2025屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題十九化學(xué)平衡及其計算含解析

PAGEPAGE15專題十九化學(xué)平衡及其計算1、肯定溫度下,在2L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變更的曲線如下圖所示:下列描述正確的是(

)A.反應(yīng)的化學(xué)方程式為:X(g)+Y(g)Z(g)

B.反應(yīng)起先到10s,X的物質(zhì)的量濃度削減了0.79mol/L

C.反應(yīng)起先到10s時,Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%

D.反應(yīng)起先到10s,用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol/(L·s)2、(NH4)2S03氧化是氨法脫硫的重要過程。某小組在其他條件不變時，分別探討了一段時間內(nèi)溫度和(NH4)2S03，初始濃度對空氣氧化(NH4)2S03速率的影響，結(jié)果如下圖。下列說法不正確的是()A.60℃之前，氧化速率增大與溫度上升化學(xué)反應(yīng)速率加快有關(guān)B.60℃之后，氧化速率降低可能與02的溶解度下降及(NH4)2SO3受熱易分解有關(guān)C.(NH4)2SO3初始濃度增大到肯定程度，氧化速率變更不大，與水解程度增大有關(guān)D.(NH4)2SO3初始濃度增大到肯定程度，氧化速率變更不大，可能與02的溶解速率有關(guān)3、將1molM和2molN置于體積為2L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：M(s)+2N(g)P(g)+Q(g)△H。反應(yīng)過程中測得P的體積分數(shù)在不同溫度下隨時間的變更如圖所示。下列說法正確的是()A．若X、Y兩點的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1>K2B．溫度為T1時，N的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，平衡常數(shù)K=40C．無論溫度為T1還是T2，當容器中氣體密度和壓強不變時，反應(yīng)達平衡狀態(tài)D．降低溫度、增大壓強、剛好分別出產(chǎn)物均有利于提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率4、溫度為肯定溫度下，向2.0L恒容密閉容器中充入1.0molPCl5,反應(yīng)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)經(jīng)過一段時間后達到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表。下列說法正確的是()t/s050150250350n(PCl3)/mol00.160.190.200.20A.反應(yīng)在前50s的平均速率v(PCl3)=0.0032mol·L-1·s-1B.保持其他條件不變，上升溫度,平衡時c(PCl3)=0.11mol·L-1,則反應(yīng)的ΔH<0

C.相同溫度下,起始時向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,反應(yīng)達到平衡前v(正)>v(逆)

D.相同溫度下，起始時向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,達到平衡時,PCl3的轉(zhuǎn)化率小于80%5、T℃時,發(fā)生可逆反應(yīng)A(g)+2B(g)2C(g)+D(g)ΔH<0。現(xiàn)將1molA和2molB加入甲容器中,將4molC和2molD加入乙容器中。起始時,兩容器中的壓強相等,t1時兩容器內(nèi)均達到平衡狀態(tài)(如圖所示,隔板K固定不動)。下列說法正確的是()A.向甲中再加入1molA和2molB,達到新的平衡后,甲中C的濃度與乙中C的濃度相等B.t1時,甲、乙兩容器中的壓強仍相等C.移動活塞P,使乙的容積和甲的相等,達到新的平衡后,乙中C的體積分數(shù)是甲中C的體積分數(shù)的2倍D.分別向甲、乙中加入等量的氦氣,甲中反應(yīng)速率和乙中的反應(yīng)速率均不變6、往三個不同容積的恒容密閉容器中分別充入1molCO與2molH2,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH,在不同的反應(yīng)條件下,測得平衡時CO的轉(zhuǎn)化率和體系壓強如下表。下列說法不正確的是()溫度(℃)容器體積(mL)CO轉(zhuǎn)化率(%)平衡壓強(Pa)①200V150p1②200V270p2③350V350p3A.起始時反應(yīng)速率:②>①B.平衡時體系壓強:p1<p2C.若容器體積V1>V3,則ΔH<0D.若試驗②中再通入1molCO,則CO的轉(zhuǎn)化率大于70%7、臭氧是志向的煙氣脫硝試劑,其脫硝反應(yīng)為2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)ΔH<0。若上述反應(yīng)在恒容密閉容器中進行,則下列對該反應(yīng)相關(guān)圖像的推斷正確的是()A.甲圖中t0時刻變更的反應(yīng)條件為增大壓強B.乙圖中溫度T2>T1,縱坐標可代表NO2的百分含量C.丙圖為上升溫度時的速率變更曲線D.丁圖中a、b、c三點中b點對應(yīng)的平衡常數(shù)K最小8、溫度為T1時，在三個容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng):2NO22NO+O2(正反應(yīng)吸熱)。試驗測得:，，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下列說法正確的是()容器編號物質(zhì)的起始濃度(mol·L-1)物質(zhì)的平衡濃度(mol·L-1)I06000.2II0.30.50.2Ⅲ00.50.35A.達平衡時，容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強之比為4:5B.達平衡時，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大C.達平衡時，容器Ⅲ中NO的體積分數(shù)大于50%D.當溫度變更為T2時，若k正=k逆，則T2>T19、在容積為2.0L的密閉容器內(nèi),物質(zhì)D在T℃時發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量隨時間t的變更關(guān)系如圖所示,下列敘述不正確的是(

)A.從反應(yīng)起先到第一次達到平衡時,物質(zhì)A的平均反應(yīng)速率為0.0667mol/(L·min)

B.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2D(s)2A(g)+B(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=c2(A)·c(B)

C.已知反應(yīng)的ΔΗ>0,則第5分鐘時圖像呈現(xiàn)上述變更的緣由可能是上升體系的溫度

D.若在第7分鐘時增加D的物質(zhì)的量,則表示A的物質(zhì)的最變更的是a曲線NOSO2、CO、NO等污染性氣體是環(huán)保領(lǐng)域的電要課題。(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消退氮氧化物污染。已知：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) =-574.0kJ/mol②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)=-1160.0kJ/mol③H2O(g)=H2O(l)=-44.0kJ/molCH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式是 (2)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步:①2NO(g)N2O2(g)(快）v1正=k1正v1逆=k1逆?②2O2(g)+O2(g)2NO2(慢)v2正=k2正?，v2逆=k2逆?肯定溫度下，反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達到平衡狀態(tài)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達式K= (用k1正、k1正、k1逆、k1逆表示)，反應(yīng)①的活化能E1與反應(yīng)②的活化能E2的大小關(guān)系為E1 E2(填“>”“<”或“=”)(3)用活性炭還原法處理氮氧化物的有關(guān)拉應(yīng)為：C(S)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向恒容密閉容器中加入肯定量的活性炭和NO,恒溫（T)時.各物質(zhì)的濃度隨時間的變更如下表：0.0580.0210.021200.0400.0300.030300.0400.0300.030400.0320.0340.017500.0320.034①T時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 （保留兩位有效數(shù)字）②在31min時，若只變更某一條件使平衡發(fā)生移動，40min、50min時各物質(zhì)的濃度如上表所示，則變更的條件是 。③在51min時，保持溫度和容器體積不變再充人NO和N2，使二者的濃度均增加至原來的(4)反應(yīng)N2O4(g)2NOg)>0,在肯定條件下NNO2的消耗速率與各自的分壓(分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）有如下關(guān)系=k1?，=k2?其中是k1、k2與溫度有關(guān)的常數(shù)，相應(yīng)的速率與N2O4或NO2的分壓關(guān)系如圖所示。在TM、N點能表示該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，理由是 。變更溫度，v(NO2)會由M點變?yōu)锳、B或C，v(N2O4)會由N點變?yōu)镈、E或F，當上升到某一溫度時，反應(yīng)重新達到平衡，相應(yīng)的點分別為 11、以氧化鋁為原料，通過碳熱還原法可合成氮化鋁（AlN）；通過電解法可制取鋁。電解鋁時陽極產(chǎn)生的CO2，可通過二氧化碳甲醇化再利用。請回答：1.已知：2Al2O3（s）＝4Al（g）+3O2（g）△H1＝+3351kJ?mol﹣12C（s）+O2（g）＝2CO（g）△H2＝﹣221kJ?mol﹣12Al（g）+N2（g）＝2AlN（s）△H3＝﹣318kJ?mol﹣1則碳熱還原Al2O3合成氮化鋁的總熱化學(xué)方程式為。2.在常壓，Ru/TiO2催化下，CO2和H2混合氣體（體積比1：4，總物質(zhì)的量amol）進行反應(yīng)，測得CO2的轉(zhuǎn)化率、CH4和CO的選擇性隨溫度的變更狀況分別如圖1和圖2所示（選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成CH4和CO的百分比）。反應(yīng)Ⅰ：CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）△H1反應(yīng)Ⅱ：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H2①下列說法不正確的是（填序號）。A．△H1小于零B．溫度可影響產(chǎn)物的選擇性C．CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度上升先增大后削減D．其他條件不變將CO2和H2的初始體積比變更為1：3，可提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率②350℃時，反應(yīng)Ⅰ在t1時刻達到平衡，平衡時容器的體積為VL．則該溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)為_______（用a、V表示）。③350℃時，CH4的物質(zhì)的量隨時間的變更曲線如圖所示。畫出400℃時，0～t1時間段內(nèi)，CH4的物質(zhì)的量隨時間的變更曲線。3.CO2和H2在肯定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），平衡常數(shù)K＝．在容積為2L的密閉容器中，充入2molCO2和6molH2，恒溫恒容時達到平衡。相同條件下，在另一個2L的密閉容器中充入amolCO2、bmolH2、cmolCH3OH、dmolH2O（g），要使兩容器達到相同的平衡狀態(tài)，且起始時反應(yīng)逆向進行，則d的取值范圍為。4.探討表明，CO2可以在硫酸溶液中用情性電極電解生成甲醇，則生成甲醇的電極反應(yīng)式為。12、C、N、S的氧化物常會造成一些環(huán)境問題，科研工作者正在探討用各種化學(xué)方法來消退這些物質(zhì)對環(huán)境的不利影響。(1)在催化劑存在的條件下，用H2將NO還原為N2。已知：則氫氣和一氧化氮反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣的熱化學(xué)方程式是_________________。(2)在500℃下合成甲醇的反應(yīng)原理為：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)在1L的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，壓強為p0，測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變更如圖所示。(可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算，也可以用平衡分壓Kp代替平衡濃度，計算分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))①反應(yīng)進行到4min時，v(正)______v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。0～4min，H2的平均反應(yīng)速率v(H2)＝__________mol·L－1·min－1。②CO2平衡時的體積分數(shù)為________，該溫度下Kp為____________(用含有p0的式子表示)。③下列能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是_________。A.v正(CH3OH)＝3v逆(H2)B.CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1:3:1:1C.恒溫恒壓下，氣體的體積不再變更D.恒溫恒容下，氣體的密度不再變更④500℃、在2個容積都是2L的密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：容器容器甲容器乙反應(yīng)物起始投入量1molCO2，3molH20.5molCO2，1molH21molCH3OH，1molH2OCH3OH的平衡濃度/mol·L－1C1C2則乙容器中反應(yīng)起始向__________方向進行；c1_______c2。(填“>”“<”或“＝”)(3)甲醇作為一種燃料還可用于燃料電池。在溫度為650℃的熔融鹽燃料電池中用甲醇、空氣與CO2的混合氣體作反應(yīng)物，鎳作電極，用Li2CO3和Na2CO3混合物作電解質(zhì)。該電池的負極反應(yīng)式為__________________。答案以及解析1答案及解析：答案：C解析：由圖象可以看出,反應(yīng)中X、Y的物質(zhì)的量減小,Z的物質(zhì)的量增多,則X、Y為反應(yīng)物,Z為生成物,且Δn(Y):Δn(X):Δn(Z)=0.79mol:0.79mol:1.58mol=1:1:2,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為:X+Y2Z,A、由以上分析可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為:X+Y2Z,故錯誤;B、由圖象可知反應(yīng)起先到10s,X的物質(zhì)的量濃度削減了,故錯誤;C、反應(yīng)起先到10s時,Y的轉(zhuǎn)化率為,故正確;D、反應(yīng)起先到10s,用Z表示的反應(yīng)速率為,故錯誤。2答案及解析：答案：C解析：A.60之前，隨苕溫度上升，化學(xué)反應(yīng)速率加快，鉍化速率增大，故A正確；B.60之后，隨著溫度升髙，氧氣的溶解度降低，氧化速率降低，(NH4)2SO3受熱易分解，反應(yīng)物削減，氧化速率降低，故B正確；C.(NH4)2SO3初始濃度增大到肯定程度，氧化速率變更不大，可能與氧化劑O2的溶解速率有關(guān).鹽類水解程度微弱，且鹽濃度越大，水解程度越小，與水解程度無關(guān)，故C錯誤,D.(NH4)2SO3氧化是亞硫酸銨被氧氣氧化，當（NH4)2SO3初始濃度增大到肯定程度，氧化速率變更不大，可能與O2的溶解速率有關(guān)，故D正確。3答案及解析：答案：A解析：4答案及解析：答案：C解析：5答案及解析：答案：B解析：6答案及解析：答案：D解析：7答案及解析：答案：D解析：8答案及解析：答案：D解析：9答案及解析：答案：D解析：依據(jù)計算得物質(zhì)A的平均反位速率為,故A正確;根椐圖像可知第一次達到平衡時A的物質(zhì)的量增加了0.4mol,B的物質(zhì)的量增加了0.2mol,所以A、B為生成物,D的物質(zhì)的量削減了0.4mol,所以D為反應(yīng)物,D、A、B物質(zhì)的量的變更量之比為0.4:0.4:0.2=2:2:1,反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比等于各物質(zhì)物質(zhì)的量的變更量之比,化學(xué)方程式為2D(s)2A(g)+B(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=c2(A)?c(B),故B正確;第5分鐘時A、B的物質(zhì)的量在原來的基礎(chǔ)上增加,而D的物質(zhì)的量在原來的基礎(chǔ)上減小,說明平衡正向移動,因為反應(yīng)的ΔΗ>0,所以此時變更的條件可能是上升溫度,故C正確;因為D是固體,其量的變更不影響化學(xué)平衡移動,所以A的物質(zhì)的量不變,故D錯誤。10答案及解析：答案：（1）CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)=-955.5kJ/mol（2）；<（3）①0.56②減小CO2濃度（其他合理也可）③正向移動（4）M點v(NO2)是N點v(N2O4)的2倍，依據(jù)化學(xué)方程式N2O4(g)2NO2(g)可以推斷出該反應(yīng)的正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率（其他合理答案也可）；B、F解析：解析：(1)①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)=-574.0kJ./mol②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)=-1160.0kJ/mol③H2O(g)=H2O(1)=-44.0kJ/mol依據(jù)蓋斯定律計算（①+②+③×4)×得到CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成CH4(g)、CO2(g)與H2O2(1)熱化學(xué)方程式：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)=-955.0kJ/mol；(2)v1正=k1正?c2(NO)，v1逆=k1逆?c(N2O2)，v2正=k2正?c(N2O2)?c(O2)，v2逆=k2逆?c2(NO)，可知，，，因而①2NO(g)N2O2(gN2O2(g)+O2(g)2NO；(g)(慢），反應(yīng)①的速率大于反應(yīng)②，可知活化能E1<E2;(3)①平衡狀態(tài)物質(zhì)的平衡濃度為，c(NO)=0.04mol/L;c(N2)=0.03mol/L；c(CO2)=0.03mol/L;②31min時變更某一條件，反應(yīng)重新達到平衡依據(jù)平衡常數(shù)計算得到c(NO)=0.032mol/L;c(N2)=0.034mol/L;c(CO2)=0.017mol/L；,化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度變更，乎衡常數(shù)不變說明變更的條件肯定不是溫度；依據(jù)數(shù)據(jù)分析，氮氣農(nóng)度增大，二氧化碳和一氧化氮濃度減小，反應(yīng)前后氣體體積不變，所以可能是減小二氡化碳濃度；③在51min時保持溫度和容器體積不變再充入NO和N2，使二者的濃度均增加至原來的兩倍，則此時，則化學(xué)平衡正向移動；（4）當2v(N2O4)=v(NO2)時,證明v應(yīng)達到平衡狀態(tài)，圖中只有M點的NO2的消耗速率是N點的消耗速率的2倍，所以表示達到化學(xué)平衡狀態(tài)的點是M、N；反應(yīng)N2O4(g)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡向正反方向移動，NO2濃度增大，平衡分壓增加,N2O4濃度減小，平衡分壓減小，當上升到某一溫度時，反應(yīng)重新達到平衡，所以相應(yīng)的點分別為B、F。11答案及解析：答案：1.3C（s）+Al2O3（s）+N2（g）＝2AlN（s）+3CO（g）△H＝△H1×+△H2×+△H3＝+1026kJ?mol﹣12.CD3.1＜d＜24.CO2+6H++6e﹣═CH3OH+H2O解析：1.已知：①2Al2O3（s）＝4Al（g）+3O2（g）△H1＝3351kJ?mol﹣1，②2C（s）+O2（g）＝2CO（g）△H2＝﹣221kJ?mol﹣1，③2Al（g）+N2（g）＝2AlN（s）△H3＝﹣318kJ?mol﹣1，依據(jù)蓋斯定律①×+②×+③即得到碳熱還原Al2O3合成AlN的總熱化學(xué)方程式是3C（s）+Al2O3（s）+N2（g）＝2AlN（s）+3CO（g）△H＝△H1×+△H2×+△H3＝+1026kJ?mol﹣1，故答案為：3C（s）+Al2O3（s）+N2（g）＝2AlN（s）+3CO（g）△H＝△H1×+△H2×+△H3＝+1026kJ?mol﹣1；2.①A．圖1中，二氧化碳轉(zhuǎn)化領(lǐng)先增大是反應(yīng)正向進行，到肯定溫度達到平衡狀態(tài)，升溫平衡逆向移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率隨溫度上升而減小，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H4＜0，故A正確；B．圖2分析可知，圖中曲線變更趨勢隨溫度上升到400℃以上，CH4和CO選擇性受溫度影響，甲烷削減，一氧化碳增多，溫度可影響產(chǎn)物的選擇性，故B正確；C．二氧化碳轉(zhuǎn)化領(lǐng)先增大是反應(yīng)正向進行未達到平衡狀態(tài)，達到平衡狀態(tài)后隨溫度上升二氧化碳轉(zhuǎn)化率減小，選故C錯誤；D．CO2和H2混和氣體（體積比1：4，總物質(zhì)的量amol）進行反應(yīng)，將CO2和H2的初始體積比變更為1：3，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小，故D錯誤；故答案為：CD；②在常壓、Ru/TiO2催化下，CO2和H2混和氣體（體積比1：4，總物質(zhì)的量amol）進行反應(yīng)，350℃時，反應(yīng)Ⅰ在t1時刻達到平衡，平衡時容器體積為VL，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為80%，CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）起始（mol）0.2a0.8a00變更（mol）0.16a0.64a0.16a0.32a平衡（mol）0.04a0.16a0.16a0.32a反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K＝＝，故答案為：；③反應(yīng)為放熱反應(yīng)，上升溫度平衡逆向移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小，由圖分析可知，接近72.5%，甲烷的物質(zhì)的量減小，小于350℃時甲烷的物質(zhì)的量，達到平衡所須要時間縮短，CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）起始量（mol）0.2a0.8a00變更量（mol）0.145a0.58a0.145a0.29