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1课后限时集训22化学平衡状态和平衡移动(建议用时：35分钟)1．(2019·陕西部分学校联考)已知HI在催化剂作用下分解速率会加快，其能量随反应过程的变化如图所示。下列说法正确的是()A．加入催化剂，减小了反应的活化能B．加入催化剂，可提高HI的平衡转化率C．降低温度，HI的分解速率加快D．当混合气体的平均相对分子质量不变时，可说明该反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)达到平衡状态A[使用催化剂可以减小反应活化能，加快反应速率，但不改变转化率，A正确，B错误；降温反应速率减慢，C错误；该反应为前后气体分子数相等，M是不变的量，不能作为判断平衡的标志，D错误。]2．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)催化剂,2CO2(g)＋N2(g)ΔH0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应进行到t1时刻达到平衡状态的是()ABCDB[A项，t1不能说明v正＝v逆，错误；B项，容器为绝热、恒容密闭体系，随着反应的进行，体系的温度升高，K不断减小，当K不变时，即温度保持不变，该反应达到平衡状态，正确；C、D项，t1时均未达平衡状态，错误。]3．下列措施会使平衡向左移动的是()A．恒温时，增大平衡体系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的压强B．恒压下，降低平衡体系H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH0的温度C．向FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入少量固体KClD．恒温恒压下向平衡体系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)中充入氦气2[答案]D4．利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。反应一：Ni(粗，s)＋4CO(g)50～80℃Ni(CO)4(g)ΔH＜0反应二：Ni(CO)4(g)180～200℃Ni(纯，s)＋4CO(g)ΔH＞0下列说法错误的是()A．对于反应一，适当增大压强，有利于Ni(CO)4的生成B．提纯过程中，CO气体可循环使用C．升高温度，反应一的反应速率减小，反应二的反应速率增大D．对于反应二，在180～200℃，温度越高，Ni(CO)4(g)的转化率越高C[反应一的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡右移，有利于Ni(CO)4的生成，A正确；反应一以CO为原料，反应二产生CO，故其可以循环使用，B正确；升高温度，反应一和反应二的反应速率都增大，C不正确；反应二的正反应是吸热反应，在180～200℃，温度越高，反应进行程度越大，Ni(CO)4(g)的转化率越高，D正确。]5．(2019·湖南长沙一模)一定条件下，在体积为2L的密闭容器中，3molX和3molY发生反应：3X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH0，经60s达到平衡，生成0.4molZ。下列说法正确的是()A．60s内平均反应速率v(X)＝0.05mol/(L·s)B．其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小C．其他条件不变，若初始投入2molX和2molY，则物质Y的转化率减小D．其他条件不变，将容器体积变为4L，Z的平衡浓度变为原来的一半C[60s内在2L的容器中消耗0.6molX，故v(X)＝0.005mol/(L·s)，A错误；升高温度，正反应速率增大，逆反应速率也增大，B错误；其他条件不变，若初始投入2molX和2molY，相当于减压，平衡逆向移动，则物质Y的转化率减小，C正确；其他条件不变，将容器体积变为4L，相当于减压，平衡逆向移动，Z的平衡浓度小于原来的一半，D错误。]6．(2019·衡水模拟)某温度下，反应2A(g)B(g)ΔH0，在密闭容器中达到平衡，平衡后cc＝a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时cc＝b，下列叙述正确的是()A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则abB．在该温度恒压条件下再充入少量B气体，则a＝bC．若其他条件不变，升高温度，则ab3D．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则abB[A项，充入B气体后平衡时压强变大，正向反应程度变大，cc变小，即ab，错误；B项，在该温度恒压条件下，再充入B气体，新平衡状态与原平衡等效，cc不变，即a＝b，正确；C项，升温，平衡右移，cc变小，即ab，错误；D项，相当于减压，平衡左移，cc变大，即ab，错误。]7．(2019·唐山模拟)在体积为V的密闭容器中发生可逆反应3A(？)＋B(？)2C(g)，下列说法正确的是()A．若A为气态，则混合气体的密度不再变化时反应达到平衡状态B．升高温度，C的体积分数增大，则该反应的正反应为放热反应C．达到平衡后，向容器中加入B，正反应速率一定加快D．达到平衡后，若将容器的容积压缩为原来的一半，C的浓度变为原来的1.8倍，则A一定为非气态D[若A为气态，而B的状态不确定，则反应过程中混合气体的密度可能不发生变化，A项错误；升高温度，C的体积分数增大，说明平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，B项错误；若B为非气态物质，达到平衡后，向容器中加入B，正反应速率不变，C项错误；达到平衡后，若将容器的容积压缩为原来的一半，假设平衡不发生移动，则C的浓度应为原来的2倍，而实际上C的浓度变为原来的1.8倍，说明增大压强，平衡逆向移动，由于增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，则A一定为非气态，D项正确。]8．(2019·重庆七校联考)将H2和CO2按物质的量之比为2∶1通入一密闭容器中，在一定条件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)催化剂CH2===CH2(g)＋4H2O(g)。温度对CO2的平衡转化率和催化剂的催化效率的影响如图所示。下列说法不正确的是()A．M点H2的体积分数为11.1%B．生成乙烯的速率：v(M)v(N)C．250℃左右催化剂的催化效率最高4D．温度越高，CO2的体积分数越高A[M点CO2的平衡转化率为50%，设通入的CO2为amol，则通入的H2为2amol，反应的CO2为0.5amol，反应的H2为1.5amol，生成乙烯0.25amol，生成H2Oamol，故M点H2的体积分数为2a－1.5a2a－1.5a＋a－0.5a＋0.25a＋a×100%≈22.2%，A项错误；M点的温度比N点高，且M点对应温度下催化剂的催化效率最高，故生成乙烯的速率：v(M)v(N)，B项正确；由题给图像可知250℃左右催化剂的催化效率最高，C项正确；由题给图像可知，随着温度升高CO2的平衡转化率降低，即升高温度可使平衡逆向移动，则温度越高，CO2的体积分数越高，D项正确。]9．(2019·沧州模拟)向某密闭容器中加入0.15mol·L－1A、0.05mol·L－1C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图中甲图所示[t0～t1时c(B)未画出，t1时c(B)增大到0.05mol·L－1]。乙图为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。(已知t4时改变的条件为减小压强)(1)B的起始物质的量浓度为________mol·L－1。(2)若t5时改变的条件是升温，此时v(正)v(逆)，若A的物质的量减少0.03mol时，容器与外界的热交换总量为akJ，写出反应的热化学方程式：__________________________________________________________________________________。(3)t3时改变的某一反应条件可能是________(填字母)。a．使用催化剂b．增大压强c．增大反应物浓度(4)在恒温恒压下通入惰性气体，v(正)________v(逆)(填“”“＝”或“”)。[解析]根据题意：A、C的化学计量数之比为0.09∶0.06＝3∶2，再根据改变压强，平衡不移动可知反应为等体反应，所以方程式为3A(g)2C(g)＋B(g)。(1)c(B)＝(0.05－0.03)mol·L－1＝0.02mol·L－1。(2)升温，v(正)v(逆)，反应为吸热反应，故热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g)ΔH＝＋100akJ·mol－1。(3)t3时，改变条件，v(正)＝v(逆)且增大，又因反应为等体反应，故条件为增大压强或使用催化剂。(4)恒温恒压下通入惰性气体，相当于减压，等体反应平衡不移动，v(正)＝v(逆)。[答案](1)0.025(2)3A(g)2C(g)＋B(g)ΔH＝＋100akJ·mol－1(3)ab(4)＝10．(2019·绵阳模拟)(1)已知：①CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)ΔH1＝－41.2kJ·mol－1②COS(g)＋H2O(g)H2S(g)＋CO2(g)ΔH2＝－35.5kJ·mol－1则氢气脱除COS生成CO和H2S的热化学方程式为_______________________________________________________________。(2)利用反应②可在高温下脱除COS，在t℃下，向容积固定的密闭容器中充入5molH2O(g)和5molCOS(g)，测得混合气体中H2S体积分数(φ)与时间(t)的关系如图所示。①下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是________(填标号)。A．v消耗(H2O)＝v生成(CO2)B．nn2不变C．压强保持不变D．混合气体的密度保持不变②该条件下COS的平衡转化率为________，t℃时该反应的平衡常数K＝________。(3)将含COS和H2O的某工业气体按一定流速通过以Al2O3为载体的催化剂，在不同温度下测得COS水解转化率如图所示。①当温度升高到一定值后，发现一定时间内COS水解转化率降低，可能的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。②在催化剂不变时，为提高COS的水解转化率可采取的措施有________、________。[解析](1)根据盖斯定律，由②－①，可得：H2(g)＋COS(s)CO(g)＋H2S(g)ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－35.5kJ·mol－1－(－41.2kJ·mol－1)＝＋5.7kJ·mol－1。(2)①A项，v消耗(H2O)、v生成(CO2)均表示正反应速率，两者相等不能说明反应达到平衡状态，错误；B项，6nn2不变，则c(COS)、c(H2S)不变，可以说明反应达到平衡状态，正确；C项，该反应在反应前后气体分子数不变，因此压强始终不变，不能说明反应达到平衡状态，错误；D项，反应体系全为气体，气体质量不变，容器体积不变，因此气体密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，错误。②设COS转化的物质的量为amol，则平衡时H2S为amol，混合气体中H2S的体积分数即为其物质的量分数，则a5＋5×100%＝40%，解得a＝4，故COS的平衡转化率为4mol5mol×100%＝80%。达平衡时COS、H2O的物质的量均为1mol，H2S、CO2的物质的量均为4mol，设容器体积为VL，t℃时该反应的平衡常数K＝4molVL×4molVL1molVL×1molVL＝16。(3)①COS的水解反应为放热反应，当温度升高到一定值后，继续升温，催化剂活性降低且平衡向逆反应方向移动，因此COS的水解转化率降低。②根据图示可知，为提高COS的水解转化率，可以采取的措施有控制温度在200℃，也可根据化学平衡移动原理，增大水蒸气浓度[或增大n2n]，来提高COS的水解转化率。[答案](1)H2(g)＋COS(g)CO(g)＋H2S(g)ΔH＝＋5.7kJ·mol－1(2)①B②80%16(3)①继续升温，催化剂活性降低且平衡向逆反应方向移动②控制温度在200℃增大水蒸气浓度[或增大n2n]11．向Ⅰ、Ⅱ两个体积相同的恒容密闭容器中各充入2molNO2气体，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－56.9kJ·mol－