課時梯級作業(yè)二十二化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動(A)(45分鐘100分)一、選擇題(本題包括6小題,每題7分,共42分)1.(2018·淄博模擬)在容積不變的密閉容器中,一定條件下發(fā)生反應(yīng):2AB(g)+2C(g),且達(dá)到平衡。當(dāng)升高溫度時氣體的密度增大,則下列敘述中正確的是()A.升高溫度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小B.若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),則A為氣態(tài)C.物質(zhì)A一定為非氣態(tài),且正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)D.若向容器中充入惰性氣體,則平衡向右移動【解析】選C。升高溫度,正逆反應(yīng)速率均增大,A項錯誤;若A為氣態(tài),則平衡移動后氣體的密度不發(fā)生變化,B項錯誤;由于密度變化,物質(zhì)A一定為非氣態(tài),升溫正向移動,故C項正確;在容積不變的反應(yīng)體系中,充入惰性氣體對平衡無影響,D項錯誤?！疽族e提醒】化學(xué)平衡移動的3個易錯問題(1)當(dāng)反應(yīng)混合物中存在與其他物質(zhì)不相混溶的固體或液體物質(zhì)時,由于其“濃度”是恒定的,不隨其量的增減而變化,故改變這些固體或液體的量,對平衡沒有影響。(2)“惰性氣體”對化學(xué)平衡的影響,要看清條件是“恒溫、恒容”還是“恒溫、恒壓”,關(guān)鍵是看是否影響體系中各組分的濃度。(3)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時,應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。2.在一定溫度下的恒容密閉容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時,表明反應(yīng)A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是 ()①混合氣體的壓強(qiáng)②混合氣體的密度③B的物質(zhì)的量濃度④氣體的總物質(zhì)的量⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量A.①②③ B.②③⑤C.①③⑤ D.①④⑤【解析】選B。A為固體,反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,無論是否平衡,混合氣體的壓強(qiáng),氣體的總物質(zhì)的量均不變,即①④不能判斷反應(yīng)是否平衡,②③⑤中各量不變時,可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。3.(2018·武漢模擬)下面是工業(yè)生產(chǎn)硫酸的一個重要反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=198kJ·mol1如圖是在t1達(dá)到平衡一段時間后,t2時重新改變條件,在t3時重新達(dá)到平衡的圖象:t2時改變的條件(假設(shè)只改變一個條件,其他條件不變)是 ()A.壓縮混合氣體,增大壓強(qiáng)B.升高反應(yīng)體系溫度C.使用新型催化劑D.加入SO2【解析】選D。壓縮混合氣體,則SO3和O2濃度瞬間增大,A項錯誤;升高溫度,平衡逆向移動,SO3濃度減小,B項錯誤;催化劑對化學(xué)平衡移動無影響,C項錯誤;加入二氧化硫,平衡正向移動,O2濃度降低,SO3濃度升高,D項正確。4.尿素[CO(NH2)2]是首個由無機(jī)物人工合成的有機(jī)物。工業(yè)上尿素由2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O合成。當(dāng)n(NH3)n(CO2A.A點的逆反應(yīng)速率v逆(CO2)大于B點CO2的正反應(yīng)速率B.圖Ⅱ中乙使用了催化劑,甲未使用C.如圖Ⅱ所示,若改變條件為溫度,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)D.若改變壓強(qiáng),CO2的轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)變化圖象如圖Ⅱ所示【解析】選C。A點時,反應(yīng):2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O,正處于建立平衡過程,B點反應(yīng)處于平衡狀態(tài),所以A點CO2的逆反應(yīng)速率小于B點CO2的正反應(yīng)速率,A錯誤;催化劑對化學(xué)平衡無影響,故轉(zhuǎn)化率不變,B錯誤;如圖Ⅱ所示,若改變條件為溫度,T乙>T甲,即升高溫度反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小,平衡逆向移動,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),C正確;如圖Ⅱ所示,若改變條件為壓強(qiáng),p乙>p甲,增大壓強(qiáng)平衡右移,CO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)該增大,D錯誤。5.(2018·懷仁模擬)某恒溫密閉容器中,可逆反應(yīng)A(s)B+C(g)ΔH>0達(dá)到平衡。縮小容器體積,重新達(dá)到平衡時,C(g)的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等。以下分析正確的是()A.產(chǎn)物B的狀態(tài)只能為固態(tài)或液態(tài)B.平衡時,單位時間內(nèi)c(A)消耗∶c(C)消耗=1∶1C.保持體積不變,向平衡體系中加入B,平衡可能向逆反應(yīng)方向移動D.若開始時向容器中加入1molB和1molC,達(dá)到平衡時放出熱量Q【解析】選C?？s小容器體積,C的濃度保持不變,說明平衡逆向移動,故B為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)都可,A錯誤;物質(zhì)A為固體,濃度為常數(shù),B錯誤;若B為固態(tài)或液態(tài),加入B后平衡不移動,若B為氣態(tài),加入B后,平衡向逆反應(yīng)方向移動,C正確;可逆反應(yīng)方程式中的熱量值是完全反應(yīng)時對應(yīng)的熱量值,D錯誤?！炯庸逃?xùn)練】溫度為T時,向2.0L恒容密閉容器中充入1.0molPCl5,反應(yīng)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)經(jīng)過一段時間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表:t/s050150250350n(PCl3)/mol00.160.190.200.20下列說法正確的是 ()A.反應(yīng)在前50s的平均速率v(PCl3)=0.0032mol·L1·s1B.保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(PCl3)=0.11mol·L1,則反應(yīng)的ΔH<0C.相同溫度下,起始時向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,反應(yīng)達(dá)到平衡前v(正)>v(逆)D.相同溫度下,起始時向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,達(dá)到平衡時,PCl3的轉(zhuǎn)化率小于80%【解析】選C。反應(yīng)前50s的平均反應(yīng)速率v(PCl3)=0.16mol2.0L50s=0.0016mol·L1·s1,A錯誤;溫度為T時,平衡時c(PCl3)=0.20mol2.0L=0.10mol·L1,升高溫度,再達(dá)平衡時c(PCl3)=0.11mol·L0.20mol=0.80mol,在相同溫度下投入1.0molPCl5、0.20molPCl3、0.20molCl2,相當(dāng)于在原題平衡基礎(chǔ)上加入0.20molPCl5,平衡正向移動,v(正)>v(逆),C正確;充入1.0molPCl5建立的平衡與充入1.0molPCl3和1.0molCl2建立的平衡為相同平衡,充入1.0molPCl5建立的平衡PCl5的轉(zhuǎn)化率為0.20mol1mol×100%=20%,則充入1.0molPCl3和1.0molCl2建立的平衡PCl3轉(zhuǎn)化率為80%。當(dāng)向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2時,相當(dāng)于將兩個上述平衡(充入1.0molPCl3和1.0molCl26.(能力挑戰(zhàn)題)在10L密閉容器中,A、B、C三種氣態(tài)物質(zhì)構(gòu)成了可逆反應(yīng)的體系;當(dāng)在某一溫度時,A、B、C物質(zhì)的量與時間的關(guān)系如圖甲,C的百分含量與溫度的關(guān)系如圖乙。下列分析不正確的是 ()A.0～4min時,A的平均反應(yīng)速率為0.02mol·L1·min1B.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)+B(g)C(g)C.由T1向T2變化時,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率D.該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)【解析】選A。根據(jù)圖甲知,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,A和B的物質(zhì)的量減少,C的物質(zhì)的量增大,則A和B是反應(yīng)物,C是生成物,反應(yīng)過程中,物質(zhì)的量的變化量之比等于其化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比,所以A、B和C的化學(xué)計量數(shù)之比=(2.41.6)∶(1.61.2)∶(0.40)=2∶1∶1,B正確;0～4min時,A的平均反應(yīng)速率v=2.4mol-2.0mol10L×4min=0.01mol·L1·min1,A錯誤;由變化的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)+B(g)C(g),由T1向T2變化時,C的含量增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,C正確;當(dāng)反應(yīng)達(dá)到T【互動探究】(1)圖甲中A的轉(zhuǎn)化率為________。

提示:33.3%。A的轉(zhuǎn)化率為2.4mol(2)圖乙中可能達(dá)到平衡的點為________。

提示:c、d。溫度越高速率越快,達(dá)到平衡的時間短,最先達(dá)到平衡。二、非選擇題(本題包括4小題,共58分)7.(12分)(2018·佛山模擬)如圖表示某溫度時,反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)在前110s內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)行情況,請根據(jù)圖象回答下列問題。 (1)該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的時間段為__________。

(2)反應(yīng)進(jìn)行到70s時,改變的條件可能是______(填字母,下同),反應(yīng)進(jìn)行到90s時,改變的條件可能是__________。

A.加入催化劑 B.擴(kuò)大容器體積C.升高溫度 D.增大N2O4的濃度(3)90s后若維持容器的體積不變,平衡移動的方向為__________(填“正反應(yīng)方向”“逆反應(yīng)方向”或“不移動”),此時N2O4的轉(zhuǎn)化率__________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(4)請在圖中畫出反應(yīng)物N2O4在0～70s時的濃度變化曲線?！窘馕觥?1)由圖象可知反應(yīng)達(dá)到平衡的時間段為60～70s、80～90s和100～110s。(2)反應(yīng)進(jìn)行到70s時改變某一條件,可以看出NO2的濃度迅速從0.120mol·L1減小到0.060mol·L1,N2O4的濃度從0.040mol·L1減小到0.020mol·L1,兩者的濃度都減小到原來的12,說明改變的條件為增大容器的體積為原來的2倍或減小壓強(qiáng)為原來的12;90s時突然改變某一條件可以看出NO2的濃度瞬間沒有改變,但是N2O4的濃度瞬間增大,說明改變的條件是增大了N2O(3)根據(jù)(2)可知,90s后平衡向正反應(yīng)方向移動;增大N2O4的濃度,在恒容容器中相當(dāng)于增大壓強(qiáng),則N2O4的轉(zhuǎn)化率減小。(4)從圖象可知,N2O4為反應(yīng)物,NO2為生成物。60s達(dá)到平衡時NO2的濃度增大了0.120mol·L1,說明N2O4反應(yīng)過程中濃度減少了0.060mol·L1,因為已知在70s時N2O4的濃度為0.040mol·L1,所以N2O4的起始濃度為0.040mol·L1+0.060mol·L1=0.100mol·L1。答案:(1)60～70s、80～90s、100～110s(2)BD(3)正反應(yīng)方向減小(4)8.(14分)(2018·聊城模擬)在一定溫度下,向一容積為5L的恒容密閉容器中充入0.4molSO2和0.2molO2,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=196kJ·mol1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)槠鹗紩r的0.7倍。請回答下列問題:(1)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是______(填字母)。

a.SO2、O2、SO3三者的濃度之比為2∶1∶2b.容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變c.容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變d.SO3的物質(zhì)的量不再變化e.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等(2)SO2的轉(zhuǎn)化率為________,達(dá)到平衡時反應(yīng)放出的熱量為________。

(3)如圖表示平衡時SO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)和溫度變化的曲線。則溫度關(guān)系:T1____T2(填“>”“<”或“=”)。

【解析】(1)a項,SO2、O2、SO3三者的濃度之比為2∶1∶2和計量數(shù)比相等,與反應(yīng)是否平衡沒有必然聯(lián)系,不能作為判斷平衡的標(biāo)志;b項,因該平衡是一個恒容條件下的化學(xué)平衡,反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化,現(xiàn)在壓強(qiáng)不變,說明氣體總量不變,反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài);c項,因該平衡是恒容條件下的化學(xué)平衡,反應(yīng)物和生成物均為氣體,則氣體質(zhì)量恒定,氣體密度恒定,不能作為判斷達(dá)到平衡的標(biāo)志;d項,SO3的物質(zhì)的量不再變化,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);e項,SO2的生成速率和SO3的生成速率相等,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(2)在容積為5L的恒容密閉容器中充入0.4molSO2和0.2molO2,設(shè)反應(yīng)前后,O2消耗了xmol2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始(mol)0.40.20轉(zhuǎn)化(mol)2xx2x平衡(mol)0.42x0.2x2x當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)槠鹗紩r的0.7倍,得到0.4-2x+0.2-x+2x0.4+0(3)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,SO2的體積分?jǐn)?shù)增大,得到溫度關(guān)系:T1<T2。答案:(1)b、d、e(2)90%35.28kJ(3)<9.(14分)在容積為2.0L的密閉容器內(nèi),物質(zhì)D在T℃時發(fā)生反應(yīng),其反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量隨時間t的變化關(guān)系如圖,據(jù)圖回答下列問題:(1)從反應(yīng)開始到第一次達(dá)到平衡時,A物質(zhì)的平均反應(yīng)速率為__________。

(2)根據(jù)圖中信息寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

__。

(3)第5min時,升高溫度,A、B、D的物質(zhì)的量變化如圖,則該反應(yīng)是_______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng),B的反應(yīng)速率__________(填“增大”“減小”或“不變”)。若在第7min時增加D的物質(zhì)的量,A的物質(zhì)的量變化正確的是__________(用圖中a～c的編號回答)。

(4)某同學(xué)在學(xué)習(xí)了“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”專題后,發(fā)表如下觀點,你認(rèn)為錯誤的是____________________。

A.化學(xué)反應(yīng)速率理論是研究怎樣在一定時間內(nèi)快出產(chǎn)品B.化學(xué)反應(yīng)速率理論是研究怎樣提高原料轉(zhuǎn)化率C.化學(xué)平衡理論是研究怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品D.正確利用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論都可以提高化工生產(chǎn)的綜合效益【解析】(1)分析圖象,A物質(zhì)的平均速率:v(A)=0.4mol2.0L×(2)根據(jù)圖象得出單位時間內(nèi),D、A、B的物質(zhì)的量改變比為2∶2∶1,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為2D(s)2A(g)+B(g)。(3)分析圖象,升高溫度,D的物質(zhì)的量減小,A、B的物質(zhì)的量增大,該平衡右移,為吸熱反應(yīng)。升高溫度反應(yīng)速率增大。由于D為固體,增加D的量,不會使平衡移動。(4)化學(xué)反應(yīng)速率理論是研究單位時間內(nèi)反應(yīng)快慢的,也就決定了單位時間內(nèi)產(chǎn)量的多少,A對、B錯;化學(xué)平衡移動理論研究的是化學(xué)反應(yīng)限度問題。答案:(1)0.067mol·L1·min1(2)2D(s)2A(g)+B(g)(3)吸熱增大b(4)B10.(18分)(能力挑戰(zhàn)題)反應(yīng):aA(g)+bB(g)cC(g)(ΔH<0)在等容條件下進(jìn)行。改變其他反應(yīng)條件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線如圖所示:回答問題:(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式中,a∶b∶c為_______________。

(2)A的平均反應(yīng)速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)從大到小排列次序為__________。

(3)B的平衡轉(zhuǎn)化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是__________,其值是__________。

(4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移動的方向是__________,采取的措施是___________________。

(5)比較第Ⅱ階段反應(yīng)溫度(T2)和第Ⅲ階段反應(yīng)溫度(T3)的高低:T2__________T3(填“>”“<”“=”),判斷的理由是_________。

【解析】(1)由題圖知,A、B、C三種氣體達(dá)到平衡時濃度的變化值分別為1.00mol·L1、3.00mol·L1、2.00mol·L1,在一定時間內(nèi),三種氣體濃度的變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,則a∶b∶c=1∶3∶2。(2)vⅠ(A)=1.00mol·L-120.0min=0.05mol·L10.025mol·L1·min1,vⅢ(A)=0.12mol·L-110.0min=0.012mol·L1·min1,則三個階段A的平均反應(yīng)速率從大到小的排列為(3)經(jīng)計算,B的平衡轉(zhuǎn)化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)分別為50%、38%、19%,最小的是αⅢ(B),其值為19%。(4)由圖知,達(dá)到第一次平衡后,C的濃度瞬間減小,而A和B的濃度瞬間不變,說明從反應(yīng)體系中移出了C,從而減小了C的濃度,使平衡向正反應(yīng)方向移動。(5)由題意知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,則說明第Ⅱ階段的溫度高于第Ⅲ階段,即T2>T3。答案:(1)1∶3∶2(2)vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)(3)αⅢ(B)0.19(或19%)(4)向正反應(yīng)方向從反應(yīng)體系中移出產(chǎn)物C(5)>此反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動【加固訓(xùn)練】肼(N2H4)與N2O4是火箭發(fā)射中最常用的燃料與助燃劑。(1)已知2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(l)ΔH=1225kJ·mol1化學(xué)鍵N—HN—NN≡NO—H鍵能(kJ·mol1)390190946460則使1molN2O4(l)完全分解成相應(yīng)的原子時需要吸收的能量是________。

(2)800℃時,某密閉容器中存在如下反應(yīng):2NO2(g)2NO(g)+O2(g)ΔH>0,若開始向容器中加入1mol·L1的NO2,反應(yīng)過程中NO的產(chǎn)率隨時間的變化如圖曲線Ⅰ所示。①反應(yīng)Ⅱ相對于反應(yīng)Ⅰ而言,改變的條件可能是_____________。

②請在圖中繪制出在其他條件與反應(yīng)Ⅰ相同時,反應(yīng)在820℃時進(jìn)行,NO的產(chǎn)率隨時間的變化曲線。③800℃時,若開始時向容器中同時加入1mol·L1NO、0.2mol·L1O2、0.5mol·L1NO2,則v(正)________v(逆)。

(3)已知N2O4(g)2NO2(g)ΔH=+57.20kJ·mol1,t時,將一定量的NO2、N2O4,充入一個容器為2L的恒容密閉容器中,濃度隨時間變化關(guān)系如下表所示:時間/min051015202530