2.2 化学平衡 专练-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1
2026-07-05
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丹棱县徐敏中小学名班主任工作室
进店逛逛 摘要:
**基本信息**
聚焦化学平衡核心概念,通过基础认知-综合应用-复杂探究三层递进设计,强化科学思维与证据推理能力,适配新授课知识巩固与能力提升需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|勒夏特列原理、平衡状态判断|以单选题(1-7题)为主,直接考查概念辨析,如第7题多角度判断平衡状态,夯实化学观念|
|进阶层|速率计算、平衡移动分析|结合图表与数据(如第12题表格数据),考查速率与平衡定量关系,培养科学思维|
|综合层|多反应体系、复杂情境应用|通过填空题(21-24题)及单选题(16-20题),涉及三段式计算与图表分析(如第22题转化率计算),提升科学探究能力|
内容正文:
人教版选择性必修一化学平衡专练
一、单选题
1.下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.催化氧化时,使用催化剂加快化学反应速率
B.已知工业合成氨是放热反应,反应条件选择高温
C.打开可乐瓶盖,有大量气泡产生
D.,平衡后压缩容器,体系颜色加深
2.关于化工生产的叙述中,符合生产实际的是
A.石油化工中,采用干馏的方法把石油分成不同沸点范围的产品
B.硫酸工业中,利用热交换器预热反应物,降低能耗提高生产效率
C.纯碱工业中,侯氏制碱法通过氨气和二氧化碳的循环利用,提高了原料的利用率
D.合成氨工业中,采用高压条件,增大合成氨反应的平衡常数,增大反应速率
3.反应 的合成过程中,为提高反应速率并提高合成AB3的产率可以采用的措施是
A.升高反应温度 B.将AB3从反应体系中分离出去
C.使用适宜的催化剂 D.压缩体积使压强增大
4.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0.50 mol/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的浓度降低为0.30 mol/L。下列有关判断不正确的是
A. B.平衡向正反应方向移动
C.C的转化率增大 D.B的质量分数增大
5.在一定条件下,对于反应,C物质的质量分数(C%)随温度升高或压强增大而增大。下列判断正确的是
A.该反应为放热反应
B.(m+n)>(c+d)
C.增大压强,平衡正向移动,平衡常数K值增大
D.达到平衡后,增加A的物质的量,平衡正向移动,A的转化率增大
6.工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应为。一定条件下,在恒容密闭容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是
A. B.
C.混合气体密度保持不变 D.
7.下列情况中,可以证明反应达到平衡状态的有
I.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
① ②个断裂的同时,有个断裂
Ⅱ.2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
③恒温恒容时,气体的压强不再改变 ④恒温恒压时,气体的密度不再改变
Ⅲ.C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)
⑤恒温恒容时,气体的密度不再改变 ⑥恒温恒容时,气体的平均相对分子质量不再改变
Ⅳ.NH2COONH4(s)⇌CO2(g)+2NH3(g) ⑦恒温恒压时,的体积分数不再改变
V.H2(g)+I2(g) ⇌2HI(g)
⑧ 2:1:1 ⑨恒容绝热时,压强不再改变
A.6个 B.7个 C.8个 D.9个
8.一定温度下,向某密闭容器中投入一定量的石墨和,发生反应。下列说法正确的是
A.增大压强,该反应的平衡常数将减小
B.活化能:
C.用纳米级石墨粉代替石墨,则原料的平衡转化率增大
D.若,且,则石墨比金刚石稳定
9.已知: ,改变某一反应条件(温度),下列图象正确的是
A. B.
C. D.
10.计算机模拟催化剂表面水煤气产氢反应[]过程中能量的变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应为放热反应
B.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量才能发生
C.催化剂的使用降低了反应的焓变,加快了反应速率
D.该反应的化学平衡常数表达式
11.下列实验操作对应的现象和根据现象得出的结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
分别将酸性溶液加入
①溶液和
②溶液中
②中溶液先褪色
溶液浓度越大,反应速率越快
B
盛有与的密闭容器中发生反应,达到平衡后,增大压强
气体颜色变浅
加压,平衡向气体分子数减小的方向移动
C
取的KI溶液,滴加滴的溶液,充分反应后,等分成两份,一份滴加几滴淀粉溶液,另一份滴加几滴KSCN溶液
滴加淀粉溶液后变蓝,滴加KSCN溶液后变红
KI与反应是可逆反应
D
将红热的木炭伸进装有浓硝酸的试管中
产生红棕色气体
木炭与浓硝酸发生了氧化还原反应
A.A B.B C.C D.D
12.恒温恒容的密闭容器中,在催化剂表面上发生反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),测得不同起始浓度和催化剂表面积:c(NH3)×10-3mol/L随时间变化如下表,下列说法不正确的是
编号
表面积
时间/min
0
20
40
60
80
①
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
a
1.20
0.80
0.40
x
③
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A.实验①,0~20min,v(NH3)=2.00×10-5mol/(L·min)
B.实验②,60min时处于平衡状态,x<0.2
C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
D.实验①达平衡时氨气浓度为4.00×10-4mol/L
13.时,在两个起始容积都为1L的恒温密闭容器中发生反应,实验测得;。为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是
容器
物质的起始浓度/(mol/L)
物质的平衡浓度/(mol/L)
Ⅰ(恒容)
0.1
0.1
0
0.07
Ⅱ(恒压)
0
0
0.8
A.平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比小于1:4
B.平衡时,容器Ⅱ中
C.时,反应的平衡常数为
D.平衡时,向容器Ⅰ中再通入和0.2molHI,此时
14.一定条件下,将和按物质的量之比充入反应容器,发生反应:。其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(、)下随温度变化的曲线如图所示。
下列说法错误的是
A.
B.其他条件不变,温度升高,该反应的反应限度减小
C.时,该反应的化学平衡常数的数值
D.、条件下,的平衡转化率为40%
15.一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应N2(g)+O2(g) 2NO(g),下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是
A.温度T下,该反应的平衡常数K=
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度变大
C.曲线b对应的条件改变可能是充入氩气
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH>0
16.可用氧化烷烃脱氢制取烯烃。向密闭容器中通入、和(体积比为),维持压强为,发生反应:。测得的平衡转化率与温度的关系如图中曲线①所示。下列说法错误的是
A.该反应是吸热反应
B.下,的平衡转化率为,则该反应的
C.下,体系中时,表明反应已达平衡
D.若减小通入气体中的占比,的平衡转化率与温度的关系可能是曲线②
17.在容积为的密闭容器中进行反应 。起始时和均为0.2 mol,反应在不同条件下进行,反应体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B.从开始至平衡,实验a的
C.、、三者的反应速率:
D.由图像得出的平衡常数
18.用处理,绝热恒容密闭容器中发生反应:,正反应速率随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是
A.c点达到化学平衡状态
B.a点浓度小于b点
C.ab段转化率大于bc段
D.cd段正反应速率大于逆反应速率
19.以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ. ;
Ⅱ. 。
一定压强下,按照投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡选择性[CH3OH的平衡选择性]随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.L1表示CH3OH的平衡选择性随温度的变化曲线
B.CO2的反应速率:
C.加压后不影响CO2的平衡转化率
D.T1温度下,反应Ⅰ的平衡常数为
20.和重整制氢体系中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
在密闭容器中,、时,若仅考虑上述反应,平衡时各气态物质的物质的量随温度的变化如图。说法不正确的是
A.曲线a表示平衡时CO的物质的量随温度的变化
B.625℃,平衡时的体积分数为1/11
C.500~600℃,随着温度升高,容器中积碳减少
D.1000℃时,增大压强,平衡体系中不变
二、填空题
21.在容器体积可变的密闭容器中,化学反应:,在一定条件下达到平衡。完成下列填空:
(1)若该反应经过2秒钟后达到平衡,NH3的浓度增加了0.6mol/L,在此期间,正反应速率v(H2)的值为________。
A.0.6mol/(L·s) B.0.45mol/(L·s) C.0.3mol/(L·s) D.0.2mol/(L·s)
(2)在其他条件不变的情况下,缩小容器体积以增大反应体系的压强,则化学反应速率v正________,v逆________(选填“增大”、“减小”、“不变”);上述条件下,化学平衡向________方向移动(选填“正反应”、“逆反应”)。
(3)在其他条件不变的情况下,降低温度,化学平衡向正反应方向移动,则正反应为________反应(选填“吸热”、“放热”)。
(4)如下图,为反应速率(v)与时间(t)关系的示意图,由图判断,在t1时刻曲线发生变化的原因是________(填写编号)
a.增大N2的浓度 b.扩大容器体积 c.加入催化剂 d.升高温度
(5)改变条件后,平衡混合物中NH3的百分含量________;N2的转化率________。(选填“增大”、“减小”、“不变”)
22.三氯化硅( SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。已知SiHCl3(g)在催化剂作用下发生反应2SiHCl3 (g)SiH2Cl2 (g) +SiCl4 (g)。一定条件下,向容积为1L的恒容密闭容器中充入2 mol SiHCl3 (g),分别在温度为T1 K、T2 K条件下反应,测得反应体系中SiHCl3 (g)的物质的量分数随时间变化的关系如图所示。
(1)在T1 K温度下,SiHCl3的平衡转化率=___________ %。若想进一步提高SiHCl3的转化率,除改变温度外还可以采取的措施是___________。
(2)在T2 K温度下,经t1 min后反应达到平衡。
①0~t1 min内,SiH2Cl2的反应速率v正(SiH2Cl2)=___________ mol·L-1·min-l。
②在T2 K温度下,该反应用各组分的物质的量分数代替平衡浓度表示的平衡常数Kx=___________。
(3)下列不能判断该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
a.v正( SiHCl3)=2v逆( SiH2Cl2)
b.混合气体的密度不再发生变化
c.SiHCl3与SiCl4的浓度之比不再改变
d.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
(4)已知:反应速率v=v正-v逆=k正 x2(SiHCl3)-k逆 x(SiH2Cl2)·x(SiCl4),k正、k逆分别表示正、逆反应速率常数,x(B)为组分B的物质的量分数。
①a、b点的正反应速率之比va∶vb___________(填“>”“<”或“=”)1。
②b点的___________(保留三位有效数字)。
23.一定温度下,向一容积为5L的恒容密闭容器中充入 和,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196kJ/mol,当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的,请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。
A.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
B.容器内气体的压强不变
C.容器内混合气体的密度保持不变
D.SO3的物质的量不再变化
E.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)平衡时SO2的转化率为___________。
(3)其他条件不变时,判断下列条件的改变引起反应速率减慢的是___________。
A.降低温度 B.压强不变充入氩气使体积增大 C.体积不变充入0.2mol氩气
Ⅱ.合成氨对人类的生存和发展有着重要意义,1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮。
(4)对于反应在一定条件下氨的平衡含量如下表。
温度/℃
压强/ MPa
氨的平衡含量
200
10
81.5%
550
10
8.25%
①下列条件既能提高反应速率,又能升高氨的平衡含量的是___________(填字母序号)。
A.加催化剂 B.升高温度至400-550℃ C.采取10MPa-30MPa的高压条件
②哈伯选用的条件是550℃、10MPa,而非200℃、10MPa,可能的原因是___________。
(5)下图是合成氨反应平衡混合气中NH₃的体积分数随温度或压强变化的曲线,图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是___________(填“温度”或“压强”);判断、的大小关系并说明理由___________。
24.I.在容积为2 L的密闭容器中,进行如下反应:,最初加入1.0 mol A和2.2 mol B,在不同温度下,D的物质的量n(D)和时间的关系如图。试回答下列问题:
(1)下列能够判断该反应达到化学平衡状态的是___________。
A.容器中压强不变 B.不变
C. D.容器内气体密度不变
(2)该反应的___________0(填“>”或“<”),利用图中数据计算:700℃时物质A的平衡转化率为___________,800℃时的平衡常数K=___________。
(3)下列措施能提高反应物A(g)的反应速率的是___________。
A.升高温度 B.恒容条件充入氩气
C.恒压条件充入氩气 D.加入合适的催化剂
(4)800℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:,,则此时该反应___________(填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
II.CH4和水蒸气制备合成气
甲烷在工业上可用于制备合成气:,在某密闭容器中通入2mol CH4(g)、2molH2O(g),在某一条件下发生反应。测得平衡时CH4(g)的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
(5)q点时,甲烷的转化率为___________%。
试卷第12页,共13页
试卷第11页,共13页
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《人教版选择性必修一化学平衡专练》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
D
A
B
C
A
D
D
A
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
C
B
C
D
B
D
D
D
B
1.C
【详解】A.催化剂只改变化学反应速率,不影响化学平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,A错误;
B.工业合成氨为放热反应,高温不利于平衡正向移动,选择高温是为了提高反应速率、保证催化剂活性,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,B错误;
C.可乐中存在平衡,打开瓶盖后体系压强减小,平衡正向移动,大量逸出产生气泡,能用勒夏特列原理解释,C正确;
D.该反应前后气体分子总数相等,压缩容器增大压强平衡不移动,体系颜色加深是因为浓度被压缩增大,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,D错误;
故答案为:C。
2.B
【详解】A.石油化工采用分馏的方法分离不同沸点范围的产品,干馏是煤的加工方法,A错误;
B.硫酸工业中,利用热交换器将反应放出的热量预热反应物,可节约能源,降低能耗,提高生产效率,B正确;
C.侯氏制碱法中只有二氧化碳循环利用,氨气转化为副产品氯化铵,不参与循环,C错误;
D.化学平衡常数只与温度有关,高压条件不会改变合成氨反应的平衡常数,D错误;
故答案选B。
3.D
【详解】A.升高温度可加快反应速率,但该反应ΔH<0,正反应放热,升温会使平衡逆向移动,AB3的产率降低,A不符合题意;
B.将AB3从体系中分离,会使平衡正向移动,AB3产率提高,但体系中物质浓度降低,反应速率减小,B不符合题意;
C.使用适宜催化剂可加快反应速率,但催化剂不改变平衡状态,AB3的产率不变,C不符合题意;
D.压缩体积增大压强,反应物浓度升高,反应速率加快;该反应正反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,AB3的产率提高,D符合题意;
故答案选D。
4.A
【详解】A.A的浓度变化:0.5 mol/L0.25 mol/L0.3 mol/L,扩大体积即减小压强,平衡向气体分子数增大方向移动,产物A的浓度从0.25 mol/L增大到0.3 mol/L,则平衡正移,,A错误;
B.该反应平衡正移,B正确;
C.该反应平衡正移,反应物C的转化率增大,C正确;
D.该反应平衡正移,B的质量分数增大,D正确;
答案选A。
【点睛】扩大体积后浓度减小,新平衡的浓度要和扩大体积后的浓度比较来判断平衡移动的方向,不能与扩大体积前的浓度比较来判断平衡移动方向。
5.B
【详解】A.温度升高C%增大,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,A错误;
B.压强增大C%增大,说明增大压强平衡正向移动,正反应为气体分子数减小的反应,故,B正确;
C.平衡常数仅与温度有关,压强变化不会改变值,C错误;
D.达到平衡后增加A的物质的量,平衡正向移动,但新增的A的转化程度低于原有平衡时A的转化率,整体A的转化率减小,D错误;
故选B。
6.C
【详解】A.当反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,且变量不再发生变化,未标明反应速率的方向,不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.等式两边均为正反应速率,根据化学计量数关系,该关系在反应的任意时刻都成立,不能说明正逆反应速率相等,无法判断是否达到平衡,B错误;
C.该反应有固体生成,气体总质量发生变化,在恒容密闭容器中,气体总体积不变,根据,混合气体的密度为变量,当混合气体的密度不变时,可说明该反应达到平衡状态,C正确;
D.各物质的起始浓度未知,不能说明各物质的浓度不变,故不能证明反应达到平衡状态,D错误;
故选C。
7.A
【详解】逐小项分析(平衡判断依据:正逆反应速率相等,或变量不变则平衡)
①平衡时速率需匹配计量数比,应为,所给关系正反应速率更大,未达平衡,错误;
②1个断裂(正反应)对应生成6个键,同时6个键断裂(逆反应),说明正逆速率相等,达平衡,正确;
③该反应气体分子数减小,恒温恒容时压强与气体总物质的量成正比,压强不变说明总物质的量不变,达平衡,正确;
④反应前后气体总质量不变,恒温恒压时体积随反应进行变化,为变量,密度不变说明达平衡,正确;
⑤反应物含固体,反应正向进行时气体总质量增大,恒温恒容下为变量,密度不变说明达平衡,正确;
⑥气体平均相对分子质量,反应中、均为变量,不变说明达平衡,正确;
⑦反应物为固体,生成的和物质的量比恒为1:2,体积分数始终为定值,不变不能说明平衡,错误;
⑧浓度比等于计量数比与起始投料、转化率有关,无法说明各组分浓度恒定,不能判断平衡,错误;
⑨恒容绝热时,反应热效应会改变体系温度,压强随温度变化,压强不变说明温度恒定,达平衡,正确;
综上能证明平衡的共6个,故选A。
8.D
【详解】A.平衡常数仅与温度有关,温度不变时增大压强平衡常数不变,A错误;
B.该反应为吸热反应,,故,B错误;
C.纳米级石墨粉仅增大接触面积、加快反应速率,不改变平衡状态,原料平衡转化率不变,C错误;
D.将两个热化学方程式相减可得,说明石墨能量低于金刚石,能量越低物质越稳定,故石墨比金刚石稳定,D正确;
故选D。
9.D
【详解】A.该反应正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动。升高温度的瞬间,正、逆反应速率均增大,图中升高温度时正反应速率未瞬间突变,变化不合理,A错误;
B.温度,温度越高反应速率越快,先达到平衡应先出现拐点。该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的平衡转化率,B错误;
C.该反应为放热反应,相同压强条件下,升高温度平衡逆向移动,的体积分数应减小,即时的体积分数小于时,图示变化不合理,C错误;
D.化学平衡常数只与温度有关,温度不变时,改变压强平衡常数不变,图示曲线变化合理,D正确;
故选D。
10.A
【详解】A.反应物总能量(状态1)高于生成物总能量(状态4),反应ΔH<0,属于放热反应,A正确;
B.过程Ⅰ、Ⅱ能量升高,需要吸收能量,过程Ⅲ能量降低,释放能量,并非三个过程都需要吸收能量,B错误;
C.催化剂可降低反应的活化能,加快反应速率,但不改变反应物和生成物的总能量差,即不改变反应的焓变,C错误;
D.该反应中为气态反应物,平衡常数表达式为,选项表达式缺少,D错误;
故选A。
11.C
【详解】A.高锰酸钾与草酸反应的物质的量之比为2:5,经计算草酸量不足,高锰酸钾都不能完全反应,高锰酸钾无法完全褪色,无法得到"浓度越大反应速率越快"的结论,A错误;
B.增大压强时容器体积先缩小,浓度瞬间升高,气体颜色先变深,平衡向生成(分子数减小)的方向移动,但平衡移动后颜色仍比原平衡深,现象描述错误,B错误;
C.实验中KI过量,若反应不可逆则反应后无剩余,滴加KSCN溶液不会变红;实际滴加淀粉变蓝说明生成,滴加KSCN变红说明仍有,证明该反应为可逆反应,C正确;
D.浓硝酸受热本身会分解生成红棕色,无法确定来自木炭与浓硝酸的反应,D错误;
故选C。
12.C
【详解】A.实验①0~20min内,,则,A正确;
B.催化剂只改变化学反应速率,不影响平衡移动,实验③与实验①初始浓度相同,因此平衡时浓度相同,均为;实验②初始浓度为实验①的1/2,恒温恒容下相当于减小压强,平衡正向移动,因此平衡时浓度小于,即表中(表中数值单位为),B正确;
C.实验①和②催化剂表面积相同,实验①初始浓度是实验②的2倍,但0~20min、20~40min内两组实验的均为,说明反应速率相同,因此增加氨气浓度反应速率并未增大,C错误;
D.由B选项分析可知,催化剂不影响平衡,实验①和③初始浓度相同,平衡状态一致,因此实验①平衡时,D正确;
故选C。
13.B
【详解】A.该反应为气体分子总数不变的反应,平衡时容器Ⅰ总物质的量恒为0.2mol,容器Ⅱ总物质的量恒为0.8mol,两容器恒温,且Δn=0时恒压容器Ⅱ体积保持起始1L不变,压强之比等于物质的量之比为1:4,A错误;
B.反应前后气体分子数不变,容器Ⅱ起始0.8mol/L HI等效于0.4mol/L H2和0.4mol/L I2,与容器Ⅰ投料比相同,属于等效平衡,平衡时I2浓度为容器Ⅰ的4倍,即,B正确;
C.平衡时正逆反应速率相等,即,平衡常数,不是,C错误;
D.容器Ⅰ原平衡中、、,通入气体后、、,浓度商,反应逆向进行,,D错误;
故答案为B。
14.C
【详解】A.正反应为气体体积减小的反应,温度一定时,增大压强平衡向正反应方向移动,NO的转化率增大,故,A正确;
B.由图可知,压强一定时,随温度升高,NO的转化率降低,平衡逆向移动,则该反应的反应限度减小,B正确;
C.化学平衡常数仅与温度有关。根据题中信息无法计算时各物质的平衡浓度或分压,因此无法计算出化学平衡常数的具体数值,C错误;
D.400℃、条件下,平衡时的转化率为40%,和按物质的量之比2:1投入,且按2:1反应,二者转化率相等,即的平衡转化率为40%,D正确;
故选C。
15.D
【详解】A.温度T下,氮气的反应量为(c0-c2)mol/L,平衡时c(NO)=2(c0-c2)mol/L,则该反应的平衡常数为K=,A错误;
B.反应前后气体总质量不变,容器容积不变,故混合气体的密度不变,B错误;
C.充入氩气,容器容积不变,反应物的浓度不变,平衡不移动,平衡时氮气的浓度不变,与图像不符,C错误;
D.若曲线b对应的条件是改变温度,b达到平衡的时间缩短,反应速率快,温度高,故温度b>a,升高温度,氮气的浓度减小,平衡正向移动,ΔH>0,D正确;
故选D.
16.B
【详解】A.温度升高,平衡转化率升高,说明升温平衡正向移动,正反应为吸热反应,A正确;
B.设初始、、的物质的量分别为1mol、1mol、2mol,平衡转化率为50%时,反应的为0.5mol,列出“三段式”
。
平衡时总物质的量为0.5 mol+0.5 mol+0.5 mol+0.5 mol+0.5 mol+2 mol=4.5 mol,压强平衡常数: ,B错误;
C.543℃下平衡转化率为60%,平衡时,由方程式系数关系可知,满足,故该关系成立时反应达平衡,C正确;
D.总压不变,减小的占比,反应体系各物质分压增大,该反应正反应为气体分子数增大的反应,加压平衡逆向移动,平衡转化率降低,对应曲线②,D正确;
故答案选B。
17.D
【分析】设图像a达到平衡状态时消耗PCl3的物质的量为x,列三段式有:
,
恒温恒容条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,则,解得;同理设c达到平衡状态时消耗PCl3的物质的量为y,则,解得,据此分析作答。
【详解】A.与a相比,c混合气体平衡时压强增大,达到平衡时间缩短,则改变的条件应是升高温度;根据分析,PCl3的平衡转化率:图像a为,图像c为,即a>c,说明升高温度,PCl3的平衡转化率减小,平衡逆向移动,该反应是放热反应,即,A正确;
B.由分析可知,a平衡时生成的物质的量为:,则,B正确;
C.由图像可知,达到平衡状态所需的时间由大到小的顺序为:,时间越短,反应速率越快,故反应速率:,C正确;
D.结合分析,图像a的平衡常数,D错误;
故选D。
18.D
【详解】A.化学平衡状态的特征是正逆反应速率不变,c点后正反应速率仍在下降,说明反应未达到平衡,A错误;
B.a到b反应一直正向进行,作为反应物不断被消耗,因此a点浓度大于b点,B错误;
C.ab段平均正反应速率小于bc段,相同时间内bc段消耗的更多,因此ab段转化率小于bc段,C错误;
D.cd段正反应速率仍在下降,说明反应仍在正向进行、未达到平衡状态,因此正反应速率大于逆反应速率,D正确;
故选D。
19.D
【分析】反应I(,吸热):,气体分子数不变; 反应II(,放热):,气体分子数减少;的平衡选择性。
【详解】A.升高温度,反应I正向(增多)、反应II逆向(减少),因此的平衡选择性随温度升高而降低,故下降曲线为的平衡选择性,为平衡转化率,A错误;
B.温度越高反应速率越快,温度低于,所以的反应速率:,B错误;
C.加压使反应II(气体分子数减少)正向移动,会促进转化,因此平衡转化率会增大,C错误;
D.设起始,,时转化率为,即转化的;选择性为,则,列式:、,所以温度下,平衡时、、、,所以反应I的平衡常数,D正确;
故选D。
20.B
【分析】依据发生的反应,体系中含有的物质有CH4、CO2、CO、H2、H2O(g)、C。n始(CH4)=n始(CO2)=1 mol,则n(C)=2 mol,n(H)=4 mol。625℃时,n(H2O)=0.5 mol,n(CH4)=0.15 mol,则n(H2)=(4 mol-0.5 mol×2-0.15 mol×4)=1.2 mol,而曲线a中,某气体的物质的量为0.5 mol,所以曲线a表示CO的物质的量随温度的变化,另一条曲线表示H2的物质的量随温度的变化;此时,n(CO)=n(CO2)=0.5 mol,则n(C)=2 mol-0.5 mol-0.5 mol-0.15 mol=0.85 mol。
【详解】A.由分析可知,曲线a表示平衡时CO的物质的量随温度的变化,A正确;
B.625℃时,由图可知:,,,,由分析得,则总气态物质的物质的量:。的体积分数:,B错误;
C.积碳是反应Ⅲ正向生成的,反应Ⅲ,正向放热,升高温度平衡逆向移动,积碳减少;结合C守恒:,温度升高,该温度范围内总气态含C物质的量增加,因此固体C的量减少,C正确;
D.由图像可知,1000℃时,n(H2)=n(CO)=2 mol,表明体系中只发生反应Ⅰ,且发生完全转化,增大压强,体系中不变,D正确;
故选B。
21.(1)B
(2)增大 增大 正反应
(3)放热
(4)c
(5)不变 不变
【详解】(1)首先计算的平均反应速率:,同一反应中,不同物质的反应速率之比等于化学计量数之比,即,因此,故选B;
(2)缩小容器体积增大压强时,反应物、生成物的浓度均增大,因此正、逆反应速率都增大;该反应为气体总计量数减小的反应,根据勒夏特列原理,增大压强平衡向气体分子数减小的正反应方向移动;
(3)根据勒夏特列原理,降低温度平衡向放热反应方向移动,已知降温时平衡向正反应方向移动,说明正反应为放热反应;
(4)时刻改变条件后,正、逆反应速率同等程度增大,且仍相等,平衡不移动:
a.增大浓度时正反应速率瞬间增大、逆反应速率瞬间不变,平衡正向移动,不符合;
b.扩大容器体积时所有物质浓度减小,正逆反应速率均减小,不符合;
c.加入催化剂可同等程度增大正逆反应速率,平衡不移动,符合;
d.升高温度时,该放热反应的平衡逆向移动,,不符合;
故选c。
(5)加入催化剂时平衡不发生移动,因此平衡混合物中各组分的百分含量不变,反应物的转化率也不变,故的百分含量不变,的转化率不变。
22.(1) 20 及时移出产物
(2)
(3)bd
(4) > 2.01
【分析】由反应体系中 (g)的物质的量分数随时间变化的关系图可知,温度为条件下反应先达到平衡,表明。
【详解】(1)依据反应体系中 (g)的物质的量分数随时间变化的关系图,在K温度下,平衡时 (g)的物质的量分数为80%,该反应前后气体总物质的量保持不变,平衡时 (g)的物质的量为1.6 mol,该温度下, (g)的平衡转化率α( )=;该反应为反应前后气体体积不变的反应,若想进一步提高 (g)的转化率,除改变温度外还可以采取的措施是降低生成物的浓度即及时移去产物。
(2)①由图可知在温度下,平衡时的物质的量分数为78%,根据该反应前后气体总物质的量保持不变,平衡时的物质的量为,内,的反应速率;
②由图可知在温度下,平衡时的物质的量分数为78%,结合题目信息和化学方程式可知,平衡时和的物质的量分数相等,均为,该反应用各组分的物质的量分数代替平衡浓度表示的平衡常数。
(3)a.可逆反应达到平衡状态的标志是正、逆反应速率相等,所以同一物质的正、逆反应速率相等,或不同物质的正、逆反应速率符合化学方程式的化学计量数比,均可以说明反应达到化学平衡状态,故、a不符合题意;
b.反应物与生成物均为气体,结合质量守恒定律可知,气体总质量不发生变化,恒容密闭容器中体积也不发生变化,则密度不发生改变,b符合题意;
c.与反应系数不同,随反应的进行,两者浓度发生变化(减小,增大),则它们的浓度之比不再改变,说明反应达到平衡状态,c不符合题意;
d.反应过程中前后反应系数不变,气体的总物质的量不发生改变,则混合气体的平均摩尔质量一直不变,所以混合气体的摩尔质量不变不能作为判断反应达到平衡状态的标准,d符合题意;
故选bd。
(4)①a、b点各组分的物质的量分数相同,,故,即;
②当反应达到平衡时,,即,b点处于温度下,温度下,该反应的平衡常数;据图可知,b点时的物质的量分数为85%,、的物质的量分数分别为0.075、0.075,b点的。
23.(1)BDE
(2)
(3)AB
(4) C 提高合成氨反应的化学反应速率(或其他合理答案)
(5) 压强 L1L2,合成氨的反应是放热反应,压强相同时,温度升高,平衡逆向移动,氨的体积分数减小
【详解】(1)A.浓度比等于计量数比不能说明浓度不再变化,不是平衡标志,A错误;
B.反应前后气体分子数不等,恒容下压强不变说明总物质的量不变,反应达平衡,B正确;
C.总质量不变、容器体积不变,密度始终不变,不能判断平衡,C错误;
D.生成物物质的量不变,说明正逆反应速率相等,达平衡,D正确;
E.平均摩尔质量 ,不变,随反应变化,不变说明不变,达平衡,E正确;
故答案为:BDE。
(2)转化率计算: 起始总物质的量,恒温恒容下压强比等于物质的量比,;设转化x mol,总物质的量,得x=0.18,转化了0.36 mol,转化率。
(3)A.降低温度,反应速率减慢,A正确;
B.压强不变充入氩气,容器体积增大,反应物浓度降低,反应速率减慢,B正确;
C.体积不变充入氩气,反应物浓度不变,速率不变,C错误;
故答案为:AB。
(4)① 合成氨反应是正向气体分子数减少的放热反应:催化剂不改变平衡含量;升温速率加快但平衡左移,氨含量降低;加压既加快速率,又使平衡右移,氨含量升高,故选C;
② 工业生产需要兼顾反应速率和产率,550℃时催化剂活性较高,低温下反应速率太慢,需要提高温度使得反应速率更快,因此选用550℃。
(5)从图中可以观察到随着X的增大,L1与L2曲线的氨气平衡体积分数不断增大,说明反应的平衡随着X的增大而正向移动,如果是温度,因为该反应为放热反应,所以曲线应该随着X的增大而降低,如果是压强,因为反应为气体分子减少的反应,所以曲线会随着X的增大而正向移动,X为压强;L1<L2,因为合成氨的反应是放热反应,所以压强相同时,温度升高,平衡逆向移动,导致氨的体积分数减小。
24.(1)AB
(2) > 45% 1.8
(3)AD
(4)向正反应方向进行
(5)25
【详解】(1)A.该反应是一个气体分子数发生变化的反应。在恒容密闭容器中,随着反应的进行,气体总物质的量会改变,导致压强改变。当压强不再变化时,说明反应达到了平衡状态,A正确;
B.初始加入1.0 mol A和2.2 mol B,投料比��(��):��(��)=1:2.2,不等于化学计量数之比1:2。在反应过程中,A和B按1:2的比例消耗,因此它们的浓度比值是不断变化的。当比值保持不变时,说明各组分浓度不再改变,反应达到平衡,故B正确;
C.根据化学方程式,反应速率之比等于化学计量数之比,当反应的正逆反应速率相等时,反应达到平衡,即 ��正(B)=2��逆(D)时反应达平衡,C错误;
D.反应物和生成物均为气体,根据质量守恒,气体总质量不变;容器容积恒定,因此气体密度始终保持不变,不能作为平衡的判断依据,D错误;
故选AB。
(2)观察图像,温度从700℃升高到800℃时,平衡时生成物D的物质的量从0.45 mol增加到0.6 mol。说明升高温度,平衡向正反应方向移动。根据勒夏特列原理,升温平衡向吸热方向移动,因此正反应是吸热反应,ΔH>0;计算700℃时A的平衡转化率:在700℃时,平衡时��(D)=0.45 mol。根据反应方程式,消耗的A的物质的量等于生成的D的物质的量,即 Δ��(A)=0.45 mol 。初始加入 ��(A)=1.0 mol。A 的平衡转化率��(A) = × 100% = 45%。在 时,平衡时 。可列出三段式(单位:mol):
,各物质平衡时的浓度为,,,,K===1.8 。
(3)A.升高温度能增加活化分子百分数,有效碰撞频率增加,反应速率加快,A正确;
B.容器体积不变,反应物和生成物的浓度均不变,反应速率不变,B错误;
C.容器体积增大,反应物和生成物的浓度均减小,反应速率减慢,C错误;
D.催化剂能降低反应的活化能,提高反应速率,D正确;
故选AD。
(4) 时平衡常数 。某时刻的浓度商 <,说明反应未达到平衡,正在向正反应方向进行。
(5)设反应达到平衡过程中消耗了 。可列出三段式(单位:mol):,则平衡时混合气体的总物质的量 。已知 q 点 的体积分数为 ,即:。解方程可得。故甲烷的转化率 。
答案第14页,共16页
答案第15页,共15页
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