1、第三讲 化学平衡的移动 化学反应进行的方向一、选择题1(2019湖北八校联考)已知：X(g)Y(g)2Z(g)H0。反应发生后，t1时达到平衡，t2时改变条件，t3时达到新平衡，则t2时改变的条件可能是()A升高温度B减小Z的浓度C增大压强 D增大X或Y的浓度解析：由题图可知，t2时改变条件，X或Y的浓度逐渐增大，Z的浓度逐渐减小，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，X和Y的浓度增大，Z的浓度减小，A符合题意；减小Z的浓度，平衡正向移动，X、Y的浓度逐渐减小，B不符合题意；增大压强，平衡不移动，但容器的体积缩小，X、Y、Z的浓度均增大，C不符合题意；增大X或Y的浓度，平衡正向移动，则Z的
2、浓度增大，D不符合题意。答案：A2(2019衡阳八中月考)可逆反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0，在一定条件下达到平衡状态，时间为t1时改变条件。化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是()A维持温度、容积不变，t1时充入SO3(g)B维持压强不变，t1时升高反应体系温度C维持温度、容积不变，t1时充入一定量ArD维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)解析：维持温度、容积不变，t1时充入SO3(g)，此时正、逆反应速率均增大，A项错误；维持压强不变，t1时升高反应体系温度，正、逆反应速率都增大，平衡逆向移动，B项错误；维持温度、容积不变，t1时充入一定量Ar，正、
3、逆反应速率都不变，C项错误；维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)，该时刻反应物的浓度均减小，生成物的浓度增大，则逆反应速率增大，正反应速率减小，D项正确。答案：D3(2019北京市海淀区调考)已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0，向某体积恒定的密闭容器中按体积比21充入SO2和O2，在一定条件下发生反应。如图是某物理量(Y)随时间(t)变化的示意图(图中T表示温度)，Y可以是()AO2的体积分数 B混合气体的密度C密闭容器内的压强DSO2的转化率解析：由题图可知，温度T2达到平衡所用时间短，反应速率较大，所以温度T2T1，温度升高，Y表示的物理量降低，该反应正反应为放热反应，
4、升高温度平衡向逆反应方向移动，氧气的体积分数增大，A错误；升温平衡向逆反应方向移动，但混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度不变，B错误；升温平衡向逆反应方向移动，混合气体的总的物质的量增大，容器的体积不变，容器的压强增大，C错误；升温平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，D正确。答案：D4(2019佛山南海中学月考)在密闭容器中进行反应：A(g)3B(g)2C(g)，下列有关图象的说法不正确的是()A依据图a可判断正反应为放热反应B在图b中，虚线可表示使用了催化剂时的变化情况C若H0，图c可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动D由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情
5、况，可推知正反应吸热解析：根据图a曲线可知，温度越高，逆反应速率越大，故升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A项正确；催化剂能加快反应速率，缩短达到平衡所用的时间，但不能使平衡发生移动，B项正确；升高温度，平衡向吸热方向移动，C项正确；根据图象曲线可知，温度越高，混合气体的平均相对分子质量减小，故升高温度平衡逆向移动，因此可判断正反应为放热反应，D项错误。答案：D5已知某密闭容器中存在下列平衡：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，CO2的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度T的关系如图所示。下列说法错误的是()A平衡状态a点与c点相比，平衡状态a点的c(CO)较小B在T2时，d点的
6、反应速率：v逆v正C反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的H0D若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2解析：平衡状态a点与c点相比，c点温度高，升高温度，平衡向正反应方向移动，CO浓度减小，所以a点c(CO)较大，故A错误；T2时反应进行到d点，c(CO2)高于平衡浓度，故反应向逆反应方向进行，则一定有v逆v正，故B正确；由题图可知，温度越高平衡时c(CO2)越大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即H0，故C正确；该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，化学平衡常数增大，则K1v逆，若A的物质的量减少0.03 mol时，容器与外界的热交换总量为a k
7、J，写出反应的热化学方程式：_。(3)图乙中t3时改变的某一反应条件可能是_(填字母)。a使用催化剂b增大压强c增大反应物浓度(4)在恒温恒压下通入惰性气体，v正_v逆(填“”“”或“v逆，平衡正向移动，故此反应为吸热反应，其热化学方程式为3A(g)2C(g)B(g)H100a kJmol1。(3)图乙中t3时刻v正、v逆以同等倍数增大，故改变的条件应是增大压强或加入催化剂。(4)在恒温恒压下充入惰性气体，各组分浓度同倍数减小，相当于减压，因题给反应为等气体体积反应，平衡不移动，故v正v逆。答案：(1)0.02(2)3A(g)2C(g)B(g)H100a kJmol1(3)ab(4)10(20
8、19东莞松山湖学校等八校联考)工业合成氨反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)，对其研究如下：(1)已知HH键的键能为436 kJmol1，NH键的键能为391 kJmol1，NN键的键能是945.6 kJmol1，则上述反应的H_。(2)上述反应的平衡常数K的表达式为_。若反应方程式改写为N2(g)H2(g)NH3(g)，在该温度下的平衡常数K1_(用含K的代数式表示)。(3)在773 K时，分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表：t/min051015202530n(H2
9、)/mol6.004.503.603.303.033.003.00n(NH3)/mol01.001.601.801.982.002.00该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 molL1、3 molL1、3 molL1，则此时v正_v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。由上表中的实验数据计算得到“浓度时间”的关系可用下图中的曲线表示，表示c(N2)t的曲线是_(填“甲”“乙”或“丙”)。在此温度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)t的曲线上相应的点为_。解析：(1)根据HE(反应物的总键能)E(生成物的总键能)，
10、知H945.6 kJmol1436 kJmol13391 kJmol1692.4 kJmol1。(2)反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K，K1K。(3)该温度下，25 min时反应处于平衡状态，平衡时c(N2)1 molL1、c(H2)3 molL1、c(NH3)2 molL1，则K。在该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2和NH3的浓度均为3 molL1，则QK，反应向正反应方向进行，故v正大于v逆；起始充入4 mol N2和12 mol H2，相当于将充入2 mol N2和6 mol H2的两个容器“压缩”为一个容器，假设平衡不移动，则平衡时c(H2)6 mo
11、lL1，而“压缩”后压强增大，反应速率加快，平衡正向移动，故平衡时3 molL1c(H2)6 molL1，且达到平衡的时间缩短，故对应的点为B。答案：(1)92.4 kJmol1(2)KK(或)(3)大于乙B11(2019河南信阳一中检测)氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。(1)在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是_(填字母)。A3v正(H2)2v逆(NH3)B单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2C容器内的总压强不再随时间而变化D混合气体的密度不再随时间变化(2)工业上可用天然气
12、为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，体积为2 L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。请回答下列问题：时间/minCH4/molH2O/molCO/molH2/mol00.401.00005a0.80c0.6070.20b0.20d100.210.810.190.64分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态？_(填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)_。反应在710 min内，CO的物质的量减少的原因可能是_(填字母)。A减少CH4的物质的量B降低温度C升高温度 D充入H2(3)氨的催化氧化：4NH35O2
13、(g)4NO(g)6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他条件不变，测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的H_0(填“”“”或“”)；T0 下，NH3的转化率为_。解析：(1)3v逆(NH3)2v正(H2)时反应达到平衡，A项错误；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反应不一定达到平衡，B项错误；此反应为反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变可以说明反应达到平衡状态，C项正确；混合气体总质量不变，容器体积不变，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。(
14、2)根据反应CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)，结合表中数据5 min时H2为0.60 mol，可知CO为0.20 mol，即c0.20，则a0.20，7 min时，各物质的物质的量与5 min时相同，所以5 min时反应达到平衡；v(CH4)0.02 molL1min1。10 min时，只有CO的物质的量减少，其他物质的物质的量都增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，选D。(3)由图象可知，NO的浓度达到最大值后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的H0；T0 时，c(NO)3.0 molL1，则反应消耗的n(NH3)3.0 mol，NH3的转化率为100%75
15、%。答案：(1)C(2)是0.02 molL1min1D(3)75%12(2019湖北仙桃一中月考)肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。(1)800 时，某密闭容器中存在如下反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)H0，若开始向容器中加入1 molL1的NO2，反应过程中NO的产率随时间的变化如图中曲线所示。反应相对于反应而言，改变的条件可能是_。请在图中绘制出在其他条件与反应相同，反应在820 时进行，NO的产率随时间的变化曲线。(2)已知N2O4(g)2NO2(g)H57.20 kJmol1，开始时，将一定量的NO2、N2O4充入一个容器为2 L的恒容密闭容器中，浓
16、度随时间变化关系如下表所示：时间/min051015202530c(X)/(molL1)0.2c0.60.61.0c1c1c(Y)/(molL1)0.6c0.40.40.4c2c2c(X)代表_(填化学式)的浓度。前10 min内用NO2表示的反应速率为_；20 min时改变的条件是_；重新达到平衡时，NO2的百分含量_(填字母)。a增大b减小c不变d无法判断解析：(1)由于达到平衡时产率与相同但所用时间减少，故改变的条件是使用催化剂；温度升高，反应速率增大且有利于平衡正向移动，因此达到平衡所用时间比少但比多，NO的产率高于0.6。(2)由表中数据知，X代表的物质浓度增加值是Y代表的物质浓度减小值的二倍，故X代表NO2，Y代表N2O4；010 min内，NO2浓度增加了0.4 molL1，故v(NO2)0.04 molL1min1；20 min时，NO2浓度增大而N2O4浓度不变，故改变的条件是向容器中加入0.8 mol NO2；由于温度保持不变，故K是定值，将平衡常数表达式变换为，由于c(NO2)肯定增大，故减小，故减小，所以混合物中NO2百分含量减小。答案：(1)使用催化剂(2)NO20.04 molL1min1向容器中加入0.8 mol NO2(其他合理答案也可)b
