化学平衡-2025年高考化学三轮复习

高中化学《化学平衡》综合训练.docx 一、原理综合题 1.甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料，生产中有重要用途，一定温度下在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2，发生反应： 。测得CO和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示(注：128.8kJ·mol-1表示1molCO和2molH2恰好完全反应的能量变化)，回答下列问题：         （1）0 ～ 1min 内， v(H2)=         ，反应达到平衡状态时 H2 的转化率为         。 （2） 下列措施能增大反应速率的是 _______( 填字母 ) 。 A. 升高温度 B. 减小压强 C. 减小CH3OH的浓度 D. 加入合适的催化剂 （3）在相同条件下，若向该密闭容器中充入与 2molCO 和 4molH2 ，二者充分反应后，根据反应的特点推测，反应         ( 填 “ 放出 ” 或 “ 吸收 ”) 的热量         ( 填 “>”“ ＜ ” 或 “=”)257.6kJ 。 （4） 在相同温度、容积不变的条件下，不能说明该反应已经达到平衡状态的是 _______( 填字母 ) 。 A. H2、CH3OH浓度均不再变化 B. 体系压强不变 C. n(H2)：n(CH3OH)=1：1 D. H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为2：1 （5）在相同温度、容积不变的条件下，平衡时与起始时容器内气体压强之比为         。 2. 依据图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题： (1)图中X的化学式为    ，从化合价上看，X与水反应所得产物具有   性(填“氧化”或“还原”)。 (2)已知化学反应N2+3H2 2NH3的能量变化如图所示，回答下列问题： 则0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)生成1 mol NH3(g)的过程       (填“吸收”或“放出”)     kJ能量。 (3)在一个容积3L的密闭容器里进行如下反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，反应开始时n(N2)=1.5mol，n(H2)=4.4mol，2min末n(H2)=0.8mol。 ①前2min内用NH3表示该反应的反应速率                         ； ②到2min末N2的转化率为                      ； ③下列条件能加快该反应的反应速率的有                      ； A．保持体积不变，再向容器中充N2 B．保持体积不变，再向容器中充He C．保持压强不变，再向容器中充He    D．选择合适的催化剂 ④一段时间后，下列条件下能说明该反应已达到平衡状态的是：               。 a．单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2 b．单位时间内生成6n mol N﹣H键的同时生成2n mol H﹣H键 c．用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2 d．混合气体的平均摩尔质量不变         e．容器内的气体密度不变 f．容器内气体的压强不变 3.工业用二氧化碳加氢可合成乙醇，涉及如下反应： I．    △H1； Ⅱ．     ； Ⅲ．     。 回答下列问题： （1）△H1=            kJ∙mol-1。 （2）向恒压密闭容器中充入一定量CO2和H2仅发生反应Ⅰ，CO2的平衡转化率与温度、投料比m[ ]的关系如图1所示。 ①m1、m2、m3由小到大的顺序为           。 ②若A点m3=3，则此时H2的平衡转化率为           ，C2H5OH(g)的体积分数为           (保留至0.1%)。 ③若投料比m=1，一定温度下发生反应，下列说法不能作为反应已达平衡判据的是           (填字母)。 A．容器内 不再变化                           B．容器内气体密度不再变化 C．生成2molCO2同时消耗3molH2O            D．容器内气体平均相对分子质量不再变化 （3）总压为5MPa的恒压条件下，且投料比m[ ]=3时，仅发生反应I，不同温度下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2所示。 ①曲线a表示           (填化学式)的物质的量分数与温度的关系。 ②TK时，该反应的平衡常数Kp=           。(提示：用平衡分压代替平衡浓度进行计算，某组分平衡分压=总压 该组分的物质的量分数，只列出数值表达式，不必化简)。 二、单选题 4.化学反应速率的调控被广泛应用于生活、生产中。下列操作可减慢化学反应速率的是 A．用冰箱冷藏保鲜食物 B．向炉膛内鼓风可以使炉火更旺 C．工业制硫酸时采用400～500℃高温 D．工业合成氨使用催化剂 5.金属铁广泛应用于生产生活中，铁元素的常见化合价有 和 价，常见的核素有 、 、 等。 是重要的化工原料，硫铁矿烧渣中含有大量的 ，工业上常将其用于制取绿矾 。 可用作反应 的催化剂。关于反应 的说法正确的是 A．减小 浓度能加快反应速率 B．使用 催化剂可加快反应的速率 C．使用 催化剂可实现原料的 转化 D．达到化学平衡时，正、逆反应的速率为0 6.在有催化剂、加热的恒容密闭容器中进行反应： 。下列叙述正确的是 A．达到平衡时，SO2的浓度保持不变 B．提高温度，可实现SO2的完全转化 C．达到平衡时，正逆反应速率均为零 D．达到平衡时，体系中一定存在：c(SO2)=c(SO3) 7.一定温度下，在恒容、密闭容器中发生反应： 。当 、 、CO、 的浓度不再改变时，下列说法正确的是 A．该反应已达到化学平衡状态 B．正、逆反应速率相等且等于零 C． 和 全部转化为CO和 D． 、 、CO、 的浓度一定相等 8.一定条件下，可逆反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到化学平衡状态。下列说法正确的是 A．各物质的浓度一定相等 B．反应物全部转化为生成物 C．正逆反应速率均为零 D．该反应达到最大限度 9.一定条件下，恒容密闭容器中发生可逆反应 。下列说法正确的是 A． 和 可完全转化为 B．平衡时，正、逆反应速率相等 C．充入 ，正、逆反应速率都降低 D．平衡时， 、 和 的浓度一定相等 10.某温度时，在1L容器中发生A、B两种物质间的转化反应，A、B物质的量随时间变化曲线如图所示。下列叙述正确的是     A．该反应的化学方程式为 B．达到平衡时，A和B浓度一定相等 C．8min时，该反应已处于化学平衡状态 D．0~4min，B的平均反应速率为0.1mol/(L•min) 11.一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应N2 + 3H2 2NH3，下图中a、b、c、d四个时刻达到了平衡状态的是     A．a B．b C．c D．d 12.在恒温恒容条件下，反应 达到化学平衡状态时，下列描述正确的是 A．反应停止 B．SO2与SO3的物质的量浓度一定相等 C．容器内压强不再变化 D．SO2的消耗速率与SO3的生成速率相等 13.在一定条件下，可逆反应 达到平衡时，下列说法不正确的是 A．正、逆反应速率相等 B． 、 、 的百分含量一定相等 C． 的浓度不再随时间发生变化 D．容器中 、 、 三者共存 14.一定条件下的恒容密闭容器中，可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到化学平衡状态时，下列说法错误的是 A．SO3的浓度保持不变 B．SO2的含量保持不变 C．SO2的物质的量为0mol D．正反应和逆反应的速率相等 15.工业上以铁矿石(主要成分为 )为原料冶炼铁的主要反应是： ，下列说法不正确的是 A．升高温度，反应速率会增大 B．将铁矿石粉碎，反应速率会增大 C．平衡时，正、逆反应速率均为零 D．平衡时， 的浓度不再变化 16.工业制硫酸中的一步重要反应是： ，当该反应达到化学平衡时，下列叙述错误的是 A． SO2的质量保持不变 B．正、逆反应速率均为零 C． SO3的浓度不再发生变化 D．正反应速率和逆反应速率相等 17.在容积为10 L的恒容密闭容器中发生反应：2A(g)＋B(g) xC(g)＋D(s)，A、B、C物质的量随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．x＝2 B．达平衡时，A的转化率为50％ C．0～10s内B的平均反应速率为0.01 mol/(L·s) D．当混合气体的总压强保持不变时，可逆反应达到平衡状态 18.对于可逆反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)，在1 L密闭容器中加入2 mol A和4 mol B，恒温恒容时达到化学平衡，A的物质的量为1 mol，则下列说法正确的是（       ） A．若起始加入6 mol C和4 mol D，则达到化学平衡时，各种气体的物质的量之比为1∶2∶1 B．若起始加入3 mol C和0.5 mol D，则达到化学平衡时，各种气体的物质的量分数之比为1∶2∶3 C．该可逆反应达平衡时，A、B的转化率相等 D．若向密闭容器中再加入10 g A气体，则容器中气体总质量也增加10 g 19.下列有关化学反应速率、化学反应限度的说法中，正确的是 A．反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，增加碳的用量可加快反应速率 B．用铁片与稀硫酸反应制H2，改用 98%的浓硫酸可加快生成H2的速率 C．反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在密闭容器中进行，压缩容器体积，反应速率增大 D．可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率相等且都为0 20. ℃时向2L恒容密闭容器中通入 和 ，发生反应： 时反应恰好达平衡，此时测得 与 的物质的量相等。下列叙述错误的是 A．前 的平均反应速率 B． 的平衡转化率为10% C．平衡时 的体积分数为 D．该温度下平衡常数 一、原理综合题 1.【答案】 （1） 75％ （2）AD （3）放出 ＜ （4）CD （5）1：2 1.【解析】 （1）0～1min内，CO物质的量变化0.5mol，根据 可知H2物质的量变化1mol，则 ；反应达到平衡状态时H2转化率： ； （2）能增大化学反应速率的因素有：升高温度、增大物浓度、使用合适的催化剂、对于有气体参与的反应增大压强等都可以加快反应速率，故答案选AD； （3）128.8kJ·mol-1表示1molCO和2molH2恰好完全反应的能量变化，在相同条件下，若向该密闭容器中充入与2molCO和4molH2，若二者完全反应，可放出257.6kJ能量，但该反应为可逆反应，所以放出的热量小于257.6kJ； （4）A．反应过程中H2、CH3OH浓度不断变化，当二者浓度均不再变化，说明反应已经达到平衡状态，故A正确； B．恒容密闭容器中，该反应为气体分子数减少的反应，压强不断变化，当体系压强不变，说明反应已经达到平衡状态，故B正确； C．反应进行过程中可能出现n(H2)：n(CH3OH)=1：1，不能说明反应已经达到平衡状态，故C错误； D．H2的消耗速率与CH3OH的生成速率表示同一反应方向，不能说明反应已经达到平衡状态，故D错误； 答案选CD； （5）在相同温度、容积不变的条件下气体压强比等于物质的量之比，根据反应方程式列三段式： ，则平衡时与起始时容器内气体压强之比为（0.25+0.5+0.75）：（1+2）=1：2； 2.【答案】 N2O5 氧化 放出 b-a 0.4mol∙L-1∙min-1 80% AD adf 2.【解析】 (1)图中X表示的是含有+5价氮元素的氧化物，其化学式为N2O5；N2O5与水反应所得产物为HNO3，从化合价上看，N元素处于最高价态，其具有氧化性。 (2)从图中可以看出，0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)的总能量比1 mol NH3(g)的能量高，则0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)生成1 mol NH3(g)的过程中放出(b-a)kJ能量。 (3)①反应开始时n(N2)=1.5mol，n(H2)=4.4mol，2min末n(H2)=0.8mol，则消耗H2的物质的量为3.6mol，生成NH3为2.4mol，前2min内用NH3表示该反应的反应速率 。 ②到2min末，消耗N2的物质的量为1.2mol，则N2的转化率为 。 ③A．保持体积不变，再向容器中充N2 ，N2 的浓度增大，反应速率加快； B．保持体积不变，再向容器中充He，反应体系中各物质的浓度不变，则反应速率不变； C．保持压强不变，再向容器中充He，容器体积增大，则各物质的浓度减小，反应速率减小； D．选择合适的催化剂，反应速率加快； 故选AD。 ④a．单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2，说明正逆反应速率相等，说明反应达到了平衡状态，故a正确； b．若达到平衡状态时，单位时间内生成6n mol N﹣H键，同时会生成3n mol H﹣H键，则单位时间内生成6n mol N﹣H键的同时生成2n mol H﹣H键，反应没有达到平衡状态，故b错误； c．用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2，与是否达到平衡状态无关，故c错误； d．该反应前后气体的总质量不变，若混合气体的平均摩尔质量不变，说明总物质的量不变，正逆反应速率相等，达到化学平衡状态，故d正确； e．该反应前后气体的总质量不变，若容器容积不变，则混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，故e错误； f．随反应进行，混合气体物质的量变化，容器内压强发生变化，故当压强保持不变时，说明到达平衡，故f正确； 故选adf。 3.【答案】 （1）-173.6 （2）m1＜m2＜m3 50% 8.3% C （3）H2O 3.【解析】 （1）I．    △H1； Ⅱ．     ； Ⅲ．     ； 依据盖斯定律，将反应Ⅱ×2+Ⅲ得，△H1=2△H2+△H3=2×(+41.4 kJ∙mol-1)+(-256.4 kJ∙mol-1)=-173.6kJ∙mol-1； （2）①假设CO2的起始投料量一定，不断增大H2的投料量，则 不断增大，平衡不断正向移动，CO2的平衡转化率不断增大，所以m1、m2、m3由小到大的顺序为m1＜m2＜m3； ②若A点m3=3，反应物的起始投入量之比等于化学计量数之比，CO2和H2的平衡转化率相等，则此时H2的平衡转化率为50%，设起始投入CO2为2mol，则H2为6mol，生成C2H5OH的物质的量为0.5mol，平衡时CO2的物质的量为1mol、H2为3mol、H2O(g)为1.5mol，所以C2H5OH(g)的体积分数为 ≈8.3%； ③A．若投料比m=1，一定温度下发生反应，容器内 不断发生改变，当 不再改变时，反应达平衡状态，A不符合题意； B．反应前后气体的分子数不等，恒压容器的体积随反应的进行不断发生改变，但混合气的质量不变，则气体的密度不断发生改变，当容器内气体密度不再变化时，反应达平衡状态，B不符合题意； C．生成2molCO2同时消耗3molH2O，反应进行的方向相同，反应不一定达平衡状态，C符合题意； D．容器内气体的质量不变，混合气的物质的量随反应的进行不断发生改变，即平均相对分子质量不断发生改变，当平均相对分子质量不再变化时，反应达平衡状态，D不符合题意； 故选C。 （3）总压为 的恒压条件下，且投料比m[ ]=3时，仅发生反应I，此时CO2、H2的物质的量之比等于化学计量数之比。该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则a表示H2的物质的量分数，b表示CO2的物质的量分数，c表示H2O(g)的物质的量分数，d表示C2H5OH(g)的物质的量分数； ①由分析可知，曲线a表示H2的物质的量分数与温度的关系； ②TK时，投料比m[ ]=3，总压为5MPa的恒压条件下，仅发生反应I，设CO2的物质的量为1mol，H2的物质的量为3mol，从图中可以看出，CO2与C2H5OH的物质的量相等，H2与H2O的物质的量相等，设CO2的平衡转化率为x，则可建立如下三段式： ，1-x=0.5x，x= ，该反应的平衡常数Kp= 。 二、单选题 【答案】 4.A 【解析】 4.A．用冰箱冷藏保鲜食物，温度降低，可减缓食物腐败的速率，A符合题意； B．向炉膛内鼓风，增加氧气的浓度，反应速率加快，炉火更旺，B不符合题意； C．工业制硫酸时采用400～500℃高温，使催化剂保持较高的活性，加快反应速率，C不符合题意； D．工业合成氨使用催化剂可加快反应速率，D不符合题意； 故选A。 【答案】 5.B 【解析】 5.A．减小 浓度，反应物浓度减小，反应速率减慢，A错误； B．催化剂可加快反应速率，故使用 催化剂可加快反应的速率，B正确； C．可逆反应不能实现原料的完全转化，催化剂可加快反应速率，但是不能提高原料的转化率，实现原料的100%转化，C错误； D．达到化学平衡时，正、逆反应的速率相等，但不为0，D错误； 故选B。 【答案】 6.A 【解析】 6.A．该反应为可逆反应，当反应达到平衡时，反应体系中任何物质的消耗量与反应产生量相同，故反应体系中的SO2的浓度保持不变，A正确； B．该反应是可逆反应，在任何条件下反应物不能完全转化为生成物，因此提高温度，也不可能实现SO2的完全转化为生成物，B错误； C．化学平衡为动态平衡，当反应达到平衡时，反应仍然在进行，因此正、逆反应速率相等但均不为零，C错误； D．达到平衡时，体系中任何物质的浓度都不变，但不一定存在关系：c(SO2)=c(SO3)，D错误； 故合理选项是A。 【答案】 7.A 【解析】 7.A．当H2O、CO、CO2、H2的浓度不再变化时，是化学平衡状态的特征，说明正逆反应速率相等，反应已达化学平衡状态，故A正确； B．化学平衡状态是动态平衡，正、逆反应速率相等且大于零，故B错误； C．可逆反应不可能完全反应，则H2O和CO反应不可能全部转化为CO2和H2，故C错误； D．平衡状态时H2O、CO、CO2、H2的浓度不变，不一定相等，故D错误； 答案选A。 【答案】 8.D 【解析】 8.A．平衡时各物质的浓度不一定相等，与起始量、转化率有关，故A不正确； B．为可逆反应，不能完全转化，故B不正确； C．为动态平衡，平衡时反应速率不为0，故C不正确； D．平衡状态时该反应达到最大限度，故D正确； 故选D。 【答案】 9.B 【解析】 9.A．此反应为可逆反应，不能反应完全，故A错误； B．平衡时，正反应速率等于逆反应速率，生成和消耗的量相等，达到动态平衡，故B正确； C．充入的 为生成物，生成物浓度增大，使逆反应速率增大，正反应速率减小，故C错误； D．平衡时，各组分浓度不再变化，但不一定相等，故D错误； 故答案选B。 【答案】 10.C 【解析】 10.A．由图可知A是反应物，B是生成物，达到平衡时，消耗的时间是一样的，A的变化量为0.6mol，B的变化量为0.3mol,变化量之比等于化学计量数之比，该反应的化学方程式为2A⇌ B，故A错误； B．反应达到平衡时，A与B的浓度应该保持不变，不一定要相等，故B错误； C．8min时图像中的两条曲线都变直了，说明不在发生改变，说明在此时已经达到平衡了，故C正确； D．0~4min，B的平均反应速率为 ，故D错误； 故本题选C． 【答案】 11.D 【解析】 11.当氢气的浓度保持不变时，表示反应达到平衡状态，d点达到平衡状态，D正确， 故选D。 【答案】 12.C 【解析】 12.A．可逆反应达到平衡状态时，反应仍然在进行，正反应速率和逆反应速率相等，因此反应并未停止，A错误； B．反应处于平衡状态时，SO2与SO3的物质的量浓度可能相等也可能不相等，B错误； C．在恒温恒容条件下，容器的容积不变，该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，若反应未达到平衡状态，气体的物质的量发生改变，气体的压强就会发生变化，则当容器内压强不再变化时，气体物质的量不变，反应达到平衡状态，C正确； D．SO2是反应物，SO3表示生成物，在任何时刻都存在SO2的消耗速率与SO3的生成速率相等，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，D错误； 故合理选项是C。 【答案】 13.B 【解析】 13.A．平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，故A正确； B．平衡时各组分浓度不变，但反应物和生成物的百分含量不一定相等，故B错误； C．平衡时各组分的浓度不再发生变化，则平衡时 的浓度不再随时间发生变化，故C正确； D．该反应为可逆反应，反应不能进行彻底，平衡时各物质共存，故D正确； 故选：B。 【答案】 14.C 【解析】 14.A。反应达到平衡时，SO3的浓度保持不变，故A正确； B．反应达到平衡时，SO2的含量保持不变，故B正确； C．可逆反应达到平衡时，各物质的转化率不能为100%，各物质的量不能为0，故C错误； D．反应达到平衡时，正反应和逆反应的速率相等，故D正确； 故选C。 【答案】 15.C 【解析】 15.A．升高温度，化学反应速率增大，故A正确； B．将铁矿石粉碎，固体表面积增大，反应物的接触面积增大，活性反应速率会增大，故B正确； C．化学平衡为动态平衡，反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，但都不为零，故C错误； D．反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，所以二氧化碳的浓度不再变化，故D正确； 故选C。 【答案】 16.B 【解析】 16.A．随着化学反应的不断进行，反应为的质量不断减少，当反应达平衡时，SO2的质量会保持不变，A正确； B．可逆反应为动态平衡，正逆反应速率相等但不为零，B错误； C．随着化学反应的不断进行，生成物的浓度不断增加，当反应达平衡时，SO3的浓度不会再发生变化，C正确； D．可逆反应为动态平衡，正逆反应速率相等，D正确； 故答案选B。 【答案】 17.B 【解析】 17.A．分析图象可知A、B、C的物质的量的变化量之比为2：1：3，故x=3，A说法错误； B．10s反应达到平衡，A的物质的量减少一半，转化率为50%，B说法正确； C．0～10s内B的平均反应速率= =0.001 mol/(L·s)，C说法错误； D．该反应是反应前后气体计量数不变的反应，反应过程中压强未发生变化，故不能用压强判断该可逆反应是否达到平衡，D说法错误； 答案为B。 【答案】 18.C 【解析】 18.对于反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)，该反应是反应前后气体体积相等的反应，起始时各种气体的物质的量：n(A)=2 mol，n(B)=4 mol，恒温恒容时达到平衡时，n(A)=1 mol ，则△n(A)=1 mol 根据物质反应转化关系可知，平衡时n(A)=2 mol，n(B)=2 mol，n(C)=3 mol，n(D)=1 mol。 A．若起始时投料6 mol C和4 mol D，由于D是固体，其浓度不变，该反应是反应前后气体体积相等的反应，则起始投料与原投料等效，平衡等效，各种气体的物质的量之比为1∶2∶3，A错误； B．若通入3 mol C和0.5 mol D，投料相当于原投料的一半，极值转化，平衡时3种气体的物质的量分别为0.5 mol、1 mol、1.5 mol，物质的量的比是1：2：3，但达到平衡时反应物不能完全转化为生成物（D的量不够），因此各种气体的物质的量的比不是1：2：3，即物质的量分数的比不是1：2：3，B错误； C．由于该反应的反应物的投料比等于化学计量系数比，所以两种反应物的转化率相等，C正确； D．若再向密闭容器中加入10 g A，化学平衡正向移动，会生成固体D，因此气体总质量增加少于10 g，D错误； 故答案为C。 【答案】 19.C 【解析】 19.A. 反应中 C 是固体，增加碳的用量反应速率不变， A 错误； B. 98%的浓硫酸中硫酸主要以H2SO4分子存在，含有的H+浓度很小。在室温下Fe遇浓硫酸会使Fe表面产生一层致密的氧化物薄膜而发生钝化现象，所以不能用铁片与浓硫酸反应制H2，B错误； C. 反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在密闭容器中进行，压缩容器体积，各种物质的浓度增大，因而化学反应速率增大，C正确； D. 可逆反应达到化学平衡状态为动态平衡，当达到平衡时，正、逆反应的速率相等且都大于0，D错误； 故合理选项是C。 【答案】 20.D 【解析】 20.A．前 的平均反应速率 ，A正确； B． 的平衡转化率为 10%，B正确； C．平衡时 的体积分数为 ，C正确； D．该温度下平衡常数 ，D错误； 故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $$