2024届高三新高考化学大一轮专题练习-化学平衡
一、单选题
1．（2023秋·河北沧州·高三统考期末）可燃冰是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，可用表示其组成。已知在101kPa下，，下列说法正确的是
A．开发、利用可燃冰可以减少温室气体排放 B．低压、高温条件有利于可燃冰释放出气体
C．的标准燃烧热 D．由热化学方程式可知，的能量高于
2．（2023秋·河北沧州·高三统考期末）化学创造了丰富的物质世界，指导着我们的生产、生活，下列有关说法错误的是
A．“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰，水的能量高
B．钙钛矿太阳能光伏电池和锂离子电池的能量转化形式不同
C．合成氨工业的反应温度控制在400~500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D．实现“”、“”两种转化时放出的能量一样多
3．（2023·全国·高三专题练习）工业上利用碳热还原制得BaS，进而生产各种含钡化合物。温度对反应后组分的影响如图。
已知：碳热还原过程中可能发生下列反应。
i.
ii.
iii.
下列关于碳热还原过程的说法中正确的是
A．要想得到更多的BaS，温度应该越高越好
B．对于反应，温度升高，CO的物质的量分数减小
C．400℃后，C、的量减少是由的移动导致的
D．根据原子守恒规律可知生成的和CO的物质的量之和始终等于投入C的物质的量
4．（2022秋·河北·高三专题练习）反应 (a＞0)，一定温度下，在恒容的密闭容器中，加入1molX和2molY发生反应，下列说法正确的是
A．充分反应后，放出的热量为akJ
B．当Y与W的物质的量浓度之比为1∶1时，表明该反应一定已达到平衡状态
C．当容器内气体的压强不再改变时，表明该反应一定已达到平衡
D．当达到平衡状态时，向容器中加入X，平衡不移动
5．（2023秋·广东广州·高三南海中学校考期末）已知： ，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molX和3molY发生反应，时达到平衡状态I。在时改变某一条件，时重新达到平衡状态II，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A．容器内压强不变，表明反应达到平衡 B．时改变的条件：向容器中加入Z
C．时改变条件后瞬间满足： D．平衡常数K大小关系：
6．（2023·广东·高三专题练习）甲酸常被用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成和。在无、有催化剂条件下的能量与反应历程的关系分别如图1、图2所示。下列说法错误的是
A．甲酸的平衡转化率：
B．
C．途径二中参与反应，通过改变反应途径加快反应速率
D．途径二反应的快慢由生成的速率决定
7．（2023·全国·高三专题练习） 在超临界水中进行碳碳加成反应时存在两条不同的路径，其反应机理如图所示。已知：升高温度，活化能大的反应速率增大的程度较大。下列有关说法错误的是
A．比稳定
B．升高温度，生成的反应速率增大的程度更大
C．升高温度，生成物中的比例一定会提高
D．选择适当的催化剂，有可能改变单位时间内不同路径中产物的产量
8．（2023秋·福建漳州·高三统考期末）105℃时，将一定量的某碳酸氢盐()固体置于真空恒容容器中，存在如下反应：。已知该条件下，反应达平衡时体系的总压强为46 kPa，保持温度不变，下列说法正确的是
A．混合气体中各组分的体积分数不变，说明反应达到平衡状态
B．混合气体的平均摩尔质量为
C．再添加一定量的固体，体系的压强一定不变
D．若原容器中有残留空气，达平衡时，体系的总压仍为46 kPa
9．（2023秋·江西赣州·高三统考期末）如图所示，三个烧瓶中分别充满气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅[已知反应(红棕色)(无色)]。下列叙述不正确的是
A．是放热反应
B．溶于水时吸收热量
C．烧瓶(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大
D．烧瓶(3)中气体的压强减小
10．（2023秋·河北保定·高三统考期末）工业催化剂是一个催化反应工艺过程的核心，其选择性好坏、催化效率高低直接影响整个生产过程。在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则下列说法错误的是
A．无催化剂时，反应不能进行
B．与催化剂Ⅱ相比，催化剂Ⅰ使反应平衡时X的活化能更低
C．a曲线表示使用催化剂Ⅰ时X的浓度随t的变化
D．催化剂Ⅱ条件下，当X和Y物质的量之和不随时间变化时，反应达到平衡状态
11．（2022秋·重庆北碚·高三西南大学附中校考阶段练习）在某一恒温、恒容的密闭容器中通入1molN2和3molH2发生反应：3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)ΔH<0。t1时刻反应达到平衡，在t2时刻改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是
A．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：KⅠ＜KⅡ
B．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，NH3的体积分数：Ⅰ＜Ⅱ
C．该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加H2和N2的混合气
12．（2022秋·江苏南通·高三统考期末）一碘甲烷()热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料。碘甲烷热裂解时主要反应有：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
在体积为1L的密闭容器中，起始投料，平衡体系中各烯烃的物质的量分数随温度的变化如图所示，下列说法正确的是
A．若的焓变为，则
B．曲线b表示的物质的量分数随温度的变化
C．400K~780K之间，温度对反应Ⅱ的影响大于的浓度对反应Ⅱ的影响
D．780K之后，体系以反应Ⅱ为主
13．（2023秋·海南·高三统考期末）一定温度下，在某密闭容器中的和发生下列反应，并达到平衡状态： 。下列说法正确的是
A．升高温度，
B．加入，平衡正向移动，平衡常数增大
C．使用合适的催化剂，可提高的平衡转化率
D．压缩容器的容积，平衡时的物质的量增大
二、多选题
14．（2023春·江西·高三校联考期中）以CO2和H2为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向。向2L容器中充入1molCO和3molH2，发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得反应在不同温度和压强下平衡混合物中CH3OH体积分数如图所示。下列说法错误的是
A． B．a点的转化率为75％
C．平衡常数： D．b、c两点对应的的反应速率
三、非选择题
15．（2023·全国·高三专题练习）在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：主反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=-164.0 kJ·mol-1，副反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ/mol。T℃时，若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应，结果如图所示。若a、b表示反应物的转化率，则表示H2转化率的是___________，c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数，由图可知=___________时，甲烷产率最高。若该条件下CO的产率趋于0，则T℃时主反应的平衡常数K=___________。
16．（2023春·湖北宜昌·高三校联考期中）丙酮蒸气热裂解可生产乙烯酮，反应为(g) + ，现对该热裂解反应进行研究，回答下列问题：
化学键 C—H C—C
键能 412 348 612
(1)根据表格中的键能数据，计算___________；
(2)在恒容绝热密闭容器中，充入丙酮蒸气，可以判断下列到达平衡状态的是___________。
A．消耗速率与生成速率相等
B．容器内密度不再变化
C．反应的平衡常数不再变化
D．混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3)丙酮的平衡转化率随温度、压强变化如图所示：
①图中X表示的物理量是______；
②A、C两点化学平衡常数______ (填“>”、“<”或“=”)；
③恒容下，既可提高反应速率，又可提高丙酮平衡转化率的一条合理措施是______。
(4)在容积可变的恒温密闭容器中，充入丙酮蒸气维持恒压(110kPa)。
①经过时间t min，丙酮分解10％。用单位时间内气体分压变化表示的反应速率v(丙酮)______ kPa/min；
②该条件平衡时丙酮分解率为a，则______(以分压表示，分压总压物质的量分数)。
(5)其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下发生该反应，相同时间时丙酮的转化率与温度的关系如图。
①工业上选择催化剂___________(填“甲”或“乙”)。
②在催化剂甲作用下，温度高于210℃时，丙酮转化率降低的原因可能是___________(写一条即可)。
17．（2023·全国·高三专题练习）经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
为分析催化剂对反应的选择性，在密闭容器中充入和，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示：
该催化剂在较低温度时主要选择_______________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。时，反应Ⅰ的平衡常数_______________(只列算式不计算)。
18．（2023·全国·高三专题练习）和生成的反应为在催化剂作用下的反应历程如下（表示吸附态）：
化学吸附：；
表面反应：；；
脱附：
其中，的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答：
(1)有利于提高合成氨平衡产率的条件有_______________（填字母）。
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
(2)为各组分的平衡分压，如，p为平衡总压，为平衡系统中氨气的物质的量分数，起始物质的量之比是，反应在恒定温度和总压强p（单位是）下进行，的平衡产率是w，用分压代替物质的浓度计算平衡常数为，_______________。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】A．及其燃烧产物均为温室气体，开发、利用可燃冰不能减少温室气体排放，A项错误；
B．高压和低温条件有利于可燃冰的形成，则低压、高温条件有利于可燃冰释放出气体，B项正确；
C．该热化学方程式中生成的是，因此的标准燃烧热，C项错误；
D．由热化学方程式无法判断和的能量高低，D项错误；
故选B。
2．C
【详解】A．“冰，水为之，而寒于水”说明冰转化为水的过程吸热，则相同质量的水和冰，水的能量高，A项正确；
B．钙钛矿太阳能光伏电池工作时通过光电效应或光化学反应可将光能转化为电能，而锂离子电池在放电时可将化学能转化为电能，二者能量转化形式不同，B项正确；
C．合成氨工业中，温度降低，化学平衡向正反应方向移动，C项错误；
D．根据盖斯定律，1molC实现“”、“”两种转化时放出的能量一样多，D项正确；
故选C。
3．C
【详解】A．由图可知，反应在400℃以后，BaS的含量基本不变，并非温度越高越好，A项错误；
B．已知：
ii.BaSO4(s)+4C(s)=4CO(g)+BaS(s) △H2=+571.2kJ·mol-1
iii.BaSO4(s)+4CO(g)=4CO2(g)+BaS(s) △H3=-118.8kJ·mol-1
(ii-iii)可得，，温度升高，平衡正向移动，CO的物质的量分数增大，B项错误；
C．400℃后，BaS的物质的量分数变化不大，硫化钡基本反应完全，的量减少，CO的量增加，故反应后组分的变化是由的移动导致的，C项正确；
D．为使硫酸钡得到充分还原，需要加入过量的碳，故反应过程中生成的和CO的物质的量之和小于投入C的物质的量，D项错误；
答案选C。
4．D
【详解】A．该反应为可逆反应，加入1molX和2molY发生反应，充分反应生成W的物质的量小于2mol，，放出的热量小于akJ，故A错误；
B．当Y与W的物质的量浓度之比为1:1时，浓度不一定不再改变，此时该反应不一定达到平衡状态，故B错误；
C．该反应前后气体总物质的量不变，容器内气体的压强始终不变，故当容器内气体的压强不再改变时，不能表明该反应已到达平衡，故C正确；
D．X为固体，浓度视为常数，向容器中加入X，正逆反应速率不变，平衡不移动，故D正确；
故选D。
5．B
【详解】A．该反应是气体体积减小的反应，恒温恒容的密闭容器中气体的压强始终不变，则容器内压强不变不能表明反应是否达到平衡，选项A错误；
B．由图可知，t2时条件改变的瞬间，正反应速率不变，条件改变后，正反应速率增大说明平衡条件改变后逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，则改变的条件可能是向容器中加入Z，选项B正确；
C．时改变条件后瞬间，正反应速率增大，且后续继续增大，平衡逆向移动，，选项C错误；
D．由图可知，若t2时改变的条件为升高温度，条件改变的瞬间，正反应速率应增大，则t2时改变的条件不可能为升高温度，平衡I和平衡Ⅱ的温度相同；温度不变，化学平衡常数不变，则平衡常数K的关系为K(Ⅱ)=K(I)，选项D错误；
答案选B。
6．B
【详解】A．催化剂不改变平衡转化率，故甲酸的平衡转化率，A正确；
B．由题图1、图2可知，总反应的反应物总能量大于生成物总能量，则总反应放热，催化剂不能改变反应焓变，所以，B错误；
C．途径二中参与反应，作催化剂，能改变反应途径、加快反应速率，C正确；
D．途径二中生成的活化能最大，则该过程的反应速率最慢，决定整个反应的快慢，D正确；
故选B。
7．C
【详解】A．根据题给反应机理可知的相对能量比的相对能量低，更稳定，正确；
B．由题图可知，生成的反应的活化能较小，生成的反应的活化较能大，故升高温度，生成的反应速率增大的程度大于生成的反应速率增大的程度，正确；
C．升高温度促进吸热反应的平衡正向移动，故升高温度能提高生成物中的比例，错误；
D．催化剂可以改变反应速率，所以选择适当的催化剂，有可能改变单位时间内不同路径产物的产量，正确；
故选C。
8．B
【详解】A．在真空恒容容器中，H2O和CO2的体积分数始终各占50%，混合气体中各组分的体积分数不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；
B．设混合气体中H2O和CO2的物质的量分别为1和1，其平均摩尔质量为，B正确；
C．加入固体少的时候，体积可以忽略不计，不影响平衡，但是加入固体较多时，相当于缩小容器体积，增大压强，C错误；
D．等温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，可用分压表示物质的量浓度，平衡常数==×46 kPa××46 kPa=529 kPa2且保持不变，=46 kPa，若原容器中有残留空气，平衡时体系的总压强大于46 kPa，D错误；
故答案为：B。
9．C
【详解】A．在(1)中加入CaO，发现(1)中红棕色变深，说明二氧化氮浓度增大，氧化钙溶于水是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，逆向是吸热反应，则是放热反应，故A正确；
B．在(3)中加入晶体，(3)中红棕色变浅，说明向四氧化二氮反应移动即温度降低，因此溶于水时吸收热量，故B正确；
C．烧瓶(1)中平衡逆向移动，气体质量不变，气体物质的量增大，则混合气体的相对分子质量减小，故C错误；
D．烧瓶(3)中平衡向生成四氧化二氮反应移动，气体物质的量减小，则气体的压强减小，故D正确。
综上所述，答案为C。
10．A
【分析】根据图像可知，随着反应的进行，a曲线的浓度不断减小，说明a曲线是反应物，浓度增大的曲线是生成物。
【详解】A．由图可知，在无催化剂时，随着反应进行，生成物也在增加，说明反应也在进行，A错误；
B．由图可知，催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ的催化效果好，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，反应更快，B正确；
C．由图可知，02min时，X的浓度变化了2.0，使用催化剂Ⅰ时Y的浓度变化了4.0，两者物质的量浓度变化之比等于化学计量数之比，故a曲线表示使用催化剂Ⅰ时X的浓度随t的变化，C正确；
D．该反应是化学计量数增大的反应，催化剂Ⅱ条件下，当X和Y物质的量之和不随时间变化时，反应达到平衡状态，D正确；
故答案为：A。
11．B
【分析】该反应的正反应为气体分子数减小的放热反应，t2时刻改变某一条件，v正瞬时不变，说明改变的条件不可能是压强、温度和催化剂，v正后逐渐增大直至达到新平衡，说明平衡逆向移动，t2时刻改变的条件是向容器中加入一定量的NH3。
【详解】A．平衡常数与温度有关，t2时刻改变的条件不可能是改变温度，温度不变，化学平衡常数不变，则平衡常数：KⅠ=KⅡ，A项错误；
B．t2时刻改变的条件是向容器中加入一定量的NH3，平衡逆向移动，根据勒夏特列原理，Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，NH3的体积分数：Ⅰ＜Ⅱ，B项正确；
C．根据 H=正反应的活化能-逆反应的活化能＜0，则正反应的活化能小于逆反应的活化能，C项错误；
D．t2时刻改变的条件若是向密闭容器中加H2和N2的混合气，则v正瞬时增大，后逐渐减小直至达到新平衡，与图不吻合，D项错误；
答案选B。
12．B
【详解】A．由盖斯定律可知，反应Ⅰ×+反应Ⅱ×得到反应，则ΔH4=(+80.2kJ/mol) ×+(—108kJ/mol) ×=+66.3kJ/mol＞0，故A错误；
B．由热化学方程式可知，反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，C2H4的物质的量分数增大，反应Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，C2H4的物质的量分数增大、C3H6的物质的量分数减小，则由图可知，曲线b表示C3H6的物质的量分数随温度的变化，故B正确；
C．由图可知，780K时C3H6的物质的量分数最大，说明反应达到平衡，则温度780K时，反应未达到平衡，说明温度对反应Ⅱ的影响小于C2H4的浓度对反应Ⅱ的影响，故C错误；
D．由图可知，780K时C3H6的物质的量分数最大，说明反应达到平衡，则反应Ⅱ、Ⅲ为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，C2H4的物质的量分数增大，反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，C2H4的物质的量分数增大，所以由C2H4的物质的量分数增大不能确定780K之后体系以反应Ⅱ为主，故D错误；
故选B。
13．D
【详解】A．该反应的正反应为放热反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，但正反应速率加快的倍数小于逆反应速率加快的倍数，即v正＜v逆，平衡逆向移动，A项错误；
B．加入CO2(g)，平衡正向移动，平衡常数与浓度无关，平衡常数不变，B项错误；
C．使用合适的催化剂，能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但不能使平衡发生移动，不能提高CO2的平衡转化率，C项错误；
D．该反应的正反应气体体积减小，压缩容器的容积，增大压强，平衡正向移动，平衡时CH3OH(g)的物质的量增大，D项正确；
答案选D。
14．CD
【详解】A．已知该反应正反应为气体体积减小的反应，则增大压强，平衡向正向移动，CH3OH的体积分数增大，可知P1＞P2，A正确；
B．设a点CO2的转化量为xmol，由三段式分析可知：，则×100%=30%，解得x=0.75，可知CO2的转化率为×100%=75%，B正确；
C．由题干图像信息可知，在压强相同的情况下，随着温度升高，CH3OH的体积分数减小，即升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，平衡常数仅仅是温度的函数，故平衡常数为 ，C错误；
D．温度越高、压强越大，反应速度越快，则(b)＜(c)，D错误；
故选：CD。
15． b 4 100
【详解】增大氢气的浓度，CO2的平衡转化率增大、氢气的平衡转化率降低，所以随着比值的增大，氢气的转化率降低，则表示H2转化率的是b；投料比等于系数比时，产物的百分含量最大，所以c为CH4(g) 的体积分数，由图可知=4时，甲烷产率最高。若该条件下CO的产率趋于0，则=4，开始物质的量之和为5mol的H2和CO2分别为4mol和1mol，平衡转化率为80%，则平衡时各物质的量浓度为：
则K==100。
16．(1)
(2)ACD
(3) 压强 < 升高温度
(4)
(5) 乙 催化剂活性降低或副反应增多等
【详解】（1）根据键能关系△H=反应物的总键能-生成物的总键能=（348kJ·mol-1）×2+（412kJ·mol-1）×6-（612kJ·mol-1）-（412kJ·mol-1）×2-（412kJ·mol-1）×4=＋84kJ·mol-1；
故答案为：+84。
（2）A．O=C=CH2(g)消耗速率与CH4生成速率相等说明逆反应速率等于正反应速率，能判断反应达到平衡状态，故A正确；
B．容器为恒容，反应过程中总质量不变，所以密度始终不变，不能确定反应达到平衡状态，故B错误；
C．该容器为绝热容器，正反应方向为吸热，平衡常数不变，说明温度不变，温度不变，能说明反应达到平衡状态，故C正确；
D．正反应方向是气体物质的量增大的方向，即混合气体的平均相对分子质量减小的方向，当平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态，故D正确；
故答案为：ACD。
（3）①该反应吸热反应，温度升高，平衡向正反应移动，丙酮的转化率应该升高，若X为温度，与图示不符；X表示压强，增大压强时，平衡逆向移动，丙酮转化率降低，符合图示；
②A、C两点转化率相同，且C点压强大于A点，则C点的温度应该高于A，平衡常数只与温度有关，温度升高平衡正向移动，平衡常数增大，则KA＜KC；
③根据上述分析恒容下，既可提高反应速率，又可提高丙酮平衡转化率的一条合理措施是升高温度；
故答案为：压强；＜；升高温度。
（4）①设起始丙酮的物质的量为n mol，则分解10%后，丙酮、乙烯酮和甲烷的物质的量分别为0.9n，0.1n，0.1n，已知物质的量之比等于分压之比，则此时丙酮的分压为，则用单位时间内气体分压变化表示的反应速率v(丙酮)=；
②该条件平衡时丙酮分解率为a，设起始丙酮的物质的量为nmol，则平衡时丙酮、乙烯酮和甲烷的物质的量依次为n(1-a)mol、anmol、anmol，物质的量分数分别为、、，则Kp=；
故答案为：；。
（5）①图像中曲线变化可知低温下乙的催化作用强，所以工业上选择催化剂乙；
②由于高于210℃时，催化剂活性降低，副反应增多，因此导致丙酮转化率降低；
故答案为：乙；催化剂活性降低或副反应增多。
17． 反应I
【详解】温度较低时，的物质的量多，所以该催化剂在较低温度时主要选择反应I。
时，反应I已达平衡状态，且生成的、均是0.2mol，则：
此时各物质的浓度分别为：
，
，
，
，
所以反应Ⅰ的平衡常数。
18．(1)AD
(2)
【详解】（1）该反应为气体体积减小的放热反应，降低温度、增大压强，平衡均向正反应方向移动，氨气的产率增大，使用催化剂，平衡不移动，氨气的产率不变，则有利于提高合成氨平衡产率的条件为降低温度、增大压强，故选AD；
（2）设起始氮气、氢气的物质的量分别为1mol、3mol，平衡时生成氨气的物质的量为amol，由题意可建立如下三段式：
由氨气的平衡产率是w可得：=w，解得a=2w，则反应在恒定温度和总压强条件下，平衡常数，故答案为：
