化學平衡化學反應的調控

一、選擇題(本題包括10個小題，每小題只有一個選項符合題意)

1.(2021?天津南開中學模擬)一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和1molO2,一段時間后反應：2SO2(g)

+O2(g)催:劉2so3(g)AH<0達到平衡，下列有關說法不正確的是()

A.若保持溫度和容器體積不變，再充入1molSOMg)達到平衡后SO3氣體平衡濃度增大

B.若保持溫度和容器內壓強不變，再充入1molSO3(g滋到平衡后SO3氣體平衡濃度不變

C.已知V2O5催化該反應的歷程為

000

IICIIII

、丫慢(快

000由此可知，過程①的快慢對該反應的速率起著決定性的影響。

D.假設平衡時SCh的物質的量為1mol,則該反應的化學平衡常數K一定為2

【詳解】D若保持溫度和容器體積不變，再充入1molSCh(g),平衡正向移動，平衡后S03氣體平衡濃度增大，A正

確；若保持溫度和容器內壓強不變，再充入1molSO3(g),則達到等效平衡，平衡后S03氣體平衡濃度不變，B正確；過程

①為慢反應，決定整體反應速率，C正確；平衡常數依據平衡時各物質的濃度計算，容器體積未知，則濃度未知，且該反應

前后氣體系數之和并不相等，所以平衡常數K不一定為2,D錯誤。

2.(2022?順義區模擬)將1molN2和3mol氏充入某固定容積的密閉容器中，在一定條件下，發生反應N2(g)+

3H2(g)2NH3(g)△”<()并達到平衡，改變條件。下列關于平衡移動的說法中正確的是()

選項改變條件平衡移動方向

A使用適當催化劑平衡向正反應方向移動

B升高溫度平衡向逆反應方向移動

C再向容器中充入1molN2和3mol比平衡不移動

D向容器中充入氫氣平衡向正反應方向移動

【詳解】B使用適當催化劑，平衡不移動，A錯誤；正反應為放熱反應，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，即平衡

向逆反應方向移動，B正確；再向容器中充入1molN2和3moi比相當于增大壓強，平衡正向移動，C錯誤；向容器中充入

氨氣，由于容器的容積不變，刈、山和NH3的濃度均不變，平衡不移動，D錯誤。

2+

3.(2021?杭州模擬)室溫下，向3mL0.1moH/i稀鹽酸中加入1mLO.lmolLr氯化鉆溶液發生反應:[Co(H20)6]+

2-

4CI"(COC14)+6H2O

粉紅色藍色

AH>0,平衡時溶液呈淺紫色。下列說法不正確的是()

A.加熱，溶液會逐漸變成藍色

B.向溶液中加AgNCh，如果生成白色沉淀，說明該反應存在限度

C.加入少量水，平衡會逆向移動

D.加入NaCl固體，平衡正向移動，但平衡常數不變

【詳解】B正反應為吸熱反應，加熱，平衡正向移動，溶液逐漸變藍色，故A正確；鹽酸過量，所以向溶液中加入硝

酸銀，會生成氯化銀白色沉淀，不能說明反應存在限度，故B錯誤；加入水稀釋，平衡逆向移動，故C正確；加入氯化鈉,

氯離子濃度增大，平衡正向移動，但平衡常數只受溫度影響，平衡常數不變，故D正確。

4.丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氧制備。

已知：①C4Hio(g)+TO2(g)=C4H8(g)+H2O(g)

A//i=-119kJmol1

@H2(g)+102(g)—H2O(g)

A“2=-242kJ-mori

丁烷(C4H10)脫氫制丁烯(C4H8)的熱化學方程式為C4H|0(g)C4H8(g)+H2(g)bdh.

下列措施一定能提高該反應中丁烯產率的是()

A.增大壓強，升高溫度B.升高溫度，減小壓強

C.降低溫度，增大壓強D.減小壓強，降低溫度

【詳解】B根據蓋斯定律，由①一②可得：C4Hio(g)C4H8(g)+H2(g),得△H3=Aa-A，2=(—U9kJ.moL)一(一

242kJ-moFl)=+123kJ-morlo提高該反應中丁烯的產率，應使平衡正向移動，該反應的正反應為氣體分子數增加的吸熱

反應，可采取的措施是減小壓強、升高溫度。

5.處于平衡狀態的反應：2H2s(g)2H2(g)+S2(g)AW>0,不改變其他條件的情況下，下列敘述正確的是()

A.加入催化劑，反應途徑將發生改變，△”也隨之改變

B.升高溫度，正、逆反應速率都增大，H2s的分解率也增大

C.增大壓強，平衡向逆反應方向移動，將引起體系溫度降低

D.若體系保持恒容，充入一定量H?后達到新平衡，出的濃度將減小

【詳解】B加入催化劑，反應途徑將發生改變，活化能改變，但△，不變，A錯誤；升高溫度，活化分子百分數增大,

正、逆反應速率增大；升高溫度，平衡正向移動，H2s的分解率增大，B正確；增大壓強，平衡向逆反應方向移動，該反應

的逆反應為放熱反應，反應體系的溫度升高，C錯誤；保持恒容，充入一定量H2,平衡逆向移動，根據勒夏特列原理，達

到新平衡時，以比)仍比原平衡大，D錯誤。

6.(2022?衢州模擬)可逆反應SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)在絕熱恒容密閉容器下達到平

衡，正反應速率隨時間變化的曲線如圖所示。下列有關說法正確的是

A.反應在c點達到平衡狀態

B.反應物濃度：a點大于b點

C.反應物的總能量低于生成物的總能量

D.Ah=Ar2時，S02的轉化率：a?b段一定大于b?c段

【詳解】B化學平衡狀態的實質是正反應速率等于逆反應速率,點對應的正反應速率還在改變，未達平衡，A錯誤;

a到b時正反應速率增加，反應物濃度隨時間不斷減小，即反應物濃度.：a點大于b點，B正確；從a到c正反應速率增大,

之后正反應速率減小，說明反應剛開始時溫度升高對正反應速率的影響大于濃度減小對正反應速率的影響，說明該反應為

放熱反應，即反應物的總能量高于生成物的總能量，C錯誤；隨著反應的進行，從a到c正反應速率增大，AA=AZ2時，S02

的轉化率：a?b段小于b?c段，D錯誤。

7.(2021?濰坊模擬)在一定條件下，H2s能發生分解反應：「竺絲一1150JO2H2s(g)S2(g)+2H2(g),

/-----------1050C

_/950七

利用該反應可制備氫氣和硫黃。在2L恒容密閉容器中充入0.1moly>-^P(1.25,20)H2S,不同溫度下H2s的轉化

率與時間的關系如圖所示。下列說法正確的是()

A.該反應的正反應為放熱反應

B.溫度升高，混合氣體的平均摩爾質量增大

C.950℃時，1.25s內，反應的平均速率。(H2)=0.008moLLi?sr

D.根據P點坐標可求出950℃時反應的平衡常數為3.125X10-4

【詳解】C由題圖可知，升高溫度，H2s的轉化率增大，說明升高溫度，平衡正向移動，則該反應的正反應為吸熱反

應，A項錯誤；升高溫度，平衡正向移動，混合氣體的總物質的量增大，由于氣體總質量不變，則混合氣體的平均摩爾質

量減小，B項錯誤；950C時，1.25s內</(HS)=20%,則有y(HS)=^T——7-=0.008mol?L1?s那么y(H)=

22ZJLA1.ZJS2

1-1

V(H2S)=0.008mol-L?s,C項正確；由題圖可知，P點后。(HzS)逐漸增大，說明P點未達到平衡狀態，此時c(H2S)=

0.1molX80%,,1-w

1

------------------=0.04mol-Lc(H2)=0.008mol-L?s'X1.25s=0.01mol-Lc(S2)^^c(H2)-0.005mol-L濃度商

r2(Ho)-C(S?)

Qc=一一，=3.125X10-4,Qc<K故95°時反應的平衡常數大于3.125X10—4,D項錯誤。

8.(2021?亳州模擬)室溫下，向圓底燒瓶中加入1molC2H50H和含1molHBr的氫澳酸，溶液中發生反應：C2H5OH+

HBrC2H5Br+H2O,充分反應后達到平衡。已知常壓下，CaHsBr和C2H50H的沸點分別為38.4℃和78.5℃。下列有

關敘述錯誤的是()

A.增大C2H50H濃度，有利于生成C2HsBr

B.若反應物均增大至3mol,則兩種反應物平衡轉化率之比不變

C.為縮短反應達到平衡的時間，將起始溫度提高至50C

D.加入NaOH,可增大乙醇的物質的量

【詳解】C增大C2H50H濃度，平衡正向移動，有利于生成C2HsBr,A正確；當投料比與化學計量系數之比相等時,

各物質的轉化率相等，原投料比1：1等于化學計量系數之比，則C2H50H和HBr的轉化率之比等于1：1,將反應物均增

大至3mol,投料比不變，轉化率之比不變，B正確；溫度升高至50°C,C2HsBr汽化，平衡正向移動，反應趨于完全，不

存在平衡，C錯誤；加入NaOH,與HBr反應，平衡逆向移動，乙醇的物質的量增大，D正確。

9.(2022?嘉峪關模擬)下列敘述與圖對應的是()

濃度/(moll】)

0

2.L6

L2

S8

S4

0

A.對于達到平衡狀態的反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g),圖①表示在fo時刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移動

B.由圖②可知，p2>pi、滿足反應：2A(g)+B(g)2C(g)A//<0

C.圖③表示的反應方程式為2A==B+3c

D.對于反應2X(g)+3Y(g)3Z(g)AW<0,圖④y軸可表示Y的百分含量

【詳解】B對于達到平衡狀態的反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g),圖①表示在切時刻。正、。速都增大，。速增大的

多，化學平衡逆向移動，應該是升高溫度使平衡逆向移動導致。若是充入了一定量的Nh,則。過瞬間增大，該時刻。正不

變，然后增大，這與圖像不吻合，A不符合題意；增大壓強反應速率加快，達到平衡所需時間縮短；升高溫度反應速率加

快，達到平衡所需時間縮短。則根據圖像可知：壓強：P2>PI；溫度：Ty>T2o增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動,

C含量增大，說明正反應是氣體體積減小的反應；升高溫度，C含量減小，說明平衡逆向移動，逆反應為吸熱反應，則正反

應為放熱反應，故該反應的正反應是氣體體積減小的放熱反應，故滿足反應：2A(g)+B(g)2C(g)AH<0,B正確；

該反應是可逆反應，應該用可逆號“”，不能用“=="表示，C錯誤；在壓強不變時，升高溫度，化學平衡向吸熱的逆

反應方向移動，表示Y的含量應該增大，但圖像顯示y軸數值減小，因此圖④)，軸不可表示Y的百分含量，D錯誤。

10.(2021?東城區模擬)丙烷經催化脫氫可制丙烯：C3H8C3H6+H2O600℃,將一定濃度的CC)2與固定濃度的C3H8

通過含催化劑的恒容反應器，經相同時間，流出的C3H6、CO和H2濃度隨初始CCh濃度的變化關系如圖。

已知：

①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)

△“=一2220kJ-mol1

9

-

2

=3CO2(g)+3H2O(l)

△”=-2058kJmo「

③H?(g)+gO2(g)=H2O(l)

△H=-286kJ-moP1

下列說法不正確的是()

A.C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)

△”=+124kJmol

B.c(H2)和c(C3H6)變化差異的原因：CO2+H2CO+H2O

C.其他條件不變，投料比:叱越大，C3H8轉化率越大

D.若體系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，則初始物質濃度co與流出物質濃度c之間一定存在：3co(C3H8)+co(C02)

=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6)

_9

【詳解】C據蓋斯定律結合題干信息①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O⑴A/7--2220kJ-mol1②C3H6(g)+]

O2(g)==3CO2(g)+3H2O(l)AH=-2058kJ-mo「③H?(g)+1O2(g)=H2。。)AH=-286kJ-moL可知，可由①一②一

③得到目標反應C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g),該反應的—A“2—A”3=+124kJ-moL,A正確；僅按C3H8(g)=C3H6(g)

+H?(g)可知C3H6、H2的濃度隨CO2濃度變化趨勢應該是一致的，但是氫氣的變化不明顯，反而是CO與C3H6的變化趨勢

是一致的，因此可以推斷高溫下能夠發生反應CO2+H2CO+H2O,從而導致C3H6、H2的濃度隨CO2濃度變化趨勢出

現這樣的差異，B正確；投料比增大，相當于增大C3H8濃度，濃度增大，轉化率減小，C錯誤；根據質量守恒定律，抓住

碳原子守恒即可得出，如果生成物只有C3H6、CO,H2O,H2,那么入口各氣體的濃度co和出口各氣體的濃度符合3cMe3H8)

+co(C02)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2),D正確。

二、非選擇題(本題包括3個小題)

11.(2022?武漢模擬)化學反應速率和限度與生產、生活密切相關。某溫度下在4L密閉容器中，X,Y、Z三種氣態物

質的物質的量隨時間變化曲線如圖。

LO物質的量/mol

9

o.8

o.s70.8

d6

s5

s40.5

d30.4

s2

s1

0

5時間/min

(1)該反應的化學方程式是。

(2)該反應在第min達到了化學平衡狀態。此時X的濃度c(X)=。

(3)2min時，用Y的濃度表示反應的平均速率o(Y)=,此時正反應速率逆反應速率(填"”或

=")。

(4)該反應達到平衡狀態的標志是(填字母)。

A.Y的體積分數在混合氣體中保持不變

B.X、Y的反應速率比為3：1

C.容器內氣體壓強保持不變

D.容器內氣體的總質量保持不變

E.生成1molY的同時消耗2molZ

(5)2min內Y的轉化率為。

【詳解】從圖像分析，反應物是X、Y,生成物是Z,5min達到平衡時X、Y、Z的改變量分別是0.6mol、0.2mol、

0.4molo

(1)改變量之比等于化學計量數之比，該反應的化學方程式是3X+Y2Zo

(2)反應體系各物質的百分含量保持不變時，即達到平衡狀態，從圖像分析，該反應在第5min達到了化學平衡狀態；

此時X的濃度c(X)=°；；R=0.1mol-L

(3)2min時，用Y的濃度表示反應的平均速率。(丫)=一(乂?2.1116=0.0125mol-L-1,min1；此時反應還沒達到平

4LX2min

衡狀態，還要向正反應方向進行，故正反應速率大于逆反應速率。

(4)當反應過程中發生改變的量保持不變時即達到平衡狀態。A項，Y的體積分數在混合氣體中隨反應過程的改變而改

變，保持不變時即達到平衡狀態；B項，X、Y的反應速率比等于化學計量數比，反應過程一直是3：1,不能用作平衡的判

斷依據；C項，容器內氣體壓強隨著正向進行減小，逆向進行增大，保持不變時即達到平衡狀態；D項，反應物和生成物都

是氣體，根據質量守恒，容器內氣體的總質量一直都不變，不能作為判斷依據；E項，生成Y和消耗Z均指逆反應速率，

無法判斷正、逆反應速率是否相等，不是平衡狀態的標志。故符合題意的是A、C?

10—09

(5)由圖中可知，Y的起始物質的量是1.0mol,2min時Y的物質的量是0.9mol,轉化率為一■廣X100%=10%,

【答案】(1)3X+Y2Z(2)50.1mol-L-1

(3)0.0125mol-L-'?min1>(4)AC(5)10%

12.(2021?貴陽模■擬)煤制天然氣的過程中涉及煤氣化反應和水氣變換反應。

煤氣化反應I：C(s)+H20(g)CO(g)+H2(g)△H=+135kJ-moFi

1

水氣變換反應H：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)A/7=-42.3kJ-moF

回答下列問題：

(l)C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)\H=。

(2)圖1表示不同溫度條件下，反應I發生后的汽氣比(水蒸氣與CO物質的量之比)與CO平衡轉化率的變化關系。

①判斷Ti、小和兀由大到小的關系為;

②若經反應I發生后的汽氣比為0.8,所得混合氣體經反應n后，得到co與比的物質的量之比為1:3,則反應n應

選擇的溫度是(填“7T或“73”)。

60

50

40

30

20

10

0.20.40.60.81.0n(H2O)

汽氣比n(CO)

圖1

(3)為了進一步探究反應條件對反應］［的影響，某活動小組設計了三個實驗，實驗曲線如圖2所示:

編號溫度壓強C始(CO)c始(H2O)

甲530℃3MPa1.0mol-L13.0mol?L1

乙XY1.0mol-L13.0mol?L1

丙630℃5MPa1.0mol-L13.0mol?L-i

①請依據圖2的實驗曲線補充完整表格中的實驗條件：X=℃,Y=MPao

②實驗丙從開始至5min末，平均反應速率o(CO)=。

③達平衡時CO的轉化率：實驗乙________實驗丙(填“大于”“小于”或“等于”)。

④530℃時，反應H的平衡常數K=l,若往某剛性容器中投入0.2molCO(g)、0.2molH2O(g),0.1molCCh(g)、0.1mol

H2(g),列簡式計算并說明該反應進行的方向

【詳解】⑴反應I：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H=+135kJ-mol?

1

反應H：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AW=-42.3kJmoF

根據蓋斯定律I+H有C⑸+2H?0(g)CO2(g)+2H2(g)AW=+135kJ-moL+(-42.3kJmor')=+92.7kJmol

1

o

(2)①反應H為放熱反應，其他條件相同時，升高溫度，平衡逆向移動，CO的轉化率減小，則

②經反應I發生后的汽氣比為0.8,則設此時水蒸氣物質的量為0.8mol,CO物質的量為1mol,根據反應I可知此時

氫氣的物質的量為1mol,設CO的轉化率為x,則對于反應II列三段式：

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始/mol10.801

變化/molXXXX

平衡/mol1—X0.8—xX1+x

經反應II后，得到CO與H2的物質的量之比為1：3,則(l—x)：(l+x)=l：3,解得x=0.5,對比圖可知，反應II應選

擇的溫度是兀。

(3)為了進一步探究反應條件對反應II的影響，應該控制變量：

①由表格可知CO、水蒸氣起始濃度相同，則X為530。(2、Y為5MPa,或X為630℃、Y為3MPa,結合圖可知乙

和甲平衡時CO濃度相同，乙先達平衡，則說明甲和乙不同的是壓強，乙的壓強比甲大，因此Y=5MPa,丙和乙不同的是

溫度且乙的溫度較低，因此X=530℃。

②實驗丙從開始至5min末，CO濃度減小1.0mol-L1—0.4mol,L1=0.6mol-L1,平均反應速率u(CO)='^min~

=0.12mol-L1,min'()

③實驗乙和丙起始CO濃度相同，平衡時實驗乙的CO濃度更小，則實驗乙中co的轉化率更大，即達平衡時co的轉

化率：實驗乙大于實驗丙。

④若往某剛性容器中投入0.2molCO(g)、0.2molH2O(g),0.1molCO2(g).0.1molH2(g),設體積為VL,則此時反應

0.10.1

X

H的&=V02V02=今i<1=K,因此平衡正向進行。

十

【答案】（l）+92.7kJmori（2）①