2024版高考化学一轮复习第三板块专题七化学反应速率与化学平衡跟

跟踪检测（二十一） 化学平衡状态 化学平衡移动

1．一定温度下对于可逆反应A(g)＋平衡的是( )

A．单位时间内消耗的a mol A，同时生成3a mol C B．C的生成速率与C的分解速率相等 C．容器内的压强不再变化 D．混合气体的物质的量不再变化

解析：选B A项，均描述正反应过程，不能说明达到平衡；B项，v正(C)＝v逆(C)，故达到平衡；C项，反应前后气体计量数不变，即容器内压强恒定不变，不能说明达到平衡；D项，据C项解释可知不能说明达到平衡。

2．密闭容器中一定量的混合气体发生反应：xA(g)＋y－1

的下列叙述中，能说明反应已达到

zC(g)，平衡时，测得A

的浓度为0.50 mol·L，在温度不变时，把容器容积扩大到原来的2倍，使其重新达到平衡，A的浓度为0.30 mol·L，有关叙述不正确的是( )

A．平衡一定向右移动 C．x＋y>z

B．B的转化率减小 D．C的体积分数减小

－1

解析：选A 假设把容器扩大到原来的2倍时，平衡不移动，则这时A的浓度由0.50 mol·L变为0.25 mol·L，而A的浓度为0.30 mol·L，平衡向生成A的方向移动，即向逆反应方向移动，A不正确。

－1

－1

－1

t/min n(Y)/mol 下列说法正确的是( )

2 0.12 4 0.11 7 0.10 9 0.10 A．反应前2 min的平均速率v(Z)＝2.0×10 mol·L·min B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)>v(正)

C．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.32 mol气体X和0.32 mol气体Y，到达平衡时，n(Z)<0.24 mol

D．其他条件不变，向平衡体系中再充入0.16 mol气体X，与原平衡相比，达到新平衡时，气体Y的转化率增大，X的体积分数增大

解析：选D 2 min内Δn(Y)＝(0.16－0.12)mol＝0.04 mol，因此Δn(Z)＝0.08 mol，0.08 mol0.008 mol·L－1－1－1

Δc(Z)＝＝0.008 mol·L，v(Z)＝＝0.004 mol·L·min，故

10 L2 minA错误；该反应正反应是放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，反应达到新平衡前

－1

－3－1－1

v(逆)

－0.10 mol＝0.06 mol，生成Z为0.12 mol，保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.32 mol气体X和0.32 mol气体Y，等效为在原平衡基础上增大压强，反应前后气体的体积不变，平衡不移动，到达平衡时，n(Z)＝0.24 mol，故C错误；充入0.16 mol气体X，平衡正向移动，Y的转化率增大，X的体积分数增大，故D正确。

4.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)＋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 A B C D 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。

容器编号 ① ②

下列叙述中正确的是( )

A．容器①、②中反应的平衡常数均为18 B．容器②中达到平衡时放出的热量为0.05Q kJ C．向容器①中通入氦气，平衡时A的转化率不变

2

D．其他条件不变，若容器②保持恒容绝热，则达到平衡时C的体积分数小于

3解析：选AC 根据容器①数据可知反应平衡转化率为75%，据此计算： 2A(g)＋

起始(mol) 2 1 0 变化(mol) 1.5 0.75 1.5 平衡(mol) 0.5 0.25 1.5

可得该反应的平衡常数为18，容器②反应温度和容器①反应相同，因此其平衡常数也为18，A项正确；由容器②各物质的物质的量可知容器②反应为非平衡状态，反应逆向进

起始时各物质物质的量/mol A 2 0.4 B 1 0.2 C 0 1.6 达到平衡时体 系能量的变化 0.75Q kJ

x 通入A气体 加入催化剂 增大压强 升高温度 y B的转化率 A的体积分数 混合气体的总物质的量 混合气体的总物质的量

行，达到平衡时应该吸热，B项错误；保持容器体积不变通入氦气，各物质浓度不变，平衡不移动，C项正确；若容器②和容器①等温等容，则为等效平衡，达到平衡时C的体积分数2

等于，现容器②保持恒容绝热，因反应吸热温度降低，平衡正向移动，达到平衡时C的体

32

积分数大于，D项错误。

3

6．(2018·无锡一模)一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g)，进行反应2SO2＋O2列判断正确的是( )

密闭容器体积/L 甲 2 0.40 0.24 80 乙 2 0.80 0.24 α1 丙 2 0.80 0.48 α2 丁 1 0.40 0.24 α3 3

，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下

n(SO2)/mol 起始物质的量 A．该温度下，该反应的平衡常数K为400 B．SO2的平衡转化率：α1>α2＝α3

n(O2)/mol SO2的平衡转化率/% C．达到平衡时，容器丁中的正反应速率比容器丙中的大 D．达到平衡时，容器丙中c(SO3)大于容器甲中c(SO3)的两倍 解析：选AD 平衡常数K＝

－1

c2

2

2

－1

3

cc，由甲中数据可知，平衡时c(SO3)＝0.16

2

－1

mol·L、c(SO2)＝0.04 mol·L、c(O2)＝0.04 mol·L，代入计算得K＝400，A正确；丙中n(O2)是乙中的2倍，平衡正向移动，SO2转化率增大，故α1<α2，丙和丁是等效平衡，故α2＝α3，B错误；丙和丁是等效平衡，达平衡时正反应速率一样大，C错误；丙中反应物浓度为甲中的2倍，相当于增大压强，平衡正向移动，c(SO3)增大，D正确。

7．在一密闭容器中发生反应：2X(g)＋

aZ(g) ΔH＝Q kJ·mol－1，开始按体

积比2∶1将X、Y充入反应器中，一定条件下发生反应，下列有关说法正确的是( )

A．图甲，p1>p2，a<3 B．图甲，T10

C．图乙，t1时表示恒温、恒压条件下，向平衡体系中充入一定量的Z气体 D．图乙，如果a＝3，t2时表示向体系中加入了催化剂

解析：选C 根据“先拐先平，数值大”分析图甲。从p1T1与p2T1两条曲线看，p1>p2，且p1时Z的体积分数小，说明增大压强平衡逆向移动，a>3，A项错误；同样方法可得T1

T2温度高而Z的体积分数低，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，则Q<0，B

项错误；由于恒温恒压条件下，通入Z气体使Z的浓度增大，X、Y的浓度减小，故v(逆)增大，v(正)减小，C项正确；a＝3时，使v(正)和v(逆)同等程度变化的条件有加入催化剂和增大压强，D项错误。

8．(2018·镇江一模)一定量的CO2与足量碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2

。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。

下列说法正确的是( )

A．550 ℃时，若充入惰性气体，v(正)、v(逆)均减小，平衡不移动 B．650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%

C．T ℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动

D．925 ℃时，此反应的平衡常数K＝2 304，保持温度不变，若缩小体积，K值将变小 解析：选B 因为容器的体积可变，充入惰性气体后，容器体积增大，平衡正向移动，2xA错误；若容器中充入1 mol CO2，设转化掉的CO2有x mol，则CO体积分数＝＝

1－x＋2x40%，则x＝0.25，故CO2的转化率为25.0%，B正确；由图可知，在T ℃时，CO和CO2的体积分数相等，当通入等体积的CO2和CO时，平衡不移动，C错误；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，D错误。

9．(2018·无锡一模)一定温度下，将1 mol X、1 mol Y和1 mol W充入2 L恒容密闭容器，发生反应X(g)＋

mZ(g)＋W(s)，t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变影

响反应的一个条件，测得容器中气体Z的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )

A．化学方程式中的m＝2

B．t2时刻改变的条件是加入了催化剂或加压 C．t3时刻改变的条件是移去少量物质W

D．t3时刻改变的条件可能是增加了X的物质的量

解析：选AD 由图示可知，在t2时，改变的条件使得c(Z)增大后保持不变，故采用的条件是增大压强，而不是加入催化剂，且增大压强后平衡未移动，因W是固体，故m＝2，A正确、B错误；因为W是固体，移去少量物质W后对平衡无影响，C错误；由于t3后c(Z)逐渐增大，平衡正向移动，故可能是增大了反应物的浓度，D正确。

10．一定条件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2

2

===CH2(g)＋4H2O(g)。已知温度对

CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法正确的是( )

A．生成乙烯的速率：v(M)有可能小于v(N)

B．当温度高于250 ℃，升高温度，平衡向逆反应方向移动，催化剂的催化效率降低 C．平衡常数：KM

D．若投料比n(H2)∶n(CO2)＝3∶1，则图中M点乙烯的体积分数为15.4%

解析：选AB M点温度低但催化效率高，而N点温度高但催化效率低，故v(M)有可能小于v(N)，A正确；由CO2平衡转化率曲线可知，温度越高，CO2的平衡转化率越低，即升高温度平衡逆向移动，B正确；该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡常数减小，故

KM>KN，C错误；在M点时，CO2的转化率为50%，设起始时充入3 mol H2和1 mol CO2，则平

衡时n(H2)、n(CO2)、n(CH2===CH2)、n(H2O)分别为1.5 mol、0.5 mol、0.25 mol、1 mol，故乙烯的体积分数为7.7%，D错误。

11．当温度高于500 K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。

回答下列问题：

(1)该反应的化学方程式为____________________；其平衡常数表达式为K＝______________________。

(2)在恒容密闭容器中，判断上述反应达到平衡状态的依据是________。 a．体系压强不再改变 b．H2的浓度不再改变 c．气体的密度不随时间改变

d．单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1

(3)在一定压强下，测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据中，起始投料比、温度与CO2

的转化率的关系如图。

根据图中数据分析：

①降低温度，平衡向________方向移动。 ②在700 K、起始投料比③在500 K、起始投料比

nn22

＝1.5时，H2的转化率为________。

＝2时，达到平衡后H2的浓度为a mol·L，则达到

－1

nn22

平衡时CH3CH2OH的浓度为________。

解析：(1)由题给信息可得到该反应的化学方程式为2CO2＋6H2

该反应的平衡常数表达式为K＝

500 K

C2H5OH＋3H2O；

cc2

25

2

H

c3c6

22

。

(2)该反应为气体体积减小的化学反应，当体系的压强不再改变时，反应达到平衡状态，另外氢气的浓度不再变化，也能说明反应达到平衡状态；由于在500 K时，所有物质均为

气体，故在恒容状态下气体的密度恒为定值，密度不变不能说明反应达到平衡状态；根据化学方程式可知，任何单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比均为3∶1。

(3)①由图中信息可知，其他条件不变时，升高温度，CO2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即降低温度，平衡将向正反应方向移动。②700 K时，当氢气与二氧化碳的起始投料比20%，由化学方程式2CO2＋6H2

－1

nn22

＝1.5时，由图像可知二氧化碳的转化率为

500 K

C2H5OH＋3H2O，可计算出氢气的转化率为40%。③设起

－1

始时c(CO2)＝x mol·L，则起始时c(H2)＝2x mol·L，由图像可知二氧化碳的转化率为60%，有

2CO2＋ 6H2

－1

500 K

C2H5OH＋3H2O

起始浓度(mol·L) x 2x 0 0

转化浓度(mol·L) 0.6x 1.8x 0.3x 0.9x 平衡浓度(mol·L) 0.4x 0.2x 0.3x 0.9x

达到平衡后H2的浓度为a mol·L，即0.2x＝a，则x＝5a，此时c(C2H5OH)＝0.3x mol·L＝1.5a mol·L。

答案：(1)2CO2＋6H2

500 K C2H5OH＋3H2O

－1

－1

－1

－1－1

cc2

25

2

H

c3c6

22

(2)ab

(3)①正反应(或右) ②40% ③1.5a mol·L 12．醋酸由于成本较低，在生产中被广泛应用。

(1)近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺，不必生产乙醇或乙醛作中间体，使产品成本降低，具有明显经济优势。其合成的基本反应如下：

CH2===CH2(g)＋CH3COOH(l)

杂多酸

CH3COOC2H5(l)

－1

下列描述能说明乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是________(填字母)。

A．乙烯、乙酸、乙酸乙酯的浓度相同

B．酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等 C．乙烯断开1 mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1 mol D．体系中乙烯的质量分数一定

(2)在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1的条件下，某研究小组在不同压强下进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度变化的测定实验，实验结果如图所示。回答下列问题：

①温度在60～80 ℃范围内，乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是________[用v(p1)、v(p2)、v(p3)分别表示不同压强下的反应速率]，分析其原因：________________________________________。

②压强为p1、温度为60 ℃时，若乙酸乙酯的产率为30%，则此时乙烯的转化率为________。

③在压强为p1、温度超过80 ℃时，分析乙酸乙酯产率下降的原因：________________________________________________________________________。

④根据测定实验结果分析，较适宜的生产条件是________(填出合适的压强和温度)。为提高乙酸乙酯的合成速率和产率，可以采取的措施有_______________________________________(任写出一条)。

解析：(1)浓度相同不能说明浓度保持不变，A项不能说明反应达到平衡；酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等，说明正、逆反应速率相等，B项可以说明反应达到平衡；乙烯断开1 mol碳碳键与乙酸恰好消耗1 mol均表示正反应方向，C项不能说明反应达到平衡；体系中乙烯的质量分数一定，说明乙烯的浓度不变，D项可以说明反应达到平衡。(2)①由题图知，在60～80 ℃范围内，v(p1)>v(p2)>v(p3)。该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，乙酸乙酯的产率增大，故p1>p2>p3，对于有气体参与的反应，其他条件相同时，压强越大，反应速率越快。②乙烯与乙酸乙酯的化学计量数相等，故乙烯的转化率与乙酸乙酯的产率相等。④根据题图，p1、80 ℃时乙酸乙酯的产率最大，为较适宜的生产条件。根据平衡移动原理，通入乙烯气体或增大压强，均可提高乙酸乙酯的合成速率和产率。

答案：(1)BD (2)①v(p1)>v(p2)>v(p3) 其他条件相同时，对于有气体参与的反应，压强越大化学反应速率越快 ②30% ③由图像可知，压强为p1，温度为80 ℃时，反应已达平衡，且正反应放热，故压强不变升高温度平衡逆向移动，产率下降 ④p1、80 ℃ 通入乙烯气体(或增大压强)

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