高考化学(第01期)大题狂练系列 专题30 化学平衡的建立与移动(含解析)

专题30 化学平衡的建立与移动
（满分60分时间30分钟）
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1．在一定温度下，向一固定容积
．．．．的密闭容器中加入 1mol A和 2mol B，发生下述反应：A(g)+2B(g) 3C(g)+2D(s)(放热反应)。

达到平衡时生成了1.8 mol C。

（1）在相同条件下，若向该容器中改为加入0.3mol A、0.6 mol B，要使平衡混合气体中C物质的体积分数与原平衡的相同，在D足量时，则还应加入 mol的物质C。

（2）若维持容器的体积和温度不变，反应从逆反应方向开始，按不同的配比作为起始物质，达到平衡时C仍为 1.8 mol 。

则D的起始物质的量n(D)应满足的条件是：
n(D)___________。

当改变温度或压强时，有可能改变物质的聚集状态，对平衡产生重大影响
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。

（3）若升高平衡体系温度，当再次达到平衡后，测得两次平衡条件下混合气体的平均相对分子质量未发生改变，试解释形成这种结果的可能原因是：_____________________；
（4）若将容器改为容积可变
．．．．的容器，在一定温度和常压下，建立上述平衡之后，A的物质的量浓度为a mol/L。

现持续增大压强，当：
①当压强为原来1.5倍时，A的平衡时物质的量浓度为m mol/L，测得m=1.5a；
②当压强为原来10倍时，A的平衡时物质的量浓度为n mol/L，测得n >10 a；
③当压强为原来100倍时，A的平衡时物质的量浓度为p mol/L，测得p<100a。

试解释形成这种结果的可能的原因：
①1.5倍时：；
②10倍时：；
③100倍时：。

【答案】（1）任意；（2）n(D)＞0.8mol。

（3）当升高到一定温度以后，D渐渐转化为气态；
（4）①气体物质两边的化学计量数相等，增大压强不改变平衡状态；
②B渐渐转化为非气态，增大压强平衡向左移动；③C渐渐转化为非气态，增大压强平衡再次向右移动。

【解析】
考点：考查了化学平衡的影响因素、等效平衡的相关知识。

2．（1）下图是某煤化工产业链的一部分，已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为
，已知此反应中生成1g氢气需吸热65.75kJ，它所对应的热化学方程式是。

（2）向2L密闭容器中加入2molCO2、6molH2，在适当的催化剂作用下，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)
①该反应自发进行的条件是（填“低温”、“高温”或“任意温度”）
②下列叙述能说明容器内反应达到平衡状态的是。

A.混合气体的平均相对分子质量保持不变
B.CO2和H2的体积分数保持不变
C.CO2和H2的转化率相等
D.混合气体的密度保持不变
（3）改变温度，使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0中的所有物质都为气态，起始温度体积相同（T1℃、2L密闭容器）。

反应过程中部分数据见下表：
反应时间CO2(mol) H2(mol) CH3OH(mol) H2O(mol)
反应I恒温恒容0min 2 6.0 0 10min 4.5
20min 1
30min 1
反应II绝热恒容0min 0 0 2 2 到平衡时，反应I、II对比，平衡时CH3OH的浓度c(I) c(II)（填“＞”“＜”或“=”）
反应I，前10min内的平均反应速率v(CH3OH)= 。

若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g)，则平衡移动。

（填“正向”“逆向”或“不”）。

【答案】（1）C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ/mol（2）①低温②D （3）①＜②0.025mol·L―1min―1不
【考点定位】本题主要是考查平衡状态判断及平衡常数应用
【名师点晴】该题的难点和易错点是平衡状态判断，掌握平衡状态的特征和判断依据是解答的关键。

注意可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。

②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。

只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。

判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。

3．在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H2O(g)，在850℃时发生如下反应：CO（g）+ H2O（g） CO2（g） + H2（g）△H＜0。

CO和H2O(g)浓度变化如右图
（1）0～4min的平均反应速率v（CO）=___________mol•L-1•min-1．
（2）该条件下，此反应的平衡常数K=___________（写表达式）．
（3）该反应平衡时CO的转化率为________________。

（4）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______________。

A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变
C．v(H2)正=v(H2O)逆 D．c(CO2)=c(CO)
（5）t℃（高于850℃）时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如下表．
① c1数值___________0.08mol•L-1（填大于、小于或等于）．
②反应在4min～5min间，平衡向逆方向移动，可能的原因是________________，表中
5min～6min之间数值发生变化，可能的原因是_______________。

a．增加水蒸气 b．降低温度 c．使用催化剂 d．增加氢气浓度
【答案】（1）0.03（2分）；（2）（2分）；
（3）60%（2分）；（4）BC（2分）；（5）①>（2分）；②d、a（各1分）
【解析】
【考点定位】考查平衡常数计算、判断及外界条件对平衡状态的影响。

【名师点晴】本题综合考查化学平衡常数、平衡的有关计算和判断等问题，题目难度较大，将图表信息和图象信息相结合来分析是解答的关键，较好的考查学生的能力。

只要紧扣单位时间内浓度的变化就可以计算出反应速率，根据平衡状态的特征可确定平衡状态，以及根据量的变化就可以去判断影响平衡移动的因素。

4．我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。

I．已知：2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）△H＝－566kJ/mol
2Fe（s）+3/2O2（g）＝Fe2O3（s）△H＝－825.5 kJ/mol
则反应：Fe2O3（s）＋3CO（g）2Fe（s）＋3CO2（g）△H＝ kJ/mol。

II．反应1/3Fe2O3（s）＋CO（g）2/3Fe（s）＋CO2（g）在1000℃的平衡常数等于4.0。

在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过l0min后达到平衡。

（1）CO的平衡转化率= _____________。

（2）欲提高CO的平衡转化率，促进Fe2O3的转化，可采取的措施是________ a．提高反应温度b．增大反应体系的压强c．选取合适的催化剂
d．及时吸收或移出部分CO2e．粉碎矿石，使其与平衡混合气体充分接触III．高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和H2反应制备甲醇：CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)。

请根据图示回答下列问题：
（1）从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=____________。

（2）若在一体积可变的密闭容器中充入l molCO、2molH2和1molCH3OH，达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，则该反应向____________(填“正”、“逆”)反应方向移动。

（3）以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。

回答下列问题：
1）B极上的电极反应式为。

2）若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解硫酸铜溶液，当阳极收集到11.2L（标准状况）气体时，消耗甲烷的体积为 L（标准状况下）。

【答案】I．（1）-23.5 60%（2）d
II．（1）0.15mol/（L.min）（2）正（3）CH4-8e-+402-=CO2+2H2O 5.6
（2）反应前l molCO、2molH2和1molCH3OH的平均摩尔质量为（1mol×28g/mol＋2mol×2g/mol＋1mol×32g/mol）÷4mol＝16g/mol，达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1．6倍，则平衡时平均摩尔质量为29g/mol×1.6＝46.4g/mol，说明反应向平均摩尔质量增大的方向即正反应方向移动。

（3）B电极通入甲烷转化为CO2，这说明甲烷被氧化发生氧化反应，则B电极是负极，电极反应式为CH4+4O2﹣﹣8e﹣＝CO2+2H2O；
（4）惰性电极电解硫酸铜溶液阳极氢氧根放电，当阳极收集到11.2L（标准状况）气体，即0.5mol氧气时转移0.5mol×4＝2mol电子。

1分子甲烷失去8个电子，则根据得失守恒可知消耗甲烷是2mol÷8＝0.25mol，在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol＝5.6L。

考点：考查反应热计算、平衡常数应用、外界条件对平衡状态影响、可逆反应有关计算以及电化学原理的应用。