1、第第 2 讲讲化学平衡状态化学平衡状态化学平衡移动化学平衡移动 【2021备考】 最新考纲命题统计 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学 平衡的特征。 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平 衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的 重要作用。 素养落地：认识化学变化有一定限度，是可以调控的；能多角度、动态地分析化 学反应，运用化学反应原理解决实际问题；知道可以通过分析、推理等方法认识 化学平衡的特征及其影响因素，建立模型，并能通过运用模型解释化学现象，揭 示现象的本质和规律。 考点一可逆反应与化学平衡状态
2、知识梳理 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 二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。 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 在化学方程式中用“”表示。 名师提示你 可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属 于化学变化。 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变，我们称为“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
3、反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程 如下： 以上过程可用下图表示： (3)平衡特点 3.判断化学平衡状态的两种方法 (1)动态标志：v正v逆0 同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如 aAbBcCdD， v正（A） v逆（B） a b时，反应达到平衡状态。 (2)静态标志：各种“量”不变 各物质的质量、物质的量或浓度不变。 各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。 温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 名师提示你 这些判据不要死记硬背，在判定时要灵活运用“变量不变原则”：若物理量由变
4、 量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则 不能作为平衡标志。 考向突破 考向一从定性、定量两个角度考查可逆反应的特点 可逆反应定性判断 题目设计 1.对于可逆反应 2SO2O22SO3H0，在混合气体中充入一定量的 18O2， 经足够长的时间后： (1)18O 存在于哪些分子中？ (2)二氧化硫分子的相对分子质量可能为_。 提示(1)由于 2SO2O22SO3为可逆反应，18O 存在于 O2、SO3、SO2三种物 质的分子中。 (2)SO2的相对分子质量可能为 64 或 66 或 68 极端假设法确定物质的浓度范围 命题素材 1.原理：可逆反应不可能进行完全，反
5、应体系各物质同时共存。 2.假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定 它们的浓度介于最大值和最小值之间。 题目设计 2.在密闭容器中进行反应：X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知 X2、Y2、Z 的起始浓度 分别为 0.1 molL 1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡 时，判断各物质的浓度可能值： 分析： 假设反应正向进行到底：X2（g）Y2（g）2Z（g） 起始浓度（molL 1） 0.10.30.2改变浓度（molL 1） 0.1 0.10.2终态浓度（molL 1） 00.20.4 假设反应逆向进行到底：X2（g）Y2（g
6、）2Z（g） 起始浓度（molL 1） 0.10.30.2改变浓度（molL 1） 0.1 0.10.2终态浓度（molL 1） 0.20.40 平衡体系中各物质的浓度范围为 X2_，Y2_，Z_。 提示(0，0.2)(0.2，0.4)(0，0.4) 3.一定条件下，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 molL 1、 0.3 molL 1、0.08 molL1，则： (1)c1c2_； (2)平衡时，Y 和 Z 的生成速率之比为_； (3)X、Y 的转化率之比_； (4)c1
7、的取值范围为_ molL 1。 提示(1)13(2)32(3)11(4)0c10.14 考向二化学平衡状态的判断 判断化学平衡状态的一般方法“正 逆相等，变量不变” 命题素材 题目设计 4.在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：混合气体的压 强；混合气体的密度；混合气体的总物质的量；混合气体的平均相对分子 质量； 混合气体的颜色； 各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比； 某种气体的百分含量 .(1)能说明 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是_。 (2)能说明 I2(g)H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_。 (3)能说明 2NO2(g)N2O4(
8、g)达到平衡状态的是_。 (4)能说明 C(s)CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是_。 (5)能说明 NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)达到平衡状态的是_。 (6)能说明 5CO(g)I2O5(s)5CO2(g)I2(s)达到平衡状态的是_。 .若上述题目中的(1)(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ 提示.(1)(2)(3) (4)(5)(6) .(1)(2)(3) (4) 通过图像判断化学平衡状态 题目设计 5.一定温度下，反应 N2O4(g)2NO2(g)的焓变为H。现将 1 mol N2O4充入一恒 压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态
9、的是_。 提示 6.298 K 时，将 20 mL 3x molL 1 Na3AsO3、20 mL 3x molL 1 I2和 20 mL NaOH 溶 液混合，发生反应：AsO3 3(aq)I2(aq)2OH (aq) AsO3 4(aq)2I (aq) H2O(l)。溶液中 c(AsO3 4)与反应时间(t)的关系如图所示。 下列可判断反应达到平衡的是_。 a.溶液的 pH 不再变化 b.v(I )2v(AsO3 3) c.c(AsO3 4)/c(AsO3 3)不再变化 d.c(I )y molL1 提示ac 考点二化学平衡移动 知识梳理 1.化学平衡的移动 (1)过程 (2)结果 v正v
10、逆，平衡向正反应方向移动； v正v逆，反应达到平衡状态，不发生平衡移动 ； v正v逆，平衡向逆反应方向移动。 (3)图示 2.外界因素对化学平衡移动的影响 (1)一般影响因素分析 (2)“惰性气体”对化学平衡的影响 恒温、恒容条件 原平衡体系 充入惰性气体体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡 不移动。 恒温、恒压条件 原平衡体系 充入惰性气体容器容积增大，各反应气体的分压减小体系中各组 分的浓度同倍数减小 3.勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓 度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 名师提示你 化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的
11、改变，而不是“抵消”外界条件的改 变，改变是不可逆转的。建立新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。 考向突破 考向一化学平衡移动分析与判断 基础知识判断 题目设计 1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”) (1)化学平衡正向移动，说明正反应速率一定增大() (2)增大反应物的量平衡一定会正向移动() (3)增大某一反应物 A 的浓度，平衡正向移动时，反应物的浓度一定小于原来的浓 度，生成物的浓度一定大于原来的浓度() (4)增大压强平衡正向移动，反应物的浓度会减小，生成物的浓度会增大() (5)恒容条件下，增加气体反应物的量，平衡正向移动，反应物的转化率一定增大 () (6)升高温度，化学平衡
12、一定发生移动() 条件改变时化学平衡移动结果的判断 命题素材 平衡移动就是由一个“平衡状态不平衡状态新平衡状态”的过程。 题目设计 2.汽车尾气净化中的一个反应如下： NO(g)CO(g) 1 2N 2(g)CO2(g)H373.4 kJmol 1 在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，填写下列空白： (1)升温时，平衡_(填“正向”“逆向”或“不”)移动；NO 的转化率 _(填“增大”或“减小”)。 (2)加压(通入惰性气体)时，平衡_(填“正向” “逆向”或“不”)移动；CO 的转化率_(填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)加入催化剂时， 平衡_(填“正向”“逆向”或“不”)
13、移动； CO 的转化 率_(填“增大”“减小”或“不变”)。 提示(1)逆向减小(2)不不变(3)不不变 选择控制化学平衡移动方向的措施 题目设计 3.在密闭容器中，一定条件下进行如下反应：NO(g)CO(g) 1 2N 2(g)CO2(g) H373.2 kJmol 1，达到平衡后，为提高 NO 的转化率和该反应的速率，可采 取的措施是_。 加催化剂同时升高温度加催化剂同时增大压强 升高温度同时充入 N2降低温度同时增大压强 增大 CO 的浓度 提示 考向二化学平衡移动图像分析 题目设计 4.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(
14、g)O2(g)2SO3(g)H0 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_(填标号)，平衡_移动。 (2)升高温度对反应速率影响的图像是_(填标号)，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_(填标号)，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_(填标号)，平衡向_ 方向移动。 提示(1)C不(2)A逆反应(3)D逆反应 (4)B正反应 5.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。 实验测得在一定压强下，总反应的 H
15、Cl 平衡转化率随温度变化的HClT 曲线如 下图： (1)则总反应的H_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，请在上图画出相应HClT 曲线的示意 图， 并简要说明理由： _ _。 (3)下列措施中，有利于提高HCl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 提示(1)K(A)(2)见下图 温度相同的条件下，增大压强，平衡右移，HCl增大，因此曲线应在原曲线上方 (3)BD 22 1 核心素养：化学平衡移动原理在化工生产中的广泛应用 素养说明：化学平衡在化工生
16、产中有非常重要的应用，尤其是控制合适的反应条 件使平衡向着希望的方向移动， 是近几年高频考点， 充分体现了学以致用的原则。 1.总体原则 (1)化工生产适宜条件选择的一般原则 条件原则 从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性， 又 要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率， 从而降低生产成本 从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性对温度的限制 (2)平衡类问题需考虑的几个方面 原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。 原料的循环利用。
17、产物的污染处理。 产物的酸碱性对反应的影响。 气体产物的压强对平衡造成的影响。 改变外界条件对多平衡体系的影响。 2.典型实例工业合成氨 (1)反应原理 N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol 1 (2)反应特点：反应为可逆反应；正反应为放热反应；反应物、生成物均为 气体，且正反应为气体物质的量减小的反应。 (3)反应条件的选择 反应 条件 对化学反应 速率的影响 对平衡混合物中 氨含量的影响 合成氨条件的选择 增大 压强 增大反 应速率 平衡正向移动， 提高 平衡混合物中氨的 含量 压强增大， 有利于氨 的合成， 但需要动力 大，对材料、设备的 要求高。 故采用 10 3
18、0 MPa 的高压 升高 温度 增大反 应速率 平衡逆向移动， 降低 平衡混合物中氨的 含量 温度要适宜， 既要保 证反应有较快的速 率， 又要使反应物的 转化率不能太低。 故 采用 400500 左 右的温度， 并且在该 温度下催化剂的活 性最大 使用 催化剂 增大反 应速率 没有影响 工业上一般选用铁 触媒作催化剂 (4)原料气的充分利用 合成氨反应的转化率较低，从原料充分利用的角度分析，工业生产中可采用循环 操作的方法以提高原料的利用率。 【典例】(天津卷)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为： N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol 1 一种工业合成氨
19、的简易流程图如下： (1)天然气中的 H2S 杂质常用氨水吸收，产物为 NH4HS。一定条件下向 NH4HS 溶 液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式： _ _。 (2)步骤中制氢气原理如下： CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H206.4 kJmol 1 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.2 kJ mol 1 对于反应， 一定可以提高平衡体系中 H2百分含量， 又能加快反应速率的措施是 _。 A.升高温度B.增大水蒸气浓度 C.加入催化剂D.降低压强 利用反应，将 CO 进一步转化，可提高 H2产量。若 1 mol CO 和 H2的混
20、合气体 (CO 的体积分数为 20%)与 H2O 反应，得到 1.18 mol CO、CO2和 H2的混合气体， 则 CO 转化率为_。 (3)图 1 表示 500 、 60.0 MPa 条件下， 原料气投料比与平衡时 NH3体积分数的关 系。根据图中 a 点数据计算 N2的平衡体积分数：_。 (4)依据温度对合成氨反应的影响，在图 2 坐标系中，画出一定条件下的密闭容器 内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。 (5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序 号 )_ 。 简 述 本 流 程 中 提 高 合 成 氨 原 料 总 转 化 率
21、的 方 法 ： _。 解析(1)依据题意，NH4HS 被空气中氧气氧化，将2 价 S 元素氧化成 S，同时 生成一水合氨，其反应的化学方程式为 2NH4HSO2= 一定条件2NH 3H2O2S。 (2)结合反应特点，正反应方向是气体物质的量增大的吸热反应，若要加快反应速 率又增加 H2的百分含量，可升高温度，A 项正确；增加水蒸气浓度，能加快反应 速率，使平衡正向移动，但 H2增加的量没有水蒸气增加的量多，H2的百分含量 减少，B 项错误；加入催化剂平衡不移动，H2的百分含量不变，C 项错误；降低 压强反应速率减慢，D 项错误。根据“三段式”法有： CO（g）H2O（g）CO2（g）H2（g）
22、开始（mol） 0.200.8转化（mol）xxx一定时间（mol） 0.2xx0.8x 则0.2xx0.8x1.18， 解得x0.18， 故CO转化率为0.18 mol 0.2 mol 100%90%。 (3)根据“三段式”法有 N23H22NH3开始（mol） 130转化（mol）x3x 2x平衡（mol）1x33x2x 2x 42x100%42%，解之，x 42 71， 所以 N2的平衡体积分数 142 71 4242 71 100%14.5%。 (4)由于 N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0 B.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
23、，增加 O2的浓度不能提高 NO 转化率 D.380 下，c起始(O2)5.010 4 molL 1，NO 平衡转化率为 50%，则平衡常数 K 2 000 解析A 项，实线表示不同温度下相同时间内 NO 的转化率，虚线表示相同条件 下 NO 的平衡转化率，由题图知，随着温度升高，NO 的平衡转化率减小，即温 度升高，反应 2NOO22NO2的平衡逆向移动，说明该反应为放热反应， H0，错误；B 项，X 点对应 NO 的转化率低于该温度下 NO 的平衡转化率，所 以反应没有达到平衡状态，延长反应时间，可以提高 NO 的转化率，正确；C 项， Y 点时反应已达平衡状态， 增加 O2的浓度， 平衡
24、正向移动， NO 的转化率会提高， 错误；D 项，设起始时 c(NO)a molL 1，则： 2NOO22NO2起始（molL 1） a5.010 4 0转化（molL 1） 0.5a0.25a 0.5a平衡（molL 1） 0.5a 5.010 4 0.25a 0.5a K （0.5a）2 （0.5a）2（5.010 40.25a） 1 5.010 40.25a，当 0.25a0 时，K2 000，所以 K2 000，故 D 错误。 答案B A 级全员必做题 1.处于平衡状态的反应 2H2S(g)2H2(g)S2(g)H0，不改变其他条件的情 况下合理的说法是() A.加入催化剂，反应途径将
25、发生改变，H 也将随之改变 B.升高温度，正逆反应速率都增大，H2S 分解率也增大 C.增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低 D.若体系恒容，注入一些 H2后达新平衡，H2浓度将减小 解析焓变是一个状态函数，与反应发生的途径无关，A 项错误；温度升高，正 逆反应速率均增大，因该反应是吸热反应，故平衡正向移动，分解率增大，B 项 正确；该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，逆向反应是放热 反应，会使体系温度升高，C 项错误；体系中注入 H2，体系将向 H2浓度降低方 向移动，但最终 H2的浓度增大，D 项错误。 答案B 2.反应 X(g)Y(g)2Z(g)H0，达到平衡
26、时，下列说法正确的是() A.减小容器体积，平衡向右移动 B.加入催化剂，Z 的产率增大 C.增大 c(X)，X 的转化率增大 D.降低温度，Y 的转化率增大 解析该反应前后气体分子数相等，减小容器体积(加压)平衡不发生移动，A 项 错误；加入催化剂可同时同倍数地改变正、逆反应速率，故平衡不会发生移动， Z 的产率不变，B 项错误；增大 c(X)，平衡正向移动，但 X 的转化率减小，C 项 错误；此反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y 的转化率增大，D 项正 确。 答案D 3.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)， 在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2C
27、OONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。判断该 分解反应已经达到化学平衡的是() A.2v(NH3)v(CO2) B.密闭容器中 c(NH3)c(CO2)21 C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变 解析该反应为有固体参与的非等体积反应，且容器体积不变，所以压强、密度 均可作化学反应是否达到平衡状态的标志，该题应特别注意 D 项，因为该反应为 固体的分解反应，所以 NH3、CO2的体积分数始终为定值(NH3为2 3，CO 2为1 3)。 答案C 4.将等物质的量的 N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达 到平衡：N2(g)3H2(g)2NH3
28、(g)H0。当改变某个条件并维持新条件直至 达到新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是() 选项改变条件新平衡与原平衡比较 A增大压强N2的浓度一定减小 B升高温度N2的转化率减小 C充入一定量 H2H2的转化率不变，N2的转化率增大 D使用适当催化剂NH3的体积分数增大 解析A 项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平 衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确；B 项，正反应是 放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率减小，正确；C 项， 充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化 率减小，不正确；D
29、项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，不正确。 答案B 5.一定温度下，密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。测得 v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是() A.t2时改变的条件：只加入一定量的 SO2 B.在 t1时平衡常数 K1大于 t3时平衡常数 K3 C.t1时平衡混合气的 M1大于 t3时平衡混合气的 M3 D.t1时平衡混合气中 SO3的体积分数等于 t3时平衡混合气中 SO3的体积分数 解析t2时，v正(SO2)突然增大，且达到平衡后速率恢复至原来的速率，如果只加 入一定量的 SO2，达到新的平衡后，速率大于原来的速
30、率，A 错误；平衡常数只 与温度有关，一定温度下，K 值不变，B 错误；平衡状态相同，各物质的百分含 量相同，平均摩尔质量相同，故 C 错误、D 正确。 答案D 6.向一体积为 2 L 的恒容密闭容器里充入 1 mol N2和 4 mol H2， 在一定温度下发生 反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0。10 s 时达到平衡，c(NH3)为 0.4 molL 1。下列说法正确的是( ) A.该反应达到平衡时 H2的转化率为 40% B.降低温度能使混合气体的密度增大 C.向该容器中充入 N2，平衡正向移动 D.研发高效催化剂可大大提高 NH3的产率 解析A 项，根据题中数据可知，NH3
31、的生成量为 0.8 mol，则 H2的减少量为 1.2 mol，(H2)1.2 mol 4 mol 100%30%，错误；B 项，降低温度，平衡正向移动，但 气体总质量不变，容器体积不变，则密度不变，错误；C 项，体积不变，充入 N2， c(N2)增大，平衡正向移动，正确；D 项，催化剂不能使平衡发生移动，因此各物 质的转化率不变、产率不变，错误。 答案C 7.一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料 MgO：MgSO4(s) CO(g)MgO(s)CO2(g)SO2(g)H0，该反应在某密闭容器中达到平衡。 下列分析正确的是() A.恒温恒容时，充入 CO 气体，达到新平衡时c（CO2
32、） c（CO） 增大 B.容积不变时，升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小 C.恒温恒容时，分离出部分 SO2气体可提高 MgSO4的转化率 D.恒温时，增大压强，平衡逆向移动，平衡常数减小 解析恒温恒容时，充入 CO 气体，由于反应物中只有 CO 为气体，相当于加压， 平衡向逆反应方向移动，达到新平衡时c（CO2） c（CO） 减小，故 A 错误；正反应是吸热 反应，升高温度，平衡向正反应方向进行，CO2和 SO2的相对分子质量均比 CO 大，因此混合气体的平均相对分子质量增大，故 B 错误；分离出 SO2，减小生成 物的浓度，平衡向正反应方向移动，MgSO4消耗量增大，即转化率增大，故
33、 C 正 确；化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，故 D 错误。 答案C 8.(2020鹤岗市第一中学上学期月考，6)某温度下，在容积固定不变的密闭容器中 进行如下可逆反应：X(g)Y(g)Z(g)W(s)H0，一段时间后，达到化学 平衡状态。下列叙述正确的是() A.通入稀有气体，平衡向正反应方向移动 B.加入少量 W，逆反应速率增大 C.升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D.降低温度，平衡向逆反应方向移动 解析A 中方程式中各种物质的浓度是不变的， 所以平衡不移动。 B 中 W 是固体， 不影响平衡的移动和反应速率。C 中升高温度，正逆反应速率都是增大的。正反
34、应是吸热反应，所以降低温度平衡向逆反应方向移动，D 正确，答案选 D。 答案D 9.一定量混合气体在一体积可变的密闭容器中发生反应：xA(g)yB(g)zC(g)。 该反应达到平衡后，测得 A 气体的浓度为 0.5 molL 1。在恒温条件下将密闭容器 的体积扩大到原来的 2 倍，再次达到平衡后，测得 A 的浓度为 0.3 molL 1，则下 列叙述正确的是() A.平衡向正反应方向移动 B.xyz C.C 的体积分数降低 D.B 的转化率升高 解析假设容器的容积扩大到原来的 2 倍时，平衡不移动，则 A 的浓度为 0.25 molL 1，但平衡时 A 的浓度为 0.3 molL1，说明平衡向
35、生成 A 的方向移动，即 压强减小，平衡逆向移动，则 xyz，C 的体积分数降低，B 的转化率降低。 答案C 10.已知 NO2和 N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)(正反应为放热反应)。现 将一定量 NO2和 N2O4的混合气体通入一体积为 2 L 的恒温密闭容器中，反应物 物质的量随时间变化关系如图所示，则下列说法错误的是() A.前 10 min 内用 NO2表示的化学反应速率 v(NO2)0.02 molL 1min1 B.反应进行至 25 min 时，曲线发生变化的原因可以是向容器中添加 NO2(g) C.若要达到与最后相同的化学平衡状态，在 25 min 时还可以采
36、取的措施是添加 N2O4(g) D.a、b、c、d 四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点成是 b 和 d 解析由图可知 010 min 平衡状态时， X 曲线c(0.60.2) molL 10.4 molL 1，Y 曲线c(0.60.4)molL10.2 molL1，X 曲线浓度变化量是 Y 曲线浓度 变化量的 2 倍，则 X 曲线表示 NO2浓度随时间的变化曲线，Y 曲线表示 N2O4浓 度随时间的变化曲线； 反应时 NO2浓度增大， N2O4浓度减小， 说明反应逆向进行； 前 10 min 内用 NO2表示的化学反应速率 v(NO2)c t 0.4 molL 1 10 min 0.04
37、molL 1min1，故 A 错误；反应进行至 25 min 时，c(NO2)增大、c(N2O4)不变，所以改 变的条件可能是向容器中添加 NO2(g)，故 B 正确；若要达到与最后相同的化学平 衡状态，在 25 min 时还可以增大生成物平衡逆向移动来实现，故 C 正确；如果各 物质的浓度不变时，该可逆反应达到平衡状态，根据图知，b、d 点各物质浓度不 变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故 D 正确；故选 A。 答案A 11.利用太阳能等可再生能源，通过光催化、光电催化或电解水制氢来进行二氧化 碳加氢制甲醇，发生的主要反应是：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。
38、请回答下列有关问题： (1)若二氧化碳加氢制甲醇的反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正 确且能说明该反应进行到 t1时刻达到平衡状态的是_(填标号)。 (2)常压下，二氧化碳加氢制甲醇反应时的能量变化如图 1 所示，则该反应的H _。 (3)在 2 L 恒容密闭容器 a 和 b 中分别投入 2 mol CO2和 6 mol H2， 在不同温度下进 行二氧化碳加氢制甲醇的反应，各容器中甲醇的物质的量与时间的关系如图 2 所 示。 若容器 a、 容器 b 中的反应温度分别为 T1、 T2， 则判断 T1_T2(填“”“” 或“”)。若容器 b 中改变条件时，反应情况会由曲线 b 变为曲线
39、 c，则改变的 条件是_。 计算容器 b 中 010 min 氢气的平均反应速率 v(H2)_molL 1min1。 解析(1)a.随着时间的延长甲醇的浓度最终保持稳定，不会变小，故错误；b.t1 时二氧化碳的质量分数保持恒定，说明反应达到平衡，故正确；c.t1时甲醇与二氧 化碳的物质的量之比保持恒定，达到平衡，故正确；d.t1时二氧化碳的物质的量 在减小，甲醇的物质的量在增加，故未达到平衡，错误，故选 bc。(2)常压下，二 氧化碳加氢制甲醇反应的H2 914 kJmol 12 960 kJmol146 kJmol1。 (3)若容器 a、容器 b 中的反应温度分别为 T1、T2，a 先达到平
40、衡，对应的温度 高，则判断 T1T2；若容器 b 中改变条件时，反应情况会由曲线 b 变为曲线 c， 反应速率变快，平衡不移动，则改变的条件是加入催化剂。CO2(g) 3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，平衡时容器 b 中甲醇的物质的量为 1.5 mol，氢气 的变化量为 4.5 mol，010 min 氢气的平均反应速率 v(H2) 4.5 mol 2 L10 min0.225 molL 1min1。 答案(1)bc(2)46 kJmol 1 (3)加入催化剂0.225 B 级拔高选做题 12.(2019永年县一中上学期 11 月周测，10)某温度下，在一容积固定的容器中， 反应 aA
41、(g)bB(g)hH(g)达到平衡后， A、 B、 H 的物质的量分别为 a mol、 b mol 和 h mol。已知 ab2h，若保持温度不变，将三者的物质的量增大一倍，则下 列判断正确的是() A.平衡不移动 B.混合气体的密度不变 C.B 的体积分数减小 D.a molL 1c(A)2a molL1 解析由 ab2h 知 abh，正反应是气体体积缩小的反应，恒温恒容下，将 三者的物质的量增大一倍，则相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，A 项错 误；混合气体的质量增大，体积不变，则密度增大，B 项错误；平衡向正反应方 向移动，B 的体积分数减小，故 C 项正确；a moln(A)”或“
42、”)，得出该结论的理由是 _ _。 答案(1)及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度) (2)该反应是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移 动，H2SO4的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大 16.(2020南昌县莲塘一中月考)T 下，向一容积不变的密闭容器中，通入一定量 的 NO 和 CO，用气体传感器测得不同时间 NO 和 CO 浓度如下表： 时间/s012345 c(NO)10 4 molL 1 10.04.50c11.501.001.00 c(CO)10 3 molL 1 3.603.05c22.752.702.70 (1)则 c2合
43、理的数值为_(填字母标号)。 A.4.20B.4.00C.2.95D.2.85 (2)将不同物质的量的 H2O(g)和 CO(g)分别通入体积为 2 L 的恒容密闭容器中，进 行反应：H2O(g)CO(g)CO2(g)H2(g)，得到如下三组数据： 实验组温度/ 起始量/mol平衡量/mol达到平衡所 需时间/minH2OCOCOH2 650242.41.65 900121.60.43 900abcdt 若 a2，b1，则 c_，达平衡时实验组中 H2O(g)和实验组 中 CO 的转化率的关系为(H2O)_(CO)(填“”“”或“”)。 (3)二甲醚是清洁能源，用 CO 在催化剂存在下制备二甲
44、醚的反应原理为：2CO(g) 4H2(g)CH3OCH3(g)H2O(g)，已知一定条件下，该反应中 CO 的平衡转化 率随温度、投料比 n（H2） n（CO）的变化曲线如图所示。 a、b、c 按从大到小的顺序排序为_。 根据图像可以判断该反应为放热反应，理由是_ _。 解析(1)由于 CO 为反应物，逐渐被消耗，故 c2应介于 2.753.05 之间，又浓度 越大， 反应速率越快， 即 3.603.053.05c2c22.752.752.70， 故应选 D。 (2)由 H2O(g)CO(g)CO2(g)H2(g)可知中平衡时 n(H2O)0.6 mol， 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， 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，故对平衡右移的促进作用完全相同。故 c0.6，(H2O)(CO)。 (3)(CO)越大，n（H2） n（CO）越大，故 abc，由图像知温度越高，(CO)越小， 平衡左移，故正反应为放热反应。 答案(1)D(2)0.6 (3)abc投料比相同，温度越高，(CO)越小，平衡左移，该反应为放热 反应
