1、课时作业21化学平衡状态化学平衡移动一、选择题1在1L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N23H22NH3已达到平衡状态的是()Ac(N2):c(H2):c(NH3)1:3:2B一个NN断裂的同时，有3个HH生成C其他条件不变时，混合气体的密度不再改变Dv正(N2)2v逆(NH3)2一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为H。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是()ABCD3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
2、浓度气体的总物质的量混合气体的平均相对分子质量ABCD4在恒温、恒容下，有反应2A(g)2B(g)C(g)3D(g)，现从两条途径分别建立平衡。途径：A、B的起始浓度均为2molL1；途径：C、D的起始浓度分别为2molL1和6molL1。以下叙述正确的是()A达到平衡时，途径的反应速率等于途径的反应速率B达到平衡时，途径所得混合气体的压强等于途径所得混合气体的压强C两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量相同D两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量不相同5在一密闭容器中充入1molCO和1molH2O(g)，在一定条件下发生反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，达到平衡
3、时，生成2/3molCO2，当充入的H2O(g)改为4mol时，在上述条件下生成的CO2为()A0.60molB0.93molC1.0molD2.50mol6将4.0molPCl3和2.0molCl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反应：PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)。达到平衡时，PCl5为0.80mol，如果此时移走2.0molPCl3和1.0molCl2，在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是()A0.8molB0.4molC小于0.4molD大于0.4mol，小于0.8mol7已知反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0。在一定温度和压强下于密闭容
4、器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是()A升高温度，K增大B减小压强，n(CO2)增加C更换高效催化剂，(CO)增大D充入一定量的氮气，n(H2)不变8在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)Hv(吸氢)9在密闭容器中发生下列反应aA(g)cC(g)dD(g)，反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.5倍，下列叙述正确的是()AA的转化率变大B平衡向正反应方向移动CD的体积分数变大Dacd10T时，在容积为2L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)B(g)=xC(g)，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有
5、关数据如下：容器甲乙丙反应物的投入量3molA、2molB6molA、4molB2molC达到平衡的时间/min58A的浓度/molL1c1c2C的体积分数%w1w3混合气体的密度/gL112下列说法正确的是()A若x4,2c1c2B若x4，则w3w1C无论x的值是多少均有212D容器甲达到平衡所需的时间比容器乙达到平衡所需的时间短11铁的氧化物可用于脱除煤气中的H2S，反应原理如下：Fe3O4(s)3H2S(g)H2(g)3FeS(s)4H2O(g)Fe2O3(s)2H2S(g)H2(g)2FeS(s)3H2O(g)FeO(s)H2S(g)FeS(s)H2O(g)温度与平衡常数的关系如图所示
6、，下列有关说法正确的是()A上述反应均为吸热反应B压强越大，H2S脱除率越高C温度越高，H2S脱除率越高D相同温度、相同物质的量的三种铁的氧化物中，Fe3O4脱除H2S的效果最好12CO2经催化加氢可合成乙烯：2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)。0.1MPa时，按n(CO2)n(H2)13投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图，下列叙述不正确的是()A该反应的H”“”或“”)。(3)改变条件重新达到平衡时，要使的比值变小，可采取的措施有_(填字母)。a增大N2O4的起始浓度b升高温度c向混合气体中通入NO2d使用高效催化剂14合成氨是人类科学技术上的一项重大突
7、破，其反应原理为：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol1一种工业合成氨的简易流程图如下：(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：_。(2)步骤中制氢气原理如下：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H206.4kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.2kJmol1对于反应，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，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1mol
8、CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为_。(3)图1表示500、60.0MPa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：_。(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2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，NH3物质的量变化的曲线示意图。(5)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：_。课时作业21化学平衡状态化学平衡移动1解析：c(N2):c(H2):c(NH3
9、)1:3:2等于化学方程式的计量数之比，但没有说明各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，故A错误；一个NN断裂的同时，有3个HH生成，能说明正逆反应速率是相等的，达到了平衡，故B正确；混合气体的密度，质量在反应前后是守恒的，体积不变，密度始终不变，所以密度不变的状态不一定是平衡状态，故C错误；v正(N2)2v逆(NH3)时，正逆反应速率不相等，未达到平衡，故D错误。答案：B2解析：H是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入1molN2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，曲线趋势不正确。答案：D3解析：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
10、，即不能作为判断反应是否达到平衡的标志，中各量不变时，可判断反应达到平衡状态。答案：B4解析：反应2A(g)2B(g)C(g)3D(g)可知，反应前后气体的化学计量数相等，压强对平衡移动没有影响，当满足所加物质完全转化为A、B时，与物质的量比值相等。途径达到平衡时浓度大，压强大，反应速率应较大，A和B错误；、两途径最终达到相同平衡状态，体系内混合气的百分组成相同，C正确；D错误。答案：C5解析：假设反应向正向进行到底，由于CO仍为1mol，故生成的CO2最多为1mol，但由于反应的可逆性，这是不可能的。同时增大c(H2O)提高CO的转化率，所以moln(CO2)1mol。B项正确。答案：B6解
11、析：反应达到平衡后，此时移走2.0molPCl3和1.0molCl2，若不考虑平衡移动，则此时PCl5的物质的量为0.4mol；移走2.0molPCl3和1.0molCl2后，相当于减小压强，故平衡向逆反应方向移动，所以再次达到平衡时PCl5的物质的量小于0.4mol，C项正确。答案：C7答案：D8解析：MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)H0，该反应属于气体的物质的量减小的反应。A.平衡时气体的物质的量不变，压强不变，错误；B.该反应为可逆反应，吸收ymolH2需要大于1molMHx，错误；C.因为该反应正反应方向为放热反应，降温时该反应将向正反应方向移动，反应的平衡常数将增大，正确；D
12、.向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，v(放氢)v(吸氢)，错误。答案：C9解析：气体体积刚压缩平衡还未移动时D的浓度应是原来的2倍，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.5倍，D的浓度减小，所以压缩体积使平衡向逆反应方向移动。平衡向逆反应方向移动，A的转化率变小，A错误；平衡向逆反应方向移动，B错误；平衡向逆反应方向移动，D的体积分数减小，C错误；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，该平衡向逆反应方向移动，所以acd，D正确。答案：D10解析：若xc2，A项错误；若x4，则反应前后气体分子数相等，由于起始时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等
13、，故w3不可能等于w1，B项错误；起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，两容器的容积相等，故恒有212，C项正确；起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍，故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短，D项错误。答案：C11解析：温度越高，平衡常数越小，说明正反应为放热反应，温度越高，H2S的脱除率越低，A、C两项错误；上述3个反应均是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，B项错误。答案：D12解析：温度升高，H2的浓度增大，平衡左移，故逆向吸热，正向放热，HT2，而在T2达到平衡时二氧化氮的物质的量小于T1，说明升高温度，平衡向着正向移动，则该反应为吸热反应，H0。(3
14、)a.增大N2O4的起始浓度，相当于增大了压强，平衡逆向移动，则的比值变小，故a正确；b.该反应为吸热反应，升高温度，平衡向着正向移动，则二氧化氮浓度增大、四氧化二氮浓度减小，故该比值增大，故b错误；c.向混合气体中通入NO2，相当于增大了压强，平衡逆向移动，二氧化氮浓度减小、四氧化二氮浓度增大，该比值减小，故c正确；d.使用高效催化剂，对化学平衡不影响，则该比值不变，故d错误。答案：(1)0.00125(2)(3)ac14解析：(1)依据题意，NH4HS被空气中氧气氧化，将2价S元素氧化成S，同时生成一水合氨，其反应的化学方程式为2NH4HSO22NH3H2O2S。(2)结合反应特点，正反应
15、方向是气体物质的量增大的吸热反应，若要加快反应速率又增加H2的百分含量，可升高温度，A项正确；增加水蒸气浓度，能加快反应速率，使平衡正向移动，但平衡体系中H2百分含量不一定增大，故B项错误；加入催化剂平衡不移动，H2的百分含量不变，C项错误；降低压强反应速率减慢，D项错误。根据“三段式”法有：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)开始(mol) 0.200.8转化(mol) xxx一定时间(mol) 0.2xx0.8x则0.2xx0.8x1.18，解得x0.18，故CO转化率为100%90%。(3)根据“三段式”法有N23H22NH3开始(mol) 130转化(mol) x3x2x平衡(
16、mol) 1x33x2x100%42%，解之，x，所以N2的平衡体积分数100%14.5%。(4)由于N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，反应开始时，温度大于零，随着反应进行，达到平衡前NH3的物质的量增加，达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，NH3的物质的量将减少，图示见答案。(5)根据流程图可知，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(热交换)，用合成氨放出热量对N2和H2进行预热。合成氨的正反应是气体物质的量减少的放热反应，为提高合成氨原料总转化率，又不降低反应速率，可采取对原料加压、分离液氨，使化学平衡正向移动，同时对未反应的N2、H2循环使用，提高原料转化率。答案：(1)2NH4HSO22NH3H2O2S(2)A90%(3)14.5%(4)(5)对原料气加压，分离液氨，未反应的N2、H2循环使用