一轮学案第七章第二讲化学平衡状态和平衡移动

温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第二讲化学平衡状态和平衡移动考点一可逆反应与化学平衡状态(命题指数★★★)1．可逆反应：(1)概念：在同一条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应。(2)表示方法：用“”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应。(3)可逆反应的特点：2．化学平衡状态：(1)概念：在一定条件下，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持不变，这种状态称为化学平衡状态。(2)化学平衡状态的特征：1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)NH3和HCl生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应。()提示：×。反应条件不同，不互为可逆反应。(2)化学反应的限度就是一个可逆反应达到的平衡状态，可逆反应的转化率不能达到100%。()提示：√。可逆反应在一定条件下达到平衡状态时，就是该反应的限度，可逆反应不能进行完全，转化率低于100%。(3)在一恒容密闭容器进行NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，当CO2体积分数不变时，该反应达到平衡状态。()提示：×。在该可逆反应进行中，CO2体积分数始终不变。所以CO2体积分数不变不能作为判断平衡状态的依据。(4)对于可逆反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)，当密度保持不变时，在恒温恒容和恒温恒压条件下，均不能作为平衡状态的标志。()提示：×。恒温恒压条件下，由于反应过程中气体体积增大，气体密度减小，密度不变即为平衡状态。(5)恒温恒压条件下，对于反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，当容器中气体颜色保持不变时，该反应已经达到平衡状态。()提示：√。该反应为气体物质的量不变的反应，容器内颜色不变即为I2浓度不变，故反应达到平衡状态。2.在某一容积为5L的密闭容器内，加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O，在催化剂存在的条件下加热至高温，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH>0。反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：(1)根据如图数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为________；反应达到平衡时；c(H2)＝___________________________________________。(2)判断该反应达到平衡的依据是__________。①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化④正、逆反应速率都为零【解析】(1)由图可知10min时达到平衡，v(CO)＝v(CO2)＝0.03mol·L－1÷10min＝0.003mol·L－1·min－1。由化学方程式得c(H2)＝c(CO2)＝0.03mol·L－1。(2)达到平衡的标志是各物质的百分组成不变，浓度不变，正、逆反应速率相等且不为零。CO减少的化学反应速率是正反应速率，CO2减少的化学反应速率是逆反应速率。所以①③可作为判断反应达到平衡的依据。答案：(1)0.003mol·L－1·min－10.03mol·L－1(2)①③命题角度1：可逆反应与化学平衡状态的建立【典例1】(2021·宁德模拟)往10mL0.2mol·L－1NaI溶液中滴加4～5滴0.1mol·L－1FeCl3溶液后，再进行下列实验，可证明FeCl3溶液和NaI溶液的反应为可逆反应的是()A．再滴加AgNO3溶液，观察是否有AgI沉淀产生B．加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色C．加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加AgNO3溶液，观察是否有AgCl沉淀产生D．加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加KSCN溶液，观察是否出现红色【解析】选D。可逆反应的特点是不能进行彻底，FeCl3和过量的碘化钾反应，若仍有三价铁离子存在，则说明该反应为可逆反应，所以向充分反应后的溶液加硫氰化钾，溶液变血红色，证明有三价铁离子存在，说明该反应为可逆反应。【备选例题】(2021·开封模拟)在密闭容器中进行反应X＋3Y2Z，已知反应中X、Y、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.4mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到化学平衡时，各物质的浓度可能是()A．X为0.2mol·L－1B．Y为0.45mol·L－1C．Z为0.5mol·L－1D．Y为0.1mol·L－1【解析】选B。若反应向正反应进行到达平衡，X、Y的浓度最小，Z的浓度最大，假定完全反应，则：Ｋ X＋3Y2Z开始(mol·L－1): 0.10.4 0.2变化(mol·L－1): 0.10.3 0.2平衡(mol·L－1): 0 0.1 0.4若反应向逆反应进行达到平衡，将产物Z转化为反应物X和Y，X、Y的浓度最大，Z的浓度最小，假定完全反应，则： X＋3Y2Z开始(mol·L－1):0.10.4 0.2变化(mol·L－1):0.10.3 0.2平衡(mol·L－1):0.20.7 0由于为可逆反应，物质不能完全转化，所以平衡时浓度范围为0mol·L－1＜c(X)＜0.2mol·L－1，0.1mol·L－1＜c(Y)＜0.7mol·L－1，0mol·L－1＜c(Z)＜0.4mol·L－1，综合以上分析可知B正确。命题角度2：化学平衡状态的判断【典例2】反应X(s)＋2Y(g)2W(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)，一定温度下，在恒压的密闭容器中，加入1molX和2molY发生反应，下列说法正确的是()A．充分反应时，放出的热量为akJB．当Y与W的物质的量浓度之比为1∶1时，表明该反应一定已达到平衡C．当容器内气体的密度不再改变时，表明该反应一定已到达平衡D．当达到平衡状态时，X和Y的转化率之比为1∶2【解析】选C。可逆反应反应物不能完全转化，则充分反应时，放出的热量小于akJ，故A错误；平衡常数未知，不能确定平衡时Y与W的物质的量浓度之比，故B错误；X为固体，当反应达到平衡状态时，气体的质量不变，则容器内气体的密度不变，故C正确；加入1molX和2molY，且按1∶2参加反应，则无论是否达到平衡状态，X和Y的转化率之比都为1∶1，不能用于判断是否达到平衡，故D错误。1．反应物与生成物取值范围的界定：采用极端假设(“一边倒”)的方法，可以界定反应物与生成物的取值范围。如在恒温恒容密闭容器中发生可逆反应X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，X2、Y2、Z的初始浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1和0.2mol·L－1，若反应向正反应进行到达平衡，X2、Y2的浓度最小，Z的浓度最大，假定完全反应，则：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，开始(mol·L－1):0.20.10.2变化(mol·L－1):0.10.10.2平衡(mol·L－1):0.100.4若反应向逆反应进行到达平衡，将产物Z转化为反应物X2和Y2，X2、Y2的浓度最大，Z的浓度最小，假定完全反应，则：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，开始(mol·L－1):0.20.10.2变化(mol·L－1):0.10.10.2平衡(mol·L－1):0.30.20由于物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为0.1mol·L－1＜c(X2)＜0.3mol·L－1，0mol·L－1＜c(Y2)＜0.2mol·L－1，0mol·L－1＜c(Z)＜0.4mol·L－1。此方法可称为“一边倒”。2．判断可逆反应是否达到平衡状态的方法：可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征：一是正反应速率和逆反应速率相等；二是反应混合物中各组分的百分含量保持不变。这两个特征就是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心依据。(1)根本标志：v正＝v逆≠0。①对于同一物质而言，该物质的生成速率等于它的消耗速率；②对于不同的物质而言，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。(2)直接标志：“定”，即反应混合物中各组分的含量保持不变。(3)间接标志：指所表述的内容并非直接而是间接反映“等”和“定”的意义。①反应物的转化率保持不变。②产物的产率保持不变。③平衡体系的颜色保持不变。④绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。⑤某化学键的破坏速率和生成速率相等。(4)“特殊”标志：指所表述的内容并不能适用于所有反应，只是适用于某些反应达到化学平衡状态。①体系中气体物质的总质量保持不变。②体系中气体物质的总物质的量(或体积或分子个数)保持不变。③体系中气体物质的平均相对分子质量保持不变。④气体的总压强不再发生改变。⑤体系中气体的密度不再发生改变。命题点1：可逆反应与化学平衡状态的建立(基础性考点)1．(2021·淮北模拟)已知反应：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，起始时向某密闭容器中通入1molNO2、2molS18O2，反应达到平衡后，下列有关说法正确的是()A．NO2中不可能含18OB．有1molN18O生成C．S18O2的物质的量不可能为0.8molD．SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，说明该反应达到平衡【解析】选C。反应：NO2(g)＋SO2(g)⇌SO3(g)＋NO(g)为可逆反应，则通入1molNO2、2molS18O2，反应达到平衡后，SO2、SO3、NO、NO2均含18O，故A错误；反应：NO2(g)＋SO2(g)⇌SO3(g)＋NO(g)为可逆反应，反应物不可能完全消耗，所以通入1molNO2、2molS18O2，不可能有1molN18O生成，故B错误；反应：NO2(g)＋SO2(g)⇌SO3(g)＋NO(g)为可逆反应，反应物不可能完全消耗，所以通入1molNO2、2molS18O2，则NO2、S18O2消耗都小于1mol，所以S18O2的物质的量不可能为0.8mol，故C正确；反应：NO2(g)＋SO2(g)⇌SO3(g)＋NO(g)为可逆反应，SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，不能说明该反应达到平衡，故D错误。命题点2：化学平衡状态的判断(综合性考点)2．(2021·钦州模拟)在体积固定的密闭容器中发生反应：2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)。下列叙述中不能说明上述反应已达到化学平衡状态的是()A．体系的压强不变B．反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化C．混合气体的密度不变D．混合气体的平均相对分子质量不变【解析】选C。该反应为气体体积缩小的可逆反应，压强为变量，当体系的压强不变时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故A不符合题意；反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化时，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故B不符合题意；该反应中混合气体总质量、容器容积为定值，则混合气体的密度始终不变，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，故C符合题意；混合气体总质量为定值，混合气体的物质的量为变量，则混合气体的平均相对分子质量为变量，当混合气体的平均相对分子质量不变时，表明达到平衡状态，故D不符合题意。3．(2021·莆田模拟)一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。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()A.①②B．②④C．③④D．①④【解析】选D。因反应容器保持恒压，所以容器体积随反应进行而不断变化，结合ρ气＝m/V可知，气体密度不再变化，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，①符合题意；无论是否平衡，反应的ΔH都不变，②不符合题意；反应开始时，加入1molN2O4，随着反应的进行，N2O4的浓度逐渐变小，故v正(N2O4)逐渐变小，直至达到平衡，③不符合题意；N2O4的转化率不再变化，说明N2O4的浓度不再变化，反应达到平衡状态，④符合题意，故选D。【加固训练—拔高】1．(2021·商丘模拟)在一个恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0mol·L－1、1.0mol·L－1、0.5mol·L－1，当反应达到最大限度时，可能出现的数据是()A．c(SO3)＝1.5mol·L－1B．c(O2)＝c(SO3)＝0.75mol·L－1C．c(O2)＝1.25mol·L－1D．c(SO2)＋c(SO3)＝1.5mol·L－1【解析】选D。为可逆反应，不能完全转化，则c(SO3)＜1.5mol·L－1，故A错误；某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0mol·L－1、1.0mol·L－1、0.5mol·L－1，SO3的浓度增大0.25mol·L－1变为0.75mol·L－1，此时转化的氧气为0.125mol·L－1，此时c(O2)＝1.0mol·L－1－0.125mol·L－1＝0.875mol·L－1，故B错误；为可逆反应，不能完全转化，结合上述分析可知，c(O2)＜1.25mol·L－1，故C错误；由S原子守恒可知，c(SO2)＋c(SO3)＝1.5mol·L－1，故D正确。2．(2021·抚顺模拟)一定温度下，恒容密闭容器中，反应2HI(g)H2(g)＋I2(g，紫色)，下列不能说明已达到平衡状态的是()A．各物质的浓度不再变化B．混合体颜色不再变化C．HI、H2、I2的物质的量浓度之比为2∶1∶1D．HI的质量不再变化【解析】选C。各物质的浓度不再变化，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故A不选；该体系中只有I2具有颜色，该反应在恒容容器中进行，当混合气体的颜色不再变化，说明I2浓度不再变化，能说明反应已达到平衡状态，故B不选；HI、H2、I2的物质的量浓度之比为2∶1∶1时，无法确定各组分的浓度是否继续变化，则无法判断平衡状态，故C选；HI的质量不再变化，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故D不选。3．(2021·惠州模拟)在密闭容器中有如下反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)。已知：X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度(单位mol·L－1)可能是()A．X2为0.2B．Y2为0.2C．Z为0.3D．Z为0.4【解析】选C。若反应向正反应进行到达平衡，X2、Y2的浓度最小，Z的浓度最大，假定完全反应，则：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)开始(mol·L－1):0.10.3 0.2变化(mol·L－1):0.10.1 0.2平衡(mol·L－1):00.2 0.4若反应逆向进行，将产物Z完全转化为反应物X2和Y2，X2、Y2的浓度最大，Z的浓度最小，假定完全反应，则：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)开始(mol·L－1):0.10.3 0.2变化(mol·L－1):0.10.1 0.2平衡(mol·L－1):0.20.4 0由于为可逆反应，物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为0mol·L－1＜c(X2)＜0.2mol·L－1，0.2mol·L－1＜c(Y2)＜0.4mol·L－1，0mol·L－1＜c(Z)＜0.4mol·L－1，故A、B、D错误，C正确。考点二化学平衡移动(命题指数★★★★★)1．化学平衡的移动：(1)定义：在一定条件下，当可逆反应达到化学平衡状态后，如果改变外界条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直到达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。(2)化学平衡移动方向的判断条件改变eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(若v正＝v逆，平衡不移动；,若v正＞v逆，平衡向正反应方向移动；,若v正＜v逆，平衡向逆反应方向移动。,))2．影响化学平衡的因素：(1)浓度。①增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。②增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。(2)压强。①压强增大(减小容器体积)，化学平衡向气体体积缩小的方向移动。②压强减小(增大容器体积)，化学平衡向气体体积增大的方向移动。③对于反应前后气体物质的量不变的反应[如H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)]，改变压强，化学平衡不发生移动。(3)温度。①温度升高，平衡向吸热反应方向移动。②温度降低，平衡向放热反应方向移动。3．勒夏特列原理：(1)内容：如果改变影响平衡的条件之一(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。(2)适用范围：适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。(3)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)催化剂改变反应历程，既可以加快反应速率，也可以使平衡移动。()提示：×。催化剂只能加快反应速率，对化学平衡没有影响。(2)对于有气体参与或生成的可逆反应，增大压强，化学平衡一定发生移动。()提示：×。对于反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，平衡不发生移动。(3)对于反应FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl，向混合溶液中加入KCl固体，平衡逆向移动。()提示：×。KCl没有参加离子反应，不影响平衡移动。(4)向合成氨的恒容密闭体系中加入稀有气体增大压强，平衡正向移动。()提示：×。若往恒容密闭容器中充入与反应无关的气体，尽管压强增大，但各组分的浓度不变，平衡并不发生移动。(5)当NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡后，移走一部分NH4HS固体，平衡向右移动。()提示：×。因NH4HS是固体，不影响平衡移动。(6)COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)，当反应达到平衡时恒压通入惰性气体，提高了COCl2转化率。()提示：√。恒压通入惰性气体，体积增大，相当于减压；平衡正向移动，COCl2转化率增大。2．在水溶液中橙红色的Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))与黄色的CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))有下列平衡关系：Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋H2O2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋，把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。(1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈________色。因为_____________。(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀硫酸，则溶液呈________色，因为__________________________________________________。(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)，则平衡________________(填“向左移动”或“向右移动”)，溶液颜色将__________________________________________________。【解析】加碱中和溶液中的H＋，平衡右移，溶液中的c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))增大；加酸使平衡左移，溶液中的c(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))增大。加Ba(NO3)2，发生的反应为Ba2＋＋CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))=BaCrO4↓(黄色)，平衡向右移动，溶液颜色将由橙色逐渐变浅，直至无色。答案：(1)黄OH－与H＋结合生成水，使平衡向右移动，CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))浓度增大，溶液由橙色变为黄色(2)橙c(H＋)增大，平衡左移，Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))浓度增大，溶液由黄色变为橙色(3)向右移动逐渐变浅，直至无色命题角度1：影响化学平衡的因素【典例1】(2020·浙江7月选考)一定条件下：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是()A．温度0℃B．温度130℃C．温度25℃D．温度130℃【解析】选D。测定二氧化氮的相对分子质量，要使测定结果误差最小，应该使混合气体中NO2的含量越多越好，为了实现目的，应该改变条件使平衡尽可能逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应，可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动，则选项中，温度高的为130℃50kPa，结合二者选D。(1)(宏观辨识与微观探析)常温下，1molNO2气体含有的分子数是多少？提示：1molNO2气体，其中必定混有N2O4，分子数无法确定。(2)(变化观念与平衡思想)若将一可变容积的装有NO2气体的容器加压，气体的颜色变化如何？为什么会出现如此变化？提示：加压后颜色先变深后变浅，最终比原气体颜色深。加压瞬间NO2浓度增大，颜色变深；平衡向生成N2O4方向移动，颜色变浅；平衡移动只能减弱瞬间改变而不能消除，最终颜色比原来深。命题角度2：化学平衡原理在工业生产中的应用【典例2】(2020·天津等级考节选)利用太阳能光解水，制备的H2用于还原CO2合成有机物，可实现资源的再利用。用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)。CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＜0恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1∶3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图2所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为_______________。②P点甲醇产率高于T点的原因为___________________________。③根据图2，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为__________℃。【解析】①该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，故甲醇平衡产率降低。②分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O，有利于反应正向进行，甲醇产率升高，因此P点甲醇产率高于T点。③根据图2，温度为210℃时，采用该分子筛膜时甲醇产率最高，故选择的最佳反应温度为210答案：①该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动②分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O，有利于反应正向进行，甲醇产率升高③2101．浓度影响平衡移动：(1)影响规律。①增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，可瞬间增大v正或减小v逆，使得v正＞v逆，化学平衡向正反应方向移动；②减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，可瞬间减小v正或增大v逆，使得v正＜v逆，化学平衡向逆反应方向移动。(2)图象分析。以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例。①增大A或B的浓度②减小C的浓度③增大C的浓度④减小A或B的浓度2．压强影响平衡移动：(1)影响规律。①增大压强，可瞬间增大v正和v逆(影响程度不同)，化学平衡向气体体积减小的方向移动②减小压强，可瞬间减小v正和v逆(影响程度不同)，化学平衡向气体体积增大的方向移动(2)图象分析。以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)(a＋b<c＋d)为例。①增大压强②减小压强若a＋b＝c＋d3．温度影响平衡移动：(1)影响规律。①升高温度，可瞬间增大v正和v逆(影响程度不同)，化学平衡向吸热反应方向移动②降低温度，可瞬间减小v正和v逆(影响程度不同)，化学平衡向放热反应方向移动(2)图象分析。以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔH<0为例。①升高温度②降低温度4．无关气体对速率和平衡的影响。①恒温恒容条件下，充入惰性气体对反应速率无影响，对平衡无影响；②恒温恒压且Δn＝0条件下，充入惰性气体，反应物和生成物浓度减小，正、逆反应速率均减小，平衡不移动；③恒温恒压且Δn≠0条件下，充入惰性气体，反应物和生成物浓度减小，正、逆反应速率均减小，平衡向气体体积增大的方向移动。命题点1：影响化学平衡的因素(基础性考点)1．纳米钴(Co)常用于CO加氢反应的催化剂：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH＜0。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的浓度减小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)，正反应速率减慢【解析】选D。催化剂不能改变反应的转化率，A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错误；工业生产的温度应考虑催化剂的活性温度，C错误；从平衡体系中分离出水蒸气，反应速率减慢，D正确。命题点2：化学平衡原理在工业生产中的应用(应用性考点)2．下列物质的工业生产过程中，不涉及勒夏特列原理的是()A．合成氨B．制硫酸C．制氯化氢D．制纯碱【解析】选C。只有可逆反应，才有平衡移动，才会牵涉勒夏特列原理，合成氨工业中氮气和氢气生成氨气是可逆反应，牵涉勒夏特列原理，故A错误；硫酸工业中，二氧化硫的催化氧化是可逆反应，牵涉勒夏特列原理，故B错误；制备盐酸是氯气和氢气化合的反应，没有可逆反应的过程，不牵涉勒夏特列原理，故C正确；纯碱工业中利用碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度不同，充入过量二氧化碳，促使平衡正向移动，牵涉勒夏特列原理，故D错误。3．(2021·宜昌模拟)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()A．使用催化剂可以提高合成氨的产量B．实验室制取乙酸乙酯时，将乙酸乙酯不断蒸出C．保存FeCl3溶液时，加少量稀盐酸D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气【解析】选A。催化剂影响化学反应速率，但不影响化学平衡，不能用勒夏特列原理解释，故A选；实验室制取乙酸乙酯时，将乙酸乙酯不断蒸出，生成物浓度减小，平衡正向移动，能够用勒夏特列原理解释，故B不选；FeCl3溶液中存在水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加少量稀盐酸后氢离子浓度增大，平衡逆向移动，抑制了Fe3＋的水解，可用勒夏特列原理解释，故C不选；排饱和氯化钠溶液的方法来收集氯气，增大了Cl－的浓度，使平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向逆反应方向移动，降低了氯气的溶解度，可用勒夏特列原理解释，故D不选。【加固训练—拔高】1．(2021·温州模拟)在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积压缩为原来的一半，当达到新的平衡时(A、B还是气体)，B的浓度是原来的2.1倍，则()A．平衡向正反应方向移动了B．物质A的转化率减少了ＫC．物质B的质量分数减少了D．a＜b【解析】选A。保持温度不变，将容器体积缩小一半，假设平衡不移动，A和B的浓度应均是原来的2倍，但当达到新的平衡时，B的浓度是原来的2.1倍，说明增大压强平衡向正反应方向移动，则说明a＞b，则由上述分析可知，平衡向正反应方向移动，故A正确；平衡向正反应方向移动，故A的转化率增大，故B错误；平衡向正反应方向移动，B的质量分数增大，故C错误；增大压强平衡向正反应方向移动，则说明a＞b，故D错误。2．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1.8倍，下列叙述正确的是()A．平衡向正反应方向移动B．A的转化率变大C．D的物质的量变多D．a＜c＋d【解析】选D。气体体积压缩一半，各物质浓度应变为原来的2倍，平衡移动的结果是D浓度为原平衡1.8倍，即平衡逆向移动，故A错误；平衡逆向移动，A的转化率变小，故B错误；平衡逆向移动，D的物质的量会减小，故C错误；压强增大，平衡逆向移动，说明正反应为气体体积增大的反应，则a＜c＋d，故D正确。3．(2021·荆州模拟)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()A．Fe(SCN)3溶液中加入铁粉后溶液颜色变浅B．黄绿色的氯水光照后颜色变浅C．打开碳酸饮料有大量气泡冒出D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深【解析】选D。Fe(SCN)3溶液中存在平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，向溶液中加入Fe粉，发生反应Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，平衡向逆反应方向移动，导致溶液颜色变浅，可以用勒夏特列原理解释，故A不选；氯水中存在平衡Cl2＋H2OHCl＋HClO，次氯酸受光照射会分解，次氯酸浓度减小，使得化学平衡Cl2＋H2OHCl＋HClO向右移动，氯水颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，故B不选；溶液中存在二氧化碳的溶解平衡，打开碳酸饮料后，压强减小，二氧化碳逸出，能用勒夏特列原理解释，故C不选；该反应反应前后气体体积不变，所以压强不影响化学平衡的移动，增大平衡体系的压强，气体的体积减小，碘的浓度增大，颜色变深，所以不能用勒夏特列原理解释，故D选。1．(2020·全国Ⅰ卷节选)硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1。当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550°C时的α＝________，判断的依据是____________________。影响α的因素有____________________。【解析】SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)，该反应是一个气体分子数减少的放热反应，故增大压强可以使化学平衡向正反应方向移动。因此，在相同温度下，压强越大，SO2的平衡转化率越大，所以，该反应在550℃、压强为5.0MPa条件下，SO2的平衡转化率一定高于相同温度下、压强为2.5MPa的，因此，p1＝5.0MPa，由图中数据可知，α＝0.975。影响α的因素就是影响化学平衡移动的因素，主要有反应物(SO2和O2)的浓度、温度、压强等。答案：0.975该反应气体分子数减少，增大压强，α提高。5.0MPa＞2.5MPa＝p2，所以p1＝5.0MPa反应物(SO2和O2)的起始浓度(组成)、温度、压强2．(2020·天津等级考)已知[Co(H2O)6]2＋呈粉红色，[CoCl4]2－呈蓝色，[ZnCl4]2－为无色。现将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：[Co(H2O)6]2＋＋4Cl－[CoCl4]2－＋6H2OΔH用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：以下结论和解释正确的是()A．等物质的量的[Co(H2O)6]2＋和[CoCl4]2－中σ键数之比为3∶2B．由实验①可推知ΔH<0C．实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动D．由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl4]2－＞[CoCl4]2－【解析】选D。1mol[Co(H2O)6]2＋中Co2＋与H2O之间为6mol配位键(属于σ键)、6molH2O中含12molσ键，共18molσ键，而1mol[CoCl4]2－中Co2＋与Cl－之间为4mol配位键(属于σ键)，共4molσ键，故等物质的量的[Co(H2O)6]2＋、[CoCl4]2－中σ键数之比为9∶2，A项错误；根据实验①，置于冰水浴中，温度降低，得到粉红色溶液，说明平衡向逆反应方向移动，根据化学平衡移动原理，降低温度，平衡向放热反应方向移动，故逆反应为放热反应，则正反应为吸热反应，ΔH＞0，B项错误；实验②，平衡向逆反应方向移动，是因为加水稀释，体系中各物质浓度减小，平衡向体系中浓度增大的方向移动，C项错误；加入少量ZnCl2固体，得到粉红色溶液，说明[CoCl4]2－转化为[Co(H2O)6]2＋，是因为Zn2＋与Cl－结合成更稳定的[ZnCl4]2－，导致Cl－浓度变小，平衡逆向移动，因此稳定性：[ZnCl4]2－＞[CoCl4]2－，D项正确。3．(2020·浙江7月选考·节选)研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有：ⅠC2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)ΔH1＝136kJ·mol－1ⅡC2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)ΔH2＝177kJ·mol－1ⅢC2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g)ΔH3ⅣCO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH4＝41kJ·mol－1①CO2和C2H6按物质的量1∶1投料，在923K和保持总压恒定的条件下，研究催化剂X对“CO2氧化C2H6制C2H4”的影响，所得实验数据如表催化剂转化率C2H6/%转化率CO2/%产率C2H4/%催化剂X19.037.63.3结合具体反应分析，在催化剂X作用下，CO2氧化C2H6的主要产物是________，判断依据是________________________________________________。②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高C2H4的选择性(生成C2H4的