2018届一轮复习人教版化学平衡状态学案 27页

化学平衡状态 ‎1.了解化学反应的可逆性。‎ ‎2.了解化学平衡建立的过程。‎ ‎ ‎ 一、化学平衡 ‎1．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 ‎①二同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行。‎ ‎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(填“大于”或“小于”)100%。‎ ‎(3)表示 在方程式中用“”表示。‎ ‎2．化学平衡状态 ‎(1)概念 在一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。‎ ‎(2)化学平衡的建立 ‎(3)平衡特点 二、化学平衡状态的判断 ‎ 可逆反应达到平衡时，V正=V逆，即单位时间内任一物质生成多少，就消耗多少。表现在外部的特点是：各物质的物质的量不变，总物质的量也不变，每一种物质的物质的量的百分含量也不变，混合气体的平均相对分子质量也不变，每种物质的浓度也不变，如温度、体积固定，反应容器内的总压，也不随时间的变化而变化。（但对反应前后气体物质分子数相等的可逆反应，就不能用总压、平均分子质量是否随时间变化来判断是否达到了平衡。）‎ ‎（1）直接（特征）标志：‎ ‎①V正=V逆：指反应体系中的用同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等，但对不同物质而言，速率不一定相等。‎ 现以N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）为例，在单位时间、单位体积内：‎ a.若有1molN2消耗（代表V正），同时有1molN2生成（代表V逆）。同种物质只需考虑量是否相同，所以有1molN2消耗必然同时有1molN2生成，即V正（N2）=V逆（N2）。‎ b.若有1molN2消耗（代表V正），同时有3molH2生成（代表V逆）。不同种物质要考虑化学计量数，由化学方程式知N2和H2化学计量数之比为1：3，所以有1molN2消耗必然同时有3mol H2生成，即V逆（H2）＝3V正（N2），由此可见两者数值不相等。‎ c.同理可得以下关系：若有1molN2消耗（代表V正），同时有2mol NH3消耗（代表V逆）；若有nmolN2消耗（代表V正），同时有2nmol NH3消耗（代表V逆）……‎ d.同时还可以推出：若有1molN≡N键断裂，则有6molN－H键断裂。‎ ‎②各物质的百分含量保持不变。‎ ‎（2）间接（等价）标志：‎ ‎①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。（注：m+n≠p）对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应（如2SO2+O2 2SO3‎ ‎）来说，可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应：（如H2+I2（g）2HI），不能用此标志判断平衡是否到达，因为在此反应过程中，气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。‎ ‎②各物质的浓度不随时间的改变而改变。‎ ‎③各物质的物质的量不随时间的改变而改变。‎ ‎④各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。‎ 小结：判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据 例举反应 mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）‎ 混合物体系中各成分的浓度 ‎（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的质量分数一定 平衡 ‎（3）各气体的体积或体积分数一定 平衡 ‎（4）总体积、总压力、总物质的量一定。（如反应前后气体体积不变的反应）‎ 不一定平衡 正逆反应速率的关系 ‎（1）单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，则v正=v逆（对于同一物质而言）‎ 平衡 ‎（2）在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC，则v正=v逆 平衡 ‎（3）v（A）：v（B）：v（C）：v（D）=m：n：p：q（v正不一定等于v逆）‎ 不一定平衡 ‎（4）在单位时间内生成了n molB，同时消耗了q molD（因均指v逆）‎ 不一定平衡 压强 ‎（1）若m+np+q时，总压力一定（其它条件一定）‎ 平衡 ‎（2）若m+n=p+q时，总压力一定（其它条件一定）‎ 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量Mr ‎（1）当m+np+q时Mr=m（气）/n（总）‎ 平衡 ‎（2）Mr一定时，但m+n=p+q时 不一定平衡 温度 平衡 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变）‎ 体系的密度（）‎ 密度一定（固定容积不变）‎ 不一定平衡 其他 如体系颜色不再变化时等 平衡 三、等效平衡 ‎1．含义 在一定条件下(等温等容或等温等压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同。‎ ‎2．原理 同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量相同。‎ 由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。‎ 高频考点一　可逆反应与化学平衡状态 例1．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是(　　)‎ A．c1∶c2＝3∶1‎ B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3‎ C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0 mol·L－10，当反应达到平衡时，下列措施：①升温　②恒容通入惰性气体　③增加CO浓度　④减压　⑤加催化剂　⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是(　　)‎ A．①②④ B．①④⑥‎ C．②③⑤ D．③⑤⑥‎ ‎【答案】B ‎【解析】　该反应为体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。‎ ‎【变式探究】某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示：‎ ‎(1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填序号，下同)，平衡________移动。‎ ‎(2)升高温度对反应速率影响的图像是__________，平衡向________方向移动。‎ ‎(3)增大反应容器体积对反应速率影响的图像是________，平衡向________方向移动。‎ ‎(4)增大O2的浓度对反应速率影响的图像是__________，平衡向________方向移动。‎ ‎【答案】(1)C　不　(2)A　逆反应　(3)D　逆反应 ‎(4)B　正反应 ‎【解析】　(1)加入催化剂，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上；催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同，则改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴，图像为C。‎ ‎(2)升高温度，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上。因题给反应的正反应放热，升温平衡逆向移动，所以v正′n B．Q<0‎ C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少 D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动 ‎【答案】C ‎【解析】　温度不变时(假设100 ℃条件下)，体积是1 L时，Y的物质的量为1 mol，体积为2 L时，Y的物质的量为0.75 mol·L－1×2 L＝1.5 mol，体积为4 L时，Y的物质的量为0.53 mol·L－1×4 L＝2.12 mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小，平衡向生成X的方向进行，m0，B、D项错误。学科@网 高频考点三　等效平衡 例3．恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g) C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C。则下列说法错误的是(　　)‎ A．若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成的C的物质的量为3a mol B．若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，B的物质的量一定大于4 mol C．若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol C，则再次达到平衡后，C 的物质的量分数为 D．若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变 ‎【答案】B ‎【解析】　选项A，开始时通入3 mol A和3 mol B，由于容器体积膨胀，保持恒压，相当于将三个原容器叠加，各物质的含量与原平衡中的相同，C的物质的量为 3a mol；选项B，无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时B的物质的量一定大于4 mol；选项C，根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为；选项D，这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变。学科@网 ‎【变式探究】有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为m mol。‎ ‎(1)相同温度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol(从下列各项中选择，只填字母，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol。‎ A．小于m B．等于m C．在m～2m之间 D．等于2m E．大于2m ‎(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入______mol N2和________mol H2。‎ ‎【答案】(1)D　E　(2)0.5　0‎ ‎ ‎ ‎1．(2016·海南化学，11)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是(双选)(　　)‎ A．由X→Y反应的ΔH＝E5－E2‎ B．由X→Z反应的ΔH<0‎ C．降低压强有利于提高Y的产率 D．升高温度有利于提高Z的产率 ‎【答案】BC ‎ 2．(2016·江苏化学，15)一定温度下，在3个体积均为‎1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g) 达到平衡，下列说法正确的是(双选)(　　)‎ 容器 温度/K 物质的起始浓度/mol·L－1‎ 物质的平衡浓度/mol·L－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.该反应的正反应放热 B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 ‎【答案】AD ‎【解析】　对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A正确；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，且Ⅲ的温度比Ⅱ高，相对于Ⅱ，平衡向逆反应方向移动，c(H2)增大，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，温度相同，两者建立等效平衡两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率加快，D正确。学科@网 ‎3．(2016·课标全国Ⅱ，27)丙烯腈(CH2===CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：‎ ‎(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：‎ ‎①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－515 kJ·mol－1‎ ‎②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)　ΔH＝－353 kJ·mol－1‎ 两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是___________________________________________；‎ 有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_________________________________________；‎ 提高丙烯腈反应选择性的关键因素是____________________________________________。‎ ‎(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 ℃，低于‎460 ℃‎时，丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是___________________________________；‎ 高于‎460 ℃‎时，丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)。‎ A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大 C．副反应增多 D．反应活化能增大 ‎(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为________，理由是___________________________________，进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________。‎ ‎【答案】(1) 两个反应均为放热量大的反应　降低温度、降低压强　催化剂　(2)不是　 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低　AC　 (3)1.0　该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低　1∶7.5∶1‎ ‎ 4．[2016·浙江理综，28(1)(2)(3)(4)]催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：‎ CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－53.7 kJ·mol－1　Ⅰ CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2　Ⅱ 某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：‎ T(K)‎ CO2转化率(%)‎ 甲醇选择性(%)‎ ‎543‎ Cat.1‎ ‎12.3‎ ‎42.3‎ ‎543‎ Cat.2‎ ‎10.9‎ ‎72.7‎ ‎553‎ Cat.1‎ ‎15.3‎ ‎39.1‎ ‎553‎ Cat.2‎ ‎12.0‎ ‎71.6‎ ‎【备注】Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比 已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为－283.0 kJ·mol－1和－285.8 kJ·mol－1‎ ‎②H2O(l)===H2O(g)　ΔH3＝44.0 kJ·mol－1‎ 请回答(不考虑温度对ΔH的影响)：‎ ‎(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式K＝________；反应Ⅱ的ΔH2＝________ kJ·mol－1。‎ ‎(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有________。‎ A．使用催化剂Cat.1‎ B．使用催化剂Cat.2‎ C．降低反应温度 D．投料比不变，增加反应物的浓度 E．增大CO2和H2的初始投料比 ‎(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是______________________________________。‎ ‎(4)在图中分别画出反应Ⅰ在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程－能量”示意图。‎ ‎【答案】(1)　＋41.2　(2)CD　‎ ‎(3)表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响 ‎(4)‎ ‎【解析】　(1)因为CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，平衡常数K的表达式为K＝；因为CO和H2的标准燃烧热分别为－283.0 kJ·mol－1和－285.8 kJ·mol－1，可得下列热化学方程式：‎ CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1①‎ H2(g)＋ 1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1②‎ 又H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ·mol－1③‎ 根据盖斯定律，由②－①－③得：‎ CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1‎ ‎ 1．(2015·四川理综，7)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：‎ 已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是(　　)‎ A．550 ℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动 B．650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0 %‎ C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动 D．925 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总 ‎【答案】B ‎【解析】　A项，C(s)＋CO2(g) 2CO(g)的正反应是气体物质的量增加的反应，由于反应容器为体积可变的恒压密闭容器，充入惰性气体容器体积扩大，对反应体系相当于减小压强，故v正、v逆均减小，平衡正向移动，错误；B项，由图可知，650 ℃时若设起始时CO2的体积为1 L，平衡时CO2消耗的体积为x ‎，则 C(s)＋CO2(g) 2CO(g)‎ V始 1 0‎ V变 x 2x V平 1－x 2x ×100%＝40.0%，x＝0.25 L，CO2的转化率为25%，正确；C项，由图可知，T℃时平衡体系中CO和CO2的体积分数均为50%，故若恒压时充入等体积的CO2和CO两种气体，平衡不发生移动，错误；D项，925 ℃时，CO的平衡分压p(CO)＝p总×96.0%，CO2的平衡分压p(CO2)＝p总×4%，根据化学平衡常数的定义可知Kp＝＝＝23.04p总，错误。学科@网 ‎2．(2015·安徽理综，11)汽车尾气中，NO产生的反应为N2(g)＋O2(g) 2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是(　　)‎ A．温度T下，该反应的平衡常数K＝ B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小 C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂 D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH<0‎ ‎【答案】A ‎ 3．(2015·天津理综，6)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋mY(g) 3Z(g)，平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　　)‎ A．m＝2‎ B．两次平衡的平衡常数相同 C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1‎ D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1‎ ‎【答案】D ‎ 4．(2015·江苏，15改编)在体积均为1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s) 2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法不正确的是(　　)‎ A．反应CO2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS＞0、ΔH>0‎ B．体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)＞2p总(状态Ⅰ)‎ C．体系中c(CO)： c(CO，状态Ⅱ)＜2c(CO，状态Ⅲ)‎ D．逆反应速率v逆：v逆(状态Ⅰ)＞v逆(状态Ⅲ)‎ ‎【答案】D ‎【解析】　A项，CO2(g)＋C(s)===2CO(g)是气体的物质的量增加的反应，故ΔS>0，观察图像知，随着温度的升高，c(CO2)减小，平衡右移，则ΔH＞0，正确；B项，Ⅰ所在曲线表示的是通入0.1 mol CO2‎ 的变化过程，此时 ‎　　　　 CO2(g)＋C(s) 2CO(g)‎ n(始)/mol 0.1 0 0‎ n(转)/mol 0.02 　　 　0.04‎ n(平)/mol 0.08 　　 　0.04‎ 此时气体总的物质的量为0.12 mol，‎ Ⅱ所在曲线表示的是通入0.2 mol CO2的变化过程，此时 ‎　　　 CO2(g)＋C(s) 2CO(g)‎ n(始)/mol 0.2 0 0‎ n(转)/mol 0.12 　　 　0.24‎ n(平)/mol 0.08 　　 　0.24‎ 此时气体总的物质的量为0.32 mol，此时Ⅱ中气体总物质的量大于Ⅰ中气体总物质的量的2倍，且Ⅱ的温度高，气体体积膨胀，压强又要增大，则p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ)，正确；C项，状态Ⅱ和Ⅲ，温度相同，Ⅱ中CO2的投料量是Ⅲ中CO2投料量的2倍，若恒容时两平衡等效，则有c(CO，状态Ⅱ)＝2c(CO，状态Ⅲ)，但成比例增加投料量，相当于加压，平衡向逆反应方向移动，所以c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)，正确；D项，状态Ⅰ和Ⅲ相比，Ⅲ的温度高，反应速率快，所以v逆(状态Ⅲ)>v逆(状态Ⅰ)，错误。学科@网 ‎5．[2015·广东理综，31(2)]用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。‎ 新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。‎ ‎①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl～T曲线如下图：‎ 则总反应的ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是________。‎ ‎②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说明理由：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎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．使用更好的催化剂 D．移去H2O ‎【答案】①＜　K(A)　②见下图 温度相同的条件下，增大压强，平衡右移，α(HCl)增大，因此曲线应在原曲线上方　③BD　‎ ‎ 6．[2015·江苏，16(1)]以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。‎ 匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO)随时间变化如图。清液pH＞11时CaSO4转化的离子方程式为_____________________________________________；‎ 能提高其转化速率的措施有________(填序号)。‎ A．搅拌浆料 B．加热浆料至100 ℃‎ C．增大氨水浓度 D．减小CO2通入速率 ‎【答案】CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3＋2NH＋SO＋H2O(或CaSO4＋CO===CaCO3＋SO)　AC ‎ 7．[2015·北京理综，26(3)]氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：‎ 反应Ⅱ：‎ ‎2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)　‎ ΔH＝＋550 kJ·mol－1‎ 它由两步反应组成：‎ ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g)　‎ ΔH＝＋177 kJ·mol－1‎ ⅱSO3(g)分解。‎ L(L1，L2)，X可分别代表压强或温度，下图表示L一定时，ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。‎ ‎①X代表的物理量是________。‎ ‎②判断L1，L2的大小关系，并简述理由：________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】①压强　②L1＜L2，SO3(g)分解的热化学方程式为2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋196 kJ·mol－1，当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大学科@网 ‎ 8．(2015·山东理综，30)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。‎ ‎(1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。‎ 在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为zMHx(s)＋H2(g) zMHy(s)　ΔH1(Ⅰ)；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应(Ⅰ)中z＝________(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝________ mL·g－1·min－1。反应Ⅰ的焓变ΔH1________0(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η(T1)________η(T2)(填“>”“<”或“＝”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过________或 ‎________的方式释放氢气。‎ ‎(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为________________。已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165 kJ·mol－1‎ CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1‎ ‎【答案】(1)　30　<‎ ‎(2)>　c　加热　减压 ‎(3)CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－206 kJ·mol－1‎ ‎ ‎ ‎1．下列关于化学平衡的说法中正确的是(　　)‎ A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度 B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等都等于0‎ C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变 D．化学平衡不可以通过改变条件而改变 ‎【答案】A ‎【解析】　可逆反应达到平衡状态后，虽v(正)＝v(逆)，但均不为0，是动态平衡，B、C错；通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度，D错。‎ ‎2．在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋CO(g) N2(g)＋CO2(g)；ΔH＝－373.2‎ ‎ kJ/mol，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是(　　)‎ A．加催化剂同时升高温度 B．加催化剂同时增大压强 C．升高温度同时充入N2‎ D．降低温度同时增大压强 ‎【答案】B ‎【解析】　结合该反应的特点，提高反应速率的措施有升高温度、增大压强、使用催化剂；提高NO的转化率(平衡正方向移动)的措施有降低温度、增大压强。学科@网 ‎3．在一定条件下，合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，反应达到平衡后，下列说法正确的是(　　)‎ A．升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减小，平衡正向移动 B．增大压强，平衡正向移动 C．减小反应物浓度，平衡正向移动 D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大，平衡正向移动 ‎【答案】B ‎ 4．在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)。当下列所给有关量不再变化时，不能表明该反应已达平衡状态的是(　　)‎ A．混合气体的压强 B．混合气体的密度 C．混合气体的平均相对分子质量 D. ‎【答案】B ‎【解析】　该反应在恒温、恒容条件下进行，气体物质的质量不变，密度始终保持不变，与反应是否达到平衡状态无关，B项符合题意；该反应为气体分子数减小的反应，反应过程中气体总物质的量减小，压强减小，当压强不变时，说明反应达到平衡状态，A项不符合题意；反应过程中气体总质量不变，气体总物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态，C项，不符合题意；＝Qc，Qc表示浓度商，当浓度商保持不变时，说明反应达到平衡状态，D项不符合题意。学科@网 ‎5．汽车净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是(　　)‎ ‎【答案】B ‎【解析】　由于是绝热，恒容密闭体系，随着反应的进行，体系的温度升高，K不断减小，当K不变时，即温度保持不变，该反应达到平衡状态。‎ ‎6．CO和NO都是汽车尾气中的有害物质，它们之间能缓慢地发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g) ΔH＜0，现利用此反应，拟设计一种环保装置，用来消除汽车尾气对大气的污染，下列设计方案可以提高尾气处理效率的是(　　)‎ ‎①选用适当的催化剂　②提高装置温度　③降低装置的压强　④装置中放入碱石灰 A．①③　　 B．②④　　‎ C．①④　　 D．②③‎ ‎【答案】C ‎ 7．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：‎ 在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入NH4‎ Cl晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅。[已知反应2NO2(红棕色) N2O4(无色)]‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．2NO2N2O4是放热反应 B．NH4Cl溶于水时放出热量 C．烧瓶(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大 D．烧瓶(3)中气体的压强增大 ‎【答案】A ‎【解析】　加CaO的烧杯(1)中温度升高，(1)中红棕色变深，说明平衡逆向移动，平衡混合气体的相对分子质量减小；(3)中红棕色变浅，说明平衡正向移动，气体的压强减小，加NH4Cl晶体的烧杯(3)中温度降低，由此可说明2NO2N2O4是放热反应，NH4Cl溶于水时吸收热量。学科@网 ‎8．相同温度下，有相同容积的甲、乙两容器，甲容器中充入‎1 g N2和‎1 g H2，乙容器中充入‎2 g N2和‎2 g H2。下列叙述中不正确的是(　　)‎ A．化学反应速率：乙＞甲 B．平衡后N2的浓度：乙＞甲 C．H2的转化率：乙＞甲 D．平衡混合气中H2的体积分数：乙＞甲 ‎【答案】D ‎ 9．恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中，反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后，再向容器中通入一定量的NO2，又达到平衡时，N2O4的体积分数(　　)‎ A．不变　　 B．增大　　‎ C．减小　　 D．无法判断 ‎【答案】A ‎【解析】　恒温恒压下，平衡后充入NO2，由于反应物仅有一种，所以新平衡与原平衡是等效平衡，N2O4的体积分数不变。‎ ‎10．在恒温、恒容下，有反应‎2A(g)＋2B(g) C(g)＋3D(g)，现从两条途径分别建立平衡。途径Ⅰ：A、B的起始浓度均为2 mol·L－1；途径Ⅱ：C、D的起始浓度分别为2 mol·L－1和6 mol·L－1。以下叙述正确的是(　　)‎ A．达到平衡时，途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率 B．达到平衡时，途径Ⅰ所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强 C．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量相同 D．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量不相同 ‎【答案】C ‎ 11．已知：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1。相同温度下，在体积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应。‎ 相关数据如下：‎ 容器 编号 起始时各物质的物质的量/mol 达平衡过程体系的能量变化 CO H2O CO2‎ H2O ‎①‎ ‎1‎ ‎4‎ ‎0‎ ‎0‎ 放出热量：32.8 kJ ‎②‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎4‎ 热量变化：Q 下列说法中，不正确的是(　　)‎ A．容器①中反应达平衡时，CO的转化率为80%‎ B．容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率 C．容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率 D．平衡时，两容器中CO2的浓度相等 ‎【答案】D ‎ 12．在密闭容器中发生反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，该反应达到平衡后，测得如下数据。‎ 实验 序号 温度(℃)‎ 初始CO浓 度(mol·L－1)‎ 初始H2O浓 度(mol·L－1)‎ CO的平衡 转化率 ‎1‎ ‎110‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎50%‎ ‎2‎ ‎100‎ ‎1‎ ‎1‎ x ‎3‎ ‎110‎ ‎0.8‎ y ‎60%‎ ‎ (1)实验1中，10 h后达到平衡，H2的平均反应速率为________mol·L－1·h－1。在此实验的平衡体系中，再加入0.5 mol CO和0.5 mol H2，平衡将________移动(“向左”、“向右”、“不”或“无法确定”)。‎ ‎(2)实验2中，x的值________(填序号)。‎ A．等于50% B．大于50%‎ C．小于50% D．无法确定 ‎(3)实验3中的y值为________。‎ ‎(4)在‎100 ℃‎条件下，能说明该反应达到平衡状态的是________。‎ A．压强不再变化 B．生成H2O的速率和消耗H2速率相等时 C．混合气体的密度不变 D．H2的质量不再变化 ‎【答案】(1)0.05　不　(2)B　(3)1.2　(4)D ‎【解析】　(1)根据反应速率的公式可得v(CO)＝1 mol·L－1×50%/10 h＝0.05 mol·L－1·h－1，再根据速率比等于系数比，v(H2)＝v(CO)＝0.05 mol·L－1·h－1。在该平衡体系中同时改变了反应物的生成物浓度，并且变化量一致，则Qc＝K，故平衡不移动。(2)从题给信息可知，该反应的正反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，故CO的平衡转化率增大，所以选B。(3)通过反应1可知在‎110 ℃‎时，该反应的K＝ ‎＝1，温度一定，K一定，在反应3中，K＝＝1，求得y＝1.2。(4)反应前后压强始终不变，A错误；生成H2O的速率和消耗H2的速率为同一反应方向，B错误；混合气体的密度始终不变，C错误；H2的质量不再变化，说明反应达到平衡，D正确。‎ ‎13．运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。‎ ‎(1)硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。‎ ‎①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。‎ ‎②若反应进行到状态D时，v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。‎ ‎(2)课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。‎ ‎①能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是________(填编号)。‎ A．使用更高效的催化剂 B．升高温度 C．及时分离出氨气 D．充入氮气，增大氮气的浓度(保持容器体积不变)‎ ‎②若在某温度下，‎2 L的密闭容器中发生合成氨的反应，图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0～10 min内该反应的平均速率v(H2)＝________。从第11 min起，压缩容器的体积为‎1 L，则n(N2)的变化曲线为________(填编号)。‎ ‎【答案】(1)①向左　②>　(2)①D　②0.06 mol·L－1·min－1　d ‎【解析】　(1)①恒压条件下向题述平衡体系中通入氦气，则反应器的体积会增大，各物质的浓度会减小，平衡会向气体分子数增大的方向(向左)移动。②反应进行到状态D时没有达到平衡，需要反应向右进行，增加SO3的量，所以v正>v逆。(2)①该反应是一个气体分子数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动；分 ‎14．工业生产硝酸铵的流程如下图所示：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ· mol－1。‎ ‎①在‎500 ℃‎、2.02×107 Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，充分反应后，放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)92.4 kJ。‎ ‎②为提高H2的转化率，实际生产中宜采取的措施有________(填字母)。‎ A．降低温度 B．最适合催化剂活性的适当高温 C．适当增大压强 D．减小压强 E．循环利用和不断补充氮气 F．及时移出氨 ‎(2)该流程中铂—铑合金网上的氧化还原反应为4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。‎ ‎①已知铂—铑合金网未预热也会发热，则随着温度升高，该反应的化学平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是__________________________________________________________________。‎ ‎②若其他条件不变，则下列图像正确的是________(填字母)。‎ ‎【答案】(1)①小于　②CEF ‎(2)①减小　氨的催化氧化反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K会减小　②ABC