2015年湖北高考化学复习：《化学平衡状态》

湖北2015年高考化学复习：《化学平衡状态》

　　2015年湖北高考生正在努力备考中，湖北高考网整理了2015年湖北高考化学备考资料，希望对大家的复习有帮助。

　　1.据报道，在300 ℃、70 MPa下，由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。

　　2CO2(g)+6H2(g)　　CH3CH2OH(g)+3H2O(g)

　　下列叙述错误的是(　　)

　　A.使用Cu­Zn­Fe催化剂可大大提高生产效率

　　B.反应需在300 ℃进行可推测该反应是吸热反应

　　C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率

　　D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率

　　解析：选B　A项，合适的催化剂能提高化学反应速率;B项，判断吸热反应和放热反应是根据体系能量的变化;C项，充入大量CO2气体，平衡正向移动，可提高H2的转化率;D项，平衡正向移动，可提高CO2和H2的利用率。

　　2.COCl2(g)　　CO(g)+Cl2(g)　ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：
①升温　
②恒容通入稀有气体　
③增加CO浓度　
④减压　
⑤加催化剂　⑥恒压通入稀有气体，能提高COCl2转化率的是(　　)

　　A.
①
②
④　　　　　　　B.
①
④⑥

　　C.
②
③
⑤ D.
③
⑤⑥

　　解析：选B　平衡右移即可增大COCl2的转化率，
①平衡右移，
②对平衡无影响，
③平衡左移，
④平衡右移，
⑤平衡不移动，⑥相当于减压，平衡右移。

　　3.恒温、恒容的条件下对于N2(g)+3H2(g)　　2NH3(g)　ΔH<0的反应，达到化学平衡状态的标志为(　　)

　　A.断开一个N≡N键的同时有6个N—H键生成

　　B.混合气体的密度不变

　　C.混合气体的平均相对分子质量不变

　　D.N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2的状态

　　解析：选C　断开N≡N和生成N—H键均为正反应，因此A不能作为平衡的标志;根据公式ρ=，反应过程中混合气体的质量m不变，恒温恒容条件下反应，则气体体积V始终不变，密度ρ始终不变，因此B不能作为平衡的标志;相对分子质量可根据公式M=判断，由于m不变，而反应过程中气体的物质的量n减小，只有达到平衡时n才不再减小，M不再改变，因此C可作为平衡的标志。

　　4.一定温度下可逆反应aX(g)+bY(g)　　cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后， t0时刻改变某一外界条件，化学反应速率(v)随时间(t)变化如图所示。则下列说法正确的是(　　)

　　A.若a+b=c，则t0时刻只能是增大了容器的压强

　　B.若a+b=c，则t0时刻只能是加入了催化剂

　　C.若a+b≠c，则t0时刻只能是增大了容器的压强

　　D.若a+b≠c，则t0时刻只能是加入了催化剂

　　解析：选D　本题考查化学平衡图像，考查考生对化学反应速率和化学平衡原理的理解和应用能力。t0时刻正逆反应速率同等程度增大，说明平衡不移动。若a+b=c，则t0时刻可以是增大压强或使用催化剂，A错，B错;若a+b≠c，则t0时刻只能是使用催化剂，C错，D对。

　　5.可逆反应mA(s)+nB(g)　　cC(g)+fD(g)反应过程中，当其它条件不变时，C的体积分数(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如下图所示(T2>T1)，下列叙述错误的是(　　)

　　A.达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数不变

　　B.达到平衡后，若使温度升高，化学平衡向逆反应方向移动

　　C.化学方程式中n

　　D.达到化学平衡后，增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动

　　解析：选D　使用催化剂，只是同等程度加快反应速率，平衡不移动，故A项正确;由C%～时间图像1知，温度升高，化学平衡向C%减小的方向移动，即向逆反应方向移动，所以B正确;再由由C%～时间图像2知，加压，平衡向C%减小的方向移动，即向逆反应方向移动，即逆反应是气体系数减小的反应，故n

　　6.向固定容积的密闭容器中，通入a mol X，发生反应2X　　Y(g)+Z(s)，并达到平衡状态，此时升高温度，气体的密度增大。下列叙述正确的是(　　)

　　A.压强的变化对该平衡没有影响

　　B.若正反应为放热反应，则X一定为气态

　　C.若X为非气态，则正反应为放热反应

　　D.若X为气态，再向容器中充入a mol X，达到的新平衡与第一次平衡相比，X的体积分数增大

　　解析：选B　利用化学平衡移动原理逐一分析选项即可得出结论，需要注意物质的聚集状态和化学计量数对平衡移动的影响。因容积不变，ρ=m(g)/V，升高温度，气体的密度增大，即m(g)变大。选项A，因无论X是什么状态，ΔV≠0，压强对该平衡有影响;选项B，若正反应为放热反应，升温时平衡左移，X为气态时，m(g)才增大;选项C，若X为非气态，正反应放热，升温时平衡左移，m(g)减小，气体的密度减小;选项D，若X为气态，再充入a mol X，相当于加压，平衡向右移动，X的体积分数减小。

　　7.向一个容积为V L的密闭容器中，通入2 L A(g)和1 L B(g)，在一定条件下发生反应：3A(g)+B(g)　　aC(g)+2D(g)。达到平衡后，A的物质的量浓度减少，混合气体的平均摩尔质量增大，则该反应的化学方程式中a的值是(　　)

　　A.1 B.2

　　C.3 D.4

　　解析：选A　混合气体的平均摩尔质量=，在密闭容器中，气体的质量不变，混合气体的平均摩尔质量增大，则n总减小，故a值只能为1，故选A。

　　8.(2014·苏州模拟)在密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下反应：2A(g)+B(g)　　2C(g)，ΔH<0;达到平衡后，改变一个条件(X)，下列量(Y)的变化符合图中曲线的是(　　)

　　X Y A 再加入B B的转化率 B 再加入C A的体积分数 C 增大压强 A的转化率 D 升高温度 混合气体平均摩尔质量 解析：选C　A.达平衡后，再加入B，平衡正向移动，促进A的转化，即A的转化率增大，但B的转化率减小，与图像不符合，故A不正确;B.达平衡后，再加入C，化学平衡逆向移动，则A的体积分数减小，与图像不符合，故B错误;C.达平衡后，增大压强，平衡正向移动，则A的转化率增大，与图像符合，故C正确;D.达平衡后，升高温度，化学平衡逆向移动，由M=可知，逆向移动时n增大，则混合气体平均摩尔质量减小，与图像不符合，故D错误;故选C。

　　9.(1)一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)　ΔH>0。

　　
①下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是________(填序号)。

　　A.升高温度　　　　　B.增大压强

　　C.充入一定量氮气 D.再加入一些铁粉

　　
②反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO2，使CO2的浓度成为原来的2倍，则CO2的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

　　(2)在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)+H2O(g)　　CO(g)+H2O(g)，若该化学平衡状态从正反应开始建立，达到平衡后，给平衡体系加压(缩小容积，其他条件不变)，则容器内气体的平均相对分子质量将________(填“不变”、“变小”或“变大”)。

　　解析：(1)
①使平衡时c(CO)/c(CO2)增大，则需要使平衡向正反应方向移动，CO2的浓度减小，CO的浓度增大，比值增大。反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，A对;反应前后气体的物质的量不变，增大压强平衡不移动，B错;充入N2对平衡没有影响，C错;铁粉的量的多少对平衡没有影响，D错。
②增大CO2的浓度，反应物中只有CO2为气体，且反应前后气体体积相等，相当于增大压强，CO2的转化率不变。

　　(2)原平衡状态中CO、H2的平均相对分子质量为28×+2×=15。加压时平衡逆向移动，H2O(g)(相对分子质量为18)的含量增大，混合气体的平均相对分子质量变大。

　　答案：(1)
①A　
②不变　(2)变大

　　10.二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物，防止和治理其对环境的污染是环保工作的研究内容之一。

　　(1)一定条件下，发生反应2SO2(g)+O2(g)　　2SO3(g)，向2 L密闭容器中通入2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)和0.2 mol SO3(g)，2 min后反应达到平衡时，测得SO2的物质的量为1 mol，若往容器中再加入2 mol SO2(g)，则重新达到平衡时SO2的总转化率________50%(填“>”、“<”或“=”)。

　　(2)在一密闭容器中发生反应2NO2(g)　　2NO(g)+O2(g)　ΔH >0，反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如图所示。请回答：

　　
①依曲线A，反应在前3 min内氧气的平均反应速率为________。

　　
②若曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况，则此条件可能是________(填“浓度”、“压强”、“温度”或“催化剂”)。

　　(3)一定温度下，在密闭容器中N2O5可发生下列反应：

　　
①2N2O5(g)　　4NO2(g)+O2(g)

　　
②2NO2(g)　　2NO(g)+O2(g)

　　若达平衡时，c(NO2)=0.4 mol/L，c(O2)=1.3 mol/L，则反应
②中NO2的转化率为________，N2O5(g)的起始浓度应不低于________mol/L。

　　解析：(1)增大二氧化硫的浓度，导致自身转化率减小。

　　(2)
①根据图像分析可知：前3 min内氧气浓度增大了0.035 mol/L，所以平均反应速率为0.011 7 mol/(L·min);
②从图像变化趋势来看，B相对于A来说，反应速率增大，NO2浓度减小，所以改变的条件只可能是温度。

　　(3)利用反应
①和
②可以求出当c(NO2)=0.4 mol/L，c(O2)=1.3 mol/L时，

　　
①2N2O5(g)　　4NO2(g)+O2(g)

　　4x　　　x

　　
②2NO2(g)　　2NO(g)+O2(g)

　　2y　　　　　2y　 　y

　　x+y=1.3 mol/L,4x-2y=0.4 mol/L，

　　解得：x=0.5 mol/L，y=0.8 mol/L。

　　所以反应
②中NO2的转化率为80%。由反应
①生成的O2的浓度为0.5 mol/L知，N2O5(g)的起始浓度大于1 mol/L。

　　答案：(1)<　(2)
①0.011 7 mol/(L·min)　
②温度

　　(3)80%　1

　　11.一定温度下，在2 L的密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)+O2(g)　　2SO3(g)　ΔH<0，n(O2)随时间的变化关系如图中实线所示：

　　(1)用SO2表示0～4 min内该反应的平均速率为________。

　　(2)若温度不变，在容器中再加入1 mol O2，重新达到平衡，则SO2的平衡浓度________(填“增大”、“不变”或“减小”)，氧气的转化率________(填“升高”、“不变”或“降低”)，SO3的体积分数________(填“增大”、“不变”或“减小”)。

　　(3)仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得O2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线Ⅰ改变的实验条件是________，曲线Ⅱ改变的实验条件是______________________。

　　解析：(1)在0～4 min内，该反应的平均速率v(SO2)=2v(O2)=2×(0.10 mol/L-0.05 mol/L)&pide;4 min=0.025 mol/(L·min);(2)若保持温度不变，向容器中再加入1 mol O2，平衡正向移动，故重新达到平衡时，SO2的转化率增大，但其平衡浓度减小，氧气的转化率降低，SO3的体积分数减小。(3)曲线Ⅰ、Ⅱ都缩短了达到平衡的时间，反应速率加快，但曲线Ⅰ平衡时O2的转化率降低，因正反应是放热反应，故曲线Ⅰ改变的条件是升高温度;曲线Ⅱ平衡时O2的转化率升高，根据正反应气体体积减小可知曲线Ⅱ改变的条件是增大压强。

　　答案：(1)0.025 mol/(L·min)

　　(2)减小　降低　减小

　　(3)升高温度　增大压强

　　12.下列叙述与图像相对应的是(　　)

　　A.图(1)是N2(g)+3H2(g)　　2NH3(g)的化学平衡图像，在t0时刻充入一定量的NH3，平衡逆向移动

　　B.图(2)中p2>p1，T1>T2

　　C.图(3)表示的化学方程式为2A===B+3C

　　D.图(4)对应反应2X(g)+3Y(g)　　2Z(g)　ΔH<0，y可以表示Y的百分含量

　　解析：选B　在t0时刻充入一定量的NH3，v′(正)应与平衡点相连，A项错误;由先拐先平知p2>p1，T1>T2，B项正确;图(3)表示的是可逆反应，C项错误;温度升高，平衡逆向移动，Y的百分含量将增大，D项错误。

　　13.在2 L密闭容器内，800 ℃时反应：2NO(g)+O2(g)　　2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

　　时间(s) 0 1 2 3 4 5 n(NO)(mol) 0.020 0.01 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)800 ℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是________;升高温度，NO的浓度增大，则该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。

　　(2)如图中表示NO2变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v=________。

　　(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。

　　a.v(NO2)=2v(O2)

　　b.容器内压强保持不变

　　c.v逆(NO)=2v正(O2)

　　d.容器内密度保持不变

　　(4)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。

　　a.及时分离出NO2气体

　　b.适当升高温度

　　c.增大O2的浓度

　　d.选择高效催化剂

　　解析：(1)平衡时，n(NO)=0.007 mol，c(NO)==0.003 5 mol/L。升高温度，c(NO)增大，则平衡左移，正反应是放热反应。

　　(2)从n(NO)随时间变化表可得出，NO的物质的量随时间的推移而减小，NO与O2是反应物，NO2是生成物，NO2的变化曲线只能是a、b中的某一条。反应在3 s之后，NO的物质的量不再发生变化，反应过程中NO减小0.013 mol，根据方程式可知NO2增加0.013 mol，而容器体积2 L，所以达到平衡时，NO2的浓度0.006 5 mol/L，曲线b符合。0～2 s内，NO减少0.012 mol，据反应方程式，O2同时减少0.006 mol，以O2来表示这段时间的平均速率=0.006 mol&pide;2 L&pide;2 s=0.001 5 mol/(L·s)。

　　(3)a项达没达到平衡都成立，因为反应速率之比等于化学计量数之比。反应2NO(g)+O2(g)　　2NO2(g)的反应前后气体分子数目不相等，平衡受压强的影响，压强改变，平衡要移动，b项中压强已保持不变，所以b项已达平衡状态。根据平衡状态的定义，正逆反应速率相等可得c项也达平衡状态。密度等于质量除以体积，该反应的反应物和生成物均为气体，质量不变，而容器的体积2 L，也不发生变化，所以任何条件下密度都不发生改变，d项不能说明反应是否达到平衡状态。

　　(4)分离出NO2气体，反应速率减慢，加入催化剂，平衡不移动，升高温度该反应向逆反应方向移动，所以a、b、d均错误。增大反应物O2的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，c正确。

　　答案：(1)0.003 5 mol/L　放热

　　(2)b　1.5×10-3 mol/(L·s)

　　(3)b、c

　　(4)c