1、17-2 化学平衡状态 化学平衡的移动板块三 限时规范特训时间：45 分钟 满分：100 分一、选择题(每题 7分，共 70分)12017北京东城区期末用 Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物 HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)O 2(g)2Cl 2(g)2H 2O(g) H115.6 kJmol1 。恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( )A气体的质量不再改变B氯化氢的转化率不再改变C断开 4 mol HCl键的同时生成 4 mol HO键D n(HCl) n(O2) n(Cl2) n(H2O)4122答案 B解析
2、 反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A 错误；反应正向进行时，HCl的转化率升高；反应逆向进行时，HCl 的转化率降低，当 HCl的转化率不再改变时，可以说明可逆反应达到平衡状态，B 正确；断开 4 mol HCl键和生成 4 mol HO键均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C 错误；达到平衡状态时，各反应物和生成物的物质的量保持不变，但各物质的物质的量之比不一定等于对应的化学计量数之比，D 错误。2下列能用勒夏特列原理解释的是( )A溴水中存在下列平衡 Br2H 2OHBr HBrO，加入 AgNO3溶液后，溶液颜色变浅B工业上由氢气和氮气合成氨是在较
3、高温度下进行的CSO 2催化氧化成 SO3的反应，需要使用催化剂 DH 2、I 2、HI 平衡混合气加压后颜色变深答案 A解析 溴水中加入 AgNO3溶液后生成溴化银沉淀，促使平衡 Br2H 2OHBr HBrO 正向移动，溶液颜色变浅，与平衡移动有关，A 正确；合成氨反应是放热反应，从平衡角度分析，较高温度不利于提高产率，B 错误；加入催化剂，平衡 2SO2O 22SO 3不移动，不能用勒夏特列原理分析，C 错误；H 2与 I2生成 HI的反应是反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强，平衡不发生移动，颜色变深是因为加压后碘蒸气浓度变大，不能用勒夏特列原理解释，D 错误。32018黑龙江大庆
4、质检一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应： xA(g) yB(g) zC(g)，达到平衡后测得 A气体的浓度为 0.5 molL1 ，保持温度不变，将密闭容器的容积压缩为原来的一半再次达到平衡后，测得 A气体的浓度为 0.8 molL1 ，则下列叙述正确的是( )A平衡向正反应方向移动B x yz，则 A正确，B 错误；平衡正向移动，C 的体积分数增大，压缩容器的容积，达到新平衡时，B的物质的量浓度较原来大，故 C、D 均错误。4可逆反应：2A(s)3B(g)C(g) 2D(g) H v(逆) 加入催化剂，B 的转化率提高A B只有 C只有 D答案 D解析 因 A是固体，其浓度可视为常数，
5、增加 A的量，平衡不移动，错误；升高温度，平衡向吸热反应方向(即逆向)移动，但 v(正)也增大，只是增大的程度小于 v(逆)增大的程度，使 v(正) v(逆)，正确；加入催化剂，平衡不移动，B 的转化率不变，错误，D 正确。52017山东师大附中期末某温度下，在一容积可变的密闭容器里，反应 2A(g)B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B 和 C的物质的量分别为 4 mol、2 mol、4 mol。在保持温度和压强不变的条件下，下列说法正确的是( )A充入 1 mol稀有气体氦(He)，平衡将不发生移动B充入 A、B、C 各 1 mol，平衡将向正反应方向移动C将 A、B、C 各物质的物质的量
6、都减半，C 的百分含量不变D加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡向逆反应方向移动答案 C解析 保持温度和压强不变的条件下，充入 1 mol稀有气体氦(He)，容器的容积变大，平衡正向移动，A 错误；充入 A、B、C 各 1 mol，相当于先充入 A、B、C 分别为 1 mol、0.5 mol、1 mol，根据等效平衡，此时平衡不移动，后又充入 0.5 mol B，平衡逆向移动，B 错误；将 A、B、C 各物质的物质的量都减半，根据等效平衡，平衡不移动，C 的百分含量不变，C正确；加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡不发生移动，D 错误。6某温度下，反应 2A(g)B(g) H0在密闭容
7、器中达到平衡，平衡后 a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时 b，下列叙c Ac B c Ac B述正确的是( )A在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了 B气体，则 ab3答案 B解析 A 项中增加 B气体，平衡逆向移动，但 B转化的比增加的幅度小，则 bv 逆 反应向正反应方向进行，说明正反应是吸热反应，即 H0，故 B错误；根据化学反应速率表达式可知， c(Z) 0.03 molL 1 s1 ，故 0.6 0.3 molL 110 sC正确； t5 t6阶段，平衡向正反应方向移动，X 的转化率升高，而 t3 t4、 t4 t5阶段，平衡不移动，所以 X的转化率 t
8、6点比 t3点高，故 D正确。8恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)B(g)C(g) ，若开始时通入 1 mol A和 1 mol B，达到平衡时生成 a mol C。则下列说法错误的是( )A若开始时通入 3 mol A和 3 mol B，达到平衡时，生成的 C的物质的量为 3a molB若开始时通入 4 mol A、4 mol B和 2 mol C，达到平衡时，B 的物质的量一定大于4 mol4C若开始时通入 2 mol A、2 mol B和 1 mol C，达到平衡时，再通入 3 mol C，则再次达到平衡后，C 的物质的量分数为a2 aD若在原平衡体系中，再通入 1
9、 mol A和 1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变答案 B解析 开始时通入 3 mol A和 3 mol B，由于容器体积膨胀，保持恒压，相当于将三个原容器叠加，各物质的含量与原平衡中的相同，C 的物质的量为 3a mol，A 正确；无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时 B的物质的量一定大于 4 mol，B 错误；根据题给数据可算出达到平衡时 C的物质的量分数为 ，C 正确；这种条件下混合气体的平均相对分子质a2 a量不变，D 正确。92018安徽毫州联考在 t 时，向 a L密闭容器中加入 1.6 mol HI(g)，发生反应 2HI(g)H 2(g)I 2(g) H0，H 2
10、的物质的量随时间的变化如图所示，下列有关说法中正确的是( )A平衡时，I 2蒸气的体积分数为 25%B若在 1.5 min时降低温度，则反应将向左进行C平衡后若升高温度， v 正 增大， v 逆 减小D平衡后向容器中加入一定量的 H2后，平衡向左移动，H 2的体积分数减小答案 A解析 该反应反应前后气体体积不变，由图可知，平衡时 n(H2)0.4 mol，则有 n(I2)0.4 mol，故 I2蒸气的体积分数为 100%25% ，A 正确；1.5 min时反应未达到0.4 mol1.6 mol平衡状态，降低温度，反应速率减慢，但反应仍向右进行，直至平衡，B 错误；平衡后若升高温度， v 正 、
11、 v 逆 均增大，但 v 正 增大的程度大于 v 逆 ，平衡向右移动，C 错误；平衡后加入H2，平衡向左移动，根据勒夏特列原理可知，达到新平衡后， c(H2)仍比原来大，则新平衡后 H2的体积分数增大，D 错误。10在恒温恒容的容器中，发生反应：H 2(g)CO(g)C(s) H 2O(g)。初始时加入平均相对分子质量为 15的 H2、CO 混合气体，一段时间后测得气体的平均相对分子质量为16。下列说法正确的是( )A反应前后气体的压强之比为 21B反应前后气体的密度之比为 15165C此时 CO的转化率为 50%D若反应继续向正反应方向进行，气体的平均相对分子质量将减小答案 C解析 设初始时
12、加入 H2、CO 的物质的量分别为 x mol、 y mol，据 H2、CO 混合气体的平均相对分子质量为 15可得 15，解得 x y11。令初始时加入 H2、CO 各 1 2x 28yx ymol，按“三段式法”计算：H 2(g)CO(g) C(s)H 2O(g)起始量/mol 1 1 0 0转化量/mol z z z z某时刻量/mol 1 z 1 z z z一段时间后测得气体的平均相对分子质量为 16，则有16，解得 z0.5。由上述分析可知，反应前后气2 1 z 28 1 z 18z2 z体的压强之比等于 2 mol(20.5) mol43，A 错误；恒温恒容的容器中进行反应，反应前
13、后气体的密度之比等于气体的质量之比，故反应前后气体的密度之比为(21281)(20.5280.5180.5)54，B 错误；此时 CO的转化率为 100%50%，C0.5 mol1 mol正确；若反应继续向正反应方向进行，则会生成更多的 H2O(g)，气体的平均相对分子质量将增大，D 错误。二、非选择题(共 30分)11(14 分)甲醇脱氢可制取甲醛：CH 3OH(g)HCHO(g) H 2(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示，请回答下列问题：(1)下列叙述不能说明该脱氢反应已达到平衡状态的是_(填序号)。a v 正 (CH3OH) v 逆 (HCHO)b c(HCHO) c(CH
14、3OH)c消耗 1 mol CH3OH同时生成 1 mol HCHOdCH 3OH的体积分数保持不变(2)该脱氢反应的 H_0(填“” “” “ 温度越高，甲醇的平衡转化率越大，说明升高温度平衡正向移动(3) Y点甲醇的平衡转化率大于 X点甲醇的平衡转化率，说明反应逆向进行(4)逆反应 增大压强平衡向分子数减小的方向移动解析 (1) v 正 v 逆 ，说明反应达到平衡状态，a 正确； c(HCHO) c(CH3OH)，两者浓度相等不能作为反应达到平衡的判据，b 错误；消耗 CH3OH和生成 HCHO均表示正反应，不能作为判断反应达到平衡的判据，c 错误；CH 3OH的体积分数不变，说明反应达到
15、平衡状态，d正确。(2)由图像可知，随温度升高，CH 3OH平衡转化率增大，说明平衡正向移动，正反应是吸热反应。(3)由图像可知，600 时， X点为平衡点， Y点向 X点移动，甲醇的平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动。(4)压缩体积，气体压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动。12(16 分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2(g)3H 2(g)2NH 3(g) H92.4 kJmol 1一种工业合成氨的简易流程图如下：(1)步骤中制氢气原理如下：aCH 4(g)H 2O(g) CO(g)3H 2(g) H206.4 kJmol 1bCO(g)H
16、2O(g) CO2(g)H 2(g) H41.2 kJmol 1对于反应 a，一定可以提高平衡体系中 H2百分含量，又能加快反应速率的措施是 _。a升高温度 b增大水蒸气浓度c加入催化剂 d降低压强利用反应 b，将 CO进一步转化，可提高 H2产量。若 1 mol CO和 H2的混合气体(CO 的体积分数为 20%)与 H2O反应，得到 1.18 mol CO、CO 2和 H2的混合气体，则 CO转化率为7_。(2)图 1表示 500 、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时 NH3体积分数的关系。根据图中 a点数据计算 N2的平衡体积分数：_。(3)依据温度对合成氨反应的影响，在图 2
17、坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH 3物质的量变化的曲线示意图。(4)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)_。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_。答案 (1)a 90% (2)14.5%(3)(4) 对原料气加压；分离液氨后，未反应的 N2、H 2循环使用解析 (1)增大水蒸气浓度，平衡右移，但 H2百分含量不一定提高；加入催化剂，对平衡无影响，不能提高 H2的百分含量；降低压强，反应速率减慢。设达到平衡时 CO转化了 x mol。CO(g)H 2O(g) CO2(g)H 2(g)n 起始 0.2 mol 0 m
18、ol 0.8 moln 平衡 (0.2 x) mol x mol (0.8 x) mol(0.2 x) x(0.8 x)1.18， x0.18， CO 100%90%。0.18 mol0.2 mol(2)方法 1：设达到平衡时 N2转化了 x mol。N 2(g) 3H 2(g) 2NH 3(g)n 起始 n mol 3n mol 08n 平衡 (n x) mol (3n3 x) mol 2x mol100%42%， x0.592 n2x n x 3n 3x 2x故 N2体积分数 100% 100%14.5%。n x4n 2x n 0.592n4n 20.592n方法 2：由 N2、H 2按 13 投料，N 2与 H2又按照 13 发生反应，故从反应开始到反应平衡，N 2和 H2之比始终为 13。N 2体积分数 (142%)14.5%。13 1(3)反应初期，NH 3从无到有，在未达到平衡前，NH 3物质的量是增大的，达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，NH 3物质的量逐渐减小，曲线见答案。(4)通过热交换器(步骤)，加热进入合成塔的原料气，同时冷却从合成塔出来的平衡混合气。提高原料总转化率的方法有：对 N2、H 2加压；将产物 NH3液化分离，减小生成物浓度；将未反应的 N2、H 2循环使用。
