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文档简介
备战2025年高考化学【一轮•考点精讲精练】复习讲义
考点40化学平衡状态及其移动
疆本讲•讲义概要
可逆反应与化学平衡状态的建立
知识精讲二.化学平衡的移动
三.平衡转化率的分析与判断方法
选择题:20题建议时长:60分钟
课后精练
非选择题:5题实际时长:_—_分钟
%夯基•知识精讲________________________________________________________
一.可逆反应与化学平衡状态的建立
1.化学平衡研究的对象——可逆反应
(1)定义:在同一条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
(2)特点
①三同:a.相同条件下;b.正、逆反应同时进行;c.反应物与生成物同时存在。
②一小:反应物与生成物同时存在;任一组分的转化率都小于100%。
(3)表示:在方程式中用表示。
2.化学平衡状态
(1)概念:一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的
浓度和生成物的浓度不再改变,这时的状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。
(2)建立过程:在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中,反应过程如下:
以上过程可用如图表示:
从逆反应开始建立从正反应开始建立
①化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大限度,化学反应的限度决定了反应
物在该条件下转化为生成物的最大转化率。
②对于可逆反应来说,当处于化学平衡状态时,转化率、产率达到了最大限度。
(3)特征
①逆:化学平衡状态研究的对象是可逆反应。
②等:平衡时,同一物质的正、逆反应速率相等,即:VIE=V逆邦(实质)。
③动:平衡时,反应仍在不断进行,是一种动态平衡。
④定:平衡时,各物质的转化率(a)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、
混合气体的平均摩尔质量(应7)、混合气体的密度(p)、压强(P)等所有物理量全部恒定。
⑤变:外界条件改变时,平衡可能被破坏,并在新的条件下建立新的化学平衡,即发生化学平衡移动。
3.化学平衡状态的判断
(1)动态标志:V正=旷逆邦
①同一物质(两种表述):丫正="逆、断键数=成键数。
②不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。
VJH(X)a
如aA+6Bu^cC+冷,——.0、—=工时,反应达到平衡状态。
va(B)b
(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的(即变量),当其“不变”时反应就达到平衡状态。
A.混合体系中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度、百分含量(体积分数、质量分数)、转化率、
颜色(某组分有颜色)等会随时间变化而变化,为变量,当其不随时间而改变时,反应达到平衡。
B.绝热体系中温度为变量,当其不随时间而改变时,反应达到平衡。
C.M.p,p息等,不一定为变量,要根据不同情况进行判断:
△"(g)/0,混合气体的而为变
量,若其恒定不变,则化学反应达
…若各物质到平衡状态。
①4_
均为气体aMg)=0,混合气体的M为定
值,而不变不能判断化学反应是
.否达到平衡状态。
恒容:0为定值,P不变不能判断化
学反应是否达到平衡状态。
△"(g)=0,p为定值,p不变
②若各物质不能判断化学反应是否达到
均为气体平衡状态。
恒压《
△"(g)/0,p为变量,若其恒
定不变,则化学反应达到平
衡状态。
注:若有非气体物质参与反应,无论A"(g)是否等于0,M、P均为变量,若其恒定不变,则化学反应
达到平衡状态。
mA(s)+«B(g),-----^C(g)+qD(g),右A为固体或液体,则是否是平衡状态
混合气体的平均摩尔质量一定平衡
混合气体的密度一定平衡
‘△"(g)=o,p总为定值,力总不变不能
…恒温恒判断化学反应是否达到平衡状态。
容时△〃(g)¥0,力总为变量,若其恒定不
变,则化学反应达到平衡状态。
(3)常见的判断依据:以,"A(g)+〃B(g)-RC(g)+«D(g)为例
类型判断依据是否是平衡状态
①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡
②各物质的质量或各物质质量分数一定
混合物体系中各平衡
成分的含量③各气体的体积或体积分数一定平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡
①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA,即v(正尸v(逆)平衡
②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC,则v(正尸v(逆)平衡
正、逆反应
③在单位时间内生成〃molB,同时消耗了qmolD,因均指
速率的关系不一定平衡
V(逆)
④v(A):v(B):v(C):v(D)=冽:〃v(正)不一定等于v(逆)不一定平衡
①加+〃取+q时,总压强一定(其他条件一定)平衡
压强
@m+n=p+q时,总压强一定(其他条件一定)不一定平衡
混合气体平均相①〃一定时,只有当加+西勿+q时平衡
对分子质量M②拉一定时,但加十几号+乡时不一定平衡
温度任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时平衡
颜色反应体系内有色物质的颜色一定平衡
恒温恒容时,密度一定不一定平衡
体系的密度恒温恒压时,若加+"初+q,则密度一定时平衡
恒温恒压时,若.+〃=p+q,则密度一定时不一定平衡
二.化学平衡的移动
1.化学平衡移动的过程
一定条件下,可逆反应达到平衡状态以后,若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化,平衡混合
物中各组分的浓度也会随之改变,从而在一段时间后达到新的平衡状态。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。
化学平衡移动
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)VjE>Va:平衡向正反应方向移动。
(2%正="逆:反应达到平衡状态,不发生平衡移动。
(3)vI<vffi:平衡向逆反应方向移动。
3.影响化学平衡的因素
(1)若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响,结果如下:
改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向
增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动
浓度
减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动
增大压强向气体分子总数减小的方向移动
压强反应前后气体体积改变
减小压强向气体分子总数增大的方向移动
(对有气体参加的反应)
反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动
升高温度向吸热反应方向移动
温度
降低温度向放热反应方向移动
催化剂同等程度改变V正、V逆,平衡不移动
(2)外界条件对化学平衡影响的图示分析
①浓度对化学平衡的影响
a.当反应体系中存在固体或纯液体物质时,可认为其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改
变这些固体或纯液体的量,对化学平衡没影响。如:反应C(s)+H2O(g)-^CO(g)+H2(g)增加或移去一部分
炭固体,化学平衡不移动。
b.同等程度地改变反应气体混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
C.在溶液中进行,如果稀释溶液(加水),反应物浓度减小,生成物浓度也减小,V正减小,V逆也减小,
但减小的程度不同,总的结果是使化学平衡向反应方程式有关化学计量系数之和大的方向移动。
减小生成物浓度
)0(正)=u(逆)
——
011(2t
增大生成物浓度
②压强对化学平衡的影响
a.改变压强,相当于改变体积,也就相当于改变浓度。
b.若反应前后气体体积无变化,改变压强,能同时改变正、逆反应速率,v(正)=v(逆),平衡不移动。
如H2(g)+I2(g)=2HI(g)o
c.压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的总压强变化。若平衡混合物的体积不变,而加入“惰性气
体”,虽然总压强变化了,但平衡混合物的浓度仍不变,反应速率不变,平衡不移动;若保持总压强不变加
入“惰性气体”,此时增大了体系体积,这就相当于降低了平衡体系的压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
对于反应:mA(g)+«B(g)1^C(g)+^D(g),若m+则图像对应图1、图2;若
则图像对应图3、图4。
正)二。(逆)
^正)=”(逆)
II
0tltl0tltlt
增大压强减小压强
图1图2
"(正)="(逆)
。(正)="(逆)
Ot,--------------
增大压强减小压强
图3图4
③温度对化学平衡的影响
在其他条件不变的情况下,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度,化学平衡向放热反
应方向移动。
a.升高温度,不管是吸热还是放热方向,反应速率均增大,但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速
率增大的倍数,使v(吸热)Av(放热),故平衡向吸热方向移动。
b.只要是升高温度,新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值;反之则小。
v-t图像[以N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH<0为例]如下:
升高温度
④催化剂对化学平衡的影响
催化剂对化学平衡移动无影响。V-t图像[以N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)NH<0为例]如下:
4时刻,加入催化剂,M正、M逆同等倍数增大,则"正="逆,平衡不移动。
4.勒夏特列原理
①内容:如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度),平衡就向着能够减弱
这种改变的方向移动。本原理也称为化学平衡移动原理。
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。具体可理解如下:
例1:若将体系温度从5(rc升高到8(rc,则化学平衡向吸热反应方向移动,则体系的温度降低,达到
新的平衡状态时50℃<f<80℃o
例2:若对体系N2(g)+3H2(g)=^2NH3(g)加压,如从30MPa力口压至lj60MPa,化学平衡向气体体积减
小的方向移动,移动的结果使体系的压强减小,达到新的平衡时30MPag<60MPa。
例3:若增大平衡体系Fe3++3SCN^=:Fe(SCN)3中Fe3+的浓度,如由0.01mol/L增至0.02mol/L,则
在新平衡状态下,0.01mol/L<c(Fe3+)<0.02mol/L0
④勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移
动的几个条件,则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的条件对平衡移动的
方向影响一致时,才能根据勒夏特列原理进行判断。如:N2(g)+3H2(g)^^2NH3(g)Mi<0,同时加压、
升温,平衡移动的方向无法确定。若加压同时又降温,则平衡向正反应方向移动。
5.“惰性气体”对化学平衡的影响
(1)恒温恒容条件
加入惰性气体」^今体系总压增大,但体积不变,各反应物、生成物的浓度均未改变,故反应速率
不变,/正、忆逆也不变,化学平衡也不发生移动。
(2)恒温恒压条件
体系中各
容器容积增大,各
原平衡充入惰性气体组分的浓
反应气体的分压f
体系-----------!度同倍数
减小(等效于减压)
减小
气体体积不变的反应
平衡不移动
气体体积可变的反应
平衡向气体体积增大的方向移动
三.平衡转化率的分析与判断方法
(1)反应〃A(g)+bB(g)cC(g)+m)(g)的转化率分析
①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比,达到平衡后,它们的转化率相等。
②若只增加A的量,平衡正向移动,B的转化率提高,A的转化率降低。
③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度,等效于压缩(或扩大)容器容积,气体反应物的转化
率与化学计量数有关。
,a+b=c+dA、B的转化率不变
同倍增大
a+b>c+dA,8的转化率增大
c(X)和c(B)
a+b<c+dA、8的转化率减小
(2)反应机A(g)〃B(g)+qC(g)的转化率分析
在人%不变时,增加A的量,等效于压缩容器容积,A的转化率与化学计量数有关。
,m=n+q4的转化率不变
增大c(A)M>n+q转化率增大
m<n+q4的转化率减小
曜提能•课后精练_________________________________________________
1.对于反应2A(g)+B(g)=^2C(g)(正反应放热),下列图像正确的是
A
的
A转
化
率
CA
的A
1.01x10Pa
的
物
转
质
化
C的l.OIxlOPa
率
量1.01xl05Pa
分
数
温度
【答案】D
【详解】反应2A(g)+B(g)^==:2C(g)为气体体积缩小的反应、且为放热反应,则
A.温度高反应速率快,且温度高时平衡逆向移动,对应B的物质的量分数大,A错误;
B.增大压强,平衡正向移动,A的转化率增大与图像一致,但温度高时逆向移动,A的转化率减小与图像
不符,B错误;
C.增大压强,平衡正向移动,C的量增大与图像一致,但温度高时逆向移动,C的量应减少与图像不符,
c错误;
D.增大压强,平衡正向移动,A的转化率增大与图像一致,温度高时逆向移动,A的转化率减小与图像一
致,D正确;
答案选D。
2.20世纪初,德国化学家哈伯首次利用氨气和氢气合成了氨气N2(g)+3H2(g)q^^2NH3(g)
A//=-92.4kJ-moH,以氨气为原料可制得各种氮肥,大大提高了粮食产量。下列有关合成氨反应说法正确的
是
A.使用催化剂能改变反应途径,提高反应的活化能
B.及时液化分离出氨气,有利于提高反应物的转化率
C.用£总表示物质能量之和,££反应物)<£总(生成物)
D.向合成塔中充入ImoN和3m0m2,充分反应后放出92.4kJ的热量
【答案】B
【详解】A.使用催化剂能改变反应途径,降低反应的活化能,从而加快反应速率,故A错误;
B.及时液化分离出氨气,降低了生成物的浓度,使平衡正向移动,有利于提高反应物的转化率,故B正确;
C.该反应的正反应是放热的,反应物的总能量高于生成物的总能量,用工原表示物质能量之和,E虱反应
物)>石总(生成物),故C错误;
D.该反应是可逆反应,不能进行到底,所以向合成塔中充入ImolN2和3moiH2,充分反应后放出的热量小
于92.4kJ,故D错误;
故选B。
3.放热反应CO(g)+H2O(g)UCO2(g)+H2(g)在温度〃时达到平衡,c/(CO)=c/(H2O)=1.0mol-LT,其平衡
常数为升高反应体系的温度至打时,反应物的平衡浓度分别为Q(CO)和。2(%0),平衡常数为则
A.&和&的单位均为mol-LTB.&>K/
C.C2(CO)=C?(H2O)D.C7(CO)>C2(CO)
【答案】c
【详解】A.由平衡常数K=可知,K的单位为“1”,故A错误;
B.正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K减小,故K2<&,故B错误;
C.CO和H2O起始浓度相同,方程式中计量数相等,则浓度的变化量相等,所以,平衡时,CO和H2O的
浓度相等,即C2(CO)=C2(H2。),故C正确;
D.升高温度,平衡逆向移动,CO浓度增大,即C/(CO)<C2(CO),故D错误。
答案选C。
4.SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应如下:
主反应:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)U4N2(g)+6H2O(g)AH
副反应:4NH3(g)+5O2(g)^4NO(g)+6H2O(g)
相同条件下,在甲、乙两种催化剂作用下进行上述反应,下列说法错误的是
40-/
__*_._........................_....
100150200250300350400
温度/七
A.工业上选择催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性
B.投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是降低温度、减少压强
C.图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率
D.相同条件下选择高效催化剂,可以提高NO的平衡转化率
【答案】D
【详解】A.从题干图中可知,催化剂乙在低温下具有很强的催化活性,从而可以节约能源,故工业上选择
催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性,A正确;
B.从图中分析可知,随着温度升高化学平衡逆向移动,即该主反应是一个正反应为放热反应,且正向为气
体体积增大的方向,根据勒夏特列原理可知,投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是降低温
度、减少压强,B正确;
C.甲催化剂随温度升高NO转化率增大是因为随温度升高催化剂的活性增大,高于210。(3再升温,NO转
化率降低是催化剂活性减低(或副反应增多),在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为210。0NO
的转化率一定不是该温度下的平衡转化率,C正确;
D.根据勒夏特列原理可知,催化剂只能改变反应速率而不影响化学平衡,故相同条件下选择高效催化剂,
不能提高NO的平衡转化率,D错误;
故答案为:D。
5.已知:CO(g)+NO2(g)^£O2(g)+NO(g),速率方程为u=k.c(NO2),其中k为反应速率常数且只与温度有
R
关,该反应平衡常数与温度的关系为lgK=1+C(式中R、C为常数,且R>0。T为温度,单位为K)。下列
说法正确的是
A.恒温恒容条件下再充入CO,c(CO)增大,。增大
B.向一容积不变的容器中充入一定量的CO(g)和NC)2(g),一定温度下发生反应,压强不再变化时,该
反应达到平衡
C.恒温恒压条件下充入He,有利于提高NO?的平衡转化率
D.降低温度,有利于提高NO?平衡转化率
【答案】D
【详解】A.恒温恒容条件下再充入CO,c(CO)增大,但由于NO?的浓度不变,且片k-c(NOj,故。不变,
A错误;
B.向一容积不变的容器中充入一定量的CO(g)和NC)2(g),一定温度下发生反应,由于反应前后体积的物质
的量保持不变,即容器的压强始终保持不变,故压强不再变化时,不能说明该反应达到平衡,B错误;
C.恒温恒压条件下充入He,相当于反应体系的压强减小,减小压强对于上述平衡不移动,NO2的平衡转
化率不变,C错误;
R
D.由该反应平衡常数与温度的关系为lgK=7+C(式中R、C为常数,且R>0。T为温度,单位为K)可知,
温度越低,平衡常数K越大,故降低温度,平衡正向移动,有利于提高NO?平衡转化率,D正确;
故答案为:D。
6.根据下列装置和表内的物质,不能达到相应实验目的的是
A.图A是实验室制备氢氧化亚铁
B.图B是实验室制备并收集NO2
C.图C是证明温度对化学平衡的影响
D.图D是实验室制备乙酸乙酯
【答案】B
【详解】A.NaOH溶液与FeSCU溶液发生复分解反应生成Fe(0H)2沉淀和Na2s。4,用苯隔绝空气、将吸有
NaOH溶液的胶头滴管伸入FeSO4溶液中,都能防止Fe(OH)2被氧化,A项能达到实验目的;
B.Cu与浓硝酸反应可制备NO?,但NO?能与H2O反应生成HNC)3和NO,NO2不能用排水法收集,B项
不能达到实验目的;
C.在圆底烧瓶中存在化学平衡:2NC>2(g)UN2O4(g)AH<0,其中NO2是红棕色、底。4是无色,通过观察在
热水浴、冰水浴中圆底烧瓶内气体颜色的变化,证明温度对化学平衡的影响,C项能达到实验目的;
D.乙醇与乙酸在浓硫酸存在、加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和H2O,饱和Na2c。3溶液可降低乙
酸乙酯的溶解度,吸收乙酸乙酯中混有的乙醇和除去乙酸的作用,D项能达到实验目的;
答案选B。
7.某MOFs多孔材料刚好可将N2OJ,固定”,实现了NO?与Nz。4分离并制备HNO3,如图所示。
MOFsN2O4
已知:2NO2(g)F^N2O4(g)AH<0o
下列说法错误的是
A.气体温度升高后,反应2NO2(g)UN2O/g)的平衡常数减小
B.增大压强,"(NO?,正)增大程度大于V(NC)2,逆)增大程度
C.生成HNC>3的反应为2N2O4+。2+2HQ=4HNC>3
D.分别用NO?和N2O4制备等量的硝酸,转移电子数后者是前者的2倍
【答案】D
【详解】A.2NC)2(g)UN2O4(g)为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,A正
确;
B.增大压强,"(NO?,正)、v(N。2,逆)均增大,平衡正向移动,v正增大程度大于v逆增大程度,B正确;
C.$。4与。2和H2。反应生成HNC>3,化学方程式为2、04+。2+2比0=4八03,C正确;
D.NO2和N2O4中N的化合价均为+4价。生成HNO3中N的化合价为+5价故制备等量的硝酸。两者转移
电子数相等,D错误;
故选D。
8.NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是
A.2.8g乙烯中含有极性键的数目为0.6NA
B.常温下,含有ImolCl-的NH4cl溶液中的NH;数目小于NA
C.hnol乙酸与足量的乙醇发生酯化反应,生成乙酸乙酯分子数为NA
D.标准状况下,2.24L由N?和02组成的混合气体中分子数为0.2NA
【答案】B
【详解】A.乙烯分子中含有4个碳氢极性键,则2.8g乙烯中含有极性键的数目为诚嘉
x4xjV^mol-1=4NA,故A错误;
B.氯化镂是强酸弱碱盐,镂根离子在溶液中水解生成一水合氨和氢离子,所以常温下,含有Imol氯离子
的氯化镂溶液中的镂根离子数目小于lmol><MmoLi=M,故B正确;
C.浓硫酸作用下乙酸与足量的乙醇共热发生的酯化反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,贝UImol
乙酸与足量的乙醇发生酯化反应,生成乙酸乙酯分子数小于故C错误;
794T
D.标准状况下,2.24L氮气和氧气混合气体中分子数为,x—moll=N,故D错误;
22.4L/molA
故选B。
9.臭氧分解2。3彳1。2的反应历程包括以下反应:
反应①:。3-。2+。,(快)
反应②:03+0-^202(®)
大气中的氯氟烧光解产生的氯自由基(CL)能够催化3分解,加速臭氧层的破坏。下列说法正确的是
A.活化能:反应①〈反应②
B.C1•只参与反应①,改变。3分解的反应历程
C.分解为的速率主要由反应①决定
D.C1•参与反应提高了。3分解为。2的平衡转化率
【答案】A
【详解】A.活化能越大,反应速率越慢,由反应②速率慢,则②活化能大,活化能:反应②>反应①,
故A正确;
B.氯自由基(。・)能够催化。3分解,加速臭氧层的破坏,催化剂可降低最大的活化能来增大速率,则C1•主
要参与反应②,故B错误;
C.化学反应由反应速率慢的一步反应决定,则。3分解为。2的速率主要由反应②决定,故c错误;
D.C1•是催化剂,只改变反应历程,不影响平衡,则。3分解为。2的平衡转化率不变,故D错误;
故选:A„
10.Deacon曾提出在催化剂作用下,通过氧气直接氧化氯化氢成功制备氯气。该反应具有一定的可逆性,
热化学方程式可表示为4HCl(g)+O2(g)=2C"(g)+2H2O(g)AH=-116kJ-mo『。关于Deacon提出的制C12
的反应,下列有关说法正确的是
A.该反应的△$>()
B.每生成标准状况下22.4LCl2,放出58kJ的热量
C.升高温度,该反应v(逆)增大,v(正)减小,平衡向逆反应方向移动
D.断裂4moiH-C1键的同时,有4moiH-0键生成,说明该反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.燧表示混乱度,气体物质的量越大,燧越大。该反应是气体系数之和减小的反应,所以该反应
的燧减小,即△$<(),A项错误;
B.根据热化学方程式可知,每生成2moic卜,放出116kJ的热量,所以每生成标准状况下22.4L(即
lmol)Cl2,放出58kJ的热量,B项正确;
C.该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,升高温度,正逆反应速率都增大,C项错误;
D.HC1是反应物,用0是生成物,断裂4moiH-C1键的同时,一定同时有4moiH-0键生成,所以该说法
不能说明该反应达到平衡状态,D项错误;
答案选B。
11.下列说法正确的是
A.化学平衡发生移动,化学平衡常数不一定改变
B.从综合经济效益看,工业合成氨时,压强越高越好,因为高压有利于氨气的生成
C.工业制取金属钾:Na⑴+KCl(l)UNaCl(l)+K(g),为了使K变成蒸气从反应混合物中分离出来,反
应温度越高越好
D.对于反应:H2NCOONH4(S)^CO2(g)+2NH3(g),在反应容器中投入一定量的HzNCOONHKs)固体,
反应一段时间后,当C02的体积分数不再改变时,则该反应达到了化学平衡状态
【答案】A
【详解】A.如果温度不变,化学平衡移动,平衡常数不会改变,如果温度改变,化学平衡移动,平衡常数
必然改变,选项A正确;
B.工业合成氨时,要综合各项条件(如材料的强度和设备的制造要求、需要消耗的动力、生产成本等)选取
合适的压强,并不一定压强越高越好,选项B错误;
C.温度过高,Na等物质也可能气化,另外还要考虑生产成本、装置的耐热性等问题,选项C错误;
D.反应过程中,n(CO2):n(NH3)=1:2,始终保持不变,故CO?的体积分数为定值,无法用于判断该反应
是否达到了化学平衡状态,选项D错误;
答案选A。
12.在甲、乙均为1L的恒容密闭容器中均充入2moiNO和2moicO,在恒温和绝热两种条件下仅发生反应
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)AH=-747kJ/mol,测得压强变化如图所示。下列说法错误的是
时间/min
A.甲容器中的反应条件为绝热
B.乙容器中0~4min内v(NO)=0.4mol,L1,min1
C.a点放出的热量为597.6kJ
D.Kb>Ka
【答案】D
【详解】A.反应2NO(g)+2CO(g)UN2(g)+2CO2(g)为体积缩小的可逆反应,对于恒温容器,随着反应的进
行,气体的分子数不断减小,压强不断减小,对于绝热容器,一方面平衡移动导致气体分子数减小、压强
减小,另一方面随着反应的进行,不断释放热量,温度不断升高,压强不断增大,在反应初始阶段,可能
会出现压强增大的情况,所以甲曲线的反应条件为绝热,A正确;
1.6mol
B.乙容器中0〜4min内,参加反应NO的物质的量为1.6moLu(NO尸IL=0.4mol・L-i・miiri,B正确;
4min
C.a点时,参加反应NO的物质的量为1.6moL放出的热量为工丝生x747kJ/mol=597.6kJ,C正确;
D.曲线甲为绝热条件下的压强-时间关系曲线,曲线b为恒温条件下的压强.时间关系曲线,随着反应的进
行,绝热容器内混合气的温度不断升高,则平衡常数不断减小,所以KbVKa,D错误;
故选D。
13.在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)=zC(g),图I表示200。(2时容器中A、B、C物
质的量随时间的变化,图n表示200。(2和10(TC下平衡时C的体积分数随起始n(A):n(B)的变化关系。则下
列结论正确的是
yoo℃
X
100°c\
’起始时〃(Q):〃(B)
A.2001℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(A)=0.02mol-LT仙吊-
B.图n可知反应xA(g)+yB(g)=zC(g)的AH>0,且a=0.5
C.若在图I所示的平衡状态下,再向体系中充入He,重新达到平衡前七>丫逆
D.20(TC时,向容器中充入31noiC,达到平衡时,C的体积分数大于0.25
【答案】D
【详解】A.200。(2时,反应从开始到平衡的平均速率"评)=警詈=°-04moi1-良皿\故A错误;
B.由图II可知,n(A):n(B)一定时,升高温度,平衡时C的体积分数增大,则平衡正向移动,故该反应
为吸热反应;由图I可知,200。(3时平衡,A物质的变化量为0.8moL0.4mol=0.4mol,B物质的变化量
0.2mol,C物质的变化量0.2mol,则表明该反应为2A(g)+B(g)=C(g),由此可见,A、B起始物质的量之
比刚好等于化学方程式化学计量数之比,平衡时生成物C的体积分数最大,A、B的起始物质的量之比
=0.8mol:0.4mol=2,则a=2,故B错误;
C.恒容容器,向体系中充入He,平衡不移动,正逆速度仍然相等,C错误;
D.依据图I,列出平衡三段式,计算得到200。(3时,C的体积分数,
2A(g)+B(g)=C(g)
起始(mol)0.80.40
转化(mol)0.40.20.2
平衡(mol)0.40.20.2
nV
结合阿伏加德罗定律,同温同压时,所以C的体积分数与C的物质的量分数相等,均为
n
2V2
0.2mol
xlOO%=25%;
0.4mol+0.2mol+0.2mol
相同温度下,若向该容器中单独充入3moiC,该平衡与图I所示平衡等效,C的体积分数也为25%;但是,
当向图I所示平衡中再充入3moiC,相当于对两个等效的平衡加压,使其存在于一个容器中,平衡向正反
应方向移动,C的体积分数增加,大于25%,一般以框图的形式理解为
故合理选项为D。
14.我国科学家成功利用CO还原N0,从源头上减少煤粉燃烧产生的大气污染。一定温度下,在1L的恒
容密闭容器中,充入ImolCO和ImolNO,反应2C0(g)+2N0(g)UM(g)+2C0?(g)平衡时,测得
c(N2)=0.2mol/L,下列说法正确的是
A.升高温度,正、逆反应速率以相同倍数增大
B.加入催化剂使正反应速率加快,逆反应活化能增大
C.若往容器中再通入ImolNO和ImolCO2,则此时v正〉v逆
D.若往容器中再通入2moic0和ImolNz,则此时v正>v逆
【答案】D
【分析】
一定温度下,在1L的恒容密闭容器中,充入ImolCO和ImolNO,反应2co(g)+2NO(g)UN2(g)+2CC)2(g)
平衡时,测得。的尸0.2mol/L,则可建立如下三段式:
2NO(g)+2C0(g)UN2(g)+2CO2(g)
起始量(mol/L)1.01.000
变化量(mol/L)0.40.40.20.4
平衡量(mol/L)0.60.60.20.4
【详解】A.升高温度,平衡一定发生移动,则正、逆反应速率不同,增大的倍数不同,A不正确;
B.加入催化剂使正反应速率加快,则该催化剂降低正反应的活化能,则逆反应活化能减小,B不正确;
07x142
C.若往容器中再通入ImolNO和ImolCCh,浓度商Qc=4—^=0.43>0.25,则此时平衡逆向移动,
1.62X0.62
VJE<VM,C不正确;
17x042
D.若往容器中再通入2moicO和ImolNz,则此时Qc=「~—=0.079<0.25,平衡正向移动,丫正>丫逆,
2.6x06
D正确;
故选D。
15.下列实验设计或操作能达到有关实验目的的是
选项实验目的实验设计或操作
A验证SO2的漂白性SO2通入酸性KMnCU溶液,观察紫色是否褪去
向FeCb溶液和KSCN溶液反应后的平衡体系中加入少量KC1固
B探究浓度对化学平衡的影响
体,观察溶液颜色变化
比较浓硝酸和稀硝酸的氧化常温下,向等体积的浓、稀硝酸中加入形状、大小相同的铁片,
C
性强弱观察反应的剧烈程度
验证乙烯与Br2是发生加成反向澳水中通入足量乙烯,并测定褪色前后水溶液的pH,比较其
D
应还是取代反应pH的变化
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【详解】A.验证SO2的漂白性应该是将其通入品红溶液中,SO2使酸性高锦酸钾溶液褪色,是因为SO2具
有还原性,A错误;
B.氯化铁和硫氧化钾溶液反应与氯离子无关,故不能通过增加氯离子的浓度,来探究浓度对化学平衡的影
响,B错误;
C.常温下,浓硝酸会使铁钝化,使反应停止,故无法,C错误;
D.若澳与乙烯发生的是取代反应,产物中会有澳化氢生成,溶液的pH会下降,D正确;
故选D。
16.向一恒容密闭容器中加入ImolCH’和一定量的H?0,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)o
n(C%)、
CH4的平衡转化率按不同投料比xx=温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
n(H2O)?
%
、
树
寿
题
算
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