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考点四十九 化学平衡移动1某实验小组研究温度对化学反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的影响，在其他条件相同时，将1molH2(g)和1molI2(g)充入体积为2L的恒容密闭容器中，测得HI(g)的物质的量分数随时间(min)变化的实验数据如下： 时间020406080100HI(g)的物质的量分数T100.500.680.760.800.80T200.600.720.750.750.75下列说法正确的是 ( )A T1温度下，020min之间，H2的平均反应速率为0.0125moolL-1min-1B 在T1温度下，该反应有可能在70min时已达到平衡状态C 由表中数据推测，T1T2D 由表中数据可知，温度越高，H2(g)与I2(g)的反应限度越大【答案】A2在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)+2B(g)C(g)+D(g)己达到平衡状态的是（ ）混合气体的压强 混合气体的密度 B的物质的量浓度混合气体的总物质的量 混合气体的平均相对分子质量 v(C)与v(D)的比值混合气体的总质量 混合气体的总体积 C、D的分子数之比为1 : 1A B C D 【答案】A3CO(g)和H2O(g)以1 : 2体积比分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中进行反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，得到如下三组数据：下列说法不正确的是A 从实验数据分析，该反应的正反应是吸热反应B 实验A中，在010min内，以v(H2)表示的反应速率大于0.013mol(Lmin)-1C 从生产效益分析，C组实验的条件最佳D 比较实验B、C，说明C实验使用了更高效的催化剂【答案】A【解析】A、根据实验组B和C，升高温度，CO2的物质的量减少，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，即正反应是为放热反应，故A错误；B、达到平衡时，v(CO2)=1.3250mol/(Lmin)=0. 13mol/(Lmin)，化学反应速率之比等于化学计量数之比，即v(H2)=c(CO2)=0.13mol/(Lmin)，随着反应的进行，反应物的浓度减小，化学反应速率降低，010min内，v(H2)0.130.13mol/(Lmin)，故B正确；C、根据表格数据，实验C温度低，投入量少，达到平衡时间短，因此从生产效益分析，C组实验的条件最佳，故C正确；D、B的温度高于C的温度，但达到平衡时间相等，说明C使用了比较高效的催化剂，故D正确。4一定温度下，0.1mol N2和0.3molH2在恒容的密闭容器中发生如下反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H 0.4molL1B 保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)=0.11molL1，则反应的H0C 反应在前50 s的平均速率为v(PCl3)=0.0032molL1s1D 相同温度下，起始时向容器中充入2.0mol PCl3和2.0molCl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%【答案】A6对于反应：4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g) H 0。下列有关叙述正确的是（ ）A 化学反应速率关系是2v(NH3) = 3v(H2O)B 若单位时间内生成a mol NO，同时消耗a mol NH3，则反应达到平衡状态C 其它条件不变，增大其容器容积，则正反应速率减少，逆反应速率增大D 其它条件不变，降低温度，NO的体积分数将增大【答案】D【解析】A. 化学反应速率之比等于化学计量数之比，应为3v(NH3)=2v(H2O)，故A错误；B. 单位时间内生成a molNO，同时消耗a molNH3，只表示了正反应方向的速率，则不能说明化学反应的正逆反应速率是相等的，故B错误；C. 若增大容器体积，可以减小压强，正逆反应速率都会减小，故C错误；D. 该反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，NO的体积分数将增大，故D正确；答案选D。7下列有关平衡常数的说法中，正确的是 ( )A 改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大B 反应2NO2(g)N2O4(g) H 0，升高温度该反应平衡常数增大C 对于给定可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等D CO2H2 COH2O的平衡常数表达式为K=c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)【答案】D【解析】A、改变压强平衡可以正向进行，反应物转化率增大，但平衡常数不变，平衡常数只随温度变化，故A错误；B、反应是放热反应，升温平衡向吸热反应方向进行，所以平衡逆向进行，平衡常数减小，故B错误；C、对于给定可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数，故C错误；D、平衡常数是生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，据此书写化学方程式为：CO2H2 COH2O的平衡常数表达式为K=c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)，故D正确D。8一个密闭容器，中间有一可自由滑动的隔板（厚度不计）将容器分成两部分，当左边充入1mol N2，右边充入CO和CO2的混合气体共8g时，隔板处于如图位置（保持温度不变），下列说法正确的是A 右边CO与CO2分子数之比为1:3B 右侧CO的质量为2.75gC 若改变右边CO和CO2的充入量而使隔板处于离右端1/6处，保持温度不变，则前后两次充入容器内的气体压强之比为5: 3D 右侧气体密度是相同条件下氢气密度的16倍【答案】D9已知NO2和N2O4可以相互转化2NO2(g)N2O4(g) H0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温恒容的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。下列说法不正确的是A 反应进行至25min时，曲线发生变化的原因是加入0.4molN2O4B a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是b和dC 图中共有两条曲线X和Y，其中曲线X表示NO2浓度随时间的变化D 若要达到与d相同的状态，在25min时还可以采取的措施是适当缩小容器体积【答案】A10如图所示向A中充入1 mol X 、1 mol Y，向B中充入2 mol X、2 mol Y，起始时，V(A) = V(B) = a L。在相同温度和有催化剂存在下，两容器中各自发生下述反应：X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g) H0。达到平衡时，V(A) = 1.1a L。（连通管中气体体积不计）下列说法正确的是()A n(Z)B = 2n(Z)AB A容器中X的转化率为20%C 若向A和B中均再加入1molX和1molY，X的体积分数均增大D 打开K保持温度不变，又达到平衡时，A的体积为3.3a L【答案】B11某温度下， 22（正反应放热）已达平衡，保持其它条件不变，只改变其中一个条件，v(正)、v(逆)的变化如图所示。下列判断正确的是 （ ）A 图可能是由于加压、使容器体积减小引起的B 图可能是升高温度引起的C 图可能是加压、缩小容器体积引起的D 图是只减少了SO3的浓度引起的【答案】D【解析】A. 图的正逆反应速率同时增大且逆反应增大的更多故向逆反应方向移动。由22（正反应放热）可知，加压正逆反应都增大，平衡向正反应方向移动，故错误； B. 升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动。增大反应物的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。故图表示是浓度变化的结果；故B错误； C. 因为加催化剂正逆反应速率同等倍数增大，平衡不移动，所以图表示的是加了催化剂所引起的。故错误；D. 因为减小生成物的浓度逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动。所以图是减少了SO3的浓度，平衡向正反应方向移动，故D正确；答案：D。12在温度相同、容积均为2 L的3个恒容密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温，测得反应达到平衡时的有关数据如下。下列说法正确的是容器甲乙丙反应物投入量1mo N2、3mol H22mol N2、6mol H22mol NH3NH3浓度（mol/L）c1c2c3反应的能量变化放出Q1kJ放出Q2kJ吸收Q3kJ体系压强（Pa）p1p2p3反应物转化率123已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1A 2p12p3p2 B 达到平衡时丙容器中NH3的体积分数最大C 231 D Q1Q392.4【答案】D13一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应 2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，相关数据如下，下列说法正确的是（ ）容器 1容器 2容器 3反应温度 T/K 700700800反应物投入量 2molSO2、 1molO24molSO32molSO2、 1molO2平衡正(SO2 )/molL-1s-1 123平衡 c(SO3 )/ molL-1 c1c2c3平衡体系总压强 p/Pa p1p2p3物质的平衡转化率 1(SO2)2(SO3)3(SO2)平衡常数 K K1K2K3A 12，c2K3，p22p3C 1 3(SO2) D c22c3，2(SO3) +3(SO2)7D SiO2(s)2C(s)Si(s)2CO (g)只能在高温下自发进行，则该反应H0【答案】BD15700时，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2，发生如下反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，反应过程中测定的部分数据见下表：反应时间/minn(CO)/moln(H2)/ mol00.601.20200.20300.40下列说法正确的是A 反应在20 min内的平均速率为v(H2)0.04 molL1min1B 保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(CH3OH)= 0.15 molL-1，则反应的H v(逆)D 相同温度下，若起始时向容器中充入1.0 mol CH3OH，达到平衡时CH3OH转化率大于1/3【答案】BC【解析】由反应可知，30min时转化的氢气为0.8mol，则转化的CO为0.4mol，则剩余的CO为16甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的反应如下：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) H3回答下列问题：（1）已知反应中相关化学键键能数据如下：由此计算H2=_kJmol-1。已知H1=-63kJmol-1,则H3=_kJmol-1。（2）一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图1所示。温度为490K时,图中P点_ (填“是”或“不是”)处于平衡状态。490K之后,甲醇产率下降的原因是_。提高甲醇产率的措施是_。A增大压强 B升高温度 C选择合适催化剂 D加入大量催化剂（3）如图为一定比例的CO2/H2，CO/H2、CO/CO2/H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。当温度为490K时,根据曲线a、c，判断合成甲醇的反应机理是_ (填“I”或 “II”)。I、CO2H2OH2CO2H2CH3OHII、COH2H2OCO23H2CH3OH+H2O490K时,曲线a与曲线b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,从平衡移动的角度,并结合反应、分析原因_。【答案】3699不是升高温度，反应逆向移动，催化剂活性降低ACCO促进反应逆向移动，CO和H2的量增加，水蒸气的量减少17(1)K2Cr2O7的水溶液中存在如下平衡：Cr2O72-（aq）+ H2O(l) 2CrO42-（aq）+ 2H+（aq）,平衡常数表达式为_；已知：在水溶液中K2Cr2O7为橙红色，K2CrO4为黄色。往上述溶液中加入氢氧化钠溶液呈_色，再加入过量硫酸溶液呈_色；此实验现象，符合勒夏特列原理：如果改变维持化学平衡的条件（浓度、压强或温度），平衡就会向着_这种改变的方向移动；(2)在KMnO4与H2C2O4反应中，可通过测定_的时间来测定该反应的速率；此反应开始反应缓慢，随后反应迅速加快，其原因是_（填字母）AKMnO4溶液中的H+起催化作用B生成的CO2逸出，使生成物浓度降低C反应中，生成的Mn2+起催化作用D在酸性条件下KMnO4的氧化性增强(3)为探讨化学反应速率的影响因素，设计的实验方案如下表（已知 I22S2O32-=S4O62-2I，其中Na2S2O3溶液均足量）。实验序号体积V/mL时间/sNa2S2O3溶液淀粉溶液碘水水10.02.04.00.0t18.02.04.02.0t26.02.04.0Vxt3淀粉溶液的作用是_。表中Vx=_mL，比较t1、t2、t3大小_，试推测该实验结论： _。【答案】K=c2CrO42-c2H+cCr2O72-黄橙红减弱溶液紫色褪色C显色剂，检验I2的存在4.0t1t20）。一定条件下密闭容器中，用传感器测得该反应在不同时间 NO 和 CO 浓度如下表：时间/s01234c(NO)/molL-19.5010-34.5010-32.5010-31.5010-31.5010-3c(CO)/molL-19.0010-34.0010-32.0010-31.0010-31.0010-3完成下列填空：(1)写出该反应的平衡常数表达式：_。 温度升高，二氧化碳气体的浓度将_（填“变大”、“变小”或“不变”）。(2)前 2s 内的氮气的平均反应速率是：v(N2)=_mol/(Ls)；达到平衡时，CO 的转化率为：_。(3)工业上常采用“ 低温臭氧氧化脱硫脱硝” 技术来同时吸收 SO2 和氮的氧化物气体(NOx)，以获得(NH4)2SO4 的稀溶液。在此溶液中，水的电离程度是受到了_(填“促进”、“抑制”或“没有影响”)；若往(NH4)2SO4溶液中再加入少量稀盐酸，则c(NH4+)/c(SO42-)值将_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)如果向 BaCl2 溶液中通入足量 SO2 气体，没有沉淀生成，继续滴加一定量的氨水后，则会生成白色沉淀。用平衡移动原理解释上述现象：_。(5)向另一种可溶性钡盐溶液中通入少量SO2气体，会立即看到白色沉淀。该沉淀的化学式为_； 原可溶性钡盐可能是_。【答案】c（N2）c2（CO2）c2（CO）c2（NO） 变小1.7510- 30.89促进变大饱和SO 2溶液中电离产生的SO32 -很少 ，因此没有沉淀；加入氨水后，促进H2SO3的电离，SO32 -离子浓度增大，有沉淀产生BaSO420已知：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)HQ，其平衡常数随温度变化如下表所示：温度/400500850平衡常数9.9491请回答下列问题：(1)上述反应的化学平衡常数表达式为_，该反应的Q_0(填“”或“0)来消除CO的污染。请判断上述反应能否自发进行：_ (填“可能”或“不可能”)，理由是_。【答案】)K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)0且STB；E.在曲线A条件下，反应从开始到平衡，消耗N2的平均速率为n14t1molL-1min-1（3）一定温度下，向一个容积为2 L的密闭容器中通入2 mol N2和7 mol H2，达到平衡时测得容器的压强为起始时的79倍，在同一温度，同一容器中，将起始物质改为amol N2 ，b molH2，c mol NH3 (a,b,c均不为零）欲使平衡混合物中各物质的质量与原平衡相同，则a,b,c满足的关系为_(用含a,b,c的表达式表示），且欲使反应在起始时向逆反应方向进行，c的取值范围是_（二）在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：（1）反应的H_0（填“大于”“小于”）；100时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在060s时段，反应速率v(N2O4)为_molL-1s-1（2）100时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020molL-1s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。T_100（填“大于”“小于”），判断理由是_。（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是_。（4）已知：甲醇脱水反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g) H123.9kJmol1甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)C2H4 (g)2H2O(g) H229.1kJmol1乙醇异构化反应CH3CH2OH(g)CH3OCH3(g) H350.7kJmol1则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)H2O(g)C2H5OH(g)的H_ kJmol1。【答案】0.01 molL-1min-1ADEa+c/2= 2,d+3c/2= 72c2，即范围是2c”“”或“=”)。反应开始到10min时NO的平均反应速率v(NO)=_mol/(Lmin)。（3）一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g)，平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(C12)的变化图象如图B，则A、B、C三状态中，NO的转化率最大的是_点。【答案】289-2a0.1A23（1）SO2和NOx都是大气污染物。采取还原法，用炭粉可将氮氧化物还原。已知：N2(g)O2(g) = 2NO(g)H180.6 kJmol1C(s)O2(g) = CO2(g)H393.5 kJmol1则反应C(s)2NO(g) = CO2(g)N2(g) H_kJmol1。（2）利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如下图所示：NO2被NH4HSO3溶液吸收的离子方程式是_。 （3）家用液化气的主要成分之一是丁烷，当10kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量为5105kJ，试写出表示丁烷燃烧的热化学方程式：_。（4）已知：C（s）+O2（g）CO2（g）H=393.5kJmol1 2H2（g）+O2（g）2H2O（g）H=483.6kJmol1 现有0.2mol的炭粉和氢气组成的悬浮气，且混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53kJ热量，则混合物中C与H2的物质的量之比为_。（5）在一定条件下，可逆反应：mA+nBpC达到平衡，若： A、B、C都是气体，减少压强，平衡向正反应方向移动，则m+n_p(填 =)A、C是气体，增加B的量，平衡不移动，则B为_态 A、C是气体，而且m+n=p，增大压强可使平衡发生移动，则平衡移动的方向是_加热后，可使C的质量增加，则正反应是_反应（填“放热”或“吸热”）【答案】-574.12NO2+4HSO3- = N2+4SO42-+4H+C4H10(g) +132O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) H=-2900kJ/mol；1：1固或液逆反应方向吸热（4）假设在混合物中含有C、H2的物质的量分别是x、y，则x+y=0.2；393.5x+(483.62)y=63.53，解得x=0.1mol，y=0.1mol，所以混合物中C与H2的物质的量之比为1:1，故答案为：1:1；（5）因减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，所以m+np，故答案为：；增加B的量，平衡不移动，说明B的浓度不变，可以是液体也可以是固体，故答案为：固或液；因增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，A、C是气体，而且m+n=p，所以B不是气体，则mp，即平衡移动的方向是逆反应方向，故答案为：逆反应方向；因温度升高，平衡向吸热的方向移动，C的质量增加，说明正反应是吸热反应，答案为：吸热。24为了减轻大气污染，可在汽车尾气排放处加装“催化净化器”装置。（1）通过“催化净化器”的 CO、NO在催化剂和高温作用下可发生可逆反应，转化为参与大气循环的无毒混合气体，写出该反应的化学方程式是_。（2）在一定温度下，向1L密闭恒容容器中充入0.5 mol NO、2 mol CO，发生上述反应,20 s时反应达平衡，此时CO的物质的量为1.6 mol。请回答下列问题：前20S内平均反应速率v(CO)为 _，平衡时NO的转化率为_ ，混合气体的平均相对分子质量为 _。在该温度下反应的平衡常数K=_。关于上述反应，下列叙述不正确的是_（填编号）。A达到平衡时，移走部分CO2，平衡将向右移动，正反应速率加快B缩小容器的体积，平衡将向右移动C在相同的条件下，若使用甲催化剂能使正反应速率加快105倍，使用乙催化剂能使逆反应速率加快108倍，则应该选用乙催化剂D若保持平衡时的温度不变，再向容器中充入0.4molCO和0.8mol N2，则此时v正v逆（3）恒温恒容下，该反应达到平衡的标志是 _。A、容器内压强不随时间变化 B、容器内各物质的浓度不随时间变化 C、容器内密度不随时间变化 D、容器内气体平均相对分子质量不随时间变化【答案】2NO+2CO N2+ 2CO20.02molL-1s-18030.91.25ADABD【解析】（1）由NO、CO相互反应转换成无毒的气体，即生成氮气和二氧化碳，该反应的化学反应方程式为2NO+2CON2+2CO2；（2）在一定温度下，向1L密闭容器中充入0.5mol NO、2mol CO，发生上述反应，20S反应达平衡，此时CO的物质的量为1.6mol，依据化学平衡三段式列式计算： 2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）25I.在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间变化情况如图。（1）该反应的化学方程式为 (反应物或生成物用符号X、Y表示)： _。（2）a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是_。.（3）如图是可逆反应X23Y2 2Z在反应过程中的反应速率(v)与时间（t）的关系曲线，下列叙述正确的是_。A t1时，只有正方向反应 B t2时，反应达到限度C t2t3，反应不再发生 D t2t3，各物质的浓度不再发生变化. 以下是关于化学反应2SO2O22SO3的两个素材：素材1：某温度和压强下，2L容器中，不同时间点测得密闭体系中三种物质的物质的量素材2：反应在不同条件下进行时SO2的转化率：(SO2的转化率是反应的SO2占起始SO2的百分数，SO2的转化率越大，化学反应的限度越大)根据以上的两个素材回答问题：（4）根据素材1中计算2030 s期间，用二氧化硫表示的化学反应平均速率为_。（5）根据素材2中分析得到，提高该化学反应限度的途径有_。（6）根据素材1、素材2中分析得到，要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应具体条件是_。【答案】Y2XbdBD0.007 5 molL1s1增大压强或在一定范围内降低温度温度为600，压强为1 MPa26某工厂以硝酸为原料生产亚硝酸钠，其工艺流程如下：已知：Na2CO3NONO2=2NaNO2CO2(1)“分解塔”中SO2从塔底进入，硝酸从塔顶喷淋，其目的是_。(2)“分解塔”中的温度不宜过高，其原因是_。(3)按一定计量比在“分解塔”中通SO2和喷入硝酸，若反应后生成的NO与NO2物质的量之比恰好11，则“分解塔”中发生反应的化学方程式为_。(4)“分解塔”中的硝酸浓度不宜过大的原因是_。(5)为提高氮氧化物的转化率，可向“尾气”中通入一定量的_气体，再通入“吸收塔”中，实现循环吸收。(6)“吸收塔”所得溶液中除含有NaNO2、NaNO3和少量Na2CO3外，还含有的溶质为_(填化学式)。【答案】使SO2气体被充分吸收硝酸受热会挥发、分解2HNO32SO2H2O=NONO22H2SO4硝酸浓度过大，氮氧化物中NO2含量高，导致亚硝酸钠产率降低(或硝酸钠含量过高)O2NaHCO3
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