2020版高考化學(xué)新增分大一輪復(fù)習(xí) 第7章 第21講 化學(xué)平衡狀態(tài)和平衡移動(dòng)精講義+優(yōu)習(xí)題（含解析）魯科版.docx

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第21講　化學(xué)平衡狀態(tài)和平衡移動(dòng) 考綱要求　1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立。2.掌握化學(xué)平衡的特征。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 考點(diǎn)一　化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 1．自發(fā)過程 (1)含義：在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過程。 (2)特點(diǎn) ①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或放出熱量)。 ②在密閉條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。 2．自發(fā)反應(yīng) 在一定條件下無需外界幫助就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。 3．化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù) (1)焓判據(jù) 放熱過程中體系能量降低，ΔH<0，具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，但有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行，故只用焓變判斷反應(yīng)方向不全面。 (2)熵判據(jù) ①熵：描述體系混亂程度的物理量，符號(hào)為S。熵值越大，體系混亂度越大。 ②常見的熵增過程 a．氣體的擴(kuò)散； b．不同狀態(tài)的同一種物質(zhì)：S(g)>S(l)>S(s)； c．反應(yīng)前無氣體，反應(yīng)后有氣體產(chǎn)生的過程； d．反應(yīng)前后都有氣體，但氣體的物質(zhì)的量增加的反應(yīng)。 ③熵判據(jù)：體系的混亂度增大，ΔS>0，反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。但有些熵減的過程也能自發(fā)進(jìn)行，故只用熵變來判斷反應(yīng)方向也不全面。 (3)復(fù)合判據(jù) 在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向是反應(yīng)的焓變和熵變共同影響的結(jié)果，反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)為ΔH－TΔS。 當(dāng)ΔH－TΔS (1)ΔH<0，ΔS>0的反應(yīng)在溫度低時(shí)不能自發(fā)進(jìn)行() (2)NH4HCO3(g)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝185.57kJmol－1能自發(fā)進(jìn)行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向(√) (3)一定溫度下，反應(yīng)MgCl2(l)Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0(√) (4)反應(yīng)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH<0(√) 1．(2018漳州調(diào)研)已知①碳酸鈣的分解CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行；②氯酸鉀的分解2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH2在任何溫度下都自發(fā)進(jìn)行，下面有幾組焓變數(shù)據(jù)，其中可能正確的是(　　) A．ΔH1＝－178.32kJmol－1　ΔH2＝－78.3kJmol－1 B．ΔH1＝178.32kJmol－1　ΔH2＝－78.3kJmol－1 C．ΔH1＝－178.32kJmol－1　ΔH2＝78.3kJmol－1 D．ΔH1＝178.32kJmol－1　ΔH2＝78.3kJmol－1 答案　B 2．下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．若在海輪外殼上附著一些銅塊，則可以減緩海輪外殼的腐蝕 B．2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0 C．加熱0.1molL－1Na2CO3溶液，CO的水解程度和溶液的pH均增大 D．對(duì)于乙酸與乙醇的酯化反應(yīng)(ΔH<0)，加入少量濃硫酸并加熱，該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡常數(shù)均增大 答案　C 解析　在海輪外殼附著一些銅塊，形成鐵銅原電池，鐵比銅活潑，鐵被腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；題中已知的反應(yīng)是一個(gè)熵減的反應(yīng)，若常溫下能自發(fā)進(jìn)行，則需要ΔH<0，B項(xiàng)錯(cuò)誤；碳酸鈉水解吸熱，加熱促進(jìn)水解，氫氧根離子濃度增大，堿性增強(qiáng)，C項(xiàng)正確；因?yàn)榇朔磻?yīng)放熱，加熱平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．(1)汽車燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO(g)===2C(s)＋O2(g) 已知該反應(yīng)的ΔH>0，簡述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)：_________________________________。 (2)超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí)，尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層。科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)化成CO2和N2，化學(xué)方程式如下：2NO＋2CO2CO2＋N2。反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。 答案　(1)該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不自發(fā)進(jìn)行　(2)< 解析　(1)2CO(g)===2C(s)＋O2(g)，該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)。ΔH－TΔS>0，不能實(shí)現(xiàn)。 焓變、熵變和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反應(yīng)情況 － ＋ 永遠(yuǎn)是負(fù)值 在任何溫度下均自發(fā)進(jìn)行 ＋ － 永遠(yuǎn)是正值 在任何溫度下均非自發(fā)進(jìn)行 ＋ ＋ 低溫為正，高溫為負(fù) 低溫時(shí)非自發(fā)，高溫時(shí)自發(fā) － － 低溫為負(fù)，高溫為正 低溫時(shí)自發(fā)，高溫時(shí)非自發(fā) 考點(diǎn)二　可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡建立 1．可逆反應(yīng) (1)定義 在同一條件下，既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。 (2)特點(diǎn) ①二同：a.相同條件下；b.正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。 ②一小：反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。 (3)表示 在方程式中用“”表示。 2．化學(xué)平衡狀態(tài) (1)概念 一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。 (2)建立 　 (3)平衡特點(diǎn) 3．判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種方法 (1)動(dòng)態(tài)標(biāo)志：v正＝v逆≠0 ①同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。 ②不同物質(zhì)：必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA＋bBcC＋dD，＝時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。 (2)靜態(tài)標(biāo)志：各種“量”不變 ①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。 ②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。 ③溫度、壓強(qiáng)(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。 總之，若物理量由變量變成了不變量，則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；若物理量為“不變量”，則不能作為平衡標(biāo)志。 (1)二次電池的充、放電為可逆反應(yīng)() (2)在化學(xué)平衡建立過程中，v正一定大于v逆() (3)恒溫恒容下進(jìn)行的可逆反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，當(dāng)SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)() (4)在一定條件下，向密閉容器中充入1molN2和3molH2充分反應(yīng)，生成2molNH3() 1．向含有2 mol SO2的容器中通入過量O2發(fā)生2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－QkJmol－1 (Q＞0)，充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量______(填“＜”“>”或“＝”，下同)2mol，SO2的物質(zhì)的量______0mol，轉(zhuǎn)化率______100%，反應(yīng)放出的熱量________QkJ。 答案?。肌?　＜?。? 2．總壓強(qiáng)不變?cè)谑裁辞闆r下不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志？ 答案　恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)相等的反應(yīng)，總壓強(qiáng)不變不能作為判斷平衡的標(biāo)志；恒溫恒壓條件下，對(duì)于一切反應(yīng)，總壓強(qiáng)不變均不能作為判斷平衡的標(biāo)志。 3．混合氣體的密度不變?cè)谑裁辞闆r下不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志？ 答案　恒溫恒容條件下，反應(yīng)物、生成物都是氣體的化學(xué)反應(yīng)，混合氣體的密度不變不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志。 題組一　“極端轉(zhuǎn)化”確定各物質(zhì)的量 1．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 molL－1、 0.3molL－1、0.2molL－1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度有可能是(　　) A．Z為0.3molL－1 B．Y2為0.4molL－1 C．X2為0.2molL－1 D．Z為0.4molL－1 答案　A 2．(2019長沙一中調(diào)研)一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達(dá)到平衡時(shí)，X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL－1、0.3 molL－1、 0.08molL－1，則下列判斷正確的是(　　) A．c1∶c2＝3∶1 B．平衡時(shí)，Y和Z的生成速率之比為2∶3 C．X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等 D．c1的取值范圍為0＜c1＜0.14molL－1 答案　D 解析　平衡濃度之比為1∶3，轉(zhuǎn)化濃度亦為1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正確；平衡時(shí)Y生成表示逆反應(yīng)速率，Z生成表示正反應(yīng)速率且v生成(Y)∶v生成(Z)應(yīng)為3∶2，B不正確；由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0＜c1＜0.14molL－1。 極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍 上述題目1可根據(jù)極端假設(shè)法判斷，假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底，求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。 假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g) 起始濃度(molL－1) 0.10.30.2 改變濃度(molL－1) 0.10.10.2 終態(tài)濃度(molL－1) 00.20.4 假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g) 起始濃度(molL－1) 0.10.30.2 改變濃度(molL－1) 0.10.10.2 終態(tài)濃度(molL－1) 0.20.40 平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，Z∈(0,0.4)。 題組二　化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 3．對(duì)于CO2＋3H2CH3OH＋H2O，下列說法能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) A．v(CO2)＝v(H2) B．3v逆(H2)＝v正(H2O) C．v正(H2)＝3v逆(CO2) D．?dāng)嗔?molH—H鍵的同時(shí)，形成2molO—H鍵 答案　C 4．一定溫度下，反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的焓變?yōu)棣?，F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) A．①②B．②④C．③④D．①④ 答案　D 解析　ΔH是恒量，不能作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志；該反應(yīng)是充入1 mol N2O4，正反應(yīng)速率應(yīng)是逐漸減小直至不變，③曲線趨勢不正確。 5．在一定溫度下的恒容容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí)：①混合氣體的壓強(qiáng)；②混合氣體的密度；③混合氣體的總物質(zhì)的量；④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量；⑤混合氣體的顏色；⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；⑦某種氣體的百分含量 (1)能說明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 (2)能說明I2(g)＋H2(g)2HI(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 (3)能說明2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________________________。 (4)能說明C(s)＋CO2(g)2CO(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 (5)能說明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 (6)能說明5CO(g)＋I(xiàn)2O5(s)5CO2(g)＋I(xiàn)2(s)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 答案　(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦　(5)①②③　(6)②④⑦ 6．若上述題目中的(1)～(4)改成一定溫度下的恒壓密閉容器，結(jié)果又如何？ 答案　(1)②③④⑦　(2)⑤⑦　(3)②③④⑤⑦(4)②③④⑦ 規(guī)避“2”個(gè)易失分點(diǎn) (1)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注” 關(guān)注反應(yīng)條件，是恒溫恒容，恒溫恒壓，還是絕熱恒容容器；關(guān)注反應(yīng)特點(diǎn)，是等體積反應(yīng)，還是非等體積反應(yīng)；關(guān)注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應(yīng)。 (2)不能作為“標(biāo)志”的四種情況 ①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 ②恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不再隨時(shí)間而變化，如2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)。 ③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng)，體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再隨時(shí)間而變化，如2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)。 ④全是氣體參加的反應(yīng)，恒容條件下體系的密度保持不變。 考點(diǎn)三　化學(xué)平衡移動(dòng) 1．化學(xué)平衡移動(dòng)的過程 2．化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系 (1)v正>v逆：平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 (2)v正＝v逆：反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，不發(fā)生平衡移動(dòng)。 (3)v正＜v逆：平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 3．影響化學(xué)平衡的因素 (1)若其他條件不變，改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響如下： 改變的條件(其他條件不變) 化學(xué)平衡移動(dòng)的方向 濃度 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度 向正反應(yīng)方向移動(dòng) 減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度 向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 壓強(qiáng)(對(duì)有氣體參加的反應(yīng)) 反應(yīng)前后氣體體積改變 增大壓強(qiáng) 向氣體分子總數(shù)減小的方向移動(dòng) 減小壓強(qiáng) 向氣體分子總數(shù)增大的方向移動(dòng) 反應(yīng)前后氣體體積不變 改變壓強(qiáng) 平衡不移動(dòng) 溫度 升高溫度 向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng) 降低溫度 向放熱反應(yīng)方向移動(dòng) 催化劑 同等程度改變v正、v逆，平衡不移動(dòng) (2)勒夏特列原理 如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)以及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。 (3)“惰性氣體”對(duì)化學(xué)平衡的影響 ①恒溫恒容條件 原平衡體系體系總壓強(qiáng)增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動(dòng)。 ②恒溫恒壓條件 原平衡體系容器容積增大，各反應(yīng)氣體的分壓減小 ―→ (1)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)速率一定改變；化學(xué)反應(yīng)速率改變，化學(xué)平衡也一定發(fā)生移動(dòng)() (2)升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，此時(shí)v放減小，v吸增大() (3)C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH＞0，其他條件不變時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率v(CO2)和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率均增大(√) (4)化學(xué)平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大(√) (5)向平衡體系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入適量KCl固體，平衡逆向移動(dòng)，溶液的顏色變淺() (6)對(duì)于2NO2(g)N2O4(g)的平衡體系，壓縮體積，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，混合氣體的顏色變淺() 在一個(gè)密閉容器中充入amolA和bmolB，發(fā)生反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＞0，一段時(shí)間后達(dá)到平衡，測得各物質(zhì)的濃度。 (1)若體積不變，僅增加c(A)，A的轉(zhuǎn)化率將減小(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，B的轉(zhuǎn)化率將增大，達(dá)到新平衡時(shí)，c(A)將增大，c(B)將減小，c(C)將增大，c(D)將增大。 (2)體積不變，再充入amolA和bmolB，則平衡正向移動(dòng)，達(dá)到新平衡時(shí)，c(A)將增大，c(B)將增大，c(C)將增大，c(D)將增大。 ①若a＋b＝c＋d，則A的轉(zhuǎn)化率將不變； ②若a＋b＞c＋d，則A的轉(zhuǎn)化率將增大； ③若a＋b＜c＋d，則A的轉(zhuǎn)化率將減小。 (3)升高溫度，平衡正向移動(dòng)，達(dá)到新平衡時(shí)，c(A)將減小，c(B)將減小，c(C)將增大，c(D)將增大，A的轉(zhuǎn)化率將增大。 題組一　選取措施使化學(xué)平衡定向移動(dòng) 1．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列措施：①升溫?、诤闳萃ㄈ攵栊詺怏w　③增加CO濃度?、軠p壓?、菁哟呋瘎藓銐和ㄈ攵栊詺怏w，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是(　　) A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 答案　B 解析　該反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，所以升溫和減壓均可以促使反應(yīng)正向移動(dòng)。恒壓通入惰性氣體，相當(dāng)于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對(duì)平衡無影響。增加CO的濃度，將導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)。 2．工業(yè)上利用Ga與NH3高溫條件下合成半導(dǎo)體材料氮化稼(GaN)固體同時(shí)有氫氣生成。反應(yīng)中，每生成3molH2時(shí)放出30.8kJ的熱量。恒溫恒容密閉體系內(nèi)進(jìn)行上述反應(yīng)，下列有關(guān)表達(dá)正確的是(　　) A．Ⅰ圖像中如果縱坐標(biāo)為正反應(yīng)速率，則t時(shí)刻改變的條件可以為升溫或加壓 B．Ⅱ圖像中縱坐標(biāo)可以為鎵的轉(zhuǎn)化率 C．Ⅲ圖像中縱坐標(biāo)可以為化學(xué)反應(yīng)速率 D．Ⅳ圖像中縱坐標(biāo)可以為體系內(nèi)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量 答案　A 解析　A項(xiàng)，Ⅰ圖像中如果縱坐標(biāo)為正反應(yīng)速率，升高溫度或增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，圖像符合題意，正確；B項(xiàng)，Ga是固體，沒有濃度可言，不能計(jì)算其轉(zhuǎn)化率，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Ga是固體，其質(zhì)量不影響反應(yīng)速率，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)方程式為2Ga(s)＋2NH3(g)2GaN(s)＋3H2(g)　ΔH＜0，相同壓強(qiáng)下，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平均相對(duì)分子質(zhì)量增大；相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，平均相對(duì)分子質(zhì)量增大，錯(cuò)誤。 3．在壓強(qiáng)為0.1MPa、溫度為300℃條件下，amolCO與3amolH2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＜0。 (1)平衡后將容器的容積壓縮到原來的一半，其他條件不變，對(duì)平衡體系產(chǎn)生的影響是________(填字母)。 A．c(H2)減小 B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢 C．反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大 D．重新平衡減小 (2)若容器容積不變，下列措施可增大甲醇產(chǎn)率的是________(填字母)。 A．升高溫度 B．將CH3OH從體系中分離 C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大 答案　(1)CD　(2)B 解析　(1)該反應(yīng)為正向氣體分子數(shù)減小的可逆反應(yīng)，縮小體積，平衡正向移動(dòng)，c(H2)增大，正、逆反應(yīng)速率均增大，因而A、B均不正確。(2)由于該反應(yīng)正向是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，CH3OH的產(chǎn)率降低，體積不變，充入He，平衡不移動(dòng)。 題組二　新舊平衡的比較 4．在一密閉容器中，反應(yīng)aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)達(dá)到平衡后，保持溫度不變，將容器縮小為原來的一半，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，A的濃度是原來的1.6倍，則下列說法正確的是(　　) A．平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) B．a(chǎn)＜c＋d C．物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率增大 D．物質(zhì)D的濃度減小 答案　C 解析　容器縮小為原來的一半，若平衡不移動(dòng)，則A的濃度應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?倍，說明平衡正向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率增大。 5．將等物質(zhì)的量的N2、H2充入某密閉容器中，在一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。當(dāng)改變某個(gè)條件并維持新條件直至達(dá)到新的平衡時(shí)，下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是(　　) 選項(xiàng) 改變條件 新平衡與原平衡比較 A 增大壓強(qiáng) N2的濃度一定減小 B 升高溫度 N2的轉(zhuǎn)化率減小 C 充入一定量H2 H2的轉(zhuǎn)化率不變，N2的轉(zhuǎn)化率增大 D 使用適當(dāng)催化劑 NH3的體積分?jǐn)?shù)增大 答案　B 解析　A項(xiàng)，正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，依據(jù)勒夏特列原理可知增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但氮?dú)獾臐舛热匀槐仍胶獯?，不正確；B項(xiàng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率減小，正確；C項(xiàng)，充入一定量的氫氣，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大，而氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，不正確；D項(xiàng)，催化劑只能改變反應(yīng)速率而不能改變平衡狀態(tài)，不正確。 6．(2019武漢質(zhì)檢)一定溫度下，密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。測得v正(SO2)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．t2時(shí)改變的條件：只加入一定量的SO2 B．在t1時(shí)平衡常數(shù)K1大于t3時(shí)平衡常數(shù)K3 C．t1時(shí)平衡混合氣的大于t3時(shí)平衡混合氣的 D．t1時(shí)平衡混合氣中SO3的體積分?jǐn)?shù)等于t3時(shí)平衡混合氣中SO3的體積分?jǐn)?shù) 答案　D 解析　t2時(shí)，v正(SO2)突然增大，且達(dá)到平衡后速率恢復(fù)至原來的速率，如果只加入一定量的SO2，達(dá)到新的平衡后，速率大于原來的速率，A錯(cuò)誤；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，一定溫度下，K值不變，B錯(cuò)誤；平衡狀態(tài)相同，各物質(zhì)的百分含量相同，平均摩爾質(zhì)量相同，故C錯(cuò)誤、D正確。 7．用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。新型RuO2催化劑對(duì)上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。 (1)實(shí)驗(yàn)測得在一定壓強(qiáng)下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl～T曲線如下圖： 則總反應(yīng)的ΔH________(填“＞”“＝”或“＜”)0。 (2)在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大，請(qǐng)?jiān)谏蠄D畫出相應(yīng)αHCl～T曲線的示意圖，并簡要說明理由：______________________________________________________________。 (3)下列措施中，有利于提高αHCl的有______(填字母)。 A．增大n(HCl) B．增大n(O2) C．使用更好的催化劑 D．移去H2O 答案　(1)＜　(2)見下圖 溫度相同的條件下，增大壓強(qiáng)，平衡右移，αHCl增大，因此曲線應(yīng)在原曲線上方　(3)BD 解析　(1)結(jié)合題中αHCl～T圖像可知，隨著溫度升高，αHCl降低，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，得出正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，即ΔH＜0。(2)結(jié)合可逆反應(yīng)2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)的特點(diǎn)，增大壓強(qiáng)平衡向右移動(dòng)，αHCl增大，則相同溫度下，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比增壓前的大，曲線如答案中圖示所示。(3)有利于提高αHCl，則采取措施應(yīng)使平衡2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)正向移動(dòng)。A項(xiàng)，增大n(HCl)，則c(HCl)增大，雖平衡正向移動(dòng)，但αHCl減小，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，增大n(O2)即增大反應(yīng)物的濃度，D項(xiàng)，移去H2O即減小生成物的濃度，均能使平衡正向移動(dòng)，兩項(xiàng)都正確；C項(xiàng)，使用更好的催化劑，只能加快反應(yīng)速率，不能使平衡移動(dòng)，錯(cuò)誤。 1．分析化學(xué)平衡移動(dòng)問題的注意事項(xiàng) (1)平衡移動(dòng)的結(jié)果只是減弱了外界條件的變化，而不能消除外界條件的變化。 (2)不要把v正增大與平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)等同起來，只有v正＞v逆時(shí)，才使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 (3)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時(shí)，應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。 (4)對(duì)于縮小體積增大壓強(qiáng)，不管是否移動(dòng)，各成分的濃度均增大，但增大的倍數(shù)可能不同也可能相同。 2．解答化學(xué)平衡移動(dòng)類判斷題的思維過程 關(guān)注特點(diǎn)— ―→分析條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等) ―→想原理(平衡移動(dòng)原理)―→綜合判斷得結(jié)論。 考點(diǎn)四　應(yīng)用“等效平衡”判斷平衡移動(dòng)的結(jié)果 1．等效平衡的含義 在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，還是正、逆反應(yīng)同時(shí)投料，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。 2．等效平衡的判斷方法 (1)恒溫恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng) 判斷方法：極值等量即等效。 例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ①2mol1mol0 ②002mol ③0.5mol0.25mol1.5mol ④amolbmolcmol 上述①②③三種配比，按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則SO2均為2mol，O2均為1mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。 ④中a、b、c三者的關(guān)系滿足：c＋a＝2，＋b＝1，即與上述平衡等效。 (2)恒溫恒壓條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng) 判斷方法：極值等比即等效。 例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ①2mol3mol0 ②1mol3.5mol2mol ③amolbmolcmol 按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則①②中＝，故互為等效平衡。 ③中a、b、c三者關(guān)系滿足：＝，即與①②平衡等效。 (3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng) 判斷方法：無論是恒溫恒容，還是恒溫恒壓，只要極值等比即等效，因?yàn)閴簭?qiáng)改變對(duì)該類反應(yīng)的化學(xué)平衡無影響。 例如：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g) ①1mol1mol0 ②2mol2mol1mol ③amolbmolcmol ①②兩種情況下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互為等效平衡。 ③中a、b、c三者關(guān)系滿足∶＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即與①②平衡等效。 3．虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡 (1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式 新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。 (2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例，見圖示) 新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)。 對(duì)于以下三個(gè)反應(yīng)，從反應(yīng)開始進(jìn)行到達(dá)到平衡后，保持溫度、體積不變，按要求回答下列問題。 (1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g) 再充入PCl5(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率________，PCl5(g)的百分含量______。 答案　正反應(yīng)　減小　增大 (2)2HI(g)I2(g)＋H2(g) 再充入HI(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，HI的分解率________，HI的百分含量________。 答案　正反應(yīng)　不變　不變 (3)2NO2(g)N2O4(g) 再充入NO2(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，NO2(g)的轉(zhuǎn)化率________，NO2(g)的百分含量________。 答案　正反應(yīng)　增大　減小 1．向一固定體積的密閉容器中通入amolN2O4氣體，在密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)，達(dá)到平衡時(shí)再通入amolN2O4氣體，再次達(dá)到平衡時(shí)，與第一次達(dá)平衡時(shí)相比，N2O4的轉(zhuǎn)化率(　　) A．不變B．增大C．減小D．無法判斷 答案　C 解析　恒溫恒容條件下，投料等比增加同增壓，判斷平衡(指的是新建立的與原平衡等效的過渡態(tài)平衡，而不是原平衡)，增大壓強(qiáng)平衡向左移，轉(zhuǎn)化率降低。 2．已知H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)　ΔH＜0，有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，在相同溫度下分別達(dá)到平衡。現(xiàn)欲使甲中HI平衡時(shí)的百分含量大于乙中HI平衡時(shí)的百分含量，則應(yīng)采取的措施是(　　) A．甲、乙提高相同溫度 B．甲中加入0.1molHe，乙中不變 C．甲降低溫度，乙增大壓強(qiáng) D．甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2 答案　C 解析　相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，此時(shí)甲和乙建立的平衡是等效的。A項(xiàng)，甲、乙提高相同溫度，平衡均逆向移動(dòng)，HI的平衡濃度均減小，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，甲中加入0.1 mol He，在定容密閉容器中，平衡不會(huì)移動(dòng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，甲降低溫度，平衡正向移動(dòng)，甲中HI的平衡濃度增大，乙增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，HI平衡時(shí)的百分含量不變，正確；D項(xiàng)，甲中增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，結(jié)果還是等效的，錯(cuò)誤。 3．一定條件下存在反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－QkJmol－1(Q＞0)，現(xiàn)有三個(gè)相同的2L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O，在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2，在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O，均在700℃條件下開始反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí)，上述三個(gè)過程對(duì)應(yīng)的能量變化值分別為Q1、Q2、Q3，下列說法正確的是(　　) A．2Q1＝2Q2＜Q3 B．容器Ⅰ中CO的百分含量比容器Ⅲ中CO的百分含量高 C．容器Ⅰ中反應(yīng)的平衡常數(shù)比容器Ⅱ中反應(yīng)的平衡常數(shù)小 D．容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和等于1 答案　C 解析　A項(xiàng)，容器中平衡建立的途徑不相同，無法比較Q1、Q2的大??；C項(xiàng)，容器Ⅱ中所到達(dá)的平衡狀態(tài)，相當(dāng)于在容器Ⅰ中平衡的基礎(chǔ)上降低溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，平衡常數(shù)增大；D項(xiàng)，溫度相同時(shí)，容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和等于1，容器Ⅱ中所達(dá)到的平衡狀態(tài)，相當(dāng)于在容器Ⅰ中平衡的基礎(chǔ)上降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1。 4．一定溫度下，在3個(gè)容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)達(dá)到平衡，下列說法正確的是(　　) 容器 溫度/K 物質(zhì)的起始濃度/molL－1 物質(zhì)的平衡濃度/molL－1 c(H2) c(CO) c(CH3OH) [CH3OH] Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱 B．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅰ中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大 C．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍 D．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大 答案　D 解析　對(duì)比容器Ⅰ和Ⅲ可知兩者投料量相當(dāng)，若溫度相同，最終建立等效平衡，但Ⅲ溫度高，平衡時(shí)c(CH3OH)小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；Ⅱ相對(duì)于Ⅰ成比例增加投料量，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率提高，所以Ⅱ中轉(zhuǎn)化率高，B錯(cuò)誤；不考慮溫度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的兩倍，C錯(cuò)誤；對(duì)比Ⅰ和Ⅲ，若溫度相同，兩者建立等效平衡，兩容器中速率相等，但Ⅲ溫度高，速率更快，D正確。 1．(2017海南，11，改編)已知反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。在一定溫度和壓強(qiáng)下于密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡。下列敘述正確的是(　　) A．升高溫度，K增大 B．減小壓強(qiáng)，n(CO2)增加 C．更換高效催化劑，α(CO)增大 D．充入一定量的氮?dú)?，n(H2)不變 答案　D 解析　A項(xiàng)，ΔH＜0，正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，比較方程式氣體的計(jì)量數(shù)關(guān)系，反應(yīng)前氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和等于反應(yīng)后氣體的計(jì)量數(shù)之和，則減小壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，n(CO2)不變，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，催化劑能改變反應(yīng)速率，但不會(huì)引起化學(xué)平衡的移動(dòng)，所以α(CO)不變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，充入一定量的氮?dú)?，相?dāng)于混合氣體壓強(qiáng)減小，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)，但該反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡不移動(dòng)，n(H2)不變，正確。 2．(2016四川理綜，6)一定條件下，CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。設(shè)起始＝Z，在恒壓下，平衡時(shí)CH4的體積分?jǐn)?shù)φ(CH4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．該反應(yīng)的焓變?chǔ)>0 B．圖中Z的大小為a>3>b C．圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中＝3 D．溫度不變時(shí)，圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡在加壓后φ(CH4)減小 答案　A 解析　A項(xiàng)，由圖可知，隨溫度的升高，CH4的體積分?jǐn)?shù)減小，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，Z越大，說明大，相當(dāng)于增加H2O的量，平衡正向移動(dòng)，CH4的體積分?jǐn)?shù)減小，所以b>3>a，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，起始時(shí)n(H2O)＝3xmol，n(CH4)＝xmol，隨平衡的建立，消耗的n(CH4)＝n(H2O)＝amol，平衡時(shí)＝≠3，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，加壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，CH4體積分?jǐn)?shù)增大，錯(cuò)誤。 3．[2016天津理綜，10(3)]在恒溫恒容的密閉容器中，某儲(chǔ)氫反應(yīng)：MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s)　ΔH＜0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是________。 a．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變 b．吸收ymolH2只需1molMHx c．若降溫，該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大 d．若向容器內(nèi)通入少量氫氣，則v(放氫)>v(吸氫) 答案　ac 解析　MHx(s)＋yH2(g)MHx＋2y(s)　ΔH＜0，該反應(yīng)是氣體的物質(zhì)的量減小的反應(yīng)。a項(xiàng)，平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)不變，正確；b項(xiàng)，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，吸收ymolH2需要大于1molMHx，錯(cuò)誤；c項(xiàng)，因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，降溫時(shí)該反應(yīng)將向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)將增大，正確；d項(xiàng)，向容器內(nèi)通入少量氫氣，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，v(放氫)＜v(吸氫)，錯(cuò)誤。 4．[2017全國卷Ⅲ，28(4)]298 K時(shí)，將20 mL 3x molL－1Na3AsO3、20 mL 3x molL－1 I2和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsO(aq)＋I(xiàn)2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。 ①下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是________(填標(biāo)號(hào))。 a．溶液的pH不再變化 b．v(I－)＝2v(AsO) c．c(AsO)/c(AsO)不再變化 d．c(I－)＝y(tǒng)molL－1 ②tm時(shí)，v正________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。 ③tm時(shí)v逆________(填“大于”“小于”或“等于”)tn時(shí)v逆，理由是_______________ _________________________________________________________。 ④若平衡時(shí)溶液的pH＝14，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為________。 答案?、賏c　②大于?、坌∮凇m時(shí)生成物濃度較低 ④ 5．(2017全國卷Ⅱ，27)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}： (1)正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下： ①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1 已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－119kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－242kJmol－1 反應(yīng)①的ΔH1為________kJmol－1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x__________(填“大于”或“小于”)0.1；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是________(填標(biāo)號(hào))。 A．升高溫度 B．降低溫度 C．增大壓強(qiáng) D．降低壓強(qiáng) (2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是___________________________。 (3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是__________、_____________； 590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是____________________________。 答案　(1)＋123　小于　AD (2)氫氣是產(chǎn)物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應(yīng)速率增大 (3)升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行　溫度升高，反應(yīng)速率加快　丁烯高溫裂解生成短碳鏈烴類 解析　(1)根據(jù)蓋斯定律，用②式－③式可得①式，因此ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJmol－1－(－242) kJmol－1＝＋123kJmol－1。由(a)圖可以看出，溫度相同時(shí)，由0.1MPa變化到xMPa，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動(dòng)，所以x<0.1。由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，所以溫度升高時(shí)，平衡正向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此A正確、B錯(cuò)誤；反應(yīng)①正向進(jìn)行時(shí)體積增大，加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此C錯(cuò)誤、D正確。(2)反應(yīng)初期，H2可以活化催化劑，進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)較小，丁烷濃度大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度大，丁烯產(chǎn)率升高；隨著進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)增大，原料中過量的H2會(huì)使反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯產(chǎn)率下降。(3)590℃之前，溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快，生成的丁烯會(huì)更多，同時(shí)由于反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，平衡體系中會(huì)含有更多的丁烯。而溫度超過590℃時(shí)，丁烯高溫會(huì)裂解生成短碳鏈烴類，使產(chǎn)率降低。 1．下列事實(shí)不能用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋的是(　　) A．在強(qiáng)堿存在的條件下，酯的水解反應(yīng)進(jìn)行較完全 B．加催化劑，使N2和H2在一定條件下轉(zhuǎn)化為NH3 C．可用濃氨水和NaOH固體快速制取氨氣 D．加壓條件下有利于SO2與O2反應(yīng)生成SO3 答案　B 解析　應(yīng)注意區(qū)別化學(xué)平衡移動(dòng)原理和化學(xué)反應(yīng)速率理論的應(yīng)用范圍，加催化劑只能提高反應(yīng)速率，故B項(xiàng)不能用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋。 2．可逆反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在容積固定的密閉容器中達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是(　　) ①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2 ②單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO ③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài) ④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài) ⑦混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài) A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部 答案　A 解析?、趩挝粫r(shí)間內(nèi)生成n mol O2必生成2n mol NO，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；③無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比都等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；④有色氣體的顏色不變，則表示物質(zhì)的濃度不再變化，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)；⑤氣體體積固定、反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，則密度始終不變；⑥反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生改變，壓強(qiáng)不變，意味著各物質(zhì)的含量不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；⑦由于氣體的質(zhì)量不變，且該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，說明氣體中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。 3．納米鈷(Co)常用于CO加氫反應(yīng)的催化劑：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＜0。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．納米技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化了催化劑的性能，提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率 B．縮小容器體積，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的濃度增大 C．溫度越低，越有利于CO催化加氫 D．從平衡體系中分離出H2O(g)能加快正反應(yīng)速率 答案　B 解析　催化劑不能改變反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，但移動(dòng)的結(jié)果不能抵消條件的改變，CO的濃度還是增大的，B項(xiàng)正確；工業(yè)生產(chǎn)的溫度應(yīng)考慮催化劑的活性溫度，C項(xiàng)錯(cuò)誤；從平衡體系中分離出水蒸氣，反應(yīng)速率減慢，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4．一定條件下，通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l)　ΔH<0。若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進(jìn)行，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．平衡前，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變 B．平衡時(shí)，其他條件不變，分離出硫，正反應(yīng)速率加快 C．平衡時(shí)，其他條件不變，升高溫度可提高SO2的轉(zhuǎn)化率 D．其他條件不變，使用不同催化劑，該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變 答案　D 解析　S為液體，正反應(yīng)是氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，氣體物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；硫?yàn)橐后w，分離出硫后正反應(yīng)速率不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，SO2的轉(zhuǎn)化率降低，C項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，D項(xiàng)正確。 5．(2018北京朝陽區(qū)一模)探究濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響，實(shí)驗(yàn)如下： Ⅰ.向5mL0.05molL－1FeCl3溶液中加入5mL0.05molL－1KI溶液(反應(yīng)a)，反應(yīng)達(dá)到平衡后將溶液分為兩等份 Ⅱ.向其中一份中加入飽和KSCN溶液，變紅(反應(yīng)b)；加入CCl4，振蕩、靜置，下層顯極淺的紫色 Ⅲ.向另一份中加入CCl4，振蕩、靜置，下層顯紫紅色 結(jié)合實(shí)驗(yàn)，下列說法不正確的是(　　) A．反應(yīng)a為2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2 B．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，反應(yīng)a進(jìn)行的程度大于反應(yīng)b進(jìn)行的程度 C．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中變紅的原理是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3 D．比較水溶液中c(Fe2＋)：實(shí)驗(yàn)Ⅱ<實(shí)驗(yàn)Ⅲ 答案　B 解析　由藥品用量看，F(xiàn)e3＋與I－能恰好反應(yīng)，再依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ現(xiàn)象，可知，反應(yīng)混合物中存在Fe3＋和I2，因而Fe3＋與I－的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，A正確；結(jié)合實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ現(xiàn)象可知，a反應(yīng)后I2濃度較大，b反應(yīng)后I2濃度較小，說明SCN－結(jié)合Fe3＋的能力比I－還原Fe3＋的能力強(qiáng)，使2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2的平衡逆向逆動(dòng)，B錯(cuò)。 6．某溫度時(shí)，發(fā)生反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)，向三個(gè)體積相等的恒容密閉容器A、B、C中，分別加入①2molHI；②3molHI；③1molH2與1molI2，分別達(dá)到平衡時(shí)，以下關(guān)系正確的是(　　) A．平衡時(shí)，各容器的壓強(qiáng)：②＝①＝③ B．平衡時(shí)，I2的濃度：②＞①＞③ C．平衡時(shí)，I2的體積分?jǐn)?shù)：②＝①＝③ D．從反應(yīng)開始到達(dá)平衡的時(shí)間：①＞②＝③ 答案　C 解析　根據(jù)等效平衡原理：若1 mol H2與1 mol I2完全轉(zhuǎn)化為HI，則HI為2 mol，所以①和③是完全相同的等效平衡，所以二者的濃度、百分含量、壓強(qiáng)、轉(zhuǎn)化率等都一樣；②與①相比增大了HI的量，該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，增大HI的量，達(dá)到平衡時(shí)新平衡與原平衡相同，所以各物質(zhì)的百分含量不變，但是濃度增大。 7．CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)。0.1MPa時(shí)，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，測得不同溫度下平衡時(shí)體系中各物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖，下列敘述不正確的是(　　) A．該反應(yīng)的ΔH＜0 B．曲線b代表H2O的濃度變化 C．N點(diǎn)和M點(diǎn)所處的狀態(tài)c(H2)不一樣 D．其他條件不變，T1℃、0.2MPa下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(H2)比M點(diǎn)大 答案　C 解析　溫度升高，H2的濃度增大，平衡左移，故逆向吸熱，正向放熱，ΔH＜0，則曲線a為CO2的濃度變化，根據(jù)方程式的比例關(guān)系，可知曲線b為H2O的濃度變化，曲線c為C2H4的濃度變化，故A、B正確；C項(xiàng)，N點(diǎn)和M點(diǎn)均處于同一T1℃下，所處的狀態(tài)的c(H2)是一樣的；D項(xiàng)，其他條件不變，T1℃、0.2 MPa相對(duì)0.1 MPa，增大了壓強(qiáng)，體積減小，c(H2)增大，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(H2)比M點(diǎn)大，D項(xiàng)正確。 8．(2018大連調(diào)研)已知反應(yīng)：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)。起始以物質(zhì)的量之比為1∶1充入反應(yīng)物，不同壓強(qiáng)條件下，H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示(M、N點(diǎn)標(biāo)記為▲)。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．上述反應(yīng)的ΔH<0 B．N點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率一定比M點(diǎn)的快 C．降低溫度，H2的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100% D．工業(yè)上用此法制取甲烷應(yīng)采用更高的壓強(qiáng) 答案　A 解析　根據(jù)圖像，隨著溫度的升高，H2的轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，A項(xiàng)正確；N點(diǎn)壓強(qiáng)大于M點(diǎn)的，M點(diǎn)溫度高于N點(diǎn)的，因此無法確定兩點(diǎn)的反應(yīng)速率快慢，B項(xiàng)錯(cuò)誤；此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能完全進(jìn)行到底，C項(xiàng)錯(cuò)誤；控制合適的溫度和壓強(qiáng)，既能保證反應(yīng)速率較快，也能保證H2有較高的轉(zhuǎn)化率，采用更高的壓強(qiáng)對(duì)設(shè)備的要求更高，增加經(jīng)濟(jì)成本，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 9．工業(yè)上以CH4為原料制備H2的原理為CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。在一定條件下a、b兩個(gè)恒溫恒容的密閉容器中均通入1.1molCH4(g)和1.1molH2O(g)，測得兩容器中CO的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線分別為a和b。已知容器a的體積為10L，溫度為Ta，下列說法不正確的是(　　) A．容器a中CH4從反應(yīng)開始到恰好平衡時(shí)的平均反應(yīng)速率為0.025molL－1min－1 B．a(chǎn)、b兩容器的溫度可能相同 C．在達(dá)到平衡前，容器a的壓強(qiáng)逐漸增大 D．該反應(yīng)在Ta溫度下的平衡常數(shù)為27 答案　B 解析　觀察兩容器中CO的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線a和b可知，當(dāng)CO的物質(zhì)的量保持不變時(shí)便達(dá)到平衡狀態(tài)，a容器用了4 min，b容器用了6.5 min，兩個(gè)容器中反應(yīng)快慢不同，因此溫度肯定不同。用三段式分析a容器中各物質(zhì)的相關(guān)量： CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) 起始量(mol) 1.1 1.1 0 0 轉(zhuǎn)化量(mol) 1 1 1 3 平衡量(mol) 0.1 0.1 1 3 A項(xiàng)，容器a中CH4從反應(yīng)開始到恰好平衡時(shí)的平均反應(yīng)速率為＝＝0.025 molL－1 min－1，正確；B項(xiàng)，根據(jù)以上分析a、b兩容器的溫度不可能相同，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，因?yàn)樵摲磻?yīng)條件為恒溫恒容，反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量增大，所以在達(dá)到平衡前，容器a的壓強(qiáng)逐漸增大，正確；D項(xiàng)，該反應(yīng)在Ta溫度下的平衡常數(shù)為＝ mol2L－2＝27 mol2L－2，正確。 10．(2018福州模擬)甲醇是重要的化工原料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，可能發(fā)生的反應(yīng)如下： ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1 ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 ⅲ.CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)　ΔH3 回答下列問題： (1)已知反應(yīng)ⅱ中相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下： 化學(xué)鍵 H—H C==O C≡O(shè) H—O E/kJmol－1 436 803 1076 465 由此計(jì)算ΔH2＝____________kJmol－1。已知ΔH3＝99kJmol－1，則ΔH1＝________kJmol－1。 (2)一定比例的合成氣在裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)12小時(shí)。體系中甲醇的產(chǎn)率和催化劑的催化活性與溫度的關(guān)系如下圖所示。 ①溫度為470K時(shí)，圖中P點(diǎn)________(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)。在490K之前，甲醇產(chǎn)率隨著溫度升高而增大的原因是_______________________________________； 490K之后，甲醇產(chǎn)率下降的原因是__________________________________________。 ②一定能提高甲醇產(chǎn)率的措施是________(填字母)。 A．增大壓強(qiáng) B．升高溫度 C．選擇合適催化劑 D．加入大量催化劑 答案　(1)36?。?3 (2)①不是　溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快　升高溫度，反應(yīng)ⅰ逆向移動(dòng)，催化劑活性降低?、贏C 解析　(1)反應(yīng)熱＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能，故ΔH2＝(2803＋436) kJmol－1－(1 076 kJmol－1 ＋2465 kJmol－1)＝36 kJmol－1；根據(jù)蓋斯定律：反應(yīng)ⅱ－反應(yīng)ⅲ＝反應(yīng)ⅰ，故ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝36 kJmol