2020高考化学一轮课练23:化学平衡的影响因素及图像分析(含解析)

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1、课练23化学平衡的影响因素及图像分析小题狂练12019天津一中月考向2 L的恒温密闭容器中投入2 mol A和1 mol B,发生可逆反应:3A(g)2B(s) 2C(g)D(g)Ha kJmol1(a0)。下列说法正确的是()A升高温度,正反应速率增大,故平衡正向移动B混合气体的密度不再变化能证明该反应达到化学平衡状态C增加c(A),平衡正向移动,反应的平衡常数增大D该反应达到平衡时,3v生成(A)2v生成(C)答案:B解析:该反应的正反应为放热反应,升高温度,正、逆反应速率均增大,但平衡逆向移动,A错误。B是固体,反应正向进行,混合气体的密度增大,反应逆向进行,混合气体的密度减小,故混合气

2、体的密度不变时该反应达到平衡状态,B正确。增加c(A),平衡正向移动,由于温度不变,则该反应的平衡常数不变,C错误。达到平衡时,A、C表示的正、逆反应速率之比等于其化学计量数之比,则有2v生成(A)3v生成(C),D错误。2天然气与二氧化碳在一定条件下反应制备合成气(COH2)的原理是CH4(g)CO2(g) 2CO(g)2H2(g)H0。该反应达到平衡之后,为了提高CH4的转化率,下列措施正确的是()A增大压强 B升高温度C增大CO浓度 D更换高效催化剂答案:B解析:增大压强,平衡左移,甲烷转化率降低,A项错误;升高温度,平衡右移,甲烷的转化率增大,B项正确;增大CO浓度,平衡左移,CH4的

3、转化率减小,C项错误;更换催化剂,只能改变化学反应速率,平衡不移动,CH4的转化率不变,D项错误。32019山东济宁模拟将0.2 molL1的KI溶液和0.05 molL1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合充分反应后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡2Fe32I2Fe2I2的是()A向混合液中滴入KSCN溶液,溶液变红色B向混合液中滴入AgNO3溶液,有黄色沉淀生成C向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液,有蓝色沉淀生成D向混合液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝色答案:A解析:将0.2 molL1的KI溶液和0.05 molL1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合,充分反应后Fe3完全反

4、应,I有剩余,若不是可逆反应,Fe3全部转化为Fe2,则溶液中无Fe3。向反应后混合液中滴入KSCN溶液,溶液变红色,证明混合液中含有Fe3,该反应为可逆反应,故溶液中存在化学平衡2Fe32I2Fe2I2。42019黑龙江哈尔滨三中验收可逆反应A(g)B(g) 2C(g),反应过程中混合物中C的百分含量与温度的关系如图所示,下列说法正确的是()A正反应速率:v(T3)v(T4)v(T2)B化学平衡常数:K(T4)K(T3)C由T1向T2变化时,v正v逆D该可逆反应的正反应为吸热反应答案:C解析:温度升高,反应速率加快,故正反应速率v(T4)v(T3)v(T2),A错误。由图可知,T3时C的百分

5、含量达最大值,随后升高温度,C%减小,说明平衡逆向移动,平衡常数减小,则平衡常数K(T4)v逆,C正确。T3达到平衡状态后,升高温度,C%减小,平衡逆向移动,则有H0,该反应的正反应是放热反应,D错误。52019陕西西安八校联考在密闭容器中,一定量混合气体发生反应xA(g)yB(g) zC(g),达到平衡时,测得A的浓度为0.5 molL1;在温度不变的条件下,将容器的体积扩大到原来的2倍,重新达到平衡,测得A的浓度降低为0.3 molL1,下列有关判断正确的是()Axyz,A、B均错误。平衡逆向移动,但容器体积增大程度更大,c(B)减小,C错误。平衡逆向移动,气体总物质的量增大,且n(C)减

6、小,故C的体积分数减小,D正确。62019广东惠州模拟将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:X(g)3Y(g) 2Z(g)H0B在T2时,若反应体系处于状态D,则此时v正v逆C若状态B、C、D的压强分别为pB、pC、pD,则有pCpDpBD若该反应为T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1K2答案:B解析:由图可知,温度越高,平衡时c(NO)越大,说明升高温度,平衡逆向移动,则有Hv逆,B正确。该反应前后气体体积不变,压强和温度成正比例关系,B和D点的温度均为T2,则有pDpB;C点温度高于D点,则有pCpD,综上可得压强:pCpDpB,C错误。

7、该反应的H0,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,由于T1K2,D错误。82019山东临沭一中调研已知反应CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H0。在一定温度和压强下于密闭容器中,该反应达到平衡。下列叙述错误的是()A保持容器容积不变,充入一定量的N2(g),n(H2)不变B减小压强,c(CO2)减小C升高温度,的值减小D更换高效催化剂,CO的转化率增大答案:D解析:恒容条件下,充入一定量的N2(g),平衡不移动,则n(H2)不变,A正确。减小压强,平衡不移动,由于容器的体积增大,则c(CO2)减小,B正确。该反应的Hp2,则在较低温度下有利于该反应自发进行B图乙中,若T2T1,则

8、H0且abcdC图丙中,t1时刻改变的条件一定是使用了催化剂D图丁中,若H0,则纵坐标不可能表示的是反应物的转化率答案:C解析:图甲中压强一定时,温度越高,平衡体系中A%越大,说明升高温度,平衡逆向移动,则有Hp2,温度一定时,压强越大,平衡体系中A%越小,则有abcd,S0;若使HTST1,温度越高,A的平衡转化率越小,说明升高温度,平衡逆向移动,则有HT2;若H0,升高温度,平衡逆向移动,反应物的转化率降低,故纵坐标不可能表示的是反应物的转化率,D正确。102019湖北荆州质检下列叙述与对应的图相符的是()A图甲表示反应:4CO(g)2NO2(g) N2(g)4CO2(g)H0, 在其他条

9、件不变时,改变起始物CO的物质的量对此反应平衡的影响,则有T10答案:A解析:A中反应的H0,升高温度,平衡逆向移动,平衡时(N2)减小,则有T1T2,A正确。B中反应是反应前后气体总分子数不变的反应,乙比甲达到平衡的时间缩短,但平衡不移动,则乙可能是使用了催化剂或增大压强,B错误。反应物具有的能量低于生成物具有的能量,则该反应是吸热反应;催化剂只能改变反应的活化能,不能改变反应的焓变,C错误。图丁中(NO2)达到最小值时反应达到平衡状态,随后升高温度,(NO2)增大,说明平衡逆向移动,则该反应的H0,D错误。112019山东滨州模拟在一定温度下,发生反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g

10、)HKcKaDb、c点均为化学平衡点,a点未达到平衡且反应正向进行答案:B解析:根据图像可知SO2的起始量越大,混合气体中SO2的体积分数不一定变大,A错误。SO2越少,O2越多,则SO2的转化率越大,a点转化率最大,B正确。已知该反应在一定温度下进行,温度不变,平衡常数不变,故KaKbKc,C错误。a、b、c三点均为平衡点,D错误。12常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 时,该反应的平衡常数K2105。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2 ,固体杂质不参与反应。第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反应后的气体

11、分离出来,加热至230 制得高纯镍。下列判断正确的是()A增加c(CO),平衡正向移动,反应的平衡常数增大B第一阶段,在30 和50 两者之间选择反应温度,选50 C第二阶段,Ni(CO)4分解率较低D该反应达到平衡时,v生成Ni(CO)44v生成(CO)答案:B解析:第一阶段,50 时,反应速率较快且Ni(CO)4为气态,能从反应体系中分离出来,B项正确;增加c(CO),平衡正向移动,但平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,A项错误;相同温度下,第二阶段与第一阶段的平衡常数互为倒数,则230 时,第二阶段的平衡常数K5104,反应进行的程度大,故Ni(CO)4分解率较高,C项错误;该

12、反应达到平衡时,4v生成Ni(CO)4v生成(CO),D项错误。132019咸阳摸底某可逆反应达到平衡后,在t0时刻改变条件,其反应速率与时间(t)的关系如图所示。图像对应各点的正反应速率最大的是()Am BnCe Df答案:D解析:根据图像知,t0时改变条件,平衡向左移动,逆反应速率逐渐减小,正反应速率逐渐增大,当达到平衡时,正反应速率最大,即f点对应的正反应速率最大。142019合肥一检在一恒温恒压的密闭容器中发生反应:M(g)N(g) 2R(g)H0,t1时刻达到平衡,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图所示。下列说法不正确的是()At1时刻的v(正)小于t2时刻的v(正)Bt2时刻改

13、变的条件是向密闭容器中加RC、两过程达到平衡时,M的体积分数相等D、两过程达到平衡时,反应的平衡常数相等答案:A解析:据图分析,恒温恒压下t2时刻改变某一条件,逆反应速率瞬间增大,再次建立的平衡与原平衡等效,根据等效平衡原理,t2时刻改变的条件是向密闭容器中加入R,B项正确;t1时刻反应达到平衡,v(正)v(逆),而t2时刻加入了R,v(正)瞬时减小,v(逆)瞬间增大,故t1时刻的v(正)大于t2时刻的v(正),A项错误;、两过程达到的平衡等效,M的体积分数相等,C项正确;、两过程的温度相同,则反应的平衡常数相等,D项正确。152019日照质量检测T时,在恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO,

14、在催化剂作用下发生反应:CO(g)2H2(g) CH3OH(g)H0。反应达到平衡时,CH3OH的体积分数与的关系如图所示。下列说法正确的是()A反应达平衡时,升高体系温度,CO转化率升高B反应达平衡时,再充入一定量的Ar,平衡右移,平衡常数不变C容器内混合气体的密度不再变化说明该反应达到平衡状态D.2.5时达到平衡状态,CH3OH的体积分数可能是图中的F点答案:D解析:气体投料比等于化学计量数之比时,平衡时生成物的体积分数最大,当2.5时,达到平衡状态,CH3OH的体积分数比C点时对应的CH3OH的体积分数小,可能是图中的F点,D项正确。该反应的H0,反应达平衡时,升高体系温度,平衡逆向移动

15、,CO的转化率降低,A项错误;该反应在T下在恒容密闭容器中进行,反应达平衡时,再充入一定量Ar,平衡不移动,温度不变平衡常数不变,B项错误;因该反应前后均是气体,故混合气体的总质量不变,又容器容积不变,故混合气体的密度始终保持不变,C项错误。162019陕西摸底在一定条件下,利用CO2合成CH3OH的反应为:CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H1,研究发现,反应过程中会发生副反应:CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)H2,温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。下列说法中不正确的是()AH10B增大压强有利于加快合成反应的速率C生产过程中,温度越高越有利于提高C

16、H3OH的产率D合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K答案:C解析:由题图可知,随着温度的升高,CH3OH的产率逐渐减小,CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)平衡逆向移动,则H10,A项正确,C项错误;对于有气体参与的反应,压强越大反应速率越快,所以增大压强有利于加快合成反应的速率,B项正确;合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K,D项正确。172019湖北郴州第三次质量检测在容积均为1 L的三个密闭容器中,分别放入铁粉并充入1 mol CO,控制在不同温度下发生反应:Fe(s)5CO(g) Fe(CO)5(g),当反应进行到5 min时,测得CO的体积分数与温度的关系如图所

17、示。下列说法一定正确的是()A反应进行到5 min时,b容器中v(正)v(逆)B正反应为吸热反应,平衡常数:K(T1)K(T2)Cb中v(正)大于a中v(逆)D达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为bca答案:C解析:根据图像可知,随着温度的升高,(CO)先减小后增大,若三个容器都未达到平衡状态,则应该是随着温度的升高,(CO)一直减小,但b容器中(CO)小于c容器,所以可以确定反应在T2到T3之间,先达到了平衡状态,然后随着温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以可知该反应的正反应为放热反应,B项错误。若三个容器都达到平衡状态,因为是放热反应,a容器的(CO)应小于b容器,但实际上a容器的(CO

18、)大于b容器,所以确定a容器还未达到平衡状态,b容器不确定,所以v(正)、v(逆)不一定相等,A项错误。a容器中反应还没达到平衡,反应向正反应方向进行,所以va(正)va(逆);因b容器的温度高于a容器的温度,所以相同时间内,vb(正)va(正),所以vb(正)va(逆),C项正确。因为该反应是放热反应,所以三容器达到平衡时,CO的转化率为abc,D项错误。182019浙江宁波重点学校联考碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为Al2O3(s)3C(s)N2(g) 2AlN(s)3CO(g)。在温度、容积恒定的反应体系中,CO浓度随时间的变化关系如图曲线甲所示。下列说法不正确的是()A当反应达到

19、平衡时,存在关系:3v正(N2)v逆(CO)Bc点切线的斜率表示该化学反应在t0时刻的瞬时速率C从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率D若维持体积、温度不变,减少Al2O3起始投入量,则可用曲线乙(虚线部分)表示CO浓度变化答案:D解析:该反应达到平衡状态时,v正(N2)、v逆(CO)代表的正、逆反应速率之比等于其化学计量数之比,则有3v正(N2)v逆(CO),A正确。c点切线的斜率代表CO在t0时刻的瞬时速率,B正确。根据a、b两点对应的横坐标确定反应时间间隔t,根据a、b两点对应的纵坐标确定c(CO),并根据v计算该时间内的平均反应速率,C正确。维持体积、温度不变,减

20、少Al2O3起始投入量,N2的投入量不变,则对反应速率无影响,c(CO)的变化仍为曲线甲,D错误。课时测评1.勒夏特列原理又名“化学平衡移动原理”、“勒沙特列原理”,由法国化学家勒夏特列于1888年发现。下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()A工业上,合成氨生产中选择高压条件B实验室用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢C工业上,常用铁(或铝)容器盛装浓硫酸D夏天,打开冰镇啤酒瓶盖后产生大量泡沫答案:C解析:A项,合成氨是可逆反应,增大压强,平衡向合成氨的方向移动,有利于提高氨的产率;B项,氯气与水反应存在平衡,饱和食盐水除杂的原理是氯离子可以抑制氯气与水反应;C项,常温下,铁或铝遇浓硫酸均会发生

21、钝化现象,不存在可逆反应;D项,打开瓶盖,相当于减小压强,同时外界温度较冰镇啤酒高,温度升高,促进溶液中碳酸分解,逸出CO2。22019湖南长郡中学月考在恒容密闭容器中,反应CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H0达到平衡后,改变某条件,下列说法正确的是()A升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增加,平衡逆向移动B升高温度,可提高CO2的转化率C增加H2的浓度,可提高CO2的转化率D改用高效催化剂,可增大反应的平衡常数答案:C解析:升高温度,正、逆反应速率均增大,由于该反应的H0,则平衡逆向移动,A错误。升高温度,平衡逆向移动,CO2的转化率降低,B错误。增加H2的浓度,平衡

22、正向移动,则CO2的转化率提高,C正确。改用高效催化剂,可提高反应速率,由于温度不变,则该反应的平衡常数不变,D错误。32019湖北八校联考已知X(g)Y(g) 2Z(g)H0。反应发生后,t1时达到平衡,t2时改变条件,t3时达到新平衡,则t2时改变的条件可能是()A升高温度B减小Z的浓度C增大压强D增大X或Y的浓度答案:A解析:由图可知,t2时改变条件,X或Y的浓度逐渐增大,Z的浓度逐渐减小。该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,X和Y的浓度增大,Z的浓度减小,A符合题意。减小Z的浓度,平衡正向移动,X、Y的浓度逐渐减小,B不符合题意。增大压强,平衡不移动,但容器的体积缩小,X、Y、Z

23、的浓度均增大,C不符合题意。增大X或Y的浓度,平衡正向移动,则Z的浓度增大,D不符合题意。42019山东省实验中学模拟可逆反应aA(g)bB(s) cC(g)dD(g),其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)或压强(p)的关系如图所示,其中正确的是()A使用催化剂,C的物质的量分数增加B升高温度,平衡向正反应方向移动C化学方程式的化学计量数:acdD根据图像无法确定改变温度后平衡移动方向答案:C解析:催化剂能改变反应速率,但不能使平衡移动,故使用催化剂,C的物质的量分数不变,A错误。根据“先拐先平数值大”的规律可知,甲图中T1T2,升高温度,C的物质的量分数(C)减小,说明温度升高,平衡逆

24、向移动,该反应的Hp1,压强增大,(C)减小,说明增大压强,平衡逆向移动,由于B是固体,则化学计量数acd,C正确。该反应中HT1)时,Y的体积分数(或Y的物质的量分数)与时间的关系如图所示。则下列结论正确的是()A容器中发生的反应可表示为4X(g)Y(g) 2Z(g)B反应进行的前3 min内,用X表示的反应速率v(X)0.3 molL1min1C升高温度,反应的化学平衡常数K增大D若改变反应条件,使反应进程如图所示,则改变的条件是增大压强答案:C解析:由题图可知,03 min内,X减小0.6 mol,Y减少0.2 mol,Z增加0.4 mol,根据同一反应中不同物质的化学计量数之比等于物质

25、的量变化之比,知X、Y、Z的化学计量数之比为0.6:0.2:0.43:1:2,故化学方程式为3X(g)Y(g) 2Z(g),A项错误;反应进行的前3 min内,v(X)0.1 molL1min1,B项错误;根据题图知,温度升高,Y的体积分数减小,说明3X(g)Y(g)2Z(g)平衡正向移动,平衡常数增大,C项正确;由题图和题图知,达到平衡时,反应物和生成物的物质的量的变化量保持不变,但达到平衡所用时间减少,说明改变的条件不影响化学平衡的移动,只影响反应速率,且该反应是气体分子数减小的反应,所以改变的条件只能是使用了催化剂,D项错误。6在387 时,容器、的体积相等且恒容条件下按下表投入起始物质

26、,发生反应:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g),容器中开始时正反应速率大于逆反应速率。CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)0.10 mol0.15 mol0.15 mol0.40 mol000.60 mol00下列推断正确的是()A容器和达到平衡所用时间相等B容器和达到平衡时c(CH3OCH3)相等C三个容器中化学反应平衡常数相等D三个容器中平衡转化率相等答案:C解析:审题时抓住“容器中正反应速率大于逆反应速率”。容器可以看成容器进行了一段时间的状态,显然达到平衡所用时间:,A项错误;该可逆反应是气体分子总数不变的反应,因此容器和达到平衡时,转化率相等,但是,起始

27、投料不同,故平衡时CH3OCH3浓度:,B项错误;温度相同,同一可逆反应的平衡常数相等,C项正确;该可逆反应是气体分子数相等的反应,如果开始时只投入反应物,不投入产物,则其转化率相等;若同时投入反应物和产物,则反应物转化率减小,故容器中平衡转化率最小,即平衡转化率:,D项错误。7在恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在不同温度下反应:CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)HT2B图中,CO2的转化率:cbaC图中,T1之前随着温度升高,平衡向右移动 D图中,CO2的转化率:fed答案:B解析:A项,CO2和H2的反应是放热反应,当投料比一定时,升温使平衡向左移动,CH3OH

28、的体积分数降低,故T2T1,错误;B项,CH3OH的体积分数与投料比有关,b点达到平衡,平衡后再增大氢气与二氧化碳的投料比,CO2的平衡转化率增大,但是因为H2和CO2加入总量一定,所以甲醇生成量较b点小,因此甲醇体积分数降低,正确;C项,图中,T1之前反应未达到平衡,不存在平衡移动。随着温度升高,反应速率增大,甲醇的体积分数增大,错误;D项,达到平衡之后,升高温度,平衡向左移动,甲醇浓度降低,CO2的转化率降低,即起始投料比一定,甲醇浓度越小,转化率越低,故CO2的转化率有edf,错误。8工业生产硝酸的第一步反应为4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)H。(1)该反应在任何温

29、度(T0)下都能自发进行,推知H_0(填“”“”或“”);在常温下,NH3和O2能大量共存,其主要原因是_。(2)恒温条件下,在1 L恒容密闭容器中充入NH3、O2,容器内各物质的物质的量与时间的关系如下表所示:物质的量/mol时间/minn(NH3)n(O2)n(H2O)02.002.250第2 mina2.000.30第4 min1.601.750.60第6 minb1.001.50第8 minc1.001.5002 min内的反应速率v(NO)_。在该温度下平衡常数K_。下列措施能提高氨气转化率的是_。A向容器中按原比例再充入原料气B通入一定量空气C改变反应的催化剂D向容器中充入一定量氩

30、气答案:(1)反应速率极小(2)0.1 molL1min111.39B解析:(1)该反应是熵增反应,由HTS0知,H”“”或“”)0。(3)已知H1”“”或“”)5 min时的压强。(4)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应和反应,达到平衡后缩小容器容积,重新达到平衡后,Cl2的平衡转化率_(填“增大”“减小”或“不变”),理由为_。答案:(1)(2bdac)(2)BDB、D两点对应的状态下,用同一物质表示的正、逆反应速率相等(其他合理答案均可)(3)2v(Cl2)消耗,说明平衡逆向移动,则有H20。(3)反应是反应前后气体总分子数不变的放热反应,恒容绝热条件下5 min时达到平衡,3 min未达到平衡状态,则3 min时体系温度低于5 min时温度,由于气体总物质的量不变,温度越高,压强越大,故5 min时压强大于3 min时压强。(4)反应和反应均为左右两边气体分子总数相等的反应,达到平衡后缩小容器容积,平衡不移动,则Cl2的平衡转化率不变。

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