1、考点23化学平衡及其影响因素题组一基础小题1下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()A实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气B配制FeCl3溶液时加入少量的盐酸C实验室利用双氧水制备氧气时使用催化剂D工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率答案C解析A项中，存在Cl2H2OHClHClO，饱和食盐水中Cl浓度较高使平衡逆向移动；B项中，加酸后H浓度变大，使铁离子水解平衡逆向移动；C项中，催化剂不能使平衡发生移动；D项中，2SO2O22SO3，加入过量空气有利于反应向正方向移动，提高SO2的转化率。2在某定容密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0，在一
2、定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是()A增大容器容积B升高反应温度C分离出部分氢气D等容下通入惰性气体答案D解析该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应，增大反应容器的容积，升高反应温度，均能使化学平衡正向移动，A、B能提高乙烷平衡转化率；分离出部分氢气，减少了生成物浓度，平衡正向移动，C可提高乙烷的平衡转化率；等容下通入惰性气体，体系的总压强增大，物质的浓度不变，因此化学平衡不移动，D不能提高乙烷的平衡转化率。9(2019江苏高考)(双选)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中
3、虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是()A反应2NO(g)O2(g)=2NO2(g)的H0B图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D380 下，c起始(O2)5.0104molL1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K2000答案BD解析实线表示不同温度下相同时间内NO的转化率，虚线表示相同条件下NO的平衡转化率，随着温度升高，由虚线知，NO的平衡转化率减小，即温度升高，2NOO22NO2的平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，H0，所以K2000，D正确。题组三模拟小题10(2019北京东城高三期末)
4、下列事实不能用平衡移动原理解释的是()答案B解析啤酒中存在平衡：H2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)，开启啤酒瓶，瓶中压强降低，平衡向气体体积增大的方向移动，即向生成CO2气体的方向移动，A项排除；反应H2(g)I2(g)2HI(g)是一个反应前后气体分子数不变的反应，压强的改变并不能使平衡发生移动，此混合气体加压后颜色变深，是因为I2(g)的浓度的增大，B项可选；实验室制取乙酸乙酯时，采用加热的方式将生成的乙酸乙酯不断蒸出，从而使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动，C项排除；石灰岩地貌的形成与以下反应有关：CaCO3CO2H2OCa(HCO3)2，固体的溶解和凝结的反反复复，涉及了平衡的移动
5、，D项排除。11(2019北京海淀高三期中)生产硫酸的主要反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。图中L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是()AX代表压强B推断L1L2CA、B两点对应的平衡常数相同D一定温度下，当混合气中n(SO2)n(O2)n(SO3)212，则反应一定达到平衡答案B解析因该反应正反应是一个气体分子数目减少的反应，X若代表压强，其他条件相同时，增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的平衡转化率应增大，与图示变化不符，故A错误；由上述分析可知，图中L代表压强且压强越大，二氧化硫的转化率越大，则L1L2，故B正确；由上述分析可知，X代表温度，则A、B两
6、点的温度不同，化学平衡常数不同，故C错误；一定温度下，当混合气中n(SO2)n(O2)n(SO3)212时，反应混合物中各组分的浓度不一定保持不变，不一定是平衡状态，故D错误。12(2019湖南邵东创新实验学校高三月考)向甲、乙、丙三个容器中充入一定量的A和B，发生反应：A(g)xB(g)2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始量、反应过程中C的浓度随时间变化关系分别以下表和下图表示：下列说法正确的是()A10 min内甲容器中反应的平均速率v(A)0.025 mol/(Lmin)B由图可知：T1T2，且该反应为吸热反应C若平衡时保持温度不变，改变容器体积平衡不移动DT1 ，起始时甲容器中充入
7、0.5 mol A、1.5 mol B，平衡时A的转化率为25%答案C解析由图可知，10 min内甲容器中C的浓度变化量为1 mol/L，v(C)1 mol/L10 min0.1 mol/(Lmin)。由于速率之比等于化学计量数之比，所以v(A)0.1 mol/(Lmin)20.05 mol/(Lmin)，A错误；比较甲与乙可知，乙先到达平衡，故温度T1T2，温度越高，C的浓度越低，升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，B错误；乙中平衡时C的浓度是1.0 mol/L，则根据方程式可知，消耗A的浓度是0.5 mol/L，物质的量是0.5 mol/L0.5 L0.25 mol，所以A的转化
8、率为；丙中平衡时C的浓度是2.0 mol/L，则根据方程式可知，消耗A的浓度是1.0 mol/L，物质的量是1.0 mol/L1 L1.0 mol，所以A的转化率为。丙中压强为乙中2倍，压强增大平衡不移动，故x1，C正确； A(g)B(g)2C(g)起始浓度(mol/L) 3 1 0转化浓度(mol/L) 0.75 0.75 1.5平衡浓度(mol/L) 2.25 0.25 1.5故T1 ，该反应的平衡常数为K4，令T1 ，起始时甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mol B，反应到达平衡时A的浓度变化量为x，则A(g)B(g)2C(g)起始浓度(mol/L) 1 3 0转化浓度(mol/
9、L) x x 2x平衡浓度(mol/L) 1x 3x 2x由于温度不变，平衡常数不变，所以4，解得x0.75所以A的转化率100%75%，D错误。题组一基础大题13二甲醚又称甲醚，简称DME，熔点141.5 ，沸点24.9 ，与液化石油气(LPG)相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下：.由天然气催化制备二甲醚：2CH4(g)O2(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H1.由合成气制备二甲醚：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H290.7 kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H3回答下列问题：(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJmol1、1
10、453.0 kJmol1；1 mol液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量。反应中的相关的化学键键能数据如表：化学键HHCOHO(水)HO(醇)CHE/(kJmol1)436343465453413则H1_kJmol1；H3_kJmol1(2)反应的化学平衡常数表达式为_。制备原理中，在恒温、恒容的密闭容器中合成，将气体按n(CH4)n(O2)21混合，能正确反映反应达平衡时CH4的体积分数(CH4)随温度变化的曲线是_。下列能表明反应达到化学平衡状态的是_。a混合气体的密度不变b反应容器中二甲醚的百分含量不变c反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比d混合气体的压强不变(
11、3)有人模拟制备原理，在500 K时的2 L的密闭容器中充入2 mol CO和6 mol H2,8 min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，c(CH3OCH3)0.3 molL1，用H2表示反应的速率是_；可逆反应的平衡常数K3_。若在500 K时，测得容器中n(CH3OH)n(CH3OCH3)，此时反应v(正)_v(逆)，说明原因_。答案(1)283.624(2)bbd(3)0.2 molL1min12.25n(CH3OH)n(CH3OCH3)时浓度商12.25，反应正向进行，v(正)v(逆)解析(1)表示甲烷燃烧热的热化学方程式为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H
12、890.3 kJmol1；表示二甲醚燃烧热的热化学方程式为：CH3OCH3(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1453.0 kJmol1；H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1；根据盖斯定律，2得2CH4(g)O2(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H1(890.3 kJmol1)21453.0 kJmol144.0 kJmol1283.6 kJmol1；反应的焓变反应物总键能生成物总键能，反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H32(3413 kJmol1343 kJmol1453 kJmol1)6413 kJmol12343 kJmol12465
13、 kJmol124 kJmol1。(2)反应为放热反应，升温平衡向逆反应方向移动，能正确反映反应达平衡时CH4的体积分数随温度变化的曲线是b；混合气体的密度始终不变，故a错误；反应容器中二甲醚的百分含量不变，表明达到平衡，故b正确；反应物的反应速率与生成物的反应速率之比始终等于化学计量数之比，故c错误；混合气体的压强不变，表明达到平衡，故d正确。(3)CO(g)2H2(g)CH3OH(g) 1 3 0 0.8 1.6 0.8v(H2)0.2 molL1min1；2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g) 0.8 0 0 0.6 0.3 0.3 0.2 0.3 0.3K32.25。题组二
14、高考大题14(2019全国卷节选)水煤气变换CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：(1)Shibata曾做过下列实验：使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_H2(填“大于”或“小于”)。(2)721 时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用
15、适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为_(填标号)。A0.25B0.25C0.250.50D0.50E0.50答案(1)大于(2)C解析(1)H2还原CoO制取金属Co，反应的化学方程式为H2(g)CoO(s)Co(s)H2O(g)，平衡混合气体中H2的物质的量分数为0.0250，设721 时此反应的化学平衡常数为K1，则K139；CO还原CoO制取金属Co的化学方程式为CO(g)CoO(s)Co(s)CO2(g)，平衡混合气体中CO的物质的量分数为0.0192，设721 时，此反应的化学平衡常数为K2，则K251.08。K1K2，说明还原CoO制取金属Co的倾向是CO大于H
16、2。(2)H2(g)CoO(s)Co(s)H2O(g)CO(g)CoO(s)Co(s)CO2(g)可得CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)设起始CO、H2O的物质的量为a mol，转化的物质的量为x mol，容器容积为1 L，则：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始/molL1 a a 0 0转化/molL1 x x x x平衡/molL1 ax ax x x则该反应的K1.311，则1即x，故平衡时H2的物质的量分数为0.25；等物质的量的一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，反应前后气体的物质的量不变。假设反应物全部反应，则氢气所占物质的量分数为0.5，但反应为可逆反
17、应不可能进行彻底，氢气的物质的量分数一定小于0.5，故选C。15(2019全国卷节选)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：(1)已知：H1100.3 kJmol1H2(g)I2(g)=2HI(g)H211.0 kJmol1对于反应：H3_kJmol1。(2)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应，起始总压为105 Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为_，该反应的平衡常数Kp_Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有_(填标号)。A通入惰性气体B提高温度C增加环戊烯浓度D增加碘浓度(3)环戊二烯容易发生聚合
18、生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是_(填标号)。AT1T2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 molL1答案(1)89.3(2)40%3.56104BD(3)CD解析(1)根据盖斯定律，反应可得反应，则H3H1H2100.3 kJmol1(11.0 kJmol1)89.3 kJmol1。(2)设碘和环戊烯的物质的量均为1 mol，达平衡时转化的物质的量为x mol，由题意得：平衡时，容器内气体总物质的量为(2x) mol，则有100%20%，解得x0.4则环戊
19、烯的转化率为100%40%总压强为105 Pa(120%)1.2105 Pa因此各种气体的分压为p()1.2105 Pa0.3105 Pap(I2)1.2105 Pa0.3105 Pap()1.2105 Pa0.2105 Pap(HI)1.2105 Pa0.4105 Pa欲增加环戊烯的平衡转化率，则平衡正向移动，由于该反应是吸热反应，因此升温可使平衡正向移动；增加碘的浓度，平衡正向移动，环戊烯的转化率提高。(3)由图像的变化趋势可看出T2时，环戊二烯浓度的变化趋势大，反应速率快，因此T2大于T1，选项A错误；因为a、c点环戊二烯的浓度和温度都不相同，故不可判断a、c点的反应速率大小，选项B错误
20、；相同温度下，随着时间的延长，反应物的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，因此a点的正反应速率大于b点的正反应速率，而b点反应还在正向进行，故b点正反应速率大于逆反应速率，选项C正确；由图像知，开始时环戊二烯的浓度为1.5 molL1，b点时的浓度为0.6 molL1，则环戊二烯转化的物质的量浓度为0.9 molL1，则二聚体的浓度为0.45 molL1。题组三模拟大题16(2020天府名校高三教学第一轮联合质量测评)工业上可用一氧化碳合成可再生能源甲醇。(1)已知：.3CO(g)6H2(g)CH3CH=CH2(g)3H2O(g)H1301.3 kJmol1；.3CH3OH(g)CH3CH=CH2
21、(g)3H2O(g)H231.0 kJmol1。则CO与H2合成气态甲醇的热化学方程式为_。(2)某科研小组在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下，在500 时，研究了n(H2)n(CO)分别为21、52时CO的转化率变化情况(如图1所示)，则图中表示n(H2)n(CO)21的变化曲线为_(填“曲线a”或“曲线b”)，原因是_。(3)某科研小组向密闭容器中充入一定量的CO和H2合成气态甲醇，分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应，一段时间后测得CH3OH的产率与温度的关系如图2所示。下列说法正确的是_(填选项字母)。a使用催化剂A能加快相关化学反应速率，但催化剂A并未参与反应b在恒温恒压的平衡体
22、系中充入氩气，CH3OH的产率降低c当2v正(CO)v逆(H2)时，反应达到平衡状态(4)一定温度下，在容积均为2 L的两个恒容密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。若甲容器平衡后气体的压强为开始时的，则该温度下，该反应的平衡常数K_，要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则乙容器中c的取值范围为_。答案(1)CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H90.1 kJmol1(2)曲线bH2的含量越低，CO的转化率越低(3)bc(4)0.251c2解析(1)根据盖斯定律，可得CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H90.1 kJmo
23、l1。(3)催化剂参与相关化学反应，但化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，故a不正确；在恒温恒压的平衡体系中充入氩气，体系体积增大，体系中各物质浓度降低，分压减小，平衡逆向移动，CH3OH的产率降低，故b正确；当2v正(CO)v逆(H2)时，反应达到平衡状态，故c正确。(4)设一氧化碳的反应量为x mol， CO(g)2H2(g)CH3OH(g)n(初) 2 mol 6 mol 0 moln x mol 2x mol x moln(平) (2x) mol (62x) mol x mol根据，得x1，容器的容积为2 L，平衡后c(CO)0.5 molL1，c(H2)2 molL1，c(CH3OH)0.5 molL1，则K0.25；要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，甲、乙必为等效平衡，因为起始时要维持化学反应向逆反应方向进行，可以根据平衡时甲醇的物质的量为1 mol，确定c大于1；根据假设甲容器反应进行到底生成甲醇2 mol，确定c小于2，得出乙容器中c的取值范围为1c2。
