2019年高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第七章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第24講 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡的移動練習(xí).doc

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第24講　化學(xué)平衡狀態(tài)　化學(xué)平衡的移動 考綱要求　1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立。2.掌握化學(xué)平衡的特征。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對化學(xué)平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 考點(diǎn)一　可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡建立 1．可逆反應(yīng) (1)定義 在同一條件下，既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。 (2)特點(diǎn) ①二同：a.相同條件下；b.正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。 ②一?。悍磻?yīng)物與生成物同時(shí)存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。 (3)表示 在方程式中用“??”表示。 2．化學(xué)平衡狀態(tài) (1)概念 一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。 (2)化學(xué)平衡的建立 　 (3)平衡特點(diǎn) 3．判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種方法 (1)動態(tài)標(biāo)志：v正＝v逆≠0 ①同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。 ②不同物質(zhì)：必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA＋bB??cC＋dD，＝時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。 (2)靜態(tài)標(biāo)志：各種“量”不變 ①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。 ②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。 ③溫度、壓強(qiáng)(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。 總之，若物理量由變量變成了不變量，則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；若物理量為“不變量”，則不能作為平衡標(biāo)志。 (1)2H2O2H2↑＋O2↑為可逆反應(yīng)() (2)二次電池的充、放電為可逆反應(yīng)() (3)對反應(yīng)A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)，壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變，說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)() (4)對于NO2(g)＋SO2(g)??SO3(g)＋NO(g)反應(yīng)，當(dāng)每消耗1molSO3的同時(shí)生成1molNO2時(shí)，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)() (5)化學(xué)平衡狀態(tài)指的是反應(yīng)靜止了，不再發(fā)生反應(yīng)了() (6)對于A(g)＋B(g)??2C(g)＋D(g)反應(yīng)，當(dāng)密度保持不變，在恒溫恒容或恒溫恒壓條件下，均不能作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志() (7)恒溫恒容下進(jìn)行的可逆反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，當(dāng)SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)() (8)在2L密閉容器內(nèi)，800℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)體系中，當(dāng)該容器內(nèi)顏色保持不變時(shí)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)(√) 1．向含有2molSO2的容器中通入過量氧氣發(fā)生2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－QkJmol－1(Q＞0)，充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量______2mol(填“＜”“>”或“＝”，下同)，SO2的物質(zhì)的量______0mol，轉(zhuǎn)化率______100%，反應(yīng)放出的熱量________QkJ。 答案?。肌?　＜?。? 2．一定溫度下，反應(yīng)N2O4(g)??2NO2(g)的焓變?yōu)棣?，F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 答案?、佗? 解析　ΔH是恒量，不能作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志；該反應(yīng)是充入1molN2O4，正反應(yīng)速率應(yīng)是逐漸減少直至不變，③曲線趨勢不正確。 題組一　極端假設(shè)，界定范圍，突破判斷 1．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)??2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol L－1、0.3molL－1、0.2molL－1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度有可能是(　　) A．Z為0.3molL－1 B．Y2為0.4molL－1 C．X2為0.2molL－1 D．Z為0.4molL－1 答案　A 2．(2018長沙一中月考)一定條件下，對于可逆反應(yīng)X(g)＋3Y(g)??2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達(dá)到平衡時(shí)，X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL－1、0.3 molL－1、0.08molL－1，則下列判斷正確的是(　　) A．c1∶c2＝3∶1 B．平衡時(shí)，Y和Z的生成速率之比為2∶3 C．X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等 D．c1的取值范圍為0＜c1＜0.14molL－1 答案　D 解析　平衡濃度之比為1∶3，轉(zhuǎn)化濃度亦為1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正確；平衡時(shí)Y生成表示逆反應(yīng)速率，Z生成表示正反應(yīng)速率且v生成(Y)∶v生成(Z)應(yīng)為3∶2，B不正確；由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0＜c1＜0.14molL－1。 極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍 上述題目1可根據(jù)極端假設(shè)法判斷，假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底，求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。 假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底：X2(g)＋Y2(g)??2Z(g) 起始濃度(molL－1) 0.10.30.2 改變濃度(molL－1) 0.10.10.2 終態(tài)濃度(molL－1) 00.20.4 假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底：X2(g)＋Y2(g)??2Z(g) 起始濃度(molL－1) 0.10.30.2 改變濃度(molL－1) 0.10.10.2 終態(tài)濃度(molL－1) 0.20.40 平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，Z∈(0,0.4)。 題組二　化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 3．(2017石家莊高三模擬)對于CO2＋3H2??CH3OH＋H2O，下列說法能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) A．v(CO2)＝v(H2) B．3v逆(H2)＝v正(H2O) C．v正(H2)＝3v逆(CO2) D．?dāng)嗔?molH—H鍵的同時(shí)，形成2molO—H鍵 答案　C 4．在一定溫度下的定容容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí)：①混合氣體的壓強(qiáng)，②混合氣體的密度，③混合氣體的總物質(zhì)的量，④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量，⑤混合氣體的顏色，⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，⑦某種氣體的百分含量 (1)能說明2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 (2)能說明I2(g)＋H2(g)??2HI(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 (3)能說明2NO2(g)??N2O4(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________________________。 (4)能說明C(s)＋CO2(g)??2CO(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 (5)能說明NH2COONH4(s)??2NH3(g)＋CO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 (6)能說明5CO(g)＋I(xiàn)2O5(s)??5CO2(g)＋I(xiàn)2(s)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 答案　(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①③④⑤⑦(4)①②③④⑦　(5)①②③　(6)②④⑦ 5．若上述題目中的(1)～(4)改成一定溫度下的恒壓密閉容器，結(jié)果又如何？ 答案　(1)②③④⑦　(2)⑤⑦　(3)②③④⑤⑦(4)②③④⑦ 規(guī)避“2”個(gè)易失分點(diǎn) (1)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注” 關(guān)注反應(yīng)條件，是恒溫恒容，恒溫恒壓，還是絕熱恒容容器；關(guān)注反應(yīng)特點(diǎn)，是等體積反應(yīng)，還是非等體積反應(yīng)；關(guān)注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應(yīng)。 (2)不能作為“標(biāo)志”的四種情況 ①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 ②恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不再隨時(shí)間而變化，如2HI(g)??H2(g)＋I(xiàn)2(g)。 ③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng)，體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時(shí)間而變化，如2HI(g)??H2(g)＋I(xiàn)2(g)。 ④全是氣體參加的反應(yīng)，恒容條件下體系的密度保持不變。 考點(diǎn)二　化學(xué)平衡移動 1．化學(xué)平衡移動的過程 2．化學(xué)平衡移動與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系 (1)v正>v逆：平衡向正反應(yīng)方向移動。 (2)v正＝v逆：反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，不發(fā)生平衡移動。 (3)v正＜v逆：平衡向逆反應(yīng)方向移動。 3．影響化學(xué)平衡的因素 (1)若其他條件不變，改變下列條件對化學(xué)平衡的影響如下： 改變的條件(其他條件不變) 化學(xué)平衡移動的方向 濃度 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度 向正反應(yīng)方向移動 減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度 向逆反應(yīng)方向移動 壓強(qiáng)(對有氣體參加的反應(yīng)) 反應(yīng)前后氣體體積改變 增大壓強(qiáng) 向氣體分子總數(shù)減小的方向移動 減小壓強(qiáng) 向氣體分子總數(shù)增大的方向移動 反應(yīng)前后氣體體積不變 改變壓強(qiáng) 平衡不移動 溫度 升高溫度 向吸熱反應(yīng)方向移動 降低溫度 向放熱反應(yīng)方向移動 催化劑 同等程度改變v正、v逆，平衡不移動 (2)勒夏特列原理 如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)、以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。 (3)“惰性氣體”對化學(xué)平衡的影響 ①恒溫、恒容條件 原平衡體系體系總壓強(qiáng)增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動。 ②恒溫、恒壓條件 原平衡體系容器容積增大，各反應(yīng)氣體的分壓減小―→ (1)化學(xué)平衡發(fā)生移動，化學(xué)反應(yīng)速率一定改變；化學(xué)反應(yīng)速率改變，化學(xué)平衡也一定發(fā)生移動() (2)升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，此時(shí)v放減小，v吸增大() (3)合成氨反應(yīng)需要使用催化劑，說明催化劑可以促進(jìn)該平衡向生成氨的方向移動，所以也可以用勒夏特列原理解釋使用催化劑的原因() (4)平衡時(shí)，其他條件不變，分離出固體生成物，v正減小() (5)C(s)＋CO2(g)??2CO(g)　ΔH＞0，其他條件不變時(shí)，升高溫度，反應(yīng)速率v(CO2)和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率均增大(√) (6)化學(xué)平衡正向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大(√) (7)往平衡體系FeCl3＋3KSCN??Fe(SCN)3＋3KCl中加入適量KCl固體，平衡逆向移動，溶液的顏色變淺() (8)對于2NO2(g)??N2O4(g)的平衡體系，壓縮體積，增大加強(qiáng)，平衡正向移動，混合氣體的顏色變淺() 根據(jù)化學(xué)平衡原理解答下列問題： 在體積不變的密閉容器中發(fā)生N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.4kJmol－1，只改變一種外界條件，完成下表： 改變條件 平衡移動方向 氫氣的轉(zhuǎn)化率(增大、減小或不變) 氨氣的體積分?jǐn)?shù)(增大、減小或不變) 增大氮?dú)獾臐舛? 增大氨氣的濃度 升溫 充入適量氬氣 答案　正向　增大　逆向　減小　增大　逆向　減小　減小　不移動　不變　不變 題組一　選取措施使化學(xué)平衡定向移動 1．(2017南寧高三質(zhì)檢)COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列措施：①升溫?、诤闳萃ㄈ攵栊詺怏w　③增加CO濃度?、軠p壓?、菁哟呋瘎藓銐和ㄈ攵栊詺怏w，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是(　　) A．①②④B．①④⑥C．②③⑤D．③⑤⑥ 答案　B 解析　該反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，所以升溫和減壓均可以促使反應(yīng)正向移動。恒壓通入惰性氣體，相當(dāng)于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響。增加CO的濃度，將導(dǎo)致平衡逆向移動。 2．(2017鄭州一中檢測)將NO2裝入帶有活塞的密閉容器中，當(dāng)反應(yīng)2NO2(g)??N2O4(g)達(dá)到平衡后，改變某個(gè)條件，下列敘述正確的是(　　) A．升高溫度，氣體顏色加深，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B．慢慢壓縮氣體體積，平衡向正反應(yīng)方向移動，混合氣體的顏色變淺 C．慢慢壓縮氣體體積，若體積減小一半，壓強(qiáng)增大，但小于原來壓強(qiáng)的兩倍 D．恒溫恒容時(shí)，充入惰性氣體，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，混合氣體的顏色變淺 答案　C 解析　升高溫度，氣體顏色加深，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；首先假設(shè)平衡不移動，壓縮體積，氣體顏色加深，但平衡向正反應(yīng)方向移動，使混合氣體的顏色在加深后的基礎(chǔ)上變淺，但一定比原平衡的顏色深，B錯誤；同理C項(xiàng)，首先假設(shè)平衡不移動，若體積減小一半，則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼膬杀?，但平衡向正反?yīng)方向移動，使壓強(qiáng)在原平衡兩倍的基礎(chǔ)上減小，正確；體積不變，反應(yīng)物及生成物濃度不變，所以正、逆反應(yīng)速率均不變，平衡不移動，顏色無變化，D錯誤。 3．在壓強(qiáng)為0.1MPa、溫度為300℃條件下，amolCO與3amolH2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)　ΔH＜0。 (1)平衡后將容器的容積壓縮到原來的一半，其他條件不變，對平衡體系產(chǎn)生的影響是________(填字母)。 A．c(H2)減小 B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢 C．反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大 D．重新平衡減小 (2)若容器容積不變，下列措施可增大甲醇產(chǎn)率的是________(填字母)。 A．升高溫度 B．將CH3OH從體系中分離 C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大 答案　(1)CD　(2)B 解析　(1)該反應(yīng)為正向氣體分子數(shù)減小的可逆反應(yīng)，縮小體積，平衡正向移動，c(H2)增大，正、逆反應(yīng)速率均增大，因而A、B均不正確。(2)由于該反應(yīng)正向是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，CH3OH的產(chǎn)率降低，體積不變，充入He，平衡不移動。 化學(xué)平衡移動的目的是“減弱”外界條件的改變，而不是“抵消”外界條件的改變，改變是不可逆轉(zhuǎn)的。新平衡時(shí)此物理量更靠近于改變的方向。如①增大反應(yīng)物A的濃度，平衡右移，A的濃度在增大的基礎(chǔ)上減小，但達(dá)到新平衡時(shí)，A的濃度一定比原平衡大；②若將體系溫度從50℃升高到80℃，則化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)50℃＜T＜80℃；③若對體系N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)加壓，例如從30MPa加壓到60MPa，化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動，達(dá)到新的平衡時(shí)30MPa＜p＜60MPa。 題組二　條件改變時(shí)對化學(xué)平衡移動結(jié)果的判斷 4．將等物質(zhì)的量的N2、H2氣體充入某密閉容器中，在一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＜0。當(dāng)改變某個(gè)條件并維持新條件直至新的平衡時(shí)，下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是(　　) 選項(xiàng) 改變條件 新平衡與原平衡比較 A 增大壓強(qiáng) N2的濃度一定變小 B 升高溫度 N2的轉(zhuǎn)化率變小 C 充入一定量H2 H2的轉(zhuǎn)化率不變，N2的轉(zhuǎn)化率變大 D 使用適當(dāng)催化劑 NH3的體積分?jǐn)?shù)增大 答案　B 解析　A項(xiàng)，正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，依據(jù)勒夏特列原理可知增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動，但氮?dú)獾臐舛热匀槐仍胶獯?，不正確；B項(xiàng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率降低，正確；C項(xiàng)，充入一定量的氫氣，平衡向正反應(yīng)方向移動，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大，而氫氣的轉(zhuǎn)化率降低，不正確；D項(xiàng)，催化劑只能改變反應(yīng)速率而不能改變平衡狀態(tài)，不正確，答案選B。 5．(2017沈陽質(zhì)檢)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。新型RuO2催化劑對上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。 (1)實(shí)驗(yàn)測得在一定壓強(qiáng)下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl～T曲線如下圖： 則總反應(yīng)的ΔH________(填“＞”“＝”或“＜”)0。 (2)在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大，請?jiān)谏蠄D畫出相應(yīng)αHCl～T曲線的示意圖，并簡要說明理由：_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)下列措施中，有利于提高αHCl的有________。 A．增大n(HCl) B．增大n(O2) C．使用更好的催化劑 D．移去H2O 答案　(1)＜　(2)見下圖 溫度相同的條件下，增大壓強(qiáng)，平衡右移，αHCl增大，因此曲線應(yīng)在原曲線上方　(3)BD 解析　(1)結(jié)合題中αHCl～T圖像可知，隨著溫度升高，αHCl降低，說明升高溫度平衡逆向移動，得出正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，即ΔH＜0。(2)結(jié)合可逆反應(yīng)2HCl(g)＋O2(g)??H2O(g)＋Cl2(g)的特點(diǎn)，增大壓強(qiáng)平衡向右移動，αHCl增大，則相同溫度下，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比增壓前的大，曲線如答案中圖示所示。(3)有利于提高αHCl，則采取措施應(yīng)使平衡2HCl(g)＋O2(g)??H2O(g)＋Cl2(g)正向移動。A項(xiàng)，增大n(HCl)，則c(HCl)增大，雖平衡正向移動，但αHCl減小，錯誤；B項(xiàng)，增大n(O2)即增大反應(yīng)物的濃度；D項(xiàng)，移去H2O即減小生成物的濃度，均能使平衡正向移動，兩項(xiàng)都正確；C項(xiàng)，使用更好的催化劑，只能加快反應(yīng)速率，不能使平衡移動，錯誤。 6．(2018石家莊質(zhì)檢)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng)： 工業(yè)上，通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為1∶9)，控制反應(yīng)溫度600℃，并保持體系總壓為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))示意圖如下： (1)摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率，解釋說明該事實(shí)：____________________________。 (2)控制反應(yīng)溫度為600℃的理由是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增加，加入水蒸氣稀釋，相當(dāng)于起減壓的效果 (2)600℃，乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低，反應(yīng)速率慢，轉(zhuǎn)化率低；溫度過高，選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活，且能耗大 解化學(xué)平衡移動的思維過程 關(guān)注特點(diǎn)— ―→分析條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等) ―→想原理(平衡移動原理)―→綜合判斷得結(jié)論。 題組三　平衡移動方向與結(jié)果的判斷 7．對于以下三個(gè)反應(yīng)，從反應(yīng)開始進(jìn)行到達(dá)到平衡后，保持溫度、體積不變，按要求回答下列問題。 (1)PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g) 再充入PCl5(g)，平衡向________方向移動，達(dá)到平衡后，PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率________，PCl5(g)的百分含量______。 答案　正反應(yīng)　減小　增大 (2)2HI(g)??I2(g)＋H2(g) 再充入HI(g)，平衡向________方向移動，達(dá)到平衡后，HI的分解率________，HI的百分含量________。 答案　正反應(yīng)　不變　不變 (3)2NO2(g)??N2O4(g) 再充入NO2(g)，平衡向________方向移動，達(dá)到平衡后，NO2(g)的轉(zhuǎn)化率________，NO2(g)的百分含量________。 答案　正反應(yīng)　增大　減小 1．恒容狀態(tài)下的化學(xué)平衡分析 在恒容容器中，當(dāng)改變其中一種氣態(tài)物質(zhì)的濃度時(shí)，必然會引起壓強(qiáng)的改變，但判斷平衡移動的方向時(shí)，仍以濃度的影響來考慮。如反應(yīng)2NO2??N2O4，達(dá)到平衡后，若向容器中再通入反應(yīng)物NO2，則c(NO2)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動；若向容器中通入生成物N2O4，則c(N2O4)增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動。但由于兩種情況下，容器內(nèi)的壓強(qiáng)都增大，故對最終平衡狀態(tài)的影響是一致的，則兩種情況下，達(dá)到新的平衡時(shí)，NO2的百分含量都比原平衡時(shí)要小。 2．平衡轉(zhuǎn)化率的分析與判斷方法 (1)反應(yīng)aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)的轉(zhuǎn)化率分析 ①若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，達(dá)到平衡后，它們的轉(zhuǎn)化率相等。 ②若只增加A的量，平衡正向移動，B的轉(zhuǎn)化率提高，A的轉(zhuǎn)化率降低。 ③若按原比例同倍數(shù)地增加(或降低)A、B的濃度，等效于壓縮(或擴(kuò)大)容器體積，氣體反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。 同倍增大c(A)和c(B) (2)反應(yīng)mA(g)??nB(g)＋qC(g)的轉(zhuǎn)化率分析 在T、V不變時(shí)，增加A的量，等效于壓縮容器體積，A的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。 增大c(A) 考點(diǎn)三　應(yīng)用“等效平衡”判斷平衡移動的結(jié)果 1．等效平衡的含義 在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，還是正、逆反應(yīng)同時(shí)投料，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。 2．等效平衡的判斷方法 (1)恒溫、恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng) 判斷方法：極值等量即等效。 例如：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ①2mol1mol0 ②002mol ③0.5mol0.25mol1.5mol ④amolbmolcmol 上述①②③三種配比，按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則SO2均為2mol，O2均為1mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。 ④中a、b、c三者的關(guān)系滿足：c＋a＝2，＋b＝1，即與上述平衡等效。 (2)恒溫、恒壓條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng) 判斷方法：極值等比即等效。 例如：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ①2mol3mol0 ②1mol3.5mol2mol ③amolbmolcmol 按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則①②中＝，故互為等效平衡。 ③中a、b、c三者關(guān)系滿足：＝，即與①②平衡等效。 (3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng) 判斷方法：無論是恒溫、恒容，還是恒溫、恒壓，只要極值等比即等效，因?yàn)閴簭?qiáng)改變對該類反應(yīng)的化學(xué)平衡無影響。 例如：H2(g)＋I(xiàn)2(g)??2HI(g) ①1mol1mol0 ②2mol2mol1mol ③amolbmolcmol ①②兩種情況下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互為等效平衡。 ③中a、b、c三者關(guān)系滿足∶＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即與①②平衡等效。 3．虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡 (1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式 新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。 (2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例，見圖示) 新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強(qiáng)不變，平衡不移動。 1．(2018衡水二中模擬)在相同溫度和壓強(qiáng)下，對反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)進(jìn)行甲、乙、丙、丁四組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)起始時(shí)放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表 物質(zhì) 物質(zhì)的量 實(shí)驗(yàn) CO2 H2 CO H2O 甲 amol amol 0mol 0mol 乙 2amol amol 0mol 0mol 丙 0mol 0mol amol amol 丁 amol 0mol amol amol 上述四種情況達(dá)到平衡后，n(CO)的大小順序是(　　) A．乙＝丁>甲＝丙 B．甲>乙>丙>丁 C．乙＝甲>丁＝丙 D．丁>丙>乙>甲 答案　A 解析　四種情況均“一邊倒”為反應(yīng)物，進(jìn)行比較： 物質(zhì) 物質(zhì)的量 實(shí)驗(yàn) CO2 H2 CO H2O 甲 amol amol 0mol 0mol 乙 2amol amol 0mol 0mol 丙 amol amol 0mol 0mol 丁 2amol amol 0mol 0mol 所以乙和丁相當(dāng)于增大了反應(yīng)物(CO2)的初始量，平衡向正反應(yīng)方向移動，相對于甲和丙n(CO)增大，故有乙＝丁>甲＝丙。 2．一定溫度下，在3個(gè)容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)＋CO(g)??CH3OH(g)達(dá)到平衡，下列說法正確的是(　　) 容器 溫度/K 物質(zhì)的起始濃度/molL－1 物質(zhì)的平衡濃度/molL－1 c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A．該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱 B．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大 C．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍 D．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大 答案　D 解析　對比容器Ⅰ和Ⅲ可知兩者投料量相當(dāng)，若溫度相同，最終建立等效平衡，但Ⅲ溫度高，平衡時(shí)c(CH3OH)小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；Ⅱ相對于Ⅰ成比例增加投料量，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率提高，所以Ⅱ中轉(zhuǎn)化率高，B錯誤；不考慮溫度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的兩倍，C錯誤；對比Ⅰ和Ⅲ，若溫度相同，兩者建立等效平衡，兩容器中速率相等，但Ⅲ溫度高，速率更快，D正確。 1．(2017海南，11改編)已知反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。在一定溫度和壓強(qiáng)下于密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡。下列敘述正確的是(　　) A．升高溫度，K增大 B．減小壓強(qiáng)，n(CO2)增加 C．更換高效催化劑，α(CO)增大 D．充入一定量的氮?dú)?，n(H2)不變 答案　D 2.(2016四川理綜，6)一定條件下，CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)＋H2O(g)??CO(g)＋3H2(g)。設(shè)起始＝Z，在恒壓下，平衡時(shí)CH4的體積分?jǐn)?shù)φ(CH4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．該反應(yīng)的焓變ΔH>0 B．圖中Z的大小為a>3>b C．圖中X點(diǎn)對應(yīng)的平衡混合物中＝3 D．溫度不變時(shí)，圖中X點(diǎn)對應(yīng)的平衡在加壓后φ(CH4)減小 答案　A 解析　A項(xiàng)，由圖可知，隨溫度的升高，CH4的體積分?jǐn)?shù)減小，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正確；B項(xiàng)，Z越大，說明大，相當(dāng)于增加H2O的量，平衡正向移動，CH4的體積分?jǐn)?shù)減小，所以b>3>a，錯誤；C項(xiàng)，起始時(shí)n(H2O)＝3xmol，n(CH4)＝xmol，隨平衡的建立，消耗的n(CH4)＝n(H2O)＝amol，平衡時(shí)＝≠3，錯誤；D項(xiàng)，加壓，平衡向逆反應(yīng)移動，CH4體積分?jǐn)?shù)增大，錯誤。 3．[2016天津理綜，10(3)]在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應(yīng)：MHx(s)＋yH2(g)?? MHx＋2y(s)　ΔH＜0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是________。 a．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變 b．吸收ymolH2只需1molMHx c．若降溫，該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大 d．若向容器內(nèi)通入少量氫氣，則v(放氫)>v(吸氫) 答案　ac 解析　MHx(s)＋yH2(g)??MHx＋2y(s)　ΔH＜0，該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量減小的反應(yīng)。a項(xiàng)，平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)不變，正確；b項(xiàng)，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，吸收ymolH2需要大于1molMHx，錯誤；c項(xiàng)，因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，降溫時(shí)該反應(yīng)將向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)的平衡常數(shù)將增大，正確；d項(xiàng)，向容器內(nèi)通入少量氫氣，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，v(放氫)＜v(吸氫)，錯誤。 4．(2017全國卷Ⅱ，27)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問題： (1)正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下： ①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1 已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－119kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH3＝－242kJmol－1 反應(yīng)①的ΔH1為________kJmol－1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x________(填“大于”或“小于”)0.1；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是________(填標(biāo)號)。 A．升高溫度 B．降低溫度 C．增大壓強(qiáng) D．降低壓強(qiáng) (2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是__________________________。 (3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是________________________、________________________________________________________________________；590℃ 之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)＋123　小于　AD (2)氫氣是產(chǎn)物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應(yīng)速率增大 (3)升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行　升高溫度時(shí)，反應(yīng)速率加快　丁烯高溫裂解生成短碳鏈烴類 解析　(1)根據(jù)蓋斯定律，用②式－③式可得①式，因此ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJmol－1－(－242) kJmol－1＝＋123kJmol－1。由(a)圖可以看出，溫度相同時(shí)，由0.1MPa變化到xMPa，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動，所以x<0.1。由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，所以溫度升高時(shí)，平衡正向移動，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此A正確、B錯誤；反應(yīng)①正向進(jìn)行時(shí)體積增大，加壓時(shí)平衡逆向移動，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此C錯誤、D正確。(2)反應(yīng)初期，H2可以活化催化劑，進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)較小，丁烷濃度大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度大，丁烯轉(zhuǎn)化率升高；隨著進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)增大，原料中過量的H2會使反應(yīng)①平衡逆向移動，所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降。(3)590℃之前，溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快，生成的丁烯會更多，同時(shí)由于反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，平衡體系中會含有更多的丁烯。而溫度超過590℃時(shí)，丁烯高溫會裂解生成短碳鏈烴類，使產(chǎn)率降低。 1．(2017淄博聯(lián)考)在一定條件下，可逆反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，下列說法正確的是(　　) A．降低溫度，可提高反應(yīng)速率 B．加入合適的催化劑，可提高N2的轉(zhuǎn)化率 C．N2的正反應(yīng)速率等于NH3的逆反應(yīng)速率 D．反應(yīng)物和生成物的濃度都不再發(fā)生變化 答案　D 解析　降低溫度，反應(yīng)速率減慢，A項(xiàng)錯誤；加入合適的催化劑，反應(yīng)速率加快，但平衡不移動，N2的轉(zhuǎn)化率不變，B項(xiàng)錯誤；反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2的正反應(yīng)速率等于NH3的逆反應(yīng)速率的1/2，C項(xiàng)錯誤；反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度不變，D項(xiàng)正確。 2．用銅、鉻的氧化物作催化劑時(shí)，HCl制Cl2的原理為4HCl(g)＋O2(g)??2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.6kJmol－1，下列說法正確的是(　　) A．平衡時(shí)，將生成的水蒸氣除去，有利于提高HCl的轉(zhuǎn)化率 B．在恒容絕熱容器中進(jìn)行時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的壓強(qiáng)一定不斷減小 C．恒壓容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后通入惰性氣體，平衡不移動 D．平衡時(shí)，其他條件不變，增大催化劑用量，反應(yīng)的平衡常數(shù)將變大 答案　A 解析　平衡時(shí)除去水蒸氣，平衡向正反應(yīng)方向移動，有利于提高HCl的轉(zhuǎn)化率，A項(xiàng)正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度將不斷升高，雖然該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，但很難確定壓強(qiáng)是否減小，B項(xiàng)錯誤；恒壓容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后通入惰性氣體，相當(dāng)于減小反應(yīng)體系氣體的壓強(qiáng)，平衡向逆方向移動，C項(xiàng)錯誤；催化劑對平衡常數(shù)沒有影響，D項(xiàng)錯誤。 3．一定條件下，通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l)　ΔH<0。若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進(jìn)行，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．平衡前，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變 B．平衡時(shí)，其他條件不變，分離出硫，正反應(yīng)速率加快 C．平衡時(shí)，其他條件不變，升高溫度可提高SO2的轉(zhuǎn)化率 D．其他條件不變，使用不同催化劑，該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變 答案　D 解析　S為液體，正反應(yīng)是氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，氣體物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)減小，A項(xiàng)錯誤；硫是純液態(tài)生成物，分離出硫后正反應(yīng)速率不變，B項(xiàng)錯誤；此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，SO2的轉(zhuǎn)化率降低，C項(xiàng)錯誤；化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，D項(xiàng)正確。 4．(2017北京朝陽區(qū)一模)探究濃度對化學(xué)平衡的影響，實(shí)驗(yàn)如下： Ⅰ.向5mL0.05molL－1FeCl3溶液中加入5mL0.05molL－1KI溶液(反應(yīng)a)，反應(yīng)達(dá)到平衡后將溶液分為兩等份 Ⅱ.向其中一份中加入飽和KSCN溶液，變紅(反應(yīng)b)；加入CCl4，振蕩、靜置，下層顯極淺的紫色 Ⅲ.向另一份中加入CCl4，振蕩、靜置，下層顯紫紅色 結(jié)合實(shí)驗(yàn)，下列說法不正確的是(　　) A．反應(yīng)a為2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I(xiàn)2 B．Ⅱ中，反應(yīng)a進(jìn)行的程度大于反應(yīng)b進(jìn)行的程度 C．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中變紅的原理Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3 D．比較水溶液中c(Fe2＋)：Ⅱ<Ⅲ 答案　B 解析　由藥品用量看，F(xiàn)e3＋與I－能恰好反應(yīng)，再依據(jù)Ⅱ、Ⅲ實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可知，反應(yīng)混合物中存在Fe3＋和I2，因而Fe3＋與I－的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，A正確；結(jié)合Ⅱ、Ⅲ實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，a反應(yīng)后I2濃度較大，b反應(yīng)后I2濃度較小，說明SCN－結(jié)合Fe3＋的能力比I－還原Fe3＋的能力強(qiáng)，使2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I(xiàn)2的平衡逆向逆動，B錯。 5．如圖所示，三個(gè)燒瓶中分別充滿NO2氣體并分別裝置在盛有下列物質(zhì)的燒杯(燒杯內(nèi)有水)中： 在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物質(zhì)，在(3)中加入NH4Cl晶體，發(fā)現(xiàn)(1)中紅棕色變深，(3)中紅棕色變淺。 [已知反應(yīng)2NO2(紅棕色)??N2O4(無色)] 下列敘述正確的是(　　) A．2NO2??N2O4是放熱反應(yīng) B．NH4Cl溶于水時(shí)放出熱量 C．燒瓶(1)中平衡混合氣體的相對分子質(zhì)量增大 D．燒瓶(3)中氣體的壓強(qiáng)增大 答案　A 解析　加CaO的燒杯(1)中溫度升高，(1)中紅棕色變深，說明平衡逆向移動，平衡混合氣體的相對分子質(zhì)量減?。?3)中紅棕色變淺，說明平衡正向移動，氣體的壓強(qiáng)減小，加NH4Cl晶體的燒杯(3)中溫度降低，由此可說明2NO2??N2O4是放熱反應(yīng)，NH4Cl溶于水時(shí)吸收熱量。 6．(2016海南，11改編)由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．由X→Y反應(yīng)的ΔH＝E5－E2 B．由X→Z反應(yīng)的ΔH＞0 C．降低壓強(qiáng)有利于提高Y的產(chǎn)率 D．升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率 答案　C 解析　化學(xué)反應(yīng)中的能量變化決定于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小，由圖可知，X→Y反應(yīng)的ΔH＝E3－E2，X→Z反應(yīng)的ΔH＝E1－E2＜0，反應(yīng)放熱，A、B項(xiàng)錯誤；由X生成Y的反應(yīng)，即2X(g)??3Y(g)，是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，降低壓強(qiáng)，平衡正向移動，有利于提高Y的產(chǎn)率，C正確；X→Z的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，不利于提高Z的產(chǎn)率，D錯誤。 7．(2017遼寧葫蘆島六校協(xié)作體考試)已知反應(yīng)：CO(g)＋3H2(g)??CH4(g)＋H2O(g)。起始以物質(zhì)的量之比為1∶1充入反應(yīng)物，不同壓強(qiáng)條件下，H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示(M、N點(diǎn)標(biāo)記為▲)。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．上述反應(yīng)的ΔH<0 B．N點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率一定比M點(diǎn)的快 C．降低溫度，H2的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100% D．工業(yè)上用此法制取甲烷應(yīng)采用更高的壓強(qiáng) 答案　A 解析　根據(jù)圖像，隨著溫度的升高，H2的轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，根據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，A項(xiàng)正確；N點(diǎn)壓強(qiáng)大于M點(diǎn)的，M點(diǎn)溫度高于N點(diǎn)的，因此無法確定兩點(diǎn)的反應(yīng)速率快慢，B項(xiàng)錯誤；此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能完全進(jìn)行到底，C項(xiàng)錯誤；控制合適的溫度和壓強(qiáng)，既能保證反應(yīng)速率較快，也能保證H2有較高的轉(zhuǎn)化率，采用更高的壓強(qiáng)對設(shè)備的要求更高，增加經(jīng)濟(jì)成本，D項(xiàng)錯誤。 8．在初始溫度為500℃、容積恒定為10L的三個(gè)密閉容器中，按圖所示投入原料，發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－25kJmol－1。已知乙達(dá)到平衡時(shí)氣體的壓強(qiáng)為開始時(shí)的0.55倍；乙、丙中初始反應(yīng)方向不同，平衡后對應(yīng)各組分的體積分?jǐn)?shù)相等。下列分析正確的是(　　) 　絕熱　　　　　恒溫　　　　　　　恒溫 甲　　　　　　乙　　　　　　　　　丙 A．剛開始反應(yīng)時(shí)速率：甲>乙 B．平衡后反應(yīng)放熱：甲>乙 C．500℃時(shí)乙容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝3102 D．若a≠0，則0.9”“<”或“＝”)0。 (2)工業(yè)上，利用密閉石英管提純粗鎳。在密閉石英管內(nèi)充滿CO，在________(填“高溫區(qū)”或“低溫區(qū)”)放置粗鎳，在另一區(qū)域收集純鎳粉。 (3)吸煙時(shí)，煙草燃燒生成的CO會與煙草中微量的Ni在肺部發(fā)生該反應(yīng)，生成容易進(jìn)入血液的Ni(CO)4，隨著CO與血紅蛋白的結(jié)合，在血液中不斷積累重金屬鎳單質(zhì)，使人體中毒。用化學(xué)平衡原理解釋“鎳積累”：_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)<　(2)低溫區(qū)(3)Ni(CO)4進(jìn)入血液后，CO與血紅蛋白結(jié)合，平衡左移，鎳在人體中積累 解析　(1)在較低溫度下有利于合成四羰基合鎳，在高溫下四羰基合鎳分解，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)利用平衡移動原理提純鎳：粗鎳中含有不反應(yīng)且難揮發(fā)的雜質(zhì)，將粗鎳放在低溫區(qū)，使鎳與CO化合成氣態(tài)四羰基合鎳，將難揮發(fā)的雜質(zhì)殘留在低溫區(qū)。在高溫區(qū)，四羰基合鎳蒸氣分解，純鎳留在高溫區(qū)。(3)CO與血紅蛋白結(jié)合能力很強(qiáng)，使平衡向左移動，產(chǎn)生的鎳逐漸增多。 11．(2018淮安檢測)汽車尾氣中CO、NO2在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：4CO(g)＋2NO2(g)??4CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－1200kJmol－1。在一定溫度下，向容積固定為2L的密閉容器中充入一定量的CO和NO2，NO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示： (1)0～10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(CO)＝________，從11min起其他條件不變，壓縮容器的容積變?yōu)?L，則n(NO2)的變化曲線可能為圖中的________(填字母)。 (2)恒溫恒容條件下，不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填字母)。 A．容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化 B．容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變 C．2v逆(NO2)＝v正(N2) D．容器內(nèi)混合氣體密度保持不變 (3)對于該反應(yīng)，溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時(shí)，下列圖像表示正確的是________(填序號)。 答案　(1)0.03molL－1min－1　d　(2)CD　(3)乙 解析　(1)0～10min內(nèi)v(CO)＝2v(NO2)＝2＝0.03molL－1min－1。從11min起壓縮容器容積，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動，n(NO2)應(yīng)逐漸減小直至達(dá)到新的平衡。(2)混合氣體顏色不再變化，說明各物質(zhì)的濃度不變，可以說明達(dá)到平衡，A對；反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不相等，因此壓強(qiáng)保持不變，可以說明達(dá)到平衡，B對；v逆(NO2)＝2v正(N2)才能說明達(dá)到平衡，C錯；反應(yīng)體系中物質(zhì)全部為氣體，密度始終保持不變，不能說明達(dá)到平衡，D錯。(3)甲，溫度升高，v正、v逆應(yīng)該均出現(xiàn)突增，錯誤；乙，溫度升高，平衡逆向移動，NO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)該降低，正確；丙，溫度不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該減小，錯誤。 12．乙醇是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯氣相直接水合法[C2H4(g)＋H2O(g)??C2H5OH(g)]生產(chǎn)。下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中∶＝1∶1)。 (1)圖中壓強(qiáng)(p1、p2、p3、p4)的大小順序?yàn)開_________，理由是_________________________ ________________________________________________________________________。 (2)氣相直接水合法常用的工藝條件為磷酸/硅藻土為催化劑，反應(yīng)溫度290℃、壓強(qiáng)6.9MPa，∶＝0.6∶1，乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%，若要進(jìn)一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率，除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)外，還可以采取的措施有____________________、___________________ ____________________________________________________。 答案　(1)p4>p3>p2>p1　正反應(yīng)為分子數(shù)減少的化學(xué)反應(yīng)，相同溫度下，壓強(qiáng)增大，乙烯轉(zhuǎn)化率提高 (2)將產(chǎn)物乙醇液化移去　增加∶的比值 解析　(1)C2H4(g)＋H2O(g)??C2H5OH(g)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，C2H4的轉(zhuǎn)化率提高，所以p4>p3>p2>p1。 (2)依據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)及平衡移動原理，提高乙烯轉(zhuǎn)化率還可以增大H2O與C2H4的比例，將乙醇及時(shí)分離出去等。 13．(2018南昌縣蓮塘一中月考)T℃下，向一容積不變的密閉容器中，通入一定量的NO和CO，用氣體傳感器測得不同時(shí)間NO和CO濃度如下表：  時(shí)間/s 0 1 2 3 4 5 c(NO)/10－4 molL－1 10.0 4.50 c1 1.50 1.00 1.00 c(CO)/10－3 molL－1 3.60 3.05 c2 2.75 2.70 2.70 (1)則c2合理的數(shù)值為________(填字母)。 A．4.20 B．4.00 C．2.95 D．2.80 (2)將不同物質(zhì)的量的H2O(g)和CO(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)：H2O(g)＋CO(g)??CO2(g)＋H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)： 實(shí)驗(yàn)組 溫度/℃ 起始量/ mol 平衡量/ mol 達(dá)到平衡所 需時(shí)間/min H2O CO CO H2 Ⅰ 650 2 4 2.4 1.6 5 Ⅱ 900 1 2 1.6 0.4 3 Ⅲ 900 a b c d t 若a＝2，b＝1，則c＝________，達(dá)到平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)組Ⅱ中H2O(g)和實(shí)驗(yàn)組Ⅲ中CO的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系為αⅡ(H2O)________(填“＜”“＞”或“＝”)αⅢ(CO)。 (3)二甲醚是清潔能源，用CO在催化劑存在下制備二甲醚的反應(yīng)原理為2CO(g)＋4H2(g)??CH3OCH3(g)＋H2O(g)，已知一定條件下，該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比的變化曲線如圖所示。 ①a、b、c按從大到小的順序排序?yàn)開______________________________________________。 ②根據(jù)圖像可以判斷該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，理由是____________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)D　(2)0.6?。健?3)①a＞b＞c?、谕读媳认嗤?，溫度越高，α(CO)越小，平衡左移，該反應(yīng)為放熱反應(yīng) 解析　(1)由于CO為反應(yīng)物，逐漸被消耗，故c2應(yīng)介于2.75～3.05之間，又濃度越大，反應(yīng)速率越快，即3.05－c2＞c2－2.75，故應(yīng)選D。(2)由H2O(g)＋CO(g)??CO2(g)＋H2(g)可知Ⅱ中平衡時(shí)n(H2O)＝0.6 mol，Ⅱ可看作向容器中加入1 mol CO、1 mol H2O建立平衡后又加1 mol CO重新建立的平衡，Ⅲ可看作向容器中加入1 mol CO、1 mol H2O，建立平衡后又加1 mol H2O重新建立的平衡，故對平衡右移的促進(jìn)作用完全相同。故c(CO)＝0.6 mol，αⅡ(H2O)＝αⅢ(CO)。(3)①α(CO)越大，越大，故a＞b＞c，②由