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1、第2讲 化学平衡状态及化学平衡移动知识点一:化学平衡1可逆反应(1)概念:在相同条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点二同一不能:“二同”:同一条件下,正、逆反应同时进行。“一不能”:反应物和生成物同时存在,任意物质不能全转化为生成物,即反应物的转化率小于100%。2化学平衡状态建立过程图示(1)建立过程:一定条件下的可逆反应随着反应的进行,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浓度保持不变的状态(如如图)。(2)特点:逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。等:达到平衡时正反应速率和逆反应速率相等。定:达到平衡时反应体系中各组分的浓度保持恒定。
2、动:化学平衡是一种动态平衡。变:当外界条件发生变化时,平衡可能发生移动。注意点:(1)对于在不同条件下进行的反应物和生成物相反的反应不能认为是可逆反应。如PbPbO22H2SO42PbSO42H2O不是可逆反应。(2)对于可逆反应,无论什么条件下,反应物都不可能完全转化为生成物。如H2I22HI的反应体系中,加入1 mol H2与1 mol I2充分反应后,生成HI的量一定小于2 mol。(3)可逆反应达到化学平衡状态时,化学反应速率不等于零。(4)对于有特征现象的化学反应,可以通过观察现象来判断反应是否达到平衡,如Fe33SCNFe(SCN)3的反应,当反应体系的颜色不再改变时,反应达到平衡
3、。(5)外界条件发生变化,化学平衡状态不一定发生移动,如使用催化剂。练习:1下列关于化学反应限度的说法中正确的是()A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B当一个可逆反应达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等都等于0C平衡状态是一种静止的状态,因为反应物和生成物的浓度已经不再改变D化学反应的限度不可以通过改变条件而改变解析:选A可逆反应达到平衡状态后,虽v(正)v(逆),但均不为0,是动态平衡,B、C错;通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度,D错。2一定温度下,可逆反应H2(g)I2(g)2HI(g)达到化学平衡状态的标志是()A混合气体的压强不再
4、变化B混合气体的颜色不再变化C反应速率v(H2)1/2v(HI)Dc(H2)c(I2)c(HI)112解析:选B该反应是一个反应前后气体总体积不变的反应,无论是否达平衡,只要温度不变,其混合气体的压强就不会改变,A不对;C项没有给出表示的化学反应速率是正反应速率还是逆反应速率,不能确定是否达到平衡,C不对;浓度具体比值还与投入起始量有关,不能作为平衡建立的标志,D不对;由于三种气体中只有I2是有颜色的,颜色不变说明I2的质量分数不变,达到了平衡,B对。知识点二:外界因素对化学平衡的影响1影响化学平衡的因素若其他条件不变,改变下列条件对平衡的影响如下:改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向
5、浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度正反应方向减小反应物浓度或增大生成物浓度逆反应方向压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强气体总体积减小的方向减小压强气体总体积增大的方向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吸热方向降低温度放热方向2催化剂与化学平衡的关系使用催化剂,能同等程度地增大正反应和逆反应的反应速率,可以缩短达到平衡的时间,但对化学平衡没有影响。3勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。注意点:(1)增大固体或纯液体物质的量,化学平衡不发生移动,因固体或纯液体的浓度可视为1,增加其用量,对平衡不
6、产生影响。(2)化学反应速率改变是化学平衡移动的前提条件,但化学反应速率改变,化学平衡不一定移动,化学平衡移动,化学反应速率必定改变。(3)改变容器内气体的压强,使化学平衡发生移动,是通过改变气体的浓度而实现的。即改变压强,若气体的浓度不变则化学平衡一定不会发生移动。(4)勒夏特列原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡。(5)平衡移动能够“减弱”外界条件的变化,但不能“抵消”外界条件的变化。练习:3下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是()A混合物中各组分的浓度改变B正、逆反应速率改变C混合物中各组分的含量改变D混合体系的压强发生改变解析:选C如果混合物中各组分的浓度变
7、化而各组分的含量不变,则平衡不发生移动;使用合适的催化剂,正、逆反应速率都改变,但平衡不移动;如果反应前后气体总物质的量不变,则压强对平衡无影响。4对于密闭容器中的可逆反应:mX(g)nY(s)pZ(g)H0,达化学平衡后,改变条件,回答下列问题(填“一定”、“不一定”或“一定不”)(1)增大压强,化学平衡_发生移动(2)通入氦气,化学平衡_发生移动(3)增加Y的物质的量,化学平衡_发生移动(4)其他条件不变,升高温度,化学平衡_发生移动解析:(1)若mp,增大压强,平衡不移动;(2)若保持体积不变,通入氦气,平衡不移动;(3)Y为固体,增加Y的量,平衡不移动;(4)升高温度,化学平衡一定发生
8、移动。答案:(1)不一定(2)不一定(3)一定不(4)一定要点记忆:高频考点:考点一化学平衡状态的判断在体积固定的密闭容器中进行可逆反应:2NO22NOO2,你能判断出下列哪些情况能作为反应达到平衡状态的标志吗?单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,v正(NO)2v逆(O2)用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为221混合气体的颜色不再改变混合气体的密度不再改变混合气体的压强不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变答案:知识点链接:解答化学平衡状态判断题时,首先应分析化学方程式的特点,如化学计量数关系、反应物或生成物的状态和颜色等,然后根据题意推理、转化,看是否符合
9、化学平衡状态的根本标志,最后再作出正确的判断。1直接判断依据达到平衡状态2间接判断依据以mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)为例:类型判断依据平衡状态混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A,同时生成m mol A,即v(正)v(逆)平衡在单位时间内消耗了n mol B同时生成p mol C,则v(正)不一定等于v(逆)不一定v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq,v(正)不一定等于v(逆)不一定在单位时间内生成n mol B,同时消耗q
10、mol D,因二者变化均表示v(逆),所以v(正)不一定等于v(逆)不一定压强mnpq时,总压强一定(其他条件一定)平衡mnpq时,总压强一定(其他条件一定)不一定平均相对分子质量(r)mnpq时,r一定平衡mnpq时,r一定不一定气体密度mnpq,恒温恒压时,密度保持不变平衡mnpq时,密度保持不变不一定温度体系温度一定(其他不变)平衡颜色反应体系内有色物质的颜色一定平衡 例1(2012·山东高考节选)对于反应N2O4(g)2NO2(g)H0,将1 mol N2O4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_。解析N2O4充入恒压容器中分解生成NO2,是体积变
11、大的化学反应。因此密度逐渐减小,当达到平衡状态时,体积不再变化,密度亦不再变化,a正确;对于某一具体的反应,H是一个具体数值且始终保持不变,故不能说明反应达到平衡状态,b错;N2O4的正反应速率逐渐减小,最后保持不变,c错;转化率不变,说明反应物不再减少,即反应达到平衡,d正确。答案ad1可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A3v正(N2)v正(H2)Bv正(N2)v逆(NH3)C2v正(H2)3v逆(NH3) Dv正(N2)3v逆(H2)解析:选C当v正v逆时,表明反应已达平衡状态,说明
12、正、逆反应速率相等。2在一定温度下的某容积不变的密闭容器中,建立下列化学平衡:C(s)H2O(g)CO(g)H2(g),不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是 ()A体系的压强不再发生变化Bv正(CO)v逆(H2O)C生成n mol CO的同时生成n mol H2D1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键解析:选C反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)是气体体积增大的反应,体系的压强不再发生变化,表明已达到化学平衡;B、D项均表示该反应的v(正)v(逆),表明已达到平衡;C项,CO和H2都是生成物,它们的生成均表示正反应,且每生成n mol CO时必有n mol
13、 H2生成,不能表明一定达到了平衡状态。 考点二化学平衡移动及转化率变化在一定条件下的密闭容器中,发生反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0,改变下列条件,平衡如何移动?反应物的转化率如何变化?增大N2的浓度移出部分NH3升高温度扩大容器体积或减小压强恒温恒容条件下充入He气恒温恒压条件下充入He气答案:平衡右移N2转化率减小,H2转化率增大;平衡右移N2、H2转化率都增大;平衡左移N2、H2转化率都减小;平衡左移N2、H2转化率都减小;平衡不移动N2、H2转化率都不变;平衡左移N2、H2转化率都减小知识点链接:分析化学平衡移动要注意从正、逆反应速率是否改变入手,速率改变平衡才有可能移动
14、。判断转化率的变化时,不要把平衡正向移动与物料转化率提高等同起来,要视具体情况而定。1实例分析(1)反应实例2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H<0:条件变化平衡移动转化率变化增大O2浓度正移SO2的转化率增大,O2的转化率减小增大SO3浓度逆移SO2、O2的转化率都减小升高温度逆移SO2、O2的转化率都减小增大压强正移SO2、O2的转化率都增大(2)反应实例2NO2(g)N2O4(g):条件变化平衡移动转化率变化体积不变时,充入NO2气体正移NO2的转化率增大增大压强(缩小体积)正移NO2的转化率增大(3)反应实例I2(g)H2(g)2HI(g):条件变化平衡移动转化率变化增大H2
15、的浓度正移H2的转化率减小,I2的转化率增大增大压强不移动转化率不变2“惰性气体”(不参加反应的气体)对化学平衡的影响(1)恒温、恒容: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(转化率不变)(2)恒温、恒压:原平衡体系容器容积增大体系中各组分的浓度同倍数减小 例2(2012·大纲全国卷)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H<0反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是()A增加压强B降低温度C增大CO的浓度 D更换催化剂解析选项A,该反应为反应前后气体分子数相等的反应,压强对
16、CO的转化率无影响;选项B,该反应为放热反应,降低温度有利于化学平衡向右移动,提高CO的转化率;增大CO的浓度会降低CO的转化率;选项D,更换催化剂不能使化学平衡发生移动。答案B3对已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是()生成物的百分含量一定增加生成物的产量一定增加反应物的转化率一定增大反应物的浓度一定降低正反应速率一定大于逆反应速率使用了适宜的催化剂A BC D解析:选A以合成氨反应“N23H22NH3”为例,若加入大量N2使平衡右移,NH3产量一定增加,但NH3的百分含量不一定增大,H2的转化率会增大,但N2的转化率减小;H2的浓度降低,
17、但N2浓度增加,故不正确,正确。4(2010·上海高考)据报道,在300 、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)下列叙述错误的是()A使用CuZnFe催化剂可大大提高生产效率B反应需在300 进行可推测该反应是吸热反应C充入大量CO2气体可提高H2的转化率D从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率解析:选B使用催化剂可以加快反应速率,从而提高生产效率,A项正确;仅仅根据反应发生所需温度,不能判断反应的热效应,B项错误;充入大量CO2气体,平衡向正反应方向
18、移动,H2的转化率增大,C项正确;从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O,反应不断向正反应方向进行,CO2和H2的利用率增大,D项正确。专题:化学平衡图像类试题是化学试题中的一种特殊题型,其特点是:图像是题目的主要组成部分,把所要考查的化学知识寓于图中曲线上,具有简明、直观、形象的特点。随着高考的不断改革以及对学科内能力要求不断提高,这种数形结合的试题将频频出现。预计这将是考查考生学科内综合能力的一种方向,高考试题考查这种题型的力度将加大。1解题指导(1)看图像:一看轴,即纵、横坐标的意义;二看点:即起点、拐点、交点、终点;三看线,即线的走向和变化趋势;四看辅助线,即等温线、等压线、平
19、衡线等;五看量的变化,如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。(2)依据图像信息,利用平衡移动原理,分析可逆反应的特征:吸热还是放热,气体的化学计量数增大、减小还是不变,有无固体或纯液体参加或生成等。(3)先拐先平:在化学平衡图像中,先出现拐点的反应先达到平衡,可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。(4)定一议二:勒夏特列原理只适用于一个条件的改变,所以图像中有三个变量,先固定一个量,再讨论另外两个量的关系。2分类解析(1)含量时间温度(压强)图:常见形式有如下几种。(C%指产物的质量分数;B%指某反应物的质量分数)(2)恒压(温)线:该类图的
20、纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(),横坐标为温度(T)或压强(p),常见类型有(如图3所示):(3)其他:如图4所示曲线是其他条件不变时,某反应物的最大转化率()与温度(T)的关系曲线,图中标出的1、2、3、4四个点,表示v(正)v(逆)的点是3,表示v(正)v(逆)的点是1,而2、4点表示v(正)v(逆)。图3图4典例印证(2011·重庆高考)一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合示意图的是()ACO2(g)2NH3(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)H<0BCO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H>0CCH3CH2OH(g)C
21、H2= CH2(g)H2O(g)H>0D2C6H5CH2CH3(g)O2(g)2C6H5CH=CH2(g)2H2O(g)H<0解析由温度时间图像可知,T2先达到平衡,因此T2>T1,温度升高,水蒸气含量减少,正反应是放热反应,因此B、C不符合题意;由压强时间图像可知,p1先达到平衡,即p1>p2,随着压强的增大,水蒸气含量增大,因此正反应是气体体积减小的反应,D不符合题意,只有A符合题意。答案A专题集训1(2011·安徽高考)电镀废液中Cr2O可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):Cr2O(aq)2Pb2(aq)H2O(l)2PbCrO4(s)2H(aq)
22、H<0该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件。下列示意图正确的是()解析:选A反应为放热反应,升温,平衡左移,平衡常数减小,A正确;溶液pH增大,碱性增强,c(H)减小,平衡右移,Cr2O转化率增大,B错误;温度升高,正反应速率增大,C错误;c(Pb2)增大,平衡右移,n(Cr2O)减小,D错误。2.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)I(aq)I(aq)某I2、KI混合溶液中,I的物质的量浓度c(I)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是()A反应I2(aq)I(aq)I(aq)的H>0B若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1,K2
23、,则K1K2C若反应进行到状态D时,一定有v(正)>v(逆)D状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大解析:选CA项,根据图像可知c(I)随温度升高而减小,故升温平衡逆移,根据升温平衡向吸热反应方向移动可知逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,H<0;B项,根据放热反应,升温,K变小,因T2>T1,所以K1>K2;C项,曲线下方的点表示还未达平衡状态且由于c(I)低于平衡时,故反应向正反应方向进行,故v(正)>v(逆);D项,将A点看成原平衡状态,升温达到B点,则由于升温平衡逆移,故cB(I2)>cA(I2)。3某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件
24、对反应可用aA(g)bB(g)cC(g)表示的化学平衡的影响,得到如下图像(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,表示平衡转化率,表示体积分数)。根据图像,下列判断正确的是()A反应:若p1p2,则此反应只能在高温下自发进行B反应:此反应的H0,且T1T2C反应:H0且T2T1或H0且T2T1D反应:T1T2,则该反应不易自发进行解析:选BA项,p1p2,由图像知,增大压强,(A)升高,则abc,该反应为熵减的反应,即S0,又因随温度升高,(A)降低,则H0,由自发反应进行的条件分析,若HTS0,则温度应该取低温;C项,若H0,则升高温度(C)应该升高,即T1T2,同理H0时T2T1;D
25、项,若T1T2,即升高温度,(A)降低,平衡向左移动,则H0,又由图像知,增大压强,平衡不移动,则abc,故该反应易于自发进行。1(2013·赣州模拟)向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应:N23H22NH3,对达到化学平衡状态时的有关说法正确的是()AN2将完全转化为NH3BN2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等CN2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化D正反应和逆反应的速率都为零解析:选C可逆反应不可能进行到底,A错;此反应中的任何时刻N2、H2浓度不可能相等,B错;达到化学平衡时正、逆反应速率相等但不为零,D错。2下列叙述与图像对应符合的
26、是()A对于达到平衡状态的N2(g)3H2(g)2NH3(g)在t0时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动Bp2>p1,T1>T2C该图像表示的化学方程式为:2A=B3CD对于反应2X(g)3Y(g)2Z(g)H<0,y可以表示Y的百分含量解析:选B由A图可以看出平衡逆向移动,如果在t0时刻充入了一定量的NH3,v(正)应与平衡点相连,A项错误;由先拐先平知p2>p1,T1>T2,B项正确;C项表示的应是可逆反应,C项错误;温度升高,平衡逆向移动,Y的百分含量增大,D项错误。3对可逆反应2A(s)3B(g)C(g)2D(g)H<0,在一定条件下达到平衡。下列
27、有关叙述正确的是()增加A的量,平衡向正反应方向移动升高温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变增大B的浓度,v(正)>v(逆)加入催化剂,B的转化率提高ABC D解析:选BA是固体,其量的变化对平衡无影响;而增大B的浓度,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动,v(正)>v(逆);升高温度,v(正)、v(逆)均增大,但v(逆)增大的程度大,平衡向逆反应方向移动;增大压强,平衡不移动,但v(正)、v(逆)都增大;催化剂不能使化学平衡发生移动,B的转化率不变。4(2012·济宁质检)固定和利用CO2,能有效地利用资源,并减少空气
28、中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法,该方法的化学方程式是:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJ/mol某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示(图中字母后数对表示对应的坐标):回答下列问题:(1)由图分析,在下列时间段内反应速率最快的时间段是_(填序号)。a01 minB13 minc38 mind811 min(2)仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比,曲线改变的条件可能是_,曲线改变的条件可能是_。(3)下列
29、表述能表示该反应已达平衡的是_(填序号)。a容器内压强不再改变b容器内气体的密度不再改变c容器内气体的平均摩尔质量不再改变d容器内各物质的物质的量相等解析:(1)图像中的斜率越大,速率越大。(2)曲线与实线相比较,起点相同,达到平衡所用的时间短,反应速率加快, 且平衡时n(H2)大,改变的条件应是升高温度,使平衡左移;曲线与实线相比较,起点相同,达到平衡所用的时间短,反应速率加快, 且平衡时n(H2)小,改变的条件应是增大压强,使平衡右移。(3)反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJ/mol是正反应体积缩小的放热反应。容器内压强、气体平均摩尔质量不再改变,说明
30、气体的总物质的量不再改变,a、c符合题意;容器的体积不变,质量不变,密度始终不变,b不符合题意;容器内各物质的物质的量相等,不一定达到平衡,d不符合题意。答案:(1)a(2)升高温度增大压强(3)a、c一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1在425 时,在1 L密闭容器中充入下列气体物质进行的反应达到平衡,分析下图所示示意图,从下列选项中选出能从示意图中读出相关信息的不正确选项()A同温同压下,只要物质比列适当,从正、逆方向都可以建立同一平衡状态B上述图像表示的反应为H2(g)I2(g)2HI(g)C图(1)H2的转化率图(2)HI的转化率100%D相同条件下,分别从正、逆方向
31、建立等同的平衡状态,所需时间相同解析:选D比较图(1)和图(2)可知,两平衡状态的c(HI)、c(H2)、c(I2)相同,化学反应方程式均为H2(g)I2(g)2HI(g),图(1)H2的转化率为×100%79%,图(2)中HI的转化率为×100%21%,故A、B、C正确。2(2013·深圳模拟)某恒容容器内发生的可逆反应的化学平衡常数表达式为:K 。能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是()容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化v正(H2O)v逆(H2)容器中气体的密度不随时间而变化容器中气体总质量不随时间而变化消耗n mol H2的同时消耗n mol C
32、OA BC D解析:选B根据平衡常数可知,该可逆反应为C(s)H2O(g)CO(g)H2(g),因为C为固体,若没有达到平衡,则混合气体的平均相对分子质量一直在发生变化,平均相对分子质量不变,说明反应已经达到平衡,对;v正(H2O)v逆(H2),说明反应达到平衡,对;虽然容器的体积不变,但是气体的质量可变,当气体的密度不变时,说明反应达到了平衡状态, 对、对;任何时刻消耗n mol H2的同时都消耗n mol CO,错,正确选项为B。3在容积一定的密闭容器中,反应A(?)B(g)C(g)D(g)达到平衡后,升高温度容器内气体的密度增大,则下列叙述正确的是()A正反应是放热反应BA不是气态物质,
33、加入A该平衡向正反应方向移动C其他条件不变,加入A平衡不移动D改变压强对该平衡的移动无影响解析:选C根据反应A(?)B(g)C(g)D(g)在恒容容器中进行,达到平衡后,升高温度容器内气体的密度增大,若A为气态,则反应前后气体的质量不变,容器的体积不变,容器内气体的密度不变,不符合题意。则A为非气态物质,反应后气体的密度增大,只能是混合气体的质量增多,平衡只能是向正反应方向移动,有一部分非气态物质A的质量变为气体的质量,正反应方向为吸热反应,A错;由于A为非气态物质,故其他条件不变,加入A平衡不移动,B错、C对;因为反应前后气体的体积不相等,改变压强,平衡发生移动,D错。4(2010·
34、;重庆高考)COCl2(g)CO(g)Cl2(g)H>0,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()A BC D解析:选B该反应为吸热反应,升温则平衡正向移动,COCl2转化率提高,正确;恒容时,通入惰性气体,反应物与生成物浓度不变,平衡不移动,错;增加CO浓度,平衡逆向移动,COCl2转化率降低,错;该反应的正反应为气体分子数增大的反应,减压时平衡向正反应方向移动,COCl2转化率提高,正确;催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡状态,错;恒压时,通入惰性气体,容器体积增大,反应物与生成物浓度降低,平衡向气体增
35、加的方向移动,即向正反应方向移动,COCl2转化率提高,正确。5(2013·山东实验中学质检)利用低温技术可用于处理废气中的氮氧化物。在恒容密闭容器中发生下列化学反应:4NH3(g) 6NO(g)5N2(g) 6H2O (g) H Q kJ/mol (Q<0)。下列有关说法正确的是()A其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大B平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中NO的转化率减小C单位时间内生成NH3和H2O的物质的量比为23时,反应达到平衡D平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大解析:选C催化剂只能改变化学反应的速率,而不能改变反应物
36、的转化率,A不正确;其他条件不变,增加NH3的浓度,NO的转化率增大,B不正确;单位时间内生成NH3和H2O的物质的量比为23,即3v正(NH3) 2v逆(H2O),根据3v正(NH3) 2v正(H2O) 可得,v逆(H2O)v正(H2O),反应达到平衡状态,C正确;该反应是放热反应,升高温度,平衡常数减小,D不正确。6利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。反应一:Ni(粗,s)4CO(g)Ni(CO)4(g)H0反应二:Ni(CO)4(g)Ni(纯,s)4CO(g)H0下列说法错误的是()A对于反应一,适当增大压强,有利于Ni(CO)4的生成B提纯过程中,CO气体可循环使用C
37、升高温度,反应一的反应速率减小,反应二的反应速率增大D对于反应二,在180200 ,温度越高,Ni(CO)4(g)的转化率越高解析:选C反应一的正反应是体积减小的反应,增大压强,平衡右移,有利于Ni(CO)4的生成,A正确;反应一以CO为原料,反应二产生CO,故其可以循环使用,B正确;升高温度,反应一和反应二的反应速率都增大,C不正确;反应二的正反应是吸热反应,在180200 ,温度越高,反应进行程度越大,Ni(CO)4(g)的转化率越高,D正确。7.有一反应:2AB2C,其中A、B、C均为气体,如图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线,x轴表示温度,y轴表示B的转化率,图中有a、b、c三点
38、,则下列描述正确的是()A该反应是放热反应Bb点时混合气体的平均摩尔质量不再变化CT1温度下若由a点达到平衡,可以采取增大压强的方法Dc点v(正)v(逆)解析:选B由于温度升高,B的转化率增大,说明平衡正向移动,推知该反应是吸热反应,A错。在T1温度下,由a点达到平衡时,B的转化率不断减小,若采取加压措施,结合化学方程式可知B的转化率会不断增大,故C错。在T2温度下,c点会达到平衡状态,此过程中B的转化率不断增大,说明该过程v(正)v(逆),D错。8可逆反应2M(g)N(g)2X(g),根据表中的数据可判断下列图像错误的是()压强M的转化率温度p1(MPa)p2(MPa)400 99.6%99
39、.7%500 96.9%97.8%解析:选C根据表中数据可知同一压强下温度越高M的转化率越低,则正反应为放热反应;根据反应方程式可知同一温度下压强越大M的转化率越高,则A、B正确。增大压强平衡将向正反应方向移动,有v正>v逆,C错误。升高温度平衡将向逆反应方向移动,D正确。9(2012·北京西城测试)将一定量的氨基甲酸铵固体置于某容积恒定的真空容器中,发生反应:H2NCOONH4(s)2NH3(g)CO2(g),在不同温度下,该反应平衡状态时的部分数据见下表。下列说法正确的是()温度平衡浓度/(mol·L1)c(NH3)c(CO2)T10.1T20.1A.若T2>
40、;T1,则该反应的H<0B向容器中充入N2,H2NCOONH4质量增加CNH3体积分数不变时,说明该反应达到平衡DT1、T2时,H2NCOONH4转化的n(T2)2n(T1)解析:选D观察表中数据可知,T1时CO2的平衡浓度是0.05 mol·L1,T2时CO2的平衡浓度是0.1 mol·L1。A项,若T2>T1,则升高温度,CO2的浓度增大,平衡正向移动,该反应的H>0;B项,向容积恒定的容器中充入N2,平衡不移动,H2NCOONH4质量不变;C项,反应中NH3的体积分数是恒定不变的,故NH3体积分数不变时,不能说明该反应已达到平衡状态;D项,由CO2的
41、平衡浓度可知,T1、T2时,H2NCOONH4转化的n(T2)2n(T1),正确。10(2012·江苏高考)温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:t/s050150250350n(PCl3)/mol00.160.190.200.20下列说法正确的是()A反应在前50 s的平均速率v(PCl3)0.003 2 mol·L1·s1B保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)0.11 mol·L1,则反应的H0C相同温度下,起
42、始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反应达到平衡前v(正)v(逆)D相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%解析:选CA项,反应在前50 s的平均速率为0.001 6mol·L1·s1,A错;B项,由表格数据可知平衡时c(PCl3)0.1 mol·L1,升温时PCl3浓度增大,则该反应是吸热反应,H0,B错;C项,平衡常数K0.025 mol·L1,而Qc0.02 mol·L10.025 mol·L
43、1,故C项中起始时反应向正反应方向进行,即v(正)v(逆),正确;D项,因温度T时,充入1.0 mol PCl5等于充入1.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2,设平衡时转化的PCl3物质的量为a,则: PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)初始物质的量:01.0 mol1.0 mol转化物质的量:a aa平衡时物质的量: 0.80 mol0.20 mol 0.20 mola0.80 mol,PCl3的转化率为×100%80%。现在相同温度下,充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,物质的量较原平衡时加倍了,也相当于将原平衡体系的体积缩小到原来的一半,会使该平
44、衡向生成PCl5的方向移动,故PCl3的转化率要升高,应大于80%,故D错。二、非选择题(本题包括4小题,共50分)11(11分)(1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应:Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)该温度下,在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,则10 min内CO2的平均反应速率为0.015 mol/(L·min),10 min后生成了单质铁_g。(2)可用上述反应中某种物理量来说明该反应已达到平衡状态的是_。ACO的生成速率与CO2的生成速率相等BCO的生成速率与CO2的消耗速率相等CCO的质量不变D体系的压强不再发生变化E
45、气体密度不再变化(3)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式:_。欲使上述体系中H浓度增大,可加入的物质是_。ANaOH BHClCNH3 DNaHSO4解析:(1)10 min内生成CO2的物质的量为0.015 mol/(L·min)×10 min×2 L0.3 mol,由以下关系式:2Fe 3CO2 2 mol 3 mol 0.2 mol 0.3 molm(Fe)0.2 mol×56 g/mol11.2 g。(2)CO的生成速率为逆反应速率,CO2的生成速率为正反应速率,且CO、CO2前的化学计量数相等,则v正(CO2)v逆(CO),达到化学平衡
46、;v生成(CO)v逆(CO),v消耗(CO2)v逆(CO2),无法说明是否达到化学平衡;m(CO)不变,则n(CO)不变,反应达到平衡;该反应是气体体积不变的反应,反应任意时刻,体系的压强均相同;,当m(气体)不变时,反应即达到平衡。(3)Al(OH)3AlOHH2O,c(H)增大,平衡正向移动,但A、C都能与H反应,则B、D为可选项,虽然加入HCl、NaHSO4时,平衡逆向移动,但外加试剂中含有H,使c(H)增大。答案:(1)11.2(2)ACE(3)Al(OH)3HAlOH2OBD12(10分)二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物,防止和治理其对环境的污染是环保工作的研究内容之一。(1)
47、一定条件下,发生反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g),向2 L密闭容器中通入2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)和0.2 mol SO3(g),2 min后反应达到平衡时,测得SO2的物质的量为1 mol,若往容器中再加入2 mol SO2(g),则重新达到平衡时SO2的总转化率_50%(填“>”、“<”或“”)。(2)在一密闭容器中发生反应 2NO2(g)2NO(g)O2(g)H>0,反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如图所示。请回答:依曲线A,反应在前3 min内氧气的平均反应速率为_。若曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况,则此条件
48、可能是_(填“浓度”、“压强”、“温度”或“催化剂”)。(3)一定温度下,在密闭容器中N2O5可发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)2NO2(g)2NO(g)O2(g)若达平衡时,c(NO2)0.4 mol/L,c(O2)1.3 mol/L,则反应中NO2的转化率为_,N2O5(g)的起始浓度应不低于_mol/L。解析:(1)增大二氧化硫的浓度,导致自身转化率减小。(2)根据图像分析可知:前3 min内氧气浓度增大了0.035 mol/L,所以平均反应速率为0.011 7 mol/(L·min);从图像变化趋势来看,B相对于A来说,反应速率增大,NO2浓度减小,所以改变的条件只可能是温度。(3)利用反应和可以求出当c(NO2)0.4 mol/L,c(O2)1.3 mol/L时,2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)4xx2NO2(g)2NO(g)O2(g)2y2yyxy1.3 mol/L,4x
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