1、【 精品教育资源文库 】 第 3 节 化学平衡移动 化学反应进行的方向 一、选择题 1已知反应 2CO(g)=2C(s) O2(g)的 H为正值， S为负值。设 H和 S不随温度的变化而变化，下列说法中正确的是 ( )。 A低温下能自发进行 B高温下能自发进行 C低温下不能自发进行，高温下能自发进行 D任何温度下都不能自发进行 2 250 和 1.0110 5 Pa时， 2N2O5(g)=4NO2(g) O2(g) H 56.76 kJmol 1 能自发进行，其自发进行的原因是 ( )。 A是吸热反应 B是放热 反应 C是熵减少的反应 D熵增效应大于能量效应 3在某一温度下，某一密闭容器中，
2、 M、 N、 R 三种气体浓度的变化如图 a 所示，若其他条件不变，当温度分别为 T1和 T2时， N的体积分数与时间关系如图 b所示。则下列结论正确的是 ( )。 图 a 图 b A该反应的热化学方程式： M(g) 3N(g) 2R(g) H 0 B达到平衡后，若其他条件不变，减小容器体积，平衡向逆反应方向移动 C达到平衡后，若其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大， M 的转化率减小 D达到平 衡后，若其他条件不变，通入稀有气体，平衡一定向正反应方向移动 4 (2018 年辽宁大连测试 )将一定量的氨基甲酸铵置于恒容的密闭真空容器中 (固体体积忽略不计 )，使其达到化学平衡： H2N
3、COONH4(s) 2NH3(g) CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表： 温度 / 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡总压强 /kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡气体总浓度 /(10 3 molL 1) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4 下列有关叙述正确的是 ( )。 A在低温下该反应能自发进行 B 15 时，该反应的化学平衡常数约为 2.0 C当混合气体平均相对分子质量不变时，该反应达到化学反应限度 D恒温条件下，向原平衡体系中再充入 2 mol NH3和 1 mol CO2，达平衡后 CO2浓度不变 5已知反应 CO(g)
4、2H2(g) CH3OH(g) H Q kJmol 1，在三个不同容积的容器中分别充入 1 mol CO 与 2 mol H2，恒温恒容，测得平衡时 CO 的转化率如下表。下列说法正确的是 ( )。 编号 温度 / 容器体积 CO转化率 平衡压 强 200 V1 50% p1 200 V2 70% p2 【 精品教育资源文库 】 350 V3 50% p3 A.反应速率： B平衡时体系压强： p1 p2 54 C若容器体积 V1V3，则 Q”“”“0，则 H0，根据 G H T S 可知在高温下该反应才能自发进行，故 A错误； 15.0 时，总浓度为2.410 3 molL 1，容器内气体的
5、浓度之比为 21 ，故 NH3和 CO2的浓度分别为 1.610 3 molL 1、 0.810 3 molL 1，代入平衡常数表达式： K (1.610 3)20 .810 3 2.048 10 9，故 B 错误；反应混合气体中 NH3和 CO2的比值始终是 21 ，混合气体平均相对分子质量始终是定值，无法判断反应达到平衡状态，故 C错误；恒温条件下，平衡常数不变，且 K c2(NH3) c(CO2)，反应混合气体中 NH3和 CO2的比值始终是 21 ，故重新平衡时 CO2的浓度不变，故 D正确。 5 C 解析： 和 体积不知，压强不知，无法比较两者的反应速率， A 错误；体积不知，所以压
6、强之比不一定是 54 ， B错误； 和 CO 的转化率相同，若容器体积 V1V3， 到 平衡逆向移动， CO 转 化率减小，但降低温度使 CO 的转化率增加，所以正反应为放热反应，所以 QK，则反应将向逆反应方向进行， D错误。 8 (1)41.19 kJmol 1 K1K3(2)较低温度 (3) 高于 0.135 molL 1min 1 200 (4)BD 增大 解析： (3) 反应 是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行 ，反应物转化率降低，则 T高于 500 。 CO2(g) 3H2(g) CH3OH(g) H2O(g) 起始浓度 1 0.75 1.5 0 0 转化浓度 1 0.45
7、1.35 0.45 0.45 平衡浓度 1 0.3 0.15 0.45 0.45 用 H2表示该反应的速率为 1.35 molL 110 min 0.135 molL 1min 1，反应 的平衡常数K 0.450.450.30.15 3 200。 (4) 升高温度，加快反应速率，正反应为放热反应，平衡逆向移动，甲醇生产量减小， A错误；缩小容器体积，增大压强，加快反应速率，平衡正向移动，甲醇生产量增大， B 正确；分离出甲醇，平衡正向移动，甲醇生产量增大，但反应速率减慢， C错误；增加 CO2的浓度，可以加快反应速率且使得平衡正向移动，甲醇生成量增大， D正确。 反应 、反应 均为放热反应，温
8、度升高不利于 CO2、 CO转化为甲醇，反应 为吸热反应，温度升高使更多的 CO2转化为 CO，所以当温度高于 260 后， CO 的浓度一定增大。 9 (1) 746.5 kJmol 1 低温 (2)0.10 molL 1min 1 1.6 (3) 快速将容器体积由 3 L压缩到 2 L 如下图所示 (起点、拐点时间及趋势正确即可 ) 解析： (2) 求 0 2 min内 n(N2) 1.0 mol 0.80 mol 0.2 mol，则 n(CO) 0.4 mol，用 CO来表示的平均反应速率 v(CO) 0.4 mol2 L2 min 0.10 molL 1min 1。 2 4 min 时
9、 CO2的物质的量没有发生变化，可知 2 min时反应达到平衡，此时： 2NO(g) 2CO(g) N2(g) 2CO2(g) 起始物质的量mol 0.4 1.6 1.0 2.0 变化物质的量mol 0.4 0.4 0.2 平衡物质的量mol 0.8 2.0 0.8 1.6 【 精品教育资源文库 】 平衡浓度molL 1 0.4 1.0 0.4 0.8 该温度下反应 的化学平衡常数 K 0.40.820.421.0 2 1.6。 (3) 由图示可知 c(N2)的浓度瞬间增大为原来的 1.5 倍，可通过快速将容器体积由 3 L压缩到 2 L。 t2 min时升高温度平衡逆向移动， c(N2)的
10、浓度会减小，重新形成新的平衡状态。 10 (1)612 (2)该反应正向为气体分子数增大的反应，通入水蒸气需增大容器容积，减小体系压强，平衡正向移动，增大反应物的转化率 (3)高温 (4)0.05 molL 1min 1 升高温度 81 86.7% 解析： (1)反应热反应物总键能生成物总键能，由有机物的结构可知，应是 CH2CH3中总键能与 CH=CH2、 H2总键能之差，由题给数据可知 H (5412 348 3412 x436) kJmol 1 124 kJmol 1，解得 x 612 kJmol 1。 (2)降低压强，平衡向气体体积增大的方向移动，制备苯乙烯的正反应为气体分子数增大的反
11、应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率。(3)反应自发进行需 要满足 H T S 0，制备苯乙烯的正反应为气体分子数增大的反应， S 0，正反应吸热， H 0，所以反应一定是在高温条件下才能自发进行。 (4) 用氯化氢表示的反应速率是 0.1 molL 12 min 0.05 molL 1min 1。 制备 氯乙基苯的正反应为吸热反应，反应前后气体的体积不变， 6 min时，乙苯、 Cl2的浓度在减小，而 氯乙基苯和 HCl的浓度在增加，平衡向正反应方向移动，只能是升高温度。该温度下达到平衡，依据题干条件可知，平衡常数为 K 0
12、.180.180.020.02 81。 10 min 时，乙苯、 Cl2、 氯乙基苯和 HCl的物质的量浓度比为 1199 ，保持其他条件不变，再向容器中充入 1 mol 乙苯、1 mol Cl2、 1 mol 氯乙基苯和 1 mol HCl，相当于增加反应物的浓度，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。设转化的乙苯物质的量浓度为 x molL 1，则 起始molL 1 0.3 0.3 0.1 0.1 转化molL 1 x x x x 平衡molL 1 0.3 x 0.3 x 0.1 x 0.1 x 平衡常数为 K x x x x 81，得 x 0.26，所以氯气的转化率是 0.26 mol
13、L 10.3 molL 1 100%86.7% 。 11 (1)C(s) H2O(g)=CO(g) H2 (g) H2 131.3 kJmol 1 (2)1076 (3) 此温度范围下的催化剂活性高；温度低于 240 ，反应速率太慢；该反应为放热反应，温度高于 270 ，化学平衡逆向移动，转化率降低 0.25 1.610 5 (4) 由图可知，随着温度升高， K2增大，则 H2 0，根据盖斯定律可得 H3 H1 H2，所以 H1 H3 解析： .(1) 由 可得 C(s) H2O(g)=CO(g) H2(g)，则 H2 ( 110.5 kJmol【 精品教育资源文库 】 1) ( 241.8
14、 kJmol 1) 131.3 kJmol 1。 (2)反应焓变反应物键能总和生成物键 能总和，即 x 2436 4133 343 465 99，解得 x 1076。 . 反应 CO(g) 2H2(g) 催化剂 CH3OH(g)的正反应是气体物质的量总和减小的反应，则 S 0。正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动， CO的平衡转化率减小，故 T1T2。 当温度低于 240 ，反应速率太慢；该反应为放热反应，温度高于 270 ，化学平衡逆向移动，转化率降低，故该合成反应的温度一般控制在 240 270 ，并且此时催化剂活性高。 a点的一氧化碳转化率 为 50%，总压为 0.5 MPa， CO(g) 2H2(g) CH3OH(g) 起始量 /mol 1 2 0 变化量 /mol 0.5 1 0.5 平衡量 /mol 0.5 1 0.5 CH3OH的物质的量分数为 0.5 mol2 mol 0.25。 Kp0.52 0.50.52 0.5 ?120.52
