高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第8章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第39講化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動(dòng)學(xué)案

第39講化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動(dòng)1．掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及判定方法。2．理解外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律，能動(dòng)態(tài)分析平衡的移動(dòng)方向及相關(guān)物理量的變化。考點(diǎn)一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)1．化學(xué)平衡研究的對(duì)象——可逆反應(yīng)2．化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念：一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率eq\o(□,\s\up1(6))________時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變的狀態(tài)。(2)建立過(guò)程。(3)特征。3．判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種標(biāo)志(1)動(dòng)態(tài)標(biāo)志：v正＝v逆≠0。①同種物質(zhì)：同種物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。②不同物質(zhì)：必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA＋bB?cC＋dD，eq\f(v正(A),v逆(B))＝eq\f(a,b)時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(2)靜態(tài)標(biāo)志：“變量”不變。在未達(dá)到平衡時(shí)不斷變化、在達(dá)到平衡時(shí)不再發(fā)生變化的各種物理量(如各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度、百分含量、壓強(qiáng)、密度或顏色等)，如果不再發(fā)生變化，即達(dá)到平衡狀態(tài)?？珊?jiǎn)單總結(jié)為“正、逆相等，變量不變”。[答案自填]eq\o(□,\s\up1(1))正反應(yīng)eq\o(□,\s\up1(2))逆反應(yīng)eq\o(□,\s\up1(3))同時(shí)eq\o(□,\s\up1(4))小于eq\o(□,\s\up1(5))?eq\o(□,\s\up1(6))相等eq\o(□,\s\up1(7))最大eq\o(□,\s\up1(8))逐漸減小eq\o(□,\s\up1(9))逐漸增大eq\o(□,\s\up1(10))＝eq\o(□,\s\up1(11))保持不變eq\o(□,\s\up1(12))可逆eq\o(□,\s\up1(13))＝eq\o(□,\s\up1(14))濃度或百分含量1．在兩個(gè)恒容密閉容器中進(jìn)行下列兩個(gè)可逆反應(yīng)：(甲)C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)；(乙)CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)?，F(xiàn)有下列狀態(tài)：①混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變②恒溫時(shí)，氣體壓強(qiáng)不再改變③各氣體組分濃度相等④斷裂氫氧鍵的速率為斷裂氫氫鍵速率的2倍⑤混合氣體的密度不變⑥單位時(shí)間內(nèi)，消耗水蒸氣的質(zhì)量與生成氫氣的質(zhì)量比為9∶1⑦同一時(shí)間內(nèi)，水蒸氣消耗的物質(zhì)的量等于氫氣消耗的物質(zhì)的量其中能表明(甲)、(乙)容器中反應(yīng)都達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________。答案：④⑦2．汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)＋2CO(g)?2CO2(g)＋N2(g)ΔH＜0。若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉容器中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填序號(hào))。解析：①達(dá)到平衡時(shí)，v正應(yīng)保持不變；②由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，又是絕熱容器，體系溫度升高，K減小，達(dá)到平衡時(shí)，溫度不變，K不變；③圖中達(dá)到平衡時(shí)，CO、CO2的物質(zhì)的量的變化量之比不是1∶1；④w(NO)逐漸減小，達(dá)到平衡時(shí)保持不變；⑤因正反應(yīng)放熱，容器絕熱，故反應(yīng)開(kāi)始后體系溫度升高，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，體系溫度不再發(fā)生變化；⑥ΔH是一個(gè)定值，不能用于判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。答案：②④⑤3．一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)＋3Y(g)?2Z(g)，已知X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零，單位為mol·L－1)，達(dá)到平衡時(shí)，X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.08mol·L－1。下列判斷正確的是()A．c1∶c2＝3∶1B．平衡時(shí)，Y和Z的生成速率之比為2∶3C．X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D．c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L－1解析：選D。X、Y的平衡濃度之比為1∶3，轉(zhuǎn)化濃度之比亦為1∶3，故c1∶c2＝1∶3，X、Y的轉(zhuǎn)化率相等，A、C不正確；v生成(Y)表示逆反應(yīng)速率，v生成(Z)表示正反應(yīng)速率，平衡時(shí)v生成(Y)∶v生成(Z)＝3∶2，B不正確；利用“極值”思想，當(dāng)0.08mol·L－1的Z完全轉(zhuǎn)化為X時(shí)，生成X的物質(zhì)的量濃度為eq\f(0.08mol·L－1,2)＝0.04mol·L－1，又c1、c2、c3均不為零，故X的起始濃度小于0.14mol·L－1，故0<c1<0.14mol·L－1，D正確?？键c(diǎn)二化學(xué)平衡的移動(dòng)1．化學(xué)平衡移動(dòng)的過(guò)程2．化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系(1)v正＞v逆：平衡向eq\o(□,\s\up1(1))____________方向移動(dòng)。(2)v正＝v逆：反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(3)v正<v逆：平衡向eq\o(□,\s\up1(2))____________方向移動(dòng)。3．影響化學(xué)平衡的因素若其他條件不變，改變下列條件時(shí)，化學(xué)平衡移動(dòng)的方向見(jiàn)下表：條件的改變(其他條件不變)化學(xué)平衡移動(dòng)的方向濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向eq\o(□,\s\up1(3))____反應(yīng)方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向eq\o(□,\s\up1(4))____反應(yīng)方向移動(dòng)壓強(qiáng)(對(duì)有氣體參與的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變?cè)龃髩簭?qiáng)(減小容器的容積)向氣體體積eq\o(□,\s\up1(5))______的方向移動(dòng)減小壓強(qiáng)(增大容器的容積)向氣體體積eq\o(□,\s\up1(6))______的方向移動(dòng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變改變壓強(qiáng)(改變?nèi)萜鞯娜莘e)eq\o(□,\s\up1(7))____移動(dòng)溫度升高溫度向eq\o(□,\s\up1(8))________反應(yīng)方向移動(dòng)降低溫度向eq\o(□,\s\up1(9))________反應(yīng)方向移動(dòng)催化劑使用催化劑eq\o(□,\s\up1(10))____移動(dòng)4.充入無(wú)關(guān)氣體與平衡移動(dòng)的關(guān)系(1)恒溫、恒容條件。原平衡體系eq\o(→,\s\up7(充入惰性氣體))體系總壓強(qiáng)增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動(dòng)(2)恒溫、恒壓條件。5．勒夏特列原理(1)含義：如果改變影響平衡的一個(gè)因素(如溫度、壓強(qiáng)及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度)，平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。(2)注意：①勒夏特列原理的適用對(duì)象是可逆過(guò)程；②化學(xué)平衡移動(dòng)的目的是“減弱”外界條件的改變，而不是“抵消”外界條件的改變，改變是不可逆轉(zhuǎn)的。[答案自填]eq\o(□,\s\up1(1))正反應(yīng)eq\o(□,\s\up1(2))逆反應(yīng)eq\o(□,\s\up1(3))正eq\o(□,\s\up1(4))逆eq\o(□,\s\up1(5))減小eq\o(□,\s\up1(6))增大eq\o(□,\s\up1(7))不eq\o(□,\s\up1(8))吸熱eq\o(□,\s\up1(9))放熱eq\o(□,\s\up1(10))不一、平衡移動(dòng)的判斷以及相關(guān)量的變化分析1．一定量混合氣體在一容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：xA(g)＋yB(g)?zC(g)。該反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得A氣體的濃度為0.5mol·L－1。(1)若保持容積不變，通入氦氣，則平衡______移動(dòng)。(2)在恒溫下將密閉容器的容積擴(kuò)大到原來(lái)的2倍，再次達(dá)到平衡后，測(cè)得A的濃度為0.3mol·L－1，則x＋y________z(填“>”“＝”或“<”)，C的體積分?jǐn)?shù)______(填“增大”“不變”或“減小”，下同)，B的轉(zhuǎn)化率_________________。解析：(1)保持容積不變，通入氦氣，各物質(zhì)的濃度不發(fā)生變化，平衡不移動(dòng)。(2)假設(shè)容器的容積擴(kuò)大到原來(lái)的2倍時(shí)，平衡不移動(dòng)，則A的濃度為0.25mol·L－1，但平衡時(shí)A的濃度為0.3mol·L－1，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，則x＋y>z，C的體積分?jǐn)?shù)減小，B的轉(zhuǎn)化率減小。答案：(1)不(2)＞減小減小2．對(duì)于以下三個(gè)反應(yīng)，從反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行至達(dá)到平衡后，保持溫度、容積不變，按要求回答下列問(wèn)題。(1)PCl5(g)?PCl3(g)＋Cl2(g)：再充入PCl5(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率________，PCl5(g)的百分含量________。(2)2HI(g)?I2(g)＋H2(g)：再充入HI(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，HI的分解率________，HI的百分含量________。(3)2NO2(g)?N2O4(g)：再充入NO2(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，NO2(g)的轉(zhuǎn)化率________，NO2(g)的百分含量________。答案：(1)正反應(yīng)減小增大(2)正反應(yīng)不變不變(3)正反應(yīng)增大減小[反思?xì)w納]轉(zhuǎn)化率的變化分析方法反應(yīng)類型條件的改變反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率[α(A或B)]的變化反應(yīng)物多種：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)恒容時(shí)增加A的用量α(A)減小，α(B)增大同等倍數(shù)地增大A、B的量恒溫恒壓反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變恒溫恒容m＋n＞p＋qα(A)、α(B)均增大m＋n＜p＋qα(A)、α(B)均減小m＋n＝p＋qα(A)、α(B)均不變反應(yīng)物僅有一種：mA(g)?nB(g)＋pC(g)增加A的用量恒溫恒壓反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變恒溫恒容m＞n＋pα(A)增大m＜n＋pα(A)減小m＝n＋pα(A)不變二、虛擬法判斷平衡移動(dòng)的結(jié)果3．(2024·惠州階段測(cè)試)一定條件下存在反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)，其正反應(yīng)放熱。圖1、2表示起始時(shí)容器甲、丙的體積都是V，容器乙、丁的體積都是eq\f(V,2)；向容器甲、丙內(nèi)都充入2amolSO2和amolO2并保持恒溫；向容器乙、丁內(nèi)都充入amolSO2和0.5amolO2并保持絕熱(即與外界無(wú)熱量交換)，在一定溫度時(shí)開(kāi)始反應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是()A．圖1達(dá)平衡時(shí)，c(SO2)：甲＝乙B．圖1達(dá)平衡時(shí)，平衡常數(shù)K：甲<乙C．圖2達(dá)平衡時(shí)，所需時(shí)間t：丙>丁D．圖2達(dá)平衡時(shí)，體積分?jǐn)?shù)φ(SO3)：丙<丁解析：選C。甲和乙若都是恒溫恒壓，則二者等效，但乙為絕熱恒壓，又因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則體系溫度：甲<乙，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，c(SO2)：甲<乙，平衡常數(shù)K：甲>乙，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；丙和丁若都是恒溫恒容，則二者等效，但丁為絕熱恒容，則體系溫度：丙<丁，溫度越高，反應(yīng)速率越大，到達(dá)平衡的時(shí)間越短，則達(dá)平衡時(shí)所需時(shí)間：丙>丁，C項(xiàng)正確；溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，體積分?jǐn)?shù)φ(SO3)：丙>丁，D項(xiàng)錯(cuò)誤。[思維建模](1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式。新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單地疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例，見(jiàn)圖示)。新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單地疊加，壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)。1．(2023·新高考北京卷)下列事實(shí)能用平衡移動(dòng)原理解釋的是()A．H2O2溶液中加入少量MnO2固體，促進(jìn)H2O2分解B．密閉燒瓶?jī)?nèi)的NO2和N2O4的混合氣體，受熱后顏色加深C．鐵釘放入濃硝酸中，待不再變化后，加熱能產(chǎn)生大量紅棕色氣體D．鋅片與稀硫酸反應(yīng)過(guò)程中，加入少量CuSO4固體，促進(jìn)H2的產(chǎn)生答案：B2．(2022·新高考海南卷)某溫度下，反應(yīng)CH2=CH2(g)＋H2O(g)?CH3CH2OH(g)在密閉容器中達(dá)到平衡，下列說(shuō)法正確的是()A．增大壓強(qiáng)，v正>v逆，平衡常數(shù)增大B．加入催化劑，平衡時(shí)CH3CH2OH(g)的濃度增大C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D．恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率增大解析：選C。A．該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減少，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，v正>v逆，由于溫度不變，故平衡常數(shù)不變，A不正確；B．催化劑不影響化學(xué)平衡狀態(tài)，因此，加入催化劑不影響平衡時(shí)CH3CH2OH(g)的濃度，B不正確；C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，反應(yīng)物濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C正確；D．恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但CH2=CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，D不正確。3．(2022·新高考廣東卷)恒容密閉容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)?BaS(s)＋4H2O(g)在不同溫度下達(dá)平衡時(shí)，各組分的物質(zhì)的量(n)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．該反應(yīng)的ΔH<0B．a(chǎn)為n(H2O)隨溫度的變化曲線C．向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動(dòng)D．向平衡體系中加入BaSO4，H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大解析：選C。溫度越高，達(dá)到平衡時(shí)，H2的物質(zhì)的量越小，說(shuō)明升高溫度，平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)的ΔH＞0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合起始組成及化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，由圖像曲線變化趨勢(shì)可知，a上面的曲線為n(H2O)隨溫度的變化曲線，B項(xiàng)錯(cuò)誤；恒容密閉容器中，向平衡體系中充入惰性氣體，各組分濃度不變，平衡不移動(dòng)，C項(xiàng)正確；BaSO4為固體，向平衡體系中加入BaSO4，平衡不移動(dòng)，H2的平衡轉(zhuǎn)化率不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(2021·新高考湖南卷改編)已知：A(g)＋2B(g)?3C(g)ΔH<0，向一恒溫恒容的密閉容器中充入1molA和3molB發(fā)生反應(yīng)，t1時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ，在t2時(shí)改變某一條件，t3時(shí)重新達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ，正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡B．t2時(shí)改變的條件：向容器中加入CC．平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)φ：φ(Ⅱ)<φ(Ⅰ)D．平衡常數(shù)K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ)解析：選B。該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的總物質(zhì)的量始終不變，總壓強(qiáng)始終不變，A錯(cuò)誤；t2時(shí)，條件改變瞬間正反應(yīng)速率不變，后逐漸增大，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，改變的條件為向容器中加入C，B正確；t2時(shí)，設(shè)向容器中加入3molC，相當(dāng)于加入1molA和2molB，則狀態(tài)Ⅱ相當(dāng)于起始投料為2molA和5molB，若是投料為2molA和6molB，則與狀態(tài)Ⅰ等效，即狀態(tài)Ⅱ相當(dāng)于減少了B的投料，平衡逆向移動(dòng)，A的體積分?jǐn)?shù)變大，即φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ)，C錯(cuò)誤；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，即K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，D錯(cuò)誤。課時(shí)跟蹤練[基礎(chǔ)鞏固]1．下列事實(shí)不能用勒夏特列原理解釋的是()A．用排飽和食鹽水的方法收集氯氣B．打開(kāi)啤酒瓶蓋時(shí)會(huì)從瓶口逸出氣體C．對(duì)2HI(g)?H2(g)＋I(xiàn)2(g)，減小容器容積，氣體顏色變深D．久置的氯水pH逐漸減小解析：選C。A．氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，存在平衡：Cl2＋H2O?H＋＋Cl－＋HClO，飽和食鹽水中含有氯化鈉電離出來(lái)的氯離子，抑制了氯氣的溶解，故可以用排飽和食鹽水的方法收集氯氣，能用勒夏特列原理解釋；B．啤酒中存在二氧化碳的溶解平衡，打開(kāi)啤酒瓶蓋后，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，二氧化碳?xì)怏w逸出，能用勒夏特列原理解釋；C．對(duì)2HI(g)?H2(g)＋I(xiàn)2(g)，減小容器容積，平衡不移動(dòng)，氣體顏色變深是減小容積使I2濃度增大所致，不能用勒夏特列原理解釋；D．氯水中存在平衡：Cl2＋H2O?H＋＋Cl－＋HClO，次氯酸見(jiàn)光分解使平衡正向移動(dòng)，pH逐漸減小，能用勒夏特列原理解釋。2．(2024·江門階段測(cè)試模擬)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：CO(g)＋N2O(g)?N2(g)＋CO2(g)。下列能作為反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)的是()A．eq\f(c(N2)·c(CO2),c(CO)·c(N2O))不再變化B．反應(yīng)速率：v正(CO)＝v正(N2)C．容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再變化D．容器內(nèi)氣體的密度不再變化解析：選A。A．反應(yīng)CO(g)＋N2O(g)?N2(g)＋CO2(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c(N2)·c(CO2),c(CO)·c(N2O))，當(dāng)eq\f(c(N2)·c(CO2),c(CO)·c(N2O))不再變化時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故A選；B．反應(yīng)速率：v正(CO)＝v正(N2)，不能說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故B不選；C．該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)始終不變，當(dāng)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不再變化時(shí)，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故C不選；D．反應(yīng)過(guò)程中氣體總質(zhì)量和總體積不變，氣體的密度是定值，當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不再變化時(shí)，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D不選。3．(2024·廣東聯(lián)考)對(duì)于反應(yīng)NO2(g)＋SO2(g)?SO3(g)＋NO(g)ΔH＝－41.8kJ·mol－1，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．達(dá)到平衡后，升高溫度，c(SO3)增大B．使用催化劑能縮短該反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間C．1molNO2(g)與1molSO2(g)混合后，充分反應(yīng)會(huì)放出41.8kJ熱量D．在恒溫恒容條件下，當(dāng)反應(yīng)容器內(nèi)總壓強(qiáng)不變時(shí)，說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡解析：選B。A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，c(SO3)減小，故A錯(cuò)誤；B．催化劑能增大反應(yīng)速率，所以使用催化劑能縮短該反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，故B正確；C．該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，故1molNO2(g)與1molSO2(g)混合后，反應(yīng)物不能完全反應(yīng)，放出的熱量小于41.8kJ，故C錯(cuò)誤；D．在恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應(yīng)，總壓強(qiáng)一直不變，所以壓強(qiáng)不變，不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。4．溫度為T℃時(shí)，向某密閉容器中加入足量活性炭，并充入1molNO2，發(fā)生反應(yīng)：2C(s)＋2NO2(g)?N2(g)＋2CO2(g)ΔH，反應(yīng)達(dá)到平衡。下列說(shuō)法正確的是()A．使用催化劑，可以改變?cè)摲磻?yīng)的ΔH和活化能B．粉碎活性炭固體，正反應(yīng)速率增大，平衡正向移動(dòng)C．降低壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)K增大D．恒壓下，充入稀有氣體，利于提高NO2的轉(zhuǎn)化率解析：選D。A．使用催化劑，可以改變反應(yīng)的活化能，但不改變反應(yīng)的ΔH，故A錯(cuò)誤；B．粉碎活性炭固體，可增大反應(yīng)物間的接觸面積，從而增大反應(yīng)速率，但對(duì)平衡無(wú)影響，故B錯(cuò)誤；C．平衡常數(shù)K只受溫度影響，不受壓強(qiáng)影響，故C錯(cuò)誤；D．恒壓下，充入稀有氣體，容器容積增大，相當(dāng)于減壓，平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)，即正向移動(dòng)，有利于提高二氧化氮的轉(zhuǎn)化率，故D正確。5．室溫下，向圓底燒瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氫溴酸，溶液中發(fā)生反應(yīng)：C2H5OH＋HBr?C2H5Br＋H2O，充分反應(yīng)后達(dá)到平衡。已知常壓下，C2H5Br和C2H5OH的沸點(diǎn)分別為38.4℃和78.5℃。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．增大C2H5OH濃度，有利于生成C2H5BrB．加入的反應(yīng)物的物質(zhì)的量均增大至3mol時(shí)，兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比不變C．為縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，將起始溫度提高至50℃D．加入NaOH，可增大乙醇的物質(zhì)的量解析：選C。A．增大C2H5OH濃度，平衡正向移動(dòng)，有利于生成C2H5Br，A正確；B．當(dāng)投料比與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比相等時(shí)，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相等，投料比不變，轉(zhuǎn)化率之比不變，B正確；C．溫度升高至50℃，C2H5Br汽化，難以在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡，C錯(cuò)誤；D．加入NaOH，與HBr反應(yīng)，平衡逆向移動(dòng)，乙醇的物質(zhì)的量增大，D正確。6．用活性炭還原處理氮氧化物的有關(guān)反應(yīng)為C(s)＋2NO(g)?CO2(g)＋N2(g)ΔH<0。向容積可變的密閉容器中加入(足量的)活性炭，并充入NO，在t2時(shí)刻改變某一條件，反應(yīng)速率-時(shí)間圖像如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．給該反應(yīng)升溫，v正減小，v逆增大B．t2時(shí)刻改變的條件是向密閉容器中充入NOC．t1時(shí)刻的v逆大于t2時(shí)刻的v正D．若氣體的密度不變，則不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡解析：選B。A．升高溫度，v正、v逆均增大，A錯(cuò)誤；B．由題圖可知，t2時(shí)刻改變條件后，逆反應(yīng)速率瞬間減小，達(dá)到新平衡時(shí)，與原平衡反應(yīng)速率相同，故改變的條件是向密閉容器中充入NO，B正確；C．t2時(shí)刻改變的條件是向密閉容器中充入NO，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，故t1時(shí)刻的v逆小于t2時(shí)刻的v正，C錯(cuò)誤；D．該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，即恒溫下容器的容積保持不變，反應(yīng)正向氣體質(zhì)量增加，若氣體的密度不變，則氣體質(zhì)量不變，說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡，D錯(cuò)誤。7．(2024·云浮調(diào)研)一定溫度下，向1L密閉容器中充入2molX和1molY，發(fā)生反應(yīng)2X(g)＋Y(g)?3Z(？)。達(dá)到平衡時(shí)，容器的壓強(qiáng)從原來(lái)的p0變?yōu)?.4p0。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．Z不可能為氣體B．達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)有1.8molZC．壓縮容器容積，再次達(dá)到平衡時(shí)，X的濃度不變D．Y的體積分?jǐn)?shù)不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)解析：選D。A．若Z為氣體，則反應(yīng)前后氣體的壓強(qiáng)不變，根據(jù)壓強(qiáng)從原來(lái)的p0變?yōu)?.4p0可知，Z不可能為氣體，故A正確；B．設(shè)Y的物質(zhì)的量的變化量為xmol，列“三段式”：eq\f(3,3－3x)＝eq\f(p0,0.4p0)，解得x＝0.6，達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)有1.8molZ，故B正確；C．平衡常數(shù)K＝eq\f(1,c2(X)·c(Y))，壓縮容器容積，平衡正向移動(dòng)，但K不變，故再次達(dá)到平衡時(shí)，X的濃度不變，故C正確；D．反應(yīng)起始時(shí)X、Y的投料量之比為化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，容器內(nèi)只有X和Y為氣體，Y的體積分?jǐn)?shù)始終為eq\f(1,3)，故Y的體積分?jǐn)?shù)不變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。8．聚丙烯腈纖維俗名人造羊毛，由丙烯腈聚合而得。用丙烯合成丙烯腈的反應(yīng)如下：2C3H6(g)＋2NH3(g)＋3O2(g)?2C3H3N(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1030kJ·mol－1。(1)某密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，生成丙烯腈的反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖甲所示。t1時(shí)刻表示體系改變的反應(yīng)條件為_(kāi)___________；t2時(shí)刻表示體系改變了另一反應(yīng)條件，此時(shí)平衡__________移動(dòng)(填“正向”“逆向”或“不”)。(2)丙烯的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖乙所示：①有利于提高丙烯平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件有___________________。②最大轉(zhuǎn)化率所對(duì)應(yīng)的溫度為460℃。當(dāng)溫度低于460℃時(shí)，丙烯的轉(zhuǎn)化率______(填“是”或“不是”)所對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)一定條件下，在2L恒容密閉容器中，通入84gC3H6、34gNH3、96gO2，若該反應(yīng)5min到達(dá)a點(diǎn)，則0～5min內(nèi)丙烯的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_______mol·L－1·min－1。解析：(1)t1時(shí)刻正、逆反應(yīng)速率都增大，且增大程度相等，故改變的反應(yīng)條件為使用催化劑；由于生成丙烯腈的反應(yīng)是氣體體積增大的放熱反應(yīng)，t2時(shí)刻改變反應(yīng)條件，正、逆反應(yīng)速率都降低，可能為降低溫度，也可能是減小壓強(qiáng)，無(wú)論是降低溫度還是減小壓強(qiáng)，平衡都正向移動(dòng)。(2)①該反應(yīng)是氣體體積增大的放熱反應(yīng)，故有利于提高丙烯平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件有降低溫度、減小壓強(qiáng)。②該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡狀態(tài)下，若升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，則平衡轉(zhuǎn)化率降低，而當(dāng)溫度低于460℃時(shí)，丙烯的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而逐漸升高，因此溫度低于460℃時(shí)，丙烯的轉(zhuǎn)化率不是所對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率。(3)一定條件下，在2L恒容密閉容器中，通入84g(2mol)C3H6、34g(2mol)NH3、96g(3mol)O2，若該反應(yīng)5min到達(dá)a點(diǎn)，則0～5min內(nèi)丙烯的平均反應(yīng)速率為v(丙烯)＝eq\f(2mol×0.6,2L×5min)＝0.12mol·L－1·min－1。答案：(1)使用催化劑正向(2)①降低溫度、減小壓強(qiáng)②不是該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡狀態(tài)下，若升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，則平衡轉(zhuǎn)化率將降低(3)0.129．(2021·新高考天津卷)CS2是一種重要的化工原料。工業(yè)上可以利用硫(S8)與CH4為原料制備CS2，S8受熱分解成氣態(tài)S2，發(fā)生反應(yīng)2S2(g)＋CH4(g)?CS2(g)＋2H2S(g)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)某溫度下，若S8完全分解成氣態(tài)S2。在恒溫密閉容器中，S2與CH4物質(zhì)的量比為2∶1時(shí)開(kāi)始反應(yīng)。①當(dāng)CS2的體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，CH4的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)___________。②當(dāng)以下數(shù)值不變時(shí)，能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是________(填標(biāo)號(hào))。a．氣體密度b．氣體總壓c．CH4與S2體積比d．CS2的體積分?jǐn)?shù)(2)一定條件下，CH4與S2反應(yīng)中CH4的平衡轉(zhuǎn)化率、S8分解產(chǎn)生S2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線如下圖所示。據(jù)圖分析，生成CS2的反應(yīng)為_(kāi)_______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。工業(yè)上通常采用在600～650℃的條件下進(jìn)行此反應(yīng)，不采用低于600℃的原因是_____________________________________。解析：(1)①在恒溫密閉容器中，S2與CH4物質(zhì)的量比為2∶1時(shí)開(kāi)始反應(yīng)，列“三段式”：當(dāng)CS2的體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，即eq\f(xmol,3amol)×100%＝10%，解得x＝0.3a，CH4的轉(zhuǎn)化率為eq\f(xmol,amol)×100%＝30%。②a.恒溫密閉容器中，反應(yīng)前后氣體體積不變，氣體質(zhì)量不變，故密度一直不變，故密度不變不一定平衡，不選；b.反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，故壓強(qiáng)也一直不變，故壓強(qiáng)不變不一定平衡，不選；c.CH4與S2體積比一直為1∶2，故CH4與S2體積比不變不一定平衡，不選；d.CS2的體積分?jǐn)?shù)不變，說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，選。(2)由題圖可知，隨溫度升高，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故生成CS2的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。工業(yè)上通常采用在600～650℃的條件下進(jìn)行此反應(yīng)，不采用低于600℃的原因是600℃時(shí)甲烷平衡轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%，低于600℃時(shí)，S2濃度明顯偏小，且反應(yīng)速率小。答案：(1)①30%②d(2)放熱600℃時(shí)甲烷平衡轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%，低于600℃時(shí)，S2濃度明顯偏小，且反應(yīng)速率小[素養(yǎng)提升]10．某實(shí)驗(yàn)小組探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)?2HI(g)的影響，在其他條件相同時(shí)，將1molH2(g)和1molI2(g)充入容積為2L的恒容密閉容器中，測(cè)得不同溫度下HI(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：時(shí)間/min020406080100HI(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)T100.500.680.760.800.80T200.600.720.750.750.75下列說(shuō)法正確的是()A．T1溫度下，0～20min內(nèi)，H2的平均反應(yīng)速率為0.0125mol·L－1·min－1B．在T1溫度下，該反應(yīng)有可能在70min時(shí)已達(dá)到平衡狀態(tài)C．由表中數(shù)據(jù)推測(cè)，T1>T2D．由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，H2(g)與I2(g)的反應(yīng)限度越大解析：選A。T1溫度下，0～20min內(nèi)，HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.50，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，說(shuō)明生成1molHI，消耗了0.5molH2，H2的平均反應(yīng)速率為eq\f(0.5mol,2L×20min)＝0.0125mol·L－1·min－1，選項(xiàng)A正確；在T1溫度下，每間隔20min，HI物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加值逐漸減小，反應(yīng)從40～60min，HI(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化量為0.08，故50～60min、60～70minHI(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化量應(yīng)小于0.04，故該反應(yīng)70min時(shí)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；T2溫度下，反應(yīng)更快達(dá)到平衡，據(jù)此可推斷T2>T1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；T2>T1，溫度越高，H2(g)與I2(g)的反應(yīng)限度越小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11．有兩個(gè)相同帶活塞的容器a、b，向容器a中充入NO2(g)待顏色不再變化，再向容器b中充入Br2(g)，使兩容器的顏色相同、體積相等[注：同濃度的NO2(g)和Br2(g)顏色相同，2NO2(g)?N2O4(g)(無(wú)色)]，迅速將兩容器同時(shí)壓縮(假設(shè)氣體不液化)。下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)→a′過(guò)程中，顏色突然加深，然后逐漸變淺，最終顏色比原來(lái)的淺B．若對(duì)a和b以極慢的速度緩緩壓縮，則a和b的顏色均慢慢加深，但在每一個(gè)相同的時(shí)間點(diǎn)，b的顏色總比a的深C．假設(shè)容器和活塞均為無(wú)色，從容器左側(cè)觀察a和a′，a′的顏色比a的淺D．氣體的物質(zhì)的量：n(a′)一定大于n(b′)解析：選B。A項(xiàng)，a→a′過(guò)程中，開(kāi)始時(shí)容器的容積瞬間減小，NO2的濃度瞬間增大，顏色突然加深，2NO2(g)?N2O4(g)平衡正向移動(dòng)，NO2的濃度逐漸減小，顏色又逐漸變淺，但新平衡時(shí)各氣體物質(zhì)的濃度均比舊平衡時(shí)大，最終顏色比原來(lái)的深，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在以極慢的速度緩緩壓縮的過(guò)程中，a中2NO2(g)?N2O4(g)平衡正向移動(dòng)，有一定量的NO2轉(zhuǎn)化成N2O4，而b→b′過(guò)程中，Br2(g)的物質(zhì)的量不變，故在每一個(gè)相同的時(shí)間點(diǎn)，Br2(g)的濃度總是比NO2的濃度大，即b的顏色總比a的深，故B正確；C項(xiàng)，由A項(xiàng)分析可知，從容器左側(cè)觀察a和a′，a′的顏色更深，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由于a′中存在平衡移動(dòng)，且是向著氣體物質(zhì)的量減小的方向移動(dòng)，所以氣體的物質(zhì)的量：n(a′)小于n(b′)，故D錯(cuò)誤。12．(2024·珠海月考)一種制備藍(lán)氫的原理是CH4(g)＋CO2(g)?2CO(g)＋2H2(g)。向一容積為1L的恒容密閉容器中充入1molCH4(g)和2molCO2(g)，在一定條件下發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得H2的物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系見(jiàn)下表。下列敘述錯(cuò)誤的是()t/min0510152025n(H2)/mol00.50.750.850.90.9A．0～10min，v(CO2)＝0.15mol·L－1·min－1B．CO的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．上述反應(yīng)中，CH4的轉(zhuǎn)化率大于CO2的轉(zhuǎn)化率D．若其他條件不變，加入高效催化劑，則CH4的轉(zhuǎn)化率達(dá)到45%時(shí)所用時(shí)間小于20min解析：選A。A．0～10min，v(H2)＝eq\f(0.75mol,1L×10min)＝0.075mol·L－1·min－1，由題給化學(xué)方程式可知，v(CO2)＝eq\f(1,2)v(H2)＝eq\f(1,2)×0.075mol·L－1·min－1＝0.0375mol·L－1·min－1，故A錯(cuò)誤；B．CO的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，說(shuō)明CO的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；C．達(dá)到平衡時(shí)，n(H2)＝0.9mol，由化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系可知，CH4的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.9mol×\f(1,2),1mol)×100%＝45%，CO2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.9mol×\f(1,2),2mol)×100%＝22.5%，CH4的轉(zhuǎn)化率大于CO2的轉(zhuǎn)化率，故C正確；D．若其他條件不變，加入高效催化劑，反應(yīng)速率增大，但不影響最終平衡時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率，則CH4的轉(zhuǎn)化率達(dá)到45%時(shí)所用時(shí)間小于20min，故D正確。13．在600K下，按初始投料比n(CO)∶n(H2)分別為1∶1、1∶2、1∶3投料，發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)ΔH<0。測(cè)得不同壓強(qiáng)下，CO平衡轉(zhuǎn)化率如下圖所示。下列敘述正確的是()A．曲線X代表起始投料比為1∶1B．當(dāng)2v正(H2)＝v逆(CH3OH)時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．若其他條件不變，升高溫度會(huì)使對(duì)應(yīng)的曲線上移D．m點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%解析：選D。A．相同溫度下，氫氣投料增多，平衡正向移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故曲線X代表起始投料比為1∶3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正(H2)＝2v逆(CH3OH)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，其他條件不變，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，平衡曲線均下移，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．曲線Y代表起始投料比為1∶2，即起始按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投料，CO、H2的平衡轉(zhuǎn)化率相等，即m點(diǎn)對(duì)應(yīng)的CO、H2的平衡轉(zhuǎn)化率均為60%，D項(xiàng)正確。14．CO2和CH4是兩種重要的溫室氣體，通過(guò)CH4和CO2反應(yīng)制造具有更高價(jià)值的化學(xué)品是目前的研究目標(biāo)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：Ⅰ.工業(yè)上可以利用CO2和H2合成CH3OH：CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＜0。該反應(yīng)在起始溫度和容積均相同(T℃、1L)的兩個(gè)密閉容器中分別進(jìn)行，反應(yīng)物起始物質(zhì)的量見(jiàn)下表：項(xiàng)目n(CO2)/moln(H2)/moln(CH3OH)/moln(H2O)/mol反應(yīng)a(恒溫恒容)1300反應(yīng)b(絕熱恒容)0011(1)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)a、b對(duì)比：CO2的體積分?jǐn)?shù)φ(a)________(填“>”“＜”或“＝”)φ(b)。(2)下列能說(shuō)明反應(yīng)a達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。A．v正(CO2)＝3v逆(H2)B．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變C．c(CH3OH)＝c(H2O)D．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變Ⅱ.我國(guó)科學(xué)家研究了不同反應(yīng)溫度對(duì)含碳產(chǎn)物組成的影響。已知：反應(yīng)①CO2(g)＋4H2(g)?CH4(g)＋2H2O(g)ΔH＜0；反應(yīng)②CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)ΔH>0。在密閉容器中通入3molH2和1molCO2，分別在1MPa和10MPa下進(jìn)行反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中對(duì)組成平衡體系的三種物質(zhì)(CO2、CO、CH