高考化学(二十四)化学平衡状态 化学平衡移动高三全册化学试题

目夺市安危阳光实验学校课时跟踪检测(二十四) 化学平衡状态化学平衡移动
1．(2016·德阳模拟)下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．溴水中有平衡：Br2＋H2O HBr＋HBrO加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅
B．合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取相对较低温度的措施C．高压比常压有利于合成SO3的反应
D．对CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深解析：选D 溴水中有平衡：Br2＋H2O HBr＋HBrO加入AgNO3溶液后，生成AgBr沉淀，溴离子浓度降低，平衡向右移动，溴的浓度降低，溶液颜色变浅，可以用勒夏特列原理解释，故A不符合题意；对N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，正反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，有利于氨的产率提高，可以用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；对2SO2＋O 22SO3，正反应方向是体积减小的方向，加压，平衡正向移动，有利于合成SO3，可以用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；对CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)平衡体系增大压强，平衡不移动，二氧化氮的浓度增大，颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，故D符合题意。

2．炼铁高炉中冶炼铁的反应为Fe2O3(s)＋3CO(g)高温2Fe(s)＋
3CO2(g)，下列说法正确的是( )
A．升高温度，反应速率减慢
B．当反应达到化学平衡时，v(正)＝v(逆)＝0
C．提高炼铁高炉的高度可减少尾气中CO的浓度
D．某温度下达到平衡时，CO的体积分数基本不变
解析：选D A项，升高温度，反应速率加快，错误；B项，当反应达到化学平衡时，是动态平衡，v(正)＝v(逆)≠0，错误；C项，提高炼铁高炉的高度不能减少尾气中CO的浓度，错误；D项，某温度下达到平衡时，各物质浓度不变，CO的体积分数基本不变，正确。

3．一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应m A(g)＋
n B(g)p C(g)＋q D(g)，当m、n、p、q为任意正整数时，下列状态：①体系的压强不再发生变化，②体系的密度不再发生变化，③各组分的物质的量浓度不再改变，④各组分的质量分数不再改变，⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，其中，能说明反应已达到平衡的是( )
A．只有③④B．②③④
C．①②③④ D．①②③④⑤
解析：选A ①当m＋n＝p＋q时，反应过程中，体系的压强始终保持不变，即不能用压强是否变化判断反应是否达到平衡；②容器体积不变，气体的总质量不变化，即反应过程中，气体的密度始终不变，故不能用密度是否变化判断反应是否达到平衡；③各组分浓度不变，即各组分含量不变，由此可以判断反
应达到平衡；④质量分数不变，即含量不变，可以判断反应达到平衡；⑤反应的速率数值与化学计量数成正比，与是否达到平衡无关。

4．(2016·广州模拟)在1 L 定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N 2＋3H 2
2NH 3已达到平衡状态的是( ) A ．c (N 2)∶c (H 2)∶c (NH 3)＝1∶3∶2
B ．一个N≡N 断裂的同时，有3个H —H 生成
C ．其他条件不变时，混合气体的密度不再改变
D ．v 正(N 2)＝2v 逆(NH 3)
解析：选B c (N 2)∶c (H 2)∶c (NH 3)＝1∶3∶2等于化学方程式的计量数之比，但不能说明各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，故A 错误；一个N≡N 断裂的同时，有3个H —H 生成，能说明正逆反应速率是相等的，达到了平衡，
故B 正确；混合气体的密度ρ＝m
V
，质量在反应前后是守恒的，体积不变，密
度始终不变，所以密度不变的状态不一定是平衡状态，故C 错误；v 正(N 2)＝2v
逆
(NH 3)时，正逆反应速率不相等，未达到平衡，故D 错误。

5．在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋CO(g)
1
2
N 2(g)＋CO 2(g) ΔH ＝ －373.2 kJ·mol －1
，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO 的转化率，采取的正确措施是( )
A ．加催化剂同时升高温度
B ．加催化剂同时增大压强
C ．升高温度同时充入N 2
D ．降低温度同时增大压强
解析：选B 提高反应速率的一般做法有：①升高温度，②增大反应物浓度，③对有气体参加的反应增大压强，④加入催化剂。

要提高NO 的转化率，即让平衡向正反应方向移动，可采用的做法有：①降低温度，②增大压强，③增大CO 的浓度等。

综合以上的分析，B 正确。

6．在恒容密闭容器中通入A 、B 两种气体，在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)
2C(g) ΔH >0。

达到平衡
后，改变一
个条件(x )，下列量(y )一定符合图中曲线的是( )
选项 x
y
A 通入A 气体
B 的转化率 B 加入催化剂 A 的体积分数
C 增大压强 混合气体的总物质的量 D
升高温度
混合气体的总物质的量
解析：选A A 项，当通入A 气体时，平衡向正反应方向移动，B 的转化率增大，正确；B 项，加入催化剂只能改变反应速率，平衡不移动，A 的体积分数不变，错误；C 项，增大压强，平衡向正反应方向移动，混合气体的总物质的
量减小，错误；D 项，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移
动，混合气体的总物质的量减小，错误。

7．(2016·绵阳一诊)一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中的硫的回收：SO 2(g)＋2CO(g)
2CO 2(g)＋S(l) ΔH <0。

一定温度下，在容积为2 L
的恒容密闭容器中1 mol SO2和n mol CO发生反应，5 min后达到平衡，生成2a mol CO2。

下列说法正确的是( )
A．反应前2 min的平均速率v(SO2)＝0.1a mol·L－1·min－1
B．当混合气体的物质的量不再改变时，反应达到平衡状态
C．平衡后保持其他条件不变，从容器中分离出部分硫，平衡向正反应方向移动
D．平衡后保持其他条件不变，升高温度和加入催化剂，SO2的转化率均增大
解析：选B 根据方程式可知，生成2a mol CO2的同时，消耗a mol SO2，其浓度是0.5a mol·L－1，所以反应前5 min的平均速率v(SO2)＝0.5a mol·L －1÷5 min＝0.1a mol·L－1·min－1，故前2 min的平均速率大于0.1a mol·L－1·min－1，A不正确；根据方程式可知，该反应是反应前后气体的物质的量减小的可逆反应，因此当混合气体的物质的量不再改变时，可以说明反应达到平衡状态，B正确；S是液体，改变液体的质量，平衡不移动，C不正确；该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，催化剂不能改变平衡状态，转化率不变，D不正确。

8．将NO2装入带有活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，改变某个条件，下列叙述正确的是( )
A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应
B．慢慢压缩气体体积，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅
C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍
D ．恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅
解析：选C 升高温度，气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，A错误；首先假设平衡不移动，压缩体积，气体颜色加深，但平衡向正反应方向移动，使混合气体的颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，B错误；同理C项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，则压强变为原来的两倍，但平衡向正反应方向移动，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；体积不变，反应物及生成物浓度不变，所以正、逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色无变化，D错误。

9．在一密闭容器中，反应a A(g)b B(g)＋c C(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终测得A的物质的量的浓度变为原来的50%，则( )
A．平衡向正反应方向移动
B．a>b＋c
C．物质B的质量分数增大
D．以上判断都错误
解析：选D 反应达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终
测得A 的物质的量的浓度变为原来的一半，说明减小压强，平衡没有发生移动，即a ＝b ＋c ，由于平衡不发生移动，故物质B 的质量分数不变，D 项符合题意。

10．(2015·江苏高考改编)在体积均为 1.0 L 的两恒容
密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO 2和0.2 mol CO 2，在不同温度下反应CO 2(g)＋
C(s)
2CO(g)达到平衡，平衡时CO 2的物质的量浓度c (CO 2)随温度的变化如
右图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 点均处于曲线上)。

下列说法正确的是( )
A ．反应CO 2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS >0、ΔH <0
B ．体系的总压强p 总：p 总(状态Ⅱ)>2p 总(状态Ⅰ)
C ．体系中c (CO)：c (CO ，状态Ⅱ)>2c (CO ，状态Ⅲ)
D ．逆反应速率v 逆：v 逆(状态Ⅰ)>v 逆(状态Ⅲ)
解析：选B A 选项，由图像知，温度越高，二氧化碳的量越少，所以该反
应的正反应为吸热反应，即ΔH ＞0，所以错误。

B 选项，设状态Ⅰ和状态Ⅱ时
二氧化碳的物质的量浓度为x ，则状态Ⅰ时容器内一氧化碳气体的物质的量为
2(1－x )，即此时该容器中气体的物质的量之和为x ＋2(1－x )＝2－x ；状态Ⅱ
时容器内一氧化碳的物质的量为2(2－x )，即此时该容器中气体的物质的量为x
＋2(2－x )＝4－x ＝2(2－x
2)，因此p 总(状态Ⅱ)＞2p 总(状态Ⅰ)，所以正确。

C
选项，状态Ⅱ相当于状态Ⅲ体积缩小一半后的状态，如果体积缩小一半，平衡
不移动，则c (CO ，状态Ⅱ)＝2c (CO ，状态Ⅲ)，但体积压缩的过程中，平衡向左移动，因此c (CO ，状态Ⅱ)＜2c (CO ，状态Ⅲ)，所以错误。

D 选项，状态Ⅲ的温度比状态Ⅰ的温度高，温度高反应速率快，因此v 逆(状态Ⅰ)＜v 逆(状态Ⅲ)，
所以错误。

11．(2016·淄博二模)将0.40 mol N 2O 4气体充入2 L 固定容积的密闭容器中发生如下反应：N 2O 4(g)
2NO 2(g) ΔH 。

在T 1 ℃和T 2 ℃时，测得NO 2的物
质的量随时间变化如图所示：
(1)T 1 ℃时，40 s ～80 s 内用N 2O 4表示该反应的平均反应速率为________ mol·L －1
·s －1。

(2)ΔH ________0(填“>”“<”或“＝”)。

(3)改变条件重新达到平衡时，要使c NO 2
c N 2O 4
的比值变小，可采取的措施有
________(填字母)。

a ．增大N 2O 4的起始浓度
b ．升高温度
c ．向混合气体中通入NO 2
d ．使用高效催化剂
解析：(1)T 1 ℃时，40 s ～80 s 内二氧化氮的物质的量从0.40 mol 变为0.60 mol ，则用二氧化氮表示该时间段的平均反应速率为v (NO 2)＝
0.60 mol －0.40 mol
2 L 80 s －40 s ＝0.002 5 mol·L －1·s －1
，化学反应速率与化学计量数成
正比，则v (N 2O 4)＝12
v (NO 2)＝0.001 25 mol·L －1·s －1
；
(2)根据图像曲线变化可知，T 1 ℃时反应速率大于T 2 ℃，则温度大小为
T 1 ℃>T 2 ℃，而在T 2 ℃达到平衡时二氧化氮的物质的量小于T 1 ℃，说明升高
温度，平衡向着正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH >0；
(3)a.增大N 2O 4的起始浓度，相当于增大了压强，平衡向着逆向移动，则
c NO 2
c N 2O 4
的比值变小，故a 正确；
b ．该反应为吸热反应，升高温度，平衡向着正向移动，则二氧化氮浓度增大、四氧化二氮浓度减小，故该比值增大，故b 错误；
c ．向混合气体中通入NO 2，相当于增大了压强，平衡向着逆向移动，二氧化氮浓度减小、四氧化二氮浓度增大，该比值减小，故c 正确；
d ．使用高效催化剂，对化学平衡不影响，则该比值不变，故d 错误。

答案：(1)0.001 25 (2)> (3)ac
12．(2015·山东高考·节选)合金贮氢材料具有优异的吸
放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。

(1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如
图所示，纵轴为平衡时氢气的压强(p )，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。

在OA 段，氢溶解于M 中形成固溶体MH x ，随着氢气压强的增大，H/M 逐渐增大；在AB 段，MH x 与氢气发生氢化反应生成氢化物MH y ，氢化反应方程式为
z MH x (s)＋H 2(g)z MH y (s) ΔH 1(Ⅰ)；在B 点，氢化反应结束，进一步增大氢气
压强，H/M 几乎不变。

反应(Ⅰ)中z ＝________(用含x 和y 的代数式表示)。

温
度为T 1时，2 g 某合金4 min 内吸收氢气240 mL ，吸氢速率v ＝________mL·g
－1
·min －1。

反应(Ⅰ)的焓变ΔH 1________ 0(填“＞”“＝”或“＜”)。

(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量
的比例，则温度为T 1、T 2时，η(T 1)______η(T 2)(填“＞”“＝”或“＜”)。

当反应(Ⅰ)处于图中a 点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b ”“c ”或“d ”)，该贮氢合金可通过________或________的方式释放氢气。

解析：(1)在反应(Ⅰ)中，z MH x (s)＋H 2(g)
z MH y (s)，由方程式两边氢原
子个数守恒得zx ＋2＝zy ，z ＝2
y －x ；温度为T 1时，2 g 某合金4 min 内吸收氢
气240 mL ，吸氢速率v ＝240 mL 2 g×4 min ＝30 mL·g －1·min －1。

因为T 1＜T 2，温度
升高，H 2的压强增大，由平衡移动原理知，平衡向吸热方向移动，反应(Ⅰ)的逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，所以ΔH 1＜0。

(2)结合图像分析知，随着温度升高，反应(Ⅰ)向左移动，H2压强增大，故η随着温度升高而降低，所以η(T1)＞η(T2)；当反应处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量H2，H2压强增大，H/M逐渐增大，由图像可知，气体压强在B点以前是不改变的，故反应(Ⅰ)可能处于图中的c点；该贮氢合金要释放氢气，应该使反应(Ⅰ)左移，根据平衡移动原理，可以通过升高温度或减小压强的方式使反应向左移动。

答案：(1)2
y－x
30 ＜(2)＞c加热减压
13．(2015·北京高考)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。

以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。

其反应过程如下图所示：
(1)反应Ⅰ的化学方程式是
___________________________________________________。

(2)反应Ⅰ得到的产物用I2进行分离。

该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层——含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。

①根据上述事实，下列说法正确的是______(选填序号)。

a．两层溶液的密度存在差异
b．加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶
c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶
②辨别两层溶液的方法是
___________________________________________________。

③经检测，H2SO4层中c(H＋)∶c(SO2－4)＝2.06∶1，其比值大于2的原因是__________。

(3)反应Ⅱ：
2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝＋550 kJ·mol－1
它由两步反应组成：
ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g)
ΔH＝＋177 kJ·mol－1；
ⅱ.SO3(g)分解。

L(L1，L2)，X可分别代表压强或温度。

右图表示L一定时，ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是________。

②判断L1、L2的大小关系，并简述理由___________________
_____________________________________________________。

解析：(1)由图知反应Ⅰ中的反应物为SO2、H2O、I2，生成物为H2SO4、HI，故反应的化学方程式为SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI。

(2)①H2SO4和HI溶液是互溶的，加入I2后溶液才分成两层，H2SO4层含I2
量低，HI层含I2量高，则I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶；溶液能分为两层，则两层溶液的密度一定不同，故a、c正确。

②I2在两层溶液中的溶解能力差别较大，故可直接用观察颜色的方法来进行辨别，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层。

③H2SO4层中含有少量的HI，HI===H＋＋I－，使H2SO4层中c(H＋)大于2c(SO2－4)。

(3)已知：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝＋550 kJ·mol－1，H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g)
ΔH＝＋177 kJ·mol－1。

根据盖斯定律可得：2SO3(g)===2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋196 kJ·mol－1。

图像中SO3的平衡转化率随X的增大而减小，则X应为压强，则L代表温度；该反应为吸热反应，依据勒夏特列原理知当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大，因此L1＜L2。

答案：(1)SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI
(2)①a、c
②观察颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层
③H2SO4层中含有少量HI
(3)①压强②L1＜L2；SO3(g)分解的热化学方程式：2SO3(g)===2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋196 kJ·mol－1，当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大。