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課時規(guī)范練20　化學平衡狀態(tài)　化學平衡的移動 一、選擇題(本題共9小題,每小題6分,共54分。每小題只有一個選項符合題目要求) 1.(2018山東濟寧高三期末)將0.2 molL-1的KI溶液和0.05 molL-1Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應后,取混合液分別完成下列實驗,能說明溶液中存在化學平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2的是(　　) A.向混合液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色 B.向混合液中滴入AgNO3溶液,有黃色沉淀生成 C.向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有藍色沉淀生成 D.向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍色 2.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,為提高NH3的產(chǎn)率,理論上應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 3.(2019山西大同第一中學高三檢測)—定溫度下,將2 mol SO2和1 mol O2充入10 L恒容密閉容器中,發(fā)生反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196 kJ mol-1,5 min時達到平衡,測得反應放熱166.6 kJ。下列說法錯誤的是(　　) A.0~5 min內(nèi),用O2表示的平均反應速率v(O2)=0.017 molL-1min-1 B.n(O2)n(SO3)的值不變時,該反應達到平衡狀態(tài) C.若增大O2的濃度,SO2的轉(zhuǎn)化率增大 D.條件不變,起始向容器中充入4 mol SO2和2 mol O2,平衡時放熱小于333.2 kJ 4.在一個恒容密閉容器中發(fā)生如下反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應過程中某一時刻測得SO2、O2、SO3的濃度分別為:0.2 molL-1、0.2 molL-1、0.2 molL-1,當反應達到平衡時,可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是(　　) A.c(SO3)=0.4 molL-1 B.c(SO2)=c(SO3)=0.15 molL-1 C.c(SO2)=0.25 molL-1 D.c(SO2)+c(SO3)=0.5 molL-1 5.向密閉的容器中充入2 mol A和1 mol B,發(fā)生反應2A(g)+B(g)xC(g),達到平衡后,C的體積分數(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,達到平衡后,C的體積分數(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 6.在t ℃時,向a L密閉容器中加入1.6 mol HI(g),發(fā)生反應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,下列有關說法中正確的是 (　　) A.平衡時,I2蒸氣的體積分數(shù)為25% B.若在1.5 min時降低溫度,則反應將向左進行 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的體積分數(shù)減小 7.探究濃度對化學平衡的影響,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a),反應達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。 結合實驗,下列說法不正確的是(　　) A.反應a為2Fe3++2I-2Fe2++I2 B.Ⅱ中,反應a進行的程度大于反應b進行的程度 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 8.(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xA(g)+yB(g)zC(g),達到平衡后測得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.平衡向正反應方向移動 B.x+y”“<”或“=”)。 12.(2018河北保定一模)(16分)霧霾天氣嚴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。因此改善能源結構、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,能說明該反應達到化學平衡狀態(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)生的二氧化硫是導致霧霾天氣的“罪魁禍首”。活性炭可處理大氣污染物NO。在5 L密閉容器中加入NO和活性炭(假設無雜質(zhì)),一定條件下生成氣體E和F。當溫度分別在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與活性炭反應的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②若T1”“<”或“=”)0。 ③上述反應T1 ℃時達到化學平衡后,再通入0.1 mol NO氣體,則達到新化學平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為　　　　　　　。  課時規(guī)范練20　化學平衡狀態(tài)　化學平衡的移動 1.A　0.2 molL-1的KI溶液和0.05 molL-1Fe2(SO4)3溶液等體積混合,KI過量,向混合液中滴入KSCN溶液,溶液變紅色,說明溶液中仍含有Fe3+,能說明溶液中存在化學平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2,故A項正確;過量的KI與AgNO3溶液產(chǎn)生黃色沉淀,不能說明溶液中存在平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2,故B項錯誤;該反應生成Fe2+,向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有藍色沉淀生成,只能說明溶液中含有Fe2+,不能說明溶液中存在化學平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2,故C項錯誤;該反應生成I2,向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍色,說明溶液中含有碘單質(zhì),不能說明溶液中存在化學平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2,故D項錯誤。 2.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N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0,正反應為放熱反應,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;氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸是一個可逆反應,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。 3.D　物質(zhì)的量與反應中的熱量變化成正比,5 min時達到平衡,測得反應放熱166.6 kJ,則參加反應的氧氣為166.6 kJ196 kJmol-1=0.85 mol,0~5 min內(nèi),用O2表示的平均反應速率v(O2)=0.85mol10 L5min=0.017 molL-1min-1,故A項正確;n(O2)n(SO3)的比值不變時,可知體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變,則反應達到平衡,故B項正確;若增大O2的濃度,平衡正向移動,促進二氧化硫的轉(zhuǎn)化,則SO2的轉(zhuǎn)化率增大,故C項正確;2 mol SO2和1 mol O2充入10 L恒容密閉容器中達到平衡時,消耗氧氣為0.85 mol,放出熱量為166.6 kJ,而條件不變,起始時向容器中充入4 mol SO2和2 mol O2,物質(zhì)的量為原來的2倍,壓強增大,平衡正向移動,達到平衡時消耗氧氣大于0.85 mol2=1.7 mol,則平衡時放熱大于166.6 kJ2=333.2 kJ,故D項錯誤。 4.C　根據(jù)極限法分析: 　　　　　　 　　　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) c(某時刻)/(molL-1) 0.2 0.2 0.2 向右進行完全/(molL-1) 0 0.1 0.4 向左進行完全/(molL-1) 0.4 0.3 0 由于反應為可逆反應,SO3的濃度一定小于0.4 molL-1,故A錯誤;SO2與SO3濃度不會均為0.15 molL-1,只能一種物質(zhì)的濃度增大,另一種物質(zhì)的濃度減小,故B錯誤;由于反應為可逆反應,SO2的濃度一定小于0.4 molL-1,則可能為0.25 molL-1,故C正確;根據(jù)元素守恒,c(SO2)+c(SO3)=0.4 molL-1,故D錯誤。 5.C　解題時可對方程式中的化學計量數(shù)進行虛擬,分x=3和x≠3兩種情況進行分析。由題給條件和等效平衡理論分析,若x=3,符合等體積反應,可建立等效平衡;若x=2,符合非等體積反應,“一邊倒”之后兩次反應投入的物質(zhì)的量完全相等,可建立等效平衡。 6.A　該反應為反應前后氣體體積不變的反應,由圖可知,平衡時n(H2)=0.4 mol,則有n(I2)=0.4 mol,故碘蒸氣的體積分數(shù)為0.4mol1.6mol100%=25%,A項正確;1.5 min時降低溫度反應是否達到平衡狀態(tài)未知,反應速率減慢,反應進行的方向無法判斷,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,達到新平衡后,c(H2)比原來大,則新平衡后H2的體積分數(shù)增大,D項錯誤。 7.B　由反應試劑用量看,Fe3+與I-的物質(zhì)的量恰好符合反應比例關系,再依據(jù)Ⅱ、Ⅲ實驗現(xiàn)象可知,反應后混合物中存在Fe3+和I2,因而Fe3+與I-的反應為可逆反應,A項正確;結合Ⅱ、Ⅲ實驗現(xiàn)象可知,a反應后I2濃度較大,b反應后I2濃度較小,說明SCN-結合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反應生成紅色Fe(SCN)3,C、D項正確。 8.A　壓縮容器的容積時體系壓強增大,假設平衡不移動,A的濃度應為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方向移動,根據(jù)平衡移動原理知,x+y>z,平衡向正反應方向移動,C的體積分數(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。 9.C　容器Ⅰ從正反應方向開始,開始時正反應速率最大,容器Ⅱ從逆反應方向開始,開始時正反應速率最小。因此開始時正反應速率不相同,故A項錯誤;增大壓強平衡不發(fā)生移動,但是由于反應是在恒容絕熱的環(huán)境中進行,當反應達到平衡時容器Ⅰ、Ⅲ中溫度不等,二者的反應的平衡常數(shù)就不相同,故B項錯誤;該反應的正反應是放熱反應,隨著反應的進行,反應容器的溫度升高,由于升高溫度,平衡向吸熱的逆反應方向移動,而容器Ⅱ是從逆反應方向開始,隨著反應的進行,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;在溫度不變時反應從正反應方向開始與從逆反應方向開始,在題給條件下物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率之和為1,由于反應在恒容絕熱容器中進行,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。 10.答案 (1)2CO2+6H2C2H5OH+3H2O　(2)ab (3)①正反應(或右)　②40%?、?.5a molL-1 解析 (1)由題給信息可得到該反應的化學方程式為2CO2+6H2C2H5OH+3H2O。(2)該反應為氣體分子數(shù)減小的化學反應,當體系的壓強不再改變時,反應達到平衡狀態(tài),另外氫氣的濃度不再變化,也能說明反應達到平衡狀態(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達到平衡狀態(tài);根據(jù)化學方程式可知,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,說明平衡向逆反應方向移動,故正反應為放熱反應,即降低溫度,平衡將向正反應方向移動。②700 K時,當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%,由化學方程式:2CO2+6H2C2H5OH+3H2O,可計算出氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%。③設起始時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,則0.3x=1.5a。 11.答案 (1)2NO(g)N2(g)+O2(g)　ΔH=-180.8 kJmol-1 (2)①0.375 molL-1min-1　②C?、跙　(3)①60%?、? 解析 (1)已知:反應Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.0 kJmol?1,反應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(g)+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的熱化學方程式為2NO(g)N2(g)+O2(g)　ΔH=-180.8 kJmol-1;(2)①反應從開始到第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)可知反應按比例向逆反應方向進行,因為該反應為氣體體積增大的放熱反應,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方向移動,不符合,選項B不選;升高溫度平衡向逆反應方向移動,選項C符合題意;增加O2的濃度平衡向正反應方向移動,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到平衡狀態(tài)的標志,選項A錯誤;單位時間內(nèi)消耗n mol NO的同時消耗n mol NH3,符合正逆反應速率相等,可作為達到平衡狀態(tài)的標志,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),所以不能作為達到平衡狀態(tài)的標志,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),所以不能作為達到平衡狀態(tài)的標志,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兩點對應的容器內(nèi)部壓強pa>pc。 12.答案 (1)D (2)NO分解反應是放熱反應,升高溫度不利于反應進行(只寫升高溫度不利于反應進行也可,其他合理說法也可)　870(數(shù)值接近即可) (3)①C+2NOCO2+N2?、?　③80% 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達到平衡狀態(tài);B項,該反應為等體積反應,在恒溫下,壓強不變,不能說明反應達到平衡狀態(tài);C項,平衡時各物質(zhì)的濃度之比與化學計量數(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,故該反應為放熱反應,則該反應的ΔH<0;③由于該反應為等體積反應,且反應物只有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%。