2023-2024学年高二化学2019选择性必修1试题2.3.2化学平衡的移动（化学平衡图像）-2

化学平衡的移动（化学平衡图像）基础知识清单基础知识清单一、化学平衡图像1．反应速率图像(vt图)(1)“渐变”类vt图——浓度对化学反应速率的影响 图像Ⅰ中，v′(正)突变，而v′(逆)渐变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v′(正)>v′(逆)，说明t1时刻改变的条件是，使v′(正)突变，平衡正向移动。 图像Ⅱ中，v′(正)渐变，v′(逆)突变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v′(正)>v′(逆)，说明t1时刻改变的条件是，使v′(逆)突变，平衡正向移动。(2)“断点”类vt图——温度(或压强)对化学反应速率的影响图像Ⅰ中，v′(正)、v′(逆)都是突然增大的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v′(正)>v′(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应是，改变的外界条件是。图像Ⅱ中，v′(正)、v′(逆)都是突然变小的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v′(正)>v′(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应是，改变的条件是。(3)“平台”类vt图——催化剂(或压强)对化学反应速率的影响 图像中v′(正)、v′(逆)都是突然增大，且增大的程度相同，t1时刻，图像中出现了“平台”，化学平衡不发生移动，改变的条件是使用了。(4)速率－温度(压强)图这类图有两种情况：一是不隐含时间因素的速率－时间图，二是隐含时间变化的速率－时间图。以2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0为例，vT(p)图如图：2.物质的量(或浓度)—时间图像[n(或c)t图像]此类图像说明各平衡体系组分(或某一组分)在反应过程中的变化情况。解题原则：注意各物质曲线的折点(到达平衡的时刻)，各物质浓度变化的比例符合化学方程式中的化学计量数关系等情况可以求得某段时间内的平均反应速率。3.全程速率—时间图像 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。原因：(1)AB段(v增大)，。(2)BC段(v减小)，。4、解题原则（1）“先拐先平数值大”在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。Ⅰ.表示T2>T1，温度升高，生成物C的百分含量降低，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应。Ⅱ.表示p2>p1，压强增大，反应物A的转化率减小，平衡逆向移动，说明正反应是气体分子数目增大的反应。Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体分子数目不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。（2）“定一议二”在化学平衡图像中，讨论三个量之间的关系，先确定其中一个量(看曲线趋势或作辅助线)，再讨论另两个的关系，从而得到反应热或气体分子数信息。如分析图Ⅰ中等压线，温度升高，C%减小，即平衡逆向移动，说明正反应放热；分析等温线(作垂线)，压强增大，C%增大，即平衡正向移动，说明正反应是气体分子数目减小的反应。分析图Ⅱ中等温线，压强增大，C%减小，即平衡逆向移动，说明正反应为气体分子数目增大的反应；分析等压线(作垂线)，温度升高，C%减小，即平衡逆向移动，说明正反应放热。二、等效平衡1.等效平衡含义在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或是从既有反应物又有生成物的状态开始，在达到化学平衡状态时，只要任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数或质量分数等)相同，这样的化学平衡互称等效平衡。等效平衡可分为“全等效”平衡和“相似等效”平衡。2.对等效平衡概念的理解(1)只要是等效平衡，达到平衡状态时。(2)外界条件相同：。(3)平衡状态只与有关，而与途径无关。如无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始；投料是一次还是分成几次；反应容器是经过扩大—缩小，还是缩小—扩大的过程，都可运用“一边倒”的方法回到起始的状态进行比较。3.等效平衡的类型类型全等效平衡相似等效平衡条件恒温恒容恒温恒容恒温恒压反应的特点反应前后气体分子数目不相等的可逆反应反应前后气体分子数目相等的可逆反应任何可逆反应起始投料通过可逆反应的化学计量数之比换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同通过可逆反应的化学计量数之比换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例平衡特点质量分数(w)相同相同相同浓度(c)相同成比例相同(气体)物质的量(n)相同成比例成比例课后分层练课后分层练1．在密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)。如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像，推断在t1时刻突然改变的条件可能是()A．催化剂失效 B．减小生成物的浓度C．降低体系温度 D．增大容器的体积2．在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是()A．反应2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K<20003.对于可逆反应2AB3(g)2A(g)＋3B2(g)ΔH>0，下列图像错误的是() ABCD4．I2在KI溶液中存在平衡：I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)，某I2、KI混合溶液中，温度T与平衡时c(Ieq\o\al(－,3))的关系如图。下列说法不正确的是() A.反应I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的ΔH>0B.若温度为T1、T2时对应的平衡常数分别为K1、K2，则K1>K2 C.当反应进行到状态Q时，一定有v(正)>v(逆) D.状态M与状态N相比，状态M的c(I2)小 5.在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述不正确的是()A.该反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量B.T2下，在0～t1时间内，v(Y)＝eq\f(a－b,t1)mol•L－1•min－1 C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆D.M点时再加入一定量的X，平衡后X的转化率增大6.25℃时，向恒容容器中加入A发生反应：①2A(g)=4B(g)＋C(g)，②2B(g)D(g)。反应体系中A、B、C的分压随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是()(对于气相反应，用某组分B的平衡分压pB代替物质的量浓度cB也可表示平衡常数Kp。pB＝p总×B的物质的量分数，p总为平衡体系总压强) A.容器内压强保持不变，表明反应达到平衡状态B.t1时刻A物质反应完全C.25℃时，反应②的分压平衡常数Kp＝eq\f(1,8)kPa－1D.当C、D的分压相等时，反应②中B的转化率为20%7．室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M＋N=X＋Y；②M＋N=X＋Z，反应①的速率可表示为v1＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法错误的是()A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10－8mol·L－1·min－1B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为ZD．反应①的活化能比反应②的活化能大8．反应X=2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是()A．a为c(X)随t的变化曲线B．t1时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)9．如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是()A．反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等B．该反应达到平衡态Ⅰ后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态ⅡC．该反应达到平衡态Ⅰ后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态ⅡD．同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等10．已知反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0，向某体积恒定的密闭容器中按体积比2∶1充入SO2和O2，在一定条件下发生反应。如图是某物理量(Y)随时间(t)变化的示意图(图中T表示温度)，Y可以是()A．O2的体积分数 B．混合气体的密度C．密闭容器内的压强 D．SO2的转化率11．在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是()A．温度T1>T2B．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小C．CO合成甲醇的反应为吸热反应D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时eq\f(c（H2）,c（CH3OH）)增大12．有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个体积均为0.5L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH。HCl的平衡转化率与Z和T的关系如图所示。容器起始时T/℃n(HCl)/molZⅠ3000.25aⅡ3000.25bⅢ3000.254下列说法不正确的是()A．ΔH<0B．a<4<bC．若容器Ⅲ反应某时刻处于R点，则R点的反应速率：v正>v逆D．300℃时，该反应平衡常数的值为32013．合成总反应在起始物neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2))/neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2))＝3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t＝250℃下的xeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3OH))～p、在p＝5×105Pa下的xeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3OH))～t如图所示。(1)用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp＝________________________。(2)图中对应等压过程的曲线是________，判断的理由是___________________________________________。(3)当x(CH3OH)＝0.10时，CO2的平衡转化率α＝______，反应条件可能为______或________。14．某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。(1)若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率veq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2))＝________mol·L－1·min－1(用含t1的代数式表示)。(2)t2时将容器容积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是________(用图中a、b、c、d表示)，理由是______________________________________。(3)在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝__________________________。(已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)，Kθ＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pG,pθ)))g·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pH,pθ)))h,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pD,pθ)))d·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pE,pθ)))e)，其中pθ＝100kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。15．设Keq\o\al(\s\up11(r),\s\do4(p))为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0＝100kPa)。该重整反应体系主要涉及以下反应：a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH1b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2c)CH4(g)C(s)＋2H2(g)ΔH3d)2CO(g)CO2(g)＋C(s)ΔH4e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)ΔH5反应a、c、e的lnKeq\o\al(\s\up11(r),\s\do4(p))随eq\f(1,T)(温度的倒数)的变化如图所示。(1)反应a、c、e中，属于吸热反应的有________(填字母)。(2)反应c的相对压力平衡常数表达式为Keq\o\al(\s\up11(r),\s\do4(p))＝________。(3)在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程：________________________________________________________________。16.一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋3D(？)ΔH<0，正反应速率表达式为v正＝k•cm(A)•cn(B)(k是正反应速率常数，只与温度有关)。测得正反应速率常数与浓度关系如表所示：序号c(A)/(mol•L－1)c(B)/(mol•L－1)v正/(mol•L－1•min－1)Ⅰ0.100.100.15Ⅱ0.200.202.40Ⅲ0.200.101.20(1)m＝，n＝。(2)向容积为2L的恒容密闭容器中仅充入1molA(g)和0.6molB(g)，发生上述反应，测得c(C)随时间的变化如图所示。 ①T1>(填“>”“＜”或“＝”，下同)T2，物质D的聚集状态为；a点时气体A的va(正)>b点时气体A的vb(逆)。②a、b、c三点气体C的逆反应速率由大到小的顺序为(用a、b、c表示)。③T2时，此反应的平衡常数K＝(不写单位)。1.某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH<0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变。下列说法中正确的是() A.t2时一定加入了催化剂B.t3时减小了压强C.t5时可能升高了温度 D.t4～t5转化率最低2.已知反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH>0，在一定条件下，反应物CH4的转化率α(CH4)与反应时间的关系如图所示。若使曲线a变为曲线b，可采取的措施是()A.降低温度 B．减小压强C.加入催化剂 D．增大CH4的浓度3．下面的各图中，表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图像为()ABCD4．反应mX(g)nY(g)＋pZ(g)ΔH，在不同温度下的平衡体系中，物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是()A．该反应的ΔH＞0B．m＜n＋pC．B、C两点化学平衡常数：KB＞KCD．A、C两点的反应速率v(A)＜v(C)5．乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯水化法生产，反应的化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)，下图为乙烯的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系[起始n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶1]。下列有关叙述正确的是()A．Y对应的乙醇的物质的量分数为eq\f(1,9)B．X、Y、Z对应的反应速率：v(X)>v(Y)>v(Z)C．X、Y、Z对应的平衡常数数值：KX<KY<KZD．增大压强、升高温度均可提高乙烯的平衡转化率6.可逆反应mA(g)＋nB(s)pC(g)＋qD(g)，在反应过程中，当其他条件不变时，D的百分含量与温度(T)和压强(p)的关系如图所示，下列叙述中错误的是()A.达到平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动B.达到平衡后，若使用催化剂，D的物质的量分数不变 C.化学方程式中一定有m<p＋qD.平衡后增大B的量，有利于平衡向正反应方向移动 7.向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O(g)，发生反应：CO＋H2O(g)CO2＋H2，反应达到化学平衡状态。若维持容器的容积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到化学平衡时CO的体积分数增大的是()A.0.5molCO＋2molH2O(g)＋1molCO2＋1molH2B.1molCO＋1molH2O(g)＋1molCO2＋1molH2C.0.5molCO＋1.5molH2O(g)＋0.4molCO2＋0.4molH2D.0.5molCO＋1.5molH2O(g)＋0.5molCO2＋0.5molH28.在一个固定容积的密闭容器中加入2molA和1molB，发生反应2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，达到平衡时，C的浓度为wmol/L。若维持容器的容积和温度不变，按下列情况为开始浓度，达到平衡后C的浓度仍为wmol/L的是()A.4molA＋2molBB.2molA＋1molB＋3molC＋1molDC.3molC＋1molD＋1molBD.3molC＋1molD9.在温度相同、容积均为2L的3个恒容密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温，测得反应达到平衡时的有关数据如下。已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ•mol－1。下列说法正确的是()容器甲乙丙反应物投入量1molN2、3molH22molN2、6molH22molNH3NH3浓度/(mol•L－1)c1c2c3反应的能量变化放出Q1kJ放出Q2kJ吸收Q3kJ体系压强/Pap1p2p3反应物转化率α1α2α3A.2p1＝2p3<p2B.达到平衡时丙容器中NH3的体积分数最大C.α2＋α3<1D.Q1＋Q3＝92.410.反应mA(g)＋nB(g)eC(g)＋fD(s)的平衡体系中，C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图所示，下列叙述正确的是()A.达到平衡后，加入催化剂，C%增大B.化学方程式中m＋n>e＋fC.该反应的ΔH<0D.达到平衡后，增加A的量有利于提高A的转化率 11.将装有1molHI的容器密封并加热，部分HI分解成H2和I2(g)并达到化学平衡。此时I2(g)的体积分数为x%，若在该容器中加入2molHI后密封，加热到相同温度使之达到平衡，设此时I2的体积分数为y%，则x与y的关系为()A.x>y B.x<yC.x＝y D.x≥y12.已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197kJ•mol－1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2molSO2和1molO2；(乙)1molSO2和0.5molO2；(丙)2molSO3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是()A.容器内压强p：p甲＝p丙>2p乙B.SO3的质量m：m甲＝m丙>2m乙 C.c(SO2)与c(O2)之比为k：k甲＝k丙>k乙D.反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝Q丙>2Q乙13.把晶体N2O4放入一固定容积的密闭容器中气化并建立