1、第2节 化学平衡状态 化学平衡的移动时间：45分钟满分：100分一、选择题(每题7分，共70分)1一定温度下，对可逆反应A(g)2B(g)3C(g)的下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是()A单位时间内消耗a mol A，同时生成3a mol CB容器内B的浓度不再变化C混合气体的物质的量不再变化DA的消耗速率等于C的生成速率的倍答案B2下列能用勒夏特列原理解释的是()A溴水中存在下列平衡Br2H2OHBrHBrO，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高温度下进行的CSO2催化氧化成SO3的反应，需要使用催化剂 DH2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深答案A解析
2、溴水中加入AgNO3溶液后生成溴化银沉淀，促使平衡Br2H2OHBrHBrO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2SO2O22SO3不移动，不能用勒夏特列原理分析，C错误；H2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。3(2019湖南邵东创新实验学校高三月考)在密闭容器中充入一定量NO2，发生反应2NO2(g)N2O4(g)H57 kJ mol1。在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分
3、数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()Aa、c两点的反应速率：acBa、b两点NO2的转化率：a0在密闭容器中达到平衡，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abB若ab，则容器中可能使用了催化剂C若其他条件不变，升高温度，则ab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ba，A错误；升高温度，平衡正向移动，则ba，C错误；若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则体积增大，各组分分压减小，平衡向气体分子数增多的方向移动，即逆向移动，则aYX答案C解析根据图
4、像分析可知，随温度的升高，二氧化碳的转化率减小，因此该反应的正反应为放热反应，故A正确；在相同的温度下，p2时二氧化碳的转化率大于p1状态下的转化率，因此p2p1，故B正确；密闭容器总体积未知且反应前后系数不同，无法求算该反应的平衡常数，故C错误；压强越大，温度越高，反应速率越快，故X、Y、Z三点对应的初始反应速率的关系为ZYX，故D正确。8某温度下，在一容积可变的容器中，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和4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是()A均减半 B均加倍C均增加1 mol
5、D均减少1 mol答案C解析容积可变，说明是恒温、恒压条件，满足“同归定比”。A项，“均减半”后A、B、C的物质的量分别为2 mol、1 mol和2 mol，满足“同归定比”，平衡不会移动；B项，“均加倍”后A、B、C的物质的量分别为8 mol、4 mol和8 mol，满足“同归定比”，平衡不会移动；C项，“均增加1 mol”后A、B、C的物质的量分别为5 mol、3 mol和5 mol，相当于在5 mol、2.5 mol和5 mol的基础上又增加了0.5 mol B，平衡向右移动；D项，“均减小1 mol”后A、B、C的物质的量分别为3 mol、1 mol和3 mol，相当于在3 mol、1
6、.5 mol和3 mol的基础上减少了0.5 mol B，平衡向左移动。9(2019湖南邵东创新实验学校高三月考)向甲、乙、丙三个容器中充入一定量的A和B，发生反应：A(g)xB(g)2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始量、反应过程中C的浓度随时间变化关系分别以下表和下图表示：容器甲乙丙容积0.5 L0.5 L1.0 L温度/T1T2T2反应物起始量1.5 mol A、05 mol B1.5 mol A、05 mol B6.0 mol A、20 mol B下列说法正确的是()A10 min内甲容器中反应的平均速率v(A)0.025 mol/(Lmin)B由图可知：T1T2，且该反应为吸热反
7、应C若平衡时保持温度不变，改变容器体积平衡不移动DT1 ，起始时甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mol B，平衡时A的转化率为25%答案C解析由图可知，10 min内甲容器中C的浓度变化量为1 mol/L，v(C)1 mol/L10 min0.1 mol/(Lmin)。由于速率之比等于化学计量数之比，所以v(A)0.1 mol/(Lmin)20.05 mol/(Lmin)，A错误；比较甲与乙可知，乙先到达平衡，故温度T1T2，温度越高，C的浓度越低，升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，B错误；乙中平衡时C的浓度是1.0 mol/L，则根据方程式可知，消耗A的浓度是0.5 mo
8、l/L，物质的量是0.5 mol/L0.5 L0.25 mol，所以A的转化率为；丙中平衡时C的浓度是2.0 mol/L，则根据方程式可知，消耗A的浓度是1.0 mol/L，物质的量是1.0 mol/L1 L1.0 mol，所以A的转化率为。丙中压强为乙中2倍，压强增大平衡不移动，故x1，C正确； A(g)B(g)2C(g)起始浓度(mol/L) 3 10转化浓度(mol/L) 0.75 0.75 1.5平衡浓度(mol/L) 2.25 0.25 1.5故T1 ，该反应的平衡常数为K4，令T1 ，起始时甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mol B，反应到达平衡时A的浓度变化量为x，则 A
9、(g)B(g)2C(g)起始浓度(mol/L) 1 3 0转化浓度(mol/L) x x 2x平衡浓度(mol/L) 1x 3x 2x由于温度不变，平衡常数不变，所以4，解得x0.75，所以A的转化率100%75%，D错误。10在恒温恒容的容器中，发生反应：H2(g)CO(g)C(s)H2O(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1516C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解析设初始时加入H2、CO的
10、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xy11。令初始时加入H2、CO各1 mol，按“三段式法”计算： H2(g)CO(g)C(s)H2O(g)起始量/mol 1 1 0 0转化量/mol z z z z某时刻量/mol 1z 1z 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，反应前后气体的压强之比等于2 mol(20.5) mol43，A错误；在恒温恒容的容器中进行反应，反应前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
11、，B错误；此时CO的转化率为100%50%，C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：CH3OH(g)HCHO(g)H2(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)。av正(CH3OH)v逆(HCHO)bc(HCHO)c(CH3OH)c消耗1 mol CH3OH同时生成1 mol HCHOdCH3OH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
12、温度平衡正向移动(3)Y点甲醇的转化率大于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气体分子数减小的方向移动12(16分)氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。(1)在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是_。A3v正(H2)2v逆(NH3)B单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2C容器内的总压强不再随时间而变化D混合气体的密度不再随时间变化(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，体积为2 L的
13、恒容密闭容器中测得如下表所示数据。请回答下列问题：时间/minCH4/molH2O/molCO/molH2/mol00.401.00005a0.80c0.6070.20b0.20d100.210.810.190.64分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态？_(填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)_。反应在710 min内，CO的物质的量减少的原因可能是_。A减少CH4的物质的量 B降低温度C升高温度 D充入H2(3)氨的催化氧化：4NH35O2(g)4NO(g)6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol
14、 O2(g)，保持其他条件不变，测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的H_(填“”“”或“”)0；T0 下，NH3的转化率为_。答案(1)C(2)是0.02 molL1min1D(3)75%解析(1)3v逆(NH3)2v正(H2)时反应达到平衡，A错误；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反应不一定达到平衡，B错误；此反应为反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变可以说明反应达到平衡状态，C正确；混合气体总质量不变，容器体积不变，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D错误。(2)根据反应CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)，结合表中数据5 min时H2为0.60 mol，可知CO为0.20 mol，即c0.20，则a0.20,7 min时，各物质的物质的量与5 min时相同，所以5 min时反应达到平衡：v(CH4)0.02 molL1min1。10 min时，只有CO的物质的量减少，其他物质的物质的量都增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，选D。(3)由图像可知，NO的浓度达到最大值后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的H0；T0 时，c(NO)3.0 molL1，则反应消耗的n(NH3)3.0 mol，NH3的转化率为100%75%。
