内容正文:
专题04 化学平衡状态 影响化学平衡的因素
内容概览
考点01 化学平衡状态的判断
考点02 影响化学平衡的因素
考点03 勒夏特列原理
考点01 化学平衡状态的判断
1.(2023-2024高二上·四川成都·期中)向恒温、恒容的密闭容器中加入,发生反应,不能说明反应达到平衡状态的是
A.的体积分数保持不变
B.保持不变
C.混合气体的密度保持不变
D.每断裂6个N-H的同时生成2个C=O
2.(2023-2024高二上·河南信阳·期中)常温下向烧杯中加入溶液、溶液和稀硫酸,发生反应: 。下列情况表明上述可逆反应达到平衡状态的是
A.保持不变 B.保持不变
C.溶液pH不再变化 D.
3.(2023-2024高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。下列能判断该反应已经达到化学平衡的个数有
①
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤混合气体总质量不变
⑥密闭容器中CO2的体积分数不变
⑦密闭容器混合气体的总物质的量不变
A.4个 B.5个 C.6个 D.7个
4.(2023-2024高二上·浙江台州·期中)可逆反应在恒容绝热容器中反应,下列不能判断该反应达到平衡状态的是
A.v正(NO2)=2v逆(N2O4) B.气体颜色不再变化
C.体系温度不再变化 D.
5.(2023-2024高二上·北京西城·期中)一定温度下,在定容密闭容器中发生反应:,下列能证明反应达到化学平衡状态的是
A.容器内气体的平均摩尔质量不再变化
B.体系压强保持不变
C.生成的CO2与消耗的H2物质的量之比为1:1
D.容器内气体密度不再变化
6.(2023-2024高二上·吉林四平·期中)一定条件下密闭容器中发生反应:。该反应达到平衡状态的标志是
A.、、三种气体共存时 B.的消耗速率等于的消耗速率
C.容器中各组分的体积分数不随时间而变化 D.容器混合气体的总质量不变
考点02 影响化学平衡的因素
7.(2023-2024高二上·黑龙江大庆·期中)在一定温度下的密闭容器中发生反应:,平衡时测得A的浓度为0.50mol/L。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断正确的是
A.平衡向正反应方向移动 B.C的体积分数减小
C.B的转化率增大 D.
8.(2023-2024高二上·陕西汉中·期中)已知反应COCl2(g)⇌CO(g) + Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施中能提高COCl2转化率的是
①升温 ②恒容通入惰性气体③增加CO浓度 ④增大容器的容积 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
9.(2023-2024高二上·福建三明·期中)某温度下,反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是
A.恒容下,再充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动,v正加快、v逆减慢
B.缩小容器的体积,v正>v逆
C.恒容下,再充入一定量的Ar气,平衡向正反应方向移动
D.恒容下,再充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
10.(2023-2024高二上·四川成都·期中)工业上制备硫酸的一步重要反应是: 。下列有关说法正确的是
A.为提高的平衡转化率,实际生产过程中,通入空气的量越多越好
B.为提高反应速率和平衡转化率,实际生产过程中,采用的压强越大越好
C.为提高的平衡转化率,实际生产过程中,反应温度越低越好
D.为提高原料利用率,实际生产过程中,、循环使用得越充分越好
11.(2023-2024高二上·辽宁沈阳·期中)已知工业合成氨的过程中发生,其中催化剂的成分有Fe3O4、Al2O3、K2O、CaO等。下列措施既能提高化学反应速率,又能提高NH3产率的是
A.升高反应温度 B.充入一定量的He
C.缩小体积来增大压强 D.调节催化剂中各物质的比例
12.(2023-2024高二上·湖南郴州·期中)某已平衡的化学可逆反应,下列有关叙述正确的是
A.使用合适的催化剂可以使平衡正向移动
B.有气体参加的可逆反应,减小体积增大压强能够加快反应速率
C.增加生成物的质量,平衡一定逆向移动
D.升高温度,平衡一定正向移动
13.(2023-2024高二上·四川成都·期中)一定温度下,在2L的密闭容器中发生如下反应:,、的物质的量随时间变化的关系如图1,达平衡后在、、、时都只改变了一种条件,逆反应速率随时间变化的关系如图2。下列有关说法正确的是
A.,反应开始2min内,
B.若时改变的条件是降温,平衡正向移动,则该反应为放热反应
C.时间段的浓度一定未发生变化
D.若平衡后只增加0.3mol的,则达到新平衡后,的体积分数增大。
14.(2023-2024高二上·广东清远·期中)在一定体积的密闭容器中,进行化学反应:,化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
根据以上信息推断以下说法正确的是
A.升高温度,该反应向正反应方向移动
B.此反应只有达到平衡时,密闭容器中的压强才不会变化
C.该反应在1000℃时的反应速率与700℃时一样大
D.温度不变,该反应的反应物的转化率越大,化学平衡常数越大
15.(2023-2024高二上·广东江门·期中)在恒温恒容下,在一容器充入2molSO2和1molO2发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),达到平衡后,SO3的体积分数为p%。在恒温恒容下再充入2molSO2和1molO2,再次达到平衡后,SO3的体积分数为
A.小于p% B.等于p% C.大于p% D.无法判断
16.(2023-2024高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中)在一密闭烧瓶中,在25℃时存在如下平衡:,将烧瓶置于100℃的水中,则下列几项性质中不会改变的是
①颜色 ②平均分子量 ③质量 ④压强 ⑤密度
A.①和③ B.②和④ C.④和⑤ D.③和⑤
考点03 勒夏特列原理
17.(2023-2024高二上·福建福州·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)
18.(2023-2024高二上·重庆·期中)下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气,以提高的转化率
B.反应达平衡后,对容器进行压缩,气体颜色变深
C.加入可以加快的分解速率
D.工业合成氨采用高温条件
19.(2023-2024高二上·广东广州·期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
B.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
C.氯水中加入粉末可以提高氯水中的浓度
D.工业上合成氨时将温度控制在
20.(2023-2024高二上·湖北鄂州·期中)化学与生产、生活密切相关。下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A.开启碳酸饮料瓶后,瓶内立即泛起大量泡沫
B.由、、组成的平衡体系通过缩小体积加压后颜色变深
C.实验室制取乙酸乙酯时,将乙酸乙酯不断蒸出
D.合成氨过程中使用过量的氮气以提高氢气的转化率
考点01 化学平衡状态的判断
1.(2023-2024高二上·浙江宁波·期中)一定温度下在容积恒定的密闭容器中,进行反应,当下列物理量不发生变化时,能说明该反应已达到平衡状态的是
①混合气体的平均摩尔质量;②容器内气体的压强;③混合气体总物质的量;④B物质的量浓度
A.①④ B.只有②③ C.②③④ D.只有④
2.(2023-2024高二上·河南·期中)下列标志可表明反应达到平衡状态的是
选项
反应条件
可逆反应
标志
A
恒温恒容
混合气体的密度不变
B
恒温恒容
的压强不变
C
恒温恒压
D
恒温恒压
混合气体的平均相对分子质量不变
A.A B.B C.C D.D
3.(2023-2024高二上·天津·期中)一定量的氨基甲酸铵置于密闭容器中(容器体积不变,固体体积忽略),在恒温下使其达到分解平衡:,可以判断该反应已经达到平衡的是
A.v(NH3)=2v(CO2)
B.密闭容器中气体的平均相对分子质量不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
4.(2023-2024高二上·陕西延安·期中)在恒温,体积为2L的密闭容器中加入1molCO2和3molH2,发生如下的反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H<0.能判断反应已经达到平衡状态的是
A.容器中CO、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1:3:1:1
B.容器内混合气体密度保持不变
C.v正(H2)=3v逆(H2O)
D.CH3OH(g)和H2O(g)体积分数之比保持不变
5.(2023-2024高二上·贵州遵义·期中)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:。下列能说明该反应达到平衡状态的是
A.反应停止,反应速率为零
B.各组分的浓度保持不变
C.N2和H2的体积比保持不变
D.每生成3mol H2消耗2mol NH3
6.(2023-2024高二上·贵州黔西·期中)PCl3和PCl5是有机常见的氯化剂,一定温度下,两者之间的转化关系为PCl3(g) + Cl2(g)PCl5(g),保持体积不变,下列说法不能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.混合气体的颜色保持不变 B.体系中的压强保持恒定不变
C.v正(PCl3) = v正(PCl5) D.相同时间内,消耗0.2mol Cl2的同时生成0.2mol PCl3
7.(2023-2024高二上·福建泉州·期中)在一个恒容绝热的密闭容器中,发生可逆反应:,已知M的状态未知,则下列描述一定达到平衡的标志是
①当物质N、P、Q的体积分数比为2∶1∶1时
②混合气体的密度不变时
③体系的温度不变时
④反应速率时
⑤体系的压强不变时
⑥气体的平均相对分子质量不变时
A.①③④ B.③⑤⑥ C.②③⑥ D.③④⑤
考点02 影响化学平衡的因素
8.(2023-2024高二上·宁夏吴忠·期中)反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的图像如下:
A.m+n>p+q B.m+n<p+q C.m >p+q D.ΔH<0
9.(2023-2024高二上·辽宁·期中)下列叙述与图对应的是
A.对于达到平衡状态的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),图①表示在to时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动
B.由图②可知,满足反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0
C.图③表示的反应方程式为:2A+B3C
D.对于反应2X(g)+3Y(g)3Z(g)ΔH<0图④y轴可以表示Y的百分含量
10.(2023-2024高二上·福建三明·期中)下列叙述与图中甲、乙、丙、丁相符合的是
甲:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl
乙:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
丙:H2(g)+I2(g)2HI(g)
丁:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
A.图甲是向平衡后的溶液中加入少量晶体,反应速率随时间变化的图像
B.图乙恒容密闭容器中,若起始量相同达平衡时转化率:α(Ⅰ)<α(Ⅱ)
C.图丙中a改变的条件一定是加入催化剂
D.图丁中K为化学平衡常数,P点处化学反应速率v正>v逆
11.(2023-2024高二上·湖北恩施·期中)300℃时,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的A气体发生反应:。部分实验数据如表所示:
t/s
0
50
100
150
n(A)/mol
4.00
2.5
2.00
2.00
下列有关说法正确的是
A.前50 s内,平均反应速率v(B)=0.015 mol/(L·s)
B.达到平衡后升高温度,混合气体的平均摩尔质量减小
C.100 s后再充入一定量A,平衡正向移动,A的转化率增大
D.其他条件不变,将恒容改为恒压,平衡时A的转化率减小
12.(2023-2024高二下·广东汕头·期中)无水常用于检验样品中的微量水。一水硫酸铜失水的反应为 。不同温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入足量的一水硫酸铜粉末,发生上述反应。测得蒸气压与温度、时间的关系如下表所示:
时间/min
蒸气压/kPa
温度/℃
0
5
10
15
20
25
0
4
7
9
10
10
0
5
9
12
12
12
下列推断正确的是
A.,
B.其他条件不变,增大压强,平衡向正反应方向移动
C.,0~10min内用的分压表示的反应速率为
D.当气体平均相对分子质量不变时反应达到平衡状态
13.(2023-2024高二上·河南信阳·期中)、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在、和不同压强下发生反应:,的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.恒压条件下,增加初始用量,增大
B.该反应在常温常压下进行最有利于提高效益
C.压强大小顺序为
D.其他条件不变,若将、初始用量调整为,则增大
14.(2023-2024高二上·安徽池州·期中)T℃,某密闭容器中发生:,达到平衡后测得CO2的浓度为1mol/L,下列说法正确的是
A.该反应的化学平衡常数表达式为
B.反应过程中继续加入CaCO3后,c(CO2)将增大
C.将密闭容器体积增大一倍,再次平衡后,CO2的浓度大于0.5mol/L
D.升高温度,该反应平衡将向正反应方向移动
15.(2023-2024高二上·四川凉山·期中)已知 。若压强改变为通过改变容器体积实现,则下列图像中正确的是
A. B.
C. D.
考点03 勒夏特列原理
16.(2023-2024高二上·河南·期中)下列化工生产中,与化学平衡移动原理无关的是
A.海水提溴工艺中,通入氯气之前加稀硫酸酸化海水
B.工业用氢气和氯气制备盐酸,选择“点燃”而不选择“光照”
C.工业合成氨采用循环利用尾气中的N2和H2
D.接触法制硫酸时,充入适当过量的空气氧化SO2
17.(2023-2024高二上·四川凉山·期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.使用三元催化剂提高单位时间内汽车尾气中CO、NO转化成CO2和N2的转化率
B.开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫
C.将CO中毒者送入高压氧舱治疗
D.实验室用排饱和食盐水来收集氯气
18.(2023-2024高二上·浙江·期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.甲基橙滴加到的溶液中呈红色,滴加到的溶液中呈黄色
B.已知平衡体系:,恒温缩小容积,平衡后气体颜色比原平衡深
C.打开冰镇啤酒瓶,把啤酒倒入玻璃杯中,杯中立即泛起大量泡沫
D.向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅
19.(2023-2024高二上·浙江杭州·期中)下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A.紫色石蕊遇碱变蓝
B.热的纯碱溶液去污能力更强
C.用浓氨水和生石灰制取NH3
D.用SO2和O2制备SO3,工业选择常压而非高压
20.(2023-2024高二上·新疆乌鲁木齐·期中)目前,常用三元催化将汽车尾气中NO和CO转化为CO2和N2。在密闭容器中模拟进行如下反应: 。达到平衡后,其他条件不变,分别改变下列条件。用“正反应方向”“逆反应方向”或“不”分析判断平衡移动情况,用 分析判断其他物理量变化情况。
(1)增加CO的浓度,平衡向 移动,该反应的平衡常数K 。
(2)保持反应容器压强和温度不变,通入He,平衡向 移动,该化学反应速率 ,该反应的△H 。
(3)在一定温度下,缩小反应容器体积,平衡向 移动,NO(g)的转化率 ,该反应的平衡常数K 。
(4)使用相同质量的同种催化剂,增大催化剂的比表面积,平衡 移动,该化学反应速率将 。
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专题04 化学平衡状态 影响化学平衡的因素
内容概览
考点01 化学平衡状态的判断
考点02 影响化学平衡的因素
考点03 勒夏特列原理
考点01 化学平衡状态的判断
1.(2023-2024高二上·四川成都·期中)向恒温、恒容的密闭容器中加入,发生反应,不能说明反应达到平衡状态的是
A.的体积分数保持不变
B.保持不变
C.混合气体的密度保持不变
D.每断裂6个N-H的同时生成2个C=O
【答案】A
【详解】A.该反应只有生成物为气体,则、的体积分数恒定,因此的体积分数保持不变不能说明反应达到平衡状态,A符合题意;
B.达到平衡状态时,该反应的浓度熵等于平衡常数,即为定值,B不符合题意;
C.反应物为固体,生成物为气体,因此混合气体质量在改变,体积不变,则其密度时刻在改变,达到平衡状态时密度为定值,C不符合题意;
D.每断裂6个键,即消耗分子,则必然消耗分子的,即消耗个。又同时生成了2个,表明同一物质的正逆反应速率相等,证明反应达到平衡状态,D不符合题意。
答案为:A。
2.(2023-2024高二上·河南信阳·期中)常温下向烧杯中加入溶液、溶液和稀硫酸,发生反应: 。下列情况表明上述可逆反应达到平衡状态的是
A.保持不变 B.保持不变
C.溶液pH不再变化 D.
【答案】C
【详解】A.与反应物和生成物的能量高低有关,在一定条件下始终保持恒定,因此不能据此判断平衡状态,故A不符合题意;
B.和I-的起始量之比为1:2,结合反应可知两者变化量之比也为1:2,则始终保持1:2恒定不变,不能据此判断平衡状态,故B不符合题意;
C.溶液pH不再变化说明溶液中氢离子浓度不变,说明正逆反应速率相等,则反应达到平衡状态,故C符合题意;
D.说明正逆反应速率不相等,说明反应没有达到平衡状态,故D不符合题意;
故选C。
3.(2023-2024高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。下列能判断该反应已经达到化学平衡的个数有
①
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤混合气体总质量不变
⑥密闭容器中CO2的体积分数不变
⑦密闭容器混合气体的总物质的量不变
A.4个 B.5个 C.6个 D.7个
【答案】B
【详解】①v(NH3)正=2v(CO2)逆,表明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故①正确;
②该反应为气体物质的量增大的反应,密闭容器中总压强为变量,当密闭容器中总压强不变时,该反应达到平衡状态,故②正确;
③H2NCOONH4(s)为固态,混合气体总质量为变量,则密闭容器中混合气体的密度为变量,当密闭容器中混合气体的密度不变时,表明达到平衡状态,故③正确;
④只有NH3(g)、CO2(g)为气体,且二者物质的量之比始终为2:1,则混合气体的平均相对分子质量始终不变,不能根据密闭容器中混合气体的平均相对分子质量判断平衡状态,故④错误;
⑤H2NCOONH4(s)为固态,混合气体总质量为变量,当混合气体总质量不变时,表明达到平衡状态,故⑤正确;
⑥只有NH3(g)、CO2(g)为气体,且二者物质的量之比始终为2:1,密闭容器中CO2的体积分数始终不变,不能根据密闭容器中CO2的体积分数判断平衡状态,故⑥错误;
⑦该反应为气体物质的量增大的反应,当密闭容器混合气体的总物质的量不变时,表明达到平衡状态,故⑦正确;
根据分析可知,能判断该反应已经达到化学平衡的个数有5个,故选:B。
4.(2023-2024高二上·浙江台州·期中)可逆反应在恒容绝热容器中反应,下列不能判断该反应达到平衡状态的是
A.v正(NO2)=2v逆(N2O4) B.气体颜色不再变化
C.体系温度不再变化 D.
【答案】D
【详解】A.v正(NO2)=2v逆(N2O4)时,说明v正(NO2)=v逆(NO2),正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A项不选;
B.NO2为红棕色气体,当气体颜色不再变化,说明NO2浓度不再变化,反应达到平衡状态,B项不选;
C.该反应在恒容绝热容器中进行,当体系温度不再变化,说明反应放出和吸收的热量相等,证明反应达到平衡状态,C项不选;
D.未体现正、逆反应速率之间的关系,不能说明反应达到平衡状态,D项选;
答案选D。
5.(2023-2024高二上·北京西城·期中)一定温度下,在定容密闭容器中发生反应:,下列能证明反应达到化学平衡状态的是
A.容器内气体的平均摩尔质量不再变化
B.体系压强保持不变
C.生成的CO2与消耗的H2物质的量之比为1:1
D.容器内气体密度不再变化
【答案】C
【详解】A.该反应前后气体物质的量不变,气体总质量不变,故容器内气体的平均摩尔质量不再变化,不能证明反应达到化学平衡状态,A错误;
B.该反应前后气体物质的量不变,故容器内气体压强不再变化,不能证明反应达到化学平衡状态,B错误;
C.生成二氧化碳为正反应方向,氢气的消耗为逆反应方向,当正逆反应速率相等时,反应达到平衡状态,C正确;
D.该反应在恒容密闭容器中进行,根据质量守恒,混合气体质量不变,根据,ρ在平衡前后始终不变,所以当密度不变时,反应不一定达平衡,D错误;
答案选C。
6.(2023-2024高二上·吉林四平·期中)一定条件下密闭容器中发生反应:。该反应达到平衡状态的标志是
A.、、三种气体共存时 B.的消耗速率等于的消耗速率
C.容器中各组分的体积分数不随时间而变化 D.容器混合气体的总质量不变
【答案】C
【详解】A.可逆反应只要反应发生,就是反应物和生成物共存的体系,A错误;
B.速率之比等于计量数之比,的消耗速率等于的消耗速率2倍时反应达到平衡状态,B错误;
C.容器中各组分的体积分数不随时间而变化,说明达到平衡状态,C正确;
D.无论反应是否平衡,容器内混合气体的总质量均不改变,D错误;
故选C。
考点02 影响化学平衡的因素
7.(2023-2024高二上·黑龙江大庆·期中)在一定温度下的密闭容器中发生反应:,平衡时测得A的浓度为0.50mol/L。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断正确的是
A.平衡向正反应方向移动 B.C的体积分数减小
C.B的转化率增大 D.
【答案】B
【详解】A.将容器的容积扩大到原来的两倍,相等于减压,A的量从0.25mol/L增加到0.30mol/L,则平衡逆向移动,故A错误;
B.由A中可知,减压,平衡逆向移动,C的体积分数减小,故B正确;
C.由A中可知,减压,平衡逆向移动,B的转化率减小,故C错误;
D.由A中可知,减压,平衡逆向移动,,故D错误;
故选B。
8.(2023-2024高二上·陕西汉中·期中)已知反应COCl2(g)⇌CO(g) + Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施中能提高COCl2转化率的是
①升温 ②恒容通入惰性气体③增加CO浓度 ④增大容器的容积 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
【答案】B
【详解】①该反应,为吸热反应,故升温平衡向右移动,COCl2转化率升高,①正确;
②恒容通入惰性气体,反应物和生成物浓度均不变,平衡不移动,转化率不变,②错误;
③增大CO的浓度,平衡向左移动,COCl2转化率降低,③错误;
④扩大容积,压强减小,平衡向右移动,COCl2转化率升高,④正确;
⑤催化剂只影响反应速率,不影响平衡,故加催化剂,COCl2转化率不变,⑤错误;
⑥恒压通入惰性气体,等效于扩大容积,压强减小,平衡向右移动,COCl2转化率升高,故⑥正确。
综上可知:能提高COCl2转化率的是①④⑥。
答案选B。
9.(2023-2024高二上·福建三明·期中)某温度下,反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是
A.恒容下,再充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动,v正加快、v逆减慢
B.缩小容器的体积,v正>v逆
C.恒容下,再充入一定量的Ar气,平衡向正反应方向移动
D.恒容下,再充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
【答案】B
【详解】A.恒容下,再充入一定量的水蒸气,反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动,正、逆反应速率均增大,故A错误;
B.该反应是气体体积减小的反应,缩小容器的体积,气体压强增大,平衡向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,故B正确;
C.恒容下,再充入一定量的不参与反应的氩气,反应体系中各物质浓度不变,反应速率不改变,化学平衡不移动,故C错误;
D.恒容下,再充入一定量的乙烯,反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动,但的转化率减小,故D错误;
故选B。
10.(2023-2024高二上·四川成都·期中)工业上制备硫酸的一步重要反应是: 。下列有关说法正确的是
A.为提高的平衡转化率,实际生产过程中,通入空气的量越多越好
B.为提高反应速率和平衡转化率,实际生产过程中,采用的压强越大越好
C.为提高的平衡转化率,实际生产过程中,反应温度越低越好
D.为提高原料利用率,实际生产过程中,、循环使用得越充分越好
【答案】D
【详解】A.通入空气的量越多,氧气的浓度越大,平衡正向移动,SO2的平衡转化率增大,但通入空气的量太多会带走热量造成能源的浪费,A错误;
B.增大压强会增大反应速率,但压强越大设备的要求越高,会增加生产成本,B错误;
C.温度越低反应速率越慢,达到平衡所需时间越长,且该反应为放热反应,温度越低平衡正向移动,SO2的平衡转化率增大,但温度过低会影响催化剂的活性和反应速率降低,C错误;
D.为提高原料利用率,实际生产过程中,SO2、O2循环使用得越充分越好,D正确;
故选D。
11.(2023-2024高二上·辽宁沈阳·期中)已知工业合成氨的过程中发生,其中催化剂的成分有Fe3O4、Al2O3、K2O、CaO等。下列措施既能提高化学反应速率,又能提高NH3产率的是
A.升高反应温度 B.充入一定量的He
C.缩小体积来增大压强 D.调节催化剂中各物质的比例
【答案】C
【详解】A.升高反应温度可以提高速率,但正反应是放热反应,平衡左移,NH3产率降低,A错误;
B.充入一定量的He,不影响反应物浓度,不影响反应速率和平衡移动,B错误;
C.反应为气体分子减小的反应,缩小体积来增大压强平衡右移,可以提高氨气产率,缩小体积浓度变大,可以增大反应速率,C正确;
D.催化剂只能改变反应速率,不能改变转化率,D错误;
故选C。
12.(2023-2024高二上·湖南郴州·期中)某已平衡的化学可逆反应,下列有关叙述正确的是
A.使用合适的催化剂可以使平衡正向移动
B.有气体参加的可逆反应,减小体积增大压强能够加快反应速率
C.增加生成物的质量,平衡一定逆向移动
D.升高温度,平衡一定正向移动
【答案】B
【详解】A.催化剂只改变反应速率,不能使平衡发生移动,A错误;
B.有气体参加的可逆反应,减小体积增大压强,气体物质的浓度变大,反应速率加快,B正确;
C.若该生成物为固体,增加其质量,平衡不移动,C错误;
D.升高温度平衡向吸热方向移动,但不一定是正向移动,D错误
故选B。
13.(2023-2024高二上·四川成都·期中)一定温度下,在2L的密闭容器中发生如下反应:,、的物质的量随时间变化的关系如图1,达平衡后在、、、时都只改变了一种条件,逆反应速率随时间变化的关系如图2。下列有关说法正确的是
A.,反应开始2min内,
B.若时改变的条件是降温,平衡正向移动,则该反应为放热反应
C.时间段的浓度一定未发生变化
D.若平衡后只增加0.3mol的,则达到新平衡后,的体积分数增大。
【答案】B
【详解】A.通过图1可知,2min达平衡,△n(B)=0.3mol-0.1mol=0.2mol,△n(C)=0.2mol,物质的量变化量之比等于化学计量数之比,故2:x=0.2mol:0.2mol,解得x=2;由方程式知 A是纯固体,不能计算反应速率,A错误;
B.tl时,逆反应速率减小,并且t1后逐渐增大至不变,则平衡正向移动,若tl时改变的条件是降温,该反应为放热反应,B正确;
C.t3-t5时间段逆反应速率减小后不变,平衡不移动,结合该反应是气体体积不变的反应,t3时可能是减小压强,B的浓度减小,C错误;
D.结合A分析知方程式为,即反应前后气体体积不变,结合起始加入量,若平衡后只增加0.3mol的,由等效平衡知达到新平衡后的体积分数不变,D错误;
故选B。
14.(2023-2024高二上·广东清远·期中)在一定体积的密闭容器中,进行化学反应:,化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
根据以上信息推断以下说法正确的是
A.升高温度,该反应向正反应方向移动
B.此反应只有达到平衡时,密闭容器中的压强才不会变化
C.该反应在1000℃时的反应速率与700℃时一样大
D.温度不变,该反应的反应物的转化率越大,化学平衡常数越大
【答案】A
【详解】A.根据题中升高温度,平衡常数增大,说明平衡正向移动,故A正确;
B.该反应是等体积反应,因此无论该反应是否达到平衡时,密闭容器中的压强都不会变化,故B错误;
C.该反应在1000℃时的反应速率比700℃时的反应速率大,故C错误;
D.温度不变,该反应的反应物的转化率越大,化学平衡常数不变,平衡常数只与温度有关,故D错误。
综上所述,答案为A。
15.(2023-2024高二上·广东江门·期中)在恒温恒容下,在一容器充入2molSO2和1molO2发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),达到平衡后,SO3的体积分数为p%。在恒温恒容下再充入2molSO2和1molO2,再次达到平衡后,SO3的体积分数为
A.小于p% B.等于p% C.大于p% D.无法判断
【答案】C
【详解】反应为气体分子数减小的反应,在恒温恒容下再充入2molSO2和1molO2,再次达到平衡后,相当于在原平衡基础上增大压强,平衡正向移动,导致SO3的体积分数大于p%;
故选C。
16.(2023-2024高二上·黑龙江齐齐哈尔·期中)在一密闭烧瓶中,在25℃时存在如下平衡:,将烧瓶置于100℃的水中,则下列几项性质中不会改变的是
①颜色 ②平均分子量 ③质量 ④压强 ⑤密度
A.①和③ B.②和④ C.④和⑤ D.③和⑤
【答案】D
【详解】把烧瓶置于100℃的水中,温度升高;
①温度升高,平衡逆向移动,二氧化氮浓度变大,颜色加深,错误;
②温度升高,平衡逆向移动,物质的量增大,平均分子量减小,错误;
③根据质量守恒,质量不变,正确;
④温度升高,平衡逆向移动,气体物质的量增大,压强变大,错误;
⑤密闭容器中总质量、总体积不变,密度不变,正确;
故选D。
考点03 勒夏特列原理
17.(2023-2024高二上·福建福州·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)
【答案】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。
18.(2023-2024高二上·重庆·期中)下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.工业生产硫酸的过程中使用适当过量的氧气,以提高的转化率
B.反应达平衡后,对容器进行压缩,气体颜色变深
C.加入可以加快的分解速率
D.工业合成氨采用高温条件
【答案】A
【详解】A.加入过量的空气,氧气浓度增大,,平衡正向移动,可以用勒夏特列原理解释,A正确;
B.该反应前后气体分子数不变,对容器进行压缩,压强增大,平衡不移动,但二氧化氮浓度增大,体系颜色变深,跟勒夏特列原理无关,B错误;
C.加入可以加快的分解速率,做催化剂,催化剂对化学平衡移动无影响,C错误;
D.合成氨是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,NH3的产量降低,不符合勒夏特列原理,500℃是催化剂的催化效率最高的温度,D错误;
故选A。
19.(2023-2024高二上·广东广州·期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
B.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
C.氯水中加入粉末可以提高氯水中的浓度
D.工业上合成氨时将温度控制在
【答案】D
【详解】A.合成氨的反应中,将混合气体中的氨气液化,减小了生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,能用勒夏特列原理解释,故不选A;
B.,用排饱和食盐水的方法收集氯气,增大氯离子浓度,氯气与水的反应向逆反应方向移动,减少氯气的损耗,能利用勒夏特列原理解释,故不选B;
C.,向氯水中加入碳酸钙粉末,碳酸钙与盐酸反应使生成物HCl的浓度减小,平衡向正反应方向移动,次氯酸的浓度增大,则氯水中加入碳酸钙粉末可以提高氯水中次氯酸的浓度,能用勒夏特列原理解释,故不选C;
D.合成氨是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,工业合成氨时控制温度为工业上合成氨时将温度控制在是为了提高催化剂的活性,加快反应速率,提高生产效率,不能用勒夏特列原理解释,故选D;
选D。
20.(2023-2024高二上·湖北鄂州·期中)化学与生产、生活密切相关。下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A.开启碳酸饮料瓶后,瓶内立即泛起大量泡沫
B.由、、组成的平衡体系通过缩小体积加压后颜色变深
C.实验室制取乙酸乙酯时,将乙酸乙酯不断蒸出
D.合成氨过程中使用过量的氮气以提高氢气的转化率
【答案】B
【详解】A.碳酸饮料中存在二氧化碳的溶解平衡:CO2(g)CO2(aq),开启瓶盖后,瓶中气体压强减小,平衡逆向移动,二氧化碳浓度增大导致泛起大量泡沫,则开启碳酸饮料瓶后,瓶内立即泛起大量泡沫能用平衡移动原理解释,故A不符合题意;
B.氢气与碘蒸气反应生成碘化氢的反应是气体体积不变的反应,缩小体积增大压强,碘蒸气的浓度增大导致颜色变深,但化学平衡不移动,则由氢气、碘蒸气、碘化氢组成的平衡体系缩小体积加压后颜色变深不能用平衡移动原理解释,故B符合题意;
C.浓硫酸作用下乙醇和乙酸共热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,该反应是可逆反应,将乙酸乙酯不断蒸出,生成物的浓度减小,平衡向正反应方向移动,乙酸乙酯的产率增大,则实验室制取乙酸乙酯时,将乙酸乙酯不断蒸出能用平衡移动原理解释,故C不符合题意;
D.合成氨反应为可逆反应,增大反应物氮气的浓度,平衡向正反应方向移动,氢气的转化率增大,则合成氨过程中使用过量的氮气以提高氢气的转化率能用平衡移动原理解释,故D不符合题意;
故选B。
考点01 化学平衡状态的判断
1.(2023-2024高二上·浙江宁波·期中)一定温度下在容积恒定的密闭容器中,进行反应,当下列物理量不发生变化时,能说明该反应已达到平衡状态的是
①混合气体的平均摩尔质量;②容器内气体的压强;③混合气体总物质的量;④B物质的量浓度
A.①④ B.只有②③ C.②③④ D.只有④
【答案】A
【详解】①由于A为固体,建立平衡过程中气体的质量变化,混合气体的物质的量不变,混合气体的平均摩尔质量变化,则混合气体的平均摩尔质量不变说明反应达到平衡状态,①符合题意;
②该反应是反应前后气体体积不变的反应,容器内气体的压强始终不变,因此不能根据容器内气体的压强不变确定反应是否达平衡状态,②不符合题意;
③该反应是反应前后气体体积不变的反应,反应前后混合气体总物质的量始终不变,因此不能据此判断反应是否达平衡状态,③不符合题意;
④当反应达到平衡时,B的物质的量不变,由于容器的容积不变,则此时B的浓度不变,故可根据B物质的量浓度不变判断反应是否达到平衡状态,④符合题意;
故选A。
2.(2023-2024高二上·河南·期中)下列标志可表明反应达到平衡状态的是
选项
反应条件
可逆反应
标志
A
恒温恒容
混合气体的密度不变
B
恒温恒容
的压强不变
C
恒温恒压
D
恒温恒压
混合气体的平均相对分子质量不变
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.反应前后混合气体的质量和容器容积均是不变的,混合气体的密度一直不变,所以不一定是平衡状态,A错误;
B.对于反应前后气体量发生变化的反应,在恒温恒容条件下,反应容器内的总压强不再随时间变化,可以作为一个判断反应达到平衡的标志,B正确;
C.c(NO2)=2c(N2O4),只提供反应物与生成物的浓度关系,无法判断正逆反应速率是否相等,所以不能判断反应是否达平衡状态,C错误;
D.反应物为固体时,反应进行时生成的气体永远是NH3和CO2物质的量之比为2:1的混合气体,那么平均相对分子质量恒定为,这也说明即使平均相对分子质量不变,反应也可能未达到平衡状态,D错误;
故选B。
3.(2023-2024高二上·天津·期中)一定量的氨基甲酸铵置于密闭容器中(容器体积不变,固体体积忽略),在恒温下使其达到分解平衡:,可以判断该反应已经达到平衡的是
A.v(NH3)=2v(CO2)
B.密闭容器中气体的平均相对分子质量不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
【答案】C
【详解】A.化学反应速率之比等于对应化学计量数之比,任意时刻都有v(NH3)=2v(CO2),因此不能凭此判断达到平衡态,A错误;
B.反应中只有NH3和CO2为气体,且二者物质的量之比为2:1,平均相对分子量是个定值,其不再变化不能判断达到平衡态,B错误;
C.恒容容器中,正向气体质量增大,反应正向进行时密度是个增大的值,不再变化时说明各组分含量不再变化,达到平衡态,C正确;
D.反应中只有NH3和CO2为气体,且二者物质的量之比为2:1,体积分数等于物质的量分数,则氨气的体积分数是个定值,其不再变化不能判断达到平衡态,D错误;
故选C。
4.(2023-2024高二上·陕西延安·期中)在恒温,体积为2L的密闭容器中加入1molCO2和3molH2,发生如下的反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H<0.能判断反应已经达到平衡状态的是
A.容器中CO、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1:3:1:1
B.容器内混合气体密度保持不变
C.v正(H2)=3v逆(H2O)
D.CH3OH(g)和H2O(g)体积分数之比保持不变
【答案】C
【详解】A.容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比也可能为1:3:1:1,该反应可能达到平衡状态,也可能没有达到平衡状态,与反应初始浓度和转化率有关,故A错误;
B.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)反应中,前后气体质量不变,固定容积,体积不变,故密度不是变量,不能判断化学平衡状态,故B错误;
C.v正(H2)=3v逆(H2O),方向相反,化学反应速率之比等于计量数之比,能判断平衡状态,故C正确;
D.随着反应的进行,产生的CH3OH(g)和H2O(g)一样多,故体积分数之比保持不变,不能据此判断化学平衡状态,故D错误;
答案选C。
5.(2023-2024高二上·贵州遵义·期中)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:。下列能说明该反应达到平衡状态的是
A.反应停止,反应速率为零
B.各组分的浓度保持不变
C.N2和H2的体积比保持不变
D.每生成3mol H2消耗2mol NH3
【答案】B
【详解】A.可逆反应达到平衡状态,是一种动态平衡,,A错误;
B.反应过程中各物质浓度不断变化,当各组分浓度不变,说明反应达平衡状态,B正确;
C.生成的N2和H2的体积比始终等于计量数之比,不能说明反应是否达平衡状态,C错误;
D.生成3mol H2消耗2mol NH3表示的反应方向相同,不能说明反应达平衡状态,D错误;
答案选B。
6.(2023-2024高二上·贵州黔西·期中)PCl3和PCl5是有机常见的氯化剂,一定温度下,两者之间的转化关系为PCl3(g) + Cl2(g)PCl5(g),保持体积不变,下列说法不能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.混合气体的颜色保持不变 B.体系中的压强保持恒定不变
C.v正(PCl3) = v正(PCl5) D.相同时间内,消耗0.2mol Cl2的同时生成0.2mol PCl3
【答案】C
【详解】A.该反应中氯气有颜色,混合气体的颜色保持不变时,氯气浓度则不再改变,反应达到平衡,A正确;
B.该反应为气体分子数减小的反应,压强一直在改变,则体系中的压强保持恒定不变时,反应达到平衡,B正确;
C.两个速率都是正反应速率,不能证明反应达到平衡,C错误;
D.相同时间内,消耗0.2mol Cl2的同时生成0.2mol PCl3,则正、逆反应速率相等,反应达到平衡,D正确;
故选C。
7.(2023-2024高二上·福建泉州·期中)在一个恒容绝热的密闭容器中,发生可逆反应:,已知M的状态未知,则下列描述一定达到平衡的标志是
①当物质N、P、Q的体积分数比为2∶1∶1时
②混合气体的密度不变时
③体系的温度不变时
④反应速率时
⑤体系的压强不变时
⑥气体的平均相对分子质量不变时
A.①③④ B.③⑤⑥ C.②③⑥ D.③④⑤
【答案】B
【详解】①达到平衡时各物质的百分含量保持不变,但不一定等于化学计量数之比,故当物质N、P、Q的体积分数比为2∶1∶1时反应不一定达到平衡状态;
②当M为气态时,建立平衡的过程中混合气体的总质量始终不变,在恒容容器中,混合气体的密度始终不变,混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态;
③该反应的正反应为吸热反应,在恒容绝热容器建立平衡的过程中体系的温度是变量,故体系的温度不变能说明反应达到平衡状态;
④反应速率时同一物质表示的正、逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态;
⑤当M呈气态时,建立平衡的过程中混合气体总物质的量是变量、同时温度是变量,体系的压强是变量,体系的压强不变能说明反应达到平衡状态;当M为非气态时,建立平衡的过程中混合气体总物质的量始终不变、但温度是变量,体系的压强是变量,体系的压强不变能说明反应达到平衡状态;
⑥当M呈气态时,建立平衡的过程中混合气体总质量始终不变、混合气体总物质的量是变量,气体的平均相对分子质量是变量,气体的平均相对分子质量不变时能说明反应达到平衡状态;当M呈非气态时,建立平衡的过程中混合气体总质量是变量、混合气体总物质的量始终不变,气体的平均相对分子质量是变量,气体的平均相对分子质量不变时能说明反应达到平衡状态;一定能说明反应达到平衡状态的是③⑤⑥,答案选B。
考点02 影响化学平衡的因素
8.(2023-2024高二上·宁夏吴忠·期中)反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的图像如下:
A.m+n>p+q B.m+n<p+q C.m >p+q D.ΔH<0
【答案】A
【详解】由反应方程式可知,四种物质均为气体,由图1可知,温度越高,C的百分含量越大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,则ΔH>0,;看200℃或500℃的曲线可知,压强越大,C的百分含量越大,说明平衡向正反应方向移动,则该反应为气体分子数减小的反应,则m+n>p+q。
故本题选A。
9.(2023-2024高二上·辽宁·期中)下列叙述与图对应的是
A.对于达到平衡状态的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),图①表示在to时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动
B.由图②可知,满足反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0
C.图③表示的反应方程式为:2A+B3C
D.对于反应2X(g)+3Y(g)3Z(g)ΔH<0图④y轴可以表示Y的百分含量
【答案】B
【详解】A. 对于达到平衡状态的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),图①表示在t0时刻ν正、ν逆 都增大,ν逆 增大的多,化学平衡逆向移动,应该是升高温度使平衡逆向移动导致,若是充入了一定量的NH3,则ν逆增大,ν正 瞬间不变,这与图像不吻合,故A错误;
B. 增大压强反应速率加快,达到平衡所需时间缩短;升高温度反应速率加快,达到平衡所需时间缩短;则根据图像可知:压强:P2>P1;温度:T1>T2;增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,C含量增大,说明正反应是气体体积减小的反应;升高温度,C含量减小,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,故该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,故满足反应:2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0,故B正确;
C.图③中A的浓度减小说明A是反应物,B和C浓度增大,说明是生成物,根据反应的化学计量数与变化的浓度成正比,∆n(A):∆n(B):∆n(C)=(2-1.2):(0.4-0):(1.2-0)=2:1:3,表示的反应方程式为:2AB+3C,故C错误;
D. 在压强不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,表示Y的含量应该增大,但图像显示y轴数值减小,因此图④y轴不可以表示Y的百分含量,故D错误;
故选B。
10.(2023-2024高二上·福建三明·期中)下列叙述与图中甲、乙、丙、丁相符合的是
甲:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl
乙:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
丙:H2(g)+I2(g)2HI(g)
丁:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
A.图甲是向平衡后的溶液中加入少量晶体,反应速率随时间变化的图像
B.图乙恒容密闭容器中,若起始量相同达平衡时转化率:α(Ⅰ)<α(Ⅱ)
C.图丙中a改变的条件一定是加入催化剂
D.图丁中K为化学平衡常数,P点处化学反应速率v正>v逆
【答案】D
【详解】A.图甲反应的离子是Fe3+和SCN-离子,K+和Cl-不参与反应,向平衡后的溶液中加入少量KCl晶体,对反应速率没有影响,A错误;
B.图乙恒容密闭容器中,若起始量相同,Ⅰ生成的甲醇大于Ⅱ生成的甲醇,达平衡时转化率:α(Ⅰ)>α(Ⅱ),B错误;
C.图丙反应前后气体系数相等,a改变的条件可能是加入催化剂也可能是增大压强,平衡不移动,反应速率增大,C错误;
D.P点的QC>K,平衡向正反应移动v正>v逆,D正确;
答案选D。
11.(2023-2024高二上·湖北恩施·期中)300℃时,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的A气体发生反应:。部分实验数据如表所示:
t/s
0
50
100
150
n(A)/mol
4.00
2.5
2.00
2.00
下列有关说法正确的是
A.前50 s内,平均反应速率v(B)=0.015 mol/(L·s)
B.达到平衡后升高温度,混合气体的平均摩尔质量减小
C.100 s后再充入一定量A,平衡正向移动,A的转化率增大
D.其他条件不变,将恒容改为恒压,平衡时A的转化率减小
【答案】B
【详解】A.根据表格数据可知:在前50 s内,A物质反应消耗了1.50 mol,根据物质反应转化关系可知会同时反应产生3.00 mol的B物质,由于容器的容积是2 L,因此用B物质浓度变化表示的化学反应速率v(B)==0.0300 mol/(L·s),A错误;
B.根据题意可知:该反应的反应混合物都是气体,正反应是气体体积增大的吸热反应,当反应达到平衡后升高温度,化学平衡向吸热的正反应方向移动,导致混合气体的物质的量增大,由于混合气体质量不变,因此混合气体的平均摩尔质量会减小,B正确;
C.100 s后再充入一定量A,即增大了反应物A的浓度,化学平衡正向移动,该反应的反应物只有A(g),再充入一定量A,相当于增大压强,使最终达到平衡时反应物A的转化率减小,C错误;
D.该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,若其他条件不变,将恒容改为恒压条件,相当于增大了容器的容积,导致体系的压强减小。减小压强,化学平衡向气体体积增大的正反应方向移动,最终平衡时A的转化率增大,D错误;
故合理选项是B。
12.(2023-2024高二下·广东汕头·期中)无水常用于检验样品中的微量水。一水硫酸铜失水的反应为 。不同温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入足量的一水硫酸铜粉末,发生上述反应。测得蒸气压与温度、时间的关系如下表所示:
时间/min
蒸气压/kPa
温度/℃
0
5
10
15
20
25
0
4
7
9
10
10
0
5
9
12
12
12
下列推断正确的是
A.,
B.其他条件不变,增大压强,平衡向正反应方向移动
C.,0~10min内用的分压表示的反应速率为
D.当气体平均相对分子质量不变时反应达到平衡状态
【答案】C
【详解】A.由图可知,℃时反应先达到平衡,且蒸气压大于℃,则反应温度大于,平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应,A错误;
B.该反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,B错误;
C.由图可知,条件下,10min时蒸气压为9 kPa,0则~10min内用的分压表示的反应速率为=,C正确;
D.由方程式可知,该反应中只有水蒸气是气体,反应中相对分子质量始终不变,则气体平均相对分子质量不变时,反应不一定达到平衡状态,D错误;
故选C。
13.(2023-2024高二上·河南信阳·期中)、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在、和不同压强下发生反应:,的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.恒压条件下,增加初始用量,增大
B.该反应在常温常压下进行最有利于提高效益
C.压强大小顺序为
D.其他条件不变,若将、初始用量调整为,则增大
【答案】C
【详解】A.恒压条件下,增加初始用量,、的浓度等比例减小,相当于减小压强,该反应是气体体积减小的反应,减小压强,平衡逆向移动,的平衡转化率减小,A错误;
B.虽然升高温度,SO2的平衡转化率减小,但实际生产当中除了考虑平衡转化率,还需要考虑反应速率和催化剂活性,常温下反应速率较慢,不利于提高效益,B错误;
C.该反应前后气体系数之和减小,相同温度下,增大压强,平衡正向移动,SO2的转化率增大,所以,C正确;
D.当SO2的量一定时,氧气的用量越大,SO2的平衡转化率越大,其他条件不变,若将SO2、O2初始用量调整为2∶1,相当于减少了氧气的用量,SO2的平衡转化率减小,D错误;
故选C。
14.(2023-2024高二上·安徽池州·期中)T℃,某密闭容器中发生:,达到平衡后测得CO2的浓度为1mol/L,下列说法正确的是
A.该反应的化学平衡常数表达式为
B.反应过程中继续加入CaCO3后,c(CO2)将增大
C.将密闭容器体积增大一倍,再次平衡后,CO2的浓度大于0.5mol/L
D.升高温度,该反应平衡将向正反应方向移动
【答案】D
【详解】A.固体物质不带入平衡常数表达式,该反应的化学平衡常数应该为K=c(CO2),A错误;
B.CaO是固体,浓度不变,加入CaO后,化学平衡不移动,因此c(CO2)不变,B错误;
C.将密闭容器体积增大一倍,导致压强减小,化学平衡正向移动,但由于化学平衡常数不变,则CO2的浓度不变,C错误;
D.该反应的正反应是吸热反应,根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡将向吸热的正反应方向移动,D正确;
故选D。
15.(2023-2024高二上·四川凉山·期中)已知 。若压强改变为通过改变容器体积实现,则下列图像中正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.温度升高化学反应速率增大,平衡逆向移动,SO3的质量分数减少,温度高的更早达到平衡状态,A错误;
B.温度升高正逆反应速率均加快,平衡逆向移动,V逆大于V正,B错误;
C.压强增大化学反应速率增大,平衡正向移动V正大于V逆,,C正确;
D.压强增大化学反应速率增大,平衡正向移动,SO2的转化率增大,温度升高化学反应速率增大,平衡逆向移动,SO2的转化率减小,D错误;
故选C。
考点03 勒夏特列原理
16.(2023-2024高二上·河南·期中)下列化工生产中,与化学平衡移动原理无关的是
A.海水提溴工艺中,通入氯气之前加稀硫酸酸化海水
B.工业用氢气和氯气制备盐酸,选择“点燃”而不选择“光照”
C.工业合成氨采用循环利用尾气中的N2和H2
D.接触法制硫酸时,充入适当过量的空气氧化SO2
【答案】B
【详解】A.酸化海水,抑制氯气与水反应,使平衡向左移动,运用平衡移动原理,A不合题意;
B.氢气和氯气制备盐酸的条件,选择点燃,不选择光照,从反应安全和可控性、速率角度考虑,未运用平衡移动原理,B符合题意;
C.合成氨循环利用尾气中的N2和H2,提高平衡转化率,运用平衡移动原理,C不合题意;
D.接触法制硫酸通入过量的空气,即提高氧气浓度,增大SO2平衡转化率,运用平衡移动原理,D不合题意;
故选B。
17.(2023-2024高二上·四川凉山·期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.使用三元催化剂提高单位时间内汽车尾气中CO、NO转化成CO2和N2的转化率
B.开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫
C.将CO中毒者送入高压氧舱治疗
D.实验室用排饱和食盐水来收集氯气
【答案】A
【详解】A.催化剂影响反应速率,不改变平衡移动,由于加入催化剂加快反应速率,所以单位时间内消耗CO、NO更多,不能用勒夏特列原理解释,故A选;
B.因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳气体逸出,能用勒夏特列原理解释,故B不选;
C.煤气中毒病人血液中的化学平衡CO+HbO2O2+HbCO,CO中毒的病人置于高压氧舱,会使平衡逆向移动,让一氧化碳失去和血红蛋白结合的机会,能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D.氯化钠在溶液中完全电离,所以饱和食盐水中含有大量的氯离子,氯气和水反应存在平衡Cl2+H2OHClO+H++Cl-,相当于氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子,根据勒夏特列原理,平衡向逆反应方向移动,氯气溶解量减小,所以可以勒夏特列原理解释,故D不选;
故选A。
18.(2023-2024高二上·浙江·期中)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.甲基橙滴加到的溶液中呈红色,滴加到的溶液中呈黄色
B.已知平衡体系:,恒温缩小容积,平衡后气体颜色比原平衡深
C.打开冰镇啤酒瓶,把啤酒倒入玻璃杯中,杯中立即泛起大量泡沫
D.向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅
【答案】B
【详解】A.甲基橙在中性或碱性溶液中是以磺酸钠盐的形式存在,在酸性溶液中转化为磺酸,甲基橙滴加到pH=2的溶液中呈红色,滴加到pH=6的溶液中呈黄色,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.2NO2(红棕色)⇌N2O4(无色),该反应为分子数减小的反应,增大压强,浓度增大,颜色加深,平衡右移,颜色变浅,故颜色加深不属于勒夏特列原理,B符合题意;
C.啤酒中溶解有大量二氧化碳,低温、高压时,二氧化碳溶解度增大,倒入杯中时,温度升高、压强降低,二氧化碳溶解度降低,产生大量气泡,属于勒夏特列原理,C不符合题意;
D.,,铁离子浓度降低,平衡逆向进行,Fe(SCN)3浓度减小,颜色变浅,属于勒夏特列原理,D不符合题意;
故答案为:B。
19.(2023-2024高二上·浙江杭州·期中)下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A.紫色石蕊遇碱变蓝
B.热的纯碱溶液去污能力更强
C.用浓氨水和生石灰制取NH3
D.用SO2和O2制备SO3,工业选择常压而非高压
【答案】D
【详解】A.石蕊在溶液中存在着电离平衡,遇碱平衡向离子化(蓝色)的方向移动,能用勒夏特列原理解释,A不符题意;
B.加热可以使纯碱的水解向正向进行,溶液的碱性增强,从而去污能力强,能用勒夏特列原理解释,B不符题意;
C.生石灰与水反应放热,使平衡强烈向右移动,从而快速制氨气,能用勒夏特列原理解释,C不符题意;
D.工业上SO2催化氧化成SO3的反应是气体体积减小的反应,高压有利于SO2转化为SO3,选用常压条件而不选用高压,是常压下SO2的转化率很高,同时高压对设备要求也相应提高,导致经济成本也会相应增大,不能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故选D。
20.(2023-2024高二上·新疆乌鲁木齐·期中)目前,常用三元催化将汽车尾气中NO和CO转化为CO2和N2。在密闭容器中模拟进行如下反应: 。达到平衡后,其他条件不变,分别改变下列条件。用“正反应方向”“逆反应方向”或“不”分析判断平衡移动情况,用 分析判断其他物理量变化情况。
(1)增加CO的浓度,平衡向 移动,该反应的平衡常数K 。
(2)保持反应容器压强和温度不变,通入He,平衡向 移动,该化学反应速率 ,该反应的△H 。
(3)在一定温度下,缩小反应容器体积,平衡向 移动,NO(g)的转化率 ,该反应的平衡常数K 。
(4)使用相同质量的同种催化剂,增大催化剂的比表面积,平衡 移动,该化学反应速率将 。
【答案】(1)正反应方向 不变
(2) 逆反应方向 减小 不变
(3) 正反应方向 增大 不变
(4) 不 增大
【分析】
,增大反应物浓度,平衡正向进行。减小压强,平衡向分子总数增加的方向进行,化学反应速率将减小。增大压强,平衡向分子总数减小的方向移动。K只受温度影响不改变,温度不变,K不变。
【详解】(1)CO为反应物,增加CO浓度,平衡向正反应方向移动,K只受温度影响不改变,温度不变,K不变,故答案为:正反应方向;不变;
(2)保持反应容器压强和温度不变,通入He,体积增大,分压强减小,即对体系的反应而言相当于减小压强,平衡向逆反应方向移动,该化学反应速率将减小。反应的只与方程式的书写形式有关,故不变,故答案为:逆反应方向;减小;不变;
(3)在一定温度下,缩小反应容器体积,增大了压强,平衡向正反应方向移动,的转化率增大,K只受温度影响不改变,温度不变,K不变,故答案为:正反应方向;增大;不变;
(4)使用相同质量同种催化剂,增大催化剂的比表面积,平衡不会影响,但增大了接触面积化学反应速率将增大,故答案为:不;增大。
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