高中化学：2-4 化学反应的调控（学案）

2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练(精品学案)

第二章化学反应速率与化学平衡

第四节化学反应的调控

课程学习目标

i.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。

2.知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。

学科核心素养

1.变化观念与平衡思想：知道如何应用化学反应速率和化学平衡分析合成氨的适宜条件，体会应用化学原理分析

化工生产条件的思路和方法。

2.科学态度与社会责任：认识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产中的重要应用，探索最适宜的化工生产

条件。

【知识回顾】

向一密闭容器中通入1molN2、3molH2,发生反应N2(g)+3H2(g)^^2NH3(g)AH<0,一段时间后达到平衡，

当其他条件不变时，改变下列条件后，请填写下列内容：

(1)自发性：常温(298K)下，AH-7AS<0,能自发进行。

(2)可逆性：反应为可逆反应。

(3)体积变化(焙变)：AS<0,正反应是气体体积缩小的反应。

(4)焰变：AH<0,是放热反应。

(5)外界条件变化的影响

条件提高反应速率提高平衡转化率

压强增大压强增大压强

温度升高温度降低温度

催化剂使用无影响

浓度增大反应物浓度增大反应物浓度,降低生成物浓度

【新知学习】

一.工业合成氨的原理分析

1.问题讨论

⑴压强

①原理分析：压强越大越好。

②选用条件：目前，我国合成氨厂一般采用的压强为10〜30MPa。

③合成氨时不采用更高压强的理由：压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这

将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。

⑵温度

①原理分析：低温有利于提高原料的平衡转化率。

②选用条件：目前，在实际生产中一般采用的温度为400〜500

③不采用低温的理由：温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，这在工业生产中是很不经济的。

合成氨反应一般选择400~500℃进行的又一重要原因为铁触媒在500℃左右时的活性最大。

⑶催化剂

①原理分析：在高温、高压下，N?和丛的反应速率仍然很慢。

②选用条件：通常采用加入以铁为主体的多成分催化剂,又称铁触媒。

③选择催化剂的理由：改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地进行反应。

另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化。

⑷浓度

①原理分析：在500℃和30MPa时，平衡混合物中NH3的体积分数及平衡时N?和H2的转化率仍较低。

②采取的措施：采取迅速冷却的方法,使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去；应将NH3分离后的

原料气循环使用,并及时补充N2和H2,使反应物保持一定的浓度。

③采取该措施的理由：分离出NE以促使平衡向生成NH3的方向移动,此外原料气的循环使用并及时补充原料

气,既提高了原料的利用率,又提高了反应速率,有利于合成氨反应。

2.工业合成氨的适宜条件

4.化学反应调控需要注意的问题

(1)考虑参加反应的物质组成、结构和性质等本身因素。

(2)考虑影响化学反应速率和平衡的温度、压强、浓度、催化剂等反应条件。

(3)选择适宜的生产条件还要考虑设备条件、安全操作、经济成本等情况。

(4)选择适宜的生产条件还要考虑环境保护及社会效益等方面的规定和要求。

【知识进阶】

工业生产中适宜生产条件的选择思路

【问题探究】

1.工业生产中增大压强既可提高反应速率，又可提高氨的产量，那么在合成氨工业中压强是否越大越好？为什

么？

不是。因为温度一定时，增大混合气体的压强对合成氨的速率和平衡都有利，但是，压强越大，对材料的强度和

设备的制造要求越高，需要的动力也越大，目前，我国的合成氨厂一般采用的压强为10MPa〜30MPa。

2.既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动，那么生产中是否温度越低越好？为什么？

不是。因为从平衡的角度考虑，合成氨低温有利，但是温度过低使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，

这在工业生产中是很不经济的，所以在实际生产中一般采用的温度为400~500℃(在此温度时催化剂的活性最

大)。

3.在合成氨工业中要使用催化剂，既然催化剂对化学平衡的移动没有影响，为什么还要使用呢？使用的催化剂一

般是什么？

为了加快反应速率。工业合成氨普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂(又称铁触媒)。

【知识归纳与总结】

(1)分析反应特点。主要分析反应的方向性、可逆性、反应热和嫡变等。

(2)原理分析。根据反应特点，利用影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析增大反应速率、提高原料转化率的

反应条件。

(3)根据实验数据进一步分析反应条件，确定适宜条件的范围及催化剂的筛选。

(4)根据工业生产的实际情况、经济效益及环保要求等最终确定适宜的条件。

影响有利于加快反应速率

有利于平衡移动条件的控制综合分析结果

因素的控制

不断补充反应物、

浓度增大反应物浓度增大反应物浓度、减小生成物浓度

及时分离出生成物

设备条件允许的前提下，

AV<0高压

尽量采取高压

压强高压(有气体参加)

兼顾速率和平衡、

AV>0低压

选取适宜的压强

兼顾速率和平衡、

温度高温AH<0低温

考虑催化剂的适宜温度

在设备条件允许的前提下，尽量

AH>0高温

采取高温并选取合适催化剂

加合适的催化剂，

催化剂加合适的催化剂无影响

考虑催化剂活性与温度关系

【典例1】下列关于工业合成氨的叙述正确的是（）

A.合成氨工业温度选择为700K左右，只要是为了提高NH3产率

B.使用催化剂和施加高压，都能提高反应速率，但对化学平衡状态无影响

C.合成氨生产过程中将NH3液化分离，可提高N2、比的转化率

D.合成氨工业中为了提高氢气的利用率，可适当增加氢气浓度

【答案】C

【解析】

合成氨反应为放热反应，温度较高不利于提高NE产率，故A错误；催化剂和高压能加快反应速率，增大压强

平衡正移，催化剂对平衡无影响，故B错误；减少生成物的浓度平衡正向移动，所以将NH3液化分离，可提高

N2、氏的转化率，故C正确；增加一种反应物的浓度可以提高另一种反应物的转化率，而本身转化率降低，所

以合成氨工业中为了提高氢气的利用率，可适当增加氮气的浓度，故D错误。

【典例2】在合成氨时，要使氨的产率增大，又要使化学反应速率增大，可以采取的措施有（）

①增大体积使压强减小②减小体积使压强增大③升高温度④降低温度

⑤恒温恒容，再充入N2和H2⑥恒温恒压，再充入N2和H2⑦及时分离产生的NH3⑧使用催化剂

A.②④⑤⑦B.②③④⑤⑦⑧

C.②⑤D.②③⑤⑧

【答案】C

【解析】

根据题目要求，既要满足增大速率，又要满足使化学平衡向右移动。从反应速率角度分析，①④⑦三种条件下化

学反应速率降低；⑥条件下化学反应速率不变。从平衡移动角度分析：②⑤条件下化学平衡向右移动；⑧条件下

化学平衡不移动。

【效果检测】

1.（2021.四川省成都市石室天府中学高二月考）下列事实能用勒夏特列原理解释的是

A.开启啤酒瓶后，瓶中立刻泛起大量泡沫

B.H2.I2、HI三者的平衡混合气，加压（缩小容器体积）后颜色变深

C.在合成氨（正反应是放热）的反应中，升温有利于氨的合成

D.钢铁在潮湿的空气中更容易生锈

【答案】A

【详解】

A.啤酒中存在CO2(g)+H2O(l)=H2co3(aq),开启啤酒瓶后，减小压强，平衡逆向移动，故瓶中立刻泛起大量

泡沫，能用勒夏特列原理解释，A符合题意；

B.H2>【2、HI三者的平衡混合气，由于反应H2(g)+l2(g).“2HI(g)前后气体的体积不变，加压(缩小容器体积)

后平衡不移动，颜色变深是由于b蒸汽的浓度增大造成的，故不能用勒夏特列原理解释，B不合题意；

C.合成氨的正反应是一个放热反应，故在合成氨(正反应是放热)的反应中，升温不有利于氨的合成，之所以提

高温度来合成氨是为了加快反应速率提高生产效率，C不合题意；

D.钢铁生锈的过程中不存在化学平衡，属于吸氧腐蚀，故不能用勒夏特列原理解释，D不合题意；

故答案为：Ao

2.(2021•浙江高二期中)某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡：

@2X(g)+Y(g)-Z(s)+2Q(g)AHi<0

②M(g)+N(g)R(g)+Q(g)AH2>0

下列叙述错误的是

A.加入适量Z,①和②平衡均不移动B.通入稀有气体Ar,①平衡正向移动

C.降温时无法判断Q浓度的增减D.通入X,则N的浓度增大

【答案】B

【详解】

A.Z为固体，加入适量Z对平衡没有影响，A正确；

B.恒容条件下充入稀有气体，各物质的浓度不发生改变，平衡不移动，B错误；

C.反应①为放热反应，反应②为吸热反应，降温时反应①正向移动，会使Q的浓度增大，但反应②逆向移动，

会使Q的浓度减小，所以无法判断Q浓度的增减，C正确；

D.通入X反应①正向移动，Q的浓度增大，使得反应②逆向移动，N的浓度增大，D正确；

故选B。

3.(2021.东台创新高级中学高二月考)对于反应2sO2(g)+O2(g)脩为2s03(g),下列有关说法不正确的是

A.使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间

B.升高温度有利于提高SO2的平衡转化率

c.提高的值可增大SO2的转化率

n(SO2)

D.增大体系的压强能提高SO2的反应速率和转化率

【答案】B

【详解】

A.使用催化剂能降低反应的活化能，使更多的分子成为活化分子，从而增大活化分子的百分数，加快反应速率,

缩短该反应到达平衡的时间，故A正确；

B.反应吸放热不确定，移动方向不定，转化率不确定，故B错误；

C.提高n(SO2)的值，混合气中02所占的比例增大，有利于平衡正向移动，从而增大SO2的转化率，故C正确；

D.增大体系的压强，能增大反应物分子的碰撞次数，从而提高SO2的反应速率，并促使平衡正向移动，使SO2

的转化率提高，故D正确；

故选Bo

4.（2021.江苏苏州市.高二期末）氮是粮食作物生长必需的元素。将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫做氨

的固定，主要有自然固氮和人工固氮两种方式。在高温、高压和铁催化条件下合成氨的人工固氮技术是20世纪

人类最伟大的成就之一、合成氨反应为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）AH=—92.4kJ-mo「。对于合成氨

反应，下列有关说法正确的是

A.反应的AH=E（N三N）+3E（H-H）-2E（N-H）（E表示键能）

B.使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间

C.反应的AS>0

D.升高温度有利于提高N2的平衡转化率

【答案】B

【详解】

A.反应的焰变等于反应物的总键能-生成物的总键能，反应的AH=E（N三N）+3E（H-H）-6E（N-H）（E表示键

能），A错误；

B.催化剂能加快反应速率而不影响化学平衡，故使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间，B正确；

C.反应后气体的物质的量减少，反应的AS<0,C错误；

D.正反应放热，升高温度平衡向左移动，升温不利于提高N2的平衡转化率，D错误；

答案选B。

5.（2021•淮北市树人高级中学高二月考）某温度下，密闭容器中发生反应aX（g）+bY（g）簿^cZ（s）+dW（g）,达到

平衡后，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，当达到新平衡时，物质Y的浓度是原来的1.8倍。

则正确的是

A.可逆反应的系数：a+b>c+dB.压缩容器的容积时，v（正尸v（逆）

C.达到新平衡时，物质X的转化率减小D.达到新平衡时，混合物中W的质量分数增大

【答案】D

【详解】

A.由于压缩容器的体积为原体积的一半后，反应物Y的浓度变为原来的1.8倍，说明Y被消耗了，平衡正向移

动，所以a+b>d,但由于C为固体，所以无法确定a+b和c+d的大小关系，故A错误；

B.压缩容器容积时，由于平衡正向移动，故v（正）>v（逆），故B错误；

C.压缩容器容积时，由于平衡正向移动，因此反应物X的转化率增大，故C错误；

D.压缩容器容积时，由于平衡正向移动，因此生成物W的质量分数增大，故D正确。

故选D。

6.（2021•江苏高二期末）“蓝天保卫战”需要持续进行大气治理，有效处理S。？、NO2等大气污染物。化学研究

为生产、生活处理废气，防止大气污染做出重要贡献。已知反应：SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)

AH=_41.8kTmori，标准状况下，SO2(g)+NO2(g).SO3(s)+NO(g)AH0下列有关说法第误的是

A.该反应的AS<0

B.该反应的AH<—41.8kJ-mo『

C.若v(S()2)生成口(叫)消耗，则该反应到达平衡状态

D.反应过程中及时分离S03,有利于废气的转化

【答案】D

【详解】

A.S02>NO2、NO都是气体，SO3为固体，这个反应属于气体物质的量减少的反应，该反应为货商减，即AS<0,

故A说法正确；

B.气体变为固体需要放出热量，因此SG>2(g)+NC)2(g).SC)3(s)+NO(g)中的△H<41.8kJ/mol,故B说法

正确；

C.用不同物质的反应速率表示达到平衡,要求反应方向是一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,v(SO。

生成：反应向逆反应方向进行，v(NC)2)消耗：反应向正反应方向进行，因此v(SC>2)生成=v(NC>2)消耗，说明反应达到平

衡，故c说法正确；

D.标准状况下的反应中SO3为固体，浓度视为常数，及时分离出固体SO3,化学平衡不移动，对废气的转化无

影响，故D说法错误；

答案为D。

7.“蓝天保卫战”需要持续进行大气治理，有效处理SO2、NO2等大气污染物。化学研究为生产、生活处理废气,

防止大气污染做出重要贡献。己知反应：SO2(g)+NO2(g),-SO3(g)+NO(g)AH=TL8kTmolT,运用

该反应处理废气时有关说法正确的是

A.增大压强有利于反应自发进行B.该反应不能完全消除废气

C.降低反应温度可提高去除效率D.升高反应温度可提高废气转化率

【答案】B

【详解】

A.增大压强会使气体变为液体甚至固体，体现的燧减小，不利于反应自发，A错误；

B.该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以不能完全消除废气，B正确；

C.降低反应温度会降低反应速率，降低效率，C错误；

D.该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，废气转化率降低，D错误；

综上所述答案为B。

8.(2021.宁夏大学附属中学高二月考)在一密闭容器中，反应aX(g)僵为bY(g)达平衡后，保持温度不变，将

容器体积增大一倍，当达到新的平衡时，Y的浓度是原来的60%,则

A.平衡向正反应方向移动了B.物质X的转化率减小了

C.物质Y的质量分数降低了D.a>b

【答案】A

【分析】

在一密闭容器中，反应aX(g)峰为bY(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，若平衡不移动，则Y

的浓度是原来的50%,现达到新的平衡时，Y的浓度是原来的60%,说明平衡正向移动。

【详解】

A.由以上分析知，平衡向正反应方向移动，故A正确；

B.平衡向正反应方向移动，物质X的转化率减大，故B错误；

C.平衡向正反应方向移动，物质X的转化率减大，物质Y的质量分数增大，故C错误；

D.减小压强平衡向分子数增大方向移动，即b>a,故D错误；

故选A。

9.(2020•江苏省南菁高级中学高二月考)己知反应3A(g)+B(g).C(s)+4D(g)+Q,图中a、b表示一定条件下，

D的体积分数随时间t的变化情况。若要使曲线b变为曲线a,可采取的措施是

①增大B的浓度②升高反应温度③缩小反应容器的体积(加压)④加入催化剂

A.①②B.①③C.②③D.③④

【答案】D

【分析】

曲线b变为曲线a,D的体积分数没有改变表明平衡状态没有发生改变，反应时间缩短，反应速率加快。

【详解】

①增大B的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，不符合题意；

②升高温度，反应速率加快，平衡向吸热方向移动，平衡状态改变，不符合题意；

③缩小反应容器的体积(加压)，反应速率加快，又因为反应前后气体分子总量未发生变化，所以平衡不移动，符

合题意；

④加入催化剂只影响反应速率，不影响平衡状态，平衡不移动，符合题意；

故答案为D。

10.可逆反应A(s)+B(g)U2c(g)AH<0在密闭容器中达到平衡后，改变条件，能使B转化率提高的是

A.保持恒温恒压，充入氢气

B.保持恒温恒容，充入氨气

C.其它条件不变时，升高温度

D.其它条件不变时，加入少量A

【答案】A

【详解】

A.保持恒温恒压，充入氧气，容器的体积增大，反应物和生成物中气体的浓度都减小，平衡正向移动，B的转

化率提高，A符合题意；

B.保持恒温恒容，充入氨气，虽然气体的总压强增大，但反应物和生成物中气体的浓度都不变，所以平衡不发

生移动，B的转化率不变，B不符合题意；

C.其它条件不变时，升高温度，由于正反应为放热反应，所以平衡向逆反应方向移动，B的转化率降低，C不

符合题意；

D.其它条件不变时，加入少量A,由于A呈固态，所以反应物和生成物中气体的浓度都不变，平衡不发生移动，

B的转化率不变，D不符合题意；

故选A„

11.已知反应：SO2(g)+NO2(g).SO3(g)+NO(g)△”=-41.8kJ・moE,运用该反应处理废气时有关说法正确的是

A.增大压强有利于反应自发进行

B.该反应不能完全消除废气

C.降低反应温度可提高去除效率

D.升高反应温度可提高废气转化率

【答案】B

【详解】

A.反应能否自发进行应该根据反应的焰变和燧变进行判断，压强不能改变反应的自发与否，选项A错误；

B.该反应为可逆反应，不能彻底反应，且生成物也为有毒气体，故该反应不能完全消除废气，选项B正确；

C.降低反应温度，平衡正向移动，但反应速率减慢，去除效率降低，选项C错误；

D.升高反应温度，平衡逆向移动，废气转化率降低，选项D错误；

答案选B。

12.某温度下，在1L恒容密闭容器中投入2moicO,进行如下反应：2C0(g)脩9CO2(g)+C(s)AH<0,反应图

像如图所示，h后，若改变下列条件，下列说法正确的是

A.其他条件不变，增加CO,平衡正向移动，再次平衡时CO转化率减小

B.其他条件不变，缩小反应容器的容积，平衡正向移动，再次平衡时CO浓度减小

C.其他条件不变，升高温度，平衡正向移动，再次平衡时CO转化率增大

D.其他条件不变，增加ImolCO和ImolCCh,平衡正向移动

【答案】D

【详解】

A.增加CO的浓度，平衡正向移动，但由于反应物只有CO,相等于在原平衡基础上，增大压强，平衡正向移

动，CO的转化率增大，A错误；

B.缩小反应容器的容积，即增大压强，平衡正向移动，但由于容器体积缩小，所以CO的浓度会比原平衡时要

大，B错误；

C.该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，co的转化率减小，c错误；

D.据图可知平衡时n(CO2)=0.5mol,则n(CO)=1.0mol,容器体积为1L,所以K=署，增加ImolCO和lmolCO2,

则Q=H<"，所以平衡正向移动，D正确；

2.01.0

综上所述答案为D。

13.(2021•江苏常州市•高二期末)CO2催化加氢合成二甲醛过程中主要发生下列反应：

反应I：2c(g)+6H2(g)<飞CH3OCH3(g)+3H2O(g)AH=-122.5kJgnor'

1

反应H：2CO2(g)+H2(g)<1>CO(g)+H2O(g)AH=41.2kJgnoF

在恒压，CO2和H2起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CO的选择性(CO的选择性

co的物质的量

=反应的双的物质的量X1°%随温度的变化关系如图。下列说法正确的是

A.T℃时，起始投入2moic02和6m0m2,达到平衡时反应II消耗H2的物质的量为0.2mol

B.选择合适的催化剂，可提高二甲醛的平衡产率

C.该催化条件下合成二甲醛较适宜的温度为340℃

D.充入一定量的He,可提高二甲醛的产量

【答案】A

【详解】

A.该温度下CO的选择性是25%,二氧化碳的转化率为40%,则反应的11((：02)=40%><211101=0.811101,CO的

co的物质的量

选择性=反应的CC>2的物质的量xl00%=25%,因此生成的CO物质的量=25%x0.8mol=0.2mol,结合化学方

程式定量关系计算反应II消耗氢气物质的量为0.2moLA正确；

B.加入催化剂平衡不移动，不能提高二甲醛的平衡产率，B错误；

C由于温度过低，反应速率太慢，温度过高，CO选择性过大，二甲醛的选择性减小，所以该催化剂条件下合成

二甲醛时较适宜的温度为260℃,C错误；

D.恒压充入一定量的He,容器体积增大，相当于减压，反应I和反应II都逆向移动，会减小二甲醛的产量，D

错误；

故选Ao

14.现有反应：mA(g)+nB(g)#pC(g),达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变小；当减小压强时，混合体系

中C的质量分数也减小，贝

⑴该反应的逆反应为热反应，(填“吸”或“放”)且m+np(填

⑵减压时，A的质量分数。(填“增大”“减小”或“不变”，下同)

(3)若加入B(体积不变)，则A的转化率,B的转化率o

(4)若B是有色物质，A、C均无色，则加入C(体积不变)时混合物颜色_______；而维持容器内压强不变，充入短

气时，混合物颜色_______(填“变深”“变浅”或“不变”)o

【答案】吸>增大增大减小变深变浅

【详解】

(1)达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变小，说明温度升高平衡向逆反应方向移动，则正反应放热反应，逆

反应为吸热反应；当减小压强时，混合体系中C的质量分数也减小，说明减小压强平衡向逆反应方向移动，则

方程式中反应物的气体系数之和大于生成物的气体系数之和，即m+n>p,故答案为：吸；

(2)由以上分析知，减压平衡向逆反应方向移动，则A的质量分数增大，故答案为：增大。

(3)若加入B(体积不变)，反应物B的浓度增大，平衡向正反应方向移动，则A的转化率增大，B加入的多，而转

化的少，则B的转化率反而减小，故答案为：增大；减小。

(4)加入C平衡向逆反应方向移动，B的浓度增大，则颜色加深；而维持容器内压强不变，充入窟气时，则体系

的体积增大，相当于减小压强，则平衡向逆反应方向移动，但移动的量远小于体积增大的因素，则B的浓度减

小，颜色变浅，故答案为：变深；变浅。

15.以下是关于“外界因素对化学平衡移动影响的实验研究”的课题，回答问题：

(1)影响化学平衡因素的界定：化学平衡发生移动的本质原因是,所以影响化学平衡的因素可以从分析影

响速率的因素入手。

a.V(正)4(逆)b.V(正)和V(逆)都增大c.V(正)和V(逆)都减小

(2)研究的思路与方法

①研究对象的选择，现有以下可逆反应：

A.2NO2(g)^N2O4(g)AH<0B.FeCh+3KSCN^Fe(SCN)3+3KCl

其中，A适合于研究对平衡的影响，B适合于研究对平衡的影响。

a.浓度b.压强c.温度d.催化剂

②研究方法：采用控制其他因素不变，改变其中一个因素的方法，并进行对比实验。

(3)单一因素对化学平衡移动影响的实验研究：

①浓度：将FeCb与KSCN反应后所得的混合液分为2等份，分别加入浓FeCb溶液和NaOH固体，观察现象。

现象：加入浓FeCb溶液后的混合溶液红色_______，加入NaOH固体后，混合溶液的红色_______。

②温度：将密封并相互连通的盛有NO2的两个玻璃球，一个放人热水中，另一个放入冷水中。现象：放入热水

中的球内红棕色_______；放入冷水中的球内红棕色_______o

【答案】aabcac变深变浅变深变浅

【详解】

（1）化学平衡状态的特征为V（正）=V（逆），所以化学平衡发生移动的本质原因是正逆反应速率不相等，即V（正）

W（逆），选a；

（2）①反应2NO2（g）UN2CU（g）AH<0中，反应前后气体体积不相等，反应为放热反应，则温度、压强、浓度都会

影响化学平衡，但是催化剂不影响平衡，所以反应A适合于研究温度、压强、浓度对平衡应的影响，即abc正确;

反应FeCb+3KSCNuFe（SCN）3+3KCl在溶液中进行，压强和催化剂不影响平衡，而温度和浓度会影响平衡，所

以B适合研究温度、压强对平衡的影响，即ab正确；

（3）①将FeCb与KSCN反应后所得的混合液分为2等份，加入浓FeCb溶液后，铁离子浓度增大，平衡向着正向

移动，则混合溶液红色变深；加入NaOH固体后，氢氧根离子与铁离子反应生成难溶物氢氧化铁，则溶液中铁离

子浓度减小，混合溶液红棕色变浅，。

②由于反应2NO2（g）UN2O4（g）AHO为放热反应，放入热水中，温度升高，平衡向着逆向移动，二氧化氮浓度

增大，球内红棕色变深；放入冷水中，平衡向着正向移动，二氧化氮浓度减小，则球内红棕色变浅。

16.（2021•江苏省南京市第十二中学高二月考）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：

N2（g）+3H2（g）#2NH3（g）A/7=-92.4kJ-mol'o

（1）当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、抵和NH3的量），反应速率与时间的关系如图1所

示，图中t3时引起平衡移动的条件可能是—，其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是—=

V

Illit1

::①逆）::

IIIII

礴）：：：：

Io6hhhtsUt

图I

（2）温度为T°C时，将1molN2和2molH2放入容积为0.5L的密闭容器中，充分反应后测得N2的平衡转化率为

50%o则反应在T°C时的平衡常数为一。

（3）图2表示工业合成氨反应随条件改变，平衡体系中氨气体积分数的变化趋势，当横坐标为压强时，变化趋势

正确的是（填序号，下同）—，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是。

氨

气

含

量

%

a

O

图2

【答案】升局温度t2〜t34ca

【详解】

(l)t3时改变外界条件，正逆反应速率均增大，且逆反应速率大于正反应速率，说明平衡逆向移动，该反应正向为

放热反应，升高温度使正逆反应速率均增大且平衡逆向移动，而增大压强会使平衡正向移动；tl时改变外界条件,

平衡正向移动，t5时改变外界条件，平衡不发生移动，因此平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2〜t3,

故答案为：升高温度；t2〜t3；

(2)温度为rc时，将1molN2和2molH2放入容积为0.5L的密闭容器中，反应方程式为

N2(g)+3H2(g),-J2NH3(g),充分反应后测得N2的平衡转化率为50%,则平衡时

c(N2)=2mol/L-2mol/Lx50%=1mol/L,c(H2)=4mol/L-3mol/L=1mol/L,c(NH3)=2mol/L,则反应在T℃时的平衡常数

K『NH)一22

-3--；

C(N2)XC(H2)W

⑶N2(g)+3H2(g)==*2NH3(g)正向为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，氨气的含量增大，曲线c

符合；该反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氨气的含量降低，曲线a符合，故答案为：c；a。

17.二氧化碳催化加氢合成乙烯在环境保护、资源利用、战略需求等方面具有重要意义。CO2和H2在铁系催化

剂作用下发生化学反应：

I.2CO2(g)+6H2(g)#C2H4(g)+4H2O(g)AHi

II.CO2(g)+H2(g)#CO(g)+H2O(g)AH2>0

(1)一定条件下反应I能自发进行原因是。

(2)在密闭容器中通入ImolCCh和3mO1H2,在铁系催化剂作用下进行反应，CCh的平衡转化率随温度和压强的变

①O.IMPa下，200℃~550℃时反应以(填“I”或“II”)为主，原因是=

②图点M坐标为(350,70),此时乙烯的选择性为•(选择