化學(xué)講義2023年化學(xué)講義6.2.2化學(xué)平衡狀態(tài)及限度（原卷版）

6.2.2化學(xué)平衡狀態(tài)及限度（精講）思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖常見考點(diǎn)常見考點(diǎn)考點(diǎn)一化學(xué)平衡狀態(tài)【例11】（2022陜西）在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1molX氣體和2molY氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+2Y(g)?2Z(g)此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B．容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1︰2︰2C．容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化D．單位時(shí)間消耗0.1molX同時(shí)生成0.2molZ【例12】（2022吉林）將一定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。能判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的有①

②密閉容器中總壓強(qiáng)不變③密閉容器中混合氣體的密度不變

④密閉容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變⑤密閉容器混合氣體的總物質(zhì)的量不變

⑥密閉容器中CO2的體積分?jǐn)?shù)不變⑦混合氣體總質(zhì)量不變A．3個(gè) B．4個(gè) C．5個(gè) D．6個(gè)【例13】（2022四川）在一密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反應(yīng)過(guò)程中的某一時(shí)刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是A．SO2為0.25mol/LB．SO2、SO3均為0.15mol/LC．SO2為0.4mol/LD．SO2為0.4mol/L、O2為0.2mol/L【一隅三反】1．（2022山西）下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)限度的說(shuō)法中正確的是A．當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等且等于零B．一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度C．平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的濃度保持相等D．化學(xué)反應(yīng)的限度不可以通過(guò)改變條件而改變2．（2022云南）在一密閉容器中，N2+3H22NH3反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列說(shuō)法中正確的是A．N2與H2不再化合，NH3不再分解B．單位時(shí)間內(nèi)，消耗1molN2的同時(shí)消耗3molH2C．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化D．N2、H2、NH3的物質(zhì)的量濃度相等3．（2022寧夏）在一定溫度下的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)，下列能判斷該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是A．和的物質(zhì)的量濃度之和不再變化 B．混合氣體的分子總數(shù)不再變化C．混合氣體的密度不再變化 D．的物質(zhì)的量不再變化4．（2022重慶）下列說(shuō)法中不正確的是A．當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，就是此反應(yīng)在該條件下能達(dá)到的限度B．當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，此反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等C．延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，不能使2molSO2與1molO2反應(yīng)生成2molSO3D．化學(xué)反應(yīng)達(dá)到其限度后，反應(yīng)就停止了5．（2022內(nèi)蒙古）以下情況中，可以證明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的有個(gè)Ⅰ.①

②1個(gè)鍵斷裂的同時(shí)，有6個(gè)鍵斷裂Ⅱ.③恒溫恒容時(shí)，氣體的壓強(qiáng)不再改變④恒溫恒壓時(shí)，氣體的密度不再改變Ⅲ.⑤恒溫恒容時(shí)，氣體的密度不再改變⑥恒溫恒容時(shí)，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變Ⅳ.⑦恒溫恒容時(shí)，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變⑧恒溫恒壓時(shí)，的體積分?jǐn)?shù)不再改變Ⅴ.⑨⑩恒容絕熱時(shí)，壓強(qiáng)不再改變?恒容絕熱時(shí)，平衡常數(shù)不再改變A．6 B．7 C．8 D．9考點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)條件的控制與優(yōu)化【例21】（2022·上海）合成氨工業(yè)中，原料氣(N2、H2及少量CO、NH3的混合氣)在進(jìn)入合成塔前常用醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來(lái)吸收原料氣中的CO，其反應(yīng)是[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)2]Ac·CO

ΔH<0。(1)必須除去原料氣中CO的原因?yàn)開______。(2)醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液吸收CO的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是_______。(3)吸收CO后的醋酸二氨合銅溶液經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理又可再生，恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用。醋酸二氨合銅溶液再生的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是_______?！纠?2】（2022·云南）通過(guò)控制其他實(shí)驗(yàn)條件不變，來(lái)研究原料粒度、提取時(shí)間和提取溫度對(duì)青蒿素提取率的影響，其結(jié)果如下圖所示，采用的最佳原料粒度、提取時(shí)間和提取溫度分別為___________?！疽挥缛础?．（2022浙江）圖為工業(yè)合成氨以及氨催化氧化制硝酸的流程示意圖。下列說(shuō)法不正確的是A．物質(zhì)B是未反應(yīng)完全的氮?dú)夂蜌錃?，通過(guò)循環(huán)投料，可以提高原料利用率B．物質(zhì)A是空氣，其中的O2在吸收塔中氧化NO，使之能被水充分吸收生成硝酸C．為提高原料價(jià)格更高的的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)向合成塔通入過(guò)量的空氣以提高N2濃度D．尾氣中的氮氧化物可使用堿性的Na2CO3溶液吸收，或使用NH3將氮氧化物還原為N22．（2022·北京）合成氨中的原料氣進(jìn)入合成塔前需經(jīng)過(guò)銅氨液處理，目的是除去其中的CO，發(fā)生的反應(yīng)為：，。銅氨液吸收CO適宜的生產(chǎn)條件是A．低溫和高壓 B．高溫和低壓C．加快原料氣的通入速率 D．吸收效果與銅氨溶液的濃度無(wú)關(guān)3．（2022江西）在合成氨工業(yè)中，原料氣(N2、H2及少量NH3、CO的混合氣)需經(jīng)過(guò)銅氨溶液除去其中的CO，其反應(yīng)為：[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+

△H＜0，則銅氨溶液吸收CO適宜的生產(chǎn)條件是A．低溫和高壓 B．低溫和低壓 C．高溫和高壓 D．高溫和低壓考點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)速率圖像問(wèn)題【例3】（2022遼寧）一定溫度下，在2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：，反應(yīng)過(guò)程中B、C的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖甲所示；反應(yīng)達(dá)到平衡后，在t1min、t2min、t3min、t4min分別只改變一種反應(yīng)條件，逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A．0～2min內(nèi)，v(B)=0.1mol/(L·min)B．t1min時(shí)，改變的條件可能是升高溫度C．t3min時(shí)，改變的條件可能是增大壓強(qiáng)，此時(shí)c(B)不變D．t4min時(shí)，可能是使用了催化劑，此時(shí)c(B)不變【一隅三反】1．（2022四川）某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B，一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：A(g)+xB(g)2C(g)，達(dá)到平衡后，只改變反應(yīng)的一個(gè)條件，測(cè)得容器中物質(zhì)的濃度、反應(yīng)速率隨時(shí)間變化如下圖所示。下列說(shuō)法中正確的是A．8min時(shí)表示正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率B．前20minA的反應(yīng)速率為1.00mol/(L·min)C．反應(yīng)方程式中的x=1，30min時(shí)表示增大壓強(qiáng)D．40min時(shí)改變的條件是升高溫度，且正反應(yīng)為放熱反應(yīng)2．（2022·重慶）向一容積不變的密閉容器中充入一定量A和B，發(fā)生如下反應(yīng)：，在一定條件下，容器中A、C的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是（

）A．0～10min內(nèi)v(A)=0.02mol/(L·min)B．x∶y=1∶2C．0～10min隨反應(yīng)進(jìn)行，容器內(nèi)壓強(qiáng)變小D．第10min和第16min改變的條件都可能是升溫3．（2022江蘇）已知反應(yīng)：A(s)＋3B(g)2C(g)

ΔH<0，在體積為10L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)的過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（

）A．X曲線表示B的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系B．第t1min時(shí)說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到了平衡C．前4min，用C表示反應(yīng)速率為v(C)=0.1mol·L1·min1D．第10min時(shí)，可能采取了降溫4．（2021春·云南玉溪·高二?？茧A段練習(xí)）用來(lái)表示可逆反應(yīng)2A(g)＋B(g)?2C(g)ΔH<0的正確圖象為A．B．C．D．考點(diǎn)四化學(xué)反應(yīng)速率綜合運(yùn)用【例41】（2022春·云南楚雄·高一?？茧A段練習(xí)）化學(xué)反應(yīng)原理是研究、解決化學(xué)問(wèn)題的重要方法。完成下列填空：(1)反應(yīng)2SO2+O22SO3的能量變化如圖所示，則生成2molSO3_______(填“放出”或“吸收”)的能量為_______(填標(biāo)號(hào))A．B．C．D．(2)斷開氣態(tài)物質(zhì)中1mol某種共價(jià)鍵生成氣態(tài)原子需要吸收的能量稱為鍵能。如表所示是一些共價(jià)鍵的鍵能。共價(jià)鍵HHN≡NNH鍵能()436M391已知反應(yīng)得到1mol氣態(tài)放出的熱量為46kJ，則上表中M的值為_______。(3)在2L容器中投入2mol和bmol，發(fā)生反應(yīng)2SO2+O2=2SO3，下圖是部分反應(yīng)物與生成物隨時(shí)間的變化曲線。①0～10min內(nèi)，v(O2)=_______。②反應(yīng)達(dá)到最大限度的時(shí)間是_______min，在該條件下，的最大轉(zhuǎn)化率為_______。③下列條件能夠加快反應(yīng)速率的是_______(填標(biāo)號(hào))。A．升高溫度B．保持體積不變，再充入一定量的氧氣C．保持壓強(qiáng)不變，充入He使容積增大D．保持體積不變，充入He使壓強(qiáng)增大④下列情況能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是_______。A．v(SO3)=v(SO2)B．混合氣體的密度保持不變C．體系內(nèi)氣體的顏色不再發(fā)生改變D．混合氣體的總物質(zhì)的量不再改變E.、、的物質(zhì)的量之比等于2：1：2(4)一種室溫下“可呼吸”的NaCO2電池裝置如圖所示，電池的總反應(yīng)為3CO2+4Na=2Na2CO3+C。①電極a為_______極(填“正”或“負(fù)")。②電極b發(fā)生的電極反應(yīng)為_______?！疽挥缛础?．（2022四川）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度的知識(shí)回答下列問(wèn)題：Ⅰ．某溫度時(shí)，在2L容器中發(fā)生A、B兩種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，A、B物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示：(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(2)反應(yīng)開始至4min時(shí)，A的平均反應(yīng)速率為_______。(3)4min時(shí)，反應(yīng)是否達(dá)平衡狀態(tài)？_______(填“是”或“否”)，8min時(shí)，v正_______(填“>”“<”或“=”)v逆。Ⅱ．氫氣是合成氨的重要原料，合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且每生成2molNH3，放出92.4kJ的熱量。當(dāng)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量)，反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。圖中表示反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)的時(shí)間段(t1時(shí)刻后)為（4）_______。(5)在一定溫度下，向一個(gè)容積為1L的容器中通入2mol氮?dú)夂?mol氫氣及固體催化劑，使之反應(yīng)。已知平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為起始時(shí)的80%。①N2的轉(zhuǎn)化率為_______。②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，放出的熱量_______(填字母，下同)。A．小于92.4kJB．等于92.4kJC．大于92.4kJD．可能大于、小于或等于92.4kJ(6)若該反應(yīng)在絕熱條件下進(jìn)行，下列能證明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡的為_______。A．壓強(qiáng)不變B．體系的溫度不變C．N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1:3:2D．混合氣體的質(zhì)量不變2．（2022春·遼寧朝陽(yáng)·高一校聯(lián)考階段練習(xí)）以生產(chǎn)甲醇()是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。其原理是。(1)該反應(yīng)的能量變化如圖1所示，該反應(yīng)為___________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。(2)恒容容器中，對(duì)于上述反應(yīng)，下列措施能加快反應(yīng)速率的是___________(填字母)。A．升高溫度 B．充入HeC．加入合適的催化劑 D．降低壓強(qiáng)(3)在體積為2L的密閉容器中，充入1mol和3mol，測(cè)得，的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖2。從反應(yīng)開始到3min末，用濃度變化表示的平均反應(yīng)速率___________；反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)的轉(zhuǎn)化率為___________。(4)用和組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖3。①則電極c是___________(填“正極”或“負(fù)極”)，電極d的電極反應(yīng)式為___________。②若線路中轉(zhuǎn)移1mol電子，則該燃料電池理論上消耗的在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為___________L。3．（2022春·廣西玉林·高一校聯(lián)考期中）如圖所示的過(guò)程是目前直接利用太陽(yáng)能的研究熱點(diǎn)。人們把通過(guò)人工光化學(xué)手段合成燃料的過(guò)程叫做人工光合作用。(1)在上圖1構(gòu)想的物質(zhì)和能量循環(huán)中太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)化為_______能。

圖1(2)人工光合作用得到的乙醇可添加到汽油中，已知汽車尾氣中NO生成過(guò)程的鍵能變化如圖2所示，則圖3中能正確表示該反應(yīng)能量變化的是_______(填“a”或“b”)。(3)人工光合作用的途徑之一就是在催化劑光照條件下，將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為CH3OH，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g)。一定條件下，在2L恒容密閉容器中充入0.50molCO2和1.00mol水蒸氣進(jìn)行上述反應(yīng)，測(cè)得n(CH3OH)隨時(shí)間的變化如下表所示：時(shí)間/min0123456n(CH3OH)/mol0.000.0400.0700.0900.1000.1000.100①用CH3OH表示0～3min內(nèi)