作業26化學平衡狀態1234567891011121314A組基礎達標1.(2024·浙江杭州高三一模)已知NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)在低溫時分兩步完成:NO2(g)+NO2(g)NO3(g)+NO(g)(慢反應)、NO3(g)+CO(g)

NO2(g)+CO2(g)(快反應),依據該過程,下列說法錯誤的是(

)A.反應相同時間,快反應的平均速率不一定比慢反應大B.提高CO的濃度,化學反應速率將顯著增大C.該反應只有NO3是中間產物D.達到平衡時,通入少量NO2,再次達到平衡時NO2的轉化率降低B1234567891011121314解析

由v=可知,反應相同時間,快反應與慢反應濃度的變化量可能相等,故快反應的平均速率不一定比慢反應大,A正確;化學反應速率主要由慢反應決定,提高CO的濃度,主要增大的是快反應的速率,因此化學反應速率不會顯著增大,B錯誤;由總反應NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g),結合慢反應和快反應可知,該反應只有NO3是中間產物,C正確;達到平衡時,通入少量NO2,平衡正向移動,但再次達到平衡時NO2的轉化率降低,D正確。12345678910111213142.T

℃,反應CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),在密閉容器中達到平衡時的體積為100mL。CaO(s)密度為3.35g·cm-3、CaCO3(s)密度為2.93g·cm-3。下列有關說法正確的是(

)A.固體中氧原子數不變,說明達到平衡狀態B.恒溫、恒壓,充入CO2,平衡常數增大C.恒溫,壓縮容器容積,平衡后,反應速率加快D.恒溫、恒壓,體系中通入一定量N2,平衡正向移動,建立新的平衡狀態A1234567891011121314解析

固體中氧原子數不變,說明達到平衡狀態,A正確;溫度不變,K不變,B錯誤;恒溫,壓縮容器容積,容器內壓強增大,平衡逆向移動,由于溫度不變,平衡常數不變,則新的平衡和舊的平衡中,c(CO2)相同,則反應速率也相同,C錯誤;恒溫、恒壓,體系中通入一定量N2,相當于減小壓強,平衡正向移動,由于溫度不變,平衡常數不變,c(CO2)不變,則新的平衡和舊的平衡等同,D錯誤。12345678910111213143.(2023·浙江桐鄉第一中學檢測)對于可逆反應2NO2(g)N2O4(g),下列說法錯誤的是(

)A.當2v正(N2O4)=v逆(NO2)時,該反應達到平衡狀態B.該反應在一定條件下能自發進行,則ΔH<0C.恒溫、恒容條件下,若混合氣體的顏色保持不變,則該反應達到平衡狀態D.恒溫、恒容條件下,達平衡狀態后,再充入一定量的NO2,NO2轉化率將減小D1234567891011121314解析

反應達到平衡狀態,正、逆反應速率比等于化學計量數比,所以A正確;2NO2(g)N2O4(g)

ΔS<0,該反應在一定條件下能自發進行,說明在一定條件下ΔH-TΔS<0,則ΔH<0,故B正確;恒溫、恒容條件下,若混合氣體的顏色保持不變,說明NO2濃度不變,則該反應達到平衡狀態,故C正確;2NO2(g)

N2O4(g)正反應氣體體積減小,恒溫、恒容條件下,達平衡狀態后,再充入一定量的NO2,相當于加壓,NO2轉化率將增大,故D錯誤。12345678910111213144.(2023·浙江湖州二中段考)已知熱化學方程式:aX(g)+3Y(s)bZ(g)

ΔH<0。現在容積為2L的密閉容器中加入0.9molX和1molY,當Y的物質的量減少0.75mol時,達到平衡狀態,此時X、Z的濃度分別是0.2mol·L-1和0.5mol·L-1,該溫度下的平衡常數為(

)A123456789101112131412345678910111213145.丙烯酸是非常重要的化工原料之一,可用甘油催化轉化如下:甘油(C3H8O3)→丙烯醛(C3H4O)→丙烯酸(C3H4O2)。甘油常壓沸點為290℃,工業生產選擇反應溫度為300℃常壓下進行。下列說法不正確的是(

)A.當H2O的體積分數保持不變,說明反應達到平衡狀態B.固體催化劑一定時,增加其表面積可提高化學反應速率,增大甘油的平衡轉化率1234567891011121314C.丙烯醛有毒,為了工業生產安全可選擇能大幅降低

幾乎無影響的催化劑D.若改變條件增大反應Ⅱ的平衡常數,反應Ⅱ一定向正反應方向移動,且平衡移動過程中逆反應速率持續增大答案

B1234567891011121314解析

恒溫恒壓下,H2O的體積分數保持不變,則H2O的濃度不再變化,說明反應達到平衡狀態,A正確;增加催化劑表面積不能改變平衡轉化率,B錯誤;活化能越小反應速率越快,丙烯醛有毒,為了安全應減慢反應Ⅰ的反應速率加快反應Ⅱ的反應速率,則選擇能大幅降低

幾乎無影響的催化劑,C正確;反應Ⅱ是吸熱反應,若反應Ⅱ的平衡常數增大,則為升高溫度,反應Ⅱ一定向正反應方向移動,平衡移動過程中逆反應速率持續增大,D正確。12345678910111213146.T

℃時,將足量某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容密閉容器中發生反應:2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g),該反應達到平衡時體系中氣體的總濃度為c0mol·L-1。下列說法正確的是(

)A.當混合氣體中CO2的體積分數不變時,說明該反應達到平衡B.向平衡體系中加入適量MHCO3(s),c(CO2)增大C.向平衡體系中充入適量CO2,逆反應速率增大D.T

℃時,該反應的化學平衡常數為C1234567891011121314解析

反應中H2O和CO2按照1∶1產生,則反應中CO2的體積分數一直為50%,CO2體積分數不變無法判斷達到化學平衡,A項錯誤;加入固體不改變物質的濃度,平衡不移動,CO2的濃度不發生變化,B項錯誤;充入CO2增加了產物濃度,逆反應速率增大,C項正確;平衡時氣體總濃度為c0

mol·L-1,則12345678910111213147.(2024·浙江大學附屬中學月考)NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)N2O4(g)

ΔH<0。下列分析正確的是(

)A.1mol平衡混合氣體中含1molN原子B.斷裂2molNO2中的共價鍵所需能量小于斷裂1molN2O4中的共價鍵所需能量C.恒溫時,縮小容積,氣體顏色變深,是平衡正向移動導致的D.恒容時,水浴加熱,由于平衡正向移動導致氣體顏色變淺B1234567891011121314解析

1

mol

NO2含有1

mol

N原子,1

mol

N2O4含有2

mol

N原子,現為可逆反應,為NO2和N2O4的混合氣體,1

mol平衡混合氣體中所含N原子大于1

mol,A項錯誤;反應2NO2(g)N2O4(g)為放熱反應,故完全斷開2

mol

NO2分子中的共價鍵所吸收的熱量比完全斷開1

mol

N2O4分子中的共價鍵所吸收的熱量少,B項正確;氣體體積壓縮,也造成N2O4濃度變大,C項錯誤;放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動,顏色加深,D項錯誤。12345678910111213148.溶液中某光學活性鹵化物的消旋反應為XY。某溫度下X和Y的濃度隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.v逆(M)<v正(N)B.L點處X的轉化率為20%C.t=1×104min時,v(X)>v(Y)D.Y溶液含有少量X,經足夠長時間后n(X)=n(Y)C1234567891011121314解析

由圖可知,M、N兩個點都不是平衡點,則v逆(M)<v逆(N)<v正(N),A正確;由圖可知,X的起始濃度為0.1

mol·L-1,L點時X的濃度為0.08

mol·L-1,則轉化的X的濃度為0.02

mol·L-1,X的轉化率為20%,B正確;沒有指明是正反應速率還是逆反應速率,C錯誤;由圖可知,經足夠長時間后,反應達到平衡,兩者的濃度相等,則兩者的物質的量相等,D正確。12345678910111213149.(2023·浙南名校聯盟聯考)某溫度下,恒容密閉容器內加入等物質的量H2和I2發生反應H2(g)+I2(g)2HI(g),v(正)=k正c(H2)·c(I2),k為速率常數。反應一段時間后達到平衡。下列說法中錯誤的是(

)B.加入一定量HI,混合氣體顏色變深C.加入一定量氬氣,容器內壓強增大,反應速率不變D.加入等物質的量的H2和I2,H2轉化率不變A1234567891011121314解析

若

=8.99,則k正(308

K)>k正(298

K),k為速率常數,升高溫度k正本來就要增大,不能判斷該反應是吸熱反應還是放熱反應,故A錯誤;加入一定量HI,平衡逆向移動,I2濃度增大,混合氣體顏色變深,故B正確;加入一定量氬氣,容器內壓強增大,容器容積和各反應物的物質的量不變,濃度也不變,則反應速率不變,故C正確;加入等物質的量的H2和I2等效于增大壓強,該反應是氣體體積不變的反應,增大壓強,H2轉化率不變,故D正確。123456789101112131410.在容積可變的密閉容器中投入0.5molO2和1molSO2,不同條件下發生反應:O2(g)+2SO2(g)2SO3(g)

ΔH。實驗測得平衡時SO2的轉化率[α(SO2)]隨溫度、壓強的變化如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.Y代表壓強,且Y1>Y2;X代表溫度,且ΔH<0B.M點反應物轉化率之比α(O2)∶α(SO2)=1∶1,N點該比例減小C.若M點對應的容器容積為5L,則N點的平衡常數K=20D.M、N兩點對應的平均摩爾質量:MM>MNB1234567891011121314解析

由圖可知,隨著X的增大,SO2的轉化率減小,該反應為氣體體積減小的反應,相同溫度下壓強越大,SO2的轉化率越大,所以Y代表壓強,X代表溫度,且Y1>Y2;相同壓強下溫度越高,SO2的轉化率越小,說明升高溫度平衡逆向移動,正反應為放熱反應,即ΔH<0,A正確;初始投料n(O2)∶n(SO2)=1∶2,根據方程式可知反應過程中O2和SO2按照1∶2反應,所以任意時刻二者的轉化率之比均為1∶1,B錯誤;N點和M點溫度相同,則平衡常數相同,M點容器容積為5

L,SO2的轉化率為50%,則M點容器中c(SO2)=c(SO3)=0.1

mol·L-1,c(O2)=0.05

mol·L-1,根據平衡常數的定義可知,KN=KM==20,C正確;M點比N點壓強大,加壓平衡正向移動,氣體總物質的量減小,氣體總質量不變,平均摩爾質量增大,MM>MN,D正確。1234567891011121314B組綜合提升11.(2023·湖南湖北八市十二校聯考)一種制備藍氫的原理是CH4(g)+CO2(g)

2CO(g)+2H2(g)。向一容積為1L的恒容密閉容器中充入1molCH4(g)和2molCO2(g),在一定條件下發生上述反應,測得H2的物質的量與時間的關系如表所示。下列敘述錯誤的是(

)t/min0510152025n(H2)/mol00.50.750.850.90.9A.0~10min,v(CO2)=0.15mol·L-1·min-1B.CO的體積分數不變時,反應達到平衡狀態C.上述反應中,CH4的轉化率大于CO2的轉化率D.其他條件不變,若加入高效催化劑,則CH4的轉化率達到45%時所用時間小于20minA1234567891011121314123456789101112131412.一定溫度下,向1L密閉容器中充入2molX和1molY,發生反應2X(g)+Y(g)3Z(?)。達到平衡時,容器的壓強從原來的p0變為0.4p0。下列說法錯誤的是(

)A.Z不可能為氣體B.達到平衡時容器內有1.8molZC.壓縮體積,再次達到平衡,X的濃度不變D.Y的體積分數不變說明反應達到平衡狀態D1234567891011121314解析

若Z為氣體,則反應前后氣體的壓強不變,題目中壓強從原來的p0變為0.4p0,故Z不可能為氣體,A正確;根據向1

L密閉容器中充入2

mol

X和1

mol

Y,發生反應2X(g)+Y(g)3Z(?)。達到平衡時,容器的壓強從原來的p0變為0.4p0,則

2X(g)+Y(g)3Z(s/l)開始/mol

2

1

0轉化/mol

2x

x

3x平衡/mol

2-2x

1-x

3x1234567891011121314123456789101112131413.(2023·浙江臺州中學檢測)一定溫度下,在三個容積均為2.0L的恒容密閉容器中僅發生反應:CH3COOH(g)CH3OH(g)+CO(g)

ΔH>0。下列說法正確的是(

)1234567891011121314A.達平衡時,容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強之比為6∶7B.達平衡時,容器Ⅱ中

比容器Ⅰ中的大C.達平衡時,容器Ⅲ與容器Ⅰ中的正反應速率相等D.達平衡時,容器Ⅰ中CH3OH轉化率與容器Ⅲ中CH3COOH轉化率之和大于1答案

B1234567891011121314解析

容器Ⅰ中,依據表中數據,可建立下列三段式:

CH3COOH(g)CH3OH(g)+CO(g)起始濃度/(mol·L-1)

0

0.60

0.60變化濃度/(mol·L-1)

0.40

0.40

0.40平衡濃度/(mol·L-1)

0.40

0.20

0.201234567891011121314設參加反應CO的物質的量濃度為x

mol·L-1,則可建立下列三段式:1234567891011121314溫度相同,容器Ⅲ與容器Ⅰ是等效平衡,但容器Ⅲ溫度低,所以達平衡時,容器Ⅲ比容器Ⅰ中的正反應速率慢,C不正確;