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PAGEPAGE43第3講化學(xué)平衡的移動【2024·備考】最新考綱:1.理解濃度、溫度、壓強、催化劑等對化學(xué)平衡影響的一般規(guī)律。2.相識化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)探討領(lǐng)域中的重要作用。新課標(biāo)要求:能運用濃度、壓強、溫度對化學(xué)平衡的影響規(guī)律,推想平衡移動方向及濃度、轉(zhuǎn)化率等相關(guān)物理量的變更,能探討化學(xué)反應(yīng)條件的選擇和優(yōu)化。針對典型案例,能從限度、速率等角度對化學(xué)反應(yīng)和化工生產(chǎn)條件進(jìn)行綜合分析。最新考情:化學(xué)平衡的移動考查形式固定,一般是以圖像或者表格的形式為載體,考查平衡移動、化學(xué)平衡的計算、等效平衡、平衡圖像等學(xué)問點,如2024年T12、T15、2024年T15、2024年T15、2015年T15等,綜合性強,難度大,為選擇題中的壓軸題型。預(yù)料2024年高考持續(xù)這一命題特點,另外在填空題中也會結(jié)合工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)考查平衡狀態(tài)的推斷、平衡圖像、化學(xué)平衡常數(shù)等,如2024T20、2014年T20、2015年T20中均涉及化學(xué)平衡的學(xué)問,所以這部分內(nèi)容為高考重點??键c一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)[學(xué)問梳理]1.可逆反應(yīng)2.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念肯定條件下的可逆反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到肯定程度時,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度不變,達(dá)到“化學(xué)平衡狀態(tài)”,簡稱化學(xué)平衡。(2)建立過程在肯定條件下,把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過程如下:以上過程可用下圖表示:(3)平衡特點名師助學(xué):①化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)可以從正反應(yīng)方向建立,也可以從逆反應(yīng)方向建立。②化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時正逆反應(yīng)速率相等,是指同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等,若用不同物質(zhì)表示時,反應(yīng)速率則與其化學(xué)計量數(shù)成正比。③化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時,各組分的濃度、百分含量保持不變,但不肯定相等。[題組診斷]可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)1.在肯定溫度下,下列敘述不是可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)達(dá)到平衡狀態(tài)標(biāo)記的是()①C的生成速率與C的分解速率相等;②單位時間生成amolA,同時生成3amolB;③A、B、C的濃度不再變更;④A、B、C的分子數(shù)目比為1∶3∶2;⑤混合氣體的總壓強不再變更;⑥混合氣體的物質(zhì)的量不再變更;⑦單位時間消耗amolA,同時生成3amolBA.②④ B.⑦④C.①③ D.⑤⑥解析C的生成速率是正反應(yīng)速率,C的分解速率是逆反應(yīng)速率,正逆反應(yīng)速率相等,說明達(dá)到平衡狀態(tài),①不選;單位時間生成amolA為逆反應(yīng),同時生成3amolB也是逆反應(yīng),不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),②選;A、B、C的濃度不再變更,說明達(dá)到平衡狀態(tài),③不選;平衡時各物質(zhì)的分子數(shù)之比取決于物質(zhì)的起始物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)化率,故A、B、C的分子數(shù)目比為1∶3∶2不能作為推斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù),④選;反應(yīng)前后氣體的體積不等,故混合氣體的總壓強不再變更可作為推斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù),⑤不選;混合氣體的物質(zhì)的量會變,故混合氣體的物質(zhì)的量不再變更,說明達(dá)到平衡狀態(tài),⑥不選;單位時間消耗amolA是正反應(yīng),同時生成3amolB是逆反應(yīng),且化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,故正逆反應(yīng)速率相等,說明達(dá)到平衡狀態(tài),⑦不選;A正確。答案A2.肯定溫度下,反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的焓變?yōu)棣?,F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A.①② B.②④C.③④ D.①④解析因反應(yīng)容器保持恒壓,所以容器體積隨反應(yīng)進(jìn)行而不斷變更,結(jié)合ρ氣=m/V可知,氣體密度不再變更,說明容器體積不再變更,即氣體的物質(zhì)的量不再變更,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),①符合題意;無論是否平衡,反應(yīng)的ΔH都不變,②不符合題意;反應(yīng)起先時,加入1molN2O4,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,N2O4的濃度漸漸變小,故v正(N2O4)漸漸變小,直至達(dá)到平衡,③不符合題意;N2O4的轉(zhuǎn)化率不再變更,說明N2O4的濃度不再變更,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),④符合題意。答案D3.苯乙烯是現(xiàn)代石油化工產(chǎn)品中最重要的單體之一。在工業(yè)上,苯乙烯可由乙苯和CO2催化脫氫制得:在溫度為T1時,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.5。在2L密閉容器中加入乙苯(g)與CO2,反應(yīng)到某時刻測得混合物中各組分的物質(zhì)的量均為1.0mol,請回答下列問題:(1)該時刻的化學(xué)反應(yīng)________(填“已達(dá)到”或“未達(dá)到”)平衡狀態(tài)。(2)下列能說明乙苯與CO2在該條件下反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填字母)。a.v正(CO2)=v逆(CO2)b.c(CO2)=c(CO)=0.5mol/Lc.混合氣體的密度不變d.CO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變(3)若將反應(yīng)改為恒壓絕熱條件下進(jìn)行,達(dá)到平衡狀態(tài)時,則乙苯的物質(zhì)的量濃度________(填字母)。a.大于0.5mol/L B.小于0.5mol/Lc.等于0.5mol/L D.無法確定解析(1)各組分的濃度均為eq\f(1.0mol,2L)=0.5mol/L,Q=eq\f(0.5×0.5×0.5,0.5×0.5)=0.5=K,則該時刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(2)a項,對同一物質(zhì)來說,正、逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);b項,結(jié)合(1)可知是平衡狀態(tài);c項,在恒容容器中,混合氣體的總質(zhì)量在反應(yīng)過程中始終沒有變更,即密度始終沒有變更,與是否達(dá)到平衡狀態(tài)無關(guān);d項,隨著反應(yīng)進(jìn)行,CO2的體積分?jǐn)?shù)漸漸減小,當(dāng)CO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變時,即達(dá)到平衡狀態(tài)。(3)該反應(yīng)為正向吸熱、氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),若維持恒壓絕熱,相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)上降溫,同時增大容器的容積,二者對乙苯濃度的影響無法確定。答案(1)已達(dá)到(2)abd(3)d【方法技巧】推斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩方法和兩標(biāo)記1.兩方法——逆向相等、變量不變(1)“逆向相等”:反應(yīng)速率必需一個是正反應(yīng)的速率,一個是逆反應(yīng)的速率,且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的削減速率和生成速率相等。(2)“變量不變”:假如一個量是隨反應(yīng)進(jìn)行而變更的,當(dāng)不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的推斷依據(jù)。2.兩標(biāo)記——本質(zhì)標(biāo)記、等價標(biāo)記(1)本質(zhì)標(biāo)記:v(正)=v(逆)≠0。對于某一可逆反應(yīng)來說,正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率。(2)等價標(biāo)記①全部是氣體參與的非等體積反應(yīng),體系的壓強、平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變更。例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。②體系中各組分的物質(zhì)的量濃度、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量(或質(zhì)量)分?jǐn)?shù)保持不變。③對同一物質(zhì)而言,斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。④對于有色物質(zhì)參與或生成的可逆反應(yīng),體系的顏色不再隨時間而變更。例如,2NO2(g)N2O4(g)。⑤體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達(dá)到最大值且不再隨時間而變更。⑥絕熱體系的溫度不變,說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。
考點二化學(xué)平衡移動[學(xué)問梳理]1.化學(xué)平衡的移動平衡移動就是由一個“平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新平衡狀態(tài)”的過程。肯定條件下的平衡體系,條件變更后,平衡可能發(fā)生移動,如下所示:2.化學(xué)平衡移動與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系v正>v逆,平衡向正反應(yīng)方向移動;v正=v逆,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),不發(fā)生平衡移動;v正<v逆,平衡向逆反應(yīng)方向移動。3.影響化學(xué)平衡的因素(1)若其他條件不變,變更下列條件對化學(xué)平衡的影響如下:變更的條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動的方向濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動壓強(對有氣體參與的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體體積變更增大壓強向氣體分子總數(shù)減小的方向移動減小壓強向氣體分子總數(shù)增大的方向移動反應(yīng)前后氣體體積不變變更壓強平衡不移動溫度上升溫度向吸熱反應(yīng)方向移動降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動催化劑同等程度變更v正、v逆,平衡不移動(2)通過圖像分析影響化學(xué)平衡移動的因素某溫度下,在密閉容器中SO2、O2、SO3三種氣態(tài)物質(zhì)建立化學(xué)平衡后,變更條件對反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0的正、逆反應(yīng)速率的影響如圖所示:①加催化劑對反應(yīng)速率影響的圖像是C(填字母,下同),平衡不移動。②上升溫度對反應(yīng)速率影響的圖像是A,平衡向逆反應(yīng)方向移動。③增大反應(yīng)容器體積對反應(yīng)速率影響的圖像是D,平衡向逆反應(yīng)方向移動。④增大O2的濃度對反應(yīng)速率影響的圖像是B,平衡向正反應(yīng)方向移動。4.勒夏特列原理假如變更影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強、以及參與反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度),平衡將向著能夠減弱這種變更的方向移動。名師助學(xué):①化學(xué)平衡發(fā)生移動的實質(zhì)是正逆反應(yīng)速率不相等。正逆反應(yīng)速率發(fā)生變更,平衡不肯定移動。例如運用催化劑,正逆反應(yīng)速率均增加,但是同等程度地增加,正逆反應(yīng)速率仍舊相等,所以平衡不發(fā)生移動。②不能認(rèn)為平衡正向移動時反應(yīng)物的濃度肯定減小,生成物的濃度肯定增大。③v(正)增大或v(逆)減小,平衡不肯定向正反應(yīng)方向移動。只有v(正)>v(逆)時,才使平衡向正反應(yīng)方向移動。④外界條件變更時,化學(xué)平衡發(fā)生移動,最終結(jié)果只能“減弱”條件的變更,但不能“消退”條件的變更。[題組診斷]外界條件對化學(xué)平衡的影響1.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH>0。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,下列措施:①升溫;②恒容通入惰性氣體;③增加CO濃度;④減壓;⑤加催化劑;⑥恒壓通入惰性氣體,能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是()A.①②④ B.①④⑥C.②③⑤ D.③⑤⑥解析化學(xué)反應(yīng)COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH>0,正反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng),①升溫平衡向正反應(yīng)移動,COCl2轉(zhuǎn)化率增大;②恒容通入惰性氣體,總壓增大,反應(yīng)混合物各組分的濃度不變,平衡不移動,COCl2轉(zhuǎn)化率不變;③增加CO的濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,COCl2轉(zhuǎn)化率減??;④減壓平衡向正反應(yīng)方向移動,COCl2轉(zhuǎn)化率增大;⑤加催化劑,變更速率不變更平衡,COCl2轉(zhuǎn)化率不變;⑥恒壓通入惰性氣體,壓強增大,為保持恒壓,體積增大,平衡正向進(jìn)行,COCl2轉(zhuǎn)化率增大。答案B2.處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)2H2S(g)2H2(g)+S2(g)ΔH>0,不變更其他條件的狀況下合理的說法是()A.加入催化劑,反應(yīng)途徑將發(fā)生變更,ΔH也將隨之變更B.上升溫度,正逆反應(yīng)速率都增大,H2S分解率也增大C.增大壓強,平衡向逆反應(yīng)方向移動,將引起體系溫度降低D.若體系恒容,注入一些H2后達(dá)新平衡,H2濃度將減小解析焓變是一個狀態(tài)函數(shù),與反應(yīng)發(fā)生的途徑無關(guān),A項錯誤;溫度上升,正逆反應(yīng)速率均增大,因該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故平衡正向移動,分解率增大,B項正確;該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強平衡逆向移動,逆向反應(yīng)是放熱反應(yīng),會使體系溫度上升,C項錯誤;體系中注入H2,體系將向H2濃度降低方向移動,但最終H2的濃度增大,D項錯誤。答案B3.密閉容器中,由H2和CO干脆制備二甲醚(CH3OCH3),其過程包含以下反應(yīng):ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1=-90.1kJ·mol-1ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-24.5kJ·mol-1當(dāng)其他條件相同時,由H2和CO干脆制備二甲醚的反應(yīng)中,CO平衡轉(zhuǎn)化率隨條件X的變更曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.由H2和CO干脆制備二甲醚的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.條件X為壓強C.X增大,二甲醚的產(chǎn)率肯定增大D.X增大,該反應(yīng)的平衡常數(shù)肯定減小解析將ⅰ×2+ⅱ得:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-204.7kJ·mol-1,因此由H2和CO干脆制備二甲醚的反應(yīng)為放熱反應(yīng),A項正確;依據(jù)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),壓強越大,CO平衡轉(zhuǎn)化率越大,與圖像不符,B項錯誤;X增大,CO平衡轉(zhuǎn)化率減小,二甲醚的產(chǎn)率可能減小,C項錯誤;依據(jù)圖像,X可能是溫度,溫度上升,平衡逆向移動,反應(yīng)的平衡常數(shù)減小,X也可能是容器的體積,平衡逆向移動,CO平衡轉(zhuǎn)化率減小,但平衡常數(shù)不變,D項錯誤。答案A【歸納總結(jié)】解答化學(xué)平衡移動類試題的一般思路“等效平衡”理論的應(yīng)用4.(2024·江蘇化學(xué),12)肯定溫度下,在三個容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱),測得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下:容器1容器2容器3反應(yīng)溫度T/K700700800反應(yīng)物投入量2molSO2、1molO24molSO32molSO2、1molO2平衡v正(SO2)/mol·L-1·s-1v1v2v3平衡c(SO3)/mol·L-1c1c2c3平衡體系總壓強p/Pap1p2p3物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率αα1(SO2)α2(SO3)α3(SO2)平衡常數(shù)KK1K2K3下列說法正確的是()A.v1<v2,c2<2c1 B.K1>K3,p2>2p3C.v1<v3,α1(SO2)>α3(SO2) D.c2<2c3,α2(SO3)+α3(SO2)<1解析容器2中反應(yīng)物投入量相當(dāng)于容器1中反應(yīng)物投入量的2倍,平衡時,容器2中SO2的反應(yīng)速率大,容器2中反應(yīng)達(dá)到的平衡相當(dāng)于容器1中反應(yīng)達(dá)到平衡后加壓,增大壓強,平衡正向移動,則平衡時SO3的濃度:c2>2c1,A項錯誤;平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān),容器3中溫度高,而該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,則K1>K3,容器1和容器2中溫度相同,投料量不同,平衡時p2<2p1,升溫平衡逆向移動,則平衡時p1<p3,故p2<2p3,B項錯誤;容器1和容器3中反應(yīng)物投入量相等,但是容器3中溫度高,則反應(yīng)速率快,即v3>v1,上升溫度,平衡逆向移動,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小,即α1(SO2)>α3(SO2),C項正確;平衡時c2>2c1,c1>c3,故c2>2c3,假設(shè)容器2中投入2molSO3且保持容器2和容器3的反應(yīng)溫度相同,則兩容器中的反應(yīng)達(dá)到的平衡完全等效,則有α2(SO3)+α3(SO2)=1,對于容器2而言,相當(dāng)于對容器3加壓并降低溫度,該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的放熱反應(yīng),加壓、降溫均會使平衡正向移動,則α2(SO3)減小,所以α2(SO3)+α3(SO2)<1,D項正確。答案CD5.(2024·蘇錫常鎮(zhèn)二調(diào))肯定溫度下,在三個容積均為1.0L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng):CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(g)ΔH<0。下列說法正確的是()容器編號溫度/K物質(zhì)的起始濃度/mol·L-1物質(zhì)的平衡濃度/mol·L-1c(CH3OH)c(CO)c(CH3COOH)c(CH3COOH)Ⅰ5300.500.5000.40Ⅱ5300.200.200.40Ⅲ510000.50A.達(dá)平衡時,容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強之比為3∶4B.達(dá)平衡時,容器Ⅱ中eq\f(c(CH3COOH),c(CH3OH))比容器Ⅰ中的大C.達(dá)平衡時,容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大D.達(dá)平衡時,容器Ⅰ中CH3OH轉(zhuǎn)化率與容器Ⅲ中CH3COOH轉(zhuǎn)化率之和小于1解析A項,eq\a\vs4\ac\hs10\co6(,CH3OH(g),+,CO(g),,CH3COOH(g),c(始)/mol·L-1,0.5,,0.5,,0,c(變)/mol·L-1,0.4,,0.4,,0.4,c(平)/mol·L-1,0.1,,0.1,,0.4)平衡時n(總)=0.6mol,Ⅱ相當(dāng)于在I的基礎(chǔ)上多投入0.1molCH3OH、0.1molCO,若平衡不移動,則n(總)=0.8mol,事實平衡向正反應(yīng)方向移動,氣體總物質(zhì)的量減小,容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強之比大于3∶4,錯誤;B項,容器II相對于容器Ⅰ多投入0.1molCH3OH、0.1molCO,成比例增加投料量,相當(dāng)于加壓,平衡向正反應(yīng)方向移動,eq\f(c(CH3COOH),c(CH3OH))增大,正確;C項,不考慮溫度不同,Ⅰ和Ⅲ兩者等效,Ⅲ的溫度低,速率慢,錯誤;D項,Ⅲ中溫度低,相當(dāng)于降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,則Ⅲ中CH3OOH轉(zhuǎn)化率減小,正確。答案BD6.(2024·江蘇無錫期末)肯定溫度下,在甲、乙、丙、丁四個恒容密閉容器中投入SO2(g)和O2(g),進(jìn)行反應(yīng):2SO2+O22SO3,其起始物質(zhì)的量及SO2的平衡轉(zhuǎn)化率如下表所示。下列推斷中正確的是()甲乙丙丁密閉容器體積/L2221起始物質(zhì)的量n(SO2)/mol0.400.800.800.40n(O2)/mol0.240.240.480.24SO2的平衡轉(zhuǎn)化率%80α1α2α3A.該溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為400B.SO2的平衡轉(zhuǎn)化率:α1>α2=α3C.達(dá)到平衡時,容器丁中的正反應(yīng)速率比容器丙中的正反應(yīng)速率大D.達(dá)到平衡時,容器丙中c(SO3)大于容器甲中c(SO3)的兩倍解析依據(jù)甲容器,平衡時,n(SO2)=0.08mol,n(O2)=0.08mol,n(SO3)=0.32mol,K=eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.32mol,2L)))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.08mol,2L)))\s\up12(2)·\f(0.08mol,2L))=400,A項正確;乙與丙對比,相當(dāng)于在丙中多加入了O2,所以丙中SO2的轉(zhuǎn)化率增大,α2>α1,丙與丁相比,丁的容器削減一半,且丁中的物質(zhì)的量也是丙中的一半,所以丙、丁中的轉(zhuǎn)化率相等,B項錯誤;丙、丁中的濃度相同,所以兩容器中的正反應(yīng)速率相等,C項錯誤;丙中起始投入量為甲中的2倍,丙相當(dāng)于2個甲容器加壓,平衡正向移動,所以丙中平衡時,SO3濃度比甲中的2倍大,D項正確。答案AD【方法技巧】等效平衡推斷“四步曲”eq\x(第一步,看):視察可逆反應(yīng)特點(物質(zhì)狀態(tài)、氣體分子數(shù)),推斷反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)還是反應(yīng)前后氣體體積變更的可逆反應(yīng);eq\x(其次步,挖):挖掘反應(yīng)條件,是恒溫恒容還是恒溫恒壓,留意密閉容器不等于恒容容器;eq\x(第三步,倒):采納一邊倒法,將起始物質(zhì)按可逆反應(yīng)化學(xué)計量數(shù)之比轉(zhuǎn)化成同一邊的物質(zhì);eq\x(第四步,聯(lián)):聯(lián)系等效平衡推斷依據(jù),結(jié)合題目條件推斷是否達(dá)到等效平衡。平衡圖像問題7.(2024·日照質(zhì)量檢測)T℃時,在恒容密閉容器中充入肯定量的H2和CO,在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。反應(yīng)達(dá)到平衡時,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)與eq\f(n(H2),n(CO))的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.反應(yīng)達(dá)平衡時,上升體系溫度,CO轉(zhuǎn)化率上升B.反應(yīng)達(dá)平衡時,再充入肯定量Ar,平衡右移,平衡常數(shù)不變C.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變更說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D.eq\f(n(H2),n(CO))=2.5時達(dá)到平衡狀態(tài):CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖中的F點解析氣體投料比等于化學(xué)計量數(shù)之比時,平衡時生成物的體積分?jǐn)?shù)最大,當(dāng)eq\f(n(H2),n(CO))=2.5時,達(dá)到平衡狀態(tài),CH3OH的體積分?jǐn)?shù)比C點時對應(yīng)的CH3OH的體積分?jǐn)?shù)小,可能是圖中的F點,D項正確。該反應(yīng)的ΔH<0,反應(yīng)達(dá)平衡時,上升體系溫度,平衡逆向移動,CO的轉(zhuǎn)化率降低,A項錯誤;該反應(yīng)在T℃下在恒容密閉容器中進(jìn)行,反應(yīng)達(dá)平衡時,再充入肯定量Ar,平衡不移動,溫度不變平衡常數(shù)不變,B項錯誤;因該反應(yīng)前后均是氣體,故混合氣體的總質(zhì)量不變,又容器容積不變,故混合氣體的密度始終保持不變,C項錯誤。答案D8.某溫度下,將6molCO2和8molH2充入2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,容器中H2的物質(zhì)的量隨時間的變更關(guān)系如圖中的實線所示。圖中虛線表示僅變更某一反應(yīng)條件時,H2的物質(zhì)的量隨時間的變更關(guān)系。下列說法正確的是()A.從反應(yīng)起先至a點,v(CO2)=0.9mol·L-1·min-1B.曲線Ⅰ對應(yīng)的條件變更可能是減小壓強C.曲線Ⅱ?qū)?yīng)的條件變更可能是充入氫氣D.該溫度下,此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)值為0.5解析由圖可知,a點氫氣的物質(zhì)的量為4.4mol,參與反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為8mol-4.4mol=3.6mol,氫氣的濃度變更量為eq\f(3.6mol,2L)=1.8mol/L,故v(H2)=eq\f(1.8mol/L,2min)=0.9mol·L-1·min-1,速率比等于化學(xué)計量數(shù)之比,故v(CO2)=eq\f(1,3)v(H2)=0.3mol·L-1·min-1,A項錯誤;由圖可知,曲線Ⅰ到達(dá)平衡的時間縮短,反應(yīng)速率加快,平衡時氫氣的物質(zhì)的量增大,平衡向逆反應(yīng)移動,正反應(yīng)放熱反應(yīng),說明是上升溫度,B項錯誤;條件變更假如是充入氫氣,平衡正向移動,反應(yīng)速率加快,但氫氣的總量應(yīng)比以前的多,而曲線Ⅱ速率加快,氫氣的量變少,C項錯誤;由圖可知,T℃時平衡時氫氣的物質(zhì)的量為2mol,參與反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為8mol-2mol=6mol,氫氣的濃度變更量為3mol/L,則:故該溫度下平衡常數(shù)K=eq\f(1×1,2×12)=0.5,D項正確。答案D9.(2024·江蘇南京、鹽城一模)在四個恒容密閉容器中按左下表相應(yīng)量充入氣體,發(fā)生2N2O(g)2N2(g)+O2(g),容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O平衡轉(zhuǎn)化率如右下圖所示:容器容積/L起始物質(zhì)的量/molN2ON2O2ⅠV10.100Ⅱ1.00.100ⅢV30.100Ⅳ1.00.060.060.04下列說法正確的是()A.該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱B.相同溫度下反應(yīng)時,平均反應(yīng)速率:v(Ⅰ)>v(Ⅲ)C.圖中A、B、C三點處容器內(nèi)總壓強:p(Ⅰ)A<p(Ⅱ)B<p(Ⅲ)CD.容器Ⅳ在470℃進(jìn)行反應(yīng)時,起始速率:v(N2O)正>v(N2O)逆解析從圖像來看,隨著溫度的上升,N2O的轉(zhuǎn)化率增大,說明上升溫度,平衡正向移動,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A項錯誤;從圖中看,相同溫度下,Ⅲ的轉(zhuǎn)化率最小,因該反應(yīng)為體積增大的反應(yīng),故Ⅲ的壓強最大,容器的體積最小,所以v(Ⅰ)<v(Ⅲ),B項錯誤;容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中起始N2O的物質(zhì)的量相等,A、B、C三點處N2O的轉(zhuǎn)化率相同,則容器中各組分的物質(zhì)的量相等,由于Ⅲ中體積最小,且溫度高,所以壓強最大,C項正確;圖中470℃時,容器Ⅱ中,N2O的轉(zhuǎn)化率為60%,各組分的量為n(N2O)=0.04mol,n(N2)=0.06mol,n(O2)=0.03mol,K=c2(N2)·c(O2)/c2(N2O)=(0.06)2×0.03/(0.04)2=0.045,容器Ⅳ中,若溫度不變,則K不變,Qc=(0.06)2×0.04/(0.06)2=0.04,因為Qc<K,所以平衡應(yīng)正向移動,則v(N2O)正>v(N2O)逆,D項正確。答案CD【方法技巧】“四步法”解圖像題11等效平衡1.構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡潔的疊加并壓縮而成,相當(dāng)于增大壓強。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,見圖示)新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡潔的疊加,壓強不變,平衡不移動。3.等效平衡分類及規(guī)律等效類型①②③條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓反應(yīng)的特點任何可逆反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等任何可逆反應(yīng)起始投料換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”相同換算為化學(xué)方程式一邊物質(zhì),其“量”符合同一比例換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”符合同一比例平衡特點質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w%)相同相同相同濃度(c)相同成比例相同(氣體)物質(zhì)的量(n)相同成比例成比例表格型1.(2024·江蘇化學(xué),15)溫度為T1時,在三個容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)2NO(g)+O2(g)(正反應(yīng)吸熱)。試驗測得:v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆為速率常數(shù),受溫度影響。下列說法正確的是()容器編號物質(zhì)的起始濃度(mol·L-1)物質(zhì)的平衡濃度(mol·L-1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)Ⅰ0.6000.2Ⅱ0.30.50.2Ⅲ00.50.35A.達(dá)平衡時,容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強之比為4∶5B.達(dá)平衡時,容器Ⅱ中eq\f(c(O2),c(NO2))比容器Ⅰ中的大C.達(dá)平衡時,容器Ⅲ中NO的體積分?jǐn)?shù)小于50%D.當(dāng)溫度變更為T2時,若k正=k逆,則T2>T1解析A項,2NO2(g)2NO(g)+O2(g)c(始)/(mol·L-1)0.600c(變)/(mol·L-1)0.40.40.2c(平)/(mol·L-1)0.20.40.2K=eq\f(c2(NO)·c(O2),c2(NO2))=eq\f((0.4)2×0.2,(0.2)2)=0.8,平衡時氣體的總物質(zhì)的量為0.8mol。容器Ⅱ中起始?xì)怏w的總物質(zhì)的量為1.0mol,此時Qc=eq\f(c2(NO)·c(O2),c2(NO2))=eq\f((0.5)2×0.2,(0.3)2)<K,正向建立平衡,氣體的物質(zhì)的量增大,即氣體的物質(zhì)的量大于1.0mol,容器Ⅰ和容器Ⅱ中總壓強之比小于4∶5,錯誤;B項,平衡時容器Ⅰ中eq\f(c(O2),c(NO2))=1,容器Ⅱ中,2NO2(g)2NO(g)+O2(g)c(始)/(mol·L-1)0.30.50.2c(變)/(mol·L-1)xx0.5xc(平)/(mol·L-1)0.3-x0.5+x0.2+0.5x若eq\f(c(O2),c(NO2))=1,得x=0.067,代入得Qc=1.38>K,平衡逆向移動,故容器Ⅱ中,eq\f(c(O2),c(NO2))<1,[另解:容器Ⅱ中投料量相當(dāng)于0.7molNO2、0.1molNO,容器Ⅰ中投料量為0.6molNO2,容器Ⅱ相對于容器Ⅰ相當(dāng)于多投入0.1molNO2,相當(dāng)于加壓,平衡逆向移動,多投入0.1molNO,平衡逆向移動,eq\f(c(O2),c(NO2))減小],錯誤;C項,容器Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)時,NO的體積分?jǐn)?shù)為50%,設(shè)容器Ⅲ中平衡時NO的體積分?jǐn)?shù)也為50%,2NO2(g)2NO(g)+O2(g)c(始)/(mol·L-1)00.50.35c(變)/(mol·L-1)xx0.5xc(平)/(mol·L-1)x0.5-x0.35-0.5x則有eq\f(0.5-x,x+0.5-x+0.35-0.5x)=0.5,x=0.1,此時Qc=4.8>K,平衡逆向移動,NO的體積分?jǐn)?shù)小于50%,[另解:容器Ⅲ的投料量改為0.6molNO和0.3molO2,則建立與容器Ⅰ等效的平衡,現(xiàn)在投料量削減0.1molNO,增加0.05molO2,造成NO體積分?jǐn)?shù)減小],正確;D項,達(dá)到平衡時,v(正)=v(逆),有k正c2(NO2)=k逆c2(NO)·c(O2),有eq\f(k正,k逆)=eq\f(c2(NO)·c(O2),c2(NO2))=K,T1時eq\f(k正,k逆)=K=0.8,T2時eq\f(k正,k逆)=K=1,K值增大,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),說明溫度上升,即T2>T1,正確。答案CD2.(2024·江蘇化學(xué),15)肯定溫度下,在3個體積均為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)達(dá)到平衡,下列說法正確的是()容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度/mol·L-1物質(zhì)的平衡濃度/mol·L-1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200Ⅲ500000.100.025A.該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱B.達(dá)到平衡時,容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大C.達(dá)到平衡時,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍D.達(dá)到平衡時,容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大解析對比容器Ⅰ和Ⅲ可知兩者投料量相當(dāng),若溫度相同,最終建立等效平衡,但Ⅲ溫度高,平衡時c(CH3OH)小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A正確;Ⅱ相對于Ⅰ成比例增加投料量,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動,轉(zhuǎn)化率提高,所以Ⅱ中轉(zhuǎn)化率高,B錯誤;不考慮溫度,Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動,所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的兩倍,且Ⅲ的溫度比Ⅱ高,相對于Ⅱ,平衡向逆反應(yīng)方向移動,c(H2)增大,C錯誤;對比Ⅰ和Ⅲ,溫度相同,兩者建立等效平衡兩容器中速率相等,但Ⅲ溫度高,速率加快,D正確。答案AD3.(2024·江蘇南京期初學(xué)情調(diào)研)肯定溫度下,向容積為2L的密閉容器中充入肯定量的SO2和O2,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中t1<t2),下列說法正確的是()反應(yīng)時間/minn(SO2)/moln(O2)/mol00.100.060t10.012t20.016A.反應(yīng)在0~t1min內(nèi)的平均速率為v(SO3)=0.088/t1mol·L-1·min-1B.保持其他條件不變,起始時向容器中充入0.10molSO3和0.010molO2,到達(dá)平衡時,n(SO2)=0.012molC.保持其他條件不變,上升溫度,平衡時c(SO2)=0.0070mol·L-1,則反應(yīng)的ΔH>0D.相同溫度下,起始時向容器中充入0.050molSO2和0.030molO2,達(dá)到平衡時SO2轉(zhuǎn)化率小于88%解析0~t1min內(nèi),SO2減小0.1-0.012=0.088mol,v(SO3)=v(SO2)=0.088mol/2L÷t1=0.044/t1mol·L-1·min-1,A項錯誤;0.1molSO3和0.01molO2相當(dāng)于0.1molSO2和0.06molO2,達(dá)到平衡時,與表中相同,在t1時,SO2減小0.088mol,則O2減小0.044mol,平衡時O2為0.06-0.044=0.016mol,與t2相同,所以在t1時,已達(dá)平衡,則n(SO2)=0.012mol,B項正確;平衡時,c(SO2)=0.012mol/2L=0.006mol·L-1,上升溫度時,c(SO2)增大,平衡逆向移動,所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng),C項錯誤;表中SO2的轉(zhuǎn)化率為(0.1-0.012)/0.1×100%=88%,若投入量減半,則相當(dāng)于減壓,平衡逆向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率減小,即小于88%,D項正確。答案BD4.(2024·通揚泰徐淮宿二調(diào))Bodensteins探討反應(yīng):H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH<0,溫度T時,在兩個體積均為1L的密閉容器中進(jìn)行試驗,測得氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)w(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表:容器編號起始物質(zhì)t/min020406080100Ⅰ0.5molI2、0.5molH2w(HI)/%05068768080ⅡxmolHIw(HI)/%1009184818080探討發(fā)覺,上述反應(yīng)中v正=ka·w(H2)·w(I2),v逆=kb·w2(HI),其中ka、kb為常數(shù)。下列說法正確的是()A.溫度為T時,該反應(yīng)的eq\f(ka,kb)=64B.容器Ⅰ中,前20min的平均速率v(HI)=0.0125mol·L-1·min-1C.若起始時,向容器Ⅰ中加入物質(zhì)的量均為0.1mol的H2、I2和HI,反應(yīng)逆向進(jìn)行D.若兩容器中,kaⅠ=kaⅡ且kbⅠ=kbⅡ,則x的值肯定為1解析A項,該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),達(dá)到平衡時v正=v逆,w(H2)=w(I2)=10%,w(HI)=80%,eq\f(ka,kb)=w2(HI)/[w(H2)·w(I2)]=64,正確;B項,20min時,w(HI)=50%,即n(HI)=0.5mol,v(HI)=0.025mol·L-1·min-1,錯誤;C項,此時Qc=1<K,正向建立平衡,錯誤;若兩容器中,kaⅠ=kaⅡ且kbⅠ=kbⅡ,此時容器Ⅱ和容器I為恒溫恒容條件下的等效平衡,x=1,正確。答案AD5.(2024·江蘇南通第一次調(diào)研)700℃時,向容積為2L的恒容密閉容器中充入肯定量的CO和H2,發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表:反應(yīng)時間/minn(CO)/moln(H2)/mol00.601.20200.20300.40下列說法正確的是()A.反應(yīng)在20min內(nèi)的平均速率為v(H2)=0.04mol·L-1·min-1B.保持其他條件不變,上升溫度,平衡時c(CH3OH)=0.15mol·L-1,則反應(yīng)的ΔH<0C.保持其他條件不變,再向平衡體系中同時通入0.20molCO、0.20molH2、0.20molCH3OH,達(dá)到新平衡前v(正)>v(逆)D.相同溫度下,若起始時向容器中充入1.0molCH3OH,達(dá)到平衡時CH3OH轉(zhuǎn)化率大于eq\f(1,3)解析v(H2)=2v(CO)=2[(0.6-0.2)mol/2L]÷20min=0.02mol·L-1·min-1,A項錯誤;由表中數(shù)據(jù)知,20min時,CO反應(yīng)掉0.4mol,同時H2反應(yīng)掉0.8mol,余下n(H2)=1.20-0.80=0.40(mol),而30min時,n(H2)=0.40mol,所以在20min時,說明反應(yīng)已達(dá)平衡,平衡時,n(CH3OH)=0.4mol,c(CH3OH)=0.20mol·L-1,上升溫度,c(CH3OH)減小,平衡逆向移動,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng),B項正確;平衡時,c(CO)=0.1mol·L-1,c(H2)=0.2mol·L-1,c(CH3OH)=0.2mol·L-1,K=c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)]=0.2/[0.1×(0.2)2]=50,再通入0.20molCO、0.20molH2、0.20molCH3OH時,c(CO)=(0.2+0.2)/2=0.2(mol·L-1),c(H2)=(0.4+0.2)/2=0.3(mol·L-1),c(CH3OH)=(0.4+0.2)/2=0.3(mol·L-1),Qc=eq\f(0.3,0.2×0.32)=16.67<K,所以平衡應(yīng)正向移動,即達(dá)到新平衡前v(正)>v(逆),C項正確;表中充入0.60molCO和1.20molH2,相當(dāng)于充入0.60molCH3OH,平衡時,CH3OH為0.40mol,平衡時CH3OH轉(zhuǎn)化率為(0.60-0.40)mol/0.60mol=eq\f(1,3),充入1.0molCH3OH,相當(dāng)于加壓容器,平衡向生成CH3OH方向移動,所以CH3OH的轉(zhuǎn)化率小于eq\f(1,3),D項錯誤。答案BC圖像型6.(2015·江蘇化學(xué),15改編)在體積均為1.0L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉,再分別加入0.1molCO2和0.2molCO2,在不同溫度下反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)達(dá)到平衡,平衡時CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變更如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點均處于曲線上)。下列說法正確的是()A.反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0B.體系的總壓強p總:p總(狀態(tài)Ⅱ)<2p總(狀態(tài)Ⅰ)C.體系中c(CO):c(CO,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO,狀態(tài)Ⅲ)D.逆反應(yīng)速率v逆:v逆(狀態(tài)Ⅰ)>v逆(狀態(tài)Ⅲ)解析A項,CO2(g)+C(s)2CO(g)是氣體的物質(zhì)的量增加的反應(yīng),故ΔS>0,視察圖像知,隨著溫度的上升,c(CO2)減小,平衡正移,則ΔH>0,錯誤;B項,相同溫度下,圖中Ⅱ點所在曲線對應(yīng)的c(CO2)高,表示通入0.2molCO2,則Ⅰ點所在曲線表示通入0.1molCO2,Ⅰ點和Ⅱ點的c(CO2)相等,由圖知參與反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量,Ⅱ點大于Ⅰ點的2倍,且該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng),同時Ⅱ點的溫度比Ⅰ點高,所以體系的總壓強p總:p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ),錯誤;C項,狀態(tài)Ⅱ和Ⅲ,溫度相同,Ⅱ中CO2的投料量是Ⅲ中CO2投料量的2倍,若恒容時兩平衡等效,則有c(CO,狀態(tài)Ⅱ)=2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),但成比例增加投料量,相當(dāng)于加壓,平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以c(CO,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),正確;D項,狀態(tài)Ⅰ和Ⅲ相比,Ⅲ的溫度高,反應(yīng)速率快,所以v逆(狀態(tài)Ⅲ)>v逆(狀態(tài)Ⅰ),錯誤。答案C7.(2024·南京鹽城一模)已知:CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。向恒容密閉容器中充入0.1molCH4和0.2molH2S,不斷上升溫度,測得平衡時體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示:下列說法正確的是()A.該反應(yīng)的ΔH<0B.X點CH4的轉(zhuǎn)化率為20%C.X點與Y點容器內(nèi)壓強比為51∶55D.維持Z點溫度,向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol時v(正)<v(逆)解析A項,由圖示可知,隨溫度上升,H2S、CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)吸熱,錯誤;B項,eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,CH4(g),+,2H2S(g),,CS2(g),+,4H2(g),n(始)/mol,0.1,,0.2,,0,,0,n(變)/mol,a,,2a,,a,,4a,n(平)/mol,0.1-a,,0.2-2a,,a,,4a)X點,n(CH4)=n(H2),0.1-a=4a,a=0.02,此時CH4轉(zhuǎn)化率為20%,正確;C項,Y點n(H2S)=n(H2),解得a=1/30mol,X點氣體的總物質(zhì)的量為0.34mol,Y點氣體的總物質(zhì)的量為11/30mol,氣體物質(zhì)的量之比為51∶55,但X、Y兩點的溫度不同,壓強比小于51∶55,錯誤;D項,同理可求得Z點時a=0.05mol,此時CH4、H2S、CS2、H2的物質(zhì)的量分別為0.05mol、0.1mol、0.05mol、0.2mol,設(shè)體積為1L,K=0.16,再充入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol,此時Qc=0.2015>K,逆向建立平衡,正確。答案BD8.(2024·江蘇南京三模)在2L恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)。起始時n(CO2)=4mol,投入不同量的H2,測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變更關(guān)系如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是()A.該反應(yīng)的ΔH<0B.三種條件下起始的n(H2):①<②<③C.其他條件不變,擴大容器體積可提高CO2的轉(zhuǎn)化率D.曲線③對應(yīng)的H2起始投料為8mol,則400K時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.6875解析隨著溫度的上升,CO2的轉(zhuǎn)化率下降,即平衡逆向移動,說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A項正確;取相同溫度時,CO2的轉(zhuǎn)化率為①>②>③,當(dāng)H2的量越多,CO2的轉(zhuǎn)化率則越高,故起始時n(H2)為①>②>③,B項錯誤;擴大容器體積,相當(dāng)于減小壓強,平衡逆向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率減小,C項錯誤;K=eq\f(\f(1,2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))\s\up12(3),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,2)))\s\up12(2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,2)))\s\up12(6))=eq\f(1,2)×eq\f(27,8)=1.6875,D項正確。答案AD表格加圖像型9.(2024·鹽城三調(diào))在三個容積均為1L的恒溫恒容密閉容器中,起始時按表中相應(yīng)的量加入物質(zhì),在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)3CO(g)+3H2(g)(CH3)2O(g)+CO2(g)(不發(fā)生其他反應(yīng)),CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(雙選)()A.該反應(yīng)的ΔH<0,圖中壓強p1>p2B.達(dá)到平衡時,容器Ⅱ中CO的平衡轉(zhuǎn)化率大于50%C.達(dá)到平衡時,容器Ⅰ與容器Ⅱ的總壓強之比小于4∶5D.達(dá)到平衡時,容器Ⅲ中n[(CH3)2O]是容器Ⅱ中的2倍解析A項,由圖可知隨溫度上升,CO轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,逆反應(yīng)吸熱,正反應(yīng)放熱,正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),壓強大,平衡正向移動,CO轉(zhuǎn)化率大,所以p1>p2,正確;B項,容器Ⅱ相對于容器I,增加0.1molCO,平衡逆向移動,CO轉(zhuǎn)化率減小,錯誤;C項,容器I中平衡時,氣體的總物質(zhì)的量為0.4mol,Ⅱ比I多投入0.1molCO2,若平衡不移動,容器Ⅰ與容器Ⅱ的總壓強之比等于4∶5,容器II中平衡逆向移動,氣體物質(zhì)的量增多,容器Ⅰ與容器Ⅱ的總壓強之比小于4∶5,正確;D項,Ⅲ的投料量是Ⅱ的2倍,成比例增加投料量,相當(dāng)于加壓,平衡向正反應(yīng)方向移動,n[(CH3)2O]增大,錯誤。答案AC10.(2024·江蘇蘇北三市三模)肯定溫度下,在三個容積均為2.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),各容器中起始物質(zhì)的物質(zhì)的量與反應(yīng)溫度見下表,反應(yīng)過程中容器Ⅰ、Ⅲ中CH3OH的物質(zhì)的量隨時間變更關(guān)系如下圖所示:容器溫度/℃起始物質(zhì)的量/molCO(g)H2(g)CH3OH(g)ⅠT10.20.40ⅡT1000.4ⅢT20.20.40下列說法正確的是()A.在前20min內(nèi),容器Ⅰ中反應(yīng)的平均速率為v(H2)=0.012mol·L-1·min-1B.達(dá)到平衡后,容器Ⅰ中再充入0.20molCO和0.20molCH3OH,此時v(正)>v(逆)C.達(dá)到平衡時,容器Ⅱ中的壓強肯定大于容器Ⅰ中的壓強的兩倍D.將容器Ⅲ改為絕熱容器,試驗起始溫度為T2,達(dá)到平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率小于50%解析v(H2)=2v(CH3OH)=2×eq\f(\f(0.12mol,2L),20min)=0.006mol·L-1·min-1,A項錯誤;原平衡時,K=eq\f(\f(0.12,2),\f(0.08,2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.16,2)))\s\up12(2))=234.375,Qc=eq\f(\f(0.32,2),\f(0.28,2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.16,2)))\s\up12(2))=178.57,Qc<K,反應(yīng)應(yīng)正向移動,則v(正)>v(逆),B項正確;Ⅱ中投入量相當(dāng)于I中的2倍,容器體積固定,則為加壓,平衡正向移動,壓強小于2倍,C項錯誤;原容器Ⅲ中,CO的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.1mol,0.2mol)×100%=50%,從圖分析知,Ⅲ相對于Ⅰ先產(chǎn)生拐點,則Ⅲ對應(yīng)的溫度高,Ⅲ中平衡時CH3OH的物質(zhì)的量小,說明高溫下平衡逆向移動,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),在絕熱容器中反應(yīng),相當(dāng)于上升溫度,平衡逆向移動,CO的轉(zhuǎn)化率減小,D項正確。答案BD11.(2024·江蘇南京鹽城二模)肯定溫度下,在三個容積均為2.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)各容器中起始物質(zhì)的量濃度與反應(yīng)溫度如下表所示,反應(yīng)過程中甲、丙容器中CO2的物質(zhì)的量隨時間變更關(guān)系如下圖所示。容器溫度/℃起始物質(zhì)的量濃度/(mol·L-1)NO(g)CO(g)N2CO2甲t10.100.1000乙t2000.100.20丙t20.100.1000下列說法正確的是()A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.乙容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時,N2的轉(zhuǎn)化率小于40%C.達(dá)到平衡時,乙容器中的壓強肯定大于甲容器的2倍D.丙容器中反應(yīng)達(dá)到平衡后,再充入0.10molNO和0.10molCO2,此時v(正)<v(逆)解析起始時,甲、丙投入的量相等,但甲先有拐點,則甲中的溫度高,甲對應(yīng)的CO2少,所以升溫時反應(yīng)逆向移動,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),A項錯誤;乙和丙的溫度相同,丙中起始投入量相等于乙中的一半,丙中平衡時,n(CO2)=0.12mol,n(N2)=0.06mol,相當(dāng)于丙中N2的轉(zhuǎn)化率為(0.1-0.06)/0.1=40%,乙相對于丙而言,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動,則N2的轉(zhuǎn)化率減小,即小于40%,B項正確;乙中起始投入量為甲的2倍,平衡時,乙中的壓強小于甲中的壓強為2倍,乙中的溫度(t2)小于甲中的溫度(t1),低溫下對應(yīng)的壓強也小,則乙中的壓強肯定小于甲中的2倍,C項錯誤;丙容器中平衡時,n(N2)=0.06mol,n(CO2)=0.12mol,n(NO)=n(CO)=0.08mol,K=eq\f(\f(0.06,2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.12,2)))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.08,2)))\s\up12(2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.08,2)))\s\up12(2))=42.19,再充入0.10molNO和0.10molCO2時,Q=eq\f(\f(0.06,2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.22,2)))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.18,2)))\s\up12(2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.08,2)))\s\up12(2))=28.14,即Qc<K,則平衡應(yīng)正向移動,所以v(正)>v(逆),D項錯誤。答案B文字?jǐn)⑹鲂?2.(2013·江蘇化學(xué),15)肯定條件下存在反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反應(yīng)放熱?,F(xiàn)有三個相同的2L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O,在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2,在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃條件下起先反應(yīng)。達(dá)到平衡時,下列說法正確的是()A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同B.容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同C.容器Ⅰ中CO的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多D.容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1解析容器Ⅰ中正向建立平衡,容器Ⅱ中逆向建立平衡,由于正反應(yīng)放熱、容器為絕熱,前者溫度高,反應(yīng)速率快,A錯誤;容器Ⅰ中溫度高,相對于容器Ⅱ相當(dāng)于上升溫度平衡逆向移動,CO轉(zhuǎn)化率低,剩余的多,C正確;容器Ⅲ的投料量是容器Ⅰ的2倍,由于是氣體體積相等的反應(yīng),若溫度相同,最終建立等效平衡,但由于容器Ⅲ的投料量多,放出的熱量多,兩容器的溫度不同,所以平衡常數(shù)不同,B錯誤;若容器Ⅰ、Ⅱ建立等效平衡,則容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和為1,由A、C分析可知,Ⅰ中溫度高,CO的轉(zhuǎn)化率低,所以兩者之和小于1,D正確。答案CD13.在恒溫恒壓下,向密閉容器中充入4molSO2和2molO2,發(fā)生如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0。2min后,反應(yīng)達(dá)到平衡,生成SO3為1.4mol,同時放出熱量QkJ。則下列分析正確的是()A.若反應(yīng)起先時容器體積為2L,則v(SO3)=0.35mol·L-1·min-1B.2min后,向容器中再通入肯定量的SO3氣體,重新達(dá)到平衡時,SO2的含量降低C.若把條件“恒溫恒壓”改為“恒壓絕熱”,則平衡后n(SO3)大于1.4molD.若把條件“恒溫恒壓”改為“恒溫恒容”,則平衡時放出熱量小于QkJ解析若反應(yīng)起先時容器體積為2L,該反應(yīng)氣體物質(zhì)的量減小,氣體體積變小,則v(SO3)>eq\f(1.4,2×2)mol·L-1·min-1=0.35mol·L-1·min-1,A項錯誤;2min后,向容器中再通入肯定量的SO3氣體,因為是恒溫恒壓條件下,平衡不移動,重新達(dá)到平衡時,SO2的含量不變,B項錯誤;若把條件“恒溫恒壓”改為“恒壓絕熱”,反應(yīng)放熱,升溫平衡左移,則平衡后n(SO3)小于1.4mol,C項錯誤;該反應(yīng)氣體物質(zhì)的量減小,若把條件“恒溫恒壓”改為“恒溫恒容”,相當(dāng)于減壓,平衡左移,則平衡時放出熱量小于QkJ,D項正確。答案D【歸納總結(jié)】等效平衡內(nèi)容是中學(xué)基礎(chǔ)理論學(xué)問中最難理解的部分之一,是江蘇高考必考題型,為選擇題中的壓軸題,要求學(xué)生具備平衡的思想,要有很強的邏輯思維實力,同學(xué)們在學(xué)習(xí)時感到特殊的困難,若在平常的學(xué)習(xí)中,形成肯定的解題思路則可達(dá)到事半功倍的效果。如對于某些化學(xué)平衡問題,在解答過程中若建立“虛擬過程”模型,然后進(jìn)行參照對比,可以使看似困難的問題簡潔化。過程虛擬法:就是在分析或解決問題時,依據(jù)須要和可能,虛擬出能便利解題的對象,并以此為中介,實現(xiàn)由條件向結(jié)論轉(zhuǎn)化的思維方法。極端假設(shè)法:是科學(xué)探討中常用的一種思維方法。極端假設(shè)是指依據(jù)已知的條件,把困難問題假設(shè)為處于志向的極端狀態(tài),站在極端的角度去分析、考慮問題,使其因果關(guān)系顯得非常明顯、簡潔,從而快速地作出正確推斷的方法?!緦W(xué)問網(wǎng)絡(luò)回顧】1.已知反應(yīng)CO(g)+H2O(g)eq\o(,\s\up7(催化劑))CO2(g)+H2(g)ΔH<0。在肯定溫度和壓強下于密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡。下列敘述正確的是()A.上升溫度,K增大B.減小壓強,n(CO2)增加C.更換高效催化劑,α(CO)增大D.充入肯定量的氮氣,n(H2)不變答案D2.(2024·揚州模擬)現(xiàn)有下列兩個圖像:下列反應(yīng)中符合上述圖像的是()A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH>0C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0D.H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g)ΔH>0解析由左邊的圖像可知,溫度越高生成物的濃度越大,說明上升溫度,平衡向正反應(yīng)移動,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);由右邊圖像可知,相交點左邊未達(dá)平衡,相交點為平衡點,相交點右邊壓強增大,平衡被破壞,v逆>v正,平衡向逆反應(yīng)方向移動,說明正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng);綜合上述分析可知,可逆反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)且正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,為放熱反應(yīng),正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),A不符合;2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH>0,為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),B符合;4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH<0,正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),但為放熱反應(yīng),C不符合;H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g)ΔH>0,為吸熱反應(yīng),但正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),D不符合。答案B3.(2024·江蘇通揚泰淮三模)溫度為T時,向2.0L恒容密閉容器中充入1.0molPCl5,發(fā)生反應(yīng):PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)ΔH=akJ/mol(a>0)0~10min保持容器溫度不變,10min時變更一種條件,整個過程中PCl5、PCl3、Cl2的物質(zhì)的量隨時間的變更如圖所示。下列說法正確的是()A.0~4min的平均速率v(Cl2)=0.05mol/(L·min)B.10min時變更的條件是分別出肯定量的PCl5C.起始時向該容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,保持溫度為T,反應(yīng)達(dá)平衡時放出的熱量大于1.6akJD.溫度為T,起始時向該容器中充入1.0molPCl5、0.10molPCl3和0.10molCl2,反應(yīng)達(dá)到平衡前,v(正)>v(逆)解析v(Cl2)=eq\f(\f(0.2mol,2.0L),4min)=0.025mol/(L·min),A項錯誤;若分別出PCl5,則平衡會逆向移動,再次達(dá)到平衡時,PCl3和Cl2的物質(zhì)的量削減,與圖像不吻合,B項錯誤;充入1.0molPCl5,相當(dāng)于充入1.0molPCl3和1.0molCl2,平衡時,PCl3為0.2mol,即轉(zhuǎn)化0.8molPCl3,共放出0.8akJ熱量,若充入2.0molPCl3和2.0molCl2,相當(dāng)于加壓,平衡向逆向移動,所以放出的熱量大于2×0.8akJ熱量,C項正確;K=eq\f(\f(0.2,2)×\f(0.2,2),\f(0.8,2))=0.025,Qc=eq\f(\f(0.1,2)×\f(0.1,2),\f(1,2))=0.005,Qc<K,平衡應(yīng)正向移動,所以v(正)>v(逆),D項正確。答案CD4.化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。(1)利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS2晶體,發(fā)生如下反應(yīng):TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g)ΔH>0Ⅰ如圖所示,反應(yīng)Ⅰ在石英真空管中進(jìn)行,先在溫度為T2的一端放入未提純的TaS2粉末和少量I2(g),一段時間后,在溫度為T1的一端得到了純凈TaS2晶體,則溫度T1________T2(填“>”“<”或“=”)。上述反應(yīng)體系中循環(huán)運用的物質(zhì)是________。(2)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖所示。該反應(yīng)ΔH________0(填“>”或“<”)。實際生產(chǎn)條件限制在250℃、1.3×104kPa左右,選擇此壓強的理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)由題意可知,未提純的TaS2粉末變成純凈TaS2晶體,要經(jīng)過兩步轉(zhuǎn)化:①TaS2+2I2TaI4+S2,②TaI4+S2TaS2+2I2,即反應(yīng)Ⅰ先在溫度T2端正向進(jìn)行,后在溫度T1端逆向進(jìn)行,反應(yīng)Ⅰ的ΔH大于0,因此溫度T1小于T2,該過程中循環(huán)運用的物質(zhì)是I2。(2)從圖像來看,隨著溫度的上升,CO的轉(zhuǎn)化率變小,故ΔH<0,綜合溫度、壓強對CO轉(zhuǎn)化率的影響來看,在題給壓強下,CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大,不必再增大壓強。答案(1)<I2(2)<在1.3×104kPa下,CO的轉(zhuǎn)化率已較高,再增大壓強CO轉(zhuǎn)化率提高不大,同時生產(chǎn)成本增加,得不償失一、選擇題1.在肯定條件下,合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列說法正確的是()A.上升溫度,正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減小,平衡正向移動B.增大壓強,平衡正向移動C.減小反應(yīng)物濃度,平衡正向移動D.加入催化劑,對逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大,平衡正向移動解析上升溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,由于合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng),上升溫度,平衡逆向移動,A項錯誤;該反應(yīng)是反應(yīng)后氣體分子總數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強,平衡正向移動,B正確;減小反應(yīng)物濃度,平衡逆向移動,C項錯誤;加入催化劑,同等程度地增大正、逆反應(yīng)的反應(yīng)速率,平衡不移動,D項錯誤。答案B2.下列事實不能用勒夏特列原理說明的是()A.試驗室中用排飽和食鹽水法收集氯氣B.合成氨工廠生產(chǎn)過程中通常采納較高壓強C.工業(yè)上生產(chǎn)硫酸過程中,通入過量空氣以提高SO2利用率D.由NO2(g)、N2O4(g)組成的平衡體系加壓后最終顏色比加壓前深解析Cl2+H2OHCl+HClO,飽和食鹽水中Cl-濃度大,使上述平衡逆向移動,削減Cl2的溶解和反應(yīng),可用勒夏特列原理說明,A項正確;N2+3H22NH3,增壓平衡正向移動,有利于反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的提高,可用勒夏特列原理說明,B項正確;增大一種反應(yīng)物的濃度,平衡正向移動,可以提高另外一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,可用勒夏特列原理說明,C項正確;2NO2(g)N2O4(g),增大壓強,平衡正向移動,氣體的顏色應(yīng)當(dāng)變淺,但增壓后容器的體積減小,N2O4和NO2的濃度均增大,所以氣體的顏色加深,氣體顏色的加深不是由于平衡的移動,而是由于氣體濃度的增大而引起的,不能用勒夏特列原理說明,D項錯誤。答案D3.CO和NO都是汽車尾氣中的有害物質(zhì),它們之間能緩慢地發(fā)生如下反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH<0,現(xiàn)利用此反應(yīng),擬設(shè)計一種環(huán)保裝置,用來消退汽車尾氣對大氣的污染,下列設(shè)計方案可以提高尾氣處理效率的是()①選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎谔岣哐b置溫度③降低裝置的壓強④裝置中放入堿石灰A.①③ B.②④C.①④ D.②③解析①選用適當(dāng)催化劑雖不能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,但能加快反應(yīng)速率,正確;②因為該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以上升溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,錯誤;③該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),因此降低壓強,能使平衡向逆反應(yīng)方向移動,錯誤;④裝置中放入堿石灰能汲取CO2,使CO2的濃度降低,平衡向正反應(yīng)方向移動,正確。答案C4.在肯定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),K為化學(xué)平衡常數(shù),其中K和溫度的關(guān)系如下表:t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6依據(jù)以上信息推斷以下說法正確的是()A.此反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.此反應(yīng)只有達(dá)到平衡時,密閉容器中的壓強才不會變更C.此反應(yīng)達(dá)到1000℃時的反應(yīng)速率比700℃時大D.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越低解析正反應(yīng)吸熱,A項錯誤;反應(yīng)前后氣體體積不變,壓強始終不變,B項錯誤;溫度越高反應(yīng)速率越快,C項正確;化學(xué)平衡常數(shù)越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高,D項錯誤。答案C5.在體積為VL的密閉容器中存在化學(xué)平衡:2NO2(g)N2O4(g),ΔH<0?,F(xiàn)保持溫度不變,將容器體積縮小一半后,下列說法不正確的是()A.容器內(nèi)氣體顏色變深B.容器內(nèi)NO2分子數(shù)削減C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大D.NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大解析保持溫度不變,將容器體積縮小一半,增大了壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,但c(NO2)增大,容器內(nèi)氣體顏色變深,A項正確;依據(jù)上述分析,平衡正向移動,NO2的分子數(shù)削減,B項正確;依據(jù)M=m÷n,密閉容器中質(zhì)量不變,平衡正向移動,n減小,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大,C項正確;依據(jù)上述分析,平衡正向移動,NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,D項錯誤。答案D6.肯定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g),達(dá)到平衡后測得A的濃度為0.5mol·L-1,保持溫度不變,將密閉容器的容積壓縮為原來的一半再次達(dá)到平衡后,測得A的濃度為0.8mol·L-1,則下列敘述正確的是()A.平衡向正反應(yīng)方向移動B.x+y<zC.B的物質(zhì)的量濃度減小D.C的體積分?jǐn)?shù)降低解析壓縮容器的容積時體系壓強增大,假設(shè)平衡不移動,A的濃度應(yīng)為1mol·L-1,但再次平衡后小于1mol·L-1,說明增大壓強平衡向正反應(yīng)方向移動,依據(jù)平衡移動原理知,x+y>z,平衡向正反應(yīng)方向移動,C的體積分?jǐn)?shù)增大,因為壓縮了容器的容積,則B的物質(zhì)的量濃度增大,故A項正確,B、C、D項錯誤。答案A7.在肯定條件下,甲醇發(fā)生脫氫反應(yīng)生成甲醛:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變更曲線如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A.甲醇脫氫反應(yīng)的焓變ΔH<0B.600K時,Y點甲醇的v正<v逆C.從Y點到Z點可通過增大壓強D.在T1K時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為8.1解析分析圖像可知,甲醇的轉(zhuǎn)化率隨溫度的上升而增大,說明該脫氫反應(yīng)是吸熱反應(yīng),ΔH>0,A項錯誤;600K時,Y點在平衡曲線之上,可通過減小甲醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)到平衡,即應(yīng)使平衡逆向移動,故此時甲醇的v正<v逆,B項正確;在Y點時增大壓強,平衡逆向移動,甲醇的轉(zhuǎn)化率減小,不能到Z點,C項錯誤;在T1K時,僅僅知道甲醇的轉(zhuǎn)化率是不能計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)的,D項錯誤。答案B8.(2024·南京期末)在容積肯定的密閉容器中,置入肯定量的一氧化氮和足量碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng):C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),平衡時c(NO)與溫度T的關(guān)系如圖所示,則下列說法正確的是()A.該反應(yīng)的ΔH>0B.若該反應(yīng)在T1、T2時的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1<K2C.在T2時,若反應(yīng)體系處于狀態(tài)D,則此時v正>v逆D.若狀態(tài)B、C、D的壓強分別為pB、pC、pD,則pC=pD>pB解析由圖可知,溫度越高平衡時c(NO)越大,即上升溫度平衡逆反應(yīng)方向移動,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即ΔH<0,A錯誤;該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),上升溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以升溫化學(xué)平衡常數(shù)減小,故K1>K2,B錯誤;T2時反應(yīng)處于狀態(tài)D,c(NO)高于平衡濃度,故反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行,則肯定有v(正)>v(逆),C正確;達(dá)到平衡狀態(tài)時,壓強和溫度成正比例關(guān)系,則pB=pD<pC,D錯誤。答案C9.在初始溫度為500℃、容積恒定為10L的三個密閉容器中,如圖充料發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-25kJ/mol。已知乙達(dá)到平衡時氣體的壓強為起先時的0.55倍;乙、丙中初始反應(yīng)方向不同,平衡后對應(yīng)各組分的體積分?jǐn)?shù)相等。下列分析正確的是()A.剛起先反應(yīng)時速率:甲>乙B.平衡后反應(yīng)放熱:甲>乙C.500℃下該反應(yīng)平衡常數(shù):K=3×102D.若a≠0,則0.9<b<1解析由于甲、乙兩容器起始時同溫、同體積、同投料量,所以剛起先反應(yīng)時,兩者速率相等,A錯誤;由于正反應(yīng)放熱,甲容器絕熱,所以起先反應(yīng)后,甲容器溫度高于乙,溫度上升,相當(dāng)于平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以平衡時,甲容器中轉(zhuǎn)化率小于乙容器,所以放出的熱量少,B錯誤;eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,CO2(g),+,3H2(g),,CH3OH(g),+,H2O(g),n(始)/mol,1,,3,,0,,0,n(變)/mol,x,,3x,,x,,x,n(平)/mol,1-x,,3-3x,,x,,x)eq\f(p(始),p(平))=eq\f(n(始),n(平))=eq\f(4,4-2x)=eq\f(1,0.55),x=0.9molK=eq\f(c(CH3OH)·c(H2O),c(CO2)·c3(H2))=eq\f(0.09×0.09,0.01×(0.03)3)=3×104,C錯誤;乙、丙最終建立等效平衡,由于乙平衡時n(CH3OH)=n(H2O)=0.9,丙逆向建立平衡,所以b>0.9,D正確。答案D10.(2024·江蘇南通揚州等六市其次次調(diào)研)兩個容積均為2L的密閉容器Ⅰ和Ⅱ中發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),起始物質(zhì)的量見下表。試驗測得兩容器不同溫度下達(dá)到平衡時CO2的物質(zhì)的量如下圖所示,下列說法正確的是()A.N點的平衡常數(shù)為0.04B.M、N兩點容器內(nèi)的壓強:P(M)>2P(N)C.若將容器Ⅰ的容積改為1L,T1溫度下達(dá)到平衡時c(CO2)=0.25mol·L-1D.若將容器Ⅱ改為絕熱容器,試驗起始溫度為T1,達(dá)平衡時NO的轉(zhuǎn)化率小于16.7%解析N點和M點的溫度相同,所以平衡常數(shù)相等,則:eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,2NO(g),+,2CO(g),,N2(g),+,2CO2(g),,起始,6mol,,2mol,,0,,0,平衡,5mol,,1mol,,0.5mol,,1mol,轉(zhuǎn)化,1mol,,1mol,,0.5mol,,1mol)K=eq\f(\f(0.5,2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,2)))\s\up12(2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(2))=0.04,A項正確;容器Ⅱ中,6molNO和2molCO的投料等價于2molNO和6molCO,Ⅱ中投入量相當(dāng)于Ⅰ中的2倍,由于體積相等,故Ⅱ相當(dāng)于加壓,平衡正向移動,M處壓強小于N處的2倍,B項錯誤;Ⅱ中c(CO2)=1mol/2L=0.5mol·L
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