資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第34講 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡的移動
【備考目標(biāo)】　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、催化劑等)對化學(xué)平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋化學(xué)平衡移動的一般規(guī)律。
考點1　化學(xué)平衡狀態(tài),
1.可逆反應(yīng)
在相同條件下，既可以向正反應(yīng)方向進行，同時又可以向逆反應(yīng)方向進行的化學(xué)反應(yīng)。
2.化學(xué)平衡狀態(tài)
(1)概念：一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)進行到一定程度時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。
(2)建立過程
在一定條件下，把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入容積固定的密閉容器中。反應(yīng)過程如下：
以上過程可用如圖表示：
[注意]　一個化學(xué)平衡狀態(tài)，可以從正反應(yīng)方向建立，也可以從逆反應(yīng)方向建立，還可以從正、逆兩反應(yīng)方向同時建立。
(3)特點
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)2H2＋O2 2H2O為可逆反應(yīng) (× )
(2)可逆反應(yīng)到達平衡時，各組分的濃度相等 (× )
(3)可逆反應(yīng)達到平衡時，生成物不再變化，反應(yīng)停止了 (× )
(4)達到平衡前的v正一定大于v逆(× )
(5)在一定條件下，向密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反應(yīng)，生成2 mol NH3(× )
題組練習(xí)
一、可逆反應(yīng)及其特征判斷
1．向10 mL 0.2 mol·L－1NaI溶液中滴加4～5滴0.1 mol·L－1FeCl3溶液后，再進行下列實驗，可證明FeCl3溶液和NaI溶液的反應(yīng)為可逆反應(yīng)的是(　　 )
A．再滴加AgNO3溶液，觀察是否有AgI沉淀產(chǎn)生
B．加入CCl4振蕩后，觀察下層液體顏色
C．加入CCl4振蕩后，取上層清液，滴加AgNO3溶液，觀察是否有AgCl沉淀產(chǎn)生
D.加入CCl4振蕩后，取上層清液，滴加KSCN溶液，觀察是否出現(xiàn)紅色
解析：選D?？赡娣磻?yīng)的特點是不能進行徹底，F(xiàn)eCl3溶液和過量的碘化鈉溶液反應(yīng)，若仍有三價鐵離子存在，則說明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，所以加入CCl4振蕩后，取上層清液，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，證明有三價鐵離子存在，說明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。
2．在一密閉容器中進行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，當(dāng)反應(yīng)達平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是(　　 )
A．SO2為0.4 mol/L、O2為0.2 mol/L B．SO2、SO3均為0.15 mol/L
C．SO3為0.25 mol/L D．SO3為0.4 mol/L
解析：選C。假設(shè)該反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化，列三段式
　　　　　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
某時刻濃度/(mol/L)　　 0.2　 　0.1　 　0.2
逆反應(yīng)極限反應(yīng)后/(mol/L) 0.4　 　0.2　 　 0
正反應(yīng)極限反應(yīng)后/(mol/L)　0　　 0　　 0.4
則SO2的濃度范圍為0【思維建?！俊O值法確定濃度范圍
二、化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志
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，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。
(2)靜態(tài)標(biāo)志：“變量”不變
在未達到平衡時不斷變化、在達到平衡時不再發(fā)生變化的各種物理量(如各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量、壓強、密度或顏色等)，如果不再發(fā)生變化，即反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。
可簡單總結(jié)為“正逆相等，變量不變”。
3．(人教選擇性必修1 P42T3)在一定溫度下的容積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)。下列敘述中，能說明反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　)
A．Z的生成速率與Z的分解速率相等
B．單位時間內(nèi)消耗a mol X，同時生成3a mol Z
C．容器內(nèi)的壓強不再變化
D．混合氣體總的物質(zhì)的量不再變化
解析：選A。Z的生成速率與Z的分解速率相等，即v正＝v逆，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故A項正確；單位時間內(nèi)消耗a mol X，同時生成3a mol Z，二者均表示正反應(yīng)速率，無法說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故B項不正確；由于該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)體積不變的反應(yīng)，故一定溫度下，容器內(nèi)壓強始終不變，混合氣體總物質(zhì)的量始終不變，則容器內(nèi)壓強不變、混合氣體總物質(zhì)的量不變不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故C、D項不正確。
4．(2023·黑龍江哈爾濱三中期中)將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡H2NCOONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)。能判斷該反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡的是(　　 )
①2v正(NH3)＝v逆(CO2)
②密閉容器中氨氣的物質(zhì)的量濃度不變
③密閉容器中混合氣體的密度不變
④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
⑤密閉容器混合氣體的總物質(zhì)的量不變
⑥形成6 mol N—H鍵的同時消耗44 g CO2
A．②③⑤⑥ B．②⑤⑥ C．②③④⑤⑥ D．全部
解析：選A。①2v正(NH3)＝v逆(CO2)時正、逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài)；②起始時氨氣的物質(zhì)的量濃度為0，隨著氨基甲酸銨的分解，氨氣濃度逐漸增大，當(dāng)氨氣濃度不再改變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；③密度是混合氣體的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中容積始終是不變的，但是氣體的質(zhì)量是變化的，所以當(dāng)密閉容器中混合氣體的密度不變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；④由于體系中只有兩種氣體，且氨氣和二氧化碳的物質(zhì)的量之比始終滿足2∶1，密閉容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變，所以當(dāng)密閉容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；⑤正反應(yīng)氣體的分子數(shù)增大，當(dāng)密閉容器混合氣體的總物質(zhì)的量不變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；⑥氨氣和二氧化碳同為生成物，形成N—H鍵即正向進行，斷裂C===O鍵為逆向進行，描述的是正、逆兩個方向，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。
考點2　化學(xué)平衡的移動
1．化學(xué)平衡的移動
如果改變外界條件，化學(xué)平衡狀態(tài)被破壞，平衡體系由原有的平衡狀態(tài)達到新的平衡狀態(tài)的過程，如下圖所示。
2．平衡移動的方向與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系
條件改變
3．外界條件改變對化學(xué)平衡的影響
以mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)為例
改變的條件(其他不變) 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(對有氣體參加的反應(yīng)) m＋n≠p＋q 增大壓強 向氣體分子總數(shù)減小的方向移動
減小壓強 向氣體分子總數(shù)增大的方向移動
m＋n＝p＋q 改變壓強 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 同時、同等程度改變v正、v逆，平衡不移動
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“壓強影響平衡移動”的實質(zhì)
(1)壓強只有引起物質(zhì)的濃度變化才會造成平衡移動，否則壓強對平衡無影響。
①恒溫、恒容條件
原平衡體系體系總壓強增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動
②恒溫、恒壓條件
(2)同等程度地改變平衡體系混合物中各物質(zhì)的濃度時，應(yīng)視為壓強的影響。
4．勒夏特列原理
如果改變影響平衡的一個因素(如溫度、壓強及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度)，平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。
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(1)勒夏特列原理適用于任何化學(xué)平衡體系，如化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。
(2)勒夏特列原理只適用于判斷改變影響平衡的一個因素時平衡移動的方向。若同時改變影響平衡的幾個因素，則不能簡單地根據(jù)勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向，只有在改變的因素對平衡移動的方向影響一致時，才能根據(jù)勒夏特列原理進行判斷。
(3)勒夏特列原理中的“減弱”不等于“消除”，更不是“扭轉(zhuǎn)”，即平衡移動不能將外界影響完全消除，而只能減弱。
(4)應(yīng)用勒夏特列原理時應(yīng)弄清是否真的改變了影響化學(xué)平衡的因素。如改變平衡體系中固體或純液體的量，或者對于有氣體存在的化學(xué)平衡體系，在恒溫、恒容條件下充入惰性氣體，均未改變影響化學(xué)平衡的因素。
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1) 正反應(yīng)速率增大，說明化學(xué)平衡一定正向移動 (× )
(2)增大反應(yīng)物的量平衡一定會正向移動(× )
(3)升高溫度，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(√ )
(4)向平衡體系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 (× )
(5)對于反應(yīng)：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g) Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH＜0，其他條件不變，增大Si3N4的物質(zhì)的量，平衡向左移動(× )
題組練習(xí)
一、改變條件，判斷化學(xué)平衡的移動方向
1．(2023·廣東梅州期末)某溫度下，在一恒容密閉容器中進行如下兩個反應(yīng)并達到平衡：
①2X(g)＋Y(g) Z(s)＋2Q(g)　ΔH1<0
②M(g)＋N(g) R(g)＋Q(g)　ΔH2>0
下列敘述錯誤的是(　　 )
A．加入適量Z，①和②平衡均不移動 B．通入稀有氣體Ar，①平衡正向移動
C．降溫時無法判斷Q濃度的增減 D．通入氣體Y，則N的轉(zhuǎn)化率減小
解析：選B。Z是固體，加入適量Z，不會改變①和②中反應(yīng)物和生成物的濃度，①和②平衡均不移動，A正確；恒容密閉容器中通入稀有氣體Ar，氣體濃度不發(fā)生改變，反應(yīng)①的平衡不移動，B錯誤；反應(yīng)①是放熱反應(yīng)，反應(yīng)②是吸熱反應(yīng)，溫度降低，反應(yīng)①正向進行，反應(yīng)②逆向進行，但兩個反應(yīng)中反應(yīng)物的起始濃度未知，故無法判斷Q濃度的增減，C正確；通入氣體Y，反應(yīng)①平衡正向移動，Q的濃度增大，導(dǎo)致反應(yīng)②平衡逆向進行，則N的轉(zhuǎn)化率減小，D正確。
2．(2023·天津河西期末)分析如下實驗操作，對Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3平衡產(chǎn)生的影響，說法正確的是(　　 )
A．試管b中反應(yīng)為Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
B．該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨c(SCN－)的增大而增大
C．試管b中溶液顏色較a中的淺，說明增大c(Fe2＋)，平衡向逆向移動
D．試管c中溶液顏色較a中的深，說明增加c(SCN－)，平衡向正向移動
解析：選D。試管b中反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，A錯誤；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變平衡常數(shù)不變，B錯誤；試管b中溶液顏色較a中的淺，是因為c(Fe3＋)減小，平衡向逆向移動，C錯誤；試管c中溶液顏色較a中的深，說明增加c(SCN－)，平衡向正向移動，D正確。
二、平衡移動方向與轉(zhuǎn)化率變化分析
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)計量數(shù)之比，達到平衡后，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)化率增大，A的轉(zhuǎn)化率減小。
(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(或擴大)容器體積，氣體反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計量數(shù)有關(guān)。如：
同倍數(shù)增大c(A)和c(B)(相當(dāng)于對原平衡增大壓強)
3．對于以下三個反應(yīng)，從反應(yīng)開始進行到達到平衡后，保持容器溫度、容積不變，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，達到平衡后，PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率________，PCl5(g)的百分含量________。
(2)2HI(g) I2(g)＋H2(g)，再充入HI(g)，平衡向________方向移動，達到平衡后，HI的分解率________，HI的百分含量________。
(3)2NO2(g) N2O4(g)，再充入NO2(g)，平衡向________方向移動，達到平衡后，NO2(g)的轉(zhuǎn)化率________，NO2(g)的百分含量________。
答案：(1)正反應(yīng)　減小　增大　(2)正反應(yīng)　不變　不變　(3)正反應(yīng)　增大　減小
4．(2022·河北高考節(jié)選)工業(yè)上常用甲烷、水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。
Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)
Ⅱ.CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
下列操作中，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是________(填字母)。
A．增加CH4(g)用量 B．恒溫恒壓下通入惰性氣體 C．移除CO(g) D．加入催化劑
解析：增加CH4(g)用量可以提高H2O(g)的轉(zhuǎn)化率，但是CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率減小，A不符合題意；恒溫恒壓下通入惰性氣體，相當(dāng)于減小體系壓強，反應(yīng)混合物中各組分的濃度減小，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡正向移動，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，B符合題意；移除CO(g)，減小了反應(yīng)混合物中CO(g)的濃度，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡正向移動，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，C符合題意；加入催化劑不能改變平衡狀態(tài)，故不能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，D不符合題意。
答案：BC
三、虛擬中間途徑，分析平衡移動結(jié)果
虛擬中間途徑的思維模式
(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式
新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強。
(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例，見圖示)
新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強不變，平衡不移動。
5．一定條件下存在反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，其正反應(yīng)放熱。圖1、圖2表示起始時容器甲、丙體積都是V，容器乙、丁體積都是；向甲、丙內(nèi)都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒溫；向乙、丁內(nèi)都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持絕熱(即與外界無熱量交換)，在一定溫度時開始反應(yīng)。
下列說法正確的是(　　 )
A．圖1達平衡時，c(SO2)：甲＝乙 B．圖1達平衡時，平衡常數(shù)K：甲<乙
C．圖2達平衡時，所需時間t：丙<丁 D．圖2達平衡時，體積分?jǐn)?shù)φ(SO3)：丙>丁
解析：選D。甲和乙若都是恒溫恒壓，則兩者等效，但乙為絕熱恒壓，又該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則溫度：甲<乙，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動，c(SO2)：甲<乙，平衡常數(shù)K：甲>乙，A、B項錯誤；丙和丁若都是恒溫恒容，則兩者等效，但丁為絕熱恒容，則溫度：丙<丁，溫度越高，反應(yīng)速率越快，達到平衡的時間越短，所用的時間：丙>丁，C項錯誤；溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動，體積分?jǐn)?shù)φ(SO3)：丙>丁，D項正確。
6．(2023·福建福州模擬)利用CO2合成甲醇的反應(yīng)為CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH。恒壓條件下，向密閉容器中通入1 mol CO2和3 mol H2，反應(yīng)一段時間，已知分子篩膜能選擇性分離出H2O，則在有分子篩膜和催化劑及無分子篩膜和無催化劑時，甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。
下列說法正確的是(　　 )
A．ΔH<0
B．曲線m表示反應(yīng)使用了分子篩膜和催化劑
C．相同條件下，若起始時投入2 mol CO2和6 mol H2，則甲醇的平衡產(chǎn)率變大
D．起始時若不使用催化劑，反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率會降低
解析：選A。由圖像可知，在相同溫度下，n的產(chǎn)率高于m，說明n的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率更大，已知分子篩膜能分離出H2O，有利于平衡正向移動，故n表示使用了分子篩膜；由n知，當(dāng)溫度高于一定值后，升高溫度，甲醇的產(chǎn)率下降，說明平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，A正確、B錯誤。該反應(yīng)在恒壓條件下進行，若起始時投入2 mol CO2和6 mol H2，和容器中通入1 mol CO2和3 mol H2為等效平衡，轉(zhuǎn)化率相同，C錯誤；催化劑不能使平衡發(fā)生移動，故若不使用催化劑，反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率會不變，D錯誤。
高考真題
1．(2024·浙江6月卷，16，3分)為探究化學(xué)平衡移動的影響因素，設(shè)計方案并進行實驗，觀察到相關(guān)現(xiàn)象。其中方案設(shè)計和結(jié)論都正確的是( )
選項 影響因素 方案設(shè)計 現(xiàn)象 結(jié)論
A 濃度 向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液 黃色溶液變橙色 增大反應(yīng)物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動
B 壓強 向恒溫恒容密閉玻璃容器中充入氣體，分解達到平衡后再充入100mLAr 氣體顏色不變 對于反應(yīng)前后氣體總體積不變的可逆反應(yīng)，改變壓強平衡不移動
C 溫度 將封裝有NO2和N2O4混合氣體的燒瓶浸泡在熱水中 氣體顏色變深 升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動
D 催化劑 向乙酸乙酯中加入1mL0.3mol·L-1H2SO4溶液，水浴加熱 上層液體逐漸減少 使用合適的催化劑可使平衡向正反應(yīng)方向移動
答案：C
解析：A項，2CrO42-（黃色）+2H+Cr2O72-（橙色）+H2O ，向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液，H+濃度增大，平衡正向移動，實驗現(xiàn)象應(yīng)為溶液橙色加深，A錯誤；B項，反應(yīng)2HIH2+I2為反應(yīng)前后氣體總體積不變的可逆反應(yīng)，向恒溫恒容密閉玻璃容器中充入100 mLHI氣體，分解達到平衡后再充入100mLAr，平衡不發(fā)生移動，氣體顏色不變，應(yīng)得到的結(jié)論是：對于反應(yīng)前后氣體總體積不變的可逆反應(yīng)，恒溫恒容時，改變壓強平衡不移動，B錯誤；C項，反應(yīng)2NO2N2O4為放熱反應(yīng)，升高溫度，氣體顏色變深，說明平衡逆向移動，即向吸熱反應(yīng)方向移動，C正確；D項，催化劑只會改變化學(xué)反應(yīng)速率，不影響平衡移動，D錯誤；故選C。
2．(2023·北京高考)下列事實能用平衡移動原理解釋的是(　　 )
A．H2O2溶液中加入少量MnO2固體，促進H2O2分解
B．密閉燒瓶內(nèi)的NO2和N2O4的混合氣體，受熱后顏色加深
C．鐵釘放入濃HNO3中，待不再變化后，加熱能產(chǎn)生大量紅棕色氣體
D．鋅片與稀H2SO4反應(yīng)過程中，加入少量CuSO4固體，促進H2的產(chǎn)生
解析：選B。MnO2會催化H2O2分解，與平衡移動無關(guān)，A項錯誤；NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動，NO2濃度增大，混合氣體顏色加深，B項正確；鐵在濃硝酸中鈍化，加熱會使鐵表面的氧化膜溶解，鐵與濃硝酸反應(yīng)生成大量紅棕色氣體，與平衡移動無關(guān)，C項錯誤；加入硫酸銅以后，鋅置換出銅，構(gòu)成原電池，從而使反應(yīng)速率加快，與平衡移動無關(guān)，D項錯誤。
3．(2022·海南高考)某溫度下，反應(yīng)CH2===CH2(g)＋H2O(g) CH3CH2OH(g)在密閉容器中達到平衡，下列說法正確的是(　　 )
A．增大壓強，v正>v逆，平衡常數(shù)增大
B．加入催化劑，平衡時CH3CH2OH(g)的濃度增大
C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動
D．恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率增大
解析：選C。該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，正反應(yīng)速率增大的幅度大于逆反應(yīng)，故v正>v逆，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是因為溫度不變，故平衡常數(shù)不變，A不正確；催化劑不影響化學(xué)平衡狀態(tài)，因此，加入催化劑不影響平衡時CH3CH2OH(g)的濃度，B不正確；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，C正確；恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是CH2===CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，D不正確。
4．(2023·廣東高考)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)R(g) P(g)。反應(yīng)歷程(下圖)中，M為中間產(chǎn)物。其它條件相同時，下列說法不正確的是(　　 )
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進行 B．反應(yīng)達平衡時，升高溫度，R的濃度增大
C．使用Ⅱ時，反應(yīng)體系更快達到平衡 D．使用Ⅰ時，反應(yīng)過程中M所能達到的最高濃度更大
解析：選C。由圖可知兩種催化劑均出現(xiàn)四個波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進行，A正確；由圖可知該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以達平衡時，升高溫度平衡向左移動，R的濃度增大，B正確；由圖可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ時反應(yīng)速率更快，反應(yīng)體系更快達到平衡，C錯誤；由圖可知在前兩個歷程中使用Ⅰ活化能較低反應(yīng)速率較快，后兩個歷程中使用Ⅰ活化能較高反應(yīng)速率較慢，所以使用Ⅰ時，反應(yīng)過程中M所能達到的最高濃度更大，D正確。
5．(2022·湖南高考節(jié)選)在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g)，起始壓強為0.2 MPa時，發(fā)生下列反應(yīng)生成水煤氣：
Ⅰ.C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋131.4 kJ·mol－1
Ⅱ.CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.1 kJ·mol－1
下列說法正確的是________。
A．平衡時向容器中充入惰性氣體，反應(yīng)Ⅰ的平衡逆向移動
B．混合氣體的密度保持不變時，說明反應(yīng)體系已達到平衡
C．平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)可能大于
D．將炭塊粉碎，可加快反應(yīng)速率
解析：平衡時向容器中充入惰性氣體，因為在恒容條件下，各物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動，A錯誤；因為C是固體，故混合氣體的密度保持不變時，說明反應(yīng)體系已達到平衡，B正確；由Ⅰ＋Ⅱ得C(s)＋2H2O(g) CO2(g)＋2H2(g)，當(dāng)反應(yīng)進行到底時，H2的體積分?jǐn)?shù)為，但反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能進行徹底，故平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)小于，C錯誤；將炭塊粉碎，可增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，D正確。
答案：BD
鞏固練習(xí)
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．一定溫度下，向一體積不變的密閉容器中加入一定量的SO2和O2，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。
下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述正確的是(　　 )
A．達到平衡狀態(tài)時，正、逆反應(yīng)速率相等
B．達到平衡狀態(tài)時，SO2和O2的濃度都為0
C．若起始時加入2 mol SO2和1 mol O2，則達平衡時放出的熱量為196.6 kJ
D．若反應(yīng)達到平衡狀態(tài)后，2 min時生成a mol SO3，則4 min時生成2a mol SO3
解析：選A?？赡娣磻?yīng)達到平衡狀態(tài)時，正、逆反應(yīng)速率相等，A正確；該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，達到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，所以SO2和O2的濃度不等于0，B錯誤；因為是可逆反應(yīng)，所以消耗的SO2的物質(zhì)的量小于2 mol、消耗O2的物質(zhì)的量小于1 mol，放出的熱量小于196.6 kJ，C錯誤；反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，2～4 min三氧化硫的物質(zhì)的量不變，為a mol，D錯誤。
2．已知：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)。下列說法正確的是(　　 )
A．達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，Y的正反應(yīng)速率和Z的逆反應(yīng)速率相等
B．達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，X、Y、Z的濃度之比為1∶2∶3
C．達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，反應(yīng)放出的總熱量一定小于a kJ
D．0.2 mol X和0.2 mol Y充分反應(yīng)生成Z的物質(zhì)的量一定小于0.3 mol
解析：選D。由題意知，該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的放熱反應(yīng)。達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，Y的正反應(yīng)速率和Z的逆反應(yīng)速率不相等，應(yīng)為3v正(Y)＝2v逆(Z)，A不正確；達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，X、Y、Z的濃度不變，但X、Y、Z的濃度之比不一定是1∶2∶3，B不正確；不知道反應(yīng)物的投料和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率是多少，無法判斷達到化學(xué)平衡狀態(tài)時反應(yīng)放出的總熱量，C不正確；可逆反應(yīng)的反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，所以0.2 mol X和0.2 mol Y充分反應(yīng)生成Z的物質(zhì)的量一定小于0.3 mol，D正確。
3．(2023·海南海口期中)某溫度下，在2 L恒容密閉容器中加入1 mol X(s)和3 mol Y(g)，發(fā)生反應(yīng)：X(s)＋3Y(g) Z(g)＋M(g)，10 min后達到平衡狀態(tài)。下列說法錯誤的是(　　 )
A．容器內(nèi)氣體的密度不變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài) B．達到平衡時，存在v正(Y)＝3v逆(Z)
C．升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大 D．改變溫度，對平衡沒有影響
解析：選D。恒容密閉容器，容器內(nèi)氣體的密度不變時，氣體質(zhì)量不變，X為固體，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，固體X質(zhì)量不變，故反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，A正確；X(s)＋3Y(g) Z(g)＋M(g)，化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則v正(Y)＝3v正(Z)，達到平衡時，v正(Z)＝v逆(Z)，故v正(Y)＝3v逆(Z)，B正確；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，C正確；根據(jù)勒夏特列原理，如果改變影響平衡的一個因素，平衡會向著能夠減弱這種改變的方向移動，則溫度升高，平衡向吸熱方向移動，溫度降低，平衡向放熱方向移動，D錯誤。
4．(2023·天津南開期末)下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是(　　 )
A．用排飽和食鹽水的方法收集氯氣
B．打開啤酒瓶蓋時會從瓶口逸出氣體
C．對2HI(g) H2(g)＋I2(g)，減小容器體積，氣體顏色變深
D.久置的氯水pH逐漸減小
解析：選C。對2HI(g) H2(g)＋I2(g)，減小容器體積，平衡不移動，氣體顏色變深是濃度增大所致，不能用勒夏特列原理解釋。
5．(2023·河南駐馬店期末)進入冬季后，某醫(yī)院痛風(fēng)門診患者激增，醫(yī)生告知患者減少食用動物內(nèi)臟和海鮮類，增加攝入含鉀豐富的食物(如香蕉、西蘭花)。痛風(fēng)的化學(xué)原理為HUr(尿酸，aq)＋Na＋(aq) NaUr(s)＋H＋(aq)　ΔH，關(guān)節(jié)滑液中尿酸鈉(NaUr)晶體越多，病情越嚴(yán)重。下列有關(guān)說法錯誤的是(　　 )
A．上述反應(yīng)的ΔH>0 B．痛風(fēng)患者應(yīng)注意保暖
C．痛風(fēng)患者需控制食鹽的攝入量 D．痛風(fēng)患者大量飲水可適當(dāng)降低痛風(fēng)的發(fā)病概率
解析：選A。根據(jù)題意，進入冬季后，當(dāng)尿酸鈉晶體越多時，病情越嚴(yán)重，即降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向進行，根據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)方向為放熱反應(yīng)，即ΔH＜0，A錯誤；患者保暖，相當(dāng)于升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進行，尿酸鈉晶體減少，減輕病情，B正確；攝入食鹽的量增大，c(Na＋)增大，平衡向正反應(yīng)方向進行，尿酸鈉晶體增多，病情加重，C正確；大量飲水，離子濃度降低，平衡向逆反應(yīng)方向進行，人體內(nèi)尿酸鈉晶體含量減少，降低病情，D正確。
6．處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)：2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)　ΔH＞0，不改變其他條件的情況下合理的說法是(　　 )
A．加入催化劑，反應(yīng)途徑將發(fā)生改變，ΔH也將隨之改變
B．升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，H2S分解率也增大
C．增大壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，將引起體系溫度降低
D．若體系恒容，注入一些H2后達新平衡，H2濃度將減小
解析：選B。焓變只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)發(fā)生的途徑無關(guān)，A錯誤；溫度升高，正、逆反應(yīng)速率均增大，因該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故平衡正向移動，H2S分解率增大，B正確；該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強平衡逆向移動，逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)，會使體系溫度升高，C錯誤；向恒容體系中注入H2，平衡將向H2濃度減小的方向移動，但最終H2的濃度比原來大，D錯誤。
7．(2023·天津河西期末)分析如下操作對 2NO2 N2O4平衡影響的實驗，說法正確的是(　　 )
步驟1：活塞從Ⅰ處拉至Ⅱ處
步驟2：活塞從Ⅱ處推向Ⅰ處
A．步驟1，減小壓強，平衡右移
B．步驟1，混合氣顏色變淺，平衡右移
C．步驟2，濃度商Q＜平衡常數(shù)K，平衡右移
D．步驟2，混合氣顏色先變深后變淺，變深的原因是生成了更多NO2
解析：選C。步驟1擴大體積，氣體物質(zhì)濃度減小，氣體的顏色變淺，且壓強減小時化學(xué)平衡向氣體體積增大的逆反應(yīng)方向移動，A、B錯誤；步驟2：活塞從Ⅱ處推向Ⅰ處，氣體體積減小、濃度增大，因氣體系數(shù)大的反應(yīng)物的濃度增大的多，故濃度商Q＜平衡常數(shù)K，化學(xué)平衡右移，C正確；步驟2活塞從Ⅱ處推向Ⅰ處，氣體體積減小，壓強增大，氣體濃度增大，因而氣體顏色變深，因壓強增大平衡正向移動，又導(dǎo)致氣體濃度減小，因而顏色又逐漸變淺，故混合氣顏色先變深后變淺，變深的原因是氣體濃度增大，而不是生成了更多NO2，D錯誤。
8.
綠水青山是構(gòu)建美麗中國的偉大構(gòu)想，因此國家加大了對氮氧化物排放的控制力度。用活性炭還原處理氮氧化物的有關(guān)反應(yīng)為C(s)＋2NO(g) CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。向容積可變的密閉容器中加入(足量的)活性炭和NO，在t2時刻改變某一條件，其反應(yīng)的速率—時間圖像如圖所示。下列說法正確的是(　　 )
A．給該反應(yīng)升溫，v正減小，v逆增大
B．t2時刻改變的條件是向密閉容器中加NO
C．t1時刻的v逆大于t2時刻的v正
D．若氣體的密度不變，不能說明該反應(yīng)達到平衡
解析：選B。升高溫度，任何反應(yīng)的反應(yīng)速率均增大，故給該反應(yīng)升溫，v正增大，v逆增大，A錯誤；由圖像可知，t2時刻改變條件以后，逆反應(yīng)速率突然減小，達到新平衡時，與原反應(yīng)速率相同，故改變的條件是向密閉容器中加NO，B正確；由B項分析可知，t2時刻改變的條件是向密閉容器中加NO，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，則t1時刻的v逆小于t2時刻的v正，C錯誤；由題干反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量保持不變，即恒溫下容器的體積保持不變，反應(yīng)正向進行，氣體質(zhì)量增加，若氣體的密度不變，則氣體質(zhì)量不變，說明該反應(yīng)達到平衡，D錯誤。
9.
(2023·遼寧撫順一中期末)一定溫度下，在剛性容器中加入等物質(zhì)的量的H2(g)與NO(g)發(fā)生反應(yīng)：2H2(g)＋2NO(g) N2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0，測得H2(g)與H2O(g)的分壓隨時間變化如圖所示。下列說法正確的是(　　 )
A．當(dāng)氣體密度不再變化時，反應(yīng)達到平衡 B．體系中氣體總物質(zhì)的量：n初始∶n平衡＝5∶4
C．升高溫度，反應(yīng)速率：v正降低，v逆增加 D．該反應(yīng)的活化能：E正>E逆
解析：選B。根據(jù)質(zhì)量守恒，氣體總質(zhì)量不變，容器體積不變，氣體密度一直保持不變，不能判斷反應(yīng)是否達到平衡，A錯誤；由三段式
　 　2H2(g)＋2NO(g) N2(g)＋2H2O(g)　總壓強
起始　2.5p0　2.5p0　　0　　　0　　 5p0
變化　2p0　　2p0　　 p0　　2p0
平衡　0.5p0　0.5p0　　p0　　2p0　 4p0
則體系中氣體總物質(zhì)的量：n初始∶n平衡＝5∶4，B正確；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增加，C錯誤；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，正反應(yīng)活化能小于逆反應(yīng)活化能，D錯誤。
10．(2023·河北石家莊聯(lián)考)利用氣態(tài)甲醇在催化劑條件下脫氫制備甲醛的主反應(yīng)為CH3OH(g) HCHO(g)＋H2(g)　ΔH1>0，副反應(yīng)為CH3OH(g) CO(g)＋2H2(g)　ΔH2。在體積為2 L的剛性容器中，通入1 mol 氣態(tài)CH3OH，在一定催化劑作用下，反應(yīng)時間為5 min時，分別測得甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醛的選擇性(轉(zhuǎn)化的CH3OH中生成HCHO的百分比)與溫度的關(guān)系如下圖所示。
下列有關(guān)說法錯誤的是(　　 )
A．600 ℃時，5 min內(nèi)生成甲醛的平均反應(yīng)速率是0.04 mol·L－1·min－1
B．由圖可知副反應(yīng)的ΔH2>0
C．600 ℃以前，溫度升高，平衡正向移動，使得甲醛的選擇性增大
D．600 ℃以后，甲醛的選擇性下降的可能原因為溫度升高，催化劑對主反應(yīng)的催化活性降低
解析：選C。600 ℃時5 min內(nèi)甲醇的轉(zhuǎn)化率為50%，甲醛的選擇性為80%，n(HCHO)＝1×50%×80%＝0.4 mol，5 min內(nèi)生成甲醛的平均反應(yīng)速率是0.04 mol·L－1·min－1，A項正確；由圖可知甲醇的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高一直增大，甲醛的選擇性在600 ℃以后下降，故副反應(yīng)的ΔH2>0，B項正確；600 ℃以前，甲醛的選擇性變化是受到催化劑的影響，C項錯誤；600 ℃以后，溫度升高，催化劑對主反應(yīng)的催化活性下降，D項正確。
二、非選擇題(共2題，共20分)
11．(8分)(1)工業(yè)上，裂解正丁烷可以獲得乙烯、丙烯等化工原料。
反應(yīng)1：C4H10(g，正丁烷) CH4(g)＋C3H6(g)　ΔH1
反應(yīng)2：C4H10(g，正丁烷) C2H6(g)＋C2H4(g)　ΔH2
某溫度下，向2 L恒容密閉容器中投入2 mol正丁烷，假設(shè)控制反應(yīng)條件，只發(fā)生反應(yīng)1，達到平衡時測得CH4的體積分?jǐn)?shù)為。下列情況表明上述反應(yīng)達到平衡的是________(填字母，下同)。(2分)
A．混合氣體的密度保持不變 B．甲烷、丙烯的生成速率相等
C．混合氣體壓強保持不變 D．丙烯的體積分?jǐn)?shù)保持不變
(2)深入研究碳、氮元素的物質(zhì)轉(zhuǎn)化有著重要的實際意義，合成尿素的反應(yīng)為2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(l)　ΔH＝－87.0 kJ·mol－1。
若向某恒溫且恒容的密閉容器中加入等物質(zhì)的量的NH3和CO2，發(fā)生上述反應(yīng)。下列敘述不能說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是________。(3分)
A．?dāng)嗔? mol N—H的同時斷裂2 mol O—H B．壓強不再變化
C．混合氣體的密度不再變化 D．CO2的體積分?jǐn)?shù)不再變化
(3)反應(yīng)：4NO2(g)＋2NaCl(s) 2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，恒溫恒容情況下，下列說法能判斷此反應(yīng)達到平衡的是________。(3分)
A．氣體物質(zhì)中氮元素與氧元素的質(zhì)量比不變 B．容器內(nèi)氣體密度不變
C．容器內(nèi)氣體顏色不變 D．容器內(nèi)NaNO3的濃度保持不變
解析：(1)氣體密度等于氣體質(zhì)量除以容器體積，反應(yīng)1的反應(yīng)物和生成物都是氣體，氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，因此在恒溫恒容條件下氣體密度始終不變，因此密度不變不能作為判斷平衡的標(biāo)志，故A不符合題意；甲烷、丙烯均屬于生成物，兩者的化學(xué)計量數(shù)相同，無論是否達到平衡，它們的生成速率始終相等，故B不符合題意；在恒容恒溫下，氣體分子數(shù)逐漸增多，氣體壓強逐漸增大，當(dāng)壓強不變時反應(yīng)達到平衡，故C符合題意；丙烯體積分?jǐn)?shù)由0逐漸增大，丙烯體積分?jǐn)?shù)不變時表明反應(yīng)達到平衡，故D符合題意。
(2)根據(jù)方程式可知：每2分子NH3反應(yīng)產(chǎn)生1分子CO(NH2)2，會斷裂2個N—H，即1個NH3分子斷裂1個N—H，現(xiàn)在斷裂6 mol N—H, 就是6 mol NH3反應(yīng)，要生成3 mol H2O，形成6 mol O—H，斷裂2 mol O—H，就是1 mol水發(fā)生反應(yīng)，生成水的物質(zhì)的量大于消耗水的物質(zhì)的量，正、逆反應(yīng)速率不相等，沒有達到平衡，A符合題意；該反應(yīng)在恒溫恒容條件下進行，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生改變，當(dāng)氣體壓強不再變化時，氣體的物質(zhì)的量不變，則反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)，B不符合題意；反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量發(fā)生變化，而反應(yīng)在恒溫恒容條件下進行，氣體的體積不變，則混合氣體的密度不再變化，說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)，C不符合題意；若CO2的體積分?jǐn)?shù)不再變化，說明混合氣體中各氣體的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)，D不符合題意。
(3)反應(yīng)物NO2中氮元素與氧元素的質(zhì)量比為7∶16，生成物NO中氮元素和氧元素的質(zhì)量比為7∶8，所以未平衡前氣體物質(zhì)中氮元素和氧元素的質(zhì)量比是變量，當(dāng)氣體物質(zhì)中氮元素與氧元素的質(zhì)量比不變時，反應(yīng)達到了平衡，故A選；隨著反應(yīng)的進行，氣體物質(zhì)的質(zhì)量在減小，而容器體積不變，所以混合氣體的密度在減小，當(dāng)容器內(nèi)氣體密度不變時，反應(yīng)達到了平衡，故B選；NO2是紅棕色氣體，Cl2是黃綠色氣體，未平衡前混合氣體的顏色在改變，當(dāng)容器內(nèi)氣體顏色不變時，說明NO2和Cl2的濃度均不再改變，反應(yīng)達到了平衡，故C選；NaNO3是固體，不能用固體濃度不變衡量反應(yīng)是否達到平衡，故D不選。
答案：(1)CD　(2)A　(3)ABC
12．(12分)(1)利用天然氣制取合成氣的原理：CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)，在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol/L的CH4與CO2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強的關(guān)系如圖所示，則壓強p1______p2(填“大于”或“小于”)；壓強為p2時，在Y點：v(正)________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)，求Y點對應(yīng)溫度下的該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝______(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(6分)
(2)以二氧化鈦表面覆蓋CuAlO4為催化劑，可以將CH4和CO2直接轉(zhuǎn)化成乙酸。
①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示。250～300 ℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_______________________________________________。(3分)
②為了提高該反應(yīng)中CH4的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是__________________________________。(3分)
解析：(1)在相同條件下保持溫度不變，增大壓強平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動，即該反應(yīng)逆向移動，故壓強p1＜p2；壓強為p2時，X點為平衡狀態(tài)，Y點未達到平衡，且此時產(chǎn)率低于平衡時刻，故向正向移動，v(正)＞v(逆)；在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol/L的CH4與CO2，X點對應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，可得平衡時c(CH4)＝c(CO2)＝0.02 mol/L，c(H2)＝c(CO)＝0.16 mol/L，X點與Y點溫度相同，故平衡常數(shù)相同，因此Y點對應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝≈1.6。
答案：(1)小于　大于　1.6　
(2)①溫度超過250 ℃時，催化劑的催化效率降低?、谠龃蠓磻?yīng)壓強或增大CO2的濃度
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第34講 化學(xué)平衡狀態(tài)　化學(xué)平衡的移動,
【備考目標(biāo)】　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、催化劑等)對化學(xué)平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋化學(xué)平衡移動的一般規(guī)律。
考點1　化學(xué)平衡狀態(tài),
1.可逆反應(yīng)
在相同條件下，既可以向正反應(yīng)方向進行，同時又可以向逆反應(yīng)方向進行的化學(xué)反應(yīng)。
2.化學(xué)平衡狀態(tài)
(1)概念：一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)進行到一定程度時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率 ，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。
(2)建立過程
在一定條件下，把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入容積固定的密閉容器中。反應(yīng)過程如下：
以上過程可用如圖表示：
[注意]　一個化學(xué)平衡狀態(tài)，可以從正反應(yīng)方向建立，也可以從逆反應(yīng)方向建立，還可以從正、逆兩反應(yīng)方向同時建立。
(3)特點
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)2H2＋O2 2H2O為可逆反應(yīng) ( )
(2)可逆反應(yīng)到達平衡時，各組分的濃度相等 ( )
(3)可逆反應(yīng)達到平衡時，生成物不再變化，反應(yīng)停止了 ( )
(4)達到平衡前的v正一定大于v逆( )
(5)在一定條件下，向密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反應(yīng)，生成2 mol NH3( )
題組練習(xí)
一、可逆反應(yīng)及其特征判斷
1．向10 mL 0.2 mol·L－1NaI溶液中滴加4～5滴0.1 mol·L－1FeCl3溶液后，再進行下列實驗，可證明FeCl3溶液和NaI溶液的反應(yīng)為可逆反應(yīng)的是(　　 )
A．再滴加AgNO3溶液，觀察是否有AgI沉淀產(chǎn)生
B．加入CCl4振蕩后，觀察下層液體顏色
C．加入CCl4振蕩后，取上層清液，滴加AgNO3溶液，觀察是否有AgCl沉淀產(chǎn)生
D.加入CCl4振蕩后，取上層清液，滴加KSCN溶液，觀察是否出現(xiàn)紅色
2．在一密閉容器中進行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，當(dāng)反應(yīng)達平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是(　　 )
A．SO2為0.4 mol/L、O2為0.2 mol/L B．SO2、SO3均為0.15 mol/L
C．SO3為0.25 mol/L D．SO3為0.4 mol/L
【思維建?！俊O值法確定濃度范圍
二、化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志
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，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。
(2)靜態(tài)標(biāo)志：“變量”不變
在未達到平衡時不斷變化、在達到平衡時不再發(fā)生變化的各種物理量(如各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量、壓強、密度或顏色等)，如果不再發(fā)生變化，即反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。
可簡單總結(jié)為“正逆相等，變量不變”。
3．(人教選擇性必修1 P42T3)在一定溫度下的容積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)。下列敘述中，能說明反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　)
A．Z的生成速率與Z的分解速率相等 B．單位時間內(nèi)消耗a mol X，同時生成3a mol Z
C．容器內(nèi)的壓強不再變化 D．混合氣體總的物質(zhì)的量不再變化
4．(2023·黑龍江哈爾濱三中期中)將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡H2NCOONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)。能判斷該反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡的是(　　 )
①2v正(NH3)＝v逆(CO2)
②密閉容器中氨氣的物質(zhì)的量濃度不變
③密閉容器中混合氣體的密度不變
④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
⑤密閉容器混合氣體的總物質(zhì)的量不變
⑥形成6 mol N—H鍵的同時消耗44 g CO2
A．②③⑤⑥ B．②⑤⑥ C．②③④⑤⑥ D．全部
考點2　化學(xué)平衡的移動
1．化學(xué)平衡的移動
如果改變外界條件，化學(xué)平衡狀態(tài)被破壞，平衡體系由原有的平衡狀態(tài)達到 的過程，如下圖所示。
2．平衡移動的方向與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系
條件改變
3．外界條件改變對化學(xué)平衡的影響
以mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)為例
改變的條件(其他不變) 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(對有氣體參加的反應(yīng)) m＋n≠p＋q 增大壓強 向氣體分子總數(shù) 的方向移動
減小壓強 向氣體分子總數(shù) 的方向移動
m＋n＝p＋q 改變壓強 ；
溫度 升高溫度 向 方向移動
降低溫度 向 方向移動
催化劑 同時、同等程度改變v正、v逆，平衡 ；
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“壓強影響平衡移動”的實質(zhì)
(1)壓強只有引起物質(zhì)的濃度變化才會造成平衡移動，否則壓強對平衡無影響。
①恒溫、恒容條件
原平衡體系體系總壓強增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動
②恒溫、恒壓條件
(2)同等程度地改變平衡體系混合物中各物質(zhì)的濃度時，應(yīng)視為壓強的影響。
4．勒夏特列原理
如果改變影響平衡的一個因素(如溫度、壓強及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度)，平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。
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(1)勒夏特列原理適用于任何化學(xué)平衡體系，如化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。
(2)勒夏特列原理只適用于判斷改變影響平衡的一個因素時平衡移動的方向。若同時改變影響平衡的幾個因素，則不能簡單地根據(jù)勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向，只有在改變的因素對平衡移動的方向影響一致時，才能根據(jù)勒夏特列原理進行判斷。
(3)勒夏特列原理中的“減弱”不等于“消除”，更不是“扭轉(zhuǎn)”，即平衡移動不能將外界影響完全消除，而只能減弱。
(4)應(yīng)用勒夏特列原理時應(yīng)弄清是否真的改變了影響化學(xué)平衡的因素。如改變平衡體系中固體或純液體的量，或者對于有氣體存在的化學(xué)平衡體系，在恒溫、恒容條件下充入惰性氣體，均未改變影響化學(xué)平衡的因素。
【基點判斷】(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1) 正反應(yīng)速率增大，說明化學(xué)平衡一定正向移動 ( )
(2)增大反應(yīng)物的量平衡一定會正向移動( )
(3)升高溫度，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動( )
(4)向平衡體系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 ( )
(5)對于反應(yīng)：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g) Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH＜0，其他條件不變，增大Si3N4的物質(zhì)的量，平衡向左移動( )
題組練習(xí)
一、改變條件，判斷化學(xué)平衡的移動方向
1．(2023·廣東梅州期末)某溫度下，在一恒容密閉容器中進行如下兩個反應(yīng)并達到平衡：
①2X(g)＋Y(g) Z(s)＋2Q(g)　ΔH1<0
②M(g)＋N(g) R(g)＋Q(g)　ΔH2>0
下列敘述錯誤的是(　　 )
A．加入適量Z，①和②平衡均不移動 B．通入稀有氣體Ar，①平衡正向移動
C．降溫時無法判斷Q濃度的增減 D．通入氣體Y，則N的轉(zhuǎn)化率減小
2．(2023·天津河西期末)分析如下實驗操作，對Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3平衡產(chǎn)生的影響，說法正確的是(　　 )
A．試管b中反應(yīng)為Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
B．該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨c(SCN－)的增大而增大
C．試管b中溶液顏色較a中的淺，說明增大c(Fe2＋)，平衡向逆向移動
D．試管c中溶液顏色較a中的深，說明增加c(SCN－)，平衡向正向移動
二、平衡移動方向與轉(zhuǎn)化率變化分析
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)計量數(shù)之比，達到平衡后，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)化率增大，A的轉(zhuǎn)化率減小。
(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(或擴大)容器體積，氣體反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計量數(shù)有關(guān)。如：
同倍數(shù)增大c(A)和c(B)(相當(dāng)于對原平衡增大壓強)
3．對于以下三個反應(yīng)，從反應(yīng)開始進行到達到平衡后，保持容器溫度、容積不變，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，達到平衡后，PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率________，PCl5(g)的百分含量________。
(2)2HI(g) I2(g)＋H2(g)，再充入HI(g)，平衡向________方向移動，達到平衡后，HI的分解率________，HI的百分含量________。
(3)2NO2(g) N2O4(g)，再充入NO2(g)，平衡向________方向移動，達到平衡后，NO2(g)的轉(zhuǎn)化率________，NO2(g)的百分含量________。
4．(2022·河北高考節(jié)選)工業(yè)上常用甲烷、水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。
Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)
Ⅱ.CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
下列操作中，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是________(填字母)。
A．增加CH4(g)用量 B．恒溫恒壓下通入惰性氣體 C．移除CO(g) D．加入催化劑
三、虛擬中間途徑，分析平衡移動結(jié)果
虛擬中間途徑的思維模式
(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式
新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強。
(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例，見圖示)
新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強不變，平衡不移動。
5．一定條件下存在反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，其正反應(yīng)放熱。圖1、圖2表示起始時容器甲、丙體積都是V，容器乙、丁體積都是；向甲、丙內(nèi)都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒溫；向乙、丁內(nèi)都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持絕熱(即與外界無熱量交換)，在一定溫度時開始反應(yīng)。
下列說法正確的是(　　 )
A．圖1達平衡時，c(SO2)：甲＝乙 B．圖1達平衡時，平衡常數(shù)K：甲<乙
C．圖2達平衡時，所需時間t：丙<丁 D．圖2達平衡時，體積分?jǐn)?shù)φ(SO3)：丙>丁
6．(2023·福建福州模擬)利用CO2合成甲醇的反應(yīng)為CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH。恒壓條件下，向密閉容器中通入1 mol CO2和3 mol H2，反應(yīng)一段時間，已知分子篩膜能選擇性分離出H2O，則在有分子篩膜和催化劑及無分子篩膜和無催化劑時，甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。
下列說法正確的是(　　 )
A．ΔH<0
B．曲線m表示反應(yīng)使用了分子篩膜和催化劑
C．相同條件下，若起始時投入2 mol CO2和6 mol H2，則甲醇的平衡產(chǎn)率變大
D．起始時若不使用催化劑，反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率會降低
高考真題
1．(2024·浙江6月卷，16，3分)為探究化學(xué)平衡移動的影響因素，設(shè)計方案并進行實驗，觀察到相關(guān)現(xiàn)象。其中方案設(shè)計和結(jié)論都正確的是( )
選項 影響因素 方案設(shè)計 現(xiàn)象 結(jié)論
A 濃度 向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液 黃色溶液變橙色 增大反應(yīng)物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動
B 壓強 向恒溫恒容密閉玻璃容器中充入氣體，分解達到平衡后再充入100mLAr 氣體顏色不變 對于反應(yīng)前后氣體總體積不變的可逆反應(yīng)，改變壓強平衡不移動
C 溫度 將封裝有NO2和N2O4混合氣體的燒瓶浸泡在熱水中 氣體顏色變深 升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動
D 催化劑 向乙酸乙酯中加入1mL0.3mol·L-1H2SO4溶液，水浴加熱 上層液體逐漸減少 使用合適的催化劑可使平衡向正反應(yīng)方向移動
2．(2023·北京高考)下列事實能用平衡移動原理解釋的是(　　 )
A．H2O2溶液中加入少量MnO2固體，促進H2O2分解
B．密閉燒瓶內(nèi)的NO2和N2O4的混合氣體，受熱后顏色加深
C．鐵釘放入濃HNO3中，待不再變化后，加熱能產(chǎn)生大量紅棕色氣體
D．鋅片與稀H2SO4反應(yīng)過程中，加入少量CuSO4固體，促進H2的產(chǎn)生
3．(2022·海南高考)某溫度下，反應(yīng)CH2===CH2(g)＋H2O(g) CH3CH2OH(g)在密閉容器中達到平衡，下列說法正確的是(　　 )
A．增大壓強，v正>v逆，平衡常數(shù)增大
B．加入催化劑，平衡時CH3CH2OH(g)的濃度增大
C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動
D．恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率增大
4．(2023·廣東高考)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)R(g) P(g)。反應(yīng)歷程(下圖)中，M為中間產(chǎn)物。其它條件相同時，下列說法不正確的是(　　 )
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進行 B．反應(yīng)達平衡時，升高溫度，R的濃度增大
C．使用Ⅱ時，反應(yīng)體系更快達到平衡 D．使用Ⅰ時，反應(yīng)過程中M所能達到的最高濃度更大
5．(2022·湖南高考節(jié)選)在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g)，起始壓強為0.2 MPa時，發(fā)生下列反應(yīng)生成水煤氣：
Ⅰ.C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋131.4 kJ·mol－1
Ⅱ.CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.1 kJ·mol－1
下列說法正確的是________。
A．平衡時向容器中充入惰性氣體，反應(yīng)Ⅰ的平衡逆向移動
B．混合氣體的密度保持不變時，說明反應(yīng)體系已達到平衡
C．平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)可能大于
D．將炭塊粉碎，可加快反應(yīng)速率
鞏固練習(xí)
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．一定溫度下，向一體積不變的密閉容器中加入一定量的SO2和O2，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。
下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述正確的是(　　 )
A．達到平衡狀態(tài)時，正、逆反應(yīng)速率相等
B．達到平衡狀態(tài)時，SO2和O2的濃度都為0
C．若起始時加入2 mol SO2和1 mol O2，則達平衡時放出的熱量為196.6 kJ
D．若反應(yīng)達到平衡狀態(tài)后，2 min時生成a mol SO3，則4 min時生成2a mol SO3
2．已知：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)。下列說法正確的是(　　 )
A．達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，Y的正反應(yīng)速率和Z的逆反應(yīng)速率相等
B．達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，X、Y、Z的濃度之比為1∶2∶3
C．達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，反應(yīng)放出的總熱量一定小于a kJ
D．0.2 mol X和0.2 mol Y充分反應(yīng)生成Z的物質(zhì)的量一定小于0.3 mol
3．(2023·海南海口期中)某溫度下，在2 L恒容密閉容器中加入1 mol X(s)和3 mol Y(g)，發(fā)生反應(yīng)：X(s)＋3Y(g) Z(g)＋M(g)，10 min后達到平衡狀態(tài)。下列說法錯誤的是(　　 )
A．容器內(nèi)氣體的密度不變時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài) B．達到平衡時，存在v正(Y)＝3v逆(Z)
C．升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大 D．改變溫度，對平衡沒有影響
4．(2023·天津南開期末)下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是(　　 )
A．用排飽和食鹽水的方法收集氯氣
B．打開啤酒瓶蓋時會從瓶口逸出氣體
C．對2HI(g) H2(g)＋I2(g)，減小容器體積，氣體顏色變深
D.久置的氯水pH逐漸減小
5．(2023·河南駐馬店期末)進入冬季后，某醫(yī)院痛風(fēng)門診患者激增，醫(yī)生告知患者減少食用動物內(nèi)臟和海鮮類，增加攝入含鉀豐富的食物(如香蕉、西蘭花)。痛風(fēng)的化學(xué)原理為HUr(尿酸，aq)＋Na＋(aq) NaUr(s)＋H＋(aq)　ΔH，關(guān)節(jié)滑液中尿酸鈉(NaUr)晶體越多，病情越嚴(yán)重。下列有關(guān)說法錯誤的是(　　 )
A．上述反應(yīng)的ΔH>0 B．痛風(fēng)患者應(yīng)注意保暖
C．痛風(fēng)患者需控制食鹽的攝入量 D．痛風(fēng)患者大量飲水可適當(dāng)降低痛風(fēng)的發(fā)病概率
6．處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)：2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)　ΔH＞0，不改變其他條件的情況下合理的說法是(　　 )
A．加入催化劑，反應(yīng)途徑將發(fā)生改變，ΔH也將隨之改變
B．升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，H2S分解率也增大
C．增大壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，將引起體系溫度降低
D．若體系恒容，注入一些H2后達新平衡，H2濃度將減小
7．(2023·天津河西期末)分析如下操作對 2NO2 N2O4平衡影響的實驗，說法正確的是(　　 )
步驟1：活塞從Ⅰ處拉至Ⅱ處
步驟2：活塞從Ⅱ處推向Ⅰ處
A．步驟1，減小壓強，平衡右移
B．步驟1，混合氣顏色變淺，平衡右移
C．步驟2，濃度商Q＜平衡常數(shù)K，平衡右移
D．步驟2，混合氣顏色先變深后變淺，變深的原因是生成了更多NO2
8.
綠水青山是構(gòu)建美麗中國的偉大構(gòu)想，因此國家加大了對氮氧化物排放的控制力度。用活性炭還原處理氮氧化物的有關(guān)反應(yīng)為C(s)＋2NO(g) CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。向容積可變的密閉容器中加入(足量的)活性炭和NO，在t2時刻改變某一條件，其反應(yīng)的速率—時間圖像如圖所示。下列說法正確的是(　　 )
A．給該反應(yīng)升溫，v正減小，v逆增大
B．t2時刻改變的條件是向密閉容器中加NO
C．t1時刻的v逆大于t2時刻的v正
D．若氣體的密度不變，不能說明該反應(yīng)達到平衡
9.
(2023·遼寧撫順一中期末)一定溫度下，在剛性容器中加入等物質(zhì)的量的H2(g)與NO(g)發(fā)生反應(yīng)：2H2(g)＋2NO(g) N2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0，測得H2(g)與H2O(g)的分壓隨時間變化如圖所示。下列說法正確的是(　　 )
A．當(dāng)氣體密度不再變化時，反應(yīng)達到平衡 B．體系中氣體總物質(zhì)的量：n初始∶n平衡＝5∶4
C．升高溫度，反應(yīng)速率：v正降低，v逆增加 D．該反應(yīng)的活化能：E正>E逆
10．(2023·河北石家莊聯(lián)考)利用氣態(tài)甲醇在催化劑條件下脫氫制備甲醛的主反應(yīng)為CH3OH(g) HCHO(g)＋H2(g)　ΔH1>0，副反應(yīng)為CH3OH(g) CO(g)＋2H2(g)　ΔH2。在體積為2 L的剛性容器中，通入1 mol 氣態(tài)CH3OH，在一定催化劑作用下，反應(yīng)時間為5 min時，分別測得甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醛的選擇性(轉(zhuǎn)化的CH3OH中生成HCHO的百分比)與溫度的關(guān)系如下圖所示。
下列有關(guān)說法錯誤的是(　　 )
A．600 ℃時，5 min內(nèi)生成甲醛的平均反應(yīng)速率是0.04 mol·L－1·min－1
B．由圖可知副反應(yīng)的ΔH2>0
C．600 ℃以前，溫度升高，平衡正向移動，使得甲醛的選擇性增大
D．600 ℃以后，甲醛的選擇性下降的可能原因為溫度升高，催化劑對主反應(yīng)的催化活性降低
二、非選擇題(共2題，共20分)
11．(8分)(1)工業(yè)上，裂解正丁烷可以獲得乙烯、丙烯等化工原料。
反應(yīng)1：C4H10(g，正丁烷) CH4(g)＋C3H6(g)　ΔH1
反應(yīng)2：C4H10(g，正丁烷) C2H6(g)＋C2H4(g)　ΔH2
某溫度下，向2 L恒容密閉容器中投入2 mol正丁烷，假設(shè)控制反應(yīng)條件，只發(fā)生反應(yīng)1，達到平衡時測得CH4的體積分?jǐn)?shù)為。下列情況表明上述反應(yīng)達到平衡的是________(填字母，下同)。(2分)
A．混合氣體的密度保持不變 B．甲烷、丙烯的生成速率相等
C．混合氣體壓強保持不變 D．丙烯的體積分?jǐn)?shù)保持不變
(2)深入研究碳、氮元素的物質(zhì)轉(zhuǎn)化有著重要的實際意義，合成尿素的反應(yīng)為2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(l)　ΔH＝－87.0 kJ·mol－1。
若向某恒溫且恒容的密閉容器中加入等物質(zhì)的量的NH3和CO2，發(fā)生上述反應(yīng)。下列敘述不能說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是________。(3分)
A．?dāng)嗔? mol N—H的同時斷裂2 mol O—H B．壓強不再變化
C．混合氣體的密度不再變化 D．CO2的體積分?jǐn)?shù)不再變化
(3)反應(yīng)：4NO2(g)＋2NaCl(s) 2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，恒溫恒容情況下，下列說法能判斷此反應(yīng)達到平衡的是________。(3分)
A．氣體物質(zhì)中氮元素與氧元素的質(zhì)量比不變 B．容器內(nèi)氣體密度不變
C．容器內(nèi)氣體顏色不變 D．容器內(nèi)NaNO3的濃度保持不變
12．(12分)(1)利用天然氣制取合成氣的原理：CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)，在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol/L的CH4與CO2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強的關(guān)系如圖所示，則壓強p1______p2(填“大于”或“小于”)；壓強為p2時，在Y點：v(正)________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)，求Y點對應(yīng)溫度下的該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝______(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(6分)
(2)以二氧化鈦表面覆蓋CuAlO4為催化劑，可以將CH4和CO2直接轉(zhuǎn)化成乙酸。
①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示。250～300 ℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是______________________________________。(3分)
②為了提高該反應(yīng)中CH4的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是__________________________________。(3分)
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