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第02 讲 化学平衡状态、化学平衡的移动
目录
01 课标达标练
题型01 考查化学平衡状态的判断
题型02 考查化学平衡的移动方向的判断
题型03 考查等效平衡的应用
题型04 考查勒夏特列原理
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查化学平衡状态的判断
1.(2025·湖南永州·模拟预测)一定温度下,向容积均为1L 的刚性容器中分别充入4molHCl 和1mol
,
发生反应:
,在绝热或恒温条件下发生上述反应,测得体系
的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.曲线甲表示绝热条件下发生的反应
B.该反应的正反应在低温下能自发进行
C.b 点时的平衡常数
小于
1
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D.b 点逆反应速率大于c 点逆反应速率
【答案】C
【详解】A.根据以上分析可知,A 正确;
B.该反应的正反应
,
,根据
反应自发可知,该反应的正反应在低温下自发,B
正确;
C.恒温恒容容器中压强和物质的量成正比,所以根据起始压强和a 点压强列三段式如下:
,所以a 点
,由b 点温度高于a 点且b 点压强等于a 点压强可知,b 点气体总物质的量小于
a 点,b 点正向进行的程度大于a 点,所以b 点
的值大于
,C 错误;
D.由图可知:温度:b 点
c 点,反应物浓度:b 点
c 点,所以可得
,所以
,D 正确。
故选C。
2.(2025·湖南永州·模拟预测)SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为
的密闭容器中充入0.2mol
SCl2,发生反应:2SCl2 (g)
S2Cl2 (g) +Cl2(g),图中所示曲线分别表示反应在
时和平衡时SCl2的转化
率
与温度
的关系。下列说法正确的是
A.2SCl2 (g)
S2Cl2 (g) +Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0
B.55OC,从0~10min,以S2Cl2表示反应的平均速率为0.0050mol·L-1·min-1
C.当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,反应达到平衡状态
D.82℃,若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol,则此时v(逆)>v(正)
【答案】A
【详解】A.由图可知,升高温度,
的平衡转化率增大,则正反应为吸热反应,
,且正反应可
自发进行,说明
,则
,A 项正确;
2
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B.
,从
,以
表示反应的平均速率为
,B 项错误;
C.反应过程中气体的总质量不变,该反应为气体分子数不变的反应,则该反应中混合气体的总物质的量
不变,混合气体的摩尔质量始终不变,则平均相对分子质量恒定不变,故当容器中混合气体的平均相对分
子质量恒定不变时,不能说明反应达到平衡状态,C 项错误;
D.82℃下,反应达平衡时,
的转化率为90%,则达平衡时,c(
)=
=
,c(
)=c(
)=
=0.045mol/L,该反应的平衡常数K=
=20.25,若起始时在该密
闭容器中充入
和
各
,则Qc=
=1<K,则平衡正向移动,v(逆)<v(正),D 项
错误;
答案选A。
3.(2023·湖南永州·三模)T℃,2NO2(g)
N2O4(g)
H
△<0,该反应正、逆反应速率与浓度的关系为v 正=k
正c2(NO2),v 逆=k 逆c(N2O4)(k 正、k 逆为速率常数)。结合图像,下列说法错误的是
A.图中表示lgv 逆~lgc(N2O4)的线是n
B.当2v 正(N2O4)=v 逆(NO2)时,说明反应达到平衡状态
C.T℃时,向2L 的容器中充入5molN2O4气体和1molNO2气体,此时v 正<v 逆
D.T℃时,向刚性容器中充入一定量NO2气体,平衡后测得c(N2O4)为1.0mol•L-1,则平衡时,v 正的数值
为10a
【答案】C
【详解】A.由分析可知,图中表示lgv 逆~lgc(N2O4)的线是n,A 正确;
B.反应速率比等于反应的化学系数比,当2v 正(N2O4)=v 逆(NO2)时,正逆反应速率相等,则反应达到平衡状
态,B 正确;
C.结合分析可知,lgk 正=a+2、lgk 逆=a,k 正=10a+2、k 逆=10a,达到平衡时,v 正= v 逆,则平衡常数
;T℃时,向2L 的容器中充入5molN2O4气体和1molNO2气体,
3
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,则反应正向进行,此时v 正>v 逆,C 错误;
D.T℃时,向刚性容器中充入一定量NO2气体,平衡后测得c(N2O4)为1.0mol•L-1,则平衡时,
,
,则v 正=k 正c2(NO2)=10a,D 正确;
故选C。
4.(2025·湖南永州·调研)一定温度下,将
、
按物质的量之比1 3∶充入恒容密闭容器中,发生可逆
反应:
。下列情况不能说明该反应一定达到平衡的是
A.
的质量保持不变
B.
C.容器内的压强保持不变
D.
、
的物质的量之比保持1 3∶不变
【答案】D
【详解】A.
的质量保持不变,说明消耗的氨气等于生成的氨气,即正逆反应速率相等,那么反应达
到了平衡状态,A 不符合题意;
B.同一个方向的反应速率之比等于物质的系数比,则一定存在:
,当
时,说明
,反应达到了平衡状态,B 不符合题意;
C.该反应是一个正向气体的总物质的量减少的可逆反应,恒温、恒容条件下,容器内的压强与气体的总
物质的量成正比,当容器内的压强保持不变时,反应达到了平衡状态,C 不符合题意;
D.反应物
、
按物质的量之比1 3∶充入容器,即反应物按化学计量数比投料,反应过程中
、
的
物质的量之比始终为1:3,因此该比值无法作为平衡的判断依据,D 符合题意;
故选D。
5.(2025·湖南湘潭·模拟预测)CO2催化氢化合成附加值高的产品有助于促进“碳中和”。一定温度下,
在恒容密闭容器中充入1molCO2和1molH2发生
,下列能说明两反应均达到平衡状态
的是
A.气体密度不随时间变化
B.气体平均摩尔质量不随时间变化
C.CO2与H2的浓度比不随时间变化
D.HCOOH(g)的生成速率等于CO(g)的消耗速率
【答案】B
【详解】A.气体密度由气体总质量和体积决定,两反应气体总质量始终不变,体积恒容,故密度始终不
变,气体密度不变无法判断平衡,A 错误;
B.气体平均摩尔质量=气体总质量÷气体总物质的量,气体总质量不变,气体总物质的量因第一个反应减
少是变量,故平均摩尔质量是变量,当气体平均摩尔质量不随时间变化说明反应已平衡,B 正确;
4
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C.两反应中CO2和H2起始量、消耗量始终相等,浓度比恒为1:1,故二者浓度比不变无法判断反应是否平
衡,C 错误;
D.HCOOH 的生成速率(第一个反应正反应速率)与CO 的消耗速率(第二个反应逆反应速率)相等,无
法直接说明两反应的正逆速率均相等,不能判断平衡,D 错误;
故选B。
6.(2025·湖南长沙·调研)某温度下,在2L 恒容密闭容器中投入一定量的A、B 发生反应:3A(g)
s 时生成C 的物质的量为1.2mol(反应物浓度变化如图所示)。下列说法正确的是
A.2s 时,用A 表示反应的瞬时速率为
B.b:c=1:6
C.图中m 点达到了反应进行的限度
D.12s 时容器内的压强为起始压强的
【答案】D
【详解】A.
时,A 物质浓度减小了
,其平均速率为:
,不是瞬时速
率,A 错误;
B.根据分析可知,
,B 错误;
C.图中
点是A 和B 的浓度相等,没有达到平衡,在
时,反应物A 和B 的浓度不变,达到平衡状态,
C 错误;
D.反应前气体的总物质的量为:
,反应后气体的物质的量为:
,
,
,产物总气体物质的量为:
,
时容器内的压强
为起始压强的:
,D 正确;
故选D。
02 考查化学平衡的移动方向的判断
7.(2025·湖南湘潭·模拟预测)在恒容密闭容器中充入
和
,发生反应
5
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,实验测得在不同温度下达到平衡时,各组分的物质的量(n)的变化
如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的反应物总能量小于生成物总能量
B.a 为
的物质的量随温度的变化曲线
C.加入高效催化剂,
的平衡转化率不变
D.向M 点的体系中再充入
和
,再次平衡后,
的百分含量增大
【答案】D
【详解】A.由图可知,升高温度,H2O(g)的物质的量增大,反应正向移动,说明正反应是吸热反应,反应
的反应物总能量小于生成物总能量,A 正确;
B.由图可知,随温度升高,氢气的物质的量减小,则H2O(g)的物质的量增加,BaS 的物质的量也增加,但
总体增大量为H2O(g)改变量的
,则a 为
的物质的量随温度的变化曲线,B 正确;
C.加入高效催化剂,反应速率增大,但平衡不发生移动,
的平衡转化率不变,C 正确;
D.该反应是气体体积不变的反应,向M 点的体系中再充入
和
,
是固体,H2的
浓度增大,等效于增大压强,平衡不发生移动,
的百分含量不变,D 错误;
故选D。
8.(2023·湖南郴州·三模)下列实验目的、实验操作及实验现象都正确的是
选项
实验目的
实验操作
实验现象
A
验证
支持燃烧
将点燃
的导管伸入盛满
的集气瓶中
安静地燃烧,发出淡蓝色
火焰
B
探究晶体颗粒大小
与溶液冷却速度的
关系
把一小粒明矾晶体悬挂在40
~50
℃
℃的饱
和明矾溶液中,快速冷却
形成较大的明矾晶体
C
探究
浓度对
、
相
互转化的影响
取少量
溶液于试管中,向其中滴
加一定量稀硫酸,观察现象;再滴加一定
量NaOH 溶液,观察现象
滴加稀硫酸后溶液由黄色变为
橙色,再滴加NaOH 溶液,溶
液又变为黄色
6
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D
检验溴乙烷中含溴
元素
加热溴乙烷与NaOH 的混合液,然后滴加
溶液
有淡黄色沉淀生成
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】C
【详解】A.将点燃
的导管伸入盛满
的集气瓶中,
安静地燃烧,发出苍白色火焰,实验现象叙述
错误,A 错误;
B.快速冷却会形成比较多的细小结晶颗粒,不会出现大颗粒结晶,实验操作错误,B 错误;
C.取少量
溶液于试管中,向其中滴加一定量稀硫酸,
浓度增大,溶液黄色变为橙色,
转
化为
,,再滴加一定量NaOH 溶液,
浓度降低,溶液又变为黄色,
转化为
,C 正确;
D.加热溴乙烷与NaOH 的混合液时,为确保溴乙烷水解完全,NaOH 应过量,故反应后混合液中含有未反
应的NaOH,需先加稀硝酸中和NaOH 至溶液呈酸性,再滴加
溶液检验溴离子,实验操作错误,D
错误;故选C。
9.(2023·湖南怀化·二模)某小组探究
与
在不同条件下的反应,实验操作和现象记录如下:
实
验
操作
现象
Ⅰ
、
30%
溶液混合
10h 后,铜片表面附着黑色固体
Ⅱ
、
30%
溶液、
氨水混合
立即产生大量气泡,溶液变为浅蓝色,铜
表面光洁
Ⅲ
、
30%
溶液、
氨水和
固体混合
立即产生大量气泡,溶液蓝色较深,铜片
依然保持光亮
下列说法错误的是
A.Ⅰ中
与
可以缓慢反应,可能生成
B.Ⅱ中可能发生的反应为
C.增大
,
的氧化性增强
D.增大
有利于
的生成
【答案】C
【详解】A.Ⅰ中将
和
30%
溶液混合,铜片表面附着黑色固体CuO,说明
与
可
以缓慢反应,可能生成
,故A 正确;
B.Ⅱ中将
、
30%
溶液、
氨水混合,溶液变为浅蓝色可能生成
,
7
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根据电荷守恒和得失电子守恒配平离子方程式为:
,
故B 正确;
C.Ⅲ中加入氨水后还加入了NH4Cl 固体,抑制了一水合氨的电离,则pH:
<
ⅢⅡ,则c(OH-):
<
ⅢⅡ,但是现
象中并没有减慢气泡速率,因此不能证明增大c(OH-),H2O2的氧化性增强,故C 错误;
D.由离子方程式Cu2++4NH3
可知增大c(NH )抑制一水合氨的电离,c(NH3)有利于
的生成,故D 正确;故选C。
10.(2025·湖南岳阳·二模)下列过程中的化学方程式或离子方程式书写错误的是
A.向硫化钠溶液中通入足量二氧化硫:
B.黄铁矿(主要成分为
)的燃烧:
C.氟化物预防龋齿的化学原理:
D.氮化硅可由石英与焦炭在高温的氮气流中制备:
【答案】D
【详解】A.向硫化钠溶液通入足量二氧化硫生成S 和NaHSO3:2S2-+5SO2+2H2O=3S↓+4
,A 正确;
B.黄铁矿在空气中燃烧生成二氧化硫和三氧化二铁,反应的化学方程式为4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2,B
正确;
C.Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)
Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq),使用含氟牙膏,F-浓度增大,平衡右移,生成更难溶的
Ca5(PO4)3F,可以保护牙齿,C 正确;
D.氮化硅(Si3N4)可由石英与焦炭在的氮气流中通过以下反应制备:3SiO2+6C+2N2
Si3N4+6CO,产物为
CO,D 错误;
故选D。
11.(2024·湖南娄底·模拟预测)Cl2O 是很好的氯化剂,实验室用如图装置(夹持仪器已省略)制备高纯
Cl2O。
8
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已知:
①
,合适反应温度为
;副反应:
。
②常压下,Cl2沸点
,熔点
;Cl2O 沸点
,熔点
。
③
在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度。
下列说法正确的是
A.调控进入反应柱的混合气体中Cl2和N2的比例越高越好
B.将加热带缠绕于反应柱并加热
C.反应停止后,温度保持不变,为减少产品中的Cl2含量,在氯气未发生冷凝时抽气
D.装置之后需要加一个装有CaCl2的球形干燥管,并再接一个盛装澄清石灰水的尾气处理装置
【答案】C
【详解】A.
的作用是稀释
,在气流速率一定的条件下,氯气所占的比例越小,其转化率越高,同
时
不足时会发生副反应,因此混合气中
和
的比例不是越高越好,故A 错误;
B.
与
反应制备
的合适反应温度为
,因此该反应在常温下进行,若对反应柱加热
会发生副反应,故B 错误;
C.由题可知,
沸点小于
,在
未发生冷凝时抽气可以有效的去除产物中的
,故C 正确;
D.
和
都不能直接排放于空气中,因此需要进行尾气处理,但是不用澄清石灰水,因为其浓度太
小,应用
溶液,同时需要防止
溶液中水蒸气进入
装置中,因此需要在
和尾气处理装置之
间连接吸收水蒸气的装置,故D 错误;
故答案选C。
12.(2024·湖南·二模)某小组同学利用如下实验探究平衡移动原理。
实验1:
实验2:
已知:
.
ⅰ
;
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.
ⅱ
溶液为无色。
下列说法正确的是
A.等物质的量的
和
中
键数之比为
B.结合实验可知反应
C.②中加水,溶液变红,说明平衡逆向移动,
的浓度增大
D.③中加入
,溶液变红,推测
与
形成了配合物
【答案】D
【详解】A.等物质的量的
和
中
键数之比为
,故A 错误;
B.降低温度,溶液变为红色,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为吸热反应,反应焓变
,故B
错误;
C.②中加水,溶液变红,说明平衡逆向移动,
的浓度减小,故C 错误;
D.③中加入
,溶液变红,推测
与
形成了配合物,使
浓度减小,平衡逆向移动,溶液变
红,D 正确。
故答案选D。
13.(2024·湖南长沙·三模)已知:
的正反应速率可表示为
(
为正反应速率常数),该反应平衡常数的对数与温度的倒数的关系如图所示,下
列说法正确的是
A.增大NO 浓度可提高活化分子百分比
B.使用催化剂不会影响正反应速率常数
C.建立平衡后,压缩体积平衡正向移动但平衡常数K 不变
D.升高温度可提高NO 的平衡转化率
【答案】C
【详解】A.增大反应物浓度可提高单位体积内活化分子数,但不能改变活化分子百分比,A 错误;
B.使用催化剂会加快反应速率,从速率方程上看是通过对速率常数k 的影响来实现的,B 错误;
C.因为反应正方向为气体分子数减小的反应,建立平衡后,压缩体积平衡正向移动但平衡常数K 不变,
因为K 仅与温度有关,C 正确;
D.根据图像分析lg K 随温度升高而减小,说明正反应放热,所以升高温度NO 的平衡转化率减小,D 错误;
10
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故选C。
14.(2024·湖南娄底·模拟预测)2023 年9 月23 日,杭州亚运会开幕式采用“数字融合”方式点燃主火炬
塔,燃料首次使用零碳甲醇。二氧化碳加氢合成甲醇是化学固碳的一种有效途径,不仅可以有效减少空气
中的CO2排放,而且可以制备出甲醇清洁能源。以
为原料合成
涉及的主要反应如下:
①
②
③
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
化学键
C
O
436
343
1076
465
413
由此计算
,已知
,则
。
(2)合成总反应在起始物
时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为
,在
的
,在
下的
如图所示。
①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式Kp= 。
②图中对应等压过程的曲线是 ,判断的理由是 。
③当
时,CO2的平衡转化率α= ,反应条件可能为 或 。
【答案】(1) -99 +41
(2)
b 总反应
,升高温度时平衡向逆反应方向移动,甲醇的物质
11
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的量分数变小 33.3%
【详解】(1)反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值,则根据表中数据和反应的
化学方程式
可知反应热
.根据盖斯定律可知②-①即可得到反应③则
。
(2)①二氧化碳加氢制甲醇的总反应为
,因此利用各物质的平衡
分压表示总反应的平衡常数,表达式
,故答案为:
;
②该反应正向为放热反应,升高温度时平衡逆向移动,体系中
将减小,因此图中对应等压过程
的曲线是,故答案为:;总反应
,升高温度时平衡向逆反应方向移动,甲醇的物质的量分数变
小;
③设起始
,则
当平衡时
时,
,解得
,平衡时
的转化率
;由图可知,满足平衡时
的条件有:
或
,故答案为:
。
03 考查等效平衡的应用
15.(2023·湖南常德·三模)一定温度下,在三个体积均为1 L 的恒容密闭容器中发生如下反应:A(g)
+2B2(g)
C(g)
其中容器Ⅰ中的反应在5 min 时达平衡。
容器编号
温
度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/
mol
A(g)
B2(g)
C(g)
C(g)
Ⅰ
500
0.5
1.0
0
0.4
12
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Ⅱ
500
a
b
0.25
0.4
Ⅲ
600
0.25
0.5
0.25
0.35
下列说法不正确的是
A.容器Ⅰ中的反应在前5 min 的平均反应速率v(A)=0.08 mol·L-1·min-1
B.该反应的正反应为放热反应
C.容器Ⅱ中起始时a=0.25,b=0.5
D.若起始时向容器Ⅰ中加入A 0.8 mol、B2 1.6 mol,达到平衡时A 的转化率为80%
【答案】D
【详解】A、达到平衡时n(C)=0.4mol,消耗n(A)=0.4mol,根据化学反应速率的数学表达式,即
v(A)=0.4/(1×5)mol/(L·min)=0.08 mol/(L·min),故说法正确;B、对比I 和II,最后C 达到平衡物质的量相等,
说明此两个平衡为等效平衡,转化到同一半边,投入量与原平衡投入量相等即可,即a=0.25,b=0.5,然后
对比II 和III,升高温度,C 的物质的量降低,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,即正反应方向是放热
反应,故B 说法正确;C、根据B 选项的分析,故C 说法正确;D、先通入0.5molA 和1molB,达到平衡,
此时A 的转化率为80%,再通入0.3molA 和0.6molB,平衡向正反应方向移动,A 的转化率增大,即大于
80%,故D 说法错误。
16.(2025·湖南·调研)一定条件下,分别向体积为
的恒容密闭容器中充入气体,发生反应
,测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。
下列说法不正确的是
实验
充入气体量
反应过程条件
反应物转化率
①
恒温
②
恒温
③
绝热
A.实验①、②中X 的浓度相等时,反应处于平衡状态
B.
时间内,实验②、③中Z 的平均反应速率:前者>后者
13
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C.图中c、d 两点的气体的总物质的量:
D.实验①、②、③平衡时反应物的转化率:
【答案】B
【详解】A.实验①中充入
和
,实验②中充入
,二者为等效平衡,达到平衡前,实验
①中X 的浓度始终大于实验②中X 的浓度,平衡时,X 的浓度相等,A 正确;
B.
时间内,实验②中反应从即将达到平衡到达到化学平衡状态,压强的变化量较小,说明Z 的变化
量较小;Z 的平均反应速率为零,实验③在绝热容器中进行的,由于该反应熵增,该反应为吸热反应(否
则逆反应不能发生),随着反应进行,容器中的温度降低,反应速率较小,但是在
时间内,容器中压
强 的变化量较大,说明Z 的变化量较大,所以前者<后者,B 错误;
C.由图可知,曲线Ⅲ达到平衡所需的时间长,反应速率慢,说明由于绝热,体系温度降低,故该正反应
为吸热反应,曲线Ⅲ对应实验③,根据起点相同可以判断曲线Ⅱ对实验②,c、d 两点的压强相同,体积相
同,反应吸热,体系③图温度低,根据
可知,
,故
,C 正确;
D.实验①中充入
和
,实验②中充入
,二者为等效平衡,平衡时反应物转化率
,
绝热恒容条件不利于热量的交换,相同条件下,恒温恒容条件下转化率大于绝热恒容条件下转化率,所以
,D 正确;
故选B。
17.(2025·湖南长沙·模拟预测)恒温恒容条件下,发生反应:
在3
个密闭容器中,按下列方式投入反应物:I.3molA,1molB;II.6molA,2molB;III.4molC。则在保持恒温恒容
反应达到平衡时,下列选项正确的是
A.容器I 与容器II 中,C 的浓度
,转化率
B.容器I 与容器II 中,B 的体积分数
,反应能量变化
C.容器II 与容器III 为等效平衡,B 的体积分数
,转化率
,反应能量变化
D.三个容器中,平衡常数的关系为:
【答案】C
【详解】A.容器Ⅱ相当于容器Ⅰ加压,使体积变为原来一半,平衡正移;转化率
,A 错误;
B.容器Ⅱ相当于容器Ⅰ加压,使体积变为原来一半,平衡正移,B 的体积分数
;容器Ⅱ的投料
为Ⅰ的2 倍,Ⅱ的压强大于Ⅰ,加压平衡正向移动,所以反应能量
<
,故B 错误;
C.4molC 相当于6molA、2molB,容器Ⅱ与容器Ⅲ为等效平衡,容器Ⅱ从反应物开始,容器Ⅲ从生成物开
始,达平衡时各物质的浓度相同,所以B 的体积分数相同,两容器中反应物的转化率之和为1,两反应的
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能量和等于完全反应时放出能量数值的2 倍,故C 正确;
D.对于给定方程式的化学反应,平衡常数只与温度有关,容器Ⅰ、容器Ⅱ、容器Ⅲ的温度相同,平衡常
数相等,则
,故D 错误;
选C。
18.(2024·湖南常德·调研)一定温度下,在3 个1.0L 的恒容密闭容器中分别进行反应2X(g)+Y(g)⇌Z(g) Δ
H,达到平衡。相关数据如表。下列说法不正确的是
容器
温度/K
物质的起始浓度/mol·L-1
物质的平衡浓度/mol·L-1
c(X)
c(Y)
c(Z)
c(Z)
I
400
0.20
0.10
0
0.080
II
400
0.40
0.20
0
a
III
500
0.20
0.10
0
0.025
A.平衡时,X 的转化率:II>I
B.平衡常数:K(II)=K(I)
C.达到平衡所需时间:III<I
D.a=0.16,ΔH<0
【答案】D
【详解】A.Ⅱ相当于在Ⅰ的基础上增大压强,平衡正向移动,则平衡时,X 的转化率:Ⅱ>Ⅰ,故A 正确;
B.正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,而Ⅰ和Ⅱ温度相同,所以平衡常数:
K(II)=K(I),故B 正确;
C.Ⅲ温度较高,反应速率较大,则达到平衡所需时间:Ⅲ<Ⅰ,故C 正确;
D.Ⅱ相当于在Ⅰ的基础上增大压强,平衡正向移动,则a>0.16,Ⅲ在Ⅰ的基础上升高了温度,平衡时Z 的
物质的量浓度减小,平衡逆向移动,故为放热反应,ΔH<0,故D 错误。
答案选D。
19.(2025·湖南·模拟预测)反应PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g) ①
2HI(g)
H2(g)+I2(g) ②
2NO2(g)
N2O4(g) ③
在一定条件下,上述反应达到化学平衡时,反应物的转化率均是a%。若保持各自的温度不变、体积不变,
分别再加入一定量的各自的反应物,平衡都将正向移动,则转化率
A.均不变
B.均增大
C.①增大,②不变,③减少
D.①减少,②不变,③增大
【答案】D
【详解】三个反应均为单一反应物,结合等效平衡可知,增加反应物的用量等同于增大体系压强,反应①
正向气体分子数增加,增大压强平衡逆向移动,转化率减小;反应②前后气体分子数相等,增大压强平衡
不移动,转化率不变;反应三正向气体分子数减小,增大压强平衡正向移动,转化率增大,因此D 正确;
故选:D。
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20.(22-23 高二上·湖南·开学考试)已知反应2SO2(g)+O2(g)
2SO
⇌
3(g);△H<0 现有甲、乙两个容积相同
的恒容容器。在500℃和有催化剂存在的条件下,向甲中加入2molSO2和lmolO2,向乙中加入2molSO3,并
同时开始发生反应。当两容器中反应分别达到平衡后,维持条件不变,则以下说法正确的是
A.平衡时,甲中SO2的转化率一定等于乙中SO3的分解率
B.从开始反应到平衡,甲中反应放出的热量与乙中反应吸收的热量数值上一定相等
C.平衡时,甲、乙两容器中混合气体平均相对分子质量一定相等
D.从反应开始到刚好建立平衡时所用的时间甲一定等于乙
【答案】C
【详解】A.据分析,甲乙容器平衡等效,甲中SO2的转化率不一定等于乙中SO3的分解率,只有转化率为
50%才相等,A 错误;
B.从开始反应到平衡,如果转化率是50%,则甲中反应放出的热量与乙中反应吸收的热量数值上相等,
若转化率不是50%,则二者不相等,B 错误;
C.据分析,甲乙容器平衡等效,两容器中混合气体平均相对分子质量一定相等,C 正确;
D.甲中的转化率与乙中的转化率未必相等,从反应开始到刚好建立平衡时所用的时间甲不一定等于乙,D
错误;
故选C。
21.(2024·湖南湘潭·调研)甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景。
(1)可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化剂,采用如下反应来合成甲醇:2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0
①如表所列数据是各化学键的键能,该反应的ΔH= (用含字母的代数式表示)。
化学键
H-H
C≡O
C-H
C-O
O-H
键能/(kJ/mol)
a
b
c
d
e
②在一定条件下,将1 molCO 和2 molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,
CH3OH 的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
X 轴上a 点的数值比b 点 (填“大”或“小”)。某同学认为上图中Y 轴表示温度,你认为他判
断的理由是 。
(2)用CO2和H2合成甲醇:3H2(g) + CO2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g) △H=-49.0kJ·mol-1。在T℃时,甲、乙、丙
三个2L 的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得平衡时有关数据如下:
容器
甲
乙
丙
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起始反应物投入量
3molH2(g)
1molCO2(g)
1molCH3OH(g)
1molH2O(g)
2molCH3OH(g)
2molH2O(g)
平衡数
据
c(CH3OH)/mol∙L-1
c1
c2
c3
反应的能量变化/kJ
x
y
z
体系压强/Pa
p1
p2
p3
反应物转化率
α1
α2
α3
①甲容器20s 达到平衡时测得x=29.4,则甲中平均反应速率v(CO2)= 。
②下列说法错误的是 (填字母编号)。
A.2c2<c3 B.z>2y C.p3<2p1 D.α1+α3=1
(3)甲醇与水蒸气重整可以制氢。已知:
甲醇分解反应:CH3OH(g)⇌CO(g) + 2H2(g) ΔH1=+90.64 kJ·mol-1
水蒸气变换反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.20 kJ·mol-1
①科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时,得到甲醇在Pd(
)
Ⅲ表面发生解离时四
个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(
)
Ⅲ表面的物种用*标注。此历程中活化能最大的反应方程式
为 。
②573.2K 时,向一刚性密闭容器中充入5.00MPaCH3OH 使其分解,th 后达平衡时容器中压强变为
10.00MPa,其平衡常数分压Kp = 。
③在0.1MPa 下,将总进料量1mol 且n(CH3OH):n(H2 O)=1:1.3 的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。实验
测得水煤气变换反应的速率随温度的升高明显下降,原因是 。
【答案】 (2a+b-3c-d-e)kJ·mol-1 小 随着Y 值的增大,φ(CH3 OH)减小,平衡2H2(g)
+CO(g)⇌CH3OH(g)向逆反应方向进行,故Y 为温度 0.015mol·L-1·s-1 BD CH3OH*==CH3O*+H*
25(MPa)2 随着温度升高,催化剂活性降低
【详解】(1)①由反应热ΔH=反应物的总键能-生成物总键能进行计算。则有:ΔH=(2a+b-3c-d-e)kJ·mol-1;
答案为:(2a+b-3c-d-e)kJ·mol-1;
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②根据图象得出X 轴上a 点的数值比b 点小,某同学认为上图中Y 轴表示温度,其判断的理由是随着Y 值
的增大,φ(CH3OH)减小,反应2H2(g)+CO(g)
CH
⇌
3OH(g)向逆反应方向进行,故Y 为温度;答案为:小;随着
Y 值的增大,φ(CH3OH)减小,反应2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)向逆反应方向进行,故Y 为温度;
(2)①根据3H2(g)+CO2(g)
CH
⇌
3OH(g) + H2O(g) △H=-49.0kJ·mol-1,20s 达到平衡时测得x=29.4,可知消耗
的CO2的量为
,则可知v(CO2)=
;答案为:0.015mol·L-1·s-1;
②A.已知甲和乙为全等等效平衡,平衡时c1=c2,乙和丙的投料比相等,若处于恒压时,c2= c3*,c3*为恒
压时丙中甲醇浓度,此时,丙是乙体积的两倍,但题目要求恒容,因而可将丙压缩一半体积,瞬间浓度为
2c3*,由于压缩体积相当于加压,根据气体计量数可知,平衡向右移动,则甲醇浓度变大,因而c3>2c3*,
综上分析可知c3>2c2,A 项正确
B.乙和丙的投料比相等,假设在恒压时,c2= c3*,c3*为恒压时丙中甲醇浓度,由于丙是乙体积的两倍,
丙中甲醇的消耗量是乙的两倍,可推出吸收的热量关系为z*=2y(注意乙和丙为逆反应,为吸热反应),z*
为恒压式丙中热量变化,但题目要求恒容,因此可将丙压缩一半体积,由于压缩体积相当于加压,根据气
体计量数可知,平衡向右移动,则甲醇的量变多,及吸收的热量减少,即z<z*,故z<2y,B 项错误;
C.根据B 中分析可知平衡时,丙中甲醇的消耗量是小于乙中甲醇的消耗量的两倍,由于恒温恒容时压强
之比等于无知的量之比,因而可知丙中气体压强小于乙中气体的两倍,因此p3<2p2,而甲和乙为全等等效
平衡,可知p1=p2,则p3<2p1,C 项正确;
D.已知甲和乙为全等等效平衡,平衡时c1=c2,甲中
,乙中
,因而
α1+α2=2c1+1-2c2=1,平衡时,丙中甲醇的消耗量是小于乙中甲醇的消耗量的两倍,因而α3小于α2,所以
α1+α3<1,D 项错误;
答案选BD;答案为:BD;
(3)①由图可知,此历程中活化能最大的反应方程式为CH3OH*==CH3O*+H*;答案为:
CH3OH*==CH3O*+H*;
②假设CH3OH 的压强变化量为x,则:
根据题意有:
,x=2.5MPa
则Kp=
,答案为:25(MPa)2;
③将甲醇分解反应热化学方程式与水蒸气变换反应的热化学方程式相加,可得:
CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g) ΔH3=+90.64 kJ·mol-1–41.20 kJ·mol-1=+49.44 kJ·mol-1。由反应可知,温度升
高,反应速率应增大,但此时反应速率随温度升高而下降,说明温度过高,影响了催化剂的活性,答案为:
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随着温度升高,催化剂活性降低。
04 考查勒夏特列原理
22.(2025·湖南株洲·一模)下列事实与原理解释不相符的是
A.玛瑙常呈无规则几何外形,是因为熔融态的
缓慢冷却所致
B.乙醇在人体内被乙醇脱氢酶氧化为乙醛,体现了乙醇的还原性
C.用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢,利用了化学平衡移动原理
D.“杯酚”分离
和
,体现了超分子的分子识别特性
【答案】A
【详解】A.玛瑙常呈无规则几何外形,通常是由于熔融态SiO2在较快的冷却条件下形成微小晶体聚集而
成,导致无规则外形。而缓慢冷却时,SiO2会形成较大晶体(如水晶),具有规则几何外形,A 错误;
B.乙醇被氧化为乙醛的过程中,乙醇作为还原剂体现还原性,B 正确;
C.饱和食盐水中的高氯离子浓度通过勒夏特列原理抑制氯气的溶解(
,平
衡左移),从而减少氯气的损失,同时氯化氢因易溶于水被除去,C 正确;
D.“杯酚”可以识别与其空腔直径吻合的分子,“杯酚”能分离
和
,体现了超分子的“分子识
别”特性,D 正确;
故选A。
23.(2024·湖南长沙·三模)一定条件下,分别向体积为
的密闭容器中充入气体,发生反应
,测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法
正确的是
实
验
充入气体量
反应过程条
件
①
2molX+1molY
恒温
②
恒温
③
1molZ
绝热(1)
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A.曲线I 对应实验①,且3m=p
B.Z 的转化率:b<c
C.气体的总物质的量:nc<nd
D.b 点平衡常数大于c 点平衡常数
【答案】D
【详解】A.由图可知,实验①冲入气体多,压强大,故曲线Ⅰ表示实验①压强变化,充入1molZ 时压强
为p,实验①中充入3mol 气体,故起始压强m=3p,A 错误;
B.由图可知,曲线Ⅲ达到平衡所需的时间长,反应速率慢,说明由于绝热,体系温度降低,故该正反应
为吸热反应,曲线Ⅲ对应实验③,温度降低,平衡逆向移动,Z 的转化率降低,b>c,B 错误;
C.c、d 两点的压强相同,体积相同,反应吸热,体系③温度低,根据pV=nRT 可知,n(c)=
,n(d)=
,Tc<Td,故n(c)>n(d),C 错误;
D.由B 项分析可知,该反应正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,K 值增大,实验②比实验③体
系温度高,则b 点平衡常数比c 点平衡常数大,D 正确;
故答案为:D。
24.(2023·湖南·模拟预测)
是一种高效多功能的饮用水处理剂。已知:①一种干法制备
的反应为
,②
处理水时发生反应
。下列说法错误的是
A.干法制备
的反应中,还原剂与氧化剂的物质的量之比为
B.干法制备
的反应中,每生成
,有
转移
C.
在强碱性溶液中能稳定存在
D.
处理水时,既能杀菌消毒,又能起絮凝作用除去水中悬浮杂质
【答案】A
【详解】A.干法制备
的反应中,
中
元素化合价升高,
作还原剂,
中
元素
化合价既升又降,每
参加反应,由原子守恒知,有
作还原剂,有
作氧化剂,
所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为
,选项A 错误;
B.由上述分析知,每
作氧化剂,转移
,生成
,所以每生成
,
有
转移,选项B 正确;
C.由
处理水时发生可逆反应,结合平衡移动原理知
在强碱性溶液中能稳定存在,选项C
正确;
D.
具有强氧化性,能使细菌、病毒蛋白质变性,具有杀菌消毒作用,
与水反应可产生
胶体,能起絮凝作用除去水中悬浮杂质,选项D 正确;
20
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答案选A。
25.(2024·湖南湘西·一模)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.黄绿色的氯水光照后颜色变浅
B.温度过高对合成氨不利
C.由H2、I2蒸气、HI 组成的平衡体系加压后颜色变深
D.溴水中有平衡:Br2+ H2O
HBr+ HBrO,当加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅
【答案】C
【详解】A. 氯气为黄绿色气体,部分溶解于水中,部分与水发生可逆反应产生次氯酸H2O+Cl2=HCl+HClO,
次氯酸受光易分解,产物浓度降低,根据勒夏特列原理,反应向着减弱变化的方向移动,故平衡正向移动,
氯气浓度降低,黄绿色的氯水颜色变浅,A 错误;
B. 合成氨反应3H2+N2=2NH3,反应放热,根据勒夏特列原理,温度升高,平衡向降温方向移动,故反应逆
向移动,不利于合成氨,B 错误
C. 由H2、I2蒸气、HI 组成的平衡体系H2+I2=2HI,反应前后气体体积不变,故增大压强,反应平衡不移动,
加压后颜色变深是由于碘单质浓缩导致,C 正确;
D. 溴水中有平衡:Br2+ H2O
HBr+ HBrO,当加入AgNO3溶液后,溴离子与银离子结合产生溴化银沉淀,
使平衡正向移动,溴水中溴单质浓度减少,溶液颜色变浅,D 错误;
答案为C。
26.(2025·湖南·一模)向Cr2(SO4)3的水溶液中加入NaOH 溶液,当pH=4.6 时,开始出现Cr(OH)3沉淀,随着
pH 的升高,沉淀增多,但当pH≥13 时,沉淀消失,出现亮绿色的亚铬酸根离子(CrO2
-),其平衡关系为:
向50mL0.05mol/L 的Cr2(SO4)3溶液中,加入l.0mol/L 的NaOH
溶液50mL,充分反应后,溶液中可观察到的现象为
A.溶液为紫色
B.溶液中有灰绿色沉淀
C.溶液为亮绿色D.无法判断
【答案】C
【详解】n(Cr3+)=0.1 mol/L×0.05 L=0.005 mol
Cr3++4OH-=CrO2
2-+2H2O
0.005mol 0.02mol
剩余n(OH-)=1mol/L×0.05 L-0.02 mol=0.03 mol,
使用c(OH-)=
=0.3mol/L,所以c(H+)=
mol/L=3.3×10-14 mol/L,
故pH=-lg3.3×10-14=13.5>13,所以此时溶液中主要以CrO2
2-形式存在,故选C。
点睛:考查有关溶液pH 值的计算、根据计算判断反应等,计算反应后的pH 值是关键,根据Cr3++4OH-
=CrO2
2-+2H2O 计算反应后剩余的n(OH-),进而计算c(OH-),再根据Kw=c(H+)•c(OH-)计算c
(H+),最后利用pH=-lgc(H+)计算pH 值进行判断。
27.(2025·湖南株洲·二模)硫是中学化学重要的非金属元素之一,请回答下列有关问题。
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已知:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
H=-196.6kJ/mol
△
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)
H=-113.0kJ/mol
△
(1)反应NO2(g)+ SO2(g)
SO3(g)+NO(g)的ΔH= kJ/mol 。
(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1 2∶置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状
态的是 。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO 的体积比保持不变 d.每消耗1 mol SO2的同时消耗1 molNO
(3)S2Cl2和SCl2均为重要的工业化合物。已知:
a.S2(l)+Cl2(g)
S2Cl2(g) △H1
b.S2Cl2(g)+ Cl2(g)
2SCl2(g) △H2
—定压强下,向10 L 密闭容器中充入1 molS2Cl2和1 mol Cl2,发生反应b。Cl2与SCl2的消耗速率(υ)与温
度(T)的关系如图所示:
已知B 点时,c(Cl2)=0.07 mol/L
① A、B、C、D 四点对应状态下,达到平衡状态的有 (填字母),理由是 。
②—定温度下,在恒容密闭容器中发生反应a 和反应b,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”或“减小”或“不变”),理由是 。
II.氮有不同价态的化合物,如氨、氮气、亚硝酸钠、乙二胺等。
图(I)和图(II)分别为二元酸H2A 和乙二胺(H2NCH2CH2NH2)溶液中各微粒的百分含量δ(即物质的量百
分数)随溶液pH 的变化曲线(25℃)。
22
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(1)H3NCH2CH2NH3A 溶液显 (填“酸”或“碱”)性。
(2)乙二胺在水溶液中发生第二步电离的方程式: ,其平衡常数Kb2=
。
(3)向20 mL 0.1 mol/L 的H2A 溶液加入10 mL 0.1 mol/L H2NCH2CH2NH2溶液后,溶液中各离子浓度大小的关
系为 。
【答案】 -41.8 bd BD B、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 不变 反应a 和反应b 均为左右两边气体分子总数相等的反应,压强对平衡没有影响 酸
[H3NCH2CH2NH2]++H2O
[H3NCH2CH2NH3]2++OH- Kb2=10-7.15 c([H3NCH2CH2NH2]+)>c(HA-)>c(A2
-)>c([H3NCH2CH2NH3]2+)>c(H+)>c(OH-)
【详解】I.(1)考查热化学反应方程式的计算,①2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),②2NO(g)+O2(g)
2NO2(g),(①-②)/2,得出:△H=(113.0-196.6)/2kJ·mol-1=-41.8kJ·mol-1;
(2)考查化学平衡状态的判断,a.反应前后气体系数之和相等,因此压强始终保持不变,即压强不变,不
能说明反应达到平衡,故a 错误;
b.NO2显红棕色,其余均为无色,因此颜色不变,说明反应达到平衡,故b 正确;
c.SO2和NO 系数相等,因此SO3和NO 的体积比始终保持不变,故c 错误;
d.消耗1molSO2,说明反应向正反应方向移动,消耗1molNO,说明反应向逆反应方向移动,且两者消耗量
等于系数之比,因此能说明反应达到平衡,故d 正确;
(3)①消耗Cl2,反应向正反应方向进行,消耗SCl2,反应向逆反应方向进行,当氯气的消耗速率是SCl2消
耗速率的一半时,反应达到平衡,即BD 点达到平衡,原因是B、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;
②反应a 和反应b 均为左右两边气体分子总数相等的反应,压强对平衡没有影响,因此氯气的平衡转化率
不变;
II.(1)考查溶液酸碱性的判断,根据图1,当pH=6.20 时,A2-的水解平衡常数为K=c(OH-)×c(HA-)/c(A2
-),c(A-)=c(HA-),即A2-水解平衡常数K=c(OH-)=10-(14-6.2)=10-7.8,[H3NCH2CH2NH2]+的水解平衡常数
K=c([H3NCH2CH2NH2]+)×c(H+)/c([H3NCH2CH2NH)]2+),当pH=6.85 时,c([H3NCH2CH2NH2]+)=c([H3NCH2CH2NH)]2
+),即水解平衡常数为K=c(H+)=10-6.85mol·L-1,[H3NCH2CH2NH2]+的水解平衡常数大于A2-的水解平衡常数,
溶液显酸性;
(2)应分步电离,即第二步电离的方程式为[H3NCH2CH2NH2]++H2O
[H3NCH2CH2NH3]2++OH-;平衡常数
只受温度的影响,即pH=6.85 时,c([H3NCH2CH2NH2]+)=c([H3NCH2CH2NH3)]2+),其平衡常数Kb2=10-7.15;
23
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(3)向20 mL 0.1 mol/L 的H2A 溶液加入10 mL 0.1 mol/L H2NCH2CH2NH2溶液后,二者恰好完全反应生成
H3NCH2CH2NH2HA,该酸的第一步电离平衡常数大于乙二胺第一步电离平衡常数,则该酸根离子的第二步水
解平衡常数小于乙二胺根离子第二步水解平衡常数,导致溶液呈酸性,Ka2=10-6.20大于A2-第一步水解平衡常
数10-7.80,HA-电离程度大于其水解程度,则溶液中离子浓度大小顺序是c([H3NCH2CH2NH2]+)>c(HA-)>c(A2
-)>c([H3NCH2CH2NH3]2+)>c(H+)>c(OH-)。
1.(2025·湖南·模拟预测)根据下列实验操作及现象得到的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将20mL
溶液与20mL
KI
溶液混合,滴入少许
,充分反应后,观察下层
呈紫红色,另取上层清液于试管中滴加KSCN 溶液,
溶液变红
与
的反应为可逆反
应
B
向某溶液中加入足量浓NaOH 溶液并加热,用湿润
的红色石蕊试纸检验生成的气体,试纸变蓝
该溶液中一定含有铵盐
C
取有机物
于试管中,滴加酸性
溶液,紫红色褪去
该有机物中含有醛基
D
向10mL
溶液中滴加10mL
NaCl 溶液,出现白色沉淀,继续滴加
10mL
NaBr 溶液,生成浅黄色沉淀
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【详解】A.KI 溶液过量,下层呈紫红色,说明有I2生成,上层清液中滴加KSCN 溶液,溶液变红,说明还
有
,
与
的反应为可逆反应,A 正确;
B.湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明逸出了氨气,可能原溶液中含氨水,不一定是含铵盐,B 错误;
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C.有机物
中的碳碳双键和醛基都能使滴加的酸性
溶液的紫红色褪去,C 错误;
D.
溶液过量,滴加NaBr 溶液可直接反应生成AgBr 沉淀,无法证明沉淀发生转化,不能比较两者
的大小,D 错误;
故选A。
2.(2024·湖南常德·模拟预测)设
代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.
白磷(
,正四面体结构)中含有
个
键
B.
氧气在充分反应过程中,转移的电子数目一定为
C.标准状况下,
与
充分反应,生成的
分子数目为
D.
铁粉与
的硝酸充分反应,产生的
分子数目为
【答案】A
【详解】A.
中含有6 个
键,
白磷的物质的量为
=0.025mol,含有0.025×6NA=0.15
NA,A 正确;
B.O2和Na 反应生成Na2O2过程中,O 元素由0 价下降到-1 价,
氧气的物质的量为0.1mol,转移的电
子数目为
,B 错误;
C.H2和I2的反应是可逆反应,且标准状况下单质碘是固体,无法计算生成的碘化氢的分子数,C 错误;
D.铁粉和硝酸反应不能生成氢气,D 错误;
故选A。
3.(2023·湖南常德·一模)葡萄糖在碱性条件下和亚甲基蓝溶液混合后,蓝色会消失,经振荡,无色溶液
又恢复蓝色,此过程可以反复多次。现用培养皿盛放上述溶液,将蓝牙音箱、白色亚克力板、培养皿由下
至上放置,打开音箱(设置音频为60 赫兹,音量为60 分贝),振荡使空气中的氧气进入溶液,一段时间后,
培养皿中呈现波纹状颜色变化。
以下分析不符合事实的是
A.颜色变化的过程是可逆反应
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B.蓝色褪去的过程是亚甲基蓝被还原的过程
C.升高温度,不一定能加快溶液变蓝的过程
D.波腹处更容易呈现蓝色的原因是此处氧气浓度更大
【答案】A
【详解】A.蓝色变无色是葡萄糖和亚甲基蓝反应,生成亚甲基白,葡萄糖被氧化,亚甲基蓝被还原,无
色变蓝色是亚甲基白和氧气反应生成水和亚甲基蓝,不是可逆反应,故A 不符合事实;
B.亚甲基白变为亚甲基蓝是亚甲基白被氧气氧化为亚甲基蓝,则亚甲基蓝变为亚甲基白是还原过程,所
以蓝色褪去的过程是亚甲基蓝被还原的过程,故B 符合事实;
C.升高温度,氧气在水中的溶解度降低,不一定能加快反应速率,故C 符合事实;
D.波腹处声音强度最小,氧气浓度大,更容易出现蓝色,故D 符合事实;
故选A。
4.(2023·湖南岳阳·调研)已知:
。向一恒温恒容的密闭容器中充入一定量
的
发生反应,
时达到平衡状态I,在
时改变某一条件,
时达到平衡状态II,正反
应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.平衡状态下混合气体中
和
的体积比始终为
B.
时改变的条件:向容器中通入
气体
C.恒温时,缩小容积,平衡正向移动,最终气体颜色变深
D.平衡常数
【答案】B
【详解】A.化学平衡进行程度不确定,
和
可以是任意值,比值不确定,只有当两者的比值不再
改变,则说明达到平衡,故A 错误;
B.根据图中信息
时正反应速率逐渐增大,平衡是逆向移动,则改变的条件:向容器中通入
气体,
故B 正确;
C.该反应是气体体积增大的反应,缩小容积增大了气体压强,平衡向逆反应方向移动,故C 错误;
D.平衡常数K 只与温度有关,因该反应在恒温条件下进行,所以K 保持不变,故D 错误。
综上所述,答案为B。
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5.(2024·湖南张家界·二模)我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应:
,在低温下获得高转化率与高反应速率。反应过程示意图如下:
下列说法正确的是
A.该平衡体系,增大二氧化碳的浓度,正反应速率减小
B.过程I、过程Ⅱ均为放热过程
C.恒温恒容时通入1 mol CO(g)和1 mol
发生此反应,当
和
的物质的量比值不变时,达
到平衡状态
D.使用催化剂降低了水煤气变换反应的
【答案】C
【详解】A.该平衡体系,增大二氧化碳的浓度,逆反应速率瞬间增大,平衡逆向移动,正反应速率也开
始增大,A 错误;
B.由反应过程示意图可知,过程I、Ⅱ中水分子的化学键断裂的过程,为吸热过程,B 错误;
C.恒温恒容时发生反应,H2O 是反应物,CO2是产物,当H2O 和CO2的物质的量比值不变时,达到平衡状
态,C 正确;
D.催化剂不能改变反应的△H,D 错误;
故答案选C。
6.(2023·湖南长沙·一模)利用
可消除
污染,反应原理为
,在10L 密闭容器中分别加入
和
,测得不同温度下
随时间变化的有关实验数据见下表。
组
别
温度/K
时间/min
物质的量/mol
0
10
20
40
50
①
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
0.50
0.30
0.18
M
0.15
下列说法错误的是
A.该反应为放热反应
B.组别①中
内,
的平均反应速率为
C.若组别②改为恒压装置,则M 值一定小于0.15
D.当有
C-H 键断裂同时有
O-H 键形成,则达到平衡状态
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【答案】D
【详解】A.由表中数据可知,T2下反应速率大于T1,故T2高于T1,平衡时甲烷的物质的量是T2大于T1,
即升高温度,平衡逆向移动,故该反应为放热反应,A 正确;
B.由表中数据可知,组别①中0~10min 内,
的平均反应速率为
=0.003
,B 正确;
C.分析反应可知:正反应气体体积增大,若组别②改为恒压装置,相当于增大体积,减小压强,平衡正
向移动,则M 值一定小于0.15,C 正确;
D.当有1molC-H 键断裂表示正反应,同时有1molO-H 键生成也表示正反应,不能判断达到平衡状态,D 错
误;
故选D。
7.(2025·湖南·模拟预测)向锌氨溶液(由
溶液、氨水-硫酸铵混合溶液配制而成)中加入萃取剂HR。
不同pH 下(其他条件不变)达到平衡后
和
的萃取效果如图所示。
已知:①反应ⅰ:
;反应ⅱ:
;反应ⅲ:
。②
的锌氨溶液中,
主要以
形式存在。下列说法错误的
是
A.键角:
B.加入萃取剂HR,在
条件下达到平衡后,
主要以
的形式存在
C.pH 由8 到6,
和
均增大,
对反应ⅱ的影响小于
D.pH 由8 到10,萃取剂中氨的含量增大的原因是反应iii 的平衡向正反应方向移动
【答案】C
【详解】A.
和
中心原子均为
杂化,
中 N 原子有1 对孤电子对,
中O 原子有2 对孤
电子对,孤电子对数量越多,斥力越强,键角越小,因此键角:
,A 正确;
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B.由已知
的锌氨溶液中,
主要以
形式存在,加入
与
发生反应ii,会使
反应i 逆向移动,最终
主要以
的形式存在,B 正确;
C.pH 由8 到6,溶液氢离子浓度增大,反应ii 逆向移动,
和
均增大,在反应ii 中,
化学
计量数为2,在平衡常数表达式中次数为2,故
对反应ii 影响更大,即前者对反应ⅱ的影响大于后者,
C 错误;
D.pH 由8 到10,溶液碱性增强,铵根水解程度增大,有利于反应ⅲ的平衡向正反应方向移动,导致萃取
剂中氨的含量增大,D 正确;
故答案选C。
8.(2025·湖南·一模)1,3-丁二烯与HBr 发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子(
);第二步Br—进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成,反应进程中的能量变化如下图所
示,已知在0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30 和15:85。下列说法正确
的是
A.从0℃升至40℃,1,3-丁二烯的平衡转化率增大
B.从0℃升至40℃,1,2-加成正反应速率增大,1,4-加成正反应速率减小
C.0℃时,两种产物的比例为“70:30”是由于生成1,2-加成产物的活化能比生成1,4-加成产物的活
化能小而导致的
D.40℃时,1,3-丁二烯与HBr 在该体系下反应,1,2-加成产物的浓度会缓慢增大
【答案】C
【详解】A.由图可知,1,3-丁二烯与溴化氢的加成反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,
所以从0℃升至40℃,1,3-丁二烯的平衡转化率减小,故A 错误;
B.从0℃升至40℃,温度升高,正、逆化学反应速率均增大,故B 错误;
C.由图可知,1,2-加成反应的活化能小于1,4-加成反应,反应速率快于1,4-加成反应,所以0℃时,
两种产物的比例为“70:30”是由于生成1,2-加成产物的活化能比生成1,4-加成产物的活化能小而导致
的,故C 正确;
D.由题意可知,0℃和40℃时,1,2-加成产物与1,4-加成产物的比例分别为70:30 和15:85 可知,
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40℃时,1,3-丁二烯与溴化氢在该体系下反应,1,2-加成产物的浓度会缓慢减小,故D 错误;
故选C。
9.(2025·湖南常德·一模)在实验室中利用
制备
的原理:
,下列有关描述合理的是
A.加入少量氨水可提高制备速率
B.将
加入到足量水中反应,可吸收akJ 热量
C.制备时加入大量的水,同时加热,可得到更多的
D.增加
固体的投入量可以提高其转化率
【答案】C
【详解】A.加入少量氨水,氨水会与HCl 反应,使溶液中HCl 浓度减小。根据勒夏特列原理,平衡会正向
移动,但由于HCl 浓度减小,反应速率会减慢,而不是提高制备速率,A 错误;
B.该反应是可逆反应,将2mol
加入到足量水中反应,反应不能进行完全,所以吸收的热量小于a
kJ,B 错误;
C.制备时加入大量的水,使得
,平衡正移;同时加热,因为反应是吸热反应,升高温度平衡正向移
动,可得到更多的
,C 正确;
D.根据勒夏特列原理,增加反应物浓度会提高产物量,但转化率反而降低,D 错误;
故本题答案为:C。
10.(2025·湖南·模拟预测)某温度下,在1L 恒容密闭容器中2.0molX 发生反应
,
有关数据如下:
时间段/min
产物Z 的平均生成速率/
0~2
0.20
0~4
0.15
0~6
0.10
下列说法正确的是
A.1min 时,Z 的浓度等于
B.2min 时,加入0.20molZ,此时
C.3min 时,Y 的体积分数约为66.7%
D.5min 时,X 的物质的量为1.4mol
【答案】D
【详解】A.反应开始一段时间,随着时间的延长,产物Z 的平均生成速率逐渐减小,则
内Z 的平
均生成速率大于
内的,故1min 时,Z 的浓度大于
,A 错误;
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B.2min 时Y 的浓度为
,Z 的浓度为
,加入
后Z 的浓度变为
,
,反应正向进行,故
,B 错误;
C.反应生成的Y 与Z 的物质的量之比恒等于1 2∶,反应体系中只有Y 和Z 为气体,相同条件下,体积之比
等于物质的量之比,
,故Y 的体积分数始终约为33.3%,C 错误;
D.由B 项分析可知5min 时反应处于平衡状态,此时生成Z 为
,则X 的转化量为
,初始X 的
物质的量为
,剩余X 的物质的量为
,D 正确;
故答案选D。
1.(2023·湖南·高考真题)向一恒容密闭容器中加入
和一定量的
,发生反应:
。
的平衡转化率按不同投料比
随温度的变化曲线
如图所示。下列说法错误的是
A.
B.反应速率:
C.点a、b、c 对应的平衡常数:
D.反应温度为
,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.一定条件下,增大水的浓度,能提高CH4的转化率,即x 值越小,CH4的转化率越大,则
,故A 正确;
B.b 点和c 点温度相同,CH4的起始物质的量都为1mol,b 点x 值小于c 点,则b 点加水多,反应物浓度大,
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平衡正向移动,甲烷的转化率增大,生成物的浓度增大,则在相同温度下反应速率:
,故B 错误;
C.由图像可知,x 一定时,温度升高CH4的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向
移动,K 增大;温度相同,K 不变,则点a、b、c 对应的平衡常数:
,故C 正确;
D.该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强不变时,
反应达到平衡状态,故D 正确;
答案选B。
2.(2024·吉林·高考真题)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,
时其制备过程及相关
物质浓度随时间变化如图所示,
后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A.
时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.
平均速率(异山梨醇)
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【答案】A
【详解】A.由图可知,3 小时后异山梨醇浓度继续增大,
后异山梨醇浓度才不再变化,所以
时,反
应②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,故A 错误;
B.图像显示该温度下,
后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4-失
水山梨醇仍有剩余,即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①,所以该温度下的平衡常数:
①>②,故B 正确;
C.由图可知,在
内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg,所以平均速率(异山梨醇)=
,故C 正确;
D.催化剂只能改变化学反应速率,不能改变物质平衡转化率,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化
率,故D 正确;
故答案为:A。
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3.(2024·天津·高考真题)在恒温密闭容器中,反应
达到平衡。下列说法正确的
是
A.达平衡后,
和
的浓度保持不变
B.减小容积,达新平衡时
的浓度降低
C.维持恒容,加入一定量的
,达新平衡时
的浓度降低
D.维持恒压,加入一定量的氩气,达新平衡时
的转化率减小
【答案】A
【详解】A.达平衡时,各物质的浓度不再变化是化学平衡的基本特征,因此PCl5和PCl3的浓度保持不变,
A 正确;
B.减小容积(加压),平衡向气体物质的量少的一侧(逆反应)移动,PCl5的浓度应升高而非降低,B 错
误;
C.恒容下加入PCl3,平衡逆向移动,生成更多PCl5,其浓度应升高而非降低,C 错误;
D.恒压下加入氩气,容器体积增大,相当于减压,平衡正向移动,PCl5的转化率应增大而非减小,D 错误;
故选A。
4.(2025·浙江·高考真题)下列说法正确的是
A.常温常压下
和
混合无明显现象,则反应
在该条件下不自发
B.
,升高温度,平衡逆移,则反应的平衡常数减小
C.
,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.
,则
【答案】B
【详解】A.根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS,该反应ΔH<0、ΔS<0,温度较低时ΔG<0,故低温能自发进行,
A 错误;
B.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆移,平衡常数减小,B 正确;
C.该反应为放热反应,则
,则正反应的活化能小于逆反应的活化能,C 错误;
D.
,根据盖斯定律,
反应①-反应②得到目标反应Na(s)+
Cl2(g)=Na+(g)+Cl−(g),则ΔH=
,由于不能明确
相
对大小,则ΔH 不能确定,D 错误;
故选B。
5.(2025·湖北·高考真题)
粉末可在较低温度下还原
。回答下列问题:
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(1)已知一定温度下:
则
的
(用m 和n 表示)。
(2)图1 分别是
和
下
还原
过程中反应体系电阻
随反应时间
变
化的曲线,可用 (填标号)表示反应的快慢。
a.
b.
c.
d.
(3)图1 中曲线 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)对应的反应温度最高。
(4)研究发现
对
的还原性主要来自于其产生的
。一般认为
在
表面被氧化成
有两种可能途径,图2 是理论计算得到的相对能量变化图,据此推测途径 (填“a”或“b”)是主要途
径。
(5)
产生
的可能反应:①
或②
。
将
放在含微量水的
气流中,在
至
的升温过程中固体质量一直增加,由此可断定
的来源之一是反应 (填“①”或“②”)。若要判断另一个反应是否是
的来源,必须进行的实验
是 。
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(6)已知
。研究表明,在相同温度下,用
还原
比直接
用
还原更有优势,从平衡移动原理角度解释原因: 。
【答案】(1)
(2)d
(3)Ⅰ
(4)a
(5) ② 将CaH2(s)放在不含水的N2气流中加热升温,看固体质量是否在减小
(6)
消耗H2O(g)同时产生H2(g),H2O(g)的浓度减小,H2(g)的浓度增大均有利于平衡
正向移动,提高Fe 的产率
【详解】(1)①
②
③
×①+
×②得到反应③,根据盖斯定律可知
=
×
+
×
=
;
(2)随着铁的生成,电阻变小,可用单位时间内电阻的变化量来表示反应速率,即
,选d;
(3)其它条件相同,温度越高,反应速率越快,曲线Ⅰ电阻变化最快,故曲线Ⅰ对应的反应温度最高;
(4)由图可知途径a 中能垒为1.3eV,比途径b 中小,故途径a 反应速率更快,途径a 是主要途径;
(5)固体质量一直增加,则氢气的来源之一是反应②;若要判断另一个反应是否是H2的来源,必须进行
的实验是:将CaH2(s)放在不含水的N2气流中加热升温,看固体质量是否在减小;
(6)在相同温度下,用
还原
比直接用
还原更有优势,从平衡移动原理角度解释原
因:
消耗H2O(g)同时产生H2(g),H2O(g)的浓度减小,H2(g)的浓度增大均有利于平衡
正向移动,提高Fe 的产率。
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