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課時規(guī)范練21 化學(xué)平衡的移動
一、選擇題(本題共8小題,每小題7分,共56分。每小題只有一個選項符合題目要求)
1.下列事實,不能用勒夏特列原理解釋的是( )
A.溴水中有平衡:Br2+H2OHBr+HBrO,加入AgNO3溶液后,溶液顏色變淺
B.合成NH3反應(yīng),為提高NH3的產(chǎn)率,理論上應(yīng)采取相對較低溫度的措施
C.氯氣在水中的溶解度大于在飽和食鹽水中的溶解度
D.對CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)平衡體系增大壓強可使顏色變深
2.向密閉的容器中充入2 mol A和1 mol B,發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)xC(g),達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)為w%;若維持容器的容積和溫度不變,按起始物質(zhì)的量A:0.6 mol、B:0.3 mol、C:1.4 mol充入容器,達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)仍為w%,則x的值( )
A.只能為2 B.只能為3
C.可能為2,也可能為3 D.無法確定
3.在一定條件下發(fā)生反應(yīng)4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)
ΔH<0,溫度為T1時,向體積為2 L的恒容密閉容器中通入NO2和O2,部分實驗數(shù)據(jù)如表所示。下列說法不正確的是( )
時間/s
0
5
10
15
c(NO2)/(molL-1)
4.00
2.52
2.00
c3
c(O2)/(molL-1)
1.00
c1
c2
0.50
A.0~5 s內(nèi)N2O5的平均反應(yīng)速率為0.148 molL-1s-1
B.其他條件不變,將容器體積壓縮一半,則重新達(dá)到平衡時c(N2O5)<2 molL-1
C.設(shè)T1時平衡常數(shù)為K1,T2時平衡常數(shù)為K2,若T1
K2
D.T1時平衡常數(shù)為0.125,平衡時NO2和O2的轉(zhuǎn)化率均為50%
4.在t ℃時,向a L密閉容器中加入1.6 mol HI(g),發(fā)生反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH>0,H2的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示,下列有關(guān)說法中正確的是 ( )
A.平衡時,I2蒸氣的體積分?jǐn)?shù)為25%
B.若在1.5 min時降低溫度,則反應(yīng)將向左進(jìn)行
C.平衡后若升高溫度,v(正)增大,v(逆)減小
D.平衡后向容器中加入一定量的H2后,平衡向左移動,H2的體積分?jǐn)?shù)減小
5.探究濃度對化學(xué)平衡的影響,實驗如下:
Ⅰ.向5 mL 0.05 molL-1 FeCl3溶液中加入5 mL 0.05 molL-1 KI溶液(反應(yīng)a),反應(yīng)達(dá)到平衡后將溶液分為兩等份。
Ⅱ.向其中一份中加入飽和KSCN溶液,變紅(反應(yīng)b);加入CCl4,振蕩、靜置,下層顯極淺的紫色。
Ⅲ.向另一份中加入CCl4,振蕩、靜置,下層顯紫紅色。
結(jié)合實驗,下列說法不正確的是( )
A.反應(yīng)a為2Fe3++2I-2Fe2++I2
B.Ⅱ中,反應(yīng)a進(jìn)行的程度大于反應(yīng)b進(jìn)行的程度
C.實驗Ⅱ中變紅的原理Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
D.比較水溶液中c(Fe2+):Ⅱ<Ⅲ
6.(2019河北邢臺質(zhì)檢)一定溫度下,在三個體積均為2 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g)。
容器
溫度K
起始物質(zhì)的量/mol
平衡物質(zhì)的量/mol
平衡常數(shù)
CO2
H2S
H2O
Ⅰ
607
0.1
0.15
0.05
Ⅱ
607
0.2
0.3
Ⅲ
627
0.1
0.15
610-3
下列說法正確的是( )
A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.容器Ⅲ達(dá)到平衡時,再充入少量氦氣,平衡將向正反應(yīng)方向移動
C.容器Ⅱ達(dá)到平衡時,容器中COS的物質(zhì)的量濃度為0.025 molL-1
D.607 K時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.50
7.(2018黑龍江大慶一模)一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g),達(dá)到平衡后測得A的濃度為0.5 molL-1,保持溫度不變,將密閉容器的容積壓縮為原來的一半再次達(dá)到平衡后,測得A的濃度為0.8 molL-1,則下列敘述正確的是( )
A.平衡向正反應(yīng)方向移動
B.x+y”“<”或“=”)。
11.(2018河北保定一模)(15分)霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的生活和健康。其中首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5,其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此改善能源結(jié)構(gòu)、機動車限行等措施能有效減少PM2.5、SO2、NOx等污染物的排放。
請回答下列問題:
(1)汽車尾氣中NOx和CO的生成:已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH>0。恒溫、恒容密閉容器中,下列說法中,能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 。
A.混合氣體的密度不再變化
B.混合氣體的壓強不再變化
C.N2、O2、NO的物質(zhì)的量之比為1∶1∶2
D.氧氣的轉(zhuǎn)化率不再變化
(2)汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放,這使NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。某研究性小組在實驗室以Ag—ZSM—5為催化劑,測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示。若不使用CO,溫度超過775 K,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,其可能的原因為 ,在n(NO)n(CO)=1的條件下,為更好地除去NOx,應(yīng)控制的最佳溫度在 K左右。
(3)車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫是導(dǎo)致霧霾天氣的“罪魁禍?zhǔn)住薄；钚蕴靠商幚泶髿馕廴疚颪O。在5 L密閉容器中加入NO和活性炭(假設(shè)無雜質(zhì)),一定條件下生成氣體E和F。當(dāng)溫度分別在T1 ℃和T2 ℃時,測得各物質(zhì)平衡時物質(zhì)的量(n/mol)如下表:
物質(zhì)
溫度(℃)
活性炭
NO
E
F
初始
3.000
0.10
0
0
T1
2.960
0.020
0.040
0.040
T2
2.975
0.050
0.025
0.025
①寫出NO與活性炭反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
②若T1”“<”或“=”)0。
③上述反應(yīng)T1 ℃時達(dá)到化學(xué)平衡后,再通入0.1 mol NO氣體,則達(dá)到新化學(xué)平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為 。
課時規(guī)范練21 化學(xué)平衡的移動
1.D 加入AgNO3溶液后,生成AgBr沉淀,c(Br-)降低,平衡向右移動,c(Br2)降低,溶液顏色變淺,可以用勒夏特列原理解釋,A項不符合題意;對于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度平衡正向移動,有利于提高氨的產(chǎn)率,可以用勒夏特列原理解釋,B項不符合題意;氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸是一個可逆反應(yīng),飽和食鹽水中Cl-的濃度較大,使平衡左移,會降低氯氣在飽和食鹽水中的溶解度,可以用勒夏特列原理解釋,C項不符合題意;反應(yīng)體系中c(NO2)增大,顏色變深,但平衡不移動,不能用勒夏特列原理解釋,D項符合題意。
2.C 解題時可對方程式中的化學(xué)計量數(shù)進(jìn)行虛擬,分x=3和x≠3兩種情況進(jìn)行分析。由題給條件和等效平衡理論分析,若x=3,符合等體積反應(yīng),可建立等效平衡;若x=2,符合非等體積反應(yīng),“一邊倒”之后兩次反應(yīng)投入的物質(zhì)的量完全相等,可建立等效平衡。
3.B 0~5 s內(nèi),v(N2O5)= v(NO2)=12(4.00-2.52)molL-15 s=0.148 molL-1s-1,A項正確;根據(jù)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,可得c1=0.63,c2=0.50,c3=2.00,由此可知10 s時反應(yīng)達(dá)到平衡,達(dá)平衡時c(N2O5)=1.00 molL-1,將容器體積壓縮一半,若平衡不移動,此時c(N2O5)=2.00 molL-1,由于平衡正向移動,則c(N2O5)>2.00 molL-1,B項錯誤;對于放熱反應(yīng),溫度越高,平衡常數(shù)越小,C項正確;達(dá)平衡時c(NO2)=2.00 molL-1,c(O2)=0.50 molL-1,c(N2O5)=1. 00 molL-1,則K=1.0022.0040.50=0.125,平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率為2.00molL-14.00molL-1100%=50%,O2的轉(zhuǎn)化率為0.50molL-11.00molL-1100%=50%,D項正確。
4.A 該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),由圖可知,平衡時n(H2)=0.4 mol,則有n(I2)=0.4 mol,故碘蒸氣的體積分?jǐn)?shù)為0.4mol1.6mol100%=25%,A項正確;1.5 min時降低溫度反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)未知,反應(yīng)速率減慢,反應(yīng)進(jìn)行的方向無法判斷,B項錯誤;平衡后若升高溫度,v(正)、v(逆)均增大,但v(正)增大的程度大于v(逆),平衡向右移動,C項錯誤;平衡后加入H2,平衡向左移動,根據(jù)勒夏特列原理可知,達(dá)到新平衡后,c(H2)比原來大,則新平衡后H2的體積分?jǐn)?shù)增大,D項錯誤。
5.B 由反應(yīng)試劑用量看,Fe3+與I-的物質(zhì)的量恰好符合反應(yīng)比例關(guān)系,再依據(jù)Ⅱ、Ⅲ實驗現(xiàn)象可知,反應(yīng)后混合物中存在Fe3+和I2,因而Fe3+與I-的反應(yīng)為可逆反應(yīng),A項正確;結(jié)合Ⅱ、Ⅲ實驗現(xiàn)象可知,a反應(yīng)后I2濃度較大,b反應(yīng)后I2濃度較小,說明SCN-結(jié)合Fe3+的能力比I-還原Fe3+的能力強,使2Fe3++2I-2Fe2++I2的平衡逆向逆動,B項錯誤。Fe3+與KSCN反應(yīng)生成紅色Fe(SCN)3,C、D項正確。
6.D 由容器Ⅰ中數(shù)據(jù)可計算出607 K時反應(yīng)的平衡常數(shù)
CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g)
c(始)/(molL-1) 0.05 0.075 0 0
c(變)/(molL-1) 0.025 0.025 0.025 0.025
c(平)/(molL-1) 0.025 0.05 0.025 0.025
平衡常數(shù)K=c(COS)c(H2O)c(CO2)c(H2S)=0.5,D項正確;對比Ⅰ、Ⅲ可知隨溫度升高,平衡常數(shù)減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動,說明逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),正反應(yīng)放熱,A項錯誤;Ⅱ相對于Ⅰ,是成比例的增加投料量,相當(dāng)于加壓,由于題給反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng),所以平衡不移動,c(COS)Ⅱ=2c(COS)Ⅰ=0.05 molL-1,C項錯誤;容器Ⅲ平衡時,再充入少量氦氣,容器體積不變,各成分濃度不變,平衡不移動,B項錯誤。
7.A 壓縮容器的容積時體系壓強增大,假設(shè)平衡不移動,A的濃度應(yīng)為1 molL-1,但再次平衡后小于1 molL-1,說明增大壓強平衡向正反應(yīng)方向移動,根據(jù)平衡移動原理知,x+y>z,平衡向正反應(yīng)方向移動, C的體積分?jǐn)?shù)增大,因為壓縮了容器的容積,則B的物質(zhì)的量濃度增大,故A項正確,B、C、D項錯誤。
8.C 容器Ⅰ從正反應(yīng)方向開始,開始時正反應(yīng)速率最大,容器Ⅱ從逆反應(yīng)方向開始,開始時正反應(yīng)速率最小。因此開始時正反應(yīng)速率不相同,故A項錯誤;增大壓強平衡不發(fā)生移動,但是由于反應(yīng)是在恒容絕熱的環(huán)境中進(jìn)行,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時容器Ⅰ、Ⅲ中溫度不等,二者的反應(yīng)的平衡常數(shù)就不相同,故B項錯誤;該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)容器的溫度升高,由于升高溫度,平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動,而容器Ⅱ是從逆反應(yīng)方向開始,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器內(nèi)的溫度逐漸降低,根據(jù)平衡移動原理:降低溫度,平衡向放熱的正反應(yīng)方向移動,因此容器Ⅰ中的I2氣體的物質(zhì)的量比容器Ⅱ多,所以混合氣體的顏色容器Ⅰ比容器Ⅱ中的氣體顏色深,故C項正確;在溫度不變時反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始與從逆反應(yīng)方向開始,在題給條件下物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率之和為1,由于反應(yīng)在恒容絕熱容器中進(jìn)行,所以容器Ⅰ中H2的轉(zhuǎn)化率比恒溫時小,容器Ⅱ中HI的轉(zhuǎn)化率也比恒溫時小,因此二者之和小于1,故D項錯誤。
9.答案 (1)2CO2+6H2C2H5OH+3H2O (2)ab
(3)①正反應(yīng)(或右)?、?0%?、?.5a molL-1
解析 (1)由題給信息可得到該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO2+6H2C2H5OH+3H2O。(2)該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的化學(xué)反應(yīng),當(dāng)體系的壓強不再改變時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),另外氫氣的濃度不再變化,也能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);由于在500 K時,所有物質(zhì)均為氣體,故在恒容狀態(tài)下氣體的密度恒為定值,密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);根據(jù)化學(xué)方程式可知,任何單位時間內(nèi)消耗H2和CO2的物質(zhì)的量之比均為3∶1。(3)①由圖中信息可知,其他條件不變時,升高溫度,CO2的轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即降低溫度,平衡將向正反應(yīng)方向移動。②700 K時,當(dāng)氫氣與二氧化碳的起始投料比n(H2)n(CO2)=1.5時,由圖像可知二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為20%,由化學(xué)方程式:2CO2+6H2C2H5OH+3H2O,可計算出氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%。③設(shè)起始時c(CO2)=x molL-1,則起始時c(H2)=2x molL-1,根據(jù)三段式:
2CO2+6H2C2H5OH+3H2O
起始/(molL-1): x 2x 0 0
轉(zhuǎn)化/(molL-1): 0.6x 1.8x 0.3x 0.9x
平衡/(molL-1): 0.4x 0.2x 0.3x 0.9x
0.2x=a molL-1,則0.3x=1.5a molL-1。
10.答案 (1)2NO(g)N2(g)+O2(g) ΔH=-180.8 kJmol-1
(2)①0.375 molL-1min-1?、贑?、跙 (3)①60%?、?
解析 (1)已知:反應(yīng)Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.0 kJmol?1,反應(yīng)Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 266.6 kJmol-1,根據(jù)蓋斯定律可知(Ⅱ-Ⅰ)2可得2NO(g)O2+N2(g),ΔH=[(-1 266.6 kJmol-1)-(-905.0 kJmol-1)]2=-180.8 kJmol-1,則NO分解生成N2與O2的熱化學(xué)方程式為2NO(g)N2(g)+O2(g) ΔH=-180.8 kJmol-1;(2)①反應(yīng)從開始到第2 min時,v(H2O)= v(NO)=320.5molL-12min=0.375 molL-1min-1;②在第3 min后到4 min,根據(jù)數(shù)據(jù)可知反應(yīng)按比例向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,因為該反應(yīng)為氣體體積增大的放熱反應(yīng),故使用催化劑不能使平衡移動,選項A不選;減小壓強平衡向氣體體積增大的正反應(yīng)方向移動,不符合,選項B不選;升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,選項C符合題意;增加O2的濃度平衡向正反應(yīng)方向移動,不符合題意,選項D不選;③恒容條件下,氣體的總質(zhì)量不變,則混合氣體的密度一直不變,密度不變不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志,選項A錯誤;單位時間內(nèi)消耗n mol NO的同時消耗n mol NH3,符合正逆反應(yīng)速率相等,可作為達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志,選項B正確;物質(zhì)的百分含量w(NH3)=w(NO)不一定是平衡狀態(tài),所以不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志,選項C錯誤;用NH3、O2、NO、H2O的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為4∶5∶4∶6的狀態(tài),不一定是平衡狀態(tài),所以不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志,選項D錯誤;(3)①T1 ℃時,c(N2)=1.2 molL-1,則生成氮氣的物質(zhì)的量為1.2 molL-12 L=2.4 mol,根據(jù)反應(yīng)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)可知消耗的氨氣物質(zhì)的量為4.8 mol,故NH3的轉(zhuǎn)化率為4.8mol8mol100%=60%;②c點溫度較高平衡逆向移動,氣體的總物質(zhì)的量減少,壓強減小,故圖中a、c兩點對應(yīng)的容器內(nèi)部壓強pa>pc。
11.答案 (1)D
(2)NO分解反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度不利于反應(yīng)進(jìn)行(只寫升高溫度不利于反應(yīng)進(jìn)行也可,其他合理說法也可) 870(數(shù)值接近即可)
(3)①C+2NOCO2+N2?、??、?0%
解析 (1)A項,由于體系中各組分都為氣體,且體積不變,故密度恒定,因此密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);B項,該反應(yīng)為等體積反應(yīng),在恒溫下,壓強不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);C項,平衡時各物質(zhì)的濃度之比與化學(xué)計量數(shù)之比無必然聯(lián)系,故錯誤;D項,各組分濃度不變可判斷為平衡狀態(tài)。(3)①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)變化量之比及原子守恒可確定方程式中的生成物及各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù);②由T1變至T2,溫度升高,NO的物質(zhì)的量增大,說明平衡逆向移動,故該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則該反應(yīng)的ΔH<0;③由于該反應(yīng)為等體積反應(yīng),且反應(yīng)物只有NO為氣態(tài),因此再通入NO后,可建立等效平衡,NO的轉(zhuǎn)化率不變,可用表中數(shù)據(jù)直接求得NO的轉(zhuǎn)化率為0.10-0.0200.10100%=80%。
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