2015年湖北高考化學(xué)復(fù)習(xí)：《化學(xué)平衡狀態(tài)》

湖北2015年高考化學(xué)復(fù)習(xí)：《化學(xué)平衡狀態(tài)》

　　2015年湖北高考生正在努力備考中，湖北高考網(wǎng)整理了2015年湖北高考化學(xué)備考資料，希望對(duì)大家的復(fù)習(xí)有幫助。

　　1.據(jù)報(bào)道，在300 ℃、70 MPa下，由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實(shí)。

　　2CO2(g)+6H2(g)　　CH3CH2OH(g)+3H2O(g)

　　下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)

　　A.使用Cu­Zn­Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率

　　B.反應(yīng)需在300 ℃進(jìn)行可推測(cè)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

　　C.充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率

　　D.從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率

　　解析：選B　A項(xiàng)，合適的催化劑能提高化學(xué)反應(yīng)速率;B項(xiàng)，判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)是根據(jù)體系能量的變化;C項(xiàng)，充入大量CO2氣體，平衡正向移動(dòng)，可提高H2的轉(zhuǎn)化率;D項(xiàng)，平衡正向移動(dòng)，可提高CO2和H2的利用率。

　　2.COCl2(g)　　CO(g)+Cl2(g)　ΔH>0，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列措施：
①升溫　
②恒容通入稀有氣體　
③增加CO濃度　
④減壓　
⑤加催化劑?、藓銐和ㄈ胂∮袣怏w，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是(　　)

　　A.
①
②
④　　　　　　　B.
①
④⑥

　　C.
②
③
⑤ D.
③
⑤⑥

　　解析：選B　平衡右移即可增大COCl2的轉(zhuǎn)化率，
①平衡右移，
②對(duì)平衡無(wú)影響，
③平衡左移，
④平衡右移，
⑤平衡不移動(dòng)，⑥相當(dāng)于減壓，平衡右移。

　　3.恒溫、恒容的條件下對(duì)于N2(g)+3H2(g)　　2NH3(g)　ΔH<0的反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志為(　　)

　　A.斷開(kāi)一個(gè)N≡N鍵的同時(shí)有6個(gè)N—H鍵生成

　　B.混合氣體的密度不變

　　C.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

　　D.N2、H2、NH3分子數(shù)之比為1∶3∶2的狀態(tài)

　　解析：選C　斷開(kāi)N≡N和生成N—H鍵均為正反應(yīng)，因此A不能作為平衡的標(biāo)志;根據(jù)公式ρ=，反應(yīng)過(guò)程中混合氣體的質(zhì)量m不變，恒溫恒容條件下反應(yīng)，則氣體體積V始終不變，密度ρ始終不變，因此B不能作為平衡的標(biāo)志;相對(duì)分子質(zhì)量可根據(jù)公式M=判斷，由于m不變，而反應(yīng)過(guò)程中氣體的物質(zhì)的量n減小，只有達(dá)到平衡時(shí)n才不再減小，M不再改變，因此C可作為平衡的標(biāo)志。

　　4.一定溫度下可逆反應(yīng)aX(g)+bY(g)　　cZ(g)在一密閉容器內(nèi)達(dá)到平衡后， t0時(shí)刻改變某一外界條件，化學(xué)反應(yīng)速率(v)隨時(shí)間(t)變化如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是(　　)

　　A.若a+b=c，則t0時(shí)刻只能是增大了容器的壓強(qiáng)

　　B.若a+b=c，則t0時(shí)刻只能是加入了催化劑

　　C.若a+b≠c，則t0時(shí)刻只能是增大了容器的壓強(qiáng)

　　D.若a+b≠c，則t0時(shí)刻只能是加入了催化劑

　　解析：選D　本題考查化學(xué)平衡圖像，考查考生對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理的理解和應(yīng)用能力。t0時(shí)刻正逆反應(yīng)速率同等程度增大，說(shuō)明平衡不移動(dòng)。若a+b=c，則t0時(shí)刻可以是增大壓強(qiáng)或使用催化劑，A錯(cuò)，B錯(cuò);若a+b≠c，則t0時(shí)刻只能是使用催化劑，C錯(cuò)，D對(duì)。

　　5.可逆反應(yīng)mA(s)+nB(g)　　cC(g)+fD(g)反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)其它條件不變時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)(C%)與溫度(T)和壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如下圖所示(T2>T1)，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)

　　A.達(dá)到平衡后，若使用催化劑，C的體積分?jǐn)?shù)不變

　　B.達(dá)到平衡后，若使溫度升高，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

　　C.化學(xué)方程式中n

　　D.達(dá)到化學(xué)平衡后，增加A的量有利于化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

　　解析：選D　使用催化劑，只是同等程度加快反應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)，故A項(xiàng)正確;由C%～時(shí)間圖像1知，溫度升高，化學(xué)平衡向C%減小的方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以B正確;再由由C%～時(shí)間圖像2知，加壓，平衡向C%減小的方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)是氣體系數(shù)減小的反應(yīng)，故n

　　6.向固定容積的密閉容器中，通入a mol X，發(fā)生反應(yīng)2X　　Y(g)+Z(s)，并達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)升高溫度，氣體的密度增大。下列敘述正確的是(　　)

　　A.壓強(qiáng)的變化對(duì)該平衡沒(méi)有影響

　　B.若正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則X一定為氣態(tài)

　　C.若X為非氣態(tài)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

　　D.若X為氣態(tài)，再向容器中充入a mol X，達(dá)到的新平衡與第一次平衡相比，X的體積分?jǐn)?shù)增大

　　解析：選B　利用化學(xué)平衡移動(dòng)原理逐一分析選項(xiàng)即可得出結(jié)論，需要注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)和化學(xué)計(jì)量數(shù)對(duì)平衡移動(dòng)的影響。因容積不變，ρ=m(g)/V，升高溫度，氣體的密度增大，即m(g)變大。選項(xiàng)A，因無(wú)論X是什么狀態(tài)，ΔV≠0，壓強(qiáng)對(duì)該平衡有影響;選項(xiàng)B，若正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫時(shí)平衡左移，X為氣態(tài)時(shí)，m(g)才增大;選項(xiàng)C，若X為非氣態(tài)，正反應(yīng)放熱，升溫時(shí)平衡左移，m(g)減小，氣體的密度減小;選項(xiàng)D，若X為氣態(tài)，再充入a mol X，相當(dāng)于加壓，平衡向右移動(dòng)，X的體積分?jǐn)?shù)減小。

　　7.向一個(gè)容積為V L的密閉容器中，通入2 L A(g)和1 L B(g)，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：3A(g)+B(g)　　aC(g)+2D(g)。達(dá)到平衡后，A的物質(zhì)的量濃度減少，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式中a的值是(　　)

　　A.1 B.2

　　C.3 D.4

　　解析：選A　混合氣體的平均摩爾質(zhì)量=，在密閉容器中，氣體的質(zhì)量不變，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，則n總減小，故a值只能為1，故選A。

　　8.(2014·蘇州模擬)在密閉容器中通入A、B兩種氣體，在一定條件下反應(yīng)：2A(g)+B(g)　　2C(g)，ΔH<0;達(dá)到平衡后，改變一個(gè)條件(X)，下列量(Y)的變化符合圖中曲線的是(　　)

　　X Y A 再加入B B的轉(zhuǎn)化率 B 再加入C A的體積分?jǐn)?shù) C 增大壓強(qiáng) A的轉(zhuǎn)化率 D 升高溫度 混合氣體平均摩爾質(zhì)量 解析：選C　A.達(dá)平衡后，再加入B，平衡正向移動(dòng)，促進(jìn)A的轉(zhuǎn)化，即A的轉(zhuǎn)化率增大，但B的轉(zhuǎn)化率減小，與圖像不符合，故A不正確;B.達(dá)平衡后，再加入C，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，則A的體積分?jǐn)?shù)減小，與圖像不符合，故B錯(cuò)誤;C.達(dá)平衡后，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則A的轉(zhuǎn)化率增大，與圖像符合，故C正確;D.達(dá)平衡后，升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，由M=可知，逆向移動(dòng)時(shí)n增大，則混合氣體平均摩爾質(zhì)量減小，與圖像不符合，故D錯(cuò)誤;故選C。

　　9.(1)一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)　ΔH>0。

　　
①下列措施中能使平衡時(shí)c(CO)/c(CO2)增大的是________(填序號(hào))。

　　A.升高溫度　　　　　B.增大壓強(qiáng)

　　C.充入一定量氮?dú)?D.再加入一些鐵粉

　　
②反應(yīng)達(dá)到平衡后，若保持容器體積不變時(shí)，再通入一定量的CO2，使CO2的濃度成為原來(lái)的2倍，則CO2的轉(zhuǎn)化率將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

　　(2)在一定溫度下的某容積可變的密閉容器中，建立下列化學(xué)平衡：C(s)+H2O(g)　　CO(g)+H2O(g)，若該化學(xué)平衡狀態(tài)從正反應(yīng)開(kāi)始建立，達(dá)到平衡后，給平衡體系加壓(縮小容積，其他條件不變)，則容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量將________(填“不變”、“變小”或“變大”)。

　　解析：(1)
①使平衡時(shí)c(CO)/c(CO2)增大，則需要使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO2的濃度減小，CO的濃度增大，比值增大。反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，A對(duì);反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，B錯(cuò);充入N2對(duì)平衡沒(méi)有影響，C錯(cuò);鐵粉的量的多少對(duì)平衡沒(méi)有影響，D錯(cuò)。
②增大CO2的濃度，反應(yīng)物中只有CO2為氣體，且反應(yīng)前后氣體體積相等，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，CO2的轉(zhuǎn)化率不變。

　　(2)原平衡狀態(tài)中CO、H2的平均相對(duì)分子質(zhì)量為28×+2×=15。加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng)，H2O(g)(相對(duì)分子質(zhì)量為18)的含量增大，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變大。

　　答案：(1)
①A　
②不變　(2)變大

　　10.二氧化硫和氮的氧化物是大氣的主要污染物，防止和治理其對(duì)環(huán)境的污染是環(huán)保工作的研究?jī)?nèi)容之一。

　　(1)一定條件下，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)　　2SO3(g)，向2 L密閉容器中通入2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)和0.2 mol SO3(g)，2 min后反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得SO2的物質(zhì)的量為1 mol，若往容器中再加入2 mol SO2(g)，則重新達(dá)到平衡時(shí)SO2的總轉(zhuǎn)化率________50%(填“>”、“<”或“=”)。

　　(2)在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)　　2NO(g)+O2(g)　ΔH >0，反應(yīng)過(guò)程中NO2的濃度隨時(shí)間變化的情況如圖所示。請(qǐng)回答：

　　
①依曲線A，反應(yīng)在前3 min內(nèi)氧氣的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_______。

　　
②若曲線A、B分別表示的是該反應(yīng)在某不同條件下的反應(yīng)情況，則此條件可能是________(填“濃度”、“壓強(qiáng)”、“溫度”或“催化劑”)。

　　(3)一定溫度下，在密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng)：

　　
①2N2O5(g)　　4NO2(g)+O2(g)

　　
②2NO2(g)　　2NO(g)+O2(g)

　　若達(dá)平衡時(shí)，c(NO2)=0.4 mol/L，c(O2)=1.3 mol/L，則反應(yīng)
②中NO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______，N2O5(g)的起始濃度應(yīng)不低于________mol/L。

　　解析：(1)增大二氧化硫的濃度，導(dǎo)致自身轉(zhuǎn)化率減小。

　　(2)
①根據(jù)圖像分析可知：前3 min內(nèi)氧氣濃度增大了0.035 mol/L，所以平均反應(yīng)速率為0.011 7 mol/(L·min);
②從圖像變化趨勢(shì)來(lái)看，B相對(duì)于A來(lái)說(shuō)，反應(yīng)速率增大，NO2濃度減小，所以改變的條件只可能是溫度。

　　(3)利用反應(yīng)
①和
②可以求出當(dāng)c(NO2)=0.4 mol/L，c(O2)=1.3 mol/L時(shí)，

　　
①2N2O5(g)　　4NO2(g)+O2(g)

　　4x　　　x

　　
②2NO2(g)　　2NO(g)+O2(g)

　　2y　　　　　2y　 　y

　　x+y=1.3 mol/L,4x-2y=0.4 mol/L，

　　解得：x=0.5 mol/L，y=0.8 mol/L。

　　所以反應(yīng)
②中NO2的轉(zhuǎn)化率為80%。由反應(yīng)
①生成的O2的濃度為0.5 mol/L知，N2O5(g)的起始濃度大于1 mol/L。

　　答案：(1)<　(2)
①0.011 7 mol/(L·min)　
②溫度

　　(3)80%　1

　　11.一定溫度下，在2 L的密閉容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)　　2SO3(g)　ΔH<0，n(O2)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖中實(shí)線所示：

　　(1)用SO2表示0～4 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率為_(kāi)_______。

　　(2)若溫度不變，在容器中再加入1 mol O2，重新達(dá)到平衡，則SO2的平衡濃度________(填“增大”、“不變”或“減小”)，氧氣的轉(zhuǎn)化率________(填“升高”、“不變”或“降低”)，SO3的體積分?jǐn)?shù)________(填“增大”、“不變”或“減小”)。

　　(3)僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得O2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示，曲線Ⅰ改變的實(shí)驗(yàn)條件是________，曲線Ⅱ改變的實(shí)驗(yàn)條件是______________________。

　　解析：(1)在0～4 min內(nèi)，該反應(yīng)的平均速率v(SO2)=2v(O2)=2×(0.10 mol/L-0.05 mol/L)&pide;4 min=0.025 mol/(L·min);(2)若保持溫度不變，向容器中再加入1 mol O2，平衡正向移動(dòng)，故重新達(dá)到平衡時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率增大，但其平衡濃度減小，氧氣的轉(zhuǎn)化率降低，SO3的體積分?jǐn)?shù)減小。(3)曲線Ⅰ、Ⅱ都縮短了達(dá)到平衡的時(shí)間，反應(yīng)速率加快，但曲線Ⅰ平衡時(shí)O2的轉(zhuǎn)化率降低，因正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故曲線Ⅰ改變的條件是升高溫度;曲線Ⅱ平衡時(shí)O2的轉(zhuǎn)化率升高，根據(jù)正反應(yīng)氣體體積減小可知曲線Ⅱ改變的條件是增大壓強(qiáng)。

　　答案：(1)0.025 mol/(L·min)

　　(2)減小　降低　減小

　　(3)升高溫度　增大壓強(qiáng)

　　12.下列敘述與圖像相對(duì)應(yīng)的是(　　)

　　A.圖(1)是N2(g)+3H2(g)　　2NH3(g)的化學(xué)平衡圖像，在t0時(shí)刻充入一定量的NH3，平衡逆向移動(dòng)

　　B.圖(2)中p2>p1，T1>T2

　　C.圖(3)表示的化學(xué)方程式為2A===B+3C

　　D.圖(4)對(duì)應(yīng)反應(yīng)2X(g)+3Y(g)　　2Z(g)　ΔH<0，y可以表示Y的百分含量

　　解析：選B　在t0時(shí)刻充入一定量的NH3，v′(正)應(yīng)與平衡點(diǎn)相連，A項(xiàng)錯(cuò)誤;由先拐先平知p2>p1，T1>T2，B項(xiàng)正確;圖(3)表示的是可逆反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，Y的百分含量將增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

　　13.在2 L密閉容器內(nèi)，800 ℃時(shí)反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)　　2NO2(g)體系中，n(NO)隨時(shí)間的變化如表：

　　時(shí)間(s) 0 1 2 3 4 5 n(NO)(mol) 0.020 0.01 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)800 ℃，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，NO的物質(zhì)的量濃度是________;升高溫度，NO的濃度增大，則該反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

　　(2)如圖中表示NO2變化的曲線是________。用O2表示從0～2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=________。

　　(3)能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。

　　a.v(NO2)=2v(O2)

　　b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

　　c.v逆(NO)=2v正(O2)

　　d.容器內(nèi)密度保持不變

　　(4)能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是________。

　　a.及時(shí)分離出NO2氣體

　　b.適當(dāng)升高溫度

　　c.增大O2的濃度

　　d.選擇高效催化劑

　　解析：(1)平衡時(shí)，n(NO)=0.007 mol，c(NO)==0.003 5 mol/L。升高溫度，c(NO)增大，則平衡左移，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

　　(2)從n(NO)隨時(shí)間變化表可得出，NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間的推移而減小，NO與O2是反應(yīng)物，NO2是生成物，NO2的變化曲線只能是a、b中的某一條。反應(yīng)在3 s之后，NO的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，反應(yīng)過(guò)程中NO減小0.013 mol，根據(jù)方程式可知NO2增加0.013 mol，而容器體積2 L，所以達(dá)到平衡時(shí)，NO2的濃度0.006 5 mol/L，曲線b符合。0～2 s內(nèi)，NO減少0.012 mol，據(jù)反應(yīng)方程式，O2同時(shí)減少0.006 mol，以O(shè)2來(lái)表示這段時(shí)間的平均速率=0.006 mol&pide;2 L&pide;2 s=0.001 5 mol/(L·s)。

　　(3)a項(xiàng)達(dá)沒(méi)達(dá)到平衡都成立，因?yàn)榉磻?yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。反應(yīng)2NO(g)+O2(g)　　2NO2(g)的反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不相等，平衡受壓強(qiáng)的影響，壓強(qiáng)改變，平衡要移動(dòng)，b項(xiàng)中壓強(qiáng)已保持不變，所以b項(xiàng)已達(dá)平衡狀態(tài)。根據(jù)平衡狀態(tài)的定義，正逆反應(yīng)速率相等可得c項(xiàng)也達(dá)平衡狀態(tài)。密度等于質(zhì)量除以體積，該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物均為氣體，質(zhì)量不變，而容器的體積2 L，也不發(fā)生變化，所以任何條件下密度都不發(fā)生改變，d項(xiàng)不能說(shuō)明反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。

　　(4)分離出NO2氣體，反應(yīng)速率減慢，加入催化劑，平衡不移動(dòng)，升高溫度該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以a、b、d均錯(cuò)誤。增大反應(yīng)物O2的濃度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，c正確。

　　答案：(1)0.003 5 mol/L　放熱

　　(2)b　1.5×10-3 mol/(L·s)

　　(3)b、c

　　(4)c