2019年高考化學(xué) 備考百強(qiáng)校大題狂練系列 專題30 化學(xué)平衡的建立與移動(dòng).doc
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專題30 化學(xué)平衡的建立與移動(dòng) （滿分60分 時(shí)間30分鐘） 姓名：_______________ 班級：_______________ 得分：_______________ 1．利用氫氣對廢氣進(jìn)行脫碳處理可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用，對于減少霧霾也具有重要意義。 （1）汽車尾氣的主要污染物為NO，用H2催化還原NO可以達(dá)到消除污染的目的。 已知：2NO(g) N2(g)＋O2(g) ΔH=－180.5 kJmol－1 2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH=＋571.6 kJmol－1 寫出H2(g)與NO(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式是______________。 （2）某研究小組模擬研究如下：向2 L恒容密閉容器中充入2 mol NO發(fā)生反應(yīng)2NO(g) N2(g)＋O2(g)，在不同的溫度下，反應(yīng)過程中物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖所示： ①T2下，在0～5 min內(nèi)，v(O2)=______________molL－1min－1；該溫度下反應(yīng)N2(g)＋O2(g) 2NO(g)的平衡常數(shù)K=______________。 ②該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量______________進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量(填“＞”、“＜”或“=”)。 M點(diǎn)時(shí)再加入一定量NO，平衡后NO的轉(zhuǎn)化率______________(填“變大”、“變小”或“不變”)。 ③反應(yīng)開始至達(dá)到平衡的過程中，容器中下列各項(xiàng)發(fā)生變化的是______________(填序號)。 a．混合氣體的密度 b．逆反應(yīng)速率 c．單位時(shí)間內(nèi)，N2和NO的消耗量之比 d．氣體的平均相對分子質(zhì)量 （3）氫氣作為一種理想燃料，但不利于貯存和運(yùn)輸。利用氫能需要選擇合適的儲(chǔ)氫材料，鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣形成氫化物：LaNi5(s)＋3H2(g) LaNi5H6(s) ΔH＜0，欲使LaNi5H6(s)釋放出氣態(tài)氫，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，可改變的條件是______________(填字母編號)。 A．增加LaNi5H6(s)的量 B．升高溫度 C．使用催化劑 D．減小壓強(qiáng) 【答案】2H2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH=－752.1 kJmol－1 6.2510－2 或 0.44 < 不變 bc BD 【解析】 試題分析：本題主要考查熱化學(xué)方程式的書寫，化學(xué)平衡圖像的分析，化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì) ②反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)轉(zhuǎn)化NO物質(zhì)的量小于反應(yīng)進(jìn)行到W點(diǎn)轉(zhuǎn)化NO物質(zhì)的量，反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量。M點(diǎn)時(shí)再加入一定量NO，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，加入NO相當(dāng)于增大壓強(qiáng)（增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)），平衡后NO的轉(zhuǎn)化率不變。 ③a，該反應(yīng)中所有物質(zhì)都呈氣態(tài)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，氣體的總質(zhì)量始終不變，容器容積不變，混合氣體的密度始終不變；b，反應(yīng)開始逆反應(yīng)速率為0，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡過程中逆反應(yīng)速率增大，達(dá)平衡時(shí)逆反應(yīng)速率不變；c，單位時(shí)間內(nèi)N2的消耗量表示逆反應(yīng)速率，單位時(shí)間內(nèi)NO的消耗量表示正反應(yīng)速率，從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡的過程中，逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，單位時(shí)間內(nèi)N2和NO的消耗量之比增大；d，該反應(yīng)中所有物質(zhì)都呈氣態(tài)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，氣體的總質(zhì)量始終不變，該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，氣體分子物質(zhì)的量始終不變，氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變；從開始至達(dá)到平衡的過程，發(fā)生變化的是bc，答案選bc。 2．氮元素可形成多種化合物，在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要價(jià)值。 請回答下列問題： （1）一定溫度下，將一定量的N2和H2充入固定體積的密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)， ①下列描述能說明該可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的有___________ A．容器內(nèi)氣體的密度不變 B．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2 C．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變 D．3v正(H2) =2v逆(NH3) E. 容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 F. 相同時(shí)間內(nèi)有3molH-H鍵斷裂，有6mol N-H鍵形成 ②恒溫恒壓條件下，為提高合成氨反應(yīng)中N2和H2的利用率，可采用的方法________________（一種即可）。 （2）一定溫度下，2L密閉容器中充入0.40 mol N2O4，發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)，一段時(shí)間后達(dá)到平衡，測得數(shù)據(jù)如下： 時(shí)間／s 20 40 60 80 100 c(NO2)/(mol/L) 0.12 0.20 0.26 0.30 0.30 ①20s內(nèi)，v(NO2)=___________，該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值為_________。 ②升高溫度時(shí)，氣體顏色加深，則正反應(yīng)是_________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。 ③相同溫度下，若開始向該容器中充入0.40 mol NO2，則達(dá)到平衡后: c(NO2)_____0.15 molL-1(填“>”、 “=”或“<”) 【答案】CE 及時(shí)將NH3冷卻液化分離出去，及時(shí)將氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行循環(huán)利用 0.006 molL-1s-1 1.8 吸熱 ＞ 【解析】 【詳解】 （1）①A.反應(yīng)體系內(nèi)混合氣體質(zhì)量，容器容積為定值，故混合氣體的密度不變，所以混合氣體的密度始終保持不變，不能根據(jù)混合氣體的密度判斷反應(yīng)達(dá)到平衡，故不能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤； B.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2，無法判斷各組分的濃度是否繼續(xù)變化，則無法判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤； ②恒溫恒壓條件下，為提高合成氨反應(yīng)中N2和H2的利用率，可采用的方法及時(shí)將NH3冷卻液化分離出去，及時(shí)將氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行循環(huán)利用， 故答案為：及時(shí)將NH3冷卻液化分離出去，及時(shí)將氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行循環(huán)利用； （2）①20s時(shí)NO2的濃度為0.12mol/L，則20s內(nèi)用二氧化氮表示的平均反應(yīng)速率 v（NO2）=0.12mol/L/20s=0.006mol?L-1?s-1，故答案為：0.006； 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，80s后二氧化氮的濃度不再變化，則80s開始已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，初始時(shí)N2O4的濃度為：c（N2O4）=0.40mol/2L=0.20mol/L， N2O4（g）?2NO2（g） 開始 0.20mol/L 0 轉(zhuǎn)化 0.15mol/L 0.30mol/L 平衡 0.05mol/L 0.30mol/L 該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K=c2（NO2）/c（N2O4）=0.302/0.05=1.8 故答案為：1.8； ②升高溫度時(shí)，氣體顏色加深，說明升溫后平衡向著正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)， 故答案為：吸熱； 【點(diǎn)睛】本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，化學(xué)平衡移動(dòng)的相關(guān)計(jì)算，明確三段式在化學(xué)平衡計(jì)算中的應(yīng)用方法為解題關(guān)鍵。本題的易錯(cuò)點(diǎn)為（3）③，要注意充入的N2O4為原來的一半，相當(dāng)于減壓，會(huì)導(dǎo)致平衡的移動(dòng)。 3．防治霧霾天氣的主要措施有機(jī)動(dòng)車臨時(shí)交通管制、工礦企業(yè)停業(yè)限產(chǎn)、揚(yáng)塵污染控制等。 （1）PM2.5是環(huán)保部門監(jiān)測空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)。將某PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣，測得試樣中無機(jī)離子(OH－忽略不計(jì))的種類和平均濃度如下表： 離子種類 Na＋ NH4+ SO42- NO3- 濃度(mol/L) 2.010－6 2.810－5 3.510－5 6.010－5 則試樣的pH為________________________。 （2）一定條件下，以CO和H2合成清潔能源CH3OH，其熱化學(xué)方程式為CO(g)＋2H2(g) ?CH3OH(g) ΔH，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示： ①該可逆反應(yīng)的ΔH__________0(填“>”“<”或“＝”)。A、B、C三點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系是______________。壓強(qiáng)：p1__________p2(填“>”“<”或“＝”)。在T1條件下，由D點(diǎn)到B點(diǎn)過程中，正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系：v(正)___________v (逆)(填“>”“<”或“＝”)。 ②若在恒溫恒容條件下進(jìn)行上述反應(yīng)，能表示該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________ (填字母)。 A．CO的體積分?jǐn)?shù)保持不變 B．容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變 C．容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變 D．單位時(shí)間內(nèi)消耗CO的濃度等于生成CH3OH的濃度 ③向恒壓密閉容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在p2、T2條件下達(dá)到平衡狀態(tài)C點(diǎn)，此時(shí)容器容積為2 L，則在該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K為_________________________。 【答案】4 < KA＝KB>KC < > AC 1 （L/mol）2 【解析】 反應(yīng)過程中密度是恒量，容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變，不一定平衡，故不選B；根據(jù) ，反應(yīng)過程中，氣體物質(zhì)的量是變量，所以平均摩爾質(zhì)量是變量，容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變，一定平衡，故選C；單位時(shí)間內(nèi)消耗CO的濃度等于生成CH3OH的濃度，都是正反應(yīng)速率，不一定平衡，故不選D。③在p2、T2條件下達(dá)到平衡狀態(tài)C點(diǎn)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為0.5， CO(g)＋2H2(g) ?CH3OH(g) 開始 2mol 4mol 0 轉(zhuǎn)化 1mol 2mol 1mol 平衡 1mol 2mol 1mol 1 （L/mol）2。 4．硫酸是重要的化工原料，生產(chǎn)過程中SO2催化氧化生成SO3的化學(xué)反應(yīng)為：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。 （1）實(shí)驗(yàn)測得SO2反應(yīng)生成SO3的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)有關(guān)，請根據(jù)下表信息，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，選擇最合適的生產(chǎn)條件是________。 壓強(qiáng) SO2轉(zhuǎn)化率 溫度 1個(gè)大氣壓 5個(gè)大氣壓 10個(gè)大氣壓 15個(gè)大氣壓 400℃ 0.9961 0.9972 0.9984 0.9988 500℃ 0.9675 0.9767 0.9852 0.9894 600℃ 0.8520 0.8897 0.9276 0.9468 （2）反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達(dá)到平衡后，改變下列條件，能使SO2(g)平衡濃度比原來減小的是________（填字母）。 A．保持溫度和容器體積不變，充入1molO2(g) B．保持溫度和容器體積不變，充入2mol SO3(g) C．降低溫度 D．在其他條件不變時(shí)，減小容器的容積 （3）某溫度下， SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如下圖所示。 2.0 molSO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10 MPa。平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K(A)_____K(B)（填“>”、“<”或“=”）, B點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)是______。 （4）在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.20mol SO2和0.10molO2, t1時(shí)刻達(dá)到平衡，測得容器中含SO30.18mol。 ① tl 時(shí)刻達(dá)到平衡后，改變一個(gè)條件使化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生如下圖所示的變化，則改變的條件是________。 A．體積不變，向容器中通入少量O2 B．體積不變，向容器中通入少量SO2 C．縮小容器體積 D．升高溫度 E．體積不變，向容器中通入少量氮?dú)? ② 若繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10molO2，則平衡________移動(dòng)（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”) ，再次達(dá)到平衡后，n(SO3)的取值范圍是_____________。 【答案】400℃和1個(gè)大氣壓 AC ＝ 800 C 向正反應(yīng)方向 0.36mol下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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