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第21讲化学平衡状态和平衡移动考纲要求1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。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，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。考点一化学反应进行的方向1自发过程(1)含义：在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。(2)特点体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或放出热量)。在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。2自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。3化学反应方向的判据(1)焓判据放热过程中体系能量降低，HS(l)S(s)；c反应前无气体，反应后有气体产生的过程；d反应前后都有气体，但气体的物质的量增加的反应。熵判据：体系的混乱度增大，S0，反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也不全面。(3)复合判据在温度、压强一定的条件下，化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，反应方向的复合判据为HTS。当HTS(1)H0的反应在温度低时不能自发进行()(2)NH4HCO3(g)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57kJmol1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向()(3)一定温度下，反应MgCl2(l)Mg(l)Cl2(g)的H0、S0()(4)反应NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的H0C加热0.1molL1Na2CO3溶液，CO的水解程度和溶液的pH均增大D对于乙酸与乙醇的酯化反应(H0)，加入少量浓硫酸并加热，该反应的反应速率和平衡常数均增大答案C解析在海轮外壳附着一些铜块，形成铁铜原电池，铁比铜活泼，铁被腐蚀，A项错误；题中已知的反应是一个熵减的反应，若常温下能自发进行，则需要H0，简述该设想能否实现的依据：_。(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2，化学方程式如下：2NO2CO2CO2N2。反应能够自发进行，则反应的H_(填“”“”或“”)0。答案(1)该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不自发进行(2)0，不能实现。焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响HSHTS反应情况永远是负值在任何温度下均自发进行永远是正值在任何温度下均非自发进行低温为正，高温为负低温时非自发，高温时自发低温为负，高温为正低温时自发，高温时非自发考点二可逆反应与化学平衡建立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中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。(2)建立(3)平衡特点3判断化学平衡状态的两种方法(1)动态标志：v正v逆0同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aAbBcCdD，时，反应达到平衡状态。(2)静态标志：各种“量”不变各物质的质量、物质的量或浓度不变。各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。(1)二次电池的充、放电为可逆反应()(2)在化学平衡建立过程中，v正一定大于v逆()(3)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态()(4)在一定条件下，向密闭容器中充入1molN2和3molH2充分反应，生成2molNH3()1向含有2 mol SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQkJmol1(Q0)，充分反应后生成SO3的物质的量_(填“”“”或“”，下同)2mol，SO2的物质的量_0mol，转化率_100%，反应放出的热量_QkJ。答案2总压强不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志？答案恒温恒容条件下，对于反应前后气体化学计量数相等的反应，总压强不变不能作为判断平衡的标志；恒温恒压条件下，对于一切反应，总压强不变均不能作为判断平衡的标志。3混合气体的密度不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志？答案恒温恒容条件下，反应物、生成物都是气体的化学反应，混合气体的密度不变不能作为判断反应达到平衡的标志。题组一“极端转化”确定各物质的量1在密闭容器中进行反应：X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 molL1、0.3molL1、0.2molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()AZ为0.3molL1BY2为0.4molL1CX2为0.2molL1DZ为0.4molL1答案A2(2019长沙一中调研)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、0.08molL1，则下列判断正确的是()Ac1c231B平衡时，Y和Z的生成速率之比为23CX、Y的转化率不相等Dc1的取值范围为0c10.14molL1答案D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0c10.14molL1。极端假设法确定各物质浓度范围上述题目1可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1) 0.10.30.2改变浓度(molL1) 0.10.10.2终态浓度(molL1) 00.20.4假设反应逆向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1) 0.10.30.2改变浓度(molL1) 0.10.10.2终态浓度(molL1) 0.20.40平衡体系中各物质的浓度范围为X2(0,0.2)，Y2(0.2,0.4)，Z(0,0.4)。题组二化学平衡状态的判断3对于CO23H2CH3OHH2O，下列说法能判断该反应达到平衡状态的是()Av(CO2)v(H2)B3v逆(H2)v正(H2O)Cv正(H2)3v逆(CO2)D断裂3molHH键的同时，形成2molOH键答案C4一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为H。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是()ABCD答案D解析H是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；该反应是充入1 mol N2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，曲线趋势不正确。5在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：混合气体的压强；混合气体的密度；混合气体的总物质的量；混合气体的平均相对分子质量；混合气体的颜色；各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；某种气体的百分含量(1)能说明2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是_。(2)能说明I2(g)H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_。(3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是_。(4)能说明C(s)CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是_。(5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)达到平衡状态的是_。(6)能说明5CO(g)I2O5(s)5CO2(g)I2(s)达到平衡状态的是_。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)6若上述题目中的(1)(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？答案(1)(2)(3)(4)规避“2”个易失分点(1)化学平衡状态判断“三关注”关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。(2)不能作为“标志”的四种情况反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)I2(g)。全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)I2(g)。全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。考点三化学平衡移动1化学平衡移动的过程2化学平衡移动与化学反应速率的关系(1)v正v逆：平衡向正反应方向移动。(2)v正v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。(3)v正v逆：平衡向逆反应方向移动。3影响化学平衡的因素(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强向气体分子总数减小的方向移动减小压强向气体分子总数增大的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂同等程度改变v正、v逆，平衡不移动(2)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物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。(3)“惰性气体”对化学平衡的影响恒温恒容条件原平衡体系体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。恒温恒压条件原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小(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)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()(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大()(5)向平衡体系FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅()(6)对于2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅()在一个密闭容器中充入amolA和bmolB，发生反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)H0，一段时间后达到平衡，测得各物质的浓度。(1)若体积不变，仅增加c(A)，A的转化率将减小(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B的转化率将增大，达到新平衡时，c(A)将增大，c(B)将减小，c(C)将增大，c(D)将增大。(2)体积不变，再充入amolA和bmolB，则平衡正向移动，达到新平衡时，c(A)将增大，c(B)将增大，c(C)将增大，c(D)将增大。若abcd，则A的转化率将不变；若abcd，则A的转化率将增大；若abcd，则A的转化率将减小。(3)升高温度，平衡正向移动，达到新平衡时，c(A)将减小，c(B)将减小，c(C)将增大，c(D)将增大，A的转化率将增大。题组一选取措施使化学平衡定向移动1COCl2(g)CO(g)Cl2(g)H0，当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体增加CO浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()ABCD答案B解析该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。2工业上利用Ga与NH3高温条件下合成半导体材料氮化稼(GaN)固体同时有氢气生成。反应中，每生成3molH2时放出30.8kJ的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关表达正确的是()A图像中如果纵坐标为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压B图像中纵坐标可以为镓的转化率C图像中纵坐标可以为化学反应速率D图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量答案A解析A项，图像中如果纵坐标为正反应速率，升高温度或增大压强，反应速率增大，图像符合题意，正确；B项，Ga是固体，没有浓度可言，不能计算其转化率，错误；C项，Ga是固体，其质量不影响反应速率，错误；D项，反应方程式为2Ga(s)2NH3(g)2GaN(s)3H2(g)H0，相同压强下，升高温度，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大；相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大，错误。3在压强为0.1MPa、温度为300条件下，amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0。(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是_(填字母)。Ac(H2)减小B正反应速率加快，逆反应速率减慢C反应物转化率增大D重新平衡减小(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是_(填字母)。A升高温度B将CH3OH从体系中分离C充入He，使体系总压强增大答案(1)CD(2)B解析(1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小体积，平衡正向移动，c(H2)增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。(2)由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的产率降低，体积不变，充入He，平衡不移动。题组二新旧平衡的比较4在一密闭容器中，反应aA(g)bB(s)cC(g)dD(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是()A平衡向逆反应方向移动BacdC物质A的转化率增大D物质D的浓度减小答案C解析容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则A的浓度应变为原来的2倍，说明平衡正向移动，A的转化率增大。5将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0。当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是()选项改变条件新平衡与原平衡比较A增大压强N2的浓度一定减小B升高温度N2的转化率减小C充入一定量H2H2的转化率不变，N2的转化率增大D使用适当催化剂NH3的体积分数增大答案B解析A项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确；B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率减小，正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率减小，不正确；D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，不正确。6(2019武汉质检)一定温度下，密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是()At2时改变的条件：只加入一定量的SO2B在t1时平衡常数K1大于t3时平衡常数K3Ct1时平衡混合气的大于t3时平衡混合气的Dt1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数答案D解析t2时，v正(SO2)突然增大，且达到平衡后速率恢复至原来的速率，如果只加入一定量的SO2，达到新的平衡后，速率大于原来的速率，A错误；平衡常数只与温度有关，一定温度下，K值不变，B错误；平衡状态相同，各物质的百分含量相同，平均摩尔质量相同，故C错误、D正确。7用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。(1)实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的HClT曲线如下图：则总反应的H_(填“”“”或“”)0。(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，请在上图画出相应HClT曲线的示意图，并简要说明理由：_。(3)下列措施中，有利于提高HCl的有_(填字母)。A增大n(HCl) B增大n(O2)C使用更好的催化剂D移去H2O答案(1)(2)见下图温度相同的条件下，增大压强，平衡右移，HCl增大，因此曲线应在原曲线上方(3)BD解析(1)结合题中HClT图像可知，随着温度升高，HCl降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反应，即H0。(2)结合可逆反应2HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl2(g)的特点，增大压强平衡向右移动，HCl增大，则相同温度下，HCl的平衡转化率比增压前的大，曲线如答案中图示所示。(3)有利于提高HCl，则采取措施应使平衡2HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl2(g)正向移动。A项，增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但HCl减小，错误；B项，增大n(O2)即增大反应物的浓度，D项，移去H2O即减小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，两项都正确；C项，使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，错误。1分析化学平衡移动问题的注意事项(1)平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能消除外界条件的变化。(2)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有v正v逆时，才使平衡向正反应方向移动。(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。(4)对于缩小体积增大压强，不管是否移动，各成分的浓度均增大，但增大的倍数可能不同也可能相同。2解答化学平衡移动类判断题的思维过程关注特点分析条件(浓度、温度、压强等)想原理(平衡移动原理)综合判断得结论。考点四应用“等效平衡”判断平衡移动的结果1等效平衡的含义在一定条件下(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。2等效平衡的判断方法(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等量即等效。例如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)2mol1mol0002mol0.5mol0.25mol1.5molamolbmolcmol上述三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2mol，O2均为1mol，三者建立的平衡状态完全相同。中a、b、c三者的关系满足：ca2，b1，即与上述平衡等效。(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等比即等效。例如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)2mol3mol01mol3.5mol2molamolbmolcmol按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则中，故互为等效平衡。中a、b、c三者关系满足：，即与平衡等效。(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。例如：H2(g)I2(g)2HI(g)1mol1mol02mol2mol1molamolbmolcmol两种情况下，n(H2)n(I2)11，故互为等效平衡。中a、b、c三者关系满足11或ab11，c0，即与平衡等效。3虚拟“中间态”法构建等效平衡(1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。(1)PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)再充入PCl5(g)，平衡向_方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率_，PCl5(g)的百分含量_。答案正反应减小增大(2)2HI(g)I2(g)H2(g)再充入HI(g)，平衡向_方向移动，达到平衡后，HI的分解率_，HI的百分含量_。答案正反应不变不变(3)2NO2(g)N2O4(g)再充入NO2(g)，平衡向_方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率_，NO2(g)的百分含量_。答案正反应增大减小1向一固定体积的密闭容器中通入amolN2O4气体，在密闭容器内发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，达到平衡时再通入amolN2O4气体，再次达到平衡时，与第一次达平衡时相比，N2O4的转化率()A不变B增大C减小D无法判断答案C解析恒温恒容条件下，投料等比增加同增压，判断平衡(指的是新建立的与原平衡等效的过渡态平衡，而不是原平衡)，增大压强平衡向左移，转化率降低。2已知H2(g)I2(g)2HI(g)H0，有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，在相同温度下分别达到平衡。现欲使甲中HI平衡时的百分含量大于乙中HI平衡时的百分含量，则应采取的措施是()A甲、乙提高相同温度B甲中加入0.1molHe，乙中不变C甲降低温度，乙增大压强D甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2答案C解析相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，此时甲和乙建立的平衡是等效的。A项，甲、乙提高相同温度，平衡均逆向移动，HI的平衡浓度均减小，错误；B项，甲中加入0.1 mol He，在定容密闭容器中，平衡不会移动，错误；C项，甲降低温度，平衡正向移动，甲中HI的平衡浓度增大，乙增大压强平衡不移动，HI平衡时的百分含量不变，正确；D项，甲中增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，结果还是等效的，错误。3一定条件下存在反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)HQkJmol1(Q0)，现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器、，在中充入1molCO和1molH2O，在中充入1molCO2和1molH2，在中充入2molCO和2molH2O，均在700条件下开始反应。达到平衡时，上述三个过程对应的能量变化值分别为Q1、Q2、Q3，下列说法正确的是()A2Q12Q2Q3B容器中CO的百分含量比容器中CO的百分含量高C容器中反应的平衡常数比容器中反应的平衡常数小D容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和等于1答案C解析A项，容器中平衡建立的途径不相同，无法比较Q1、Q2的大小；C项，容器中所到达的平衡状态，相当于在容器中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应移动，平衡常数增大；D项，温度相同时，容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和等于1，容器中所达到的平衡状态，相当于在容器中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应方向移动，所以容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和小于1。4一定温度下，在3个容积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2(g)CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是()容器温度/K物质的起始浓度/molL1物质的平衡浓度/molL1c(H2)c(CO)c(CH3OH)CH3OH4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025A.该反应的正反应吸热B达到平衡时，容器中反应物的转化率比容器中的大C达到平衡时，容器中c(H2)大于容器中c(H2)的两倍D达到平衡时，容器中的正反应速率比容器中的大答案D解析对比容器和可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；相对于成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以中转化率高，B错误；不考虑温度，中投料量是的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以中c(H2)小于中c(H2)的两倍，C错误；对比和，若温度相同，两者建立等效平衡，两容器中速率相等，但温度高，速率更快，D正确。1(2017海南，11，改编)已知反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0B图中Z的大小为a3bC图中X点对应的平衡混合物中3D温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小答案A解析A项，由图可知，随温度的升高，CH4的体积分数减小，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，正确；B项，Z越大，说明大，相当于增加H2O的量，平衡正向移动，CH4的体积分数减小，所以b3a，错误；C项，起始时n(H2O)3xmol，n(CH4)xmol，随平衡的建立，消耗的n(CH4)n(H2O)amol，平衡时3，错误；D项，加压，平衡向逆反应方向移动，CH4体积分数增大，错误。32016天津理综，10(3)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容器内气体压强保持不变b吸收ymolH2只需1molMHxc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)答案ac解析MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)H0，该反应是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，正确；b项，该反应为可逆反应，吸收ymolH2需要大于1molMHx，错误；c项，因为该反应的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。42017全国卷，28(4)298 K时，将20 mL 3x molL1Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)I2(aq)2OH(aq)AsO(aq)2I(aq)H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。下列可判断反应达到平衡的是_(填标号)。a溶液的pH不再变化bv(I)2v(AsO)cc(AsO)/c(AsO)不再变化dc(I)ymolL1tm时，v正_(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。tm时v逆_(填“大于”“小于”或“等于”)tn时v逆，理由是_。若平衡时溶液的pH14，则该反应的平衡常数K为_。答案ac大于小于tm时生成物浓度较低5(2017全国卷，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)H2119kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H3242kJmol1反应的H1为_kJmol1。图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_(填“大于”或“小于”)0.1；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_。答案(1)123小于AD(2)氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高，反应速率加快丁烯高温裂解生成短碳链烃类解析(1)根据盖斯定律，用式式可得式，因此H1H2H3119kJmol1(242) kJmol1123kJmol1。由(a)图可以看出，温度相同时，由0.1MPa变化到xMPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，所以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，丁烯产率升高；随着进料气中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，丁烯高温会裂解生成短碳链烃类，使产率降低。1下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是()A在强碱存在的条件下，酯的水解反应进行较完全B加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3C可用浓氨水和NaOH固体快速制取氨气D加压条件下有利于SO2与O2反应生成SO3答案B解析应注意区别化学平衡移动原理和化学反应速率理论的应用范围，加催化剂只能提高反应速率，故B项不能用化学平衡移动原理解释。2可逆反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)，在容积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是()单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态ABCD全部答案A解析单位时间内生成n mol O2必生成2n mol NO，不能说明反应达到平衡状态；无论是否达到平衡状态，用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比；有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡状态；气体体积固定、反应前后质量守恒，则密度始终不变；反应前后气体的物质的量发生改变，压强不变，意味着各物质的含量不再变化，反应达到平衡状态；由于气体的质量不变，且该反应为气体物质的量增大的反应，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态。3纳米钴(Co)常用于CO加氢反应的催化剂：CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)H0。下列有关说法正确的是()A纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应的转化率B缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO的浓度增大C温度越低，越有利于CO催化加氢D从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正反应速率答案B解析催化剂不能改变反应的转化率，A项错误；压强增大，平衡正向移动，但移动的结果不能抵消条件的改变，CO的浓度还是增大的，B项正确；工业生产的温度应考虑催化剂的活性温度，C项错误；从平衡体系中分离出水蒸气，反应速率减慢，D项错误。4一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)2CO(g)2CO2(g)S(l)H0。若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是()A平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变B平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快C平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率D其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变答案D解析S为液体，正反应是气体分子数目减小的反应，随着反应进行，气体物质的量减小，压强减小，A项错误；硫为液体，分离出硫后正反应速率不变，B项错误；此反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，C项错误；化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，D项正确。5(2018北京朝阳区一模)探究浓度对化学平衡的影响，实验如下：.向5mL0.05molL1FeCl3溶液中加入5mL0.05molL1KI溶液(反应a)，反应达到平衡后将溶液分为两等份.向其中一份中加入饱和KSCN溶液，变红(反应b)；加入CCl4，振荡、静置，下层显极浅的紫色.向另一份中加入CCl4，振荡、静置，下层显紫红色结合实验，下列说法不正确的是()A反应a为2Fe32I2Fe2I2B实验中，反应a进行的程度大于反应b进行的程度C实验中变红的原理是Fe33SCNFe(SCN)3D比较水溶液中c(Fe2)：实验实验答案B解析由药品用量看，Fe3与I能恰好反应，再依据实验、现象，可知，反应混合物中存在Fe3和I2，因而Fe3与I的反应为可逆反应，A正确；结合实验、现象可知，a反应后I2浓度较大，b反应后I2浓度较小，说明SCN结合Fe3的能力比I还原Fe3的能力强，使2Fe32I2Fe2I2的平衡逆向逆动，B错。6某温度时，发生反应2HI(g)H2(g)I2(g)，向三个体积相等的恒容密闭容器A、B、C中，分别加入2molHI；3molHI；1molH2与1molI2，分别达到平衡时，以下关系正确的是()A平衡时，各容器的压强：B平衡时，I2的浓度：C平衡时，I2的体积分数：D从反应开始到达平衡的时间：答案C解析根据等效平衡原理：若1 mol H2与1 mol I2完全转化为HI，则HI为2 mol，所以和是完全相同的等效平衡，所以二者的浓度、百分含量、压强、转化率等都一样；与相比增大了HI的量，该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大HI的量，达到平衡时新平衡与原平衡相同，所以各物质的百分含量不变，但是浓度增大。7CO2经催化加氢可合成乙烯：2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)。0.1MPa时，按n(CO2)n(H2)13投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图，下列叙述不正确的是()A该反应的H0B曲线b代表H2O的浓度变化CN点和M点所处的状态c(H2)不一样D其他条件不变，T1、0.2MPa下反应达平衡时c(H2)比M点大答案C解析温度升高，H2的浓度增大，平衡左移，故逆向吸热，正向放热，H0，则曲线a为CO2的浓度变化，根据方程式的比例关系，可知曲线b为H2O的浓度变化，曲线c为C2H4的浓度变化，故A、B正确；C项，N点和M点均处于同一T1下，所处的状态的c(H2)是一样的；D项，其他条件不变，T1、0.2 MPa相对0.1 MPa，增大了压强，体积减小，c(H2)增大，反应达平衡时c(H2)比M点大，D项正确。8(2018大连调研)已知反应：CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)。起始以物质的量之比为11充入反应物，不同压强条件下，H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为)。下列有关说法正确的是()A上述反应的H0BN点时的反应速率一定比M点的快C降低温度，H2的转化率可达到100%D工业上用此法制取甲烷应采用更高的压强答案A解析根据图像，随着温度的升高，H2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，正反应为放热反应，H0，A项正确；N点压强大于M点的，M点温度高于N点的，因此无法确定两点的反应速率快慢，B项错误；此反应是可逆反应，不能完全进行到底，C项错误；控制合适的温度和压强，既能保证反应速率较快，也能保证H2有较高的转化率，采用更高的压强对设备的要求更高，增加经济成本，D项错误。9工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。在一定条件下a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1molCH4(g)和1.1molH2O(g)，测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别为a和b。已知容器a的体积为10L，温度为Ta，下列说法不正确的是()A容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为0.025molL1min1Ba、b两容器的温度可能相同C在达到平衡前，容器a的压强逐渐增大D该反应在Ta温度下的平衡常数为27答案B解析观察两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线a和b可知，当CO的物质的量保持不变时便达到平衡状态，a容器用了4 min，b容器用了6.5 min，两个容器中反应快慢不同，因此温度肯定不同。用三段式分析a容器中各物质的相关量：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)起始量(mol) 1.1 1.1 0 0转化量(mol) 1 1 1 3平衡量(mol) 0.1 0.1 1 3A项，容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为0.025 molL1min1，正确；B项，根据以上分析a、b两容器的温度不可能相同，错误；C项，因为该反应条件为恒温恒容，反应后气体的物质的量增大，所以在达到平衡前，容器a的压强逐渐增大，正确；D项，该反应在Ta温度下的平衡常数为 mol2L227 mol2L2，正确。10(2018福州模拟)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)H2.CH3OH(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：化学键HHC=OCOHOE/kJmol14368031076465由此计算H2_kJmol1。已知H399kJmol1，则H1_kJmol1。(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下图所示。温度为470K时，图中P点_(填“是”或“不是”)处于平衡状态。在490K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是_；490K之后，甲醇产率下降的原因是_。一定能提高甲醇产率的措施是_(填字母)。A增大压强B升高温度C选择合适催化剂D加入大量催化剂答案(1)3663(2)不是温度越高化学反应速率越快升高温度，反应逆向移动，催化剂活性降低AC解析(1)反应热反应物总键能生成物总键能，故H2(2803436) kJmol1(1 076 kJmol12465 kJmol1)36 kJmol1；根据盖斯定律：反应反应反应，故H1H2H336 kJmol
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