2025届高三化学一轮复习 课时作业23　化学平衡状态　化学平衡移动

课时作业23　化学平衡状态　化学平衡移动 一、选择题（每小题只有1个选项符合题意） 1．下列事实中，不能用平衡移动原理解释的是（　　） A．恒容容器中发生反应CO（g）＋NO2（g） ⇌CO2（g）＋NO（g）　ΔH<0，升高温度，气体颜色加深 B．工业用SO2合成SO3时需要用催化剂 C．实验室中用浓氨水与氢氧化钠固体混合制取少量氨 D．在含有[Fe（SCN）]2＋的红色溶液中加铁粉，振荡静置，溶液颜色变浅或褪去 2．在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA（g）＋yB（g）⇌zC（g），平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L－1。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0.30 mol·L－1。下列有关判断正确的是（　　） A．x＋y＜z B．平衡向正反应方向移动 C．B的转化率增大 D．C的体积分数减小 3．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1 mol H2（g）和1 mol I2（g）充入体积为2 L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，0～20 min之间，H2的平均反应速率为0.012 5 mol·L－1·min－1 B.在T1温度下，该反应有可能在70 min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 4．为探究浓度对化学平衡的影响，某同学进行如下实验。下列说法不正确的是（　　） A.该实验通过观察颜色变化来判断生成物浓度的变化 B.观察到现象a比现象b中红色更深，即可证明增加反应物浓度，平衡正向移动 C.进行Ⅱ、Ⅲ对比实验的主要目的是防止由于溶液体积变化引起各离子浓度变化而干扰实验结论得出 D.若Ⅰ中加入KSCN溶液的体积改为2 mL也可以达到实验目的 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 6．在某一恒温容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时刻改变某一条件，其反应过程（Ⅰ、Ⅱ）如图所示。下列说法中不正确的是（　　） A.t0～t1时，反应速率：v（正）>v（逆） B.Ⅰ、Ⅱ两过程分别达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ C.t2时刻改变的条件可能是向密闭容器中加入A物质 D.Ⅰ、Ⅱ 两过程达到平衡时，平衡常数：Ⅰ＝Ⅱ 7．800 ℃时，向容积为2 L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t1 min内的平均速率为v（H2）＝ mol·L－1·min－1 B.t2时，c（H2O）＝0.60 mol·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0.20 mol H2O（g），正反应速率加快，逆反应速率减小 8．298 K时，将20 mL 3x mol·L－1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH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。 下列可判断反应达到平衡的是（　　） A.溶液的pH不再变化 B.v（I－）＝2v（AsO） C.＝1 D.c（I－）＝y mol·L－1 9．T ℃时，向绝热恒容密闭容器中通入a mol SO2和b mol NO2，一定条件下发生反应：SO2（g）＋NO2（g）⇌SO3（g）＋NO（g）　ΔH＜0，测得SO3的浓度随时间变化如图所示。 下列说法不正确的是（　　） A.容器内压强不再改变说明反应已达平衡 B.SO3在40～50 s内的平均反应速率小于50～60 s内的平均反应速率 C.NO2速率v正（t＝80 s时）大于v逆（t＝60 s时） D.T ℃时，若在恒温恒容下，向原容器通入a mol SO2和b mol NO2，达到平衡时c（SO3）＜0.33 mol·L－1 10．已知反应：CO（g）＋3H2（g）⇌CH4（g）＋H2O（g）。起始以物质的量之比为1∶1充入反应物，不同压强条件下，H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示（M、N点标记为▲）。下列有关说法正确的是（　　） A.上述反应的ΔH＜0 B.N点时的反应速率一定比M点的快 C.降低温度，H2的转化率可达到100% D.工业上用此法制取甲烷采用更高的压强 11．已知反应：2NO2（红棕色）⇌N2O4（无色）　ΔH＜0。将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小）。下列说法正确的是（　　） A.b点的操作是压缩注射器 B.d点：v正＞v逆 C.c点与a点相比，c（NO2）增大，c（N2O4）减小 D.若不忽略体系温度变化，且没有能量损失，则Tb＞Tc 二、非选择题 12．氢是人们公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出，氢的获得及以氢为原料的工业生产工艺成为科技工作者研究的重要课题。 （1）工业生产中可利用H2还原CO2制备清洁能源甲醇。 ①已知CO（g）和H2（g）的燃烧热ΔH分别为－283.0 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1。CO与H2合成甲醇的能量变化如图所示。则用CO2和H2（g）制备甲醇（l）的热化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②将一定量的CO2和H2充入某恒容密闭容器中发生上述反应，测得在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率与温度的关系如图所示。催化效果最好的催化剂是　　　　（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”），该反应在a点达到平衡状态，a点的转化率比b点的高，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （2）利用CO和水蒸气可制备H2，反应的化学方程式为CO（g）＋H2O（g）⇌CO2（g）＋H2（g）。将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入容积为2 L的恒容密闭容器中进行上述反应，得到三组数据如下表所示： 温度/℃ 起始量 达到平衡 n（CO）/mol n（H2O）/mol n（H2）/mol CO转化率 时间/min 650 4 2 1.6 6 900 3 2 3 ①该反应的正反应为　　　　（填“放热”或“吸热”）反应。 ②900 ℃时，0～3 min内反应的平均速率v（H2O）＝　　　　，达到平衡时c（H2）＝　　　　。（保留2位小数） 课时作业23　化学平衡状态　化学平衡移动 1．解析：存在平衡，并且外界条件发生变化时平衡发生移动的事实才能用勒夏特列原理解释。B项，使用催化剂不能引起平衡移动，错误。 答案：B 2．解析：容积扩大2倍，若不移动时c（A）＝0.25 mol·L－1，但达平衡为0.30 mol·L－1＞0.25 mol·L－1，说明减小压强，平衡向逆反应方向移动，故x＋y＞z，B转化率减小，C的体积分数减小，D项正确。 答案：D 3．解析：T1温度下，0～20 min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70 min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。 答案：A 4．解析：若Ⅰ中加入KSCN溶液的体积改为2 mL，氯化铁溶液过量，不仅有浓度问题，还有反应物的用量问题，故D错误。 答案：D 5．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。 答案：C 6．解析：由题图可知，t0～t1时，v（逆）逐渐增大，t1时刻达到平衡，说明该过程中反应正向进行，则有v（正）＞v（逆），A正确；Ⅰ、Ⅱ两过程分别达到平衡时，v（逆）相等，说明过程Ⅰ和Ⅱ的平衡是等效平衡，则A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，B正确；t2时刻改变条件，v（逆）瞬间增大，随后逐渐减小，再次建立的新平衡与原平衡是等效平衡，则加入的物质应是C，C错误；平衡常数K只与温度有关，Ⅰ、Ⅱ过程在相同温度下达到平衡，则平衡常数：Ⅰ＝Ⅱ，D正确。 答案：C 7．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。 答案：C 8．解析：溶液的pH不再变化，即OH－的浓度不再变化，所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，A项正确；当v正（I－）＝2v逆（AsO）或v逆（I－）＝2v正（AsO）时反应达到平衡状态，选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率，故B项错误；反应达到平衡之前，c（AsO）逐渐减小而c（AsO）逐渐增大，故逐渐增大，当＝1时反应不一定达到平衡状态，C项错误；根据离子方程式可知反应体系中恒有c（I－）＝2c（AsO），观察图像可知反应达到平衡时c（AsO）＝y mol·L－1，此时c（I－）＝2y mol·L－1，故D项错误。 答案：A 9．答案：D 10．解析：根据题图，随着温度的升高，H2的平衡转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH＜0，A项正确；N点压强大于M点的，M点温度高于N点的，因此无法确定两点反应速率的快慢，B项错误；此反应是可逆反应，不能完全进行到底，C项错误；控制合适的温度和压强，既能保证反应速率较快，也能保证H2有较高的转化率，采用更高的压强对设备的要求更高，增加经济成本，D项错误。 答案：A 11．解析：b点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小，故A正确；c点后的拐点是拉伸注射器的过程，d点是平衡向气体体积增大的逆向移动过程，则v正＜v逆，故B错误；c点是压缩注射器后的情况，c（NO2）和c（N2O4）都增大，故C错误；b点开始是压缩注射器的过程，平衡正向移动，反应放热，导致Tb＜Tc，故D错误。 答案：A 12．解析：（1）①根据CO（g）和H2（g）的燃烧热ΔH，可写出热化学方程式（Ⅰ）CO（g）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1；（Ⅱ）H2（g）＋O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1。根据图像曲线变化可写出热化学方程式（Ⅲ）CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（l）　ΔH＝－（510－419） kJ·mol－1＝－91 kJ·mol－1。根据盖斯定律，由（Ⅱ）＋（Ⅲ）－（Ⅰ），可得CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（l）＋H2O（l）　ΔH＝－93.8 kJ·mol－1。②由图像可知催化剂Ⅰ的催化效果最佳；该反应为放热反应，达到平衡后，随温度升高，平衡逆向移动，CO2的转化率降低。（2）①650 ℃时，根据三段式进行计算： 　　　 CO（g）＋H2O（g）⇌CO2（g）＋H2（g） 起始/mol 4 2 0 0 转化/mol 1.6 1.6 1.6 1.6 平衡/mol 2.4 0.4 1.6 1.6 故650 ℃时，平衡时CO转化率为1.6÷4＝0.4＞，即温度越高，CO平衡转化率越低，故该反应的正反应为放热反应。②900 ℃时，结合CO的平衡转化率，根据三段式进行有关计算： 　　　 CO（g）＋H2O（g）⇌CO2（g）＋H2（g） 起始/mol 3 2 0 0 转化/mol 1 1 1 1 平衡/mol 2 1 1 1 0～3 min内v（H2O）＝≈0.17 mol·L－1·min－1，平衡时c（H2）＝＝0.50 mol·L－1。 答案：（1）①CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（l）＋H2O（l）　ΔH＝－93.8 kJ·mol－1 ②Ⅰ　该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动 （2）①放热　②0.17 mol·L－1·min－1　0.50 mol·L－1 学科网（北京）股份有限公司 $$