2019版高考化学大一轮复习 第7章 化学反应的方向、限度与速率 第2讲 化学平衡状态及其移动学案 鲁科版.doc

第2讲化学平衡状态及其移动【2019备考】最新考纲：1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程，掌握化学平衡的概念。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。考点一可逆反应与化学平衡状态(频数：难度：)1.可逆反应(1)定义在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在化学方程式中用“”表示。2.化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不变，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。(2)建立过程在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：以上过程可用下图表示：(3)平衡特点1.教材基础判断(1)2H2O2H2O2为可逆反应()(2)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化()(3)化学反应达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等()(4)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度()答案(1)(2)(3)(4)2.(LK选修4P41“联想质疑”改编)向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2O22SO3，充分反应后生成SO3的物质的量_2 mol(填“”或“”，下同)，SO2的物质的量_0 mol，转化率_100%。答案v逆，平衡向正反应方向移动；v正v逆，反应达到平衡状态，不发生平衡移动 ；v正v逆，平衡向逆反应方向移动。3.外界因素对化学平衡移动的影响4.勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。5.等效平衡定义：在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。等效平衡分类及规律等效类型条件恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒压反应的特点任何可逆反应反应前后气体分子数相等任何可逆反应起始投料换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同换算为化学方程式一边物质，其“量”符合同一比例换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例平衡特点质量分数 (w%)相同相同相同浓度(c)相同成比例相同(气体)物质的量(n)相同成比例成比例1.教材基础知识判断(1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动()(2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大()(3)合成氨反应需要使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动，所以也可以用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因()(4)平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，v正减慢()(5)C(s)CO2(g)2CO(g)H0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大()答案(1)(2)(3)(4)(5)2.教材实验探究与考题印证(RJ选修4P26实验25)已知在K2Cr2O7的溶液中存在着如下平衡：Cr2OH2O2CrO2HK2Cr2O7为橙色，K2CrO4为黄色。取两支试管各加入5 mL 0.1 mol/L K2Cr2O7溶液，观察并记录溶液颜色的变化。(1)一只试管加入浓H2SO4溶液呈_色，另一支试管加入NaOH溶液呈_色，说明_。(2)2016全国卷，27(2)CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H)的变化如图所示。用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应：_。由图可知，溶液酸性增大，CrO的平衡转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。升高温度，溶液中CrO的平衡转化率减小，则该反应的H_0(填“大于”“小于”或“等于”)。答案(1)橙黄增大生成物浓度平衡左移，减少生成物的浓度平衡右移(2)2CrO2HCr2OH2O增大1.01014小于题组一外界条件对化学平衡的影响1.将NO2装入带有活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，改变下列一个条件，下列叙述正确的是()A.升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应B.慢慢压缩气体体积，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅C.慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍D.恒温恒容时，充入稀有气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅解析升高温度，气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，A错误；首先假设平衡不移动，增大压强，气体颜色加深，但平衡向正反应方向移动，使混合气体的颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，B错误；同理C项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，则压强变为原来的两倍，但平衡向正反应方向移动，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；体积不变，反应物及生成物浓度不变，正、逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色不变化，D错误。答案C2.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，一定条件下，发生如下反应并达到平衡：X(g)3Y(g)2Z(g)H甲丙 B.甲乙丙丁C.乙甲丁丙 D.丁丙乙甲解析四种情况的反应物起始量可折合成下表情况所以乙和丁相当于提高了反应物(CO2)的初始量，平衡向正反应方向移动，n(CO)相对于甲和丙提高，故有乙丁甲丙。答案A5.已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.3 kJmol1，在一定温度和催化剂的条件下，向一密闭容器中，通入1 mol N2和3 mol H2，达到平衡状态；相同条件下，向另一体积相同的密闭容器中通入0.9 mol N2、2.7 mol H2和0.2 mol NH3，达到平衡状态，则下列说法正确的是()A.两个平衡状态的平衡常数的关系：KKB.H2的百分含量相同C.N2的转化率：平衡平衡D.反应放出的热量：QQ92.3 kJ解析两平衡的温度相同，故平衡常数KK，两容器中的反应物都可以转化为1 mol N2和3 mol H2，故两个平衡是等效平衡，且两平衡中H2的百分含量相同，但反应是可逆反应不能进行彻底，平衡中已经有一部分NH3，反应放出的热量：QQ，且都小于92.3 kJ，N2的转化率：平衡平衡。答案B归纳总结等效平衡判断“四步曲”：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应；：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应系数之比转化成同一边的物质；：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。题组三化学平衡移动原理对工农业生产的理论指导6.化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0()如图所示，反应()在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1_T2(填“”、“”或“”)。上述反应体系中循环使用的物质是_。(2)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应H_0(填“”或“”)。实际生产条件控制在250 、1.3104 kPa左右，选择此压强的理由是_。解析(1)由题意可知，未提纯的TaS2粉末变成纯净TaS2晶体，要经过两步转化：TaS22I2=TaI4S2，TaI4S2=TaS22I2，即反应()先在温度T2端正向进行，后在温度T1端逆向进行，反应()的H大于0，因此温度T1小于T2，该过程中循环使用的物质是I2。(2)从图像来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，故H0，综合温度、压强对CO转化率的影响来看，在题给压强下，CO的转化率已经很大，不必再增大压强。答案(1)I2(2)在1.3104 kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失【审读说明】题目类型：类型一：从表格信息总结规律类型二：从图中信息总结规律类型三：从题中信息总结规律并作图类型四：从题中信息总结规律并分析原因分析方法：1.提取什么？审清题，明确目标，并做好标注。2.怎么提取？分析变化趋势和斜率变化。3.答题模板：其他条件不变，随着自变量(横坐标)变化(增大或减少)，XX因变量(纵坐标)逐渐(增大/减少)。或者就横坐标、自变量分区作答(非单调曲线)。写规律时的原则：先整体后局部。分析原因型分析方法：答题模板：什么因素的改变使什么平衡向什么方向移动，结果是什么。作图策略：分析图表信息，确定横竖坐标，做好“三点一变化”：起点、终点、转折点和变化趋势。模型解题【案例1】用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。 1/4CaSO4(s)CO(g)1/4CaS(s)CO2(g)H147.3 kJmol1 CaSO4(s)CO(g)CaO(s)CO2(g) SO2(g)H2210.5 kJmol1 CO(g)1/2C(s)1/2CO2(g)H386.2 kJmol1反应的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见下图，结合各反应的H，归纳lgKT曲线变化规律： a)_；b)_。审读指导1.审题(图)时目标是什么？2.K的含义？lgK的含义？哪些量与K变化趋势一致？(以反应为例)3.该反应的自变量？因变量？4.变化趋势和斜率变化如何？受什么因素影响？答案a)放热反应的lgK随温度升高而下降b)放出或吸收热量越大的反应，其lgK受温度影响越大【案例2】研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。(1)为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学根据反应8NH3(g)6NO2(g) 7N2(g)12H2O(g)H0设计了如下表所示三组实验，请完善表格中的数据。实验编号温度/NH3初始/(molL1)NO2初始/(molL1)催化剂的比表面积/(m2g1)3508.01036.01031208015080(2)请在给出的坐标图中，画出上表、实验中NO2浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明实验编号。审读指导(1)探究温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响时，根据控制单一变量原则，三组实验中NH3、NO2的初始浓度应相同，结合、中温度不同，、中催化剂比表面积不同，则、应温度相同。(2)中的催化剂比表面积比中的小，达到平衡的时间比长，、中的催化剂比表面积相同，的反应温度较低，则达到平衡用时最长，又由题意知，该反应为放热反应，降低温度会使平衡正向移动，故平衡时中的NO2要比、中的NO2小。答案(1)实验编号温度/NH3初始/(molL1)NO2初始/(molL1)催化剂的比表面积/(m2g1)3508.01036.01038.01036.0103(2)试题分析(2016全国卷，27)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJmol1C3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJmol1两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 ，低于460 时，丙烯腈的产率_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于460 时，丙烯腈产率降低的可能原因是_(双选，填标号)。A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大C.副反应增多 D.反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为_，理由是_，进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_。解题思路：我的答案：考查意图：本题以“丙烯氨氧化法”生产一种重要的有机化工原料丙烯腈为背景，综合考查了化学反应方向的判断、反应条件的控制、影响化学平衡的因素、平衡常数K与温度T的关系、活化能与温度的关系、简单物质的量的计算等知识点。题目应用物质的性质、反应原理和规律，从“物质变化是有条件的”角度来分析化学反应条件的控制以及物质之间的转化；通过对图像的观察，从“模型”、“分类与比较”、“定性与定量”、“化学与社会和谐发展”的角度考查考生结合已有知识进行图文转换、加工信息和正确表达思维历程及结论的能力。试题以实际生产为背景，体现了新课程标准化学与生产、生活密切联系的要求，体现了化学的学科价值和社会价值，考查了“绿色应用”的化学核心素养。试题以多种方式呈现信息，有利于不同思维习惯的考生快速摄取关键信息；试题设问灵活，有利于考生多元化思维的发挥。题目要求考生具有思维的深刻性、敏捷性、批判性和独创性，具有接受、吸收和整合化学信息的能力以及分析和解答(解决)化学问题的能力。本题抽样统计难度为0.34。解题思路：化学反应的方向的判断也就是化学反应能否自发进行的问题，可以通过焓判据做出判断。因为两个反应均为放热量大的反应，故两个反应在热力学上趋势均很大。因为该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率，由图(a)可知，提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂；由于反应的H0，升高温度，K减小，而图(a)中的产率增大，因此图(a)中低于460 的产率，不是对应温度下的平衡产率；温度升高，K减少，活化能不变，故高于460 时，丙烯腈的产率降低可能是催化剂的活性降低和副反应增多造成的；根据图像(b)可知，当n(氨)/n(丙烯)约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6(g)NH3(g)3/2O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)，氨气、氧气、丙烯按11.51的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为17.51。教学中一定建构解题模型，积累解题方法，用化工生产的实际问题设计问题线索，进而组织教学。学生对“热力学”这一概念未必都能理解。正确答案：(1) 两个反应均为放热量大的反应降低温度、降低压强催化剂(2)不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC (3)1该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低17.51真题演练1.(2013大纲全国卷，7)反应X(g)Y(g)2Z(g)H0，达到平衡时，下列说法正确的是()A.减小容器体积，平衡向右移动B.加入催化剂，Z的产率增大C.增大X，X的转化率增大D.降低温度，Y的转化率增大解析根据该反应的特点结合平衡移动原理逐项分析。A项该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平衡不移动；B项催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率；C项增大X，平衡正向移动，Y的转化率增大，X本身的转化率反而减小；D项该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大。答案D2.2016天津理综，10(3)改编在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)H0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是()A.容器内气体压强增大B.吸收y mol H2只需1 mol MHxC.若降温，该反应的平衡常数增大D.若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)v(吸氢)解析MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)H0，该反应属于气体的物质的量减小的反应。A项，平衡时气体的物质的量不变，压强不变，错误；B项，该反应为可逆反应，吸收y mol H2需要大于1 mol MHx，错误；C项，因为该反应正反应方向为放热反应，降温时该反应将向正反应方向移动，反应的平衡常数将增大，正确；D项，向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，v(放氢)v(吸氢)，错误。答案C3.(2017课标全国，27)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g) O2(g)=H2O(g)H3242 kJmol1图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是_(填标号)。A.升高温度 B.降低温度C.增大压强 D.降低压强(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 之前随温度升高而增大的原因可能是_、_；590 之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_。解析(1)由a图可以看出，温度相同时，由0.1 MPa变化到x MPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，所以x的压强更小，x0.1。由于反应为吸热反应，所以温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，因此A正确、B错误。反应正向进行时体积增大，加压时平衡逆向移动，丁烯的平衡产率减小，因此C错误，D正确。(2)反应初期，H2可以活化催化剂，进料气中n(氢气)/n(丁烷)较小，丁烷浓度大，反应向正反应方向进行的程度大，丁烯转化率升高；然后进料气中n(氢气)/n(丁烷)增大，原料中过量的H2会使反应平衡逆向移动，所以丁烯产率下降。(3)590 之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过590 时，由于丁烷高温会裂解生成短链烃类，所以参加反应的丁烷也就相应减少。答案(1)小于AD(2)原料中过量H2会使反应平衡逆向移动，所以丁烯产率下降(3)590 前升高温度，反应平衡正向移动升高温度时，反应速率加快，单位时间产生丁烯更多温度高于590 时有更多的C4H10裂解导致产率降低 一、选择题1.(2018陕西模拟)在密闭容器中，一定条件下进行反应：NO(g)CO(g)1/2N2(g)CO2(g)H373.2 kJmol1，达到平衡后，为提高NO的转化率和反应速率，可采取的措施是()A.加催化剂同时升高温度B.加催化剂同时增大压强C.升高温度同时充入N2D.降低温度同时增大压强解析催化剂不能改变平衡状态，正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，NO转化率降低，A项错误；催化剂不能改变平衡状态，增大压强平衡向正反应方向移动，NO转化率增大，B项正确；正反应放热，升高温度同时充入N2，平衡向逆反应方向移动，NO转化率降低，C项错误；降低温度同时增大压强平衡向正反应方向移动，但反应速率不一定增大，D项错误。答案B2.下列可逆反应达到平衡后，增大压强同时升高温度，平衡一定向右移动的是()A.2AB(g)A2(g)B2(g)H0B.A2(g)3B2(g)2AB3(g)H0C.A(s)B(g)C(g)D(g)H0D.2A(g)B(g)3C(g)D(s)H0解析A项加压平衡不移动，升温平衡向右移动，正确；B项加压平衡向右移动，升温平衡向左移动，错误；C项加压平衡向左移动，升温平衡向右移动，错误；D项加压平衡不移动，升温平衡向左移动，错误。答案A3.在密闭容器中发生下列反应aA(g)cC(g)dD(g)，反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.5倍，下列叙述正确的是()A.A的转化率变大B.平衡向正反应方向移动C.D的体积分数变大D.acd解析气体体积刚压缩平衡还未移动时D的浓度应是原来的2倍，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.5倍，D的浓度减小，所以压缩体积使平衡向逆反应方向移动，B错误；A的转化率变小，A错误；D的体积分数减小，C错误；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，所以acd，D正确。答案D4.(2018温州十校联考)等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中，在一定条件下发生如下反应并达平衡：X(g)Y(g)2Z(g)H0。当改变某个条件并达到新平衡后，下列叙述正确的是()A.升高温度，X的体积分数减小B.增大压强，Z的浓度不变C.保持容器体积不变，充入一定量的惰性气体，Y的浓度不变D.保持容器体积不变，充入一定量的Z，X的体积分数增大解析A项，升高温度平衡向逆反应方向移动，X的体积分数增大；B项，增大压强平衡不移动，但是体积缩小，Z的浓度增大；C项，不改变参加反应的物质的浓度，平衡不移动，则Y的浓度不变；D项为等效平衡，X的体积分数不变。答案C5.一定条件下，对于可逆反应X(g)3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则下列判断正确的是()A.c1c231B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为23C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0c10.14 molL1解析平衡浓度之比为13，转化浓度亦为13，故c1c213，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)v生成(Z)应为32，B不正确；由可逆反应的特点可知0c10.14 molL1。答案D6.在某恒温、恒容的密闭容器内发生反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)H0，开始时充入2 mol NO2并达到平衡，下列说法正确的是()A.再充入2 mol NO2，平衡正向移动，O2的体积分数增大B.升高温度，O2的体积分数减小C.增大压强，化学平衡逆向移动，NO2的体积分数增大D.再充入1 mol O2，NO2的体积分数增大解析A项，再充入2 mol NO2，相当于增大压强，平衡逆向移动，O2的体积分数减小，A错；B项，升高温度，平衡正向移动，O2的体积分数增大，B错；D项，再充入1 mol O2，虽然平衡逆向移动，NO2的物质的量增大，但NO2的体积分数减小，D错。答案C7.相同温度下，有相同容积的甲、乙两容器，甲容器中充入1 g N2和1 g H2，乙容器中充入2 g N2和2 g H2。下列叙述中不正确的是()A.化学反应速率：乙甲B.平衡后N2的浓度：乙甲C.H2的转化率：乙甲D.平衡混合气中H2的体积分数：乙甲解析容器中发生的反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)。相同容积的容器中充入不同量的反应物，乙容器中压强大，化学反应速率：乙甲，A正确；根据勒夏特列原理可知，平衡时乙容器中N2的浓度应大于甲容器，但会小于甲容器中N2浓度的2倍，B正确；乙容器中压强较大，平衡向正反应方向移动，所以H2的转化率：乙甲，C正确；平衡混合气中H2的体积分数：乙甲，D错误。答案D8.在一定温度下的固定容积的密闭容器中，发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)Ha kJmol1(a0)，能说明该反应已达平衡状态的是()A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变B.混合气体的密度不随时间的变化而变化C.单位时间内每消耗1.2 mol H2，同时生成0.4 mol H2OD.反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为11，且保持不变解析未平衡时CO2的体积分数是个变化的量，现在混合气体中CO2的体积分数保持不变，说明已经达到平衡状态，A正确；恒容条件下，该混合气体的密度是个不变的量，密度不变不能说明达到平衡状态，B错误；单位时间内每消耗1.2 mol H2，同时生成0.4 mol H2O，都表示正反应，不能说明正、逆反应速率相等，C错误；反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比在反应过程中可能为变量，也可能为11(定值)，D错误。答案A9.(2017合肥一检)在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)。当下列所给有关量不再变化时，不能表明该反应已达平衡状态的是()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.混合气体的平均相对分子质量D.解析该反应在恒温、恒容条件下进行，气体物质的质量不变，密度始终保持不变，与反应是否达到平衡状态无关，B项符合题意；该反应为气体分子数减小的反应，反应过程中气体总物质的量减小，压强减小，当压强不变时，说明反应达到平衡状态，A项不符合题意；反应过程中气体总质量不变，气体总物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态，C项不符合题意；Qc，Qc表示浓度商，当浓度商保持不变时，说明反应达到平衡状态，D项不符合题意。答案B10.汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)H0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是()解析由于是绝热、恒容密闭体系，随着反应的进行，体系的温度升高，K不断减小，当K不变时，即温度保持不变，该反应达到平衡状态。答案B11.(2017益阳市三模)已知：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41 kJmol1。相同温度下，在体积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下：容器编号起始时各物质的物质的量/mol达平衡过程体系的能量变化COH2OCO2H21400放出热量：32.8 kJ0014热量变化：Q下列说法中，不正确的是()A.容器中反应达平衡时，CO的转化率为80%B.容器中CO的转化率等于容器中CO2的转化率C.容器中CO反应速率等于H2O的反应速率D.平衡时，两容器中CO2的浓度相等解析由反应方程式知，当消耗1 mol CO时放出的热量为41 kJ，当放出的热量为32.8 kJ时，消耗0.8 mol CO，其转化率为80%，A正确；容器中，该反应的平衡常数K10.80.8(0.23.2)1，设容器中反应达到平衡时消耗x mol CO2，则K2x2/(1x)(4x)1/K1，解得x0.8，此时CO2的转化率为80%，B正确；由化学反应速率之比等于其系数之比知C正确；因平衡时容器中CO2为0.8 mol，容器中为0.2 mol，D错误。答案D12.(2018深圳模拟)某温度下，密闭容器中，发生如下可逆反应：2E(g)F(g)xG(g)H0。若起始时E的浓度为a molL1，F、G的浓度均为0，达到平衡时E的浓度为0.5a molL1；若E的起始浓度改为2a molL1，F、G的浓度仍为0，当达到新的平衡时，下列说法正确的是()A.若x1，容器体积保持不变，新平衡下E的体积分数为50%B.升高温度时，正反应速率加快，逆反应速率减慢C.若x2，容器体积保持不变，新平衡下F的平衡浓度为0.5a molL1D.若x2，容器压强保持不变，新平衡下E的物质的量为a mol解析若x1，达到平衡时E的体积分数为50%，E的起始浓度改为2a molL1，相当于两个相同的容器中E的浓度均为a molL1，然后压缩使气体的体积与一个容器的容积相等，平衡不移动，E的体积分数仍为50%，故A正确；升高温度正逆反应速率都增大，与反应是吸热还是放热无关，故B错误；达到原平衡时E的浓度为0.5a molL1，F的平衡浓度为0.25a molL1，若x2，压缩气体使体积为原体积的一半，F的浓度为0.5a molL1，但压缩气体体积相当于增大压强，平衡逆向移动，新平衡下F的平衡浓度小于0.5a molL1，故C错误；若x2，容器压强保持不变，则随反应的进行容器的体积大小会发生相应的变化，而物质的量的多少与容器的大小有关，故D错误。答案A二、填空题13.(2018大连双基测试)在密闭容器中发生反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，该反应达到平衡后，测得如下数据。实验序号温度()初始CO浓度(molL1)初始H2O浓度(molL1)CO的平衡转化率11101150%210011x31100.8y60%(1)实验1中，10 h后达到平衡，H2的平均反应速率为_molL1h1。在此实验的平衡体系中，再加入0.5 mol CO和0.5 mol H2，平衡将_移动(“向左”、“向右”、“不”或“无法确定”)。(2)实验2中，x的值_(填序号)。A.等于50% B.大于50%C.小于50% D.无法确定(3)实验3中的y值为_。(4)在100 条件下，能说明该反应达到平衡状态的是_。A.压强不再变化B.生成H2O的速率和消耗H2速率相等时C.混合气体的密度不变D.H2的质量不再变化解析(1)根据反应速率的公式可得v(CO)1 molL150%/10 h0.05 molvL1h1，再根据速率比等于系数比，v(H2)v(CO)0.05 molL1h1。在该平衡体系中同时改变了反应物和生成物浓度，并且变化量一致，则QcK，故平衡不移动。(2)从题给信息可知，该反应的正反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，故CO的平衡转化率增大，所以选B。(3)通过反应1可知在110 时，该反应的K1，温度一定，K一定，在反应3中，K1，求得y1.2。(4)反应前后压强始终不变，A错误；生成H2O的速率和消耗H2的速率为同一反应方向，B错误；混合气体的密度始终不变，C错误；H2的质量不再变化，说明反应达到平衡，D正确。答案(1)0.05不(2)B(3)1.2(4)D14.二甲醚具有优良的燃烧性能，被称为21世纪的“清洁能源”，以下为其中一种合成二甲醚的方法。在一定温度、压强和催化剂作用下，在同一反应器中进行如下反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H149.1 kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H224.5 kJmol1CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H341.2 kJmol1(1)写出CO2(g)加H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式是_。(2)一定条件下，原料气中n(H2)/n(CO2)比值和温度对CO2转化率影响的实验数据如图。温度为T1 K时，在1 L反应容器中投入2 mol CO2和8 mol H2进行反应，试计算达到平衡时CO2的浓度为_。结合数