化能与逆反应的活化能之差:AVI=E.-E。,所 不能完全进行,所以1mols0。和1molO.反应,放出的热量小于 以E =300 J·mol-46kJ·mol'l=254kJ·mol}(2)①实际生 99.B错误;催化剂可以降低整个反应的活化能,但不能改变物质 产中,原料气中N.和H。的物质的量之比为1:2.8;N.在Fe催化剂 的始末状态.不能改变反应的烙变,C错误;过程II为断键过程,断键 上的吸附分解是决速步骤,适度过量有利于提高整体反应速率;②原 需要吸收能量,过程II为成键过程,成键需要释放能量,D错误。 料气中N.过量的理由是原料气中N.相对易得,适度过量有利于提 2.B 解析:图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢,得出两个反应 高H.的转化率。 速率的快慢,故A正确;若图甲所示实验中反应速率为①>②,不能 专题突破5 化学平衡 得出Fe”*比Cu*对H.0.的分解催化效果好,因为氢化铁和疏酸铜 两者的阴、阳离子都不相同,不能确定是阳离子还是阴离子起的 化作用,故B错误:用图乙装置测定反应速率,根据相同时间内 产生的气体体积来测定反应速率或者生成相同体积气体所需时 题号 间的长短来测定反应速率,故C正确;为检查图乙所示装置的气 答案 B 密性,可关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间 1.B 解析:由题干表格数据可知,前50;内S0(g)的平均消耗速率为 后松开活塞,观察活塞是否回到原位,这就是检查乙装置的气密 (4.00-2.50)mod·L-o0.03 mol·L1.s-1.,根据反应速半之比等于 性的方法,故D正确 3.D 解析:观察图像.M生成N的反应是直线形反应.匀速反应。起始浓 50s 度与消耗时间成正比例,设M消耗4.5ml·L时需要的时间为1.则 化学计量数之比,故前50;内S0。(g)的平均生成速率为 3.0 mol·L :125min=4.5 mol·L :f.1=187.5min.A正确;条件I和条 0.03mol·L ...A正确;已知反应过程中气体的质量不变,容器 的体积不变,即反应过程中容器内密度始终保持不变,故容器内密度 不再改变不能说明反应已达平衡,B错误;由题干表格数据可知,达 确;由曲线1.II可知,催化剂浓度越大,反应速率越大,C正确;由 到化学平衡时e($0)=c(s0 )=2.00mol·L.c(0)=1.00 mol·L}. 1.III曲线可知,反应速率与起始浓度无关,D错误。 (s0).c(0)22x1 此时化学平衡常数K三 22 -1.150s时,向容器 4.D 解析:催化剂可同时降低主、副反应的活化能,但不能降低反应热 c2(50) AH.、Af。,A错误;由题干反应历程图可知.·OCH:与H原子结合 中继续通入2mol s0.、2mols0.、1mol0,则此时0= 形成·OCH。.B错误;依据图中变化关系,反应过程中包含极性键和 2(s0)·c(0-)(2+2)2x(1+1)-2>K.故反应将逆向进行.C正 e2(50) 非极性键的断裂,没有非极性键的形成,C错误;由题干反应历程图 (2+2)* 可知,反应·CO+·OH+·H→·CO+·H.O的活化能最大.该步 确;其他条件不变,若将恒容改为恒压,随着反应的进行容器的体积 反应速率最慢,为决速步,D正确 增大,相当于减小压强,平衡正向移动,则平衡时S0。的转化率增大 5.C 解析:将3组实验数据代入r=he'(NO)·c'(H.)中有:k(2.00x D正确。 $0)x(6.00×10)'=1.92×10-.(1.00×10-)×(6.00×10-)= 2.A 解析:从a.c两点坐标可知从a到e时间间隔内c(B)的变化量. 4.80t10(2.00×10-})x(3.00x10})'=9.60x10-.解得:x=2. 从而求得从a到。时间间隔内该化学反应的平均速率,A正确:b点 y=1.k=8x10 ,A.B正确;由于x=2.y=1.即N0浓度的指数大于H 为起始反应点,在起始时正反应速率最大,从b点到平衡的过程中正 浓度的指数,故NO的浓度对反应速率影响更大.C错误;其他条件不 反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,平衡时正反应速率等干迹 变时,生成N.的初始速率与人成正比:温度越高,反应速率越大,则/ 反应速率,则a、b、e三点的速率大小为r(b)>r(c)>r(a).B错 增大,D正确。 误:反应速率之比等于化学计量数之比.则i(B):v(X)=2:3. 6.(1)加快 向正反应方向(2)变慢 不(3)0.25(4)A 3u(B)=2u(X).C错误;若升高反应温度.反应平衡会发生移动,达 (5)0.16 mol·L-1 2p(Pa) 平衡时c(B)和曲线甲达平衡时c(B)不相等,则升高反应温度,c(B) 解析:(1)增大反应物浓度,反应速率加快,平衡向正反应方向移动 随时间变化关系不能用如图中曲线乙表示,D错误 (2)保持容器内气体压强不变.向其中加人1molN(N。不参加反 3. C 解析:反应2A(g)+B(g)一一3C(g)中,反应前后气体的体积不 应).容器体积增大,物质浓度减小,反应速率变慢,反应前后气体分 变,在一定温度下,在恒容密闭容器中达到平衡状态,只要满足物质 子数不变,平衡不移动。(3)依题意可知,平衡时c(1)=c(H) 全部转化为A.B.且满足n(A)n(B)=1:1.为等效平衡,则1mo 0.08 mol·1-.生成c(HI)=0. 04mol·1-1.平衡常数K= B和I mol c.相当于mot A和mol B.a(A):a(B)-1:2< (H) =0.25。(4)体积压缩一半,浓度增大一倍,平衡不 c(H)·c(I) I:1.A的转化率增大,则平衡后A的体积分数小于a%,故A错 移动,气体颜色变深。(5)设H,消耗浓度为xmol·1.-1.则平衡 误;2mol A3 mol B和1 mol He.I mol He对平衡无影响.n(A): n(B)=2:3<1:1.使A的转化率增大,A的体积分数减小,故B错 时c(I)=c(H)=(0.2-x)mol·Ll.c(H)=2x mol·L'.根 误;若将2 molC全部转化为A、B.分别得到-mol A和2-molB. 据平衡常数K=0.25.代入平衡时各物质浓度求得x=0.04.c(1) c(H)=0.16 mol·1l.c(HI)=0.08 mol·L-1.压强为原来的2 a(A):n(B)-2:1>1:1.使A的转化率减小,A的体积分数增加。 倍,即2(Pa)。 故C正确;2mol A3mol B和3mol C.相当于4molA和4mol B. 压轴挑战 a(A)!n(B)=I:1,为等效平衡,A的转化率不变,则平衡后A的 7.(1)254(2)①N.在Fe催化剂上的吸附分解是决速步骤.N.适度 体积分数等于a%,故D错误。 过量有利于提高整体反应速率 ②N,适度过量有利于提高H,的转 4.A 解析:相同时间内COS的转化率越大催化效率越高,正反应的平 化率 均反应速率:P>V>M,A正确;由图可知,相同温度下由TiO。作催化 解析:(1)烙变=反应物键能之和-生成物键能之和,所以氢分解反应 剖时转化率高于V点,可知V点并未达到平衡状态,B错误:低温时 y-AO.对CO5水解反应的催化效果好.C错误;催化剂不改变平衡 移动,在相同温度下,无论用哪种催化剂,达到平衡时C0。的体积分 数都一样,D错误。 5. C 解析:热化学方程式N(g)+3H(g)-2NH(g)AH= 正本参考答案 黑白题25 -92.4kJ·moll.表示一定条件下.1molN.和3mol H.完全反应生 不变,增大C0浓度,增大单位体积内活化分子的数目,但分子总数 成2molNH.,放出的热量为92.4bJ.该反应为可逆反应,物质不能 也增大,故体系中活化分子百分数未改变,C错误;反应到5min时. 完全反应,恒温恒压下,反应前后气体的物质的量发生变化,①与② 反应0.6mol氢气.生成0.3mol CH.OH.D错误 中N.、H.的物质的量之比均为1:3.二者为等效平衡,反应物的转 2.C 解析:分析表格数据可知.A的物质的量达到0.80mol时反应达 化率相同,②中参加反应的量是①中的2倍,所以0。=20. 到平衡状态,列三段式如下: 184.8l].即0.<0.<184.8bJ.故C项正确 A(g)+B(g)-2C(g) 6. A 解析:已知反应M(g)+N(g)-一2R(g) A/c0在一恒温恒压 起始浓度(mol·L-1) 0.5 0.5 0 0.1 0.1 的密闭容器中发生,1.时刻达到平衡,在1。时刻改变某一条件,由图 转化浓度(mol·L-1) 0.2 平衡浓度(mol·L1) 0.4 0.4 可知,反应再次达到平衡后,逆反应速率与原平衡相同,由此可知 0.2 改变的条件一定是加人了一定量的B而增大了B的浓度,由于容器 0.2 为恒温恒压的,故容器体积必然成比例增大,所以在4。时刻反应物 的浓度都减小。.时刻的大于1.时刻的r,A不正确;t。时刻改 (1.0-0.85)mol0.015 mol·L-1·s-1. A错误;需根据温度变化对平 变的条件是向密闭容器中加B.B正确:1,II两过程达到平衡时,两 2 Lx5s 平衡等效,所以M的体积分数相等.C正确;因为1.II两过程等效 衡的影响确定反应的吸放热情况,题目并没有给出,B错误;相同温 且温度、压强相等,所以M的物质的量与容器体积等比例扩大,1。 度下,起始时向容器中充入0.20molA.0.20molB和1.0molC.0 II两过程达到平衡时,M的浓度相等,D正确。 0.180.1-25>K,反应逆向进行,反应达到平衡前v(正)<e(送).C正 0.5P 7.C 解析:由题干图像信息可知,甲、乙相比,乙容器反应先达到化学 平衡,即乙容器的温度7。高于甲容器的温度T..温度越高,c(C)的 确;保持温度不变,起始时向容器中充人2.0molC.等效为起始加人 浓度越小,即升高温度平衡逆向移动,说明该反应的正反应是一个放 1.0molA和1.0molB.由于该反应前后气体的体积保持不变,故与 执反应,即a<0.A正确;由表中数据可知.丙容器比乙容器反应物浓 原平衡相比,压强增大,平衡不移动,平衡时的A.B转化率不变,故 度更大,温度相同,故丙容器的反应速率更快,即丙容器达到平衡所 平衡时A.B的物质的量等于1.6mol.C的物质的量等于0.4mol.即 需要的时间比乙短,B正确;由题干表中数据和图像信息可知,平衡时 相同温度下.起始时向容器中充入2.0molC.达到平衡时.C的物质 的量等于0.4mol,参加反应的C的物质的量等于1.6mol,转化率等 乙容器中C的浓度为1mol·L-1.则A的消耗量为0.5mol·Ll.A的转 于80%,D错误。 化率为0.5 mo.L 3mot·x100%~16.7%.结合表中数据可知,同温下丙 3. A 解析:设充入2molE气体,达平衡时E转化的物质的量为x,列 容器中起始量是乙容器的2倍,达到平衡时C的浓度也是乙容器 三段式如下: 的2倍,说明两容器达到的平衡为等效平衡,即得出x=1.则丙容器 2M(g)+N(g)-2E(g) 开始物质的量mo 0 0 与乙容器达到等效平衡,丙容器中A的平衡转化率等于16.7%.C错 ) 反应物质的量mo 误;10min末甲容器中C的浓度为I mol·I,则B的消耗量为 r 平衡物质的量 mol 2- 0.5 mol·1-1 -=0.05mol·L.min.D正确 10 min 因为此时压强与气体物质的量成正比,所以混合气体的物质的量比 8. A 解析:据题给热化学方程式可知,该反应前后气体的总物质的量 起始增大了20%;列式.x++(2mol-x)=(1+20%)x2mol,解得: 不变,因此反应时容器内压强不变,为恒压反应,乙中气体的物质的 x=0.8mol。由等效平衡分析得.若开始加入2molM和1molN 量是甲中的两倍,体积也是甲中的两倍,且温度相同,将乙容器中的 物质全部转化为A、B.得出甲容器中各物质的浓度与乙容器中的一 样,所以甲与乙完全等效。两容器达平衡后升高相同的温度时,乙 若有 2M(g)+N(g)--2E(g) 容器压强不变,容积增大,容器中各物质浓度减小,则甲容器中的反 起始/mol 31 0 应速率大于乙容器中的反应速率,故A正确;两容器中的反应均达 可见:反应物M的量增加,其本身的转化率减小.N的转化率增大 到平衡时,平衡混合物中各组分的体积百分组成相同,混合气体的 所以选A。 密度也相同,故B错误;虽然等效平衡后甲,乙容器中A、B的浓度相 4.B 解析:Af<0.则反应为放热反应,温度升高,平衡逆移,NO的体积 等,但甲中反应是从正反应方向进行,乙中反应是从逆反应方向进 分数增大.则T.<7..A正确:D点达平衡时,假设N0变化了 行,所以无法判断哪个容器先达到平衡状态,故C错误;向甲容器中 2x.mol·1.N0的体积分数为25%.列三段式如下; 再充入2molA和2molB.相当于在甲容器中平衡的基础上使压强 2N0(g)+2Co(g)N(g)+2C0.(g) 增大一倍,平衡不移动,反应物转化率不变,平衡后甲容器中C的浓 起始量(mol·L-) 0 。 度是乙容器中C的浓度的2倍,甲、乙中C的物质的量相等,故 2 2 变化量(mol·L) D错误。 平衡量(mol·L-) 4-25-2r 专题突破6 利用“三段式法”进行化 8x10 MPa=2.5 MPa. 2 9-x 学反应的相关计算 (CO)=. 45(MPa)”,D、E两点的温度相同,压强平衡常数只与温度有关,则 1. A 解析:0~5 nin 反应放出的热量为3mat-24 nd 90811·mro! =27.24l.A正确;只能计算一段时间内的平均反应速率,不能计算 反应物浓度都大于E点,则C点的反应速率一定高于E点,C正确; 瞬时速率,第5min时,H.的反应速率不能确定,B错误;其他条件 在X点,降温,化学平衡正移.NO体积分数减小,同时压缩容器体积 选择性必修第一册·LK 黑白题26