全国通用版2019版高考化学大一轮复习第七章化学反应速率和化学平衡第2讲化学平衡状态及其移动学案.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(RJ选修4P325改编)一定温度下，对可逆反应A(g)2B(g)3C(g)的下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是()A单位时间内消耗a mol A，同时生成3a mol CB容器内B的浓度不再变化C混合气体的物质的量不再变化DA的消耗速率等于C的生成速率的倍答案B3(溯源题)(海南高考)可逆反应A(g)B(g)C(g)D(g)。下列依据能判断该反应已达到平衡的是_。(1)压强不随时间改变(2)气体的密度不随时间改变(3)c(A)不随时间改变(4)单位时间内生成C和D的物质的量相等答案(3)探源：本考题源于教材RJ选修4 P26“化学平衡状态”，对化学平衡状态的特征及其判断依据进行了考查。题组一可逆反应进行程度的理解1(2017济宁模拟)硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应2SO2O22SO3的说法不正确的是()A该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫B达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为零C一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始到达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等D在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题解析A项，可逆反应则反应物不可能完全转化为生成物；B项，达平衡时，v(正)、v(逆)相等但不为零；C项，从正向开始的反应，正反应速率随反应物浓度降低而减小，逆反应速率随生成物浓度升高而增大，达平衡时，v(正)v(逆)；D项，工业生产上既要提高原料的转化率，又要提高生产效率，应同时考虑反应的限度和化学反应速率两方面的问题。答案B2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、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是()AZ为0.3 molL1BY2为0.4 molL1CX2为0.2 molL1DZ为0.4 molL1解析若X2完全转化为Z，则X2、Y2、Z的浓度分别是0 molL1、0.2 molL1、0.4 molL1；若Z完全转化为X2、Y2，则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2 molL1、0.4 molL1、0 molL1；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以，0c(X2)0.2 molL1，0.2 molL1c(Y2)0.4 molL1，0c(Z)0.4 molL1。答案A【练后归纳】极端假设法确定各物质浓度范围上述题目2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。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)。题组二平衡状态的判断3在一定温度下的恒容密闭容器中，投入一定量CuO(s)和CO(g)发生可逆反应2CuO(s)CO(g)Cu2O(s)CO2(g)，下列情况能说明反应达到平衡状态的是()A生成CO的物质的量等于生成CO2的物质的量B容器内混合气体密度保持不变C容器内混合气体总压强保持不变D容器内的CuO浓度保持不变解析生成CO的物质的量等于生成CO2的物质的量，但是时间不一定相等，故CO正、逆反应速率不一定相等，A项错误；气体总质量由小到大，当保持不变时达到平衡，B项正确；气体总物质的量始终不变，故气体压强始终不变，C项错误；氧化铜为固态，其浓度始终不变，D项错误。答案B4(2018湖北宜昌模拟)苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业上，苯乙烯可由乙苯和CO2催化脱氢制得：在温度为T1时，此反应的平衡常数K0.5。在2 L密闭容器中加入乙苯(g)与CO2，反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0 mol，请回答下列问题：(1)该时刻的化学反应_(填“已达到”或“未达到”)平衡状态。(2)下列能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是_(填字母)。av正(CO2)v逆(CO2)bc(CO2)c(CO)0.5 mol/Lc混合气体的密度不变dCO2的体积分数保持不变(3)若将反应改为恒压绝热条件下进行，达到平衡状态时，则乙苯的物质的量浓度_(填字母)。a大于0.5 mol/LB小于0.5 mol/Lc等于0.5 mol/LD无法确定解析(1)各组分的浓度均为0.5 mol/L，Q0.5K，则该时刻反应达到平衡状态。(2)a项，对同一物质来说，正、逆反应速率相等，说明反应已达到平衡状态；b项，c(CO2)与c(CO)的浓度是否相等，与反应的起始量和转化率有关，所以当c(CO2)c(CO)时不能说明已达平衡状态；c项，在恒容容器中，混合气体的总质量在反应过程中始终没有变化，即密度始终没有变化，与是否达到平衡状态无关；d项，随着反应进行，CO2的体积分数逐渐减小，当CO2的体积分数保持不变时，即达到平衡状态。(3)该反应为正向吸热、气体分子数增大的反应，若维持恒压绝热，相当于在原平衡的基础上降温，同时增大容器的容积，二者对乙苯浓度的影响无法确定。答案(1)已达到(2)ad(3)d【方法总结】判断化学平衡状态的两方法和两标志1两方法逆向相等、变量不变(1)“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。2两标志本质标志、等价标志(1)本质标志：v(正)v(逆)0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。(2)等价标志全部是气体参加的非等体积反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。例如，N2(g)3H2(g)2NH3(g)。体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。对于有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。例如，2NO2(g)N2O4(g)。体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。考点二化学平衡移动与等效平衡(频数：难度：)1化学平衡的移动平衡移动就是由一个“平衡状态不平衡状态新平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，平衡可能发生移动，如下所示：2化学平衡移动与化学反应速率的关系v正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bcC物质B的质量分数增大D以上判断都错误解析反应达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终测得A的物质的量的浓度变为原来的一半，说明减小压强，平衡没有发生移动，即abc，由于平衡不发生移动，故物质B的质量分数不变，D项符合题意。答案D3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”)。解析(2)由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中c(Cr2O)逐渐增大，说明CrO逐渐转化为Cr2O，则CrO的平衡转化率逐渐增大，其反应的离子方程式为2CrO2HCr2OH2O；由图中A点数据，可知：c(Cr2O)0.25 molL1、c(H)1.0107 molL1，则进一步可知c(CrO)1.0 molL120.25 molL10.5 molL1，根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡常数为1.01014；升高温度，溶液中CrO的平衡转化率减小，说明化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，即该反应的H小于0。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：KKBH2的百分含量相同CN2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化学计量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。 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c(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c(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D22016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()A2AB(g)A2(g)B2(g)H0BA2(g)3B2(g)2AB3(g)H0CA(s)B(g)C(g)D(g)H0D2A(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()AA的转化率变大B平衡向正反应方向移动CD的体积分数变大Dacd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()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0c10.14 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CH2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()ACO2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化学计量数之比知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DH2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 molL1h1，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_。结合数据图，归纳CO2平衡转化率受外界条件影响的变化规律：a_。b_。(3)为研究初始投料比与二甲醚产率关系，在一定温度和压强下，投入一定物质的量的H2、CO、CO2进行实验，发现二甲醚的平衡产率随原料气中n(CO)/n(CO)n(CO2)比值增大而增大，试分析其原因_。解析(1)由2可得待求热化学方程式2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)，利用盖斯定律计算H2H1H2122.7 kJmol1。(2)由图知转化率为50%，则剩余1 mol的CO2，浓度为1 molL1；相同温度时比较原料气中比值对转化率的影响，同一原料气中比值和温度的曲线，判断对转化率的影响。得到：a：其他条件不变，CO2平衡转化率随原料比值增大而增大。b：其他条件不变，CO2平衡转化率随反应温度升高而减小。(3)CO的含量增大，反应平衡将向逆反应方向移动，既消耗更多的水，又增大了CO2和H2的含量，从而促使反应和的平衡向正反应方向移动，二甲醚产率增大(合理即可)。答案(1)2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)H122.7 kJmol1(2)1 molL1其他条件不变，CO2平衡转化率随原料比值增大而增大其他条件不变，CO2平衡转化率随反应温度升高而减小(3)CO的含量增大，反应平衡将向逆反应方向移动，既消耗更多的水，又增大了CO2和H2的含量，从而促使反应和的平衡向正反应方向移动，二甲醚产率增大(合理即可)15(2018河北保定一模)雾霾天气严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。请回答下列问题：(1)汽车尾气中NOx和CO的生成：已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)O2(g)2NO(g)H0。恒温、恒容密闭容器中，下列说法中，能说明该反应达到化学平衡状态的是_。A混合气体的密度不再变化B混合气体的压强不再变化CN2、O2、NO的物质的量之比为112D氧气的转化率不再变化(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究性小组在实验室以AgZSM5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为_，在n(NO)/n(CO)1的条件下，为更好的除去NOx，应控制的最佳温度在_K左右。(3)车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5 L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质)，一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1 和T2 时，测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表： 物质温度()活性炭NOEF初始3.0000.1000T12.9600.0200.0400.040T22.9750.0500.0250.025写出NO与活性炭反应的化学方程式：_。若T1T2，则该反应的H_0(填“”“”或“”)。上述反应T1 时达到化学平衡后再通入0.1 mol NO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为_。解析(1)A项，由于体系中各组分都为气体，且体积不变，故密度恒定，不能说明反应达到平衡状态；B项，该反应为等体积反应，在恒温下，压强不变，不能说明反应达到平衡状态；C项，平衡