1、第22讲 化学平衡的移动1(2021上海黄浦调研)如图是合成氨反应的正、逆反应速率随反应时间变化的示意图，有关叙述错误的是()A状态和状态时，反应均处于平衡状态B状态变化为状态的过程，称为化学平衡移动Ct1时刻平衡向正反应方向移动，平衡常数增大D同一种反应物在状态和状态时，浓度不相等解析：状态和状态时，正、逆反应速率相等，反应均处于平衡状态，A正确；状态改变条件瞬间正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行到达平衡状态，化学平衡发生移动，B正确；t1时刻平衡正向移动，根据图像可知，正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间没变，所以是增大反应物浓度，温度没变，平衡常数不变，C错误；由于平衡移动所以反应物、
2、生成物浓度均发生变化，D正确。答案：C2勒夏特列原理是自然界一条重要的基本原理。下列事实能用勒夏特列原理解释的是()ANO2气体受压缩后，颜色先变深后变浅B对2HI(g)H2(g)I2(g)平衡体系加压，颜色迅速变深C合成氨工业采用高温、高压工艺提高氨的产率D配制硫酸亚铁溶液时，常加入少量铁屑以防止氧化解析：2NO2(g)N2O4(g)的反应体系中，加压时平衡向正反应方向移动，但加压的瞬间c(NO2)浓度增大，颜色变深，然后浓度再逐渐减小，颜色先变深后变浅，可以用勒夏特列原理解释，故A正确；反应2HI(g)H2(g)I2(g)是气体体积不变的反应，加压时平衡不移动，但因体积减小，c(I2)增大
3、，颜色加深，不能用勒夏特列原理来解释，故B错误；N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，加压有利于反应正向进行，但升温却抑制反应的正向进行，不能用勒夏特列原理解释，故C错误；配制硫酸亚铁溶液时，常加入少量铁屑来防止Fe2的氧化，发生的反应是不可逆过程，故D错误。答案：A3(2021福建漳州统考)一定温度下，在恒容的密闭容器中建立下列平衡：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()A混合气体的平均密度不再发生变化Bv正(CO)v逆(H2O)C生成n mol CO的同时生成n mol H2D1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO
4、键解析：A项，碳是固体，混合气体的平均密度总质量/体积，体积一定，气体的总质量可变，密度可变，所以混合气体的平均密度不再发生变化，能说明已达到化学平衡状态；B项，根据反应可知，v正(CO)v正(H2O)，若v正(CO)v逆(H2O)，则v正(H2O)v逆(H2O)，说明反应达到平衡状态；C项，生成n mol CO的同时生成n mol H2，不能说明反应达到平衡状态，故选C；D项，1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键，断裂2 mol HO键同时生成l mol HH键，说明反应达到平衡状态。答案：C4合成氨所需的氢气可用煤和水做原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)H2O(g
5、)CO2(g)H2(g)H0，反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是()A增大压强B降低温度C增大CO的浓度 D更换催化剂解析：该反应为反应前后气体分子数相等的反应，压强对CO的转化率无影响，A错误；该反应为放热反应，降低温度有利于化学平衡向正反应方向移动，提高CO的转化率，B正确；增大CO的浓度会降低CO的转化率，C错误；更换催化剂不能使化学平衡发生移动，D错误。答案：B5.如图是关于反应：A2(g)3B2(g)2C(g)Hz B平衡向逆反应方向移动CB的转化率降低 DA的体积分数减小解析：新平衡时C的浓度大于原来的0.5倍，说明平衡向正反应方向移动，所以xy0，达到甲平衡。
6、在仅改变某一条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是()A图是升高温度的变化情况B图是扩大容器体积的变化情况C图是增大压强的变化情况D图是升高温度的变化情况解析：升高温度，正、逆反应速率均增大，从平衡右移可知，正反应速率更大，A项正确；扩大容器体积，即减小体系压强，正、逆反应速率均减小，因是气体分子数不变的反应，故平衡不移动，B项错误；增大压强，反应速率加快，到达平衡的时间缩短，但平衡不移动，C项错误；升高温度，反应速率加快，到达平衡的时间缩短，平衡右移，新平衡时XY%应增大，D项错误。答案：A8(双选)将2 mol SO2和1 mol O2分别置于相同容积的甲、乙两密闭容器中发生反应2SO
7、2(g)O2(g)2SO3(g)并达到平衡。在该过程中，甲容器保持恒温恒容，乙容器保持恒温恒压，达到平衡时，下列说法正确的是()A.达到平衡所需的时间：甲乙B甲中SO2的转化率乙D气体的总物质的量：甲甲，乙中反应速率大，达到平衡所需的时间为：甲乙，A正确；B.达到平衡时，乙容器压强大于甲容器压强，压强增大平衡正向移动，则乙的转化率比甲的大，故B正确；C.乙的转化率大，则混合气体中生成物的含量较多，故C错误；D.达到平衡时，乙容器压强大于甲容器压强，压强增大平衡向气体体积减小的方向移动，则气体的总物质的量：甲乙，故D错误。答案：AB9向一容积不变的密闭容器中充入1 mol N2O4，建立了平衡：
8、N2O4(g)2NO2(g)，测知N2O4的转化率为a%，在其他条件不变时再通入1 mol N2O4，待重新建立新平衡时N2O4的转化率为b%。a与b的大小关系为()AabCab D无法确定解析：不少同学认为，增加反应物的量，能提高反应物的转化率，故选择A项导致错误。若在新、旧平衡之间设置一个中间过程，则有利于问题的分析与解决。假设将状态的容器的容积扩大为原来的2倍，再加入1 mol N2O4，即构成其他条件不变时与之等效的中间状态，N2O4的转化率相同。将状态压缩到状态，平衡逆向移动，N2O4的转化率减小。答案：B10(双选)一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g
9、)CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法不正确的是()容器温度/K物质的起始浓度/(mol/L)物质的平衡浓度/(mol/L)c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025A.该反应的正反应放热B达到平衡时，容器中的正反应速率比容器中的小C达到平衡时，容器中c(H2)大于容器中的两倍D达到平衡时，容器中反应物转化率比容器中的小解析：A.对比、，若温度相同，0.10 mol/L的CH3OH相当于0.20 mol/L的H2和0.10 mol/L的CO，为等效平衡，但温度较高，平衡时CH3OH较低，说明
10、升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故A正确；B.达到平衡时，容器内反应物浓度大、温度高，所以容器中的正反应速率比容器中的大，故B错误；C.对比、，中H2的浓度大于中的；对比、，的投料为的2倍，但压强较高，平衡正向移动，平衡时H2的浓度小于的2倍，所以容器中c(H2)小于容器中的两倍，故C错误；D.对比、，的投料为的2倍，但压强较高，平衡正向移动，容器中反应物转化率比容器中的小，故D正确。答案：BC11乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为19)，控制反应温度600 ，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的
11、平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：(1)掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实：_。(2)控制反应温度为600 的理由是_。答案：(1)正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气稀释，相当于起减压的效果(2)600 ，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大12乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2OnC2H411)。(1)图中压强(p1、p 2、p
12、3、p 4)的大小顺序为_，理由是_。(2)气相直接水合法常用的工艺条件为磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ，压强6.9 MPa，nH2OnC2H40.61，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有_、_。解析：(1)C2H4(g)H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率提高，所以p 4 p 3 p 2 p 1。(2)依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O与C2H4的比例，将乙醇及时分离出去等。答案：(1) p 4 p 3 p 2 p 1
13、反应分子数减少，相同温度下，压强增大，乙烯转化率提高(2)将产物乙醇液化移去增加nH2OnC2H4比13利用化学反应原理研究化学反应有重要意义。CO2的减排和综合利用是解决温室效应及能源问题的有效途径。一定温度下，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，此时压强为p0 kPa，发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示：(1)04 min，H2的平均反应速率v(H2)_molL1min1。(2)下列能说明该反应已达到平衡状态的是_(填字母)。Av正(CH3OH)3v逆(H2)B.CO2、H2
14、、CH3OH和H2O浓度之比为1311C恒温恒容下，气体的密度不再变化D恒温恒压下，气体的体积不再变化(3)测得某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5 mol/L，则此时v(正)_(填“”“”或“”)v(逆)。(4)可逆反应的平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算，已知：分压总压物质的量分数，则该温度下Kp_kPa2(用含有p0的式子表示，保留1位小数)。解析：(1)由题图可知，04 min浓度变化量为0.5 mol/L，则CO2的平均反应速率v(CO2)0.125 molL1min1。根据CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)可知，v(H
15、2)3v(CO2)0.125 molL1min130.375 molL1min1。(2)A.根据CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)可知，3v正(CH3OH)v逆(H2)时，反应达到平衡状态，故A错误；B.CO2、H2、CH3OH和H2O浓度变化量之比为1311，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；C.根据CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)可知，恒温恒容下，气体的密度为定值，所以恒温恒容下，气体的密度不再变化 ，不能作为判断达到平衡状态的依据，故C错误；D.根据CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)可知，恒温恒压下，气体的体积不再变化，说明反应达
16、到了平衡状态，故D正确。(3)1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，所以初始浓度c(CO2)1 mol/L，c(H2)3 mol/L。由题图和CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)可知，达到平衡时K5.3，当测得某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5 mol/L，Q4v(逆)。(4)根据上述分析可知：平衡时各物质量浓度分别为：c(CO2)0.25 mol/L，c(H2)0.75 mol/L，c(H2O)0.75 mol/L，c(CH3OH)0.75 mol/L，根据可逆反应分压总压物质的量分数，则该温度下Kp kP
17、a2 kPa2。答案：(1)0.375(2)D(3)(4)14(2021河北省唐山检测)硫及其化合物在生产生活中有重要的应用：已知.SO3(g)H2O(l)=H2SO4(aq)H1130 kJ/mol；.H2O(g)=H2O(l)H244 kJ/mol；.2H2SO4(aq)=2H2O(g)2SO2(g)O2(g)H3545 kJ/mol。请回答下列问题：(1)写出2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H_kJ/mol。(2)一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，5 min后达到平衡状态，压强为
18、原来的。从开始到平衡，v(SO3)_，O2的平衡转化率为_。(3)在500 时，起始压强为100 kPa的恒温恒压条件下，平衡时SO3的体积分数随起始投料的变化如图所示，则a_，用平衡压强(该物质的体积分数总压强)代替平衡浓度，则500 时，该反应的Kp_ kPa1。(4)在V2O5作催化剂的条件下SO2(g)与O2(g)的反应过程如下：_；：O24VO2=2V2O5。写出第步反应的化学方程式： _。解析：(1)根据盖斯定律可知，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H(H1H2)2H3(130 kJ/mol44 kJ/mol)2545 kJ/mol197 kJ/mol。(2)一定温度下，在2
19、 L的恒容密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)发生反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，5 min后达到平衡状态，压强为原来的。在同温同体积时，压强之比等于物质的量之比，即物质的量为原来的，设反应达到平衡时消耗氧气x mol，由此列三段式：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应前/mol 2 1 0变化量/mol 2x x 2x平衡时/mol 22x 1x 2x根据题目可知，即x0.5，故从开始到平衡，v(SO3)0.1 molL1min1，O2的平衡转化率100%50%。(3)在500 时，起始压强为100 kPa的恒温恒压条件下，体积之比等于物质的量之比
20、，平衡时SO3的体积分数为40%为体积分数最大值，根据反应系数可知，起始投料a2，设起始氧气的物质的量为y mol，到达平衡氧气消耗了m mol，则列三段式，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应前/mol 2y y 0变化量/mol 2m m 2 m平衡时/mol 2y2 m ym 2 m即平衡时SO3的体积分数为100%40%，即y2m，则氧气最终占20%，二氧化硫最终占40%，用平衡压强(该物质的体积分数总压强)代替平衡浓度，则500 时，该反应的Kp0.05 kPa1。(4)已知总反应为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，故在V2O5作催化剂的条件下SO2(g)与O2(g)的两步分反应，反应历程如下：SO2V2O5=SO32VO2；：O24VO2=2V2O5。答案：(1)197(2)0.1 molL1min150%(3)20.05(4)SO2V2O5=SO32VO2