考點18 化學平衡狀態 化學平衡移動-2022年高考化學一輪復習考點幫(浙江專用)_第1頁
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文檔簡介

考點18化學平衡狀態化學平衡移動

潮命題趨勢

本考點知識一直是浙江選考化學中考查的熱點內容,主要考查對化學平衡狀態的理解、外界條件對化

學平衡的影響、化學平衡的綜合計算及圖像問題,采用選擇題或非選擇題的形式,分值為4T5分,化學平

衡問題也比較容易設計出綜合性強、難度大的試題。

預計2022年會將化學平衡移動原理與化工生產、生活實際相結合,考查化學化學平衡移動在社會生產、

生活、科學等領域的應用。在復習中一是要注意對基礎知識的理解,特別是要理解好化學平衡的含義;二

是要注意在做題時總結解題的基本規律,同時也要提高利用這些原理分析生產、生活和科學研究領域中具

體問題的能力。

?重要考向

一、化學平衡狀態

二、化學平衡的移動

化學平衡狀態

1.可逆反應

⑴定義

在同一條件下,既可以向正反應方向進行,同時又可以向逆反應方向進行的化學反應。

⑵特點

①二同:a.相同條件下;b.正、逆反應同時進行。

②一小:反應物與生成物同時存在;任一組分的轉化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。

(3)表示

在方程式中用“二^”表示。

2.化學平衡狀態

⑴概念

一定條件下的可逆反應中,正反應速率與逆反應速率相等,反應體系中所有參加反應的物質的質量或

濃度保持不變的狀態。

(2)建立

從正反應開始建立從逆反應開始建立

(3)平衡特點

⑥一化學平衡是?種動態平衡

正反應速率=逆反應速率

檢”反應物和生成物的質量或濃度

Y保持不變

左)一條件改變,平衡狀態可能改變.

。新條件下建立新的平衡狀態

3.判斷化學平衡狀態的兩種方法

⑴動態標志:口正=丫逆和

①同種物質,同一物質的生成速率等于消耗速率。

②不同物質:必須標明是“異向”的反應速率關系。如〃A+bBV+JD,嗡=£時,反應達到平衡

狀態。

⑵靜態標志:各種“量”不變

①各物質的質量、物質的量或濃度不變。

②各物質的百分含量(物質的量分數、質量分數等)不變。

③溫度、壓強(化學反應方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。

息之,若物理量由變量變成了不變量,則表明該可逆反應達到平衡狀態;若物理量為“不變量”,則不能

作為平衡標志。

。妙記巧學

1.化學平衡狀態的特征概括為逆、等、動、定、變,即:

(?-化學平衡研究的對象是可逆反應

達到化學平衡狀態時,正反應速率和逆反應速率相等

森一化學平衡是一種表面靜止狀態,但反應并未停止,

¥是一種動態平衡

應)一達到化學平衡狀態后,各組分濃度保持不變,不

T隨時間變化而變化

倉―外界條件發生改變時,原平衡狀態將被打破,再

在新條件下建立新的平衡狀態

2.不能作為“標志”的四種情況

⑴反應組分的物質的量之比等于化學方程式中相應物質的化學計量數之比。

⑵恒溫恒容下的體積不變的反應,體系的壓強或總物質的量不再隨時間而變化,如2HI(g)

H2(g)

+【2(g)。

(3)全是氣體參加的體積不變的反應,體系的平均相對分子質量不再隨時間而變化,如2HI(g)

H2(g)-Fh(g)o

(4)全是氣體參加的反應,恒容條件下體系的密度保持不變。

△易混易錯

(1)在化學平衡建立過程中,y正一定大于v虱)

(2)恒溫恒容下進行的可逆反應:2SO>(g)4-O2(g)=^2SO3(g),當SO3的生成速率與SO2的消耗速率

相等時,反應達到平衡狀態()

(3)在一定條件下,向密閉容器中充入1molNz和3m0IH2充分反應,生成2moiNH3()

(4)任何可逆反應都有一定限度,達到了化學平衡狀態即達到了該反應的限度()

(5)化學反應達到限度時,正逆反應速率相等()

(6)化學反應的限度可以通過改變條件而改變()

。)當一個化學反應在一定條件下達到限度時,反應即停止()

答案:(l)x(2)x(3)x(4)4(5)V(6)7(7)x

【典例】

例1下列描述的化學反應狀態,不:足是平衡狀態的是()

A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g),恒溫、恒容下,反應體系中氣體的顏色保持不變

B.2NO2(g)=^N2O?g),恒溫、恒容下,反應體系中氣體的壓強保持不變

C.CaCO3(s)??CO2(g)+CaO(s),恒溫、恒容下,反應體系中氣體的密度保持不變

D.N2(g)+3H2(g)=^2NH3(g),反應體系中H2與N2的物質的量之比保持3:1

【解析】A項,H2(g)+Bn(g)=2HBr(g)恒溫、恒容下,反應體系中氣體的顏色保持不變,說明汶

單質的濃度不再變化,達到了平衡,選項A不符合題意;B項,2NOz(g)NzOMg)是前后氣體系數和變

化的反應,當恒溫、恒容下,反應體系中氣體的壓強保持不變,達到了平衡,選項B不符合題意;C項,

CaCCh(s)第CO2(g)+CaO(s)恒溫、恒容下,反應體系中氣體的密度等于氣體質量和體積的比值,質量變

化,體積不變,所以密度變化,當氣體密度保持不變的狀態是平衡狀態,選項C穴符合題意;D項,3H2(g)+N2(g)

二^2NHKg)反應體系中H2與N2的物質的量之比保持3:1,不能證明正逆反應速率相等,不一定是平

衡狀態,選項D符合題意。

【答案】D

例2一定條件下,在體積為1L的密閉容器中,1molX和1molY進行反應:2X(g)+Y(g)Z(g),

F列敘述能證明該反應已達到化學平衡狀態的是()

A.X的百分含量不再發生變化

B.《X):c(Y):c(Z)=2:1:1

C.容器內氣體的質量不再發生變化

D.同一時間內消耗2nmolX的同時生成nmolZ

【解析】A項,X的百分含量不再發生變化時,正、逆反應速率相等,該反應達到平衡狀態,A正確;

B項,當c(X):c(Y):c(Z)=2:1:1時,該反應可能達到平衡狀態,也可能沒有達到平衡狀態,這與反應初

始濃度和反應條件有關,B錯誤;C項,反應混合物都是氣體,反應符合質量守恒定律,無論該反應是否達

到平衡狀態,反應體現中氣體質量始終不變,所以不能據此判斷化學平衡狀態,C錯誤;D項,無論該反應

是否達到平衡狀態,任何時刻在同一時間內消耗2nmolX的同時生成nmolZ,表示反應正向進行,不能據

此判斷化學反應是否達到平衡狀態,D錯誤;故選A。

【答案】A

例3一定溫度下,在恒容密閉容器中充入CO和Hz,發生反應:2H2(g)+CO(g)CH30H(g)△//

<0o下列圖像符合實際且S時達到平衡狀態的是()

【解析】A項,該反應中氣體總質量、容器容積為定值,則密度始終不變,圖示曲線不符合實際,且

不能根據密度不變判斷平衡狀態,故A不符合題意;B項,初始時CH30H(g)的體積分數應該為0,圖示曲

線與實際不符,故B不符合題意;C項,2H2(g)+C0(g)=CH30H(g)為氣體體枳縮小的反應,混合氣體總質

量為定值,則建立平衡過程中混合氣體的平均摩爾質量逐漸增大,圖示曲線與實際不符,故C不符合題意;

D項,2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)為氣體體積縮小的反應,反應過程中壓強逐漸減小,當壓強不再變化,tomin

時,表明達到平衡狀態,故D符合題意。

【答案】D

化學平衡的移動

1.化學平衡移動的過程

2.化學平衡移動與化學反應速率的關系

(1州正”逆:平衡向正反應方向移動。

(2)V£=vffi:反應達到平衡狀態,不發生平衡移動。

(3方正〈口電:平衡向逆反應方向移動。

3.影響化學平衡的因素

(:)若其他條件不變,改變下列條件對化學平衡的影響如下:

改變的條件(其他條件不變)化學平衡移動的方向

增大反應物濃度或減小生成物濃度向正反應方向移動

濃度

減小反應物濃度或增大生成物濃度向逆反應方向移動

反應前后氣體增大壓強向氣體分子總數減小的方向移動

壓強(對有氣體體積改變減小壓強向氣體分子總數增大的方向移動

參加的反應)反應前后氣體

改變壓強平衡不移動

體積不變

升高溫度向吸熱反應方向移動

溫度

降低溫度向放熱反應方向移動

催化劑同等程度改變y正、u逆,平衡不移動

(2)勒?受特列原理

如果改變影響化學平衡的條件之一(如溫度、壓強以及參加反應的物質的濃度),平衡將向著能夠減弱這

種改變的方向移動。

(3)“惰性氣體”對化學平衡的影響

①恒溫恒容條件

充入惰性氣體

原平衡體系體系總壓強增大一>體系中各組分的濃度不變一>平衡不移動。

②恒溫恒壓條件

體系中各組分的濃度同倍數減小

原平衡體系處也*容器容積增大,各反應氣體的分壓減小(等效于減壓)

氣體體積不變的反應.平衡不移動

氣體體積可變的反應

工平衡向氣體體積潦大的方向移動

。妙記巧學

1.化學平衡移動的分析判斷方法

[速率不變:如容積不變時充入稀有氣體

改變(使用催化劑或氣

《,。在=碗(體體積前后無變化平衡不

移動

速率I的反應改變壓強

改變I濃度

X,亞力咖:壓強平衡移動

I溫度

2.解答化學平衡移動類試題的思維建模

3.化學平衡圖像的解題思路和方法

一看面?即縱坐標與橫坐標的意義

二看線?即線的走向和變化趨勢

看圖象三看點.即起點、折點、交點、終點

四看輔助線.如等溫線、等壓線等

五看變化?如濃度變化、溫度變化等

聯想外界條件的改變對化學反應速率和化學平衡的影

想規律

響規律

根據圖象中表現的關系與所學規律相對比?作出符合題

作判斷

目要求的判斷

△易混易錯

(1)化學平衡發生移動,化學反應速率一定改變;化學反應速率改變,化學平衡也一定發生移動()

(2)升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動,此時y放減小,v吸增大()

(3)C(s)+CO2(g)=^2CO(g)A//>0,其他條件不變時,升高溫度,反應速率v(CO2)和CO2的平衡

轉化率均增大()

(4)化學平衡正向移動,反應物的轉化率不一定增大()

(5)向平衡體系FeCb+3KSCN=^Fe(SCN)3+3KCl中加入適量KC1固體,平衡逆向移動,溶液的顏

色變淺()

⑹對于2NO?(g)=^N2O4(g)的平衡體系,壓縮體積,增大壓強,平衡正向移動,混合氣體的顏色變

淺()

答案:(l)x(2)x(3)4(4)4(5)x(6)x

【典例】

例1(2020?浙江7月選考)一定條件下:2NO2(g)N2O4(g)AH<°。在測定NO2的相對分子質

量時,下列條件中,測定結果誤差最小的是()

A.溫度0℃、壓強50kPaB.溫度130C、壓強300kPa

C.溫度25℃、壓強100kPaD.溫度130℃、壓強50kPa

【解析】測定二氧化氮的相對分子質量,要使測定結果誤差最小,應該使混合氣體中N5的含量越多

越好,為了實現該目的,應該改變條件使平衡盡可以地逆向移動。該反應是一個反應前后氣體分子數減小

的放熱反應,可以通過減小壓強、升高溫度使平衡逆向移動,則選項中,溫度高的為130C,壓強低的為

50kPa,結合二者選D。

【答案】D

例2(2020?新課標H卷)二氧化碳的過量排放可對海洋生物的生存環境造成很大影響,其原理如下圖

所示。下列敘述錯誤的是()

A.海水酸化能引起HCO3-濃度增大、CO3n-濃度減小

B.海水酸化能促進CaCO3的溶解,導致珊瑚礁減少

C.CO2能引起海水酸化,其原理為HCO3-=^H++CO32-

D.使用太陽能、氫能等新能源可改善珊瑚的生存環境

【解析】A項,海水酸化,H+濃度增大,平衡H++CO3%HCO3.正向移動,CO32?濃度減小,HCO.V

濃度增大,A正確;B頂,海水酸化,COr濃度減小,導致CaCCh溶解平衡正向移動,促進了CaCXh溶解,

導致珊瑚礁減少,B正確:C項,CCh引起海水酸化的原理為:CCh+HzO==H2CO3==H++HCCh,

HCO3^^H++CO32-,導致H+濃度增大,C錯誤;D項,使用太陽能、氫能等新能源,可以減少化石能

源的燃燒,從而減少CO2的排放,減弱海水酸化,從而改善珊瑚礁的生存環境,D正確;故選C。

【答案】C

例3(2021?湖南選擇性考試)已知:A(g)+2B(g)=^=3C(gWHV0,向一恒溫恒容的密閉容器中充入

ImolA和3mO1B發生反應,U時達到平衡狀態I,在匕時改變某一條件,匕時重新達到平衡狀態II,正反

應速率隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是()

u

g

u

?

I

,

T

o

U

I

)

>

A.容器內壓強不變,表明反應達到平衡

B.S時改變的條件:向容器中加入C

C.平衡時A的體積分數(p:(p(II)>(p(I)

D.平衡常數K:K(II)<K(I)

【解析】A項,為氣體體積不變的反應,反應前后氣體的物質的量不變,則壓強始終不變,不能判定

平衡狀態,故A錯誤:B項,t2時正反應速率瞬間不變,然后增大,可知改變的條件為向容器中加入C,故

B正確;C項,t2時加入C,平衡逆向移動,則平衡時A的體積分數3(p(II)>(p(I),故C正確;D項,平

衡常數與溫度有關,溫度不變,則平衡常數K:K(H)=K(I),故D錯誤;故選BC。

【答案】BC

過主界蹤訓變

1.一定條件下,NO2與SO2反應生成SO3和NO兩種氣體。將體積比為1:2的NO2、SO?氣體置于密

閉容器中發生上述反應,下列不能說明反應達到平衡狀態的是()

A.混合氣體顏色保持不變B.體系的平均相對分子質量保持不變

C.NO?和SO2的體積比保持不變D.每消耗1molSO2的同時生成1molNO2

【答案】B

【解析】發生反應:NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)。A說明c(N02)不變,可以作為達到平衡的

標志,A正確。平均相對分子質量M=片,氣體的總質量不變,氣體的總物質的量不變,則平均相對分子偵

量始終不變,B錯誤。NO2和SO?的起始體積比為1:2,反應過程中二者變化量(設為x)相同,則平衡時體

積比為(l—x):(2—x),當體積比保持不變時表示反應達到平衡,C正確。D項中消耗SCh表示正反應,生

成NO?表示逆反應,D正確。

2.已知:X(g)+2Y(g)3Z(g)AH=?akJ-mol/(a>0)。下列說法正確的是()

A,達到化學平衡狀態時,Y的正反應速率和Z的逆反應速率相等

B.達到化學平衡狀態時,X、Y、Z的濃度之比為1:2:3

C.達到化學平衡狀態時,反應放出的總熱量一定小于akJ

D.0.2molX和0.2molY充分反應生成Z的物質的量一定小于0.3mol

【答案】D

【解析】A項,達到化學平衡時,同種物質的正逆反應速率應相等,但對于不同物質,其速率比應當

等于化學計量數的比才能判斷達到化學平衡,Y和Z為不同物質其速率比等于化學計量數比才能視為達到

化學平衡,A錯誤;B項,平衡時的濃度不能作為判斷化學反應是否達到平衡的依據,B錯誤;C項,反應

為可逆反應,不能反應完全,由于反應前初始投料量未知,因此不能判斷反應放出的熱量,C錯誤;D項,

反應為可逆反應,不能反應完全,0.2molY不能完全轉化為Z,因此生成Z的物質的量一定小于0.3mol,D

正確:故選D。

3.在一定溫度下,向1L密閉容器中加入ImolX和2molY,發生如下反應:X(s)+2Y(g)2Z(g)

此反應達到平衡的標志是()

A.容器內X、Y、Z的濃度之比為1:2:2

B.平均氣體摩爾質量不隨時間變化

C.容器內壓強不隨時間變化

D.單位時間消耗0.ImolX同時生成0.2molZ

【答案】B

【解析】A項,X是固體,在平衡的體系中,不考慮其濃度;且即便X是氣體,容器內X、Y、Z的

濃度比為1:2:2,只能代表某個時刻各組分的濃度比,不一定表示該反應達到了平衡,A不符合題意;B

項,該反應體系中,正反應中,氣體的總質量是增大的,而氣體的總物質的量不變,則平均氣體摩爾質量

是增大的,故平均氣體摩爾質量不隨時間變化,說明反應達到平衡,B符合題意;C項,該反應體系中,氣

體的總物質的量不變,則容器內總壓強不變,故容器內壓強不隨時間變化,不能說明反應達到平衡,C不符

合題意;D項,任何條件下,單位時間內消耗O.lmolX,都會生成0.2molZ,不能說明反應達到平衡,D不

符合題意;故選B。

4.將一定量純凈的氨基甲酸錢置于密閉真空恒容容器中(固體試樣體積忽略不計),在恒溫下使其達到

分解平衡NH2COONH4(S)2NH3(g)CO2(g),判斷該分解反應已經達到化學平衡的是()

A.2V(NH3)=V(CO2)

B.密閉容器中混合氣體的密度不變

C.密閉容器中混合氣體平均分子量不變

D.密閉容器中氨氣的體積分數不變

【答案】B

【解析】當反應達到平衡狀態時,正逆反應速率相等,各物質的濃度、百分含量不變,以及由此衍生

的一些量也不發生變化,解題時要注意,選擇判斷的物理量,隨著反應的進行發生變化,當該物理量由變

化到定值時,說明可逆反應到達平衡狀態,A項,沒有指明正、逆速率,無法判斷正逆反應速率是否相等,

故A錯誤;B項,隨反應進行混合氣體的質量增大,容器的容積不變,反應混合氣體的密度增大,當密度

不再變化,說明到達平衡狀態,故B正瓏;C項,該反應中氣體只有N%和CO2,且二者的物質的量之始

終為2:1,則氣體的平均分子量為定值,無法根據混合氣體的平均分子量判斷平衡狀態,故C錯誤;D項,

反應混合氣體只有N%和CO2,且二者物質的量之比始終為2:1,氨體積分數始終不變,所以不能說明到

達平衡,故D錯誤;故選B。

5.一定溫度下,在恒容密閉容器中發生反應:Si(s)+3HCl(g)SiHCb(g)+H2(g)。不能表明該反

應達到平衡狀態的是()

A.生成ImolEh的同時生成3moiHCIB.混合氣體的平均相對分子質量不變

C.HCI、SiHCb、H2三者的濃度比值3:1:1D.混合氣體的密度不變

【答案】C

【解析】A項,生成ImolFh的同時生成3moiHC1,表示正逆反應速率相等,說明反應達到平衡狀態,

故A正確;B項,該反應為氣體的物質的量增大的反應,混合氣體的質量不變,則混合氣體的平均相對分

子質量為變量,當混合氣體的平均相對分子質量不變,表明反應達到平衡狀態,故B正確;C項,HCl、SiHCb、

比三者的濃度比值1:1:1,不能說明濃度是否不變,不能說明反應達到平衡狀態,故C錯誤;D項,體

積不變,混合氣體的密度始終不變,說明混合氣體的質量不變,反應達到平衡狀態,故D正確;故選C。

6.一定溫度下,反應N2O?g)2NCh(g)的焰變為現將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中,

下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態的是()

【答案】D

【解析】△〃是恒量,不能作為判斷平衡狀態的標志;該反應是充入1molN2O4,正反應速率應是逐

漸減小直至不變,③曲線趨勢不正確。

7.某實驗小組在一個恒壓密閉容器中加入CH3OH和CO氣體,發生反應CH30H(g)+CO(g)O

CH3coOH⑴。已知在某溫度下,達到平衡時,CH30H(g)、CO(g)、CH3coOH(1)的物質的量分別為0.08mol、

O.lOmok0.12mol,且容器的體積剛好為2L。往上述已達到平衡的恒壓容器中,再在瞬間通入0.12molCH30H

和0.06molCO混合氣體,平衡的移動方向為()

A.正向B.逆向C.不移動D.無法確定

【答案】C

【解析】原平衡體系中,氣體總的物質的量為0.08mol+0.10mol=0.18mol,體積為2L,再在瞬間通入

0.12013(2143014和().()60101(20混合氣體,已達到平衡的恒壓容器中,充入氣體總的物質的量為0.18mol,原

平衡相等,故體積變為原來的2倍,此時甲醇的物質的量為0.2mol,CO的物質的量為0.16moL則Qc=l/(0.2/4)

x(0.16/4)=500=K,故平衡不移動。故選C。

8.將NCh裝入帶活塞的密閉容器中:當反應2NO2(g)=^N2O"g)達到平衡后,改變下列一個條件,

其中敘述錯誤的是()

A.升高溫度,氣體顏色加深,則此正反應為吸熱反應

B.慢慢壓縮氣體體積,平衡向右移動,混合氣體顏色較原來深

C.慢慢壓縮氣體使體積減小一半,壓強增大,但小于原來的兩倍

D.恒溫恒容時,充入惰性氣體,壓強增大,平衡不會移動

【答案】A

【解析】A項,NCh(g)紅棕色、N20?g)無色。升高溫度使氣體顏色加深,則平衡左移。據平衡移動原

理,逆反應吸熱,正反應放熱,A項錯誤;B項,壓縮氣體體積即加壓,平衡向右移動,使體積減小、n(N2O4)

增大,故C(NZO4)增大。又據K二筮籍,"NO?)增大,混合氣體顏色較原來深,B項正確:C項,壓縮氣體

使體積減小,則壓強增大。若體積減半時平衡沒有移動,則壓強加倍。實際平衡右移,使壓強小于原來的

兩倍,C項正確:D項,恒溫恒容時,充入惰性氣體,雖然容器內總壓強變大,但沒有改變C(NO2)、C(N2O4),

正、逆反應速率均不變,化學平衡不會移動,D項正確。

9.工業上利用Ga與NH3高溫條件下合成半導體材料氮化稼(GaN)固體同時有氫氣生成。反應中,每生

成3m。1Hz時放出30.8kJ的熱量。恒溫恒容密閉體系內進行上述反應,下列有關表達正確的是()

A.I圖像中如果縱坐標為正反應速率,則,時刻改變的條件可以為升溫或加壓

B.II圖像中縱坐標可以為鏡的轉化率

c.in圖像中縱坐標可以為化學反應速率

D.IV圖像中縱坐標可以為體系內混合氣體平均相對分子質量

【答案】A

【解析】A項,I圖像中如果縱坐標為正反應速率,升高溫度或增大壓強,反應速率增大,圖像符合

題意,正確;B項,Ga是固體,沒有濃度可言,不能計算其轉化率,錯誤;C項,Ga是固體,其質量不影

響反應速率,錯誤;D項,反應方程式為2Ga(s)+2N%(g)==2GaN(s)+3H2(g)A/7<0,相同壓強下,

升高溫度,平衡逆向移動,平均相對分子質量增大;相同溫度下,增大壓強:平衡逆向移動,平均相對分

子質量增大,錯誤。

10.將等物質的量的N2、H2充入某密閉容器中,在一定條件下,發生如下反應并達到平衡:N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)A//<0o當改變某個條件并維持新條件直至達到新的平衡時,下表中關于新平衡與原平衡

的比較正確的是()

選項改變條件新平衡與原平衡比較

增大壓強

AN2的濃度一定減小

B升高溫度N2的轉化率減小

CH2的轉化率不變,N2的轉化率增大

充入一定量H2

D使用適當催化劑N%的體積分數增大

【答案】B

【解析】A項,正反應是氣體體積減小的反應,依據勒?夏特列原理可知增大壓強平衡向正反應方向移

動,但氮氣的濃度仍然比原平衡大,不正確;B項,正反應是放熱反應,則升高溫度平衡向逆反應方向移動,

氮氣的轉化率減小,正確;C項,充入一定量的氫氣,平衡向正反應方向移動,氮氣的轉化率增大,而氫氣

的轉化率減小,不正確;D項,催化劑只能改變反應速率而不能改變平衡狀態,不正確。

11.一定溫度下,密閉容器中進行反應:2so2(g)+O2(g)2s03(g)A//<0o測得心:(SO2)隨反應

時間⑺的變化如圖所示。下列有關說法正確的是()

昵皎)

A./2時改變的條件:只加入一定量的S02

B.在。時平衡常數K大于力時平衡常數%

C./,時平衡混合氣的訪大于h時平衡混合氣的訪

D.力時平衡混合氣中S03的體積分數等于合時平衡混合氣中S03的體積分數

【答案】D

【解析】尬時,v正(SO?)突然增大,且達到平衡后速率恢復至原來的速率,如果只加入一定量的SO2,

達到新的平衡后,速率大于原來的速率,A錯誤;平衡常數只與溫度有關,一定溫度下,K值不變,B錯誤;

平衡狀態相同,各物質的百分含量相同,平均摩爾質量相同,故C錯誤、D正確。

12.一定條件下存在反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)A〃=-QkJmo「(Q>0),現有三

個相同的2L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器I、II、HI,在I中充入ImolCO和ImolHzO,在

II中充入1molCO2和1molH2,在HI中充入2molCO和2molH2O,均在700℃條件下開始反應。達到平

衡時,上述三個過程對應的能量變化值分別為口、。2、下列說法正確的是()

A.2。|=2。2<。3

B.容器I中co的百分含量比容器in中co的百分含量高

C.容器I中反應的平衡常數比容器中反應的平衡常數小

D.容器I中CO的轉化率與容器II中CO2的轉化率之和等于1

【答案】C

【解析】A項,容器中平衡建立的途徑不相同,無法比較?、Q的大小;c項,容器n中所到達的平

衡狀態,相當于在容器I中平衡的基礎上降低溫度,平衡向正反應移動,平衙常數增大;D頂,溫度相同

時,容器I中co的轉化率與容器n中CO2的轉化率之和等于1,容器n中所達到的平衡狀態,相當于在容

器I中平衡的基礎上降低溫度,平衡向正反應方向移動,所以容器I中co的轉化率與容器n中co?的轉

化率之和小于1。

13.一定溫度下,在3個容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應2H2(g)+C0(g)CH30H(g)達到平

衡,下列說法正確的是()

物質的起始濃度/mo卜物質的平衡濃度

容器溫度/K

C(H2)c(CO)c(CHjOH)[CH3OH]

I4000.200.1000.080

II4000.400.200

III500000.100.025

A.該反應的正反應吸熱

B.達到平衡時,容器【中反應物的轉化率比容器II中的大

C.達到平衡時,容器II中c(H2)大于容器III中c(H?的兩倍

D.達到平衡時,容器in中的正反應速率比容器I中的大

【答案】D

【解析】對比容器I和HI可知兩者投料量相當,若溫度相同,最終建立等效平衡,但HI溫度高,平衡

時C(CH30H)小,說明平衡向逆反應方向移動,即逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應,A錯誤;n相對

于I成比例增加投料量,相當于加壓,平衡正向移動,轉化率提高,所以n中轉化率高,B錯誤:不考慮溫

度,I【中投料量是HI的兩倍,相當于加壓,平衡正向移動,所以II中c(H2)小于in中c(H2)的兩倍,C錯誤;

對比I和ni,若溫度相同,兩者建立等效平衡,兩容器中速率相等,但in溫度高,速率更快,D正確。

14.在容積不變的容器中加入一定量的A和B,發生反應:2A(g)+B(g)2C(g),在相同時間內,

測得不同溫度下A的轉化率如下表所示,下列說法正確的是()

溫度/℃100200300400500

轉化率30%75%75%50%18%

A.該反應隨著溫度升高,反應速率先變大后變小

B.200℃,A的轉化率為75%時,反應達到平衡狀態

C.當單位時間內生成nmolB的同時消耗2nmolC時,反應達到平衡狀態

D.400。(3時,B的平衡濃度為0.5mol/L,則該反應的平衡常數K=2

【答案】D

【解析】A項,升高溫度,化學反應速率增大,故該反應隨著溫度升高,反應速率增大,A錯誤;B項,

根據表中數據可知,300℃反應物A的轉化率降低,證明反應為放熱反應,長高溫度平衡逆向移動,無法

說明200。。A的轉化率為75%時,反應就一定達到平衡狀態,B錯誤;C項,當單位時間內生成nmolB

的同時消耗2nmolC時,不能說明正逆反應速率相等,反應不一定達到平衡狀態,C錯誤;D項,400。(2時,

A的轉化率為50%,根據反應2A(g)+B(g;2C可知,平衡時c(A)=c(C),B的平衡濃度為0.5mol/L,

,c2(C)11

則該反應的平衡常數K='、--7—r=/口\=-----=2L/mol,D正確。故選D。

C2(A)XC(B)C(B)05moi/L

15.已知:X(g)+2Y(g)=3Z(g)AH=-akJmor'(a>0)o下列說法正確的是()

A.達到化學平衡狀態時,Y的正反應速率和Z的逆反應速率相等

B.達到化學平衡狀態時,X、Y、Z的濃度之比為1:2:3

C.達到化學平衡狀態時,反應放出的總熱量一定小于akJ

D.0.2molX和0.2molY充分反應生成Z的物質的量一定小于0.3mol

【答案】D

【解析】由題意知,該反應是氣體分子數不變的放熱反應。A項,達到化學平衡狀態時,Y的正反應

速率和Z的逆反應速率不相等,3v(Y)=2v(Z),A不正確;B項,達到化學平衡狀態時,X、Y、Z的濃度

之比不一定是1:2:3,如果反應物不按1:2投料,一定不是1:2:3;即使按1:2:3投入X、Y、

Z等3種物質,也不能確定就是平衡狀態;即使在一定的條件下,達到化學平衡狀態時;X、Y、Z的濃度

之比是1:2:3,只要改變影響化學平衡的一個條件,平衡發生移動之后,X、Y、Z的濃度之比就一定

不是1:2:3。總而言之,B不正確;C項,不知道反應物的投料和反應物的轉化率是多少,無法判斷

達到化學平衡狀態時反應放出的總熱量,C不正確;D項,可逆反應的反應物不能完全轉化為生成物,所以,

0.2molX和0.2molY充分反應生成Z的物質的量一定小于0.3mol,D正確。故選D。

16.在425℃時,在1L密閉容器中充入下列氣體物質進行的反應達到平衡,分析下圖所示示意圖,不

能從示意圖中讀出相關信息的選項是()

圖(1)圖(2)

A.同溫同壓下,只要投入物質比例適當,從正、逆方向都可以建立同一平衡狀態

B.圖(1)表示的反應為H2(g)+I2(g)2HI(g)

C.圖(1)中H2的轉化率+圖(2)中HI的轉化率=100%

D.相同條件下,分別從正、逆方向建立等同的平衡狀態,所需時間相同

【答案】D

【解析】比較圖(1)和圖(2)可知,兩平衡狀態的c(HI)、C(H2)、c(2)相同,圖(1)表示的化學反應方程式為

H2(g)-FI2(g)2HI(g),圖⑴中叢的轉化率為弋升xl00%=”%,圖⑵中HI的轉化率為當的

xl00%=21%,故A、B、C正確。故選D。

17.某溫度時,發生反應2Hl(g)H2(g)+L(g),向三個體積相等的恒容密閉容器A、B、C中,

分別加入①2moiHI;?3molHI:③1mol用與1molb,分別達到平衡時,以下關系正確的是()

A.平衡時,各容器的壓強:②二①二③

B.平衡時,L的濃度:②,①,③

C.平衡時,L的體積分數:②二①二③

D.從反應開始到達平衡的時間:①,②二③

【答案】C

【解析】根據等效平衡原理:若1mol出與1molL完全轉化為HI,則HI為2mol,所以①和③是完

全相同的等效平衡,所以二者的濃度、百分含量、壓強、轉化率等都一樣;②與①相比增大了HI的量,該

反應為反應前后氣體體積不變的反應,增大HI的量,達到平衡時新平衡與原平衡相同,所以各物質的百分

含量不變,但是濃度增大。

18.工業上以CH4為原料制備Hz的原理為CHMg)+H2O(g)=^CO(g)+3H2(g)。在一定條件下a、b

兩個恒溫恒容的密閉容器中均通入1.1molCH?g)和1.1molH2O(g),測得兩容器中CO的物質的量隨時間的

變化曲線分別為a和b。已知容器a的體積為10L,溫度為A,下列說法不正確的是()

A.容器a中CH4從反應開始到恰好平衡時的平均反應速率為0.025molL〕min,

B.a、b兩容器的溫度可能相同

C.在達到平衡前,容器a的壓強逐漸增大

D.該反應在■溫度下的平衡常數為27

【答案】B

【解析】觀察兩容器中CO的物質的量隨時間的變化曲線a和b可知,當CO的物質的量保持不變時便

達到平衡狀態,a容器用了4min,b容器用了6.5min,兩個容器中反應快慢不同,因此溫度肯定不同。用

三段式分析a容器中各物質的相關量:

CH4(g)+H2O(g)-—CO(g)+3H2(g)

起始最(mol)1.11.100

轉化量(mol)1113

平衡量(mol)0.10.113

A項,容器a中CH4從&應開始到恰好半蒯寸的平均反應速率廬1渭=0.025mol,L)

min正確;B項,根據以上分析a、b兩容器的溫度不可能相同,錯誤;C項,因為該反應條件為恒

溫恒容,反應后氣體的物質的量增大,所以在達到平衡前,容器a的壓強逐漸增大,正確;D項,該反應在

AIxOV

£溫度下的平衡常數為懸湍Tmol2L_2=27moP.L-2,正確。

U.U1入U?U1

19.氮及其化合物在科技、社會生活中有著廣泛的應用。請按要求回答下列問題。

⑴氨氣可作為脫硝劑,在恒溫恒容密閉容器中充入一定量的NO和N%,在一定條件下發生反應:

6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)o

①能說明該反應已達到平衡狀態的標志是0

a.反應速率v(NH3)=V(N2)

b.容器內壓強不再隨時間而發生變化

c.容器內N2的物質的量分數不再隨時間而發生變化

d.容器內n(NO):n(NH3):n(N2):n(H2O)=6:4:5:6

e.12molN-H鍵斷裂的同時生成5moiNG鍵

f.混合氣體的總質量不隨時間的變化而變化

②某次實驗中測得容器內N0及N2的物質的量隨時間變化如圖所示,圖中b點對應的速率關系是

v(正)v(逆)(填>、<或=),d點對應的速率關系是v(正)v(逆)(填>、<或=)。

(2)298K時,若已知生成標準狀況下2.24LNH3時放出熱量為4.62kJ。在該溫度下,取ImolN?和3moi

出放在一密閉容器中,在催化劑存在時進行反應。測得反應放出的熱量總小于92.4kJ,其原因是

(3)一定條件下,在2L密閉容器內,反應2NO2(g)N2O4?AH=-180kJmol-1,1UNO2)隨時

間變化如下表:

iHfnj/s012345

MNOamd0.0400.0200.0100.0050.0050.005

①用N2O4表示。?2s內該反應的平均速率為o在第5s時,N02的轉化率為

o(轉化率是指某一反應物轉化的百分率。)

②根據上表可以看出,隨著反應進行,反應速率逐漸減小,其原因是。

【答案】(l)bc>=

(2)該反應是可逆反應,ImolNz和3mNH2不可能完全反應,所以放出的熱量總是小于92.4kJ

(3)0.00375mol-L'-s-,87.5%隨著反應的進行,二氧化氮的物質的量濃度減小,反應速率減小

【解析】⑴①a項,該反應達到平衡狀態時,5V(N%)正=4v(Nz)他,v(NH3)=v(N2),不能判斷正逆反應

速率的關系,故a錯誤;b項,該反應是一個反應前后氣體體積增大的可逆反應,當反應達到平衡狀態時,

容器內壓強不隨時間的變化而變化,所以能判斷反應是否達到平衡狀態,故b正確:c項,容器內N2的物

質的量分數不再隨時間而發生變化,說明N2濃度不再改變,能判斷達到平衡狀態,故c正確;d項,容器

內n(NO):n(NH3):n(N2):n(H2O)=6:4:5:6,不能說明濃度是否發生變化,不能判斷達到平衡狀態,

故d錯誤;e.12moiN-H鍵斷裂的同時一定會生成5moiN三N鍵,都表示正反應速率,不能判斷達到平衡

狀態,故e錯誤;f.反應前后都是氣體,混合氣體的總質量始終不變,混合氣體的總質量不隨時間的變化

而變化,不能判斷達到平衡

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