1、第三節 化學反應條件的優化-工業合成氨1在一真空密閉的定容容器中放入N2O4晶體并使之氣化，當反應N2O42NO2建立平衡 后，再通入一些N2O4氣體(溫度不變)，待反應再次達到新的平衡，則平衡混合氣體中的比值，新平衡與舊平衡相比() A新平衡時大 B新平衡時小 C不變 D無法確定解析：平衡后，再通入一些N2O4氣體，相當于增大壓強，平衡向體積減小的方向即逆反應方向移動。答案：B2. 在容積不變的密閉容器中，在一定條件下發生反應2AB(g)C(s)，且達到化學平衡。當升高溫度時容器內氣體的密度增大。則下列判斷正確的是()A若正反應是吸熱反應，則A為非氣態B若正反應是放熱反應，則A為氣態C若在平

2、衡體系中加入少量C，該平衡向逆反應方向移動D壓強對該平衡的移動無影響解析：升高溫度時其容器內氣體的密度增大，如A為非氣態，則平衡必向正反應方向移動，正反應為吸熱反應；如A為氣態，平衡必向逆反應方向移動，正反應為放熱反應。所以A、B正確。答案：AB3已知反應：X(g)2Y(g) 2Z(g)。現將X和Y氣體按體積比12混合于一密閉容器中，并加壓到3×107 Pa時達到平衡狀態。此時反應物、生成物的物質的量之比為61，則此時對應于圖中的溫度應為() A100 B200 C300 D400解析：本題目通過求出X或Y的轉化率，然后查圖像就可以確定其相應溫度。設達到平衡時，X轉化的物質的量為x，

3、則：X(g)2Y(g) 2Z(g)起始/mol 1 2 0轉化/mol x 2x 2x平衡/mol 1x 22x 2x所以有，x0.2 mol。故X和Y的轉化率均為20%，對應溫度為100。答案：A4氯氣溶于水達到平衡后，若其他條件不變，只改變某一條件，下列敘述正確的是()A再通入少量氯氣，減小B通入少量SO2，溶液漂白性增強C加入少量固體NaOH，一定有c(Na)c(Cl)c(ClO)D加入少量水，水的電離平衡向正反應方向移動解析：Cl2溶于水后，存在如下平衡Cl2H2OHClHClO，HClOHClO，再通入少量Cl2，上述平衡右移前者程度大，后者程度小，c(H)增大的多，c(ClO)增大

4、的少，增大；SO2Cl22H2O=2HClH2SO4，溶液漂白性減弱；加入少量NaOH固體后，可能HCl與HClO都有剩余，溶液不一定呈中性，故c(Na)c(Cl)c(ClO)不一定成立。答案：D5(2008·四川理綜，8)在密閉容器中進行如下反應：H2(g)I2(g) 2HI(g)。在溫度T1和T2時，產物的量與反應時間的關系如圖所示。符合圖示的正確判斷是()AT1>T2，H>0 BT1>T2，H<0CT1<T2，H>0 DT1<T2，H<0解析：從圖像上可以看出，T2達到平衡所用的時間短，因此T2的溫度高，即T2>T1。隨溫度

5、升高，HI的含量降低，因此該反應正反應為放熱反應，即H<0。答案：D6 在一定條件下，合成氨反應達到平衡后，混合氣體中氨的體積分數為25%，若反應前后條件不變，則反應后縮小的體積與原反應物體積的比值為()A1/5 B1/4 C1/3 D1/2解析：由合成氨的反應N2(g)3H2(g) 2NH3可知：反應過程中縮小的體積等于生成的氨的體積，若設反應前氣體的總體積為V，達到平衡后有x體積的N2轉化，則生成氨的體積為2x，氣體的總體積為V2x，據題意知：×100%25%，解得：。答案：A7(2009·廣東單科，7，有改動)難揮發性二硫化鉭(TaS2)可采用如下圖所示裝置提純

6、。將不純的TaS2粉末裝入石英管一端，抽真空后引入適量碘并封管，置于加熱爐中。反應如下：TaS2(s)2I2(g) TaI4(g)S2(g)下列說法正確的是()A在不同溫度區域，TaI4的量保持不變B在提純過程中，I2的量不斷減少C在提純過程中，I2的作用是將TaS2從高溫區轉移到低溫區D該反應的平衡常數與TaI4和S2的濃度乘積成反比解析：A項，TaI4主要存在于高溫區；B項，在提純過程中，I2的量應基本保持不變；D項，該反應的平衡常數為：K。答案：C8. 在一定條件下，xAyBzC的可逆反應達到平衡：(1)已知A、B、C都是氣體，在減壓后平衡向逆反應方向移動，則x、y、z的關系是：_。(2

7、)已知C是氣體，且xyz，在加壓時，如果平衡發生移動，則平衡必向_方向移動。(3)已知B、C是氣體，現增加A物質的量(其他條件不變)，平衡不移動，則A是_態。(4)加熱后C的質量分數減少，則正反應是_熱反應。解析：(1)減壓平衡向化學計量數增大的方向移動，則xy>z。(2) 如果都是氣體，則平衡不移動；如果A、B至少一種為非氣體，則平衡向逆反應方向移動。(3)A是非氣態物質，如液態或固態。(4)加熱平衡向吸熱方向移動，則逆反應是吸熱反應，正反應是放熱反應。答案：(1)xy>z(2)逆反應(3)固或液(4)放9(2008·海南，15)反應A(g)B(g) C(g)D(g)過

8、程中的能量變化如下圖所示，回答下列問題。(1)該反應是_反應(填“吸熱”或“放熱”)；(2)當反應達到平衡時，升高溫度，A的轉化率_(填“增大”“減小”或“不變”)，原因是_。(3)反應體系中加入催化劑對反應熱是否有影響？_，原因是_；(4)在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1和E2的變化是：E1_，E2_(填“增大”“減小”或“不變”)。解析：(1)從圖像上可以看出，反應物的總能量比生成物的總能量高，因此該反應為放熱反應。(2)升高溫度，平衡左移，因此A的轉化率減小。(3)加入催化劑，對反應熱無影響，因為催化劑不改變反應進行的程度，反應物參加反應的量不變，所以反應熱也不變。(4)催化劑

9、改變了反應的歷程，降低了反應所需要的活化能，使E1減小，E2也減小。答案：(1)放熱(2)減小根據勒夏特列原理，升高溫度反應向吸熱方向移動，因而該反應中A的轉化率減小(3)沒有催化劑只能改變化學反應的速率和途徑，不能改變化學反應始態和終態的能量，因此對反應熱沒有影響(4)減小減小10將各2a mol的P、Q、R、S在一密閉容器中混合，發生如下反應：xPyQzRwS。達到平衡后，測得n(P)a mol，n(Q) mol，n(R) mol，n(S)3a mol，已知四種物質中只有R是固體。(1)若該反應中物質的化學計量數x2，則z_，w_。(2)達到平衡時，P的轉化率是_。(3)如果只改變壓強，化

10、學反應速率發生變化，但化學平衡不移動。則該反應中各物質的聚集狀態分別是：Q_，S_。(4)如果只升高溫度，反應一段時間后，各物質的物質的量均變為2a mol，則該反應的正反應為_熱反應。解析：(1)xPyQzRwS始/mol: 2a 2a 2a 2a平/mol: a a a 3a變/mol: a a axyzwaaa2132，由x2得z3，w2。(2)P的轉化率為×100%50%。(3)若改變壓強，化學反應速率發生變化，但化學平衡不移動，則該反應為氣體體積不變的反應。Q為液態(因已知只有R為固態，故Q不能為固態)，S為氣態。(4)由題設條件可推知，升溫平衡向逆反應方向移動，因此正反應

11、為放熱反應答案：(1)32(2)50% (3)液態氣態(4)放11反應2A(g)B(g) 3C(g)，起始時按52的體積比將A、B兩氣體混合后，充入一體積不變的密閉容器中，在恒定溫度下使其反應，達到平衡時混合氣體中C的體積分數為60%。求：(1)A、B的轉化率分別為：A_，B_(2)平衡混合氣體的平均相對分子質量(設A的相對分子質量為MA，B的相對分子質量為MB)：_。(3)平衡時壓強與起始相比，有何變化？_(填“增大”“不變”或“減小”)。解析：(1)2A(g)B(g) 3C(g)起始量 5 2 0變化量 2x x 3x平衡量 52x 2x 3x由已知得×100%60%x1.4，所

12、以A×100%56%B×100%70%。(2)總質量、總體積保持不變，則恒溫下，平衡后的混合氣體平均相對分子質量即為A、B兩氣體混合時的平均相對分子質量。(3)反應2A(g)B(g)3C(g)中兩邊氣體總系數相等，反應前后氣體的總的物質的量不變，則在恒溫恒容條件下，壓強不變。答案：(1)56%70%(2)(3)不變1已建立化學平衡的某可逆反應，當條件改變使化學平衡向正反應方向移動時，下列敘述正確的是()生成物的質量分數一定增加生成物產量一定增加反應物的轉化率一定增大反應物的濃度一定降低正反應速率一定大于逆反應速率一定使用催化劑A B C D解析：當增加某反應物的濃度平衡正向

13、移動，生成物的質量分數可能減小，該反應物的濃度增大；當多種物質作反應物時增加一種反應物濃度，平衡正向移動，該反應物的轉化率降低，其余反應物的轉化率增大；使用催化劑不改變化學平衡移動的方向。答案：C2 (2008·全國理綜 ，11)已知：4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)；H1 025 kJ/mol，該反應是一個可逆反應。若反應物起始物質的量相同，下列關于該反應的示意圖不正確的是()解析：由于該反應為放熱反應，升高溫度平衡左移，NO的含量降低，因此A正確、C錯；又由于該反應為氣體體積增大的反應，增大壓強平衡左移，因此壓強越大，NO的含量越低，故B正確；而催化劑只能提

14、高反應速率，不會引起平衡的移動，因此D正確。答案：C3一定條件下，在可變容積的密閉容器中進行下列可逆反應：S2Cl2(l)Cl2(g) 2SCl2(l)；H51.16 kJ·mol1淺黃色 鮮紅色下列說法正確的是()A達到平衡時，抽出少量氯氣，反應混合液顏色變深B單位時間內生成2n mol S2Cl2，同時生成n mol SCl2時，平衡向逆反應方向移動C達平衡時，降低溫度，混合液的顏色將變淺D單位時間內有n mol Cl2被還原，同時氧化生成n mol Cl2時，平衡向正反應方向移動解析：抽出Cl2，平衡不移動，混合液顏色不變，A項錯誤；B項正確；降溫，平衡正移，混合液顏色變深，C

15、項錯誤；n mol Cl2被還原，同時n mol Cl2被氧化，即v正v逆，平衡不移動，故D項錯誤。答案：B4如下圖所示，三個燒瓶中分別充滿NO2氣體并分別放置在盛有下列物質的燒杯(燒杯內有水)中：在(1)中加入無水CaCl2，在(3)中加入NH4Cl晶體，(2)中不加其他任何物質，發現(1)中紅棕色變深，(3)中紅棕色變淺，下列敘述正確的是() ACaCl2溶于水時放出熱量B燒瓶(1)中氣體的壓強不變CNH4Cl溶于水時放出熱量D燒瓶(3)中氣體的壓強增大解析：三個燒瓶中都存在如下平衡：2NO2(g) N2O4(g)；H<0，(1)中紅棕色變深，平衡左移，所以CaCl2溶于水放熱，(3

16、)中變淺，平衡右移，說明NH4Cl溶于水時吸熱答案：A5. 在容積不變的密閉容器中存在如下反應：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H<0，某研究小組研究了其他條件不變時，改變某一條件對上述反應的影響，下列分析正確的是()A圖研究的是t0時刻增大O2的物質的量濃度對反應速率的影響B圖研究的是t0時刻通入氦氣增大體系壓強對反應速率的影響C圖研究的是催化劑對化學平衡的影響，且甲的催化效率比乙高D圖研究的是溫度對化學平衡的影響，且乙的溫度較高思路分析：題目中可以應用的信息主要有：SO2和O2反應生成SO3，H<0，且體積縮小，兩個vt圖像和(SO2)t的關系圖像，本著外界因素對化學反

17、應速率的影響規律分析引起變化的因素。解析：這是一道把圖像、反應速率的影響因素等結合在一起的逆向考查綜合題。圖中t0時刻的v(正)、v(逆)都高于原平衡化學反應速率且v(正)>v(逆)，應是增大體系的壓強所致，A項錯；圖中圖像顯示v(正)v(逆)都高于原平衡體系，而體系中通入氦氣只能增大體系的總壓，并未改變各組分的分壓，故不影響v(正)、v(逆)，B項錯；催化劑只能改變化學反應速率，對化學平衡無影響，因而加入催化劑后，甲、乙能達到同一平衡狀態，C項錯；圖中乙比甲到達平衡所需時間短，其他條件不變時，T(乙)>T(甲)，且此反應是H<0，溫度由T(乙)T(甲)降低，(SO2)降低，

18、符合曲線變化，D項正確。答案：D6 在V L密閉容器中，通入0.2 mol SO2和0.2 mol SO3氣體，在一定條件下，發生可逆反應：2SO2O22SO3，平衡時SO3為a mol，在相同溫度下分別按下列配比在V L密閉容器中放入起始物質，平衡時有關SO3的物質的量敘述正確的是()A放入0.3 mol SO2、0.1 mol O2、0.1 mol SO3，達到平衡時SO3必小于a molB放入0.2 mol SO2、0.1 mol O2、0.2 mol SO3，達到平衡時SO3必小于a molC放入0.4 mol SO2、0.1 mol O2，達到平衡時SO3必等于0.4 molD放入0

19、.2 mol SO2、0.1 mol O2，達到平衡時SO3必小于a mol解析：根據等效平衡，題干中0.2 mol SO2和0.2 mol SO3相當于0.4 mol SO2和0.1 mol O2。與之相比較：A選項相當于0.4 mol SO2和0.15 mol O2，所以SO3大于a mol；B選項相當于0.4 mol SO2和0.2 mol O2，所以SO3大于a mol；C選項平衡時SO3等于a mol；D選項平衡時SO3小于a mol。答案：D7 把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器里，產生H2的速率如圖所示，在下列因素中，影響Ot1時間段反應速率的主要因素是()A鹽酸的濃度 B鎂條的表面

20、積CCl的濃度 D溶液的溫度解析：鎂條和鹽酸反應的實質為：Mg2H=Mg2H2，Ot2過程中，c(H)、鎂條的表面積一直減小，而Ot1過程中，反應速率一直加快，故Ot1時間段影響速率的主要因素為溫度，即反應放熱引起溶液溫度的升高；t1t2時間段影響速率的主要因素為c(H)。答案：D8. 在一定溫度下，將一定質量的混合氣體在密閉容器中發生反應aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)，達到平衡時測得B氣體的濃度為0.6 mol/L，恒溫下將密閉容器的容積擴大1倍，重新達到平衡時，測得B氣體的濃度為0.4 mol/L，下列敘述中正確的是()Aab>cd B平衡向右移動C重新達平衡時，A氣體濃

21、度增大 D重新達平衡時，D的體積分數減小解析：本題考查平衡移動規律以及濃度概念等知識，同時考查綜合分析問題和解決問題的能力以及逆向思維能力。在恒溫下密閉容器的容積擴大1倍，則容器的各種氣體物質的量濃度各減半，此刻B氣體的濃度應為0.3 mol/L，但其實際濃度為0.4 mol/L，說明當容器容積擴大一倍，相當于壓強減小化學平衡向氣體體積增大的方向移動，B氣體的濃度由0.3 mol/L增加到0.4 mol/L，所以化學計量數關系為：ab>cd，即減小氣體壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動。由于在容積擴大一倍時，A氣體的濃度將減小，故C項不符合題意。選項D中，由于平衡向逆反應方向移動，D氣體

22、的物質的量減小，所以其體積分數也減小。答案：AD9 對可逆反應4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)，下列敘述正確的是()A反應達到平衡時，若兩種反應物的轉化率相等，則起始投入的n(NH3)n(O2)45B反應達到平衡后，對體系一直進行加壓，平衡總是向逆向移動C反應達到平衡時，若向壓強固定的密閉容器中充入稀有氣體，平衡不移動D當v正(NH3)v正(NO)11時，說明該化學反應已經達到平衡解析：平衡時，反應物的轉化率相等，則起始投入量之比應該等于化學計量數之比，故A正確；當加壓到一定壓強時，氣態水變為非氣態水，平衡會向正向移動，故B錯；充入稀有氣體而壓強不變，相當于增大容積，平衡

23、向體積增大的方向移動，C錯；NH3、NO的正反應速率都是向右方向的速率，平衡與否其反應速率之比都等于化學計量數之比，故D錯。答案：A來10對于平衡體系：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，下列判斷正確的是()A若溫度不變將容器的容積增大1倍，達到新平衡時A的濃度變為原來的0.45倍，則mn>pqB若平衡時，A、B的轉化率相等，說明反應開始時，A、B的物質的量之比為mnC若升高平衡體系的溫度，達到新平衡時A的濃度變為原來的0.55倍，說明該反應H<0D若溫度不變，壓強增大到原來的2倍，達到新平衡時，總體積一定等于原體積的解析：將容器的容積增大1倍，A的濃度應變為原來的0.5

24、倍，現A的濃度變為原來的0.45倍，故減小壓強平衡向正反應方向移動，A項錯；升高溫度，達到新平衡時A的濃度變為原來的0.55倍，故升高溫度平衡向正反應方向移動，C項錯；增大壓強平衡向體積減小的方向移動，達到新平衡時，總體積小于原體積的，若mnpq，D項才能符合題意，D項錯。答案：B11(2008·海南，10)X、Y、Z三種氣體，取X和Y按11的物質的量之比混合，放入密閉容器中發生如下反應：X2Y2Z，達到平衡后，測得混合氣體中反應物的總物質的量與生成物的總物質的量之比為32，則Y的轉化率最接近于()A33% B40% C50% D65%解析：設X、Y的初始物質的量均為1 mol，轉化

25、的物質的量分別為a mol、2a mol、2a mol，由方程式X2Y2Z開始(mol) 1 1 0轉化(mol) a 2a 2a平衡(mol) 1a 12a 2a由題意得，求得：a，因此Y的轉化率為×100%，最接近65%。答案：D12如圖所示，甲、乙之間的隔板K可以左右移動，甲中充入2 mol A和1 mol B，乙中充入2 mol C和1 mol He，此時K停在0處。在一定條件下發生可逆反應：2A(g)B(g) 2C(g)，反應達到平衡后，恢復到反應發生前時的溫度。下列有關說法不正確的是()A根據隔板K滑動與否可判斷左右兩邊的反應是否達到平衡B達到平衡后，隔板K最終停留在左側

26、刻度02之間C達到平衡時，甲容器中C的物質的量大于乙容器中C的物質的量D若平衡時K停留在左側1處，則活塞仍停留在右側6處解析：由題意可知：2A(g)B(g) 2C(g)，由于甲中充入2 mol A和1 mol B，反應向正反應方向進行，甲中壓強降低，所以活塞向甲容器中移動，最多能轉化為2 mol C。由于是可逆反應，C的物質的量在02 mol之間，達到平衡后，隔板K不再滑動，最終停留在左側刻度02之間。如果不充入He，甲、乙兩容器為等效平衡，都相當于2 mol C。又因為保持恒壓的條件，充入He，那么乙中2A(g)B(g)2C(g)反應體系相當于壓強降低，所以到達平衡時，乙向逆方向反應的程度大

27、于甲中，導致到達平衡時甲容器中C的物質的量大于乙容器中C的物質的量。甲、乙容器中壓強相等，若平衡時K停留在左側1處，則活塞停留在6處右側。D錯誤。答案：D13. 可逆反應A(g)BC(g)D達到平衡時，下列說法不正確的是()A若增大A的濃度，平衡體系顏色加深，D不一定是具有顏色的氣體B增大壓強，平衡不移動，說明B、D必是氣體C升高溫度，C的百分含量減小，說明正反應是放熱反應D若B是氣體，增大A的濃度會使B的轉化率增大解析：增大壓強，平衡不移動，B、D既可以都是氣體，也可以都不是氣體。答案：B14反應：PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g)2HI(g) H2(g)I2(g)2NO2(g) N

28、2O4(g)在一定條件下，達到化學平衡時，反應物的轉化率均是 a%。若保持各反應的溫度和容器的體積都不改變，分別再加入一定量的各自的反應物，則轉化率()A均不變 B增大，不變，減少C均增大 D減少，不變，增大解析：對于可逆反應：aA(g)bB(g)cC(g)，增加A的量，平衡向正方向移動，但該反應物A的轉化率的變化與方程式中氣體的系數有關：.若abc，A的轉化率不變，如題給反應；.若a>bc，A的轉化率增大，相當于題給反應，.若a<bc，A的轉化率減小，相當于反應。本題也可這樣理解：在恒溫恒容條件下，對反應物只有一種的可逆反應來說，增大反應物濃度，同時反應體系的壓強也增大了(這是一

29、個隱含條件)，討論如下：若壓強增大能使平衡移動，且移動方向與增大反應物濃度使平衡移動方向一致，則反應物轉化率增大，若方向不一致，則反應物轉化率減小。若壓強增大不能使平衡移動，則反應物的轉化率不變。再結合題目的反應即可判斷。答案：D15. 在實驗室進行工業合成氨的模擬實驗：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H<0當反應達到平衡后，分離出氨，并補充氮氣、氫氣物質的量之比與起始時相同的原料氣，以實現連續生產，各組分物質的量和時間的關系如下圖所示。(1)起始時刻氮氣與氫氣的物質的量之比n(N2)n(H2)_。反應開始至15 min時第一次達到平衡，容器體積為1 L，這段時間內，以NH3的濃度

30、變化表示的平均反應速率是_。(2)寫出代表H2的曲線在下列時刻的坐標并在圖上畫出t1t2間的曲線：t1補充原料氣之后：(_，_)；t2處于平衡狀態時：(_，_)。(3)第一次達平衡時H2的轉化率是_。以t1補充原料氣之后為起始狀態，第二次達到平衡時H2的轉化率是_。以這樣的氮氣和氫氣的物質的量之比補充原料氣，試計算經濟上是否合算？解析：(1)觀察圖像的起點，氮氣為1.00 mol，氫氣為3.30 mol，其比值為：13.3；縱坐標每小格為0.20 mol，則v(NH3)0.20 mol/(1 L×15 min)0.013 3 mol/(L·min)(2)第一次平衡時，氮氣的

31、物質的量為0.90 mol，在t1時，加入氮氣應為0.10 mol，再根據“補充氮氣、氫氣物質的量之比與起始時相同的原料氣”，可求出應加入的氫氣的物質的量為：0.10 mol×3.30.33 mol，而第一次平衡時，氫氣為3.00 mol，故t1補充原料氣之后的坐標為(25,3.33)；第二次平衡時，生成氨氣仍為0.20 mol，消耗的氫氣為0.30 mol、氮氣為0.10 mol，故平衡氣體中，氫氣的物質的量為(3.330.30) mol，t2處于平衡狀態時的坐標為(50,3.03)。(3)第一次平衡時氫氣的轉化率為：(0.30 mol/3.30 mol)×100%9.0

32、9%；第二次平衡時氫氣的轉化率為：(0.30 mol/3.33 mol)×100%9.01%；第二次的轉化率低，不合算。答案：(1)13.30.013 3 mol/(L·min)(2)(25,3.33)(50,3.03)(右圖)(3)9.09%9.01%不合算16恒溫、恒壓下，在一個容積可變的容器中發生如下反應：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)(1)若開始時放入1 mol N2和3 mol H2，達到平衡后，生成a mol NH3，這時N2的物質的量為_mol。(2)若開始時無NH3，只放入N2和H2，達到平衡時生成NH3的物質的量為3a mol，則開始時放入N2和H2的物質的量分別為_mol和_mol(平衡時NH3的質量分數與(1)中相同)。(3)若開始時放入x mol N2、6 mol H2和2 mol NH3達到平衡后，N2和NH3的物質的量分別為y mol和3a mol，則x_，y_。平衡時H2的物質