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第2 讲 化学平衡状态、化学平衡的移动
1.(2024·北京·三模)下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是( )
A.锌片与稀
反应过程中,加入少量
固体,促进
的产生
B.密闭烧瓶内的
和
的混合气体,受热后颜色加深
C.水垢中含有
,可先用
溶液浸泡处理,再用盐酸溶解
D.
的醋酸溶液加水稀释100 倍,
2.(2024·北京·模拟预测)下列事实不能用平衡移动原理解释的是( )
A.镁条在水中产生少量气泡后反应停止,在1mol/L
溶液中持续产生气泡
B.二氧化锰与稀盐酸共热不产生氯气,与浓盐酸共热产生氯气
C.在硫酸铜溶液中加入氯化钠固体,充分溶解后溶液变为蓝绿色
D.在氯水中加入少量碳酸钙,可以增强氯水的氧化性
3.(2024·河北唐山·二模)催化剂a 和b 均能催化反应
。反应历程中,M 为中间产物。其它
条件相同时,下列说法错误的是( )
A.使用催化剂a 和b,反应历程都分4 步进行
B.反应达平衡后,升高温度,P 的浓度增大
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C.使用催化剂b 时,反应体系更快达到平衡
D.使用催化剂a 时,反应过程中M 所能达到的最高浓度更大
4.(2024·江苏南通·三模)下列关于反应
的说法正确的是( )
A.基态V 原子核外电子排布为
B.反应达到平衡状态时,
C.使用
的目是为了增大
的平衡转化率
D.其他条件相同,增大压强,平衡常数增大
5.(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
6.(2024·海南·三模)
是廉价的碳资源,将其甲烷化具有重要意义。其原理为
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。在某密闭容器中,充入1mol
和4mol
发生上述反
应。下列叙述正确的是( )
A.反应物的总能量小于生成物时总能量
B.恒温、恒压条件下,充入He,平衡向逆反应方向移动
C.在恒温、恒容条件下进行反应,容器中气体密度不再变化,说明已达到平衡状态
D.升高温度可增大活化分子的百分数及有效碰撞频率,因而温度越高越利于获得甲烷
7.(2024·安徽六安·模拟预测)硫元素形成的化合物有着广泛的用途,其中过二硫酸
是一种强
氧化剂,可用作氧化剂和漂白剂,过二硫酸及其盐都是不稳定的,加热时分解,溶于水会发生一定程度
的水解,电解硫酸钾溶液可得过二硫酸钾。氮、硫的氧化物无害化、再利用具有重要意义,可利用下面
反应进行氮、硫的氧化物再利用:NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g) ΔH=-83.6 kJ∙mol−1。下面说法正确的是(
)
A.NO2、SO2体积比保持不变可用来判定平衡状态
B.加压可加快反应速率,使平衡时SO3产量提高
C.恒容条件下,投料物质的量比为1:1,若NO2平衡转化率为60%,则平衡常数为2.25
D.NO 可直接用NaOH 溶液吸收,制取NaNO2
8.(22-23 高三下·海南海口·阶段练习)由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是( )
实验操作
现象
结论
A
将铁锈溶于浓盐酸,滴入
溶液
紫色褪去
铁锈中含有二价铁
B
向麦芽糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加入新制
的
悬浊液
有砖红色沉淀
麦芽糖已经发生水
解
C
石蜡油加强热,将产生的气体通入
的
溶液
溶液红棕色变无色
气体中含有不饱和
烃
D
加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片
试管口润湿的蓝色石蕊
氯乙烯加聚是可逆
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试纸变红
反应
9.(2023·甘肃·二模)下列实验操作和现象,可得出正确结论的是( )
实验操作
实验现象
结论
A
将干燥的氯气通入盛有红色鲜花的集
气瓶中
鲜花的红色褪去
干燥的氯气具有漂白
性
B
在火焰上灼烧搅拌过某无色溶液的玻璃棒
火焰呈黄色
无色溶液中含钠元素
C
将物质的量之比为2:1 的H2与I2(g)混合气体在一
定条件下充分反应
混合气体呈紫黑色
H2与I2(g)的反应为可
逆反应
D
向室温下pH=a 的10.0mLHA 溶液中加蒸馏水稀释
至100.0mL
测得稀释后所得溶液
的pH=b
若b-a<1,则HA 一定
是弱酸
10.(2024·安徽·三模)
可用作有机合成的氯化剂,在体积为
的密闭容器中充入
,
发生反应:
.图中所示曲线分别表示反应在
时和平衡时
的转化率
与温度的关系.下列说法正确的是( )
A.
的
B.当容器中气体密度恒定不变时,反应达到平衡状态
C.
时,向体积为
的容器中充入
,
时
的转化率大于
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D.
时,起始时在该密闭容器中充入
和
各
,此时
11.(23-24 高三上·北京丰台·期中)25℃时,向40 mL 0.05 mol/L 的
溶液中一次性加入10 mL 0.15
mol/L 的KSCN 溶液(体积变化忽略不计),发生反应
,混合溶液中
与反
应时间(t)的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.
时向溶液中加入50 mL 0.1 mol/L KCl 溶液,平衡逆向移动。
B.E 点对应的坐标为(0,0.04)
C.在25℃时该反应的平衡常数为
D.
分钟后加入少量KSCN 固体,溶液红色加深,该现象可以证明
与SCN-的反应是可逆反应
12.(2024·广西贵港·模拟预测)中国积极推动技术创新,力争2060 年实现碳中和。
催化还原的主
要反应有:
①
②
向恒温恒压的密闭容器中通入
和
进行上述反应。
的平衡产率
、
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的平衡转化率
随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应②在较高温度下才能自发进行
B.若气体平均摩尔质量不再变化,则反应①和②均达到平衡状态
C.任意温度下的平衡转化率:
D.平衡时
随温度升高先减小后增大
13.(23-24 高三上·江苏淮安·期中)
催化重整能够有效去除大气中的
,是实现“碳中
和”的重要途径之一,发生的反应如下:
重整反应:
积炭反应I:
积炭反应II:
在恒压、起始投料比
条件下,体系中含碳组分平衡时的物质的量随温度变化关系曲线如图所
示。下列说法正确的是( )
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A.升高温度积碳反应I,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡逆向移动
B.曲线B 表示
平衡时物质的量随温度的变化
C.积炭会导致催化剂失活,降低
的平衡转化率
D.低于600℃时,降低温度有利于减少积炭的量并去除
气体
14.(2024·北京丰台·二模)利用反应
,将工业生产中的
副产物HCl 转化为
,可实现氯的循环利用,减少污染。投料比
,L(
、
)、X 可
分别代表温度或压强,下图表示L 一定时,HCl 的平衡转化率随X 的变化关系。
下列说法不正确的是( )
A.
B.
C.a 点对应的化学平衡常数的数值为80
D.a 点时,保持温度和压强不变,向容器中再充入0.4mol HCl 和0.1mol
,当再次平衡时HCl 的转化率
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仍为80%
15.(2024·广东·三模)一定温度下,向容积为
的恒容密闭容器中充入
和
,发生反
应
,测得
随时间的变化如下图实
线所示,下列说法正确的是( )
A.升高温度,可以提高上述反应的平衡产率
B.该反应在
内
的平均反应速率是
C.该反应在
后,容器内总压强不再改变
D.加入催化剂(其他条件相同),
随时间的变化会如上图虚线所示
16.(2024·安徽合肥·三模)在1373K、100kPa 反应条件下,H2S 可以发生热解反应:
△H>0。对于
分别为4 1∶、1 1∶、1 4∶、1 9∶、1 19
∶
的H2S
-Ar 混合气,热分解反应过程中H2S 转化率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.H2S 热分解反应的正反应活化能大于逆反应活化能
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B.
时,在0~0.9s 之间,H2S 分压的平均变化率为35.6
C.生成a mol S2,同时形成4a mol H-S 键,说明反应已达平衡
D.等温等压下加入惰性气体越多,H2S 平衡转化率会提高
17.(2024·重庆·模拟预测)T℃时,向体积不等的恒容密闭容器中加入足量活性炭和1mol
,发生反
应
。反应相同时间,测得各容器中
的转化率与容器体积的关系
如图所示,下列说法正确的是( )
A.a 点对应容器中,反应未达到平衡状态
B.向b 点对应容器中再充入一定量
,达到新平衡时,
的转化率增大
C.缩小c 点对应容器的体积增大压强,v(正)<v(逆)
D.
18.(2024·黑龙江大庆·三模)在两个相同恒温(
)恒容密闭容器中仅发生反应:
。实验测得:
;
;
、
为速率常数,受温度影响。下列说法错误的是( )
容器编
物质的起始浓度(
)
物质的平衡浓度(
)
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号
Ⅰ
4
0
0
1
Ⅱ
1
2
0.5
A.平衡时容器1 中再充入一定量的
,
体积分数增大
B.若将容器1 改为恒容绝热条件,平衡时
C.反应刚开始时容器Ⅱ中的
D.当温度改变为
时,若
,则
19.初始温度为t ℃,向三个密闭的容器中按不同方式投入反应物,发生反应:4HCl(g)+O2(g)
2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116 kJ·mol-1,测得反应的相关数据如下,下列说法正确的是( )
容器
容器
类型
初始
体积
初始压
强/Pa
反应物投入量/mol
平衡时Cl2的物
质的量/mol
HCl
O2
Cl2
H2O
Ⅰ
恒温恒容
1 L
2×105
4
1
0
0
1
Ⅱ
绝热恒容
1 L
p2
0
0
2
2
a
Ⅲ
恒温恒压
2 L
p3
8
2
0
0
b
A.反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(l)的ΔH>-116 kJ·mol-1
B.a>1,b>2
C.p2=1.6×105 Pa,p3=4×105 Pa
D.若起始向容器Ⅰ中充入0.5 mol HCl、0.5 mol O2、0.5 mol Cl2和0.5 mol H2O(g),则反应向正反应方
向进行
20.一定温度下,在三个体积均为0.5 L 的恒容密闭容器中发生反应CO(g)+Cl2(g)
COCl2(g),其中容
器Ⅰ 5 min 时到达平衡。下列说法中正确的是( )
容器编号
温度/℃
起始物质的量/ mol
平衡物质的量/mol
CO
Cl2
COCl2
COCl2
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Ⅰ
500
1.0
1.0
0
0.8
Ⅱ
500
1.0
a
0
0.5
Ⅲ
600
0.5
0.5
0.5
0.7
A.容器Ⅰ中前5 min 的平均反应速率v(CO)=0.16 mol·L-1·min-1
B.该反应正反应为放热反应
C.容器Ⅱ中起始时Cl2的物质的量为0.75 mol
D.若起始时向容器Ⅰ加入0.8 mol CO、0.8 mol Cl2,达到平衡时CO 转化率大于80%
21.(2024·上海·模拟预测)某研究组模拟三种已装固体V2O5催化剂的密闭容器装置,发生的反应为:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH1=-197.7kJ·mol-1
(1)在初始体积与温度相同的条件下,甲、乙、丙中均按2molSO2、1molO2投料,达平衡时;三个容器
中SO2的转化率从大到小的顺序为 (用“甲、乙、丙”表示)。
(2)下列均能作为容器甲和容器乙达平衡标志的是___________(填字母)。
A.温度不变
B.密度保持不变
C.压强保持不变
D.O2浓度保持不变
(3)400℃,在容器丙中投入4molSO2、2molO2进行反应时,放出akJ 热量;若在500℃,投入
2molSO2、1molO2进行反应,放出bkJ 热量,则a 2b(填“﹥”、“﹤”或“=”)。
22.甲醛在医药方面有重要用途。工业上可利用反应Ⅰ:CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g)来合成甲醛。
(1)已知反应Ⅱ:2CH3OH (g)+O2(g)
2HCHO(g)+2H2O(g) ΔH2=-313.2 kJ·mol-1
反应Ⅲ:2H2(g)+O2(g)
2H2O(g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
则反应Ⅰ:CH3OH (g)
HCHO(g)+H2(g)的ΔH1=__________kJ·mol-1
(2)利用反应Ⅰ合成甲醛时,为加快化学反应速率,同时提高CH3OH 的平衡转化率,可采取的措施为
__________
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(3)T ℃时,向容积恒为2 L 的密闭容器中充入8 mol CH3OH(g)发生反应Ⅰ,5 min 后反应达到平衡,测得
混合体系中的HCHO(g)的体积分数为20%
①下列事实不能说明该反应已达到化学平衡状态的是________(填序号)
A.v 正(HCHO)=v 逆(H2)
B.c(CH3OH)∶c(HCHO)∶c(H2)=1 1 1
∶∶
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.混合气体的密度保持不变
5 min
②
内,v(CH3OH)=__________mol·L-1·min-1。
③其他条件不变时,向已达平衡的反应体系中充入1 mol CH3OH(g)和1 mol H2(g),则此时v 正______v 逆
(填“大于”“小于”或“等于”)
(4)在催化剂作用下,甲醇脱氢制甲醛的部分机理如下:
历程ⅰ:·CH3OH―→·H+·CH2OH
历程ⅱ:·CH2OH―→·H+HCHO
历程ⅲ:·CH2OH―→3·H+CO
历程ⅳ:·H+·H―→H2
一定条件下测得温度对甲醇的转化率(X)、甲醛的选择性(Y)的影响如图所示[甲醛的选择性
(Y)=×100%]。则650~750 ℃,反应历程ⅱ的速率________(填“大于”“小于”或“等于”)反应历程
ⅲ的速率,判断理由为______________________________________________________________
23.已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0。在密闭容器中,充入2 mol N2和6 mol H2使之发生反应:
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的转化率之比是________________________
(2)当达到平衡时,保持体积不变充入氩气,平衡将向________(填“向左”“向右”或“不”,下同)移动
(3)当达到平衡时,将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时减半,平衡将________移动
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(4)若有两容器都充入2 mol N2和6 mol H2,甲容器保持恒温、恒容,乙容器保持恒容绝热,同时开始反
应,先达平衡的是________(填“甲”或“乙”)容器,甲中N2的转化率比乙中的更________(填“高”
或“低”)
(5)在密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0。该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系
如图所示,若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是________(填字母)
a.在t1~t2时,可依据定容容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b.在t2时,采取的措施可以是升高温度
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t5时,容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值
24.燃煤会产生CO2、CO、SO2等大气污染物。燃煤脱硫的相关反应的热化学方程式如下:
Ⅰ.CaSO4(s)+CO(g)
CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+281.4 kJ·mol-1
Ⅱ.CaSO4(s)+CO(g)
CaS(s)+CO2(g) ΔH2=-43.6 kJ·mol-1
(1)一定温度下,向某恒容密闭容器中加入CaSO4(s)和1 mol CO,若只发生反应Ⅰ,下列能说明该反应已
达到平衡状态的是________(填字母)
a.容器内的压强不发生变化 b.v 正(CO)=v 正(CO2)
c.容器内气体的密度不发生变化 d.n(CO)+n(CO2)=1 mol
(2)一定温度下,体积为1 L 容器中加入CaSO4(s)和1 mol CO,若只发生反应Ⅱ,测得CO2的物质的量随
时间变化如图中曲线A 所示:
①在0~2 min 内的平均反应速率v(CO)=________
②曲线B 表示过程与曲线A 相比改变的反应条件可能为________(答出一条即可)
③若要提高反应体系中CO2的体积分数,可采取的措施为______________________________
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(3)一定温度下,向恒容密闭容器中加入CaSO4(s)和1 mol CO,下列能说明反应Ⅰ和反应Ⅱ同时发生的是
_______
a.反应后气体能使品红褪色
b.反应过程中,CO 的体积分数逐渐减小
c.反应体系达平衡前,SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化
d.体系压强逐渐增大
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答案及解析
1.【答案】A
【解析】A.加入硫酸铜以后,锌置换出铜可以构成原电池,反应速率加快,与平衡移动无关,A 错误;
B.
转化为
的反应是放热反应,升温平衡逆向移动,
浓度增大,混合气体颜色加深,可以
用化学平衡移动原理解释,B 正确;C.用
溶液浸泡处理水垢,
可以转化为
,可以
用沉淀溶解平衡的原理解释,C 正确;D.醋酸是弱酸,加水稀释会促进电离平衡正向移动,因此
的醋酸溶液加水稀释100 倍后,
大于
,即溶液
,D 正确;答案选A。
2.【答案】B
【解析】A.镁条在水中产生少量气泡后反应停止,在1mol/L
溶液中持续产生气泡,是因为氯化
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铵溶液中
水解使溶液显酸性,Mg 与H+反应促进水的电离正向进行,能用平衡移动原理解释,A 不
选;B.二氧化锰与稀盐酸共热不产生氯气,与浓盐酸共热产生氯气,是因为浓盐酸中HCl 的浓度大,
HCl 的还原性更强,能发生氧化还原反应,不能用平衡移动原理解释,B 选;C.在硫酸铜溶液中加入氯
化钠固体,充分溶解后溶液变为蓝绿色,是因为发生了反应
,能用
平衡移动原理解释,C 不选;D.在氯水中加入少量碳酸钙,可以增强氯水的氧化性,是因为碳酸钙和溶
液中的H+反应促进氯气和水的反应正向进行,能用平衡移动原理解释,D 不选;故选B。
3.【答案】C
【解析】A.根据图中信息得到使用催化剂a 和b,反应历程都分4 步进行,故A 正确;B.根据图中信
息得到该反应是吸热反应,反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动,则P 的浓度增大,故B 正确;C.
使用催化剂b 时,活化能更大,则反应速率较慢,反应体系更慢达到平衡,故C 错误;D.使用催化剂a
时,前两步反应速率较快,而第三步反应速率较慢,因此反应过程中更容易积累到M 物质,因此M 所能
达到的最高浓度更大,故D 正确。综上所述,答案为C。
4.【答案】B
【解析】A.V 为第23 号元素,基态V 原子核外电子排布为
,A 项不符合题意;B.反应
达到平衡状态时,
,B 项符合题意;C.催化剂可以增大化学反应速率,不能使平衡
移动,不能改变平衡转化率,C 项不符合题意;D.化学平衡常数只受温度的影响,温度改变,平衡常数
才会改变,D 项不符合题意;故正确选项为B。
5.【答案】C
【解析】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
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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;故选C。
6.【答案】B
【解析】A.该反应是放热反应,故反应物的总能量小于生成物时总能量,故A 错误;B.恒温、恒压条
件下,充入He,容器体积增大,平衡向逆反应方向移动,故B 正确;C.在恒温、恒容条件下进行反
应,气体的密度始终不变,不能说明达到平衡,故C 错误;D.升高温度平衡逆向移动,甲烷的产率会降
低,故D 错误。答案选B。
7.【答案】C
【解析】A.不确定两者初始投料比,不确定NO2、SO2体积比是否为变量,其保持不变不可用来判定平
衡状态,A 错误;B.反应为气体分子数不变的反应,加压可加快反应速率,但不会使平衡时SO3产量提
高,B 错误;C.恒容条件下,投料物质的量比为1:1,假设投料均为1mol,若NO2平衡转化率为
60%,反应二氧化氮、二氧化硫0.6mol,平衡时二氧化氮、二氧化硫0.4mol,三氧化硫、一氧化氮
0.6mol,则平衡常数为
,C 正确;D.NO 不和氢氧化钠反应,不可直接用NaOH 溶液吸
收,D 错误;故选C。
8.【答案】C
【解析】A.铁锈溶于浓盐酸,滴入KMnO4溶液,紫色褪去,不能说明铁锈中含有二价铁,因为未反应
的HCl 也能使KMnO4溶液褪色,A 项错误;B.一方面麦芽糖本身为还原性糖,碱性条件下麦芽糖与新
制Cu(OH)2悬浊液共热会产生砖红色沉淀,另一方面用新制Cu(OH)2悬浊液检验水解产物必须在碱性条件
下,即加入新制Cu(OH)2悬浊液之前必须先加NaOH 溶液至混合液呈碱性,B 项错误;C.石蜡油加强
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热,将产生的气体通入Br2的CCl4溶液中,溶液由红棕色变无色,说明气体中含有不饱和烃,不饱和烃与
Br2发生了加成反应,C 项正确;D.加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片,产生的气体能使试管口润湿的蓝
色石蕊试纸变红,该气体为HCl,但不能说明氯乙烯加聚是可逆反应,氯乙烯的加聚反应为nCH2=CHCl
,D 项错误;答案选C。
9.【答案】C
【解析】A.将干燥的氯气通入盛有红色鲜花的集气瓶中,鲜花中有水分,所以鲜花褪色,不能证明干燥
的氯气具有漂白性,A 错误;B.焰色试验不能用玻璃棒,要用光洁无锈的铁丝或者铂丝,B 错误;C.
将物质的量之比为2:1 的
与
混合气体在一定条件下充分反应,
过量,
还有剩余,则证
明
与
的反应有一定限度,为可逆反应,C 正确;D.室温下
的
溶液中加蒸馏水稀
释10 倍,若
,则
,
,
可能为弱酸, D 错误;故选C。
10.【答案】C
【解析】A.由图可知,温度升高,平衡时
的转化率增大,可知该反应为吸热反应,
,A 错
误;B.该反应在恒容密闭容器中进行,V 不变。反应物和生成物均为气体,气体总质量不变,则为一个
恒定值,即密度恒定不变,所以当容器中气体密度恒定不变时,不能确定该反应是否达到平衡状态,B 错
误;C.由图可知,55℃时,在体积为VL 的密闭容器中充入
,amin 时
的转化率等
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于50%,但反应未达到平衡,若体积缩小为0.5VL,则气体浓度增大,反应速率加快,所以amin 时
的转化率大于50%,C 正确;D.由图可知,82℃时
的转化率为90%,得出三段式(单
位:mol/L):
平衡常数K=
,在该密闭容然中充入
和
各
,此时浓度商Q=1<K,
平衡正向移动,所以
,D 错误;答案选C。
11.【答案】D
【解析】A.t4时刻向溶液中加入50mL 0.1mol/L 的KCl 溶液,溶液总体积增大,离子浓度减小,化学平
衡向离子浓度增大的方向移动,即平衡逆向移动,A 正确;B.40mL 0.05mol/L 的FeCl3溶液中一次性加
入10mL0.15mol/L 的KSCN 溶液,t=0 时刻反应尚未开始,溶液总体积为50mL,c(Fe3+)=
=0.04mol/L,E 坐标为(0,0.04),B 正确;C.从图中可知,平衡时c(Fe3+)=m mol/L,消
耗掉Fe3+(0.002-0.05m)mol,则消耗掉SCN-(0.006-0.15m)mol,平衡时c(SCN-)=(3m-0.09)mol/L,生成
Fe(SCN)3(0.002-0.05m)mol,平衡时浓度为c=(0.04-m)mol/L,则该反应的平衡常数=
,C 正
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确;D.Fe3+初始物质的量为0.002mol,SCN-初始物质的量为0.0015mol,根据反应的方程式可知Fe3+过
量,故即使该反应不是可逆反应,加入KSCN 固体后,剩余的铁离子也会与SCN-反应生成Fe(SCN)3,溶
液红色加深,无法证明该反应是可逆反应,D 错误;故答案选D。
12.【答案】A
【解析】A.由图像信息可知,随着温度的升高
的平衡产率减小,即升高温度反应②平衡逆向移
动,故反应②的
,又因为该反应是气体分子数减少的反应,
,故该反应在较低的温度下能
自发进行,A 错误;B.由题干信息可知,反应物质全部为气体,其中反应②为非等体积反应,故若气体
平均摩尔质量不再变化,则反应①和②均达到平衡状态,B 正确;C.由题干方程式可知,若只发生反应
②,则
和
的平衡转化率相等,若只发生反应①,则
的平衡转化率小于
的,现同时发生反应
①和反应②,故任一温度下的平衡转化率:
,C 正确;D.由题干图像信息可知,
的平衡产率随温度的升高一直在减小,而
的平衡转化率先减小后增大,说明温度较低时以反
应②为主,随着温度升高平衡逆向移动,
的物质的量减小,而温度较高时,以反应①为主,温度升
高平衡正向移动,
的物质的量增大,即平衡时
随温度升高先减小后增大,D 正确;故选A。
13.【答案】B
【分析】起始按投料比
通入甲烷和CO2,即起始时无CO 和C,随着反应的进行CO 和C 的物
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质的量从0 开始增大,所以曲线C、D 分别表示CO 和C 的其中一种;重整反应的热化学方程式=II-I,对
应的ΔH=ΔHII-ΔHI= + 247 kJ·mol-1,即重整反应和积炭反应均为吸热反应,升高温度CH4参与的反应平衡
均正向移动,所以平衡时CH4的物质的量随温度升高而降低,重整反应中CO2和CH4以物质的量之比1:
1 消耗、积炭反应Ⅰ生成CO2、积炭反应II 消耗CH4,所以平衡时CH4的物质的量小于CO2,所以曲线B
表示CH4,曲线A 表示CO2;由于重整反应和积炭反应II 均为吸热反应,在温度低于600℃以前升温,平
衡右移,若反应I 左移,则n(CO2)应明显减小,与图像不符,所以升温反应I 右移,即C 的物质的量在最
初多于CO,所以曲线D 表示CO,则曲线C 表示C。
【解析】A.升高温度,正逆反应速率都增大,故A 错误;B.起始按投料比
通入甲烷和
CO2,即起始时无CO 和C,随着反应的进行CO 和C 的物质的量从0 开始增大,所以曲线C、D 分别表示
CO 和C 的其中一种,重整反应中CO2和CH4以物质的量之比1:1 消耗、积炭反应Ⅰ生成CO2、积炭反应
II 消耗CH4,所以平衡时CH4的物质的量小于CO2,所以曲线B 表示CH4,故B 正确;C.催化剂失活会
导致反应速率降低,但不会影响转化率,故C 错误;D.根据以上分析可知,曲线B 表示CH4、曲线A 表
示CO2、曲线D 表示CO、曲线C 表示C,图像显示低于600℃时,降低温度C 的物质的量减小,即降低
温度有利于减少积炭的量,但降低温度(如600℃-500℃)CO2的物质的量增大,即没有去除CO2气体,故
D 错误;故答案为:B。
14.【答案】C
【分析】
,正向放热,升高温度则HCl 的转化率增大,正向体积
减小,增大压强平衡正向移动,HCl 的转化率增大,综合对比可知X 代表温度,L 代表压强且L1>L2。
【解析】A.催化剂不影响焓变,该反应熵减,能自发进行则为放热反应,△H<0,故A 正确;B.L 表
示压强,反应正向体积减小,增大压强平衡正向移动,HCl 的转化率增大,因此L1>L2,故B 正确;C.
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设起始时
,
则起始时
,a 点HCl 的转化率为80%则转化氯
化氢的物质的量为3.2mol,可列三段式
,平
衡常数为
,体积未知无法计算,故C 错误;D.a 点时,保持温度和压强不变,
则平衡常数不变,向容器中再充入0.4mol HCl 和0.1mol
,HCl 和O2增加量之比和起始投料比相等,又
是恒压条件,与原平衡为等效平衡,因此当再次平衡时HCl 的转化率仍为80%,故D 正确;故选C。
15.【答案】C
【解析】A.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物的产率减小,故A 错误;
B.由图可知,1min 时,氢气的物质的量为6mol,由方程式可知,0 1min
∼
内二氧化碳的反应速率为
≈0.33 mol/(L·min),故B 错误;C.由图可知,8min 时氢气的物质的量和12min 时氢气的
物质的量都为2mol,说明反应已经达到平衡,容器内总压强不再改变,故C 正确;D.加入催化剂,化
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学反应速率加快,但化学平衡不移动,氢气的物质的量不变,则氢气的物质的量随时间的变化不能用图
中虚线表示,故D 错误;故选C。
16.【答案】B
【分析】在1373K、100kPa 反应条件下,H2S 可以发生热解反应:
△H>0。
对于
分别为4 1∶、1 1∶、1 4∶、1 9∶、1 19
∶
的H2S-Ar 混合气,Ar 的物质的量越大,混合气中
H2S 的浓度越小,平衡正向移动的程度越大,则曲线由下往上依次为
分别为4 1∶、1 1∶、
1 4∶、1 9∶、1 19
∶
。
【解析】A.该反应为吸热反应,
,因此活化能
,故A 正确;B.
时,反应进行到0.9s,H2S 转化率为0.32,假设在该条件下,硫化氢和氩的起始投料
的物质的量分别为1mol 和4mol,列出三段式:
,此时
H2S 的压强为
,H2S 的起始压强为
,则H2S 分
压的平均变化率为
,故B 错误;C.生成a mol S2,同时形成4a mol H-
S 键即生成2a mol H2S,正逆反应速率相等,说明反应已达平衡,故C 正确;D.H2S 热分解反应为气体
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分子数增加的反应,故等温等压下加入惰性气体,平衡会向正反应方向移动,以达到新的平衡,H2S 平衡
转化率会提高,故D 正确;故选B。
17.【答案】D
【分析】图中b 点NO2的转化率最高,则温度为T℃时,b 点恰好达到平衡状态,由于ab 曲线上对应容器
的体积逐渐增大,NO2的起始浓度逐渐减小,但浓度均大于b 点,NO2的浓度越大,反应速率越大,达到
平衡的时间越短,所以ab 曲线上反应均达到平衡状态,反应正向是气体体积增大的反应,随着容器体积
的增大,NO2的转化率逐渐增大,b 点达到最大;b 点以后,随着容器体积的增大,NO2的起始浓度减
小,反应速率减慢,达到平衡的时间延长,所以bc 曲线上反应均未达到平衡状态,由于NO2的起始浓度
低,则反应正向进行;
【解析】A.据分析,a 点对应容器中,反应达到了平衡状态,A 错误;B.向b 点对应容器中再充入一定
量NO2,相当于增大压强,平衡逆向移动,达到新平衡时,NO2的转化率减小,B 错误;C. 缩小c 点对
应容器的体积增大压强,若在bc 曲线上任何一点,反应均正向进行,v(正)>v(逆) ,C 错误;D.a 点时
反应达到平衡,NO2转化率为40%,则
;T℃时,该
反应的化学平衡常数为
=
,b 点时反应三段式为:
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,则T℃时,该反应的化学平衡常数为
=
得
,则有V1:V2=1:72,D 正确;答案选D。
18、【答案】A
【解析】A.平衡时容器1 中再充入一定量的
,相当于增大压强,平衡
逆向移动,
体积分数减小,A 错误;B.该反应为吸热反应,若将容
器1 改为恒容绝热条件,反应过程中容器的温度降低,平衡逆向移动,平衡时
,B 正
确;C.容器Ⅰ平衡时,
=1mol/L,
=4mol/L,
=2mol/L,平衡常数K=
=64,
容器Ⅱ开始时Qc=
=8<K,平衡正向移动,
,C 正确;D.
时K=64;根据
、
,可知K=
,当温度改变为
时,若
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,即K=1,正反应吸热,则
,故D 正确;故选A。
19.B
20.B。解析:容器Ⅰ中前5 min 的平均反应速率v(COCl2)==0.32 mol·L-1·min-1,依据反应速率之比等
于化学计量数之比,v(CO)=0.32 mol·L-1·min-1,故A 错误;依据表中数据可知,Ⅰ和Ⅲ温度相同时,是
等效平衡,升温,COCl2的物质的量减小,说明平衡逆向移动,则正向为放热反应,故B 正确;依据Ⅰ中
数据求算500 ℃时的平衡常数:
CO(g)+Cl2(g)
COCl2(g)
2 2 0
1.6 1.6 1.6
0.4 0.4 1.6
反应的平衡常数K==10,平衡时CO 的转化率为×100%=80%,
依据Ⅱ中数据,结合方程式可知,
CO(g)+Cl2(g)
COCl2(g)
2 2a 0
1 1 1
1 2a-1 1
则有=10,解得a=0.55,故C 错误;反应为气体体积减小的反应,若起始时向容器Ⅰ中加入0.8 mol
CO 和0.8 mol Cl2,相当于减压,CO 平衡转化率降低,小于80%,故D 错误。
21.【答案】(1)丙>甲>乙(2)CD(3)>
【解析】(1)乙因为是绝热容器,该反应为放热反应,所以相对于甲,乙中温度比甲高,升高温度平衡
逆向移动,
的转化率降低;比较甲、丙,该反应为气体体积减小的反应,丙在恒压的条件下,甲相对
于丙,相对于减小压强,平衡逆向移动,
的转化率降低,综上所述,三个容器中
的转化率从大到
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小的顺序为:丙>甲>乙,故答案为:丙>甲>乙;(2)A.甲为恒温恒容的密闭容器,所以温度一直保持
不变,则温度不变不能用于判断该反应是否处于平衡状态,故A 不选;B.甲、乙均为恒容密闭容器,又
由于该反全为气体参加的反应,所以在恒容的密闭容器中密度始终保持不变,故B 不选;C.在恒容的密
闭容器中,该反应为非等体积反应,所以压强不变时,该反应处于平很状态,故选C;D.一定条件下,
当
时,反应体系中所有参加反应的物质的物质的量或浓度保持恒定不变,则O2浓度保持
不变可用于判断该反应是否处于不平衡状态,故选D;故答案选CD;(3)丙为恒温恒压的密闭体系,
所以相同温度下在容器丙中分别投入4molSO2、2molO2和2molSO2、1molO2进行反应平衡不发生移动;
则所释放的能量前者为后者的两倍;若前者反应温度为400℃,后者反应温度为500℃,且该反应为放热
反应,所以平衡逆向移动,则前者释放的能量大于后者的两倍,故答案为:>;
22.(1)+85.2
(2)升高温度
(3)
BD
0.2
①
②
③小于
(4)小于 由图可知650~750 ℃,甲醇的转化率增大,甲醛的选择性变小,即生成的甲醛减少,CO
增多,所以反应历程ⅱ的速率小于反应历程ⅲ的速率
解析:(1)由盖斯定律可得ΔH1=(ΔH2-ΔH3)=×(-313.2+483.6) kJ·mol-1=+85.2 kJ·mol-1。(2)用甲醇合
成甲醛时,为加快化学反应速率,同时提高CH3OH 的平衡转化率,且反应为吸热反应,因此可采取升高
温度的措施。(3)①当v 正(HCHO)=v 逆(H2)时,说明反应已经达到平衡状态,A 项不符合题意;
c(CH3OH)∶c(HCHO)∶c(H2)=1 1 1
∶∶时不能说明反应已经达到平衡状态,B 项符合题意;该反应前后气体分子
数不等,当混合气体的平均相对分子质量不变时,混合体系中气体总物质的量不变,说明反应已经达到
平衡状态,C 项不符合题意;该反应在容积不变的容器中进行,反应过程中混合气体的密度始终保持不
变,故混合气体的密度不变时不能说明反应已经达到平衡状态,D 项符合题意;②平衡时混合体系中
HCHO(g)的体积分数为20%,若甲醇消耗的物质的量为x,则×100%=20%,x=2 mol,则5 min 内,
v(CH3OH)==0.2 mol·L-1·min-1;③反应达平衡时,CH3OH(g)、HCHO(g)、H2(g)的物质的量浓度分别为
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3 mol·L-1、1 mol·L-1、1 mol·L-1,该条件下反应的平衡常数K==,向已达平衡的反应体系中充入1 mol
CH3OH(g)和1 mol H2(g)时,CH3OH(g)、HCHO(g)、H2(g)的物质的量浓度分别为3.5 mol·L-1、1 mol·L-1、
1.5 mol·L-1,则浓度商Q==>,反应向逆反应方向进行,故v 正小于v 逆。(4)由图可知650~750 ℃,甲醇
的转化率增大,甲醛的选择性变小,即生成的甲醛减少,CO 增多,所以反应历程ⅱ的速率小于反应历程
ⅲ的速率。
23.(1)1 1∶
(2)不
(3)向左
(4)乙 高
(5)a
解析:(1)对N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0,在密闭容器中,开始时n(N2)∶n(H2)=2 6∶=1 3∶,反应时消
耗n(N2)∶n(H2)=1 3∶,则N2和H2的转化率之比是1 1∶。
(2)当达到平衡时,保持体积不变充入氩气,使体系压强增大,但体积不变浓度不变,平衡不移动。
(3)当达到平衡时,将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时减小一倍,体积增大一倍,根据勒夏特列原理,平衡向体
积增大的方向移动,即平衡将向左移动。
(4)由于反应放热,则乙容器温度升高,反应速率比甲容器快,所以先达平衡的是乙容器;由于反应放
热,甲容器温度比乙容器低,能促进平衡正向移动,所以甲中N2的转化率比乙中的更高。
24.(1)ac (2)
0.45 mol·L
①
-1·min-1 ②加入催化剂(或增大压强) ③降低温度 (3)c
解析 (1)反应前后气体体积不等,则容器内的压强不发生变化,可说明达到平衡状态,故a 正确;v 正
(CO)、v 正(CO2)都表示正反应,两者相等不能说明反应达到平衡状态,故b 错误;有固体参加反应,则容
器内气体的密度不发生变化,可说明达到平衡状态,故c 正确;由碳原子守恒可知,始终有n(CO)+
n(CO2)=1 mol,不能说明反应达到平衡状态,故d 错误。
(2)①一定温度下,体积为1 L 容器中加入CaSO4(s)和1 mol CO,若只发生反应Ⅱ,图中2 min 达到平衡状
态,二氧化碳物质的量0.9 mol,CaSO4(s)+CO(g)CaS(s)+CO2(g) ΔH2=-43.6 kJ·mol-1,达到平衡
状态消耗一氧化碳物质的量0.9 mol,在0~2 min 内的平均反应速率v(CO)==0.45 mol·L-1·min-1。②曲
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线B 表示过程与曲线A 相比,曲线斜率增大,反应速率增大,可为加入催化剂(或增大压强)。③反应Ⅱ:
CaSO4(s)+CO(g)
CaS(s)+CO2(g)是体积不变的放热反应,若要提高反应体系中CO2的体积分数,需
要平衡正向移动,反应为放热反应,降低温度反应正向进行。(3)反应后气体能使品红褪色,只能说明生
成SO2,可能只发生反应Ⅰ,故a 错误;CO 的体积分数逐渐减小,也可能只发生一个反应Ⅰ,故b 错误;
反应Ⅰ和反应Ⅱ不同产物分别是SO2和CO2,故反应体系达平衡前,SO2和CO2两种气体的浓度之比随时
间发生变化,能说明反应Ⅰ和反应Ⅱ同时发生,故c 正确;压强逐渐增大,说明气体物质的量增多,反应
Ⅰ一定发生,不能确定反应Ⅱ是否发生,故d 错误。
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