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2019年高考化學一輪復習 7.2 化學平衡的移動 勒夏特列原理隨堂演練（含解析）魯科版 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、選擇題(本題包括10小題,每小題5分,共50分,每小題只有一個正確答案) 1.在已經(jīng)處于化學平衡狀態(tài)的體系中,如果下列量發(fā)生變化,其中一定能表明化學平衡發(fā)生移動的是(　　) A.反應物的濃度 B.反應體系的壓強 C.正、逆反應的速率 D.反應物的轉(zhuǎn)化率 解析:因不知具體反應,不明確反應的特點,也沒有指明反應所處的具體條件,所以只有根據(jù)反應物的轉(zhuǎn)化率是否變化來判斷。 答案:D 2.下列有關(guān)反應限度的敘述正確的是(　　) A.可逆反應達到平衡狀態(tài)后,改變外界條件后,若反應速率發(fā)生變化,則平衡一定發(fā)生移動 B.使用催化劑可降低反應活化能,改變反應焓變 C.使用催化劑可加快反應速率,改變反應限度 D.FeCl3溶液與KSCN溶液反應達到平衡時,加入少量KCl固體,溶液顏色不會變化 解析:催化劑不能影響化學反應的限度,可以降低活化能,增大反應速率,但是反應物和生成物的總能量差不變(反應熱不變),不能改變反應的焓變,A、B、C三項錯誤;FeCl3溶液與KSCN溶液反應的本質(zhì)是:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,達到平衡時,加入少量KCl固體,因K+、Cl-與反應無關(guān),不會引起平衡的移動,所以溶液顏色不會變化。 答案:D 3.一定溫度下,向1 L密閉容器中充入1 mol HI,反應2HI(g)H2(g)+I2(g)達到平衡,在相同溫度下,若開始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍,則下列數(shù)據(jù)中是原來的2倍的是(　　) A.平衡常數(shù) B.HI的平衡濃度 C.達到平衡的時間 D.平衡時H2的體積分數(shù) 解析:溫度沒變,平衡常數(shù)不變;HI、H2、I2平衡濃度均為原來的2倍;初始濃度變大、反應速率加快;HI、H2、I2的體積分數(shù)均不變。 答案:B 4.含Cd2+廢水可通過如下反應轉(zhuǎn)化為CdS,以消除鎘對環(huán)境的污染:Cd2+(aq)+H2S(g)CdS(s)+2H+(aq)　ΔH<0,該反應達到平衡后,改變橫坐標表示的條件,下列示意圖正確的是(　　) 解析:該反應為放熱反應,升溫平衡左移,平衡常數(shù)減小,Cd2+的轉(zhuǎn)化率也減小,A、D項錯誤;增大H2S濃度(或壓強)可提高Cd2+的轉(zhuǎn)化率,B項正確;增大生成物H+的濃度,平衡左移,c(Cd2+)增大,C項錯誤。 答案:B 5.SO2與O2在容積恒定的密閉容器中發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0,下列說法正確的是(　　) A.平衡時若充入稀有氣體使容器內(nèi)壓強增大,則SO2的轉(zhuǎn)化率增大 B.平衡時向容器內(nèi)繼續(xù)充入SO2,則平衡向正反應方向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率減小 C.降低溫度,正反應速率減小程度比逆反應速率減小程度大 D.加入合適的催化劑可以使反應速率加快,增大 解析:恒容容器中通入稀有氣體對平衡無影響,A項錯誤;增加一種反應物的濃度使平衡移動時,該物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率降低,B項正確;該反應為放熱反應,降低溫度平衡向正反應方向移動,C項錯誤;催化劑不能改變反應的限度,D項錯誤。 答案:B 6.向絕熱恒容密閉容器中通入N2和H2,在一定條件下使反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0達到平衡,n(H2)和n(NH3)隨時間變化的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)敘述一定正確的是(　　) A.c點表示NH3的生成速率與NH3的分解速率相等 B.c點和e點H2的轉(zhuǎn)化率相等 C.平衡后再升高溫度,不利于氨的合成 D.d點時:n(H2)∶n(NH3)=3∶2 解析:c點表示H2和NH3的物質(zhì)的量相等,此時反應并未達到平衡,A項錯誤;e點H2的轉(zhuǎn)化率大于c點的,B項錯誤;該反應是放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,C項正確;d點反應達到平衡,H2與NH3的物質(zhì)的量不一定等于化學方程式中的化學計量數(shù)之比,D項錯誤。 答案:C 7.(xx江西南昌二模)反應物和生成物均為氣態(tài)的平衡體系,平衡常數(shù)表達式為:K=,有關(guān)該平衡體系的說法不正確的是(　　) A.升高溫度,該反應的平衡常數(shù)K的變化無法判斷 B.增大壓強,W的質(zhì)量分數(shù)減小 C.該反應的化學方程式為3Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g) D.增大X氣體濃度平衡向正反應方向移動 解析:根據(jù)平衡常數(shù)表達式且所有反應物和生成物均為氣態(tài),則該反應的化學方程式為3Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g),C項正確;由于無法知道該反應是吸熱反應還是放熱反應,故升高溫度無法判斷化學平衡常數(shù)如何變化,A項正確;增大壓強,平衡右移,W的質(zhì)量分數(shù)減小,B項正確;增大X的濃度,平衡逆向移動,D項錯誤。 答案:D 8.一定溫度下,在體積為V L的密閉容器中加入3 mol X進行如下反應:3X(g)2Z(g)+W(s)　ΔH>0,達到平衡,下列判斷正確的是(　　) A.向平衡混合物中加入少量W,正、逆反應速率均增大 B.平衡后再加入1 mol X,上述反應的ΔH增大 C.溫度不變,再加入2 mol X,重新達到平衡時X的轉(zhuǎn)化率大于原平衡 D.當容器內(nèi)混合氣體的密度不變時不能證明此反應已達平衡狀態(tài) 解析:固體物質(zhì)的量對反應速率無影響,A錯;反應熱ΔH與反應物的量無關(guān),B錯;溫度不變,再加入2 mol X,相當于增大壓強,平衡正向移動,X的轉(zhuǎn)化率增大,C對;密度與體系中氣體的總質(zhì)量和反應容器的容積有關(guān),當此反應混合氣體的密度不變時,說明氣體的總質(zhì)量一定,反應處于平衡狀態(tài),D錯。 答案:C 9.在容積均為500 mL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個密閉容器(容器體積恒定不變)中分別充入1 mol N2和2.5 mol H2,三個容器的反應溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變,在其他條件相同的情況下發(fā)生反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。實驗測得反應均進行到t min時N2的體積分數(shù)如下圖所示。下列說法正確的是(　　) A.當v(H2)=3v(N2)時,可以說明三個容器中的反應達平衡狀態(tài) B.在t min時,一定達化學平衡狀態(tài)的是Ⅱ和Ⅲ C.在t min時T2溫度下,氮氣的轉(zhuǎn)化率最大 D.三個容器中的反應均達到平衡后,容器Ⅰ中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量最小 解析:A項沒有指明反應的方向,錯誤;由于不能確定容器Ⅱ中φ(N2)是否達到最小值,故無法判斷Ⅱ是否已達平衡狀態(tài),B項錯誤;三個容器中的反應均達到平衡后,容器Ⅲ中氮氣的含量最大,說明該容器轉(zhuǎn)化率最小,氣體總物質(zhì)的量最大,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量最小,D項錯誤。 答案:C 10.(xx四川成都外國語學?？记澳M)氨的催化氧化過程主要有以下兩個反應: (ⅰ)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-905.5 kJ mol-1 (ⅱ)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)　ΔH=-1 267 kJ mol-1 測得溫度對NO、N2產(chǎn)率的影響如下圖所示。下列說法錯誤的是(　　) A.升高溫度,反應(ⅰ)和(ⅱ)的平衡常數(shù)均減小 B.840 ℃后升高溫度,反應(ⅰ)的正反應速率減小,反應(ⅱ)的正反應速率增大 C.900 ℃后,NO產(chǎn)率下降的主要原因是反應(ⅰ)平衡逆向移動 D.800 ℃左右時,氨的催化氧化主要按照(ⅰ)進行 解析:升高溫度,兩個反應的正反應速率均增大,B項錯誤;兩反應均為放熱反應,升高溫度平衡均逆向移動,平衡常數(shù)均減小,A項正確;由圖像看出,900 ℃后,溫度越高,NO產(chǎn)率越小,說明隨溫度升高平衡逆向移動,C項正確;800 ℃左右時,NO的產(chǎn)率最高,而N2的產(chǎn)率最低,D項正確。 答案:B 二、非選擇題(本題包括4個小題,共50分) 11.(12分)某化學科研小組研究在其他條件不變時,改變某一條件對反應aA(g)+bB(g)cC(g)化學平衡的影響,得到如下圖像(圖中p表示壓強,T表示溫度,n表示物質(zhì)的量,α表示轉(zhuǎn)化率,φ表示體積分數(shù)): 分析圖像,回答下列問題。 (1)在圖像反應Ⅰ中,若p1>p2,則此正反應為　　　(填“放熱”或“吸熱”)反應,也是一個氣體分子數(shù)　　　(填“減小”或“增大”)的反應,由此判斷,此反應自發(fā)進行,必須滿足的條件是　　　　　　　　　。 (2)在圖像反應Ⅱ中,T1　　T2(填“>”“<”或“=”),該正反應為　　　(填“放熱”或“吸熱”)反應。 (3)在圖像反應Ⅲ中,若T2>T1,則此正反應為　　　(填“放熱”或“吸熱”)反應。 (4)在圖像反應Ⅳ中,若T1>T2,則該反應能否自發(fā)進行?　　　　　　。 解析:(1)反應Ⅰ中,恒壓下溫度升高,α(A)減小,即升高溫度平衡逆向移動,則正反應為放熱反應,ΔH<0;由p1>p2知,恒溫時壓強增大,α(A)增大,說明此反應為氣體分子數(shù)減小的反應,即為熵減反應,ΔS<0。放熱、熵減反應只能在低溫下自發(fā)。 (2)反應Ⅱ中,T2溫度下反應先達到平衡狀態(tài),說明T2>T1;溫度越高,平衡時C的物質(zhì)的量越小,即升高溫度平衡向左移動,則正反應為放熱反應,ΔH<0。 (3)反應Ⅲ中,同一溫度下,增加B的物質(zhì)的量,平衡向右移動,φ(C)增大;但當B的物質(zhì)的量達到一定程度后,對C的稀釋作用會大于平衡右移對C的影響,φ(C)又減小,出現(xiàn)如圖所示的曲線。若T2>T1,溫度升高,φ(C)減小,即升高溫度,平衡向左移動,則正反應為放熱反應,ΔH<0。 (4)反應Ⅳ中,在恒溫下壓強對α(A)沒有影響,說明壓強變化不能影響平衡,此反應為氣體分子數(shù)不變的反應,反應過程中熵變很小,ΔS≈0,若T1>T2,恒壓下溫度越高,α(A)越大,說明升高溫度平衡向右移動,正反應為吸熱反應,ΔH>0,則ΔH-TΔS>0,反應不能自發(fā)進行。 答案:(1)放熱　減小　低溫 (2)<　放熱 (3)放熱 (4)不能自發(fā) 12.(xx廣東梅州總復習測試卷)(12分)工業(yè)上在催化劑作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),圖1表示反應過程中能量的變化情況。 請回答下列問題。 (1)在圖1中,曲線　　　(填“a”或“b”)表示使用了催化劑;該反應屬于　　　(填“吸熱”或“放熱”)反應。 (2)為探究外界條件對合成甲醇化學反應速率的影響規(guī)律,某科技工作者設(shè)計了以下三組實驗,部分數(shù)據(jù)已填入表中,請補充完整。 實驗組 T/℃ 起始濃度/(molL-1) 等質(zhì)量催化劑的比表面積/(m2g-1) CO H2 ① 280 1.2010-3 5.8010-3 82 ② 280 1.2010-3 5.8010-3 124 ③ 350 　　 　　 124 其中設(shè)計實驗組①和②的目的是　。 (3)圖2所揭示的規(guī)律是:在p1壓強下達平衡時　　　　　　　　　　;并請畫出在p2壓強下(p2>p1)的曲線。 解析:(1)從圖1看出曲線b中活化能明顯比曲線a中小,可知曲線b表示加入了催化劑;生成物總能量比反應物總能量低,說明為放熱反應。(2)設(shè)計實驗探究外界條件對化學反應速率的影響規(guī)律時,要遵循“多定一變”的原則,即一次只能改變一個條件,由①和②的實驗只改變了等質(zhì)量催化劑的比表面積,則為探究等質(zhì)量催化劑比表面積對反應速率的影響;②和③中溫度不一樣,故其他條件應完全一樣,以探究溫度對反應速率的影響。(3)圖2中為等壓線,即壓強為p1時CO轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況。畫p2對應曲線時,要注意壓強越大,CO轉(zhuǎn)化率越大,曲線應在原曲線上面,且與之平行。 答案:(1)b　放熱 (2)1.2010-3　5.8010-3　探究等質(zhì)量催化劑的比表面積不同時對合成甲醇化學反應速率的影響規(guī)律 (3)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而降低 13.(12分)隨著大氣污染的日趨嚴重,國家擬于“十二五”期間,將二氧化硫(SO2)排放量減少8%,氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前,消除大氣污染有多種方法。 (1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知: ①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-574 kJmol-1 ②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJmol-1 ③H2O(g)H2O(l)　ΔH=-44.0 kJmol-1 寫出CH4(g)與NO2(g)反應生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的熱化學方程式:　　　　　　　　　　　。 (2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常溫下可將SO2轉(zhuǎn)化為S,從而實現(xiàn)對SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時,其中一個反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,則另一反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　。 (3)用活性炭還原法處理氮氧化物。有關(guān)反應為:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小組向密閉的真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計)加入NO和足量的活性炭,恒溫(T1 ℃)條件下反應,反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下: 　　 　 　　濃度/(molL-1) 時間/min　　　 NO N2 CO2 0 1.00 0 0 10 0.58 0.21 0.21 20 0.40 0.30 0.30 30 0.40 0.30 0.30 40 0.32 0.34 0.17 50 0.32 0.34 0.17 ①10~20 min以v(CO2)表示的反應速率為　　　　　　　　　　　。 ②根據(jù)表中數(shù)據(jù),計算T1 ℃時該反應的平衡常數(shù)為　　　　　　(保留兩位小數(shù))。 ③一定溫度下,隨著NO的起始濃度增大,則NO的平衡轉(zhuǎn)化率　　　(填“增大”“不變”或“減小”)。 ④下列各項能作為判斷該反應達到平衡的是　　　　(填序號字母)。 A.容器內(nèi)壓強保持不變 B.2v正(NO)=v逆(N2) C.容器內(nèi)CO2的體積分數(shù)不變 D.混合氣體的密度保持不變 ⑤30 min末改變某一條件,過一段時間反應重新達到平衡,則改變的條件可能是　　　　　。請在下圖中畫出30 min至40 min的變化曲線。 解析:(1)將已知的三個熱化學方程式依次編號為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律可得:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-955 kJ mol-1。 (2)依據(jù)題意Fe2+、Fe3+在反應中起催化作用,可知另一反應為Fe3+將SO2氧化為S。 (3)①v(CO2)= mol(Lmin)-1=0.009 molL-1min-1。 ②反應到20 min時達到平衡狀態(tài),K==0.56。 ③該反應為氣體物質(zhì)的量不變的反應,增大NO的起始濃度,相當于增大壓強,NO轉(zhuǎn)化率不變。 ④溫度不變,氣體的物質(zhì)的量是恒量,故壓強為恒量,與反應是否達到平衡無關(guān),A項錯誤;將B項用N2表示的反應速率轉(zhuǎn)化為用NO表示的反應速率后為v正(NO),正、逆反應速率不相等,不能說明反應已達平衡狀態(tài),B項錯誤;容器中CO2的體積分數(shù)和混合氣體的密度均為變量,當這些變量不變時,說明反應已達平衡狀態(tài)。 ⑤從表中數(shù)據(jù)看出,30~40 min的變化為:CO2濃度大幅度減小,NO的濃度減小,N2的濃度增大,NO濃度減小的幅度與N2濃度增大的幅度符合化學方程式中的化學計量數(shù)比,可知改變的條件為減小CO2的濃度。 答案:(1)CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-955 kJmol-1 (2)2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+ (3)①0.009 molL-1min-1 ②0.56?、鄄蛔儭、蹸D?、轀p小CO2的濃度 作圖要點:①起點在30 min時v逆(CO2)的一半左右 ②終點不超過30 min時v逆(CO2) 14.(14分)在一定溫度下,將1 mol CO與3 mol H2氣體充入一體積不變的密閉容器中,在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 (1)該反應的ΔH　　　　0(填“<”“>”或“=”),原因是　。 (2)保持反應條件不變,下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是　　　　。 a.化學平衡常數(shù)K值不再發(fā)生變化 b.容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生變化 c.容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化 (3)若反應分別在三種不同實驗條件下進行,它們的起始濃度均為c(CO)=0.100 molL-1,c(H2)=0.200 molL-1,c(CH3OH)=0 molL-1。CO的濃度隨時間的變化分別如圖中①②③曲線所示。則反應①、②的平衡常數(shù)K1　　　　K2(填“大于”“小于”或“等于”);相對于反應①來說,反應②和反應③改變的條件分別為　　　　和　　　　。 (4)為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學設(shè)計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面的實驗設(shè)計表中。請將表中剩余的實驗條件、數(shù)據(jù)填滿。 實驗編號 T/℃ n(CO)/n(H2) p/MPa ⅰ 150 1/3 0.1 ⅱ 5 續(xù)表 實驗編號 T/℃ n(CO)/n(H2) p/MPa ⅲ 350 5 解析:(1)吸熱的熵減反應一定不能自發(fā),而放熱的熵減反應在一定條件下可以自發(fā)進行。 (2)化學平衡常數(shù)只與反應溫度有關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)不變,與反應是否達到平衡無關(guān);容器體積不變,因此容器內(nèi)氣體密度為恒量,與反應是否達到平衡無關(guān);該反應為氣體物質(zhì)的量減小的反應,在體積不變的情況下,壓強不變說明氣體的總物質(zhì)的量不再變化,反應已達平衡。 (3)由圖中曲線看出,反應①②達到的平衡相同,但反應速率不同,故反應①②只能是在有無催化劑的條件下進行的,故平衡常數(shù)應相等;而反應③反應速率增大,CO的平衡濃度也減小,說明平衡向右移動,為增大壓強。 (4)探究外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響時,每次只能改變一個條件,即遵循“多定一變”的原則。 答案:(1)<　該反應為熵減的反應,而反應能自發(fā)進行,故必為放熱反應　(2)c　(3)等于　加入催化劑　增大壓強　(4) 實驗編號 T/℃ n(CO)/n(H2) p/MPa ⅰ ⅱ 150 1/3 ⅲ 1/3