1、化学平衡状态化学平衡的移动一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)1.在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应:Fe2O3(s)+3CO(g)= 2Fe(s)+3CO2(g),不可用上述反应中某种物理量来说明该反应已达到平衡状态的是()A.CO的生成速率与CO2的生成速率相等B.气体密度不再变化C.CO的质量不变D.体系的压强不再发生变化2.(2014威海模拟)据报道,在300、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实,其反应的化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。下列叙述正确的是()A.当v(CO2)=2v(CH3CH2OH
2、)时,反应一定达到平衡状态B.当平衡向正反应方向移动时,平衡常数一定增大C.增大压强,可提高CO2和H2的转化率D.相同条件下,2 mol氢原子所具有的能量等于1 mol氢分子所具有的能量3.(2013赤峰模拟)工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) H0C.曲线对应的条件改变是降低压强D.T时,该反应的化学平衡常数为0.1255.下列反应中符合下图图像的是()A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-Q1kJmol-1(Q10)B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) H=+Q2kJmol-1
3、(Q20)C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) H=-Q3kJmol-1(Q30)D.H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g) H=+Q4kJmol-1(Q40)6.低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)HbaB.若T2T1,则正反应一定是放热反应C.达到平衡时A2的转化率大小为bacD.若T2T1,达到平衡时b、d点的反应速率为vdvb9.下列叙述与图像对应符合的是()A.对于达到平衡状态的N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在t0时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动B.p2p1,T1T2
4、C.该图像表示的化学方程式为2A=B+3CD.对于反应2X(g)+3Y(g)2Z(g)H0,y可以表示Y的百分含量10.(能力挑战题)(2012四川高考)在体积恒定的密闭容器中,一定量的SO2与1.100 mol O2在催化剂作用下加热到600发生反应:2SO2+O22SO3H”“S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是(填代号)。(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:C
5、H4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H1=-867 kJmol-12NO2(g)N2O4(g)H2=-56.9 kJmol-1写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式_。12.(12分).一定条件下铁可以和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)H0。(1)下列措施中能使平衡时增大的是(填序号)。A.升高温度B.增大压强C.充入一定量氮气D.再加入一些铁粉(2)反应达到平衡后,若保持容器体积不变时,再通入一定量的CO2,使CO2的浓度成为原来的2倍,则CO2的转化率将(填“增大”“减小”或“不变”
6、)。.在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,建立下列化学平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),试分析和回答下列问题:(1)可认定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是(选填序号)。A.体系的压强不再发生变化B.v正(CO)=v逆(H2O)C.生成nmol CO的同时生成nmol H2D.1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键(2)若上述化学平衡状态从正反应开始建立,达到平衡后,给平衡体系加压(缩小容积、其他条件不变),则容器内气体的平均相对分子质量将(填写“不变”“变小”或“变大”)。13.(14分)(能力挑战题)工业制硫酸的过程中存在反应:2SO2(g)+O
7、2(g)2SO3(g)。T0时,将2 mol SO2和1.5 mol O2充入2 L密闭容器中发生上述反应,容器中SO2的物质的量随温度变化的曲线如图所示。(1)图中a点的正反应速率(填写“”“”或“=”)逆反应速率。(2)下列条件可以证明上述反应已经达到化学平衡状态的是(填写序号)。a.单位时间内消耗1 mol O2,同时生成2 mol SO3b.容器内SO2、O2、SO3的浓度之比为212c.容器内压强保持不变d.混合气体的平均相对分子质量保持不变(3)T1时,上述反应的化学平衡常数K=。答案解析1.【解析】选D。A项,CO的生成速率为逆反应速率,CO2的生成速率为正反应速率,且CO、CO
8、2前的化学计量数相等,则v正(CO2)=v逆(CO),达到化学平衡;B项,=,当m(气体)不变时,反应即达到平衡。C项,m(CO)不变,则n(CO)不变,反应达到平衡;D项,该反应是气体体积不变的反应,反应任意时刻,体系的压强均相同,所以压强不能作为平衡的标志。【方法技巧】利用密度和相对分子质量来判断平衡的规律利用定义式来解答是此类问题的要诀。以在恒容密闭容器中发生反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)为例说明(M代表相对分子质量,m代表气体的质量,n代表气体的物质的量,V代表气体的体积,其中m始终不变)定义式a+b和c+d的大小能否作为平衡标志备注M=m/na+b=c+d不能n始终
9、不变M=m/na+bc+d能平衡时n才不变=m/Va+b=c+d不能V始终不变=m/Va+bc+d不能V始终不变2.【解析】选C。A项没说明正逆速率,所以无法判断正逆速率相等,错误。B项,平衡常数只与温度有关,所以平衡正向移动,平衡常数不一定改变,错误。C项,增大压强,平衡正向移动,可以提高反应物的转化率,正确。D项,2 mol氢原子形成氢分子放出能量,所以二者具有的能量不相等,错误。3.【解析】选D。Si3N4为固体,增加其量,平衡不移动,A项错。充入Ar,增大压强,但是反应物的浓度不变,平衡不移动,B项错。增加反应物的量,其自身的转化率降低,C项错。D项,移走部分HCl,生成物浓度降低,逆
10、反应速率降低,但是平衡右移,生成物浓度增加,逆反应速率然后增大,D项正确。4.【解析】选A。反应开始至a点时v(H2)=,A项正确;若曲线对应的条件改变是升温,说明升温时平衡逆向移动,则该反应Hv(正),说明反应向逆反应方向移动,逆反应方向为气体体积减小的反应。综合上面两点可知,B对。【方法技巧】化学平衡图像的分析方法(1)三步分析法(对于速率-时间图像):一看反应速率是增大还是减小;二看v(正)、v(逆)的相对大小;三看化学平衡移动的方向。(2)四要素分析法:看曲线的起点;看曲线的变化趋势;看曲线的转折点;看曲线的终点。(3)先拐先平:对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
11、,在转化率-时间曲线中,先出现拐点的曲线先达到平衡。它所代表的温度高、压强大。(4)定一议二:图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。6.【解析】选C。该反应正向为放热反应,升温平衡左移,反应物的转化率减小,A项错误。B项增加NH3的浓度,平衡右移,废气中氮氧化物的转化率增大。C项,消耗NO,说明反应向右进行,消耗N2说明反应向左进行,且消耗的物质物质的量比为n(NO)n(N2)=65时,说明反应速率相等,即正逆反应速率相等,C项正确。D项,用催化剂平衡不移动,转化率不变。7.【解析】选C。恒压时充入稀有气体,相当于对平衡体系减压,平衡向气体体积扩大的方向(正向)移动;若按
12、A、B和C的物质的量之比为424再投料,则与原平衡等效,平衡不发生移动(C选项正确);当充入A、B、C各1 mol时,平衡将向逆反应方向移动;该反应为分解反应,则恒压条件下再加入A时,平衡不发生移动。【方法技巧】解答等效平衡的常见方法“放缩法”(1)适用条件:“放缩法”解化学平衡题的适用条件是:研究对象的有关物质的物质的量成倍地增减。增减倍数可以是整数倍,也可以是分数倍。(2)解题思路:当有关物质的物质的量成倍地增减后,先通过假设同倍增减容器的容积来创设一个与起始条件完全相同的情况,从而得到一个与原平衡完全相同的平衡状态,然后把容器的容积恢复成已知条件时的情况。我们重点分析在容器的容积恢复成已
13、知条件过程中该状态的变化情况(即平衡移动情况)。8.【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)明确本题中图像横坐标表示的是B2的物质的量。(2)明确加入B2,物质A2的转化率增大。【解析】选A。A项,在T2和n(A2)不变时达到平衡,增加B2的物质的量平衡向正反应方向移动,导致生成物的物质的量增大,故正确。B项,若T2T1,升高温度生成物的体积分数增大,平衡向正反应方向移动,所以正反应一定是吸热反应,故错误。C项,当A2的物质的量一定时,B2的物质的量越大A2的转化率越大,所以达到平衡时A2的转化率大小为cba,故错误。D项,温度越高反应速率越大,若T2T1,达到平衡时b、d点的反应速率为vd
14、p1,T1T2,B项正确;C项表示的应是可逆反应(因为反应物和生成物均存在),C项错误;温度升高,平衡逆向移动,Y的百分含量增大,D项错误。10.【解析】选D。三氧化硫的生成与二氧化硫的消耗均是正向反应,因此两者相等不能说明反应达到平衡状态;由于反应为放热反应,降低温度,正、逆反应速率都降低,但是由于逆反应速率减小的程度比正反应速率减小的程度大,因此平衡正向移动;由于反应过程中气体物质减小的物质的量等于生成的三氧化硫的一半,因此反应中生成的三氧化硫为0.63 mol,反应体系中只有三氧化硫与氯化钡溶液反应,得到硫酸钡沉淀,其质量为0.63 mol233 gmol-1=146.79 g;2SO2
15、+O22SO3初始加入量(mol) x 1.100 0转化的物质的量(mol) 0.630.315 0.63平衡时的物质的量(mol) x-0.630.785 0.63=x=0.7 mol此时二氧化硫的转化率为90%。11.【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)首先根据图像确定T1大于T2。(2)画变化曲线时要明确,催化剂不会使平衡发生移动,所以在一定温度下c(CO2)保持不变。【解析】(1)根据题干图像“先拐先平数值大”得T1大于T2,升高温度,二氧化碳的浓度降低,平衡向逆反应方向移动,说明正反应是放热反应,即H0。先根据题干图像计算二氧化碳的反应速率,v(CO2)=0.05 molL-
16、1s-1,同一化学反应中同一时间段内,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,所以v(N2)=0.025 molL-1s-1。温度越高反应速率越大,催化剂接触面积越大反应速率越大,反应到达平衡的时间越短。a.反应达到平衡状态时,各物质的反应速率不再变化,故错误。b.该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,相当于升高温度,当温度不变时,化学平衡常数不变,故正确。c.二氧化碳和一氧化氮的物质的量相等时,该反应不一定达到平衡状态,故错误。d.反应达到平衡状态时,各物质的质量分数不再发生变化,故正确。(2)将第一个方程式减第二个方程式得:CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-810.1 kJmol-1。答案:(1)(2)c、d(3)2w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
