1、第三单元化学平衡的移动一、选择题1对于达到平衡的可逆反应：XYWZ，增大压强则正、逆反应速率(v)的变化如图所示，分析可知X、Y、Z、W的聚集状态可能是 ()。AZ、W为气体，X、Y中之一为气体BZ、W中之一为气体，X、Y为非气体CX、Y、Z皆为气体，W为非气体DX、Y为气体，Z、W中至少有一种为气体解析由题意和图像可知，压强增大，正逆反应速率都增大，且平衡向正反应方向移动，这说明反应物和生成物中都有气体，且正反应是气体体积减小的反应。因此可以得出：X、Y都是气体，W、Z中只有一种为气体，符合这一条件的只有C选项。答案C2在10 L密闭容器中，A、B、C三种气态物质构成了可逆反应体系；某温度时
2、，A、B、C物质的量与时间的关系如图一，C的百分含量与温度的关系如图二。下列分析不正确的是()A04 min时，A的平均反应速率为0.1 mol/(Lmin) B该反应的平衡常数表达式为：KC由T1向T2变化时，v正v逆D此反应的正反应为放热反应解析 由图一知在4 min时A消耗0.4 mol，故04 min时，A的平均反应速率为：0.4 mol/(10 L4 min)0.01 mol/(Lmin)；根据图一所示A、B、C物质的量的变化，可知该可逆反应为：2A(g)B(g)C(g)，由此可知B正确；由图二知在T3时反应达到平衡，故在T3前，反应一直正向进行，v正v逆；由T3升温到T4时，C%减
3、小，说明平衡逆向进行，故可判知正反应为放热反应。答案 A3某温度下的2 L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如下表所示。下列说法正确的是()。XYWn(起始状态)/mol210n(平衡状态)/mol10.51.5A.该温度下，此反应的平衡常数表达式是KB升高温度，若W的体积分数减小，则此反应H0C增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动D该温度下，再向容器中通入3 mol W，达到平衡时，n(X)2 mol解析根据提供数据，平衡建立过程中X、Y减少的物质的量分别为1 mol、0.5 mol，W增加的物质的量为1.5 mol，故该反应的化学方程式为2X(g)Y(
4、g)3W(g)，化学平衡常数表达式为K，A错误；升高温度，若W的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，H0，B错误；增大压强，正、逆反应速率均增大，但反应前后气体分子数不变，平衡不移动，C错误；该温度下，再向容器中通入3 mol W，等效于起始时充入4 mol X、2 mol Y，所达平衡与原平衡等效，X的百分含量不变，因此，达平衡时n(X)2 mol，D正确。答案D4H2和CO2在高温下发生反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)。下表是986 时，在容积不变的密闭容器中进行反应的四组数据：编号起始浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)
5、c0(H2)c0(CO2)c0(H2O)c0(CO)c(H2)c(CO2)c(H2O)c(CO)11.01.0000.440.440.560.5621.02.0000.271.270.730.733002.02.00.880.881.121.1240.20.40.60.80.3440.5440.4560.656下列叙述中正确的是()。该温度下反应的平衡常数约为1.62该反应的平衡常数与反应的起始浓度无关增大CO2的起始浓度，可使CO2的转化率增大从反应开始至达到平衡状态，混合气体的密度没有发生改变A B C D解析此温度下K1.62，平衡常数K只是温度的函数，与起始浓度无关，故正确；增大CO2
6、起始浓度，CO2转化率降低，错误；反应体系中各物质均为气体，且容积不变，故从始至终密度不变，正确。答案C5某恒温密闭容器发生可逆反应：Z(？)W(？)=X(g)Y(？)H，在t1时刻反应达到平衡，在t2时刻缩小容器体积，t3时刻再次达到平衡状态后未再改变条件。下列有关说法中正确的是 ()。AZ和W在该条件下至少有一个是为气态Bt1t2时间段与t3时刻后，两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不可能相等C若在该温度下此反应平衡常数表达式为Kc(X)，则t1t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等D若该反应只在某温度T0以上自发进行，则该反应的平衡常数K随温度升高而增大解析从图中看出v(正)不随反应时间
7、和压强改变而改变，说明反应物为固态或液体，则反应过程中生成物的平均摩尔质量也是一定值。所以A、B均不正确；平衡常数只与温度有关，该温度下平衡常数表达式为Kc(X)，是一定值；C不正确；该反应只能在温度为T0以上才能自发进行，说明该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，D正确。答案D6一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)2CO(g)2CO2(g)S(l)H0若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是()A平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变B平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快C平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率D其
8、他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变解析 反应中S为液体(l)两侧气体反应前后不一致，故随着反应的进行压强变化，A项错；平衡时，分离出硫，其他条件不变，正反应速率不变，B项错；平衡时，其他条件不变，升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率减小，C项错；平衡常数仅与温度有关，故其他条件不变时，使用不同的催化剂，该反应的平衡常数不变，D项对。答案 D7在容积为2 L的3个密闭容器中发生反应3A(g)B(g)xC(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下：容器甲乙丙反应物投入量3 mol A、2 mol B6 mol A、4 mol B2 mol
9、C到达平衡的时间/min58A的浓度/(molL1)c1c2C的体积分数w1w3混合气体密度/(gL1)12下列说法正确的是()。A若x4，则2c1c2B若w3w1，可断定x4C无论x的值是多少，均有212D容器甲中反应从开始到达平衡平均速率为v(A)0.3 molL1min1解析A项，若甲、乙建立等效平衡，则2c1c2，但乙对于甲而言，相当于体积减小压强增大，由于x4，则平衡正向移动，所以2c1c2，错误；B项，起始甲中投入量与化学方程式化学计量数比不等，故w3不可能等于w1，x的值也不能确定，错；C项，起始乙投入的量是甲的2倍，根据质量守恒定律知，反应前后总质量不变，而容积体积又相等，故有
10、212，正确；D项，v(A)，错误。答案C二、非选择题 8在T 条件下，向1 L固定体积的密闭容器M中加入2 mol X和1 mol Y，发生如下反应：2X(g)Y(g)a Z(g)W(g)HQ kJmol1(Q0，a为正整数)。当反应达到平衡后，反应放出的热量为Q1 kJ，物质X的转化率为；若平衡后再升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小，则(1)化学计量数a的值为_。(2)下列说法中能说明该反应达到了化学平衡状态的是_。A容器内压强一定B容器内气体的密度一定C容器内Z分子数一定 D容器内气体的质量一定(3)温度维持T 不变，若起始时向容器M中加入的物质的量如下列各项，则反应达到平衡后放出
11、的热量仍为Q1 kJ的是_(稀有气体不参与反应)。A2 mol X、1 mol Y、1 mol ArBa mol Z、1 mol WC1 mol X、0.5 mol Y、0.5a mol Z、0.5 mol WD2 mol X、1 mol Y、1 mol Z(4)温度维持T 不变，若起始时向容器M中加入4 mol X和6 mol Y，若达到平衡时容器内的压强减小了10%，则反应中放出的热量为_kJ。(5)温度维持T 不变，若在一个和原容器体积相等的恒压容器N 中，加入2 mol X和1 mol Y发生如上反应并达平衡，则_(选填M或N)容器中的反应先达到平衡状态，容器中X的质量分数M_N(选填
12、、符号)。(6)已知：该反应的平衡常数随温度的变化如下表：温度/200250300350平衡常数K9.945.210.5若在某温度下，2 mol X和1 mol Y在容器M中反应达平衡， X的平衡转化率为50%，则该温度为_。解析(1)由于反应物和生成物均为气体，气体的总质量不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动，混合气体的平均相对分子质量减小，说明平衡向气体体积增大的方向移动，因此a等于1。(2)恒容，且是反应前后气体体积不等的反应，故压强不变，可以作为平衡的标志，A正确；由于反应物和生成物均为气体，气体的总质量固定，容器体积固定，所以密度一定，B、D错误；C项中Z分子数一定，说明平衡不移动，
13、正确。(3)A项，充入“惰性气体”，不影响平衡的移动，符合，正确；B项，从逆反应方向建立平衡，需要吸收能量，错误；C项，不能确定平衡建立的方向，若逆向建立平衡，则吸热，若正向建立平衡，则Q2Q1，错误；D项，增加Z的量，相当于平衡逆向移动，放出热量少，错误。(4)压强减少10%，说明气体的总物质的量减少10%，即1 mol，由2X(g)Y(g)Z(g)W(g)，可知当有2 mol X反应时，气体的总物质的量减少1 mol，说明有2 mol X参加反应，则放出热量为Q kJ。(5)由于这是气体体积减小的反应，所以恒压条件下，气体的体积减小，相对于原平衡，相当于加压，平衡正向移动，X的体积分数减小
14、。化学反应速率加快，先达到平衡。(6)由题X的平衡转化率为50%，则平衡时c(X)1 mol L1，c(Y)0.5 molL1，c(Z)c(W)0.5 molL1，K0.5，则温度为350 。答案(1)1(2)AC(3)A(4)Q(5)N(6)3509将1 mol I2(g)和2 mol H2(g)置于某2 L的密闭容器中，在一定温度下发生反应：I2(g)H2(g)2HI(g)H0，并达到平衡，HI的体积分数(HI)随时间变化如曲线()所示，试回答问题：(1)达平衡时，I2(g)的物质的量浓度为_。(2)若改变反应条件，在甲条件下(HI)的变化如曲线()所示，在乙条件下(HI)的变化如曲线()
15、所示，则甲条件可能是_，乙条件可能是_(填入下列条件的序号)。恒容条件下，升高温度恒容条件下，降低温度恒温条件下，缩小反应容器体积恒温条件下，扩大反应容器体积恒温、恒容条件下，加入适当催化剂解析：(1)设达平衡时，I2(g)的物质的量浓度为x，依题意，有 I2(g)H2(g)2HI(g)起始物质的量(mol)12转化物质的量(mol)12x12x2(12x)平衡物质的量(mol)2x 2(12x)24x所以0.60，x0.05 mol/L。(2)由曲线到曲线，缩短了化学平衡到达的时间，但由于HI的体积分数未变，故化学平衡并未发生移动。根据影响化学平衡移动的因素和规律，应选择。化学平衡都要移动，
16、会减慢反应速率。答案：(1)0.05 mol/L(2)、10为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4，以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催化剂作用下，通过下列反应：CCl4H2CHCl3HCl使CCl4转化为重要的化工原料氯仿(CHCl3)。此反应伴随有副反应，会生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等。已知CCl4的沸点为77 ，CHCl3的沸点为61.2 。(1)在密闭容器中，该反应达到平衡状态后，测得如下数据(假设不考虑副反应)。实验序号温度初始CCl4浓度/(molL1)CCl4的平衡转化率11100.81.2A21101150%310011B此反应的化学平衡常数表达式为_，在110
17、时平衡常数为_。实验1中，CCl4的转化率A_50%(填“大于”、“小于”或“等于”)。实验2中，10 h后达到平衡，H2的平均反应速率为_。实验3中，B的值_(选填序号)。A等于50% B大于50%C小于50% D从本题资料无法判断(2)120 时，在相同条件的密闭容器中，分别进行H2的初始浓度为2 molL1和4 molL1的实验，测得反应消耗CCl4的百分率(x%)和生成物中CHCl3的百分含量(y%)随时间(t)的变化关系如图(图中实线是消耗CCl4的百分率变化曲线，虚线是产物中CHCl3的百分含量变化曲线)。在图中的四条线中，表示H2起始浓度为2 molL1的实验消耗CCl4的百分率
18、变化曲线是_(选填序号)。根据上图曲线，氢气的起始浓度为_molL1时，有利于提高CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量。你判断的依据是_。解析(1)因CCl4的沸点为77 ，CHCl3的沸点为61.2 ，所以在110 或100 反应时各物质均为气态，其平衡常数K。110 时，由实验2可知反应中各物质的平衡浓度均为0.5 molL1，代入表达式计算得平衡常数为1。实验1和实验2的反应温度相同，所以其平衡常数相同，利用平衡常数相等，可以求出实验1中CCl4的平衡转化率，然后与50%比较，对于实验3，因温度不同，又不知该反应的热效应，所以无法判断转化率的大小。(2)氢气浓度越大反应越快，
19、消耗CCl4的百分率变化就越快，相反就比较慢，所以H2起始浓度为2 molL1时，消耗CCl4的百分率变化曲线是c，H2的浓度越大，平衡正向移动的趋势越大，CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量也越大。答案(1)K1大于0.05 molL1h1D(2)c4H2的浓度越大，平衡正向移动的趋势越大，CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量也越大11SiCl4在室温下为无色液体，易挥发，有强烈的刺激性。如SiCl4先转化为SiHCl3，再经氢气还原生成高纯硅。一定条件下，在20 L恒容密闭容器中发生SiCl4转化为SiHCl3的反应：3SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4SiH
20、Cl3(g)HQ kJmol1。2 min后达到平衡，H2与SiHCl3的物质的量浓度分别为0.1 molL1和0.2 molL1。(1)从反应开始到平衡，v(SiCl4)_。(2)该反应的平衡常数表达式为K_，温度升高，K值增大，则Q_0(填“”、“”或“”)。(3)若平衡后再向容器中充入与起始时等量的SiCl4和H2(假设Si足量)，当反应再次达到平衡时，与原平衡相比较，H2的体积分数将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)原容器中，通入H2的体积(标准状况下)为_。(5)平衡后，将容器的体积缩为10 L，再次达到平衡时，H2的物质的量浓度范围为_。(6)图中x轴表示温度，y轴表示平
21、衡混合气中H2的体积分数，a、b表示不同的压强，则压强a_b(填“”、“”或“”)。解析(1)v(SiHCl3)0.1 molL1min1，v(SiCl4)v(SiHCl3)34，v(SiCl4)0.075 molL1min1。(2)温度升高，K值增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应。(3)平衡后再充入与起始时等量的SiCl4和H2，相当于增大压强，平衡正向移动，H2的体积分数减小。(4)c(SiHCl3)0.2 molL1，则c(H2)0.1 molL1，则起始时c(H2)0.2 molL1，物质的量为4 mol。标准状况下体积为V(H2)4 mol22.4 Lmol189.6 L。(5)体积变为原来的一半，若平衡不移动，则浓度变为原来的2倍，压强增大，平衡正向移动，H2浓度减小，所以0.1 molL1c(H2)0.2 molL1。(6)压强增大，H2的体积分数减小，则A点压强大于B点。答案(1)0.075 molL1min1(2)(3)减小(4)89.6 L(5)0.1 molL1c(H2)0.2 molL1(6)
