1、 课时提升作业 二十二化学平衡状态 化学平衡的移动(A)(45 分钟 100 分)一、选择题(本题包括 6 小题，每题 7 分，共 42 分)1.一定条件下，在密闭恒容容器中，能表示反应 X(g)+2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是( )X、Y、Z 的物质的量之比为 122X、Y、Z 的浓度不再发生变化容器中的压强不再发生变化单位时间内生成 nmol Z，同时生成 2nmol YA. B. C. D.【解析】选 C。X、Y、Z 的物 质的量之比等于化学计量数之比，不能作为反应达到平衡状态的标志，错误；X、 Y、Z 的浓度保持不变说明反应达到平衡状态， 正确；该反应为反应前后气体分子数
2、不相等的反应，密闭容器中压强保持不变是反应达到平衡状态的标志，正确；单位时间内生成 nmol Z，同时生成 nmol Y时 ，才能 说明正、逆反应速率相等， 错误 。【加固训练】在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时，表明反应 A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达到平衡状态的是( )混合气体的压强 混合气体的密度B 的物质的量浓度 气体的总物质的量 混合气体的平均相对分子质量A. B.C. D.【解析】选 B。A为固体，反应前后气体分子数不变，无论是否平衡，混合气体的压强，气体的总物质的量均不变，即 不能作为判断反应是否平衡的标志，中各量不变时，可判断反应达到平衡状
3、态。2.下列可逆反应达到平衡后，增大压强同时升高温度，平衡一定向正反应方向移动的是( )A.2AB(g) A2(g)+B2(g) H 0B.A2(g)+3B2(g) 2AB3(g) H 0D.2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) H 0，测得 c(H2O)随反应时间 (t)的变化如图所示。下列判断正确的是 世纪金榜导学号 30682338( )A.05 min 内，v(H 2)=0.05 molL-1min-1B.5 min 时该反应的 K 值一定小于 12 min 时的 K 值C.10 min 时，改变的外界条件可能是减小压强D.5 min 时该反应的 v(正)大于 11 min 时的
4、 v(逆)【解析】选 B。由图可知，前 5 min 内 c(H2O)由 1.00 molL-1减小为0.50 molL-1，v(H2O)=0.10 molL-1min-1，反应速率之比1.0010.5015等于化学计量数之比，则 v(H2)=0.10 molL-1min-1，A 错误；10 min 时c(H2O)不变 ，10 min 后继续减小，平衡正向移动，只能是升高温度，故 5 min 时该反应的 K 值一定小于 12 min 时的 K 值，B 正确、C 错误；根据 B 的判断，11 min 时的温度高于 5 min 时，温度越高反应速率越快，所以 5 min 时该反 应的 v(正) 小于
5、 11 min 时的 v(逆)，D 错误。6.(能力挑战题)(2017长沙模拟)在 2 L 密闭容器中发生反应：xA(g)+yB(g)zC(g)。图甲表示 200时容器中 A、B、C 物质的量随时间的变化关系，图乙表示不同温度下平衡时 C 的体积分数随起始 n(A)n(B)的变化关系。则下列结论正确的是 世纪金榜导学号 30682339( )A.200时，反应从开始到平衡的平均速率 v(B)=0.04 molL-1min-1B.200时，该反应的平衡常数为 25C.当外界条件由 200降到 100时，原平衡一定被破坏，且正、逆反应速率均增大D.由图乙可知，反应 xA(g)+yB(g) zC(g
6、)的 H0，D 错误。【加固训练】(2015四川高考)一定量的 CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g) 2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：已知：气体分压(p 分 )=气体总压(p 总 )体积分数。下列说法正确的是( )A.550时，若充入惰性气体，v 正 、v 逆 均减小，平衡不移动B.650时，反应达平衡后 CO2的转化率为 25.0%C.T时，若充入等体积的 CO2和 CO，平衡向逆反应方向移动D.925时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 Kp=24.0p总【解析】选 B。A项，因容器的体积可变，故充入惰性气体后容器体
7、积变大，混合气体整体被稀释，反应应正向移动，故 A错误；B 项，在此条件下，若设二氧化碳的初始浓度为 1，转化浓度为 x则：C(s)+CO 2(g) 2CO(g)初始： 1 0转化： x 2x达到平衡时一氧化碳的体积分数为 40.0%，则 2x/(1-x+2x)=40.0%，得x=0.25，CO2 的转化率 为 25.0%，B 正确；C 项，由图象可知 T时，平衡体系中 CO2 和 CO 的体积分数相等，则在恒压密闭容器中同时充入等体积的 CO2 和 CO，平衡不移动，故 C 错误；D 中，925时，K p= ，通过计算 Kp应等于p2()(2) 总 ()2总 (2)23.04p 总 ，故 D
8、 错误。二、非选择题(本题包括 3 小题，共 58 分)7.(19 分)“地康法”制备氯气的反应为 4HCl(g)+O2(g) 2H2O(g)+2Cl2(g) H，新型催化剂(RuO 2)对该反应有更好的催化活性。(1)实验测得在一定压强下，HCl 平衡转化率随温度变化的(HCl)T 曲线如下图：则该反应的 H_0( 填“” “=”或 “” “=”或“增大压强，平衡右移，(HCl)增大，相同温度下，HCl 的平衡转化率比之前的大A、C(2)设 2.0 6.0min 时间内，HCl 转化的物质的量为 n，则4HCl(g)+O2(g) 2H2O(g)+2Cl2(g)4 mol 2 moln (5.
9、4-1.8)10-3mol4 moln=2 mol(5.4-1.8)10-3moln=7.210-3mol所以 v(HCl)= =1.810-3molmin-1。7.2103(6.02.0)8.(19 分)(2015甲卷改编题)甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为 CO、CO 2和 H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：.CO(g)+2H 2(g) CH3OH(g) H 1=-99 kJmol-1.CO 2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H 2=-58 kJmol-1.CO 2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H 3=+41
10、kJmol-1回答下列问题：(1)反应的化学平衡常数 K 表达式为_；图 1 中能正确反映平衡常数 K 随温度变化关系的曲线为_(填曲线标记字母)，其判断理由是_。(2)合成气组成 n(H2)/n(CO+CO2)=2.60 时，体系中的 CO 平衡转化率()与温度和压强的关系如图 2 所示。(CO)值随温度升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是_；图 2 中的压强由大到小为_，其判断理由是_。【解析】(1)根据平衡常数表达式可知反应的 K= ；正反c(3)()2(2)应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，所以平衡常数减小，a 正确。(2)升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得
11、体系中 CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，产生 CO 的量增大；总结果，随温度升高，CO 的转化率减小；由于同温时反应加压右移，有利于 CO 的转化，反应平衡不移动， CO 的量不受压强影响，故增大压强时，有利于 CO 的转化率升高，所以 图 2 中的压强由大到小为p3p2p1。答案：(1) K=c(3)()2(2)或 Kp= p(3)()2(2)a 反应为 放热反应，平衡常数数值应随温度升高而变小 (2)减小 升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中 CO 的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，又使产生 CO 的量增大；总结果，随温度升高，CO 的转化率降低 p3p2
12、p1 相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提高 CO 的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生 CO 的量不受压强影响，故增大压强时，有利于 CO 的转化率升高【加固训练】为了减轻大气污染，可在汽车尾气排放处加装“催化净化器”装置。(1)通过“催化净化器”的 CO、NO 在催化剂和高温作用下可发生可逆反应，转化为参与大气循环的无毒混合气体，写出该反应的化学方程式：_。(2)在一定温度下，向 1 L 密闭恒容容器中充入 1 mol NO、2 mol CO，发生上述反应，10 s 时反应达到平衡，此时 CO 的物质的量为1.2 mol。请回答下列问题：前 10 s 内平均反应
13、速率 v(CO)为_。在该温度下反应的平衡常数K=_。关于上述反应，下列叙述正确的是_(填编号)。A.达到平衡时，移走部分 CO2，平衡将向右移动，正反应速率加快B.扩大容器的体积，平衡将向左移动，v(逆)增大，v(正)减小C.在相同的条件下，若使用甲催化剂能使正反应速率加快 105倍，使用乙催化剂能使逆反应速率加快 108倍，则应该选用乙催化剂D.若保持平衡时的温度不变，再向容器中充入 0.8 mol CO 和 0.4 mol N2，则此时 v(正)v(逆)(3)测试某汽车冷启动时的尾气催化处理 CO、NO 百分含量随时间变化曲线如下图：请回答：前 010 s 阶段，CO、NO 百分含量没明
14、显变化的原因是_。【解析】(1)根据元素守恒和题目信息可知生成的气体为 CO2和 N2，其反应的化学方程式是 2NO+2CO N2+2CO2。(2)根据 “三段式 ”计算：2NO+2CO N2+2CO2初始(molL -1) 1 2 0 0转化(molL -1) 0.8 0.8 0.4 0.8平衡(molL -1) 0.2 1.2 0.4 0.8则： 前 10 s 内平均反应速率 v(CO)=0.8 molL-110 s=0.08 molL-1s-1。在该 温度下反应的平衡常数 K= = 。A 项，移走部分0.40.820.221.22409生成物平衡向右移动，但正逆反应速率都减小，错误；B
15、项，扩大容器的体积，相当于减小压强，正逆反应速率都减小，但 v(正)减小程度更大，平衡将向左移动，错误；C 项，乙催化剂的催化效率高，故应该选用乙催化剂，正确；D 项，温度不变，再向容器中充入 0.8 mol CO 和0.4 mol N2，Qc= =3.2(0.4+0.4)0.820.22(1.2+0.8)2v(逆 )，正确。(3)催化剂的催化活性受温度的影响，温度过低和过高时其催化活性都较低，只有达到适宜温度时才能发挥最大的催化作用。由 CO、NO 百分含量随时间变化曲线可知，前 010 s 阶段，CO、NO百分含量没明显变化可能是因为尚未达到催化剂的工作温度，也可能是因为尚未达到反应的温度
16、，随着汽车发动机的工作温度逐渐升高，30 s 时 CO、NO 百分含量最低是因为此时温度达到了催化剂的适宜温度，随后 CO、NO 百分含量又有所升高可能是因为温度过高了，催化剂的催化活性有所降低。答案：(1)2NO+2CO N2+2CO2(2)0.08 molL-1s-140/9(或 4.44) C、D (3)尚未达到催化 剂工作温度(或尚未达到反应的温度)9.(20 分)(能力挑战题)(2017郑州模拟)肼(N 2H4)与 N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。(1)已知 2N2H4(l)+N2O4(l) 3N2(g)+4H2O(l) H=-1 225 kJmol-1化学键 NH NN
17、NN OH键能 390 190 946 460(kJmol-1)则使 1 mol N2O4(l)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量是_。(2)800时，某密闭容器中存在如下反应：2NO 2(g) 2NO(g)+O2(g) H0，若开始向容器中加入 1 molL-1的 NO2，反应过程中 NO 的产率随时间的变化如下图曲线所示。反应相对于反应而言，改变的条件可能是_。请在图中绘制出在其他条件与反应相同时，反应在 820时进行，NO 的产率随时间的变化曲线。800时，若开始时向容器中同时加入 1 molL-1NO、0.2 molL-1O2、0.5 molL-1NO2，则 v(正)_v(逆)。(3
18、)已知 N2O4 (g) 2NO2(g) H=+57.20 kJmol-1，t 时，将一定量的 NO2、N 2O4，充入一个容器为 2 L 的恒容密闭容器中，浓度随时间变化关系如下表所示：时间/min 0 5 10 15 20 25 30c(X)(molL-1)0.2 c 0.6 0.6 1.0 c1 c1c(Y)(molL-1)0.6 c 0.4 0.4 0.4 c2 c2c(X)代表_(填化学式)的浓度，该反应的平衡常数K=_。前 10 min 内用 NO2表示的反应速率为_，20 min 时改变的条件是_；重新达到平衡时，NO 2的百分含量_(填选项前字母)。a.增大 b.减小c.不变
19、d.无法判断【解析】(1)N 2O4完全分解成相应的原子需要克服分子中所有的化学键，故需要的总能量就等于其中化学键的总键能，设 1 mol N2O4的总键能为 E，则 H=反应物的 总键能-生成物的 总键能=(8390 kJmol-1+2190 kJmol-1+E)-(3946 kJmol-1+8460 kJmol-1)=-1 225 kJmol-1，则 E=1 793 kJmol-1。(2)由于达到平衡时产率与相同但所用时间减少，故改变的条件是使用了催化剂，因温度升高速率加快且有利于平衡向右进行，因此达到平衡所用时间比少，NO 的产率高于 60%。易求出 800时该反应的平衡常数 K=0.6
20、75，又 Qc=0.80.675，故开始时反应向左进行，v(正)v(逆)。(3)由表中数据知，X 代表的物质浓度增加值是 Y 代表的物质浓度减小值的二倍，故 X 代表 NO2、Y 代表 N2O4，010 min 内，NO2浓度增加了 0.4 molL-1，故 v(NO2)=0.04 molL-1min-1；平衡时c(NO2)=0.6 molL-1、c(N2O4)=0.4 molL-1，K=c2(NO2)/c(N2O4)=0.62/0.4=0.9。20 min 时，NO 2浓度增大而 N2O4浓度不变，故改变的条件是向容器中加入 0.8 mol NO2。由于温度保持不 变，故 K 是定值，将平衡常数表达式变换为= ，由于 c(NO2)肯定增大，故 减小，故K(2) c(2)(24) K(2)减小，所以混合物中 NO2 百分含量降低。c(2)(24)答案：(1)1 793 kJ(2)使用催化剂(3)NO2 0.9 0.04 molL-1min-1 向容器中加入 0.8 mol NO2(其他合理答案也可) b
