内容正文:
专题03 化学平衡
内容概览
考点01 化学平衡状态的判断
考点02 化学平衡的影响因素
考点03 化学平衡常数 化学平衡的计算
考点01 化学平衡状态的判断
1.(2023-2024高二上·河北保定·期末)在的恒容密闭容器中同时进行下列两个可逆反应:
①;
②。
下列叙述不能说明容器内的反应达到平衡状态的是
A.容器内压强不再发生变化
B.容器内气体的密度不再发生变化
C.的体积分数不再发生变化
D.单位时间内,消耗的C与生成的氢气的物质的量之比为
【答案】D
【详解】A.反应①是气体分子数增多的反应,反应②是气体分子数减少的反应,则压强是变量,容器内压强不再发生变化,能证明反应达到平衡状态,A不选;
B.反应①有固体参与反应,故容器内气体的质量是变量,体积不变,则容器内气体密度是变量,不变时,能证明达到平衡状态,B不选;
C.CH3OH的体积分数是变量,不变时,能证明达到平衡状态,C不选;
D.单位时间内,消耗的C与生成的O2的物质的量为同一方向,不能证明达到平衡状态,D选;
故选D。
2.(2023-2024高二上·河北沧州·期末)在一定温度下的恒容密闭容器中,表明反应:已达平衡状态的是
A.混合气体的压强不再发生变化
B.气体的总物质的量不再发生变化
C.N的生成速率与Q的消耗速率之比为3∶1
D.混合气体的密度不再发生变化
【答案】D
【详解】A.反应前后气体的化学计量数相等,压强始终不变,A项错误;
B.反应前后气体的化学计量数相等,气体的总物质的量始终不变,B项错误;
C.N的生成速率与Q的消耗速率均为逆反应速率,不能说明正反应速率等于逆反应速率,C项错误;
D.因M为固体,混合气体的密度不变,说明气体总质量不变,反应达到平衡状态,D项正确;
故选:D。
3.(2023-2024高二上·河北邢台·期末)我国科学家研制钯催化剂高效选择性实现苯乙炔与氢气反应制备苯乙烯:。在恒温恒容条件下发生该反应,下列不能说明该反应达到平衡状态的是
A. B.混合气体平均摩尔质量不随时间变化
C.混合气体总压强不随时间变化 D.氢气消耗速率等于苯乙烯消耗速率
【答案】A
【详解】A.,说明苯乙炔与氢气相等,两种物质均为反应物,不能证明该反应达到平衡状态,A错误;
B.,反应前后,气体总质量不变,气体总物质的量减小,气体的平均摩尔质量在反应过程中发生改变,当平均摩尔质量不变时即达到平衡状态,B正确;
C.气体总压强与总物质的量成正比例,反应过程中气体总物质的量是变化的,当气体总物质的量不变时即气体总压强不变,说明反应达到平衡,C正确;
D.氢气的消耗速率为正反应速率,苯乙烯的消耗速率为逆反应速率,当氢气的的消耗速率等于苯乙烯的消耗速率,即正反应速率等于逆反应速率时,反应达到平衡状态,D正确;
故选A。
4.(2023-2024高二上·河北秦皇岛·期末)在一定温度下的恒容容器中,发生反应:2A(g)+B(s)C(g)+D(g),下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是
①混合气体的压强不变
②单位时间内生成nmolD,同时生成2nmolA
③C(g)的物质的量浓度不变
④容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1
⑤单位时间内生成nmolC,同时生成nmolD
⑥混合气体的密度不变
A.①②⑤ B.②③⑤ C.②③⑥ D.①③⑥
【答案】C
【详解】①该反应是气体体积不变的反应,反应中混合气体的压强始终不变,则混合气体的压强不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
②单位时间内生成nmolD,同时生成2nmolA说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
③C(g)的物质的量浓度不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
④容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
⑤单位时间内生成nmolC,同时生成nmolD都代表正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;
⑥该反应是气体体积不变、气体质量增大的反应,反应中混合气体的密度增大,则混合气体的密度不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;
②③⑥正确,故选C。
5.(2023-2024高二上·河北高碑店·期末)可逆反应:在恒容密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成的同时生成
②单位时间内生成的同时生成
③用表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
【答案】A
【详解】①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmol NO2,能说明正逆反应速率的相等关系,①正确;
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO只能说明单方向关系,不能说明正逆反应速率的关系,②错误;
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2:2:1的状态是反应进行到任何时刻都成立的关系,不能说明达到了平衡,③错误;
④混合气体的颜色不变化说明二氧化氮的浓度不变化,达到平衡状态,④正确;
⑤该反应是一个反应前后气体的质量不会改变的化学反应,混合气体的质量是守恒的,容器的体积不变,导致混合气体的密度不再变化,所以该反应不一定达到平衡状态,⑤错误;
⑥因该反应是物质的量在增大的化学反应,物质的量与压强成正比,则混合气体的压强不随时间的变化而变化,达到平衡状态,⑥正确;
⑦混合气体的平均相对分子质量=平均摩尔质量=,质量是守恒的,物质的量只有达到平衡时才不变,当混合气体的平均摩尔质量不再变化,证明达到了平衡状态,⑦正确;
故选A。
6.(2022-2023高二上·河北沧州·期末)以与为原料合成尿素的反应为。若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列说法中,不能说明反应达到平衡状态的是
A.与的浓度相等 B.容器中气体的压强不再改变
C. D.容器中混合气体的密度不再改变
【答案】A
【详解】A.与的浓度相等时,反应不一定达到平衡状态,A错误;
B.该反应正向进行时气体分子数减小,容器中气体的压强减小,因此容器中气体的压强不再改变时反应达到平衡状态,B正确;
C.根据方程式中和的计量关系可知,时反应达到平衡状态,C正确;
D.反应过程正向进行时生成,混合气体的总质量减小,容器中混合气体的密度减小,因此容器中混合气体的密度不再改变时反应达到平衡状态,D正确;
答案选A。
7.(2022-2023高二上·河北邢台·期末)在一定条件下,向2L密闭容器中通入2molN2和6molH2,发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列说法能够说明反应已达到平衡状态的是
A.c(NH3):c(H2):c(N2)=2:3:1
B.单位时间内1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.单位时间内有6个N-H键断裂的同时,有3个H-H键形成
【答案】C
【详解】A.恒容容器按照系数比充入反应物,任何时候物质的浓度比都等于系数比,不能作为平衡标志,故A错误;
B.平衡时v正=v逆,单位时间内1个N≡N键断裂表示正向反应,有6个N-H键形成也是正向速率,同向不能作为平衡标志,故B错误;
C.平均相对分子质量为,该反应是气体物质的量变化的反应,始终在变化,当不变了反应达到平衡,故C正确;
D.平衡时v正=v逆,单位时间内有6个N-H键断裂表示逆向速率,同时有3个H-H键形成表示逆向速率,同向不能作为平衡标志,故D错误;
故答案为C。
8.(2022-2023高二上·河北唐山·期末)氮化硅陶瓷能代替金属制造发动机的耐热部件。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) △H<0。若在恒压绝热容器中反应,下列选项表明反应一定已达化学平衡状态的是
A.容器的温度保持不变 B.容器的压强保持不变
C.υ正(N2)=6υ逆(HCl) D.容器内的气体c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6
【答案】A
【分析】根据化学平衡的本质标志(正、逆反应速率相等且不等于0)和特征标志(各组分的浓度保持不变)判断反应是否达到平衡状态。
【详解】A项,该反应的正反应为放热反应,在恒压绝热容器中建立平衡过程中温度升高,平衡时温度不变,容器的温度保持不变能表明反应一定达到化学平衡状态;
B项,该容器为恒压绝热容器,容器的压强始终保持不变,容器的压强保持不变不能表明反应一定达到化学平衡状态;
C项,达到化学平衡时用不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比,达到平衡时6υ正(N2)=υ逆(HCl),故υ正(N2)=6υ逆(HCl)时反应没有达到平衡状态;
D项,达到平衡时各组分的浓度保持不变,不一定等于化学计量数之比,容器内的气体c(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:6不能表明反应一定达到化学平衡状态;
答案选A。
【点睛】可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态的标志是:逆向相等,变量不变。“逆向相等”指必须有正反应速率和逆反应速率且两者相等,“变量不变”指可变的物理量不变是平衡的标志,不变的物理量不变不能作为平衡的标志;注意可逆反应达到平衡时各组分的浓度保持不变,但不一定相等,也不一定等于化学计量数之比。解答本题时还需注意容器为恒压绝热容器。
考点02 化学平衡的影响因素
9.(2023-2024高二上·河北保定·期末)对恒容下的可逆反应:,在一定条件下反应达到平衡。保持其他条件不变,仅改变一个条件,下列说法错误的是
A.压缩容器体积,平衡不移动,的浓度增大
B.移除部分的瞬间,v(正)大于v(逆)
C.再加入一定量的的平衡转化率不变
D.升高温度,容器内压强不变时,反应达到了平衡
【答案】A
【详解】A.该反应为气体体积分数增大的反应,压缩容器体积,各组分的浓度均增大,同时压强增大,平衡逆向移动,故A错误;
B.移除部分的瞬间,生成物浓度瞬间减小,此时逆反应速率瞬间减小,因此v(正)大于v(逆),故B正确;
C.X为固体,增加X的量,平衡不移动,Y的平衡转化率不变,故C正确;
D.该反应为气体体积分数增大的反应,该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,因此当容器内压强不变时,反应达到了平衡,故D正确;
故答案选A。
10.(2023-2024高二上·河北张家口·期末)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物,具有强氧化性,McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数。
Ⅰ.
Ⅱ.
得到和均为线性关系,如下图所示。某条件下,向一容器中加入一定物质的量的NO和ICl,发生反应Ⅰ和Ⅱ,下列说法错误的是
A.反应的平衡常数
B.其他条件不变,升高温度,平衡时NO的物质的量增大
C.其他条件不变,平衡后缩小容器容积,NOCl的体积分数增大
D.其他条件不变,增大NO浓度,可提高I2的产率,降低Cl2的产率
【答案】A
【详解】A.反应的平衡常数,A错误;
B.升高温度,减小,反应Ⅰ逆向移动,增大,反应Ⅱ正向移动,所以升高温度,平衡时NO的物质的量增大,B正确;
C.压缩平衡后的容器容积,反应Ⅰ正向移动,反应Ⅱ逆向移动,NOCl的体积分数增大,C正确;
D.增大NO浓度,会使反应Ⅰ正向移动,反应Ⅱ逆向移动,可提高I2的产率,降低Cl2的产率,D正确;
故选A。
11.(2023-2024高二上·河北张家口·期末)硫酸是一种重要的化工原料,生产过程中涉及反应。下列实际工业生产中的措施不能用勒夏特列原理来解释的是
A.适当提高氧气的投料比例用于提高SO2转化率
B.使用合适的催化剂提高合成SO3的效率
C.及时分离出SO3用于提高原料转化率
D.适当增大压强可以提高SO3的产率
【答案】B
【详解】A.适当提高氧气的投料比例,使平衡向右移动,提高SO2转化率,能用勒夏特列原理来解释,故A不选;
B.催化剂不影响平衡移动,使用合适的催化剂提高合成SO3的效率,不能用勒夏特列原理来解释,故B选;
C.及时分离出SO3,使平衡向右移动,提高原料转化率,能用勒夏特列原理来解释,故C不选;
D.适当增大压强使平衡向右移动,提高SO3的产率,能用勒夏特列原理来解释,故D不选;
答案选B。
12.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)对于反应,下列说法正确的是
A.该反应的
B.反应的平衡常数可表示为
C.使用高效催化剂能降低反应的焓变
D.其他条件相同,增大的转化率下降
【答案】A
【详解】A.反应气体物质的量减少,ΔS<0,A正确;
B.化学平衡常数等于生成物的浓度系数次方与反应物的浓度系数次方之比;反应的平衡常数可表示为,B错误;
C.使用高效催化剂,改变反应速率,但是反应的焓变不变,C错误;
D.其他条件相同,增大,相当于增加氧气的投料,促进NO转化,NO的转化率增大,D错误;
故选A。
13.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.密闭烧瓶内的和的混合气体,受热后颜色加深
B.溶液中加入少量固体,产生大量气体
C.常温下,将铁钉放入浓中,加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀反应过程中,加入少量固体,促进的产生
【答案】A
【详解】A.转化为的反应是放热反应,升温平衡逆向移动,浓度增大,混合气体颜色加深,故A正确;
B.会催化分解,与平衡移动无关,故B错误;
C.铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无关,故C错误;
D.加入以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,故D错误;
故选A。
14.(2023-2024高二上·河北沧州·期末)一定温度下,密闭容器中发生反应:,下列图示与对应的说法相符的是
A.图甲中,时,减小P的浓度 B.图乙中,纵坐标表示生成物Q的物质的量
C.图丙中,时,一定使用了催化剂 D.图丁中,纵坐标表示反应物N的转化率
【答案】B
【详解】A.时,减小P的浓度,逆反应速率减小而正反应速率不变,A项错误;
B.由图像可知,温度下先达到平衡,说明,升高温度平衡逆向移动,生成物Q的物质的量减少,B项正确;
C.该反应前后气体总体积不变,使用催化剂或增大压强,正逆反应速率同等程度的增大,平衡均不移动,因此不一定是使用了催化剂,C项错误;
D.该反应前后气体总体积不变,压强改变平衡不移动,反应物N的转化率不变,D项错误;
本题选B。
15.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)一定条件下,可逆反应 。下列有关叙述错误的是
A.相同条件下,和反应生成2mol,放出的热量为
B.恒容条件下,向平衡体系中通入一定量,的平衡转化率减小
C.恒压条件下,向平衡体系中通入一定量,平衡不移动
D.及时分离出,平衡正向移动,平衡常数不变
【答案】C
【详解】A.该热化学方程式表达的含义为2mol 和1mol完全反应生成2mol,放出98.3kJ的热量,故A正确;
B.恒容条件下通入一定量氧气,平衡正移,的转化率增大,的转化率降低,故B正确;
C.恒压条件下通入稀有气体,不参与反应,会使体积变大,平衡会向着气体分子数增大的方向移动,故C错误;
D.平衡常数只和温度有关,温度不变,K不变,及时分离出,会使浓度降低,平衡正移,故D正确;
故选C。
考点03 化学平衡常数 化学平衡的计算
16.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸,能防止某些昆中、线虫和真菌的危害。CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g) >0,下列说法错误的是
A.高温有利于羰基疏(COS)的生成
B.上述反应的平衡常数表达式为K=
C.上述反应中消耗lmolH2S,生成标准状况下22.4LCOS
D.及时分离出H2O,可加快该反应到达平衡状态
【答案】D
【详解】A.反应CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g) >0是吸热反应,升高温度平衡正向移动,高温有利于羰基疏(COS)的生成,A正确;
B.平衡常数表达式是衡量化学反应进行程度的一个重要参数,它表示在一定温度下,可逆反应达到平衡时,生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比,反应CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g)的平衡常数表达式为K=,B正确;
C.由CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g)可知,消耗lmolH2S,生成1mol COS,标准状况下的体积为22.4L,C正确;
D.及时分离出H2O,会导致H2O(g)的浓度减小,正逆反应速率都会减小,不能加快该反应到达平衡状态,D错误;
故选D。
17.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体,常温常压下它们之间存在反应: 、,但反应速率较小。下列有关该反应的说法正确的是
A.K很大,因此NO与CO在排入大气之前几乎可反应完全
B.K很大,说明该反应的活化能很小
C.增大压强,平衡正向移动,
D.欲使汽车尾气达到排放标准,应选用适宜催化剂
【答案】D
【详解】A.平衡常数很大,表示该反应所能进行的程度大,由于NO与CO反应速率较小,反应物可能没有反应完全,所以在排入大气之前没有反应完全,故A错误;
B.K很大,能说明反应正向进行的程度越大,不能说明该反应的活化能很小,故B错误;
C.平衡常数只与温度有关,增大压强,平衡将向右移动,但是K不变,故C错误;
D.选用适宜催化剂可加快反应速率,使尾气得到净化,达到尾气排放标准,故D正确;
故选:D。
18.(2023-2024高二上·河北邢台·期末)烷烃催化裂解也可制备氢气:,催化裂解过程中利用膜反应新技术可以实现边反应边分离出生成的氢气。不同温度下,1.0mol乙烷在容积为1.0L的恒容密闭容器中发生催化裂解反应。氢气移出率α[]不同时,的平衡转化率与反应温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.加入催化剂,可以通过降低反应的活化能达到减小的目的
B.若A点时,平衡常数,则
C.若,则B点时体系内碳、氢原子个数比
D.反应达到平衡后,向容器中通入惰性气体,可以增大单位时间内的转化率
【答案】B
【详解】A.加入催化剂,可以通过降低反应的活化能,但不会降低,故A错误;
B.若A点时,平衡常数,,,解得x=0.9,则,故B正确;
C.B点时乙烷转化率为60%即生成氢气0.6mol,若,则B点时体系内碳、氢原子个数比,故C错误;
D.反应达到平衡后,向容器中通入惰性气体,平衡不移动,速率不变,因此不会增大单位时间内的转化率,故D错误。
综上所述,答案为B。
19.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)向一恒容密闭容器中加入1mol 和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比[]随温度的变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A.
B.反应速率:
C.点a、b、c对应的平衡常数:
D.反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【分析】由题图可知,投料比不变时,随温度的升高CH4的平衡转化率增大,所以正反应为吸热反应;在相同的温度下,投料比减小,相当于在CH4的投料量为1mol的情况下增大H2O的投料量,当反应物不止一种时,其他条件不变,增大其中一种气态反应物的投料量会增大其他反应物的平衡转化率,同时自身平衡转化率降低,故投料比x越小,CH4的平衡转化率越大。
【详解】A.一定条件下,增大水的浓度,平衡正向移动,能提高CH4的平衡转化率,即x值越小,CH4的平衡转化率越大,则x1<x2,故A正确;
B.b点和c点温度相同,CH4的起始物质的量都为1mol,b点x值小于c点,则b点加H2O(g)多,反应物浓度大,则反应速率:vb正>vc正,故B错误;
C.由图像可知,x一定时,温度升高CH4的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,K增大;温度相同,K不变,则点a、b、c对应的平衡常数:Ka<Kb=Kc,故C正确;
D.该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态,故D正确;
答案选B。
20.(2023-2024高二上·河北保定·期末)将2mol固体置于1L容积不变的密闭容器中,在一定温度下加入催化剂后发生下列反应:①;②,反应经过10min后达到了平衡状态,测得,,下列说法正确的是
A.在上述平衡体系中再加入少量的,再次达到平衡后将减小
B.的分解率为25%
C.此温度下反应②平衡常数
D.若温度不变,体积缩小为原来的一半,再次达到平衡时不变
【答案】C
【详解】A.增加浓度为定值的氧化银固体,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,故A错误;
B.由硫原子个数守恒可知,反应①生成三氧化硫的物质的量为0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol,则三氧化硫的分解率为×100%=20%,故B错误;
C.由反应②可知,平衡时氧气的浓度为0.1mol/L×=0.05mol/L,则此温度下反应②平衡常数K==mol/L,故C正确;
D.由方程式可知,反应①的平衡常数K=c(SO3)= 0.4mol/L,若温度不变,体积缩小为原来的一半,再次达到平衡时,反应①和②的平衡常数不变,则平衡时三氧化硫和二氧化硫的浓度不变,二氧化硫的物质的量为原平衡的,故D错误;
故选C。
1.(2023-2024高二上·河北保定·期末)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
在一定温度下,向容积为的恒容密闭容器中充入一定量的及,后达到平衡。起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压的部分数据如下表所示。
总压
起始
1.0
1.0
0
0
0
平衡
0.3
下列说法正确的是
A.内,的平均速率为:
B.
C.体系中断裂氢氧键的同时断裂氢氢键,达到平衡状态
D.若将体系改为“恒温恒压”,其余条件均不改变,则达到新平衡时,
【答案】B
【分析】设反应分步进行,甲烷的转化率为x,根据三段式有:
物质的量之比等于压强之比,则有,解得x=0.5,故m=0.7+2x=1.7;
【详解】A.内,的平均速率为:,选项A错误;
B.根据分析可知,,选项B正确;
C.体系中断裂氢氧键的同时断裂氢氢键,除非反应Ⅰ、Ⅱ按1:1进行,否则不可能达到平衡状态,选项C错误;
D.若将体系改为“恒温恒压”,则随着反应的进行容器体积增大,相当于减小压强,其余条件均不改变,反应Ⅰ正向移动,则达到新平衡时,,选项D错误;
答案选B。
2.(2023-2024高二上·河北沧州·期末)一定温度下,密闭容器中发生反应:,下列图示与对应的说法相符的是
A.图甲中,时,减小P的浓度 B.图乙中,纵坐标表示生成物Q的物质的量
C.图丙中,时,一定使用了催化剂 D.图丁中,纵坐标表示反应物N的转化率
【答案】B
【详解】A.时,减小P的浓度,逆反应速率减小而正反应速率不变,A项错误;
B.由图像可知,温度下先达到平衡,说明,升高温度平衡逆向移动,生成物Q的物质的量减少,B项正确;
C.该反应前后气体总体积不变,使用催化剂或增大压强,正逆反应速率同等程度的增大,平衡均不移动,因此不一定是使用了催化剂,C项错误;
D.该反应前后气体总体积不变,压强改变平衡不移动,反应物N的转化率不变,D项错误;
本题选B。
3.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)在恒温恒容密闭容器中充入,发生如下反应:。已知:反应③的活化能大于反应②。测得的浓度随时间的变化如下表:
0
1
2
3
4
5
0.160
0.113
0.080
0.056
0.040
0.028
下列说法正确的是
A.内,的平均反应速率为
B.平衡时一定有
C.若增大容器容积,平衡时的产率增大
D.若升高温度,平衡时减小
【答案】D
【详解】A.由表格数据不能确定反应的X的物质的量,不能计算X的反应速率,A错误;
B.不能说明正逆反应速率相等,不确定是否平衡,B错误;
C.由转化关系可知,反应①为W完全分解生成X和Y,Y只参与反应①,所以增大容器容积,平衡时Y的物质的量不变、产率不变,C错误;
D..反应③的活化能大于反应②说明X转化为Z的反应为放热反应,升高温度,反应②平衡向逆反应方向移动,Z的浓度减小,D正确;
故选D。
4.(2023-2024高二上·河北保定·期末)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害。一定温度下,在容积不变的密闭容器中,充入一定量的CO与H2S使之发生下列反应并达到平衡:CO(g)+ H2S(g)COS(g)+ H2(g)。若反应前CO的物质的量为10mol,达到平衡时CO的物质的量为8mol,且化学平衡常数为0.1.下列说法正确的是
A.若升高温度,H2S的浓度增大,则表明该反应是吸热反应
B.通入CO后,正反应速率逐渐增大
C.反应前H2S的物质的量为7 mol
D.向平衡体系中再加入所有反应物和生成物各4 mol,则反应向右进行
【答案】C
【详解】A.升高温度,H2S的浓度增大,说明平衡逆向移动,则该反应是放热反应,故A错误;
B.通入CO后,正反应速率突然增大,反应正向进行,正反应速率逐渐减小,故B错误;
C.若反应前CO的物质的量为10mol,达到平衡时,CO的物质的量为8mol,则生成COS(g)和H2(g)的物质的量均为10mol-8mol=2mol,由于化学平衡常数为K==0.1,则平衡时H2S的物质的量为=5mol,反应前H2S的物质的量为5mol+2mol=7mol,故C正确;
D.根据C项的计算,原平衡时CO的物质的量为8mol,COS(g)和H2(g)的物质的量均为2mol,H2S的物质的量为5mol,再加入所有反应物和生成物各4 mol,此时Qc==>0.1,则反应向左进行,故D错误。
答案选C。
5.(2023-2024高二上·河北廊坊·期末)我国科学家最近开发新催化剂(P/Cu SAS@ CN)高效电还原制备,化学原理是 ,下列说法错误的是
A.P/Cu SAS@ CN能降低该反应的活化能
B.当的消耗速率与的生成速率之比等于2:7时,反应已达平衡
C.当水蒸汽浓度为浓度的2倍时,反应已达平衡状态
D.该反应在低温下能自发进行
【答案】C
【详解】A.P/Cu SAS@ CN是反应的催化剂,能降低反应的活化能,加快反应速率,故A正确;
B.当的消耗速率与的生成速率之比等于2:7时,意味着正逆反应速率相等,反应已达平衡,故B正确;
C.可逆反应中各物质浓度之比等于计量系数之比时,不能判断反应是否平衡,故C错误;
D.由方程式可知,该反应是熵减的放热反应,低温条件下反应ΔH—TΔS<0,反应能自发进行,故D正确;
故选C。
6.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)实验室配制碘水时,通常将溶于KI溶液:。关于该溶液,下列说法正确的是
A.加入苯,平衡逆向移动 B.滴入淀粉溶液,不变蓝
C.加水稀释,平衡正向移动 D.加少量固体,平衡正向移动
【答案】A
【详解】A.I2易溶于苯,反应物浓度减小,平衡逆向移动,故A正确;
B.为可逆反应,溶液中含有I2,滴入淀粉溶液后会变蓝,故B错误;
C.加水稀释,反应物和生成物浓度均减小,根据勒夏特列原理,平衡向微粒数目增大的方向移动,即平衡逆向移动,故C错误;
D.加少量AgNO3固体,银离子与碘离子生成碘化银沉淀,碘离子的浓度减小,平衡逆向移动,故D错误;
故选:A。
7.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.反应速率:
B.
C.点a、b、c对应的平衡常数:
D.反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】A
【分析】由题图可知,投料比不变时,随温度的升高CH4的平衡转化率增大,所以该反应为吸热反应;在相同的温度下,投料比减小,相当于在CH4的投料量不变的情况下增大H2O的投料量,当反应物不止一种时,其他条件不变,增大其中一种气态反应物的投料量会增大其他反应物的平衡转化率,同时降低自身平衡转化率,故投料比x越小,CH4的平衡转化率越大。
【详解】A.点b、c均为平衡状态,v正=v逆,点b CH4的平衡转化率大于点c,两点CH4的投料量相同,则反应产物CO、H2的平衡浓度:点b>点c,两点温度相同,故,A错误;
B.由题图可知,点b对应CH4的平衡转化率大于点c,结合分析可知,点b对应投料比小于点c,故,B正确;
C.由分析可知,该反应为吸热反应,随温度升高,平衡常数增大,又由点b、c温度相同,则平衡常数:Ka<Kb=Kc,C正确;
D.该反应为反应前后气体分子数改变的反应,恒温恒容条件下,随反应进行容器内压强改变,当压强不变时,反应达到平衡状态,D正确;
故选A。
8.(2023-2024高二上·河北保定·期末)将2mol固体置于1L容积不变的密闭容器中,在一定温度下加入催化剂后发生下列反应:①;②,反应经过10min后达到了平衡状态,测得,,下列说法正确的是
A.在上述平衡体系中再加入少量的,再次达到平衡后将减小
B.的分解率为25%
C.此温度下反应②平衡常数
D.若温度不变,体积缩小为原来的一半,再次达到平衡时不变
【答案】C
【详解】A.增加浓度为定值的氧化银固体,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,故A错误;
B.由硫原子个数守恒可知,反应①生成三氧化硫的物质的量为0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol,则三氧化硫的分解率为×100%=20%,故B错误;
C.由反应②可知,平衡时氧气的浓度为0.1mol/L×=0.05mol/L,则此温度下反应②平衡常数K==mol/L,故C正确;
D.由方程式可知,反应①的平衡常数K=c(SO3)= 0.4mol/L,若温度不变,体积缩小为原来的一半,再次达到平衡时,反应①和②的平衡常数不变,则平衡时三氧化硫和二氧化硫的浓度不变,二氧化硫的物质的量为原平衡的,故D错误;
故选C。
9.(2023-2024高二上·河北保定·期末)水煤气可以在一定条件下发生反应:,现在向10L恒容密闭容器中充入CO(g)和H2O(g),所得实验数据如表所示。
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(CO)
n(H2O)
n(H2)
①
700
0.40
0.10
0.09
②
800
0.10
0.40
0.08
③
800
0.20
0.30
a
④
900
0.10
0.15
b
下列说法错误的是
A.该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量
B.实验①中,若某时刻测得n(H2)=0.04mol,则此时混合气体中H2O(g)的体积分数为12%
C.实验①和③中,反应均达到平衡时,平衡常数之比
D.实验④中,反应达到平衡时,CO的转化率为60%
【答案】D
【详解】A.实验①可知:达到平衡时,CO、H2O、CO2、H2物质的量分别为0.31、0.01、0.09、0.09,根据平衡常数的表达式,求出;同理,实验②可知:达到平衡时,CO、H2O、CO2、H2物质的量分别为0.02、0.32、0.08、0.08,,对比实验①和实验②,升高温度,K减小,平衡逆向移动根据勒夏特列原理,该反应为放热反应,即反应物的总能量大于生成物的总能量,故A说法正确;
B.某时刻测得氢气物质的量为0.04mol,此时二氧化碳物质的量也为0.04mol,该时刻CO物质的量为0.36mol,水蒸气物质的量为0.06mol,该时刻H2O(g)的体积分数等于物质的量分数,故B说法正确;
C.实验②和③中,温度相同,则平衡常数相同,根据A项中已求平衡常数可得实验①和③中,反应均达到平衡时,则平衡常数之比为,故C说法正确;
D.实验②和③,温度相同,平衡常数相同,实验③达到平衡时,n(CO)=(0.2-a)mol,n(H2O)=(0.3-a)mol,n(CO2)=n(H2)=amol,则,所以a=0.12,CO的转化率为60%,若④的温度也为800℃,恒容体系中,气体体积不变的反应,平衡时CO的转化率应为60%,但④的实际温度为900℃,相比800℃,平衡逆向移动,则CO转化率应小于60%,故D说法错误;
但为D。
10.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)以下图像和叙述错误的是
A.图甲:该图像表示的反应方程式为2A=3B+C,反应速率v(A)=0.4mol/(L•s)
B.图乙:某温度下发生反应:,t1时刻改变的条件可以是加入催化剂
C.图丙:对图中反应升高温度,该反应平衡常数增大
D.图丁:对于反应:,
【答案】A
【详解】A. 图甲中根据该变量之比等于计量系数之比得到该图象表示的反应方程式为,甲中容器体积未知,无法计量A的反应速率,故A错误;
B. 图乙:某温度下发生反应:,根据图中信息得到t1时刻改变的条件可能是加入催化剂,可能是加压,故B正确;
C. 图丙:对图中反应升高温度,正反应增大的速率大于逆反应增大的速率,说明平衡正向移动,该反应是吸热反应,升高温度,该反应平衡常数增大,故C正确;
D. 图丁:根据“先拐先平数值大”原理可知,升温温度,C%降低,则升高温度平衡向逆向移动,所以上述反应正反应为放热反应。根据下面两根曲线得到P2>P1,从下到上,增大压强,C%增大,说明正向移动,即正向是体积减小的反应,即,故D正确。
综上所述,答案为A。
11.(2023-2024高二上·河北保定·期末)两个恒容密闭容器中平衡体系2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)和3O2(g)⇌2O3(g)的反应物平衡转化率分别为α1和α2,反应物的平衡浓度分别为c1和c2,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,下列叙述正确的是
A.α1不变、α2增大,c1、c2均增大
B.α1、α2均增大,c1、c2均增大、
C.α1减小,α2增大,c1、c2均增大
D.α1不变、α2增大,c1不变、c2增大
【答案】A
【详解】对于2HI(g)⇌H2(g)+I2(g),该反应为气体体积不变的反应,增加反应物的物质的量,达到新的平衡,与原平衡为等效平衡,则α1不变,但c1增大,反应3O2(g)⇌2O3(g)增大压强,平衡正向移动,所以α2增大,但平衡时反应物和生成物的浓度都原平衡的浓度大,则c2均增大,A正确;
故选A。
12.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)对于反应2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.5kJ⋅mol﹣1,下列说法正确的是
A.该反应在任何条件下都能自发进行
B.反应的平衡常数可表示为K=
C.使用高效的催化剂可以降低反应的焓变
D.其它条件不变,增大的值,NO的转化率下降
【答案】D
【详解】A.该反应为放热反应,即△H<0且反应前后气体分子数减少,故△S<0,△G=△H﹣T△S,当温度较低时,△G=△H﹣T△S<0,故该反应低温自发,故A错误;
B.平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,反应的平衡常数可表示为,故B错误;
C.催化剂可以改变反应历程,但不能改变焓变,故C错误;
D.其它条件不变,增大的值,提高CO的转化率,NO的转化率下降,故D正确;
故选:D。
13.(2023-2024高二上·河北百师联盟·期末)在一定温度不同压强(P1<P2)下,可逆反应2X(g)2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反应混合物中的体积分数(ψ)与反应时间(t)的关系如图示,正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】一定温度下,增大压强,反应速率增大,到达平衡的时间缩短,该反应正反应是体积增大的反应,平衡向逆反应移动,平衡时Z的物质的量减小,据此结合选项解答。
【详解】A.图象中压强p1到达平衡时间短,故图象中p1>p2,与题意不符,故A错误;
B.图象中压强p2到达平衡时间短,图象中p1<p2,增大压强,平衡时生成物Z的物质的量减小,与实际相符,故B正确;
C.图象中压强p1到达平衡时间短,故图象中p1>p2,与题意不符,故C错误;
D.图象中压强p2到达平衡时间短,图象中p1<p2,增大压强,平衡时生成物Z的物质的量增大,与实际不相符,故D错误;
故选B。
14.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)一定温度下,将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的物质的量浓度为0.4mol·L-1,下列说法正确的是
A.此温度下该反应的平衡常数K等于0.5
B.A的平衡转化率为40%
C.x的值为1
D.A和B的平衡转化率相等
【答案】A
【详解】列三段式:
C.根据题意0.2x mol/L = 0.4mol/L,解得x = 2,C错;
A.,A正确;
B.A平衡转化率= ,B错;
D.B的平衡转化率=,D错;
故答案选A。
15.(2022-2023高二上·河北唐山·期末)反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡图像如下,下列判断正确的是
A.图1中,T1<T2,该反应正反应为吸热反应
B.图3中,表示反应速率v正>v逆的是点3
C.图2中,该反应m+n<p
D.图4中,若m+n=p,则a曲线一定使用了催化剂
【答案】B
【详解】A.温度T2先到达平衡,温度T1<T2,而升高温度,C%减小,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,即△H<0,故A错误;
B.曲线上各点均处于平衡状态,点3 B的转化率小于点2的平衡转化率,点3应正向进行建立平衡,则点3反应速率:v正>v逆,故B正确;
C.温度一定条件下,增大压强,C%增大,说明平衡正向移动,说明正反应为体积缩小的反应,故该反应m+n>p,故C错误;
D.曲线a、曲线b平衡时B的含量相同,曲线a先到达平衡,可能使用了催化剂,由于m+n=p,也可能是增大压强,故D错误。
答案选B。
16.(2023-2024高二上·河北衡水·期末),该反应经常用于探究各种因素对平衡的影响。因此如何判断达到平衡状态十分重要。若在某恒压、绝热密闭容器内充入一定量,则下列判断达到平衡状态正确的项目有
①消耗的同时生成
②不变
③气体密度保持不变
④气体平均相对分子质量不变
⑤气体颜色深度不变
⑥气体系压强保持不变
⑦保持不变
A.4项 B.5项 C.6项 D.7项
【答案】B
【详解】①消耗的同时生成描述的都是正反应,不能说明达到平衡状态,错误;
②不变,说明平衡不再移动,反应达到平衡,正确;
③容器内气体的质量不变,恒压绝热容器体积不变时,气体密度才不变,而体积不变时说明该反应达到平衡,正确;
④混合气体的平均摩尔质量为M= m/n,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡,正确;
⑤四氧化二氮为无色,二氧化氮为红棕色,故容器内颜色不变,说明反应达到平衡,正确;
⑥容器为恒压容器,容器内的压强始终不变,所以压强不变反应不一定达到平衡,错误;
⑦在某恒压、绝热密闭容器内进行反应,反应伴随能量变化,导致温度变化,K只受温度影响,其不变能说明达到平衡,正确;
答案选B。
17.(2023-2024高二上·河北衡水·期末)某温度下,在容积为的密闭容器中,、、三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,已知时改变了一个条件。下列说法错误的是
A.反应进行到a点时,Z的转化率为14%
B.该反应的化学方程式为
C.该温度下,反应的平衡常数为
D.时改变的条件是压缩体积
【答案】D
【分析】由图可知,随着时间的推移,Y、Z的物质的量减少,是反应物,X的物质的量增加,是生成物;X、Y、Z的物质的量变化量分别为:0.6mol、0.2mol 、0.4mol,故反应方程式为:;
【详解】A.反应进行到a点时,生成0.42molX,由分析可知,反应Z为0.28mol,Z的转化率为14%,A正确;
B.由分析可知,该反应的化学方程式为,B正确;
C.该温度下,反应的平衡常数为,C正确;
D.压缩体积不影响时Z的物质的量,D错误;
故选D。
18.(2022-2023高二上·河北邢台·期末)根据相应的图像,下列相关说法正确的是
甲
乙
丙
丁
A.图甲所示,时改变的条件一定是加入了正催化剂
B.图乙所示,若,则a>b
C.图丙所示,平衡时C的百分含量比低
D.图丁所示,该反应中C一定是气体
【答案】D
【详解】A.图甲所示,当a+b=c时,时改变的条件可能是增大压强(缩小体积),也可能是加入了催化剂,故A错误;
B.若,增大压强时G的体积分数增大,可知增大压强平衡逆向移动,则a<b,故B错误;
C.T2后升高温度, A%增大、C%减小,可知升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,则平衡时C的百分含量T1比T2高,故C错误;
D.加压时正逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动,该反应为气体总物质的量减小的反应,则 A、B、C为气体,D为固体或液体,故D正确;
故选D。
19.(2022-2023高二上·河北唐山·期末)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.加入催化剂,有利于SO2与O2反应生成SO3
B.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅
C.工业合成氨使用过量氮气以提高氢气的平衡转化率
D.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
【答案】A
【详解】A.催化剂加快反应速率,不能改变平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,A符合题意;
B.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅,说明平衡向消耗二氧化氮的方向移动,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.使用过量氮气可以促进氢气的转化,提高氢气的平衡转化率,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.黄绿色的氯水光照后颜色变浅,说明次氯酸分解后氯气向生成次氯酸的方向移动,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选A。
20.(2023-2024高二上·河北高碑店·期末)在容积为1L的密闭容器中,进行如下反应:
A(g)+2B(g)C(g)+D(g),在不同温度下,D的物质的量n(D)和时间t的关系如图。试回答下列问题:
(1)800℃ 时,0—5min内,以B表示的平均反应速率为 。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________。
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(A)不变
C.2v正(B)=v逆(D) D.c(A)=c(C)
(3)若最初加入1.0molA和2.2molB,利用图中数据计算800℃时的平衡常数K= ,该反应为 反应(填吸热或放热)
(4)700℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(A)=1.1mol,n(B)=2.6mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,则此时该反应 进行(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”)。
【答案】(1)0.24mol/(L·min )
(2)AB
(3) 0.9 吸热
(4)向正反应方向
【详解】(1)800℃ 时,0—5min内,D 的浓度改变了0.6mol/L,则B的浓度改变了1.2mol/L,所以v(B)=1.2/5=0.24mol/(L·min )
(2)该反应前后气体的物质的量是变化的,且是一个等容的密闭容器,压强不变可以说明反应达到平衡,A对;当A的浓度不再改变时,可以说明反应已达平衡,B正确; B的正反应速率为D的正反应速率的2倍,若反应已达平衡,则有D的正反应速率等于D的逆反应速率,故应有v正(B)=2v逆(D),C错误;A的浓度和C的浓度相等时反应不一定达到平衡,D错误。故本空选AB。
(3)根据图象可知800℃时:D的物质的量为0.6mol,则C的物质的量也为0.6mol,A、B转化的物质的量分别为0.6mol、1.2mol,故A、B平衡时的物质的量分别为0.4mol、1mol,因为体积为1L,故浓度的数值和物质的量的数值相等,K=06*0.6/(0.4*12 )=0.9;当温度从700℃升高到800℃时,D的物质的量增大,说明平衡正向移动,故正反应为吸热反应。
(4)根据图象可知700℃时:D的物质的量为0.45mol,则C的物质的量也为0.45mol,A、B转化的物质的量分别为0.45mol、09mol,故A、B平衡时的物质的量分别为0.55mol、1.3mol,因为体积为1L,故浓度的数值和物质的量的数值相等,K=0.45*0.45/(0.55*1.32 )=0.22;该时刻的Q=0.9*0.9/(1.1*2.62 )=0.1,Q<K,此时该反应向正反应方向进行。
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专题03 化学平衡
内容概览
考点01 化学平衡状态的判断
考点02 化学平衡的影响因素
考点03 化学平衡常数 化学平衡的计算
考点01 化学平衡状态的判断
1.(2023-2024高二上·河北保定·期末)在的恒容密闭容器中同时进行下列两个可逆反应:
①;
②。
下列叙述不能说明容器内的反应达到平衡状态的是
A.容器内压强不再发生变化
B.容器内气体的密度不再发生变化
C.的体积分数不再发生变化
D.单位时间内,消耗的C与生成的氢气的物质的量之比为
2.(2023-2024高二上·河北沧州·期末)在一定温度下的恒容密闭容器中,表明反应:已达平衡状态的是
A.混合气体的压强不再发生变化
B.气体的总物质的量不再发生变化
C.N的生成速率与Q的消耗速率之比为3∶1
D.混合气体的密度不再发生变化
3.(2023-2024高二上·河北邢台·期末)我国科学家研制钯催化剂高效选择性实现苯乙炔与氢气反应制备苯乙烯:。在恒温恒容条件下发生该反应,下列不能说明该反应达到平衡状态的是
A. B.混合气体平均摩尔质量不随时间变化
C.混合气体总压强不随时间变化 D.氢气消耗速率等于苯乙烯消耗速率
4.(2023-2024高二上·河北秦皇岛·期末)在一定温度下的恒容容器中,发生反应:2A(g)+B(s)C(g)+D(g),下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是
①混合气体的压强不变
②单位时间内生成nmolD,同时生成2nmolA
③C(g)的物质的量浓度不变
④容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1
⑤单位时间内生成nmolC,同时生成nmolD
⑥混合气体的密度不变
A.①②⑤ B.②③⑤ C.②③⑥ D.①③⑥
5.(2023-2024高二上·河北高碑店·期末)可逆反应:在恒容密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成的同时生成
②单位时间内生成的同时生成
③用表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
6.(2022-2023高二上·河北沧州·期末)以与为原料合成尿素的反应为。若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列说法中,不能说明反应达到平衡状态的是
A.与的浓度相等 B.容器中气体的压强不再改变
C. D.容器中混合气体的密度不再改变
7.(2022-2023高二上·河北邢台·期末)在一定条件下,向2L密闭容器中通入2molN2和6molH2,发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列说法能够说明反应已达到平衡状态的是
A.c(NH3):c(H2):c(N2)=2:3:1
B.单位时间内1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.单位时间内有6个N-H键断裂的同时,有3个H-H键形成
8.(2022-2023高二上·河北唐山·期末)氮化硅陶瓷能代替金属制造发动机的耐热部件。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) △H<0。若在恒压绝热容器中反应,下列选项表明反应一定已达化学平衡状态的是
A.容器的温度保持不变 B.容器的压强保持不变
C.υ正(N2)=6υ逆(HCl) D.容器内的气体c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6
考点02 化学平衡的影响因素
9.(2023-2024高二上·河北保定·期末)对恒容下的可逆反应:,在一定条件下反应达到平衡。保持其他条件不变,仅改变一个条件,下列说法错误的是
A.压缩容器体积,平衡不移动,的浓度增大
B.移除部分的瞬间,v(正)大于v(逆)
C.再加入一定量的的平衡转化率不变
D.升高温度,容器内压强不变时,反应达到了平衡
10.(2023-2024高二上·河北张家口·期末)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物,具有强氧化性,McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数。
Ⅰ.
Ⅱ.
得到和均为线性关系,如下图所示。某条件下,向一容器中加入一定物质的量的NO和ICl,发生反应Ⅰ和Ⅱ,下列说法错误的是
A.反应的平衡常数
B.其他条件不变,升高温度,平衡时NO的物质的量增大
C.其他条件不变,平衡后缩小容器容积,NOCl的体积分数增大
D.其他条件不变,增大NO浓度,可提高I2的产率,降低Cl2的产率
11.(2023-2024高二上·河北张家口·期末)硫酸是一种重要的化工原料,生产过程中涉及反应。下列实际工业生产中的措施不能用勒夏特列原理来解释的是
A.适当提高氧气的投料比例用于提高SO2转化率
B.使用合适的催化剂提高合成SO3的效率
C.及时分离出SO3用于提高原料转化率
D.适当增大压强可以提高SO3的产率
12.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)对于反应,下列说法正确的是
A.该反应的
B.反应的平衡常数可表示为
C.使用高效催化剂能降低反应的焓变
D.其他条件相同,增大的转化率下降
13.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.密闭烧瓶内的和的混合气体,受热后颜色加深
B.溶液中加入少量固体,产生大量气体
C.常温下,将铁钉放入浓中,加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀反应过程中,加入少量固体,促进的产生
14.(2023-2024高二上·河北沧州·期末)一定温度下,密闭容器中发生反应:,下列图示与对应的说法相符的是
A.图甲中,时,减小P的浓度 B.图乙中,纵坐标表示生成物Q的物质的量
C.图丙中,时,一定使用了催化剂 D.图丁中,纵坐标表示反应物N的转化率
15.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)一定条件下,可逆反应 。下列有关叙述错误的是
A.相同条件下,和反应生成2mol,放出的热量为
B.恒容条件下,向平衡体系中通入一定量,的平衡转化率减小
C.恒压条件下,向平衡体系中通入一定量,平衡不移动
D.及时分离出,平衡正向移动,平衡常数不变
考点03 化学平衡常数 化学平衡的计算
16.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸,能防止某些昆中、线虫和真菌的危害。CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g) >0,下列说法错误的是
A.高温有利于羰基疏(COS)的生成
B.上述反应的平衡常数表达式为K=
C.上述反应中消耗lmolH2S,生成标准状况下22.4LCOS
D.及时分离出H2O,可加快该反应到达平衡状态
17.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体,常温常压下它们之间存在反应: 、,但反应速率较小。下列有关该反应的说法正确的是
A.K很大,因此NO与CO在排入大气之前几乎可反应完全
B.K很大,说明该反应的活化能很小
C.增大压强,平衡正向移动,
D.欲使汽车尾气达到排放标准,应选用适宜催化剂
18.(2023-2024高二上·河北邢台·期末)烷烃催化裂解也可制备氢气:,催化裂解过程中利用膜反应新技术可以实现边反应边分离出生成的氢气。不同温度下,1.0mol乙烷在容积为1.0L的恒容密闭容器中发生催化裂解反应。氢气移出率α[]不同时,的平衡转化率与反应温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.加入催化剂,可以通过降低反应的活化能达到减小的目的
B.若A点时,平衡常数,则
C.若,则B点时体系内碳、氢原子个数比
D.反应达到平衡后,向容器中通入惰性气体,可以增大单位时间内的转化率
19.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)向一恒容密闭容器中加入1mol 和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比[]随温度的变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A.
B.反应速率:
C.点a、b、c对应的平衡常数:
D.反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
20.(2023-2024高二上·河北保定·期末)将2mol固体置于1L容积不变的密闭容器中,在一定温度下加入催化剂后发生下列反应:①;②,反应经过10min后达到了平衡状态,测得,,下列说法正确的是
A.在上述平衡体系中再加入少量的,再次达到平衡后将减小
B.的分解率为25%
C.此温度下反应②平衡常数
D.若温度不变,体积缩小为原来的一半,再次达到平衡时不变
1.(2023-2024高二上·河北保定·期末)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
在一定温度下,向容积为的恒容密闭容器中充入一定量的及,后达到平衡。起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压的部分数据如下表所示。
总压
起始
1.0
1.0
0
0
0
平衡
0.3
下列说法正确的是
A.内,的平均速率为:
B.
C.体系中断裂氢氧键的同时断裂氢氢键,达到平衡状态
D.若将体系改为“恒温恒压”,其余条件均不改变,则达到新平衡时,
2.(2023-2024高二上·河北沧州·期末)一定温度下,密闭容器中发生反应:,下列图示与对应的说法相符的是
A.图甲中,时,减小P的浓度 B.图乙中,纵坐标表示生成物Q的物质的量
C.图丙中,时,一定使用了催化剂 D.图丁中,纵坐标表示反应物N的转化率
3.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)在恒温恒容密闭容器中充入,发生如下反应:。已知:反应③的活化能大于反应②。测得的浓度随时间的变化如下表:
0
1
2
3
4
5
0.160
0.113
0.080
0.056
0.040
0.028
下列说法正确的是
A.内,的平均反应速率为
B.平衡时一定有
C.若增大容器容积,平衡时的产率增大
D.若升高温度,平衡时减小
4.(2023-2024高二上·河北保定·期末)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害。一定温度下,在容积不变的密闭容器中,充入一定量的CO与H2S使之发生下列反应并达到平衡:CO(g)+ H2S(g)COS(g)+ H2(g)。若反应前CO的物质的量为10mol,达到平衡时CO的物质的量为8mol,且化学平衡常数为0.1.下列说法正确的是
A.若升高温度,H2S的浓度增大,则表明该反应是吸热反应
B.通入CO后,正反应速率逐渐增大
C.反应前H2S的物质的量为7 mol
D.向平衡体系中再加入所有反应物和生成物各4 mol,则反应向右进行
5.(2023-2024高二上·河北廊坊·期末)我国科学家最近开发新催化剂(P/Cu SAS@ CN)高效电还原制备,化学原理是 ,下列说法错误的是
A.P/Cu SAS@ CN能降低该反应的活化能
B.当的消耗速率与的生成速率之比等于2:7时,反应已达平衡
C.当水蒸汽浓度为浓度的2倍时,反应已达平衡状态
D.该反应在低温下能自发进行
6.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)实验室配制碘水时,通常将溶于KI溶液:。关于该溶液,下列说法正确的是
A.加入苯,平衡逆向移动 B.滴入淀粉溶液,不变蓝
C.加水稀释,平衡正向移动 D.加少量固体,平衡正向移动
7.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.反应速率:
B.
C.点a、b、c对应的平衡常数:
D.反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
8.(2023-2024高二上·河北保定·期末)将2mol固体置于1L容积不变的密闭容器中,在一定温度下加入催化剂后发生下列反应:①;②,反应经过10min后达到了平衡状态,测得,,下列说法正确的是
A.在上述平衡体系中再加入少量的,再次达到平衡后将减小
B.的分解率为25%
C.此温度下反应②平衡常数
D.若温度不变,体积缩小为原来的一半,再次达到平衡时不变
9.(2023-2024高二上·河北保定·期末)水煤气可以在一定条件下发生反应:,现在向10L恒容密闭容器中充入CO(g)和H2O(g),所得实验数据如表所示。
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(CO)
n(H2O)
n(H2)
①
700
0.40
0.10
0.09
②
800
0.10
0.40
0.08
③
800
0.20
0.30
a
④
900
0.10
0.15
b
下列说法错误的是
A.该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量
B.实验①中,若某时刻测得n(H2)=0.04mol,则此时混合气体中H2O(g)的体积分数为12%
C.实验①和③中,反应均达到平衡时,平衡常数之比
D.实验④中,反应达到平衡时,CO的转化率为60%
10.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)以下图像和叙述错误的是
A.图甲:该图像表示的反应方程式为2A=3B+C,反应速率v(A)=0.4mol/(L•s)
B.图乙:某温度下发生反应:,t1时刻改变的条件可以是加入催化剂
C.图丙:对图中反应升高温度,该反应平衡常数增大
D.图丁:对于反应:,
11.(2023-2024高二上·河北保定·期末)两个恒容密闭容器中平衡体系2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)和3O2(g)⇌2O3(g)的反应物平衡转化率分别为α1和α2,反应物的平衡浓度分别为c1和c2,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,下列叙述正确的是
A.α1不变、α2增大,c1、c2均增大
B.α1、α2均增大,c1、c2均增大、
C.α1减小,α2增大,c1、c2均增大
D.α1不变、α2增大,c1不变、c2增大
12.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)对于反应2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.5kJ⋅mol﹣1,下列说法正确的是
A.该反应在任何条件下都能自发进行
B.反应的平衡常数可表示为K=
C.使用高效的催化剂可以降低反应的焓变
D.其它条件不变,增大的值,NO的转化率下降
13.(2023-2024高二上·河北百师联盟·期末)在一定温度不同压强(P1<P2)下,可逆反应2X(g)2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反应混合物中的体积分数(ψ)与反应时间(t)的关系如图示,正确的是
A. B.
C. D.
14.(2023-2024高二上·河北石家庄·期末)一定温度下,将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的物质的量浓度为0.4mol·L-1,下列说法正确的是
A.此温度下该反应的平衡常数K等于0.5
B.A的平衡转化率为40%
C.x的值为1
D.A和B的平衡转化率相等
15.(2022-2023高二上·河北唐山·期末)反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡图像如下,下列判断正确的是
A.图1中,T1<T2,该反应正反应为吸热反应
B.图3中,表示反应速率v正>v逆的是点3
C.图2中,该反应m+n<p
D.图4中,若m+n=p,则a曲线一定使用了催化剂
16.(2023-2024高二上·河北衡水·期末),该反应经常用于探究各种因素对平衡的影响。因此如何判断达到平衡状态十分重要。若在某恒压、绝热密闭容器内充入一定量,则下列判断达到平衡状态正确的项目有
①消耗的同时生成
②不变
③气体密度保持不变
④气体平均相对分子质量不变
⑤气体颜色深度不变
⑥气体系压强保持不变
⑦保持不变
A.4项 B.5项 C.6项 D.7项
17.(2023-2024高二上·河北衡水·期末)某温度下,在容积为的密闭容器中,、、三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,已知时改变了一个条件。下列说法错误的是
A.反应进行到a点时,Z的转化率为14%
B.该反应的化学方程式为
C.该温度下,反应的平衡常数为
D.时改变的条件是压缩体积
18.(2022-2023高二上·河北邢台·期末)根据相应的图像,下列相关说法正确的是
甲
乙
丙
丁
A.图甲所示,时改变的条件一定是加入了正催化剂
B.图乙所示,若,则a>b
C.图丙所示,平衡时C的百分含量比低
D.图丁所示,该反应中C一定是气体
19.(2022-2023高二上·河北唐山·期末)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.加入催化剂,有利于SO2与O2反应生成SO3
B.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅
C.工业合成氨使用过量氮气以提高氢气的平衡转化率
D.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
20.(2023-2024高二上·河北高碑店·期末)在容积为1L的密闭容器中,进行如下反应:
A(g)+2B(g)C(g)+D(g),在不同温度下,D的物质的量n(D)和时间t的关系如图。试回答下列问题:
(1)800℃ 时,0—5min内,以B表示的平均反应速率为 。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________。
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(A)不变
C.2v正(B)=v逆(D) D.c(A)=c(C)
(3)若最初加入1.0molA和2.2molB,利用图中数据计算800℃时的平衡常数K= ,该反应为 反应(填吸热或放热)
(4)700℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(A)=1.1mol,n(B)=2.6mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,则此时该反应 进行(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”)。
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