2019-2020年高中化學課時提升作業(yè)六2.3化學平衡新人教版.doc

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2019-2020年高中化學課時提升作業(yè)六2.3化學平衡新人教版 一、選擇題(本題包括7小題，每小題4分，共28分) 1.(xx青島高二檢測)14CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應：14CO2+C2CO，達到化學平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有(　　) A.14CO2　　　　　　　　　　 B.14CO2、14CO C.14CO2、14CO、14C D.14CO 【解析】選C。14CO2與C反應生成14CO(正反應)的同時，逆反應14CO的分解(生成14CO2和14C)也在進行，故平衡混合物中含14C的粒子有14CO2、14CO、14C。 2.已知450℃時，反應H2(g)+I2(g)2HI(g)的K=50，由此推測在450℃時，反應2HI(g)H2(g)+I2(g)的化學平衡常數(shù)為(　　) A.50 B.0.02 C.100 D.無法確定 【解析】選B。反應H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)表達式為K1=；反應2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常數(shù)表達式為K2=，所以K2==0.02。 3.下圖是恒溫條件下某化學反應的反應速率隨反應時間變化的示意圖。下列敘述與示意圖不相符合的是(　　) A.反應達到平衡時，正反應速率和逆反應速率相等 B.該反應達到平衡狀態(tài)Ⅰ后，增大反應物濃度，平衡發(fā)生移動，達到平衡狀態(tài)Ⅱ C.該反應達到平衡狀態(tài)Ⅰ后，減小反應物濃度，平衡發(fā)生移動，達到平衡狀態(tài)Ⅱ D.同一種反應物在平衡狀態(tài)Ⅰ和平衡狀態(tài)Ⅱ時濃度不相等 【解析】選C。化學平衡已經(jīng)建立，其正、逆反應的速率必定相等，A不符合題意；在平衡狀態(tài)Ⅰ的基礎上瞬時增大了反應物濃度，生成物濃度瞬時不變，此時正反應速率瞬時增大，逆反應速率瞬時不變，隨后又在新的基礎上達到平衡，B不符合題意；對于平衡狀態(tài)Ⅰ，減小反應物的濃度，正反應速率必然減小，顯然與所給圖示不符，C符合題意；對同一種反應物而言，只要平衡移動，該物質的濃度一定會發(fā)生變化，D不符合題意。 4.一定溫度下，在固定容積的密閉容器中，可逆反應： mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)；當m、n、p、q為任意正整數(shù)時，下列狀態(tài)一定能說明反應已達到平衡的是(　　) ①體系的壓強不再發(fā)生變化； ②體系的密度不再發(fā)生變化； ③各組分的物質的量濃度不再改變； ④各組分的質量分數(shù)不再改變； ⑤反應速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q A.只有③④ B.②③④ C.①②③④ D.①②③④⑤ 【解析】選A。因為反應前后氣體的體積變化不確定，若為氣體體積不變的反應，則體系的壓強始終不變化，①錯誤；反應前后氣體的質量守恒，而容器的容積固定，所以氣體的密度始終不變，②錯誤；只要反應進行，反應速率之比就等于化學計量數(shù)之比，⑤錯誤；反應達到平衡時，各組分的物質的量濃度及質量分數(shù)不再改變，③④正確。 【互動探究】 (1)若將第①項改為“A和C兩種氣體的物質的量濃度的比值”，符合條件嗎？ 提示：符合。因為反應過程中反應物A的物質的量濃度是減小的，生成物C的物質的量濃度是逐漸增大的，二者物質的量濃度的比值是變化的，故比值不變時反應一定處于化學平衡狀態(tài)。 (2)若將第②項改為“混合氣體的平均相對分子質量不變”，符合條件嗎？ 提示：不符合。因為反應前后氣體的體積變化不確定，所以混合氣體的平均相對分子質量變化不確定。 【方法規(guī)律】判斷可逆反應是否達到平衡狀態(tài)的方法 ——“變量”“定量”分析法 解答此類問題時，首先確定題目提供的物理量是“變量”還是“定量”，依據(jù)題目提供的條件，判斷各選項中的“變量”是否發(fā)生變化。 (1)當“變量”保持不變時，表明反應達到平衡狀態(tài)。 如一定溫度下，密閉容器中進行的可逆反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，當容器中氣體的壓強保持不變時，該反應是否一定處于平衡狀態(tài)？依據(jù)反應的特點(反應前后氣體Δn≠0)，判斷容器中“氣體的壓強”是一個“變量”，即反應向正反應方向進行時，則容器的壓強會減小，因此，當容器中的壓強不變時，反應達到平衡狀態(tài)。 (2)當“定量”保持不變時，不能判斷反應是否處于平衡狀態(tài)。 如一定溫度下，密閉容器中進行的可逆反應：H2(g)+I2(g)2HI(g)，當容器中氣體的壓強保持不變時，該反應是否一定處于平衡狀態(tài)？依據(jù)反應的特點(反應前后氣體Δn=0)判斷容器中“氣體的壓強”是一個“定量”，即不論反應進行到何種程度，容器中氣體的壓強始終是個定值，因此，當容器中的壓強不變時，不能判斷反應是否達到平衡狀態(tài)。 5.(xx鄭州高二檢測)下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是(　　) A.開啟汽水瓶后，瓶中馬上泛起大量泡沫 B.500℃左右比常溫下更有利于合成氨 C.實驗室中常用排飽和食鹽水的方法收集氯氣 D.工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的過程中使用過量的空氣以提高二氧化硫的利用率 【解析】選B。A項，汽水瓶中存在平衡H2CO3H2O+CO2，打開汽水瓶時，壓強降低，平衡向生成二氧化碳方向移動，可以用勒夏特列原理解釋，故A不選；B項，存在平衡2N2+3H22NH3，合成氨是放熱過程，高溫不利于氨氣的合成，選擇500℃是考慮反應速率較快、且催化劑活性較高，故B選；C項，氯化鈉在溶液中完全電離，所以飽和食鹽水中含有大量的氯離子，氯氣溶于水的反應是一個可逆反應，Cl2+H2OClO-+2H++Cl-，由于飽和食鹽水中含有大量的氯離子，相當于氯氣溶于水的反應中增加了大量的生成物氯離子，根據(jù)勒夏特列原理，平衡向逆反應方向移動，氯氣溶解量減小，所以可以用勒夏特列原理解釋，故C不選；D項，工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的過程中使用過量的空氣，增加氧氣的量，使平衡正向移動，從而提高二氧化硫的利用率，可以用勒夏特列原理解釋，故D不選。 【方法規(guī)律】運用勒夏特列原理的注意事項 (1)勒夏特列原理只適用于判斷“改變一個條件”時平衡移動的方向。若同時改變幾個條件時，不能簡單的用勒夏特列原理來判斷方向。 (2)要注意正確理解“減弱這種改變”中的“減弱”，是針對所改變的條件。 (3)勒夏特列原理不能用來解釋： ①使用催化劑不能使平衡移動。 ②氣體反應物化學計量數(shù)之和與氣體生成物化學計量數(shù)之和相等的可逆反應，改變壓強，速率改變，平衡不移動。 6.(雙選)在高溫下，反應2HBr(g)H2(g)+Br2(g)(正反應為吸熱反應)達到平衡時，要使混合氣體顏色加深，可采取的方法是(　　) A.減小壓強　　　　　　　　 B.縮小體積 C.升高溫度 D.增大H2濃度 【解析】選B、C。要使混合氣體顏色加深，即平衡向正反應方向移動，可以升高溫度(正反應為吸熱反應)；該反應前后氣體體積不變，則改變壓強不能使平衡移動，但縮小體積將使各物質的濃度增加，顏色加深；增大H2濃度，平衡向逆反應方向移動。 7.在25℃時，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表： 物　質 X Y Z 初始濃度/molL-1 0.1 0.2 0 平衡濃度/molL-1 0.05 0.05 0.1 下列說法錯誤的是(　　) A.反應達平衡時，X的轉化率為50% B.反應可表示為X+3Y2Z，其平衡常數(shù)為1 600 C.反應可表示為X+3Y2Z，其平衡常數(shù)為1 600 D.改變溫度可以改變此反應的平衡常數(shù) 【解析】選C。X、Y、Z三種物質濃度的變化之比為 (0.1-0.05)∶(0.2-0.05)∶(0.1-0)=1∶3∶2，故化學反應方程式為X+3Y2Z，K===1 600，X的轉化率為100%=50%。平衡常數(shù)K只與溫度有關，改變溫度，此反應的平衡常數(shù)相應變化，故僅C錯誤。 二、非選擇題(本題包括2小題，共22分) 8.(10分)將等物質的量的A、B、C、D四種物質混合，發(fā)生如下反應：aA+bBcC(s)+dD，當反應進行一段時間后，測得A減少了nmol，B減少了mol，C增加了nmol，D增加了nmol，此時達到化學平衡狀態(tài)。 (1)該化學方程式中各物質的化學計量數(shù)為 a=________，b=________， c=________，d=________。 (2)若只改變壓強，反應速率發(fā)生變化，但平衡不發(fā)生移動，該反應中各物質的聚集狀態(tài)是 A________，B________，D________。 【解析】(1)因為參加反應的物質的量之比等于化學方程式中的各物質的化學計量數(shù)之比，所以得a∶b∶c∶d=n∶∶n∶n=2∶1∶3∶2，即得a=2，b=1，c=3，d=2。(2)改變壓強，反應速率發(fā)生變化，說明反應體系中有氣態(tài)物質；而平衡不移動說明反應前后氣態(tài)物質的體積相同，即當A為氣體，B為固體或純液體，C為固體(已知條件)，D為氣體時合理。 答案：(1)2　1　3　2 (2)氣態(tài)　固態(tài)或純液態(tài)　氣態(tài) 9.(12分)(xx蘭州高二檢測)能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景。工業(yè)上合成甲醇的反應為 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0 (1)在300℃，5 MPa條件下，將0.20 mol的CO與0.58 mol H2的混合氣體充入2 L密閉容器發(fā)生反應，反應過程中甲醇的物質的量濃度隨時間的變化如圖所示。 ①列式計算300℃時該反應的平衡常數(shù)K=_______________。 ②300℃時，將0.50 mol CO、1.00 mol H2和1.00 mol CH3OH充入容積為2 L的密閉容器中，此時反應將________。 A.向正反應方向移動 B.向逆反應方向移動 C.處于平衡狀態(tài) D.無法判斷 ③下列措施可提高甲醇產(chǎn)率的是________。 A.壓縮容器體積 B.將CH3OH(g)從體系中分離 C.充入He，使體系總壓強增大 D.再充入0.20 mol CO和0.58 mol H2 (2)若其他條件不變，使反應在500℃下進行，在圖中作出甲醇的物質的量濃度隨時間的變化的示意圖。 【解析】向體系中加入0.50 mol CO、1.00 mol H2和1.00 mol CH3OH時，可利用反應體系中濃度商和平衡常數(shù)的比較，判斷平衡的移動方向；壓縮容器體積，壓強增大，平衡右移；將CH3OH(g)從體系中分離是降低了生成物的濃度，平衡右移；恒容充惰性氣體，平衡不移動；再充入0.20 mol CO和0.58 mol H2相當于增大壓強，平衡右移。升高溫度，平衡向逆反應方向移動，甲醇的物質的量濃度減小，但溫度升高，化學反應速率加快。 答案：(1)①==4 ②B　③A、B、D (2)如圖所示 (30分鐘50分) 一、選擇題(本題包括6小題，每小題5分，共30分) 1.一定條件下，在恒容密閉容器中，能表示反應X(g)+2Y(g)2Z(g)一定達到化學平衡狀態(tài)的是(　　) ①X、Y、Z的物質的量之比為1∶2∶2?、赬、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化?、廴萜髦械膲簭姴辉侔l(fā)生變化 ④單位時間內生成nmol Z，同時生成2nmol Y A.①②　　　　　　　　　　 B.①④ C.②③ D.③④ 【解析】選C。①X、Y、Z的物質的量之比等于其化學計量數(shù)之比，不能說明反應已達到平衡狀態(tài)；④中關系說明v(逆)>v(正)，反應沒有達到平衡。 2.合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)多步反應制得，其中的一步反應為 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH<0 反應達到平衡后，為提高CO的轉化率，下列措施中正確的是(　　) A.增加壓強 B.降低溫度 C.增大CO的濃度 D.更換催化劑 【解析】選B。一般來說，有兩種及兩種以上反應物的可逆反應中，在其他條件不變時，增大其中一種反應物的濃度，能使其他反應物的轉化率升高，但本身的轉化率降低，故C項錯誤。A項因該反應為反應前后氣體體積相等的反應，故增加壓強只能縮短反應達到平衡的時間，并不能使該平衡發(fā)生移動，因而無法提高CO的轉化率。B項因該反應為放熱反應，降低溫度能使平衡向右移動，從而提高CO的轉化率。D項催化劑只能影響化學反應的速率，改變可逆反應達到平衡的時間，不能提高CO的轉化率。 3.某溫度下，將2 mol A和3 mol B充入一密閉的容器中，發(fā)生反應：aA(g)+B(g)C(g)+D(g)，5 min后達到平衡。已知各物質的平衡濃度關系為ca(A)c(B)=c(C)c(D)，若溫度不變的情況下將容器的體積擴大為原來的10倍，A的轉化率不發(fā)生變化，則B的轉化率為(　　) A.40%　　　 B.60%　　 　C.24% 　　　D.4% 【解析】選A。達到平衡后擴大容器體積，A的轉化率不發(fā)生變化，證明平衡不移動，可推知該反應前后氣體體積相等，即a=1，設反應容器的體積為1 L。 　　　　　　 A(g)　+　B(g) C(g) + D(g) 起始濃度/ molL-1 2 3 0 0 轉化濃度/ molL-1 x x x x 平衡濃度/ molL-1 2-x 3-x x x 則有(2-x)(3-x)=x2，解得：x=1.2，B的轉化率為100%=40%。 【補償訓練】在容積可變的密閉容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定條件下反應，達到平衡時，H2的轉化率為25%，則平衡時氨氣的體積分數(shù)接近于(　　) A.5%　　　 B.10%　　　 C.15%　　　 D.20% 【解析】選C。根據(jù) 　　　　　　 N2(g)　 +　 3H2(g)　 　 2NH3(g) n(起始)/mol 2 8 0 n(轉化)/mol 2/3 825% 4/3 n(平衡)/mol 4/3 6 4/3 所以平衡時氨氣的體積分數(shù)為100%≈15.4% 4.已知：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-1 025 kJmol-1，若反應物起始物質的量相同，下列關于該反應的示意圖不正確的是(　　) 【解析】選C。從題給的可逆反應方程式看，溫度升高平衡向逆反應方向移動，使NO含量降低而不是升高。壓強增大平衡逆向移動，NO含量降低，達到平衡所需時間短。使用催化劑可加快反應速率，所以達到平衡所需時間短。 【方法規(guī)律】巧解化學反應速率和化學平衡的圖象問題 不同類型的圖象解題方法有所不同。例如，(1)物質的量(或百分含量或濃度)與時間關系的圖象。這類圖象題通常是根據(jù)某一可逆反應的曲線圖象，判斷有關的外界條件及可逆反應方程式中的相關量，解題時既要考慮反應速率的快慢(拐點出現(xiàn)的時間先后)，又要考慮化學平衡的移動。(2)平衡移動原理的應用圖象，這類圖象題通常是根據(jù)已知可逆反應及外界條件判斷曲線圖象的正確與否，解題時要看清橫坐標、縱坐標所代表的意義及曲線的變化趨勢，把圖象中描述的化學平衡移動與勒夏特列原理相對應，還要注意逆向思維。 5.某溫度下，在一個2 L的密閉容器中，加入4 mol A和2 mol B進行如下反應：3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)，反應一段時間后達到平衡，測得生成1.6 mol C，則下列說法正確的是(　　) A.該反應的化學平衡常數(shù)表達式是K= B.此時，B的轉化率是40% C.增大該體系的壓強，平衡向右移動，化學平衡常數(shù)增大 D.增加B，平衡向右移動，B的轉化率增大 【解析】選B。化學平衡常數(shù)的表達式中不能出現(xiàn)固體或純液體，而物質C是固體，A錯誤；根據(jù)化學方程式可知，平衡時減少的B的物質的量是1.6 mol0.5=0.8 mol，所以B的轉化率為40%，B正確；增大壓強時平衡右移，但平衡常數(shù)不變，平衡常數(shù)只與溫度有關，C錯誤；增加B后平衡右移，A的轉化率增大，而B的轉化率減小，D錯誤。 6.在淀粉KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)+I-(aq)(aq)。測得不同溫度下該反應的平衡常數(shù)K如表所示： t/℃ 5 15 25 35 50 K 1 100 841 689 533 409 下列說法正確的是(　　) A.反應I2(aq)+I-(aq)(aq)的ΔH>0 B.其他條件不變，升高溫度，溶液中c()減小 C.該反應的平衡常數(shù)表達式為K= D.25℃時，向溶液中加入少量KI固體，平衡常數(shù)K大于689 【解析】選B。根據(jù)題中提供的數(shù)據(jù)知溫度升高，平衡常數(shù)減小，則平衡向逆反應方向移動，逆反應為吸熱反應，故正反應為放熱反應，ΔH<0，A錯誤；其他條件不變，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，溶液中c()減小，B正確；該反應的平衡常數(shù)表達式為K=，C錯誤；平衡常數(shù)只與溫度有關，25℃時，向溶液中加入少量KI固體，雖然平衡向正反應方向移動，但平衡常數(shù)不變，D錯誤。 二、非選擇題(本題包括2小題，共20分) 7.(10分)(xx無錫高二檢測)T℃時，在一個體積為2 L的容器中，A氣體與B氣體反應生成C氣體，反應過程中A、B、C物質的量的變化如圖所示。 (1)寫出該反應的化學方程式：_______________。 (2)T℃下該反應的平衡常數(shù)為________。 (3)已知：K(300℃)>K(350℃)，該反應是________熱反應。 (4)0～4分鐘時，A的平均反應速率為________。 (5)到達平衡時B的轉化率為________。 (6)恒容條件下，下列措施中能使n(A)/n(C)降低的有________。 A.充入氦氣　　　　　　　　　　　 B.使用催化劑 C.再充入2.4 mol A和1.6 mol B D.降低溫度 【解析】據(jù)圖可知t1時刻反應達到平衡，這段時間內A、B、C的物質的量變化值為0.8 mol、0.4 mol、0.4 mol，故反應的化學方程式為2A(g)+ B(g)C(g)。因平衡時A、B、C的物質的量濃度為0.8 molL-1、0.6 molL-1、0.2 molL-1，所以平衡常數(shù)K=≈0.52。因為K(300℃)>K(350℃)，該反應是放熱反應。0～4分鐘時，A的平均反應速率為(2.4 mol -2.0 mol)2 L4 min= 0.05 molL-1min-1。到達平衡時B的轉化率為0.4 mol1.6 mol100%=25%。恒容條件下充入氦氣和使用催化劑，平衡不發(fā)生移動，n(A)/n(C)不變；再充入2.4 mol A和1.6 mol B時，平衡正向進行的程度增大，反應物的轉化率增大，故n(A)/n(C)降低；降低溫度，平衡向正反應方向移動，該比值降低。 答案：(1)2A(g)+B(g)C(g) (2)0.52　(3)放 (4)0.05 molL-1min-1 (5)25%　(6)C、D 8.(10分)在一個體積為2 L的密閉容器中，高溫下發(fā)生反應：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)。其中CO2、CO的物質的量(mol)隨時間(min)的變化關系如圖所示。 (1)反應在1 min時第一次達到平衡狀態(tài)，固體的質量增加了3.2 g。用CO2的濃度變化表示的反應速率v(CO2)=________。 (2)反應進行至2 min時，若只改變溫度，曲線發(fā)生的變化如圖所示，3 min時再次達到平衡，則ΔH________0(填“>”“<”或“=”)。 (3)5 min時再充入一定量的CO(g)，平衡發(fā)生移動。下列說法正確的是________(填寫編號)。 a.v(正)先增大后減小　　　　b.v(正)先減小后增大 c.v(逆)先增大后減小 d.v(逆)先減小后增大 表示n(CO2)變化的曲線是________(填寫圖中曲線的字母編號)。 (4)請用固態(tài)物質的有關物理量來說明該反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)：________ _______________________________________。 【解析】(1)Fe→FeO，固體質量增加了3.2 g，說明生成FeO 0.2 mol，v(CO2)==0.1 molL-1min-1。(2)由圖可知，2～3 min內CO2和CO物質的改變量大于0～1 min的改變量，且2～3 min內CO2的物質的量減小，CO的物質的量增加，由此推知建立新平衡的反應速率加快，則升高溫度，平衡正向移動，說明正反應吸熱。(3)充入CO，CO濃度增大，逆反應速率增大，之后逐漸減小；5 min時CO2濃度不變，正反應速率不變，平衡逆向移動，CO2濃度增大，正反應速率逐漸增大。 答案：(1)0.1 molL-1min-1　(2)>　(3)c　b　(4)Fe(或FeO)的質量(或物質的量)保持不變或固體總質量保持不變(答案合理即可)