1、课时作业20化学平衡状态及其移动时间：45分钟一、选择题1(2020河北黄骅中学月考)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(B)A溴水中有下列平衡：Br2H2OHBrHBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅B对2HI(g)H2(g)I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深C反应CO(g)NO2(g)CO2(g)NO(g)H0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动D对于合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施解析：本题考查勒夏特列原理及应用。溴水中存在平衡：Br2H2OHBrHBrO，加入少量AgNO3溶液，HBr与AgNO3反应生成AgBr沉淀，c(HBr)减小，
2、平衡正向移动，溶液的颜色变浅，A可以用勒夏特列原理解释；2HI(g)H2(g)I2(g)的正反应是反应前后气体总分子数不变的反应，缩小容器的容积，压强增大，平衡不移动，但c(I2)增大，导致平衡体系的颜色变深，由于平衡不移动，故B不能用勒夏特列原理解释；反应CO(g)NO2(g)CO2(g)NO(g)的H0)。T 时，在容积为2 L的密闭容器中，起始加入2 mol H2S(g)和1 mol O2(g)，达平衡时生成0.6 mol S2。下列说法能说明反应达到平衡状态的是(B)A硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍B容器中混合气体的压强不变C反应放出的热量为0.3Q kJD消耗2 mol H2S(g)的
3、同时生成2 mol H2O(g)解析：本题考查化学平衡状态的判断。起始加入2 mol H2S(g)和1 mol O2(g)，投料比等于其化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，c(H2S)始终是c(O2)的2倍，A错误。该反应中S2是固体，正反应是气体总分子数减小的放热反应，平衡建立过程中，气体总物质的量不断变化，则气体的压强不断变化，当压强不变时，该反应达到平衡状态，B正确。达到平衡时生成0.6 mol S2，当反应放出的热量为0.3Q kJ时，生成0.3 mol S2，故未达到平衡状态，C错误。消耗2 mol H2S(g)的同时必定生成2 mol H2O(g)，都代表正反应速率，故不能判断反
4、应是否达到平衡状态，D错误。3(2020陕西榆林质检)反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，若在恒温恒容的密闭容器中发生，下列选项表明反应一定达到平衡状态的是(B)A容器内的温度不再变化B容器内的压强不再变化C相同时间内，断开HH键的数目和断开NH键的数目相等D容器内气体的浓度c(N2)c(H2)c(NH3)132解析：本题考查化学平衡状态的判断。合成氨反应在恒温恒容的密闭容器中进行，体系的温度始终不变，故不能根据温度恒定判断是否达到平衡状态，A错误；反应中，气体的总物质的量和压强不断变化，当容器内的压强不再变化，该反应达到平衡状态，B正确；达到平衡时，断裂3 mol HH键的同时断裂
5、6 mol NH键，故相同时间内，断开HH键的数目和断开NH键的数目相等时，该反应未达到平衡状态，C错误；达到平衡时，c(N2)、c(H2)、c(NH3)均保持不变，当容器内气体的浓度c(N2)c(H2)c(NH3)132，该反应不一定达到平衡状态，D错误。4(2020河南信阳一中模拟)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。已知：C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H1119 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H2242 kJmol1丁烷(C4H10)脱氢制丁烯(C4H8)的热化学方程式为C4H10(g)C4H8(g)H2(g)H3。下列措施一定能提高该
6、反应中丁烯产率的是(B)A增大压强，升高温度B升高温度，减小压强C降低温度，增大压强D减小压强，降低温度解析：本题考查温度、压强对平衡移动的影响。根据盖斯定律，由可得：C4H10(g)C4H8(g)H2(g)，则H3H1H2(119 kJmol1)(242 kJmol1)123 kJmol1。提高该反应中丁烯的产率，应使平衡正向移动，该反应的正反应为气体分子数增加的吸热反应，可采取的措施是减小压强、升高温度。5(2020河南郑州外国语学校联考)在1 L恒温恒容的密闭容器中投入一定量N2O5，发生反应：反应1：N2O5(g)=N2O4(g)O2(g)H28.4 kJmol1；反应2：N2O4(g
7、)2NO2(g)H56.9 kJmol1。现有下列情况：混合气体的密度保持不变；气体压强保持不变；气体的平均摩尔质量保持不变；保持不变；O2的物质的量保持不变；v正(N2O4)v逆(NO2)12。能表明反应2一定达到平衡状态的是(B)ABCD解析：本题考查化学平衡状态的判断。反应中各物质均为气体，混合气体的总质量不变，且反应在恒容条件下进行，则混合气体的密度始终不变，故不能判断是否达到平衡，错误；反应2的平衡建立过程中，气体总物质的量不断变化，则气体压强不断变化，当气体压强保持不变时，反应2达到平衡状态，正确；平衡建立过程中，混合气体的总质量不变，但其总物质的量不断变化，故当气体的平均摩尔质量
8、保持不变时，反应2达到平衡状态，正确；保持不变，则c(NO2)、c(N2O4)均保持不变，反应2达到平衡状态，正确；反应1是不可逆反应，O2的物质的量始终保持不变，不能据此判断反应2是否达到平衡，错误；v正(N2O4)v逆(NO2)12，正、逆反应速率相等，反应2达到平衡状态，正确。6(2020天津静海一中调研)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)Hv(逆)B、两过程分别达到平衡时，A的体积分数：Ct2时刻改变的条件可能是向密闭容器中加入A物质D、两过程达到平衡时，平衡常数：解析：本题考查恒温恒压条件下的“等效平衡”原理及应用。由题图可知，t0t1时，v(逆)
9、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。、两过程分别达到平衡时，v(逆)相等，说明过程和的平衡是等效平衡，则A的体积分数：，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，、过程在相同温度下达到平衡，则平衡常数：，D正确。7(2020安徽安庆一中阶段考试)一定温度下，向容积为2 L的恒容密闭容器中加入2 mol A(g)和3 mol B(g)发生反应：A(g)B(g)C(g)H0，达到平衡后容器内压强是开始时的84%。若加入某种催化剂后反应的能量变化如图
10、所示。下列说法正确的是(A)A由图可知，加入催化剂之后，原反应分成了两步，第一步反应较慢B若40 s后达到平衡，则用A表示该反应的速率为0.01 molL1min1C当容器中不再改变时，不能说明该反应达到了平衡状态D达到平衡时，C的体积分数约为25%解析：本题考查催化剂对化学反应的影响，涉及反应速率、平衡状态的判断及体积分数的计算。图中存在两座“山峰”，反应中存在中间态物质，说明加入催化剂后，原反应被分成两步，第一步的“峰值”较高，说明该步反应的活化能较大，则第一步反应较慢，A正确。设A的转化浓度为x molL1，根据“三段式法”计算，则有：A(g)B(g)C(g)起始浓度/(molL1) 1
11、 1.5 0转化浓度/(molL1) x x x平衡浓度/(molL1) 1x 1.5x x根据阿伏加德罗定律，恒温恒容时，气体的压强之比等于其物质的量之比，则有84%，解得x0.4，则有v(A)0.01 molL1s10.6 molL1min1，B错误。开始时1.5，平衡时1.8，说明达到平衡前不断变化，故当容器中不再改变时，该反应达到平衡状态，C错误。根据阿伏加德罗定律，达到平衡时，C的体积分数等于其物质的量分数，则有(C)100%19%，D错误。8(2020山东滨州模拟)对密闭容器中进行的反应：X(g)3Y(g)2Z(g)绘制如下图像，下列说法错误的是(C)A依据图甲可判断正反应为放热反
12、应B在图乙中，虚线可表示使用了催化剂后X的转化率C图丙可表示减小压强，平衡向逆反应方向移动D依据图丁中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的H0解析：本题考查化学平衡图像及分析。图甲中v(正)、v(逆)曲线的交点是平衡点，升高温度，v(正)增大的程度小于v(逆)，平衡逆向移动，则该反应的正反应是放热反应，A正确；使用催化剂，可加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但平衡不移动，X的转化率不变，故图乙中虚线可表示使用催化剂后X的转化率，B正确；减小压强，v(正)、v(逆)均减小，v(正)减小的程度大于v(逆)，平衡逆向移动，与图丙不相符，C错误；X、Y、Z均为气体，混合气体的总质
13、量不变，图丁中随温度升高而逐渐减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则正反应的H0，D正确。9(2020福建德化一中三校联考)某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响图像如下，下列判断正确的是(C)A由图甲可知，T1T2，该反应的正反应为吸热反应B由图乙可知，mnv逆的是点ZD图丁中，若mnp，则曲线a一定使用了催化剂解析：本题考查化学平衡图像的分析。题图甲中T2时比T1时先达到平衡状态，说明T2时反应速率快，则温度：T1p，B错误。题图丙中点Y和W处于平衡状态，点X和Z均未达到平衡；保持温度不变，使点Z达到平衡状态，要使B的转化率增大，即该反应向正反应
14、方向进行，则点Z的反应速率：v正v逆；同理，点X的反应速率：v正v逆，C正确。题图丁中，若mnp，曲线a和b达到平衡时，B的百分含量相同，说明平衡未移动，但曲线a先达到平衡，反应速率较快，故曲线a可能是因为使用催化剂或增大压强，D错误。10(2020山东菏泽一中月考)温度为T 时，在两个起始容积都是1 L的恒温密闭容器中发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)H3c(HI，容器)C温度一定，容器中反应达到平衡时(平衡常数为K)，则有K成立D达到平衡时，向容器中同时再通入0.1 mol I2和0.1 mol HI，此时v正v逆解析：本题考查恒温恒容、恒温恒压条件下的“等效平衡”原理及应用。H2
15、(g)I2(g)2HI(g)是反应前后气体总分子数不变的反应，反应过程中气体总物质的量不变，则容器的容积不变；容器中0.1 mol H2和0.1 mol I2完全转化至右侧生成0.2 mol HI，根据阿伏加德罗定律可知，容器和中气体的压强之比为0.2 mol0.6 mol13，A错误。容器和中反应达到平衡时，二者是等效平衡，对应物质的物质的量分数相等，则反应达到平衡时，c(HI，容器)3c(HI，容器)，B错误。温度一定，容器中反应达到平衡时v正v逆，则有k正c(H2)c(I2)k逆c2(HI)，故该反应的平衡常数为K，C正确。容器中反应达到平衡时，K0.735，向容器中同时再通入0.1 m
16、ol I2和0.1 mol HI，此时浓度商QcK，平衡逆向移动，则有v正v逆(NO2)(填“”“”或“”)。解析：本题综合考查化学平衡状态的判断、化学平衡移动及分析、化学平衡浓度和平衡常数的计算等。(1)恒压容器中充入1 mol N2O4进行2NO2(g)N2O4(g)反应，反应逆向进行，气体总物质的量增大，则容器的容积增大，气体的密度变小，当气体密度不变时，该反应达到平衡状态，a正确；H取决于反应物和生成物具有的总能量，与反应进行的方向及程度无关，故不能根据H判断是否达到平衡状态，b错误；图中只有NO2和N2O4的v(正)，无法判断v(正)、v(逆)是否相等，故无法判断是否达到平衡状态，c
17、错误；N2O4的转化率不变时，N2O4的v(正)、v(逆)相等，则该反应达到平衡状态，d正确。(2)恒容容器中，充入一定量NO2，相当于增大压强，平衡正向移动，达到新平衡时，NO2的转化率增大，体积分数减小，同理，分离出一定量的NO2，相当于减小压强，平衡逆向移动，达到新平衡时，NO2的转化率减小，体积分数增大，故A错误，B正确；充入一定量N2，平衡不移动，NO2的体积分数不变，C错误；该反应的H0，降低温度，平衡正向移动，NO2的体积分数减小，D错误。(3)恒温恒容时，充入少量NO2，平衡向右移动，根据勒夏特列原理可知，重新达到平衡后，和原平衡相比，c(NO2)仍比原平衡大，故混合气体的颜色
18、变深。恒温恒容时，充入少量NO2，相当于增大压强，平衡正向移动，NO2的转化率增大。(4)设反应中消耗x mol NO2，利用“三段式法”进行计算：2NO2(g)N2O4(g)起始量/mol 1 0转化量/mol x 0.5x平衡量/mol 1x 0.5x平衡时气体总物质的量为(1x0.5x) mol(10.5x) mol，平衡时气体的相对分子质量为69，则有69，解得x，故该反应的化学平衡常数K60 Lmol1。50 min末，NO2、N2O4的物质的量均为 mol，向容器中加入 mol NO2，此时n(NO2)1 mol。若要保持平衡不发生移动，设加入N2O4的物质的量为a mol，则有QcK，即Qc60 Lmol1，解得a。设某时刻容器中NO2、N2O4的物质的量分别为x mol、y mol，则根据气体总质量和平均相对分子质量得46 gmol1x mol92 gmol1y mol9.2 g、56 gmol1，解得x、y；则NO2、N2O4的浓度分别为 molL1、 molL1，该时刻Qc2.16v逆(NO2)。