资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台第34讲 化学平衡状态 化学平衡的移动【备考目标】 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释化学平衡移动的一般规律。考点1 化学平衡状态,1.可逆反应在相同条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。2.化学平衡状态(1)概念:一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度不再改变,达到一种表面静止的状态,称为化学平衡状态,简称化学平衡。(2)建立过程在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入容积固定的密闭容器中。反应过程如下:以上过程可用如图表示:[注意] 一个化学平衡状态,可以从正反应方向建立,也可以从逆反应方向建立,还可以从正、逆两反应方向同时建立。(3)特点【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)2H2+O2 2H2O为可逆反应 (× )(2)可逆反应到达平衡时,各组分的浓度相等 (× )(3)可逆反应达到平衡时,生成物不再变化,反应停止了 (× )(4)达到平衡前的v正一定大于v逆(× )(5)在一定条件下,向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应,生成2 mol NH3(× )题组练习一、可逆反应及其特征判断1.向10 mL 0.2 mol·L-1NaI溶液中滴加4~5滴0.1 mol·L-1FeCl3溶液后,再进行下列实验,可证明FeCl3溶液和NaI溶液的反应为可逆反应的是( )A.再滴加AgNO3溶液,观察是否有AgI沉淀产生B.加入CCl4振荡后,观察下层液体颜色C.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加AgNO3溶液,观察是否有AgCl沉淀产生D.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察是否出现红色解析:选D。可逆反应的特点是不能进行彻底,FeCl3溶液和过量的碘化钠溶液反应,若仍有三价铁离子存在,则说明该反应为可逆反应,所以加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,证明有三价铁离子存在,说明该反应为可逆反应。2.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是( )A.SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L B.SO2、SO3均为0.15 mol/LC.SO3为0.25 mol/L D.SO3为0.4 mol/L解析:选C。假设该反应完全转化,列三段式 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)某时刻浓度/(mol/L) 0.2 0.1 0.2逆反应极限反应后/(mol/L) 0.4 0.2 0正反应极限反应后/(mol/L) 0 0 0.4则SO2的浓度范围为0【思维建模】 极值法确定浓度范围二、化学平衡状态的标志判断化学平衡状态的两种方法(1)动态标志:v正=v逆≠0①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。②不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA+bB cC+dD,=时,反应达到平衡状态。(2)静态标志:“变量”不变在未达到平衡时不断变化、在达到平衡时不再发生变化的各种物理量(如各物质的质量、物质的量、物质的量浓度、百分含量、压强、密度或颜色等),如果不再发生变化,即反应达到平衡状态。可简单总结为“正逆相等,变量不变”。3.(人教选择性必修1 P42T3)在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:X(g)+2Y(g) 3Z(g)。下列叙述中,能说明反应达到化学平衡状态的是( )A.Z的生成速率与Z的分解速率相等B.单位时间内消耗a mol X,同时生成3a mol ZC.容器内的压强不再变化D.混合气体总的物质的量不再变化解析:选A。Z的生成速率与Z的分解速率相等,即v正=v逆,反应达到平衡状态,故A项正确;单位时间内消耗a mol X,同时生成3a mol Z,二者均表示正反应速率,无法说明反应达到平衡状态,故B项不正确;由于该反应为反应前后气态物质体积不变的反应,故一定温度下,容器内压强始终不变,混合气体总物质的量始终不变,则容器内压强不变、混合气体总物质的量不变不能说明反应达到平衡状态,故C、D项不正确。4.(2023·黑龙江哈尔滨三中期中)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是( )①2v正(NH3)=v逆(CO2)②密闭容器中氨气的物质的量浓度不变③密闭容器中混合气体的密度不变④混合气体的平均相对分子质量不变⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变⑥形成6 mol N—H键的同时消耗44 g CO2A.②③⑤⑥ B.②⑤⑥ C.②③④⑤⑥ D.全部解析:选A。①2v正(NH3)=v逆(CO2)时正、逆反应速率不相等,反应没有达到平衡状态;②起始时氨气的物质的量浓度为0,随着氨基甲酸铵的分解,氨气浓度逐渐增大,当氨气浓度不再改变时,反应达到平衡状态;③密度是混合气体的质量和容器容积的比值,在反应过程中容积始终是不变的,但是气体的质量是变化的,所以当密闭容器中混合气体的密度不变时,反应达到平衡状态;④由于体系中只有两种气体,且氨气和二氧化碳的物质的量之比始终满足2∶1,密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变,所以当密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变时,不能说明反应达到平衡状态;⑤正反应气体的分子数增大,当密闭容器混合气体的总物质的量不变时,反应达到平衡状态;⑥氨气和二氧化碳同为生成物,形成N—H键即正向进行,断裂C===O键为逆向进行,描述的是正、逆两个方向,反应达到平衡状态。考点2 化学平衡的移动1.化学平衡的移动如果改变外界条件,化学平衡状态被破坏,平衡体系由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程,如下图所示。2.平衡移动的方向与化学反应速率的关系条件改变3.外界条件改变对化学平衡的影响以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例改变的条件(其他不变) 化学平衡移动的方向浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应) m+n≠p+q 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动减小压强 向气体分子总数增大的方向移动m+n=p+q 改变压强 不移动温度 升高温度 向吸热反应方向移动降低温度 向放热反应方向移动催化剂 同时、同等程度改变v正、v逆,平衡不移动INCLUDEPICTURE "ZZ箭头灰.TIF" INCLUDEPICTURE "ZZ箭头灰.TIF" \* MERGEFORMAT [深化理解]“压强影响平衡移动”的实质(1)压强只有引起物质的浓度变化才会造成平衡移动,否则压强对平衡无影响。①恒温、恒容条件原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动②恒温、恒压条件(2)同等程度地改变平衡体系混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。4.勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。INCLUDEPICTURE "ZZ箭头灰.TIF" INCLUDEPICTURE "ZZ箭头灰.TIF" \* MERGEFORMAT [深化理解](1)勒夏特列原理适用于任何化学平衡体系,如化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。(2)勒夏特列原理只适用于判断改变影响平衡的一个因素时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡的几个因素,则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的因素对平衡移动的方向影响一致时,才能根据勒夏特列原理进行判断。(3)勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”,即平衡移动不能将外界影响完全消除,而只能减弱。(4)应用勒夏特列原理时应弄清是否真的改变了影响化学平衡的因素。如改变平衡体系中固体或纯液体的量,或者对于有气体存在的化学平衡体系,在恒温、恒容条件下充入惰性气体,均未改变影响化学平衡的因素。【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)(1) 正反应速率增大,说明化学平衡一定正向移动 (× )(2)增大反应物的量平衡一定会正向移动(× )(3)升高温度,化学平衡一定发生移动(√ )(4)向平衡体系FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl中加入适量KCl固体,平衡逆向移动,溶液的颜色变浅 (× )(5)对于反应:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0,其他条件不变,增大Si3N4的物质的量,平衡向左移动(× )题组练习一、改变条件,判断化学平衡的移动方向1.(2023·广东梅州期末)某温度下,在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡:①2X(g)+Y(g) Z(s)+2Q(g) ΔH1<0②M(g)+N(g) R(g)+Q(g) ΔH2>0下列叙述错误的是( )A.加入适量Z,①和②平衡均不移动 B.通入稀有气体Ar,①平衡正向移动C.降温时无法判断Q浓度的增减 D.通入气体Y,则N的转化率减小解析:选B。Z是固体,加入适量Z,不会改变①和②中反应物和生成物的浓度,①和②平衡均不移动,A正确;恒容密闭容器中通入稀有气体Ar,气体浓度不发生改变,反应①的平衡不移动,B错误;反应①是放热反应,反应②是吸热反应,温度降低,反应①正向进行,反应②逆向进行,但两个反应中反应物的起始浓度未知,故无法判断Q浓度的增减,C正确;通入气体Y,反应①平衡正向移动,Q的浓度增大,导致反应②平衡逆向进行,则N的转化率减小,D正确。2.(2023·天津河西期末)分析如下实验操作,对Fe3++3SCN- Fe(SCN)3平衡产生的影响,说法正确的是( )A.试管b中反应为Fe+Fe3+===2Fe2+B.该反应的平衡常数随c(SCN-)的增大而增大C.试管b中溶液颜色较a中的浅,说明增大c(Fe2+),平衡向逆向移动D.试管c中溶液颜色较a中的深,说明增加c(SCN-),平衡向正向移动解析:选D。试管b中反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,A错误;平衡常数只与温度有关,温度不变平衡常数不变,B错误;试管b中溶液颜色较a中的浅,是因为c(Fe3+)减小,平衡向逆向移动,C错误;试管c中溶液颜色较a中的深,说明增加c(SCN-),平衡向正向移动,D正确。二、平衡移动方向与转化率变化分析反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)的转化率分析(1)若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比,达到平衡后,它们的转化率相等。(2)若只增加A的量,平衡正向移动,B的转化率增大,A的转化率减小。(3)若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度,等效于压缩(或扩大)容器体积,气体反应物的转化率与化学计量数有关。如:同倍数增大c(A)和c(B)(相当于对原平衡增大压强)3.对于以下三个反应,从反应开始进行到达到平衡后,保持容器温度、容积不变,按要求回答下列问题:(1)PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g),再充入PCl5(g),平衡向________方向移动,达到平衡后,PCl5(g)的转化率________,PCl5(g)的百分含量________。(2)2HI(g) I2(g)+H2(g),再充入HI(g),平衡向________方向移动,达到平衡后,HI的分解率________,HI的百分含量________。(3)2NO2(g) N2O4(g),再充入NO2(g),平衡向________方向移动,达到平衡后,NO2(g)的转化率________,NO2(g)的百分含量________。答案:(1)正反应 减小 增大 (2)正反应 不变 不变 (3)正反应 增大 减小4.(2022·河北高考节选)工业上常用甲烷、水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。Ⅰ.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)下列操作中,能提高CH4(g)平衡转化率的是________(填字母)。A.增加CH4(g)用量 B.恒温恒压下通入惰性气体 C.移除CO(g) D.加入催化剂解析:增加CH4(g)用量可以提高H2O(g)的转化率,但是CH4(g)平衡转化率减小,A不符合题意;恒温恒压下通入惰性气体,相当于减小体系压强,反应混合物中各组分的浓度减小,反应Ⅰ的化学平衡正向移动,能提高CH4(g)平衡转化率,B符合题意;移除CO(g),减小了反应混合物中CO(g)的浓度,反应Ⅰ的化学平衡正向移动,能提高CH4(g)平衡转化率,C符合题意;加入催化剂不能改变平衡状态,故不能提高CH4(g)平衡转化率,D不符合题意。答案:BC三、虚拟中间途径,分析平衡移动结果虚拟中间途径的思维模式(1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以正反应为气体物质的量增加的反应为例,见图示)新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动。5.一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),其正反应放热。图1、图2表示起始时容器甲、丙体积都是V,容器乙、丁体积都是;向甲、丙内都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒温;向乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持绝热(即与外界无热量交换),在一定温度时开始反应。下列说法正确的是( )A.图1达平衡时,c(SO2):甲=乙 B.图1达平衡时,平衡常数K:甲<乙C.图2达平衡时,所需时间t:丙<丁 D.图2达平衡时,体积分数φ(SO3):丙>丁解析:选D。甲和乙若都是恒温恒压,则两者等效,但乙为绝热恒压,又该反应正反应为放热反应,则温度:甲<乙,温度升高平衡向逆反应方向移动,c(SO2):甲<乙,平衡常数K:甲>乙,A、B项错误;丙和丁若都是恒温恒容,则两者等效,但丁为绝热恒容,则温度:丙<丁,温度越高,反应速率越快,达到平衡的时间越短,所用的时间:丙>丁,C项错误;温度升高平衡向逆反应方向移动,体积分数φ(SO3):丙>丁,D项正确。6.(2023·福建福州模拟)利用CO2合成甲醇的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH。恒压条件下,向密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2,反应一段时间,已知分子筛膜能选择性分离出H2O,则在有分子筛膜和催化剂及无分子筛膜和无催化剂时,甲醇的产率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )A.ΔH<0B.曲线m表示反应使用了分子筛膜和催化剂C.相同条件下,若起始时投入2 mol CO2和6 mol H2,则甲醇的平衡产率变大D.起始时若不使用催化剂,反应物的平衡转化率会降低解析:选A。由图像可知,在相同温度下,n的产率高于m,说明n的反应物转化率更大,已知分子筛膜能分离出H2O,有利于平衡正向移动,故n表示使用了分子筛膜;由n知,当温度高于一定值后,升高温度,甲醇的产率下降,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0,A正确、B错误。该反应在恒压条件下进行,若起始时投入2 mol CO2和6 mol H2,和容器中通入1 mol CO2和3 mol H2为等效平衡,转化率相同,C错误;催化剂不能使平衡发生移动,故若不使用催化剂,反应物的平衡转化率会不变,D错误。高考真题1.(2024·浙江6月卷,16,3分)为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是( )选项 影响因素 方案设计 现象 结论A 浓度 向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入气体,分解达到平衡后再充入100mLAr 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度,平衡向吸热反应方向移动D 催化剂 向乙酸乙酯中加入1mL0.3mol·L-1H2SO4溶液,水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动答案:C解析:A项,2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O ,向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液,H+浓度增大,平衡正向移动,实验现象应为溶液橙色加深,A错误;B项,反应2HIH2+I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应,向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mLHI气体,分解达到平衡后再充入100mLAr,平衡不发生移动,气体颜色不变,应得到的结论是:对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,恒温恒容时,改变压强平衡不移动,B错误;C项,反应2NO2N2O4为放热反应,升高温度,气体颜色变深,说明平衡逆向移动,即向吸热反应方向移动,C正确;D项,催化剂只会改变化学反应速率,不影响平衡移动,D错误;故选C。2.(2023·北京高考)下列事实能用平衡移动原理解释的是( )A.H2O2溶液中加入少量MnO2固体,促进H2O2分解B.密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体,受热后颜色加深C.铁钉放入浓HNO3中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体D.锌片与稀H2SO4反应过程中,加入少量CuSO4固体,促进H2的产生解析:选B。MnO2会催化H2O2分解,与平衡移动无关,A项错误;NO2转化为N2O4的反应是放热反应,升温平衡逆向移动,NO2浓度增大,混合气体颜色加深,B项正确;铁在浓硝酸中钝化,加热会使铁表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无关,C项错误;加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,D项错误。3.(2022·海南高考)某温度下,反应CH2===CH2(g)+H2O(g) CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是( )A.增大压强,v正>v逆,平衡常数增大B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动D.恒容下,充入一定量的CH2===CH2(g),CH2===CH2(g)的平衡转化率增大解析:选C。该反应是一个气体分子数减小的反应,增大压强可以加快化学反应速率,正反应速率增大的幅度大于逆反应,故v正>v逆,平衡向正反应方向移动,但是因为温度不变,故平衡常数不变,A不正确;催化剂不影响化学平衡状态,因此,加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度,B不正确;恒容下,充入一定量的H2O(g),H2O(g)的浓度增大,平衡向正反应方向移动,C正确;恒容下,充入一定量的CH2===CH2(g),平衡向正反应方向移动,但是CH2===CH2(g)的平衡转化率减小,D不正确。4.(2023·广东高考)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g) P(g)。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是( )A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行 B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡 D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大解析:选C。由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行,A正确;由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,R的浓度增大,B正确;由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反应体系更快达到平衡,C错误;由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快,后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大,D正确。5.(2022·湖南高考节选)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g),起始压强为0.2 MPa时,发生下列反应生成水煤气:Ⅰ.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.4 kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1 kJ·mol-1下列说法正确的是________。A.平衡时向容器中充入惰性气体,反应Ⅰ的平衡逆向移动B.混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡C.平衡时H2的体积分数可能大于D.将炭块粉碎,可加快反应速率解析:平衡时向容器中充入惰性气体,因为在恒容条件下,各物质的浓度不变,平衡不移动,A错误;因为C是固体,故混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡,B正确;由Ⅰ+Ⅱ得C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g),当反应进行到底时,H2的体积分数为,但反应为可逆反应,不能进行彻底,故平衡时H2的体积分数小于,C错误;将炭块粉碎,可增大接触面积,加快反应速率,D正确。答案:BD巩固练习一、选择题(每题5分,共10题,共50分)1.一定温度下,向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1。下列有关该反应的叙述正确的是( )A.达到平衡状态时,正、逆反应速率相等B.达到平衡状态时,SO2和O2的浓度都为0C.若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2,则达平衡时放出的热量为196.6 kJD.若反应达到平衡状态后,2 min时生成a mol SO3,则4 min时生成2a mol SO3解析:选A。可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,A正确;该反应为可逆反应,达到平衡状态时,反应物不能完全转化为生成物,所以SO2和O2的浓度不等于0,B错误;因为是可逆反应,所以消耗的SO2的物质的量小于2 mol、消耗O2的物质的量小于1 mol,放出的热量小于196.6 kJ,C错误;反应达到平衡状态时,各物质的物质的量不变,2~4 min三氧化硫的物质的量不变,为a mol,D错误。2.已知:X(g)+2Y(g) 3Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。下列说法正确的是( )A.达到化学平衡状态时,Y的正反应速率和Z的逆反应速率相等B.达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶3C.达到化学平衡状态时,反应放出的总热量一定小于a kJD.0.2 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol解析:选D。由题意知,该反应是气体分子数不变的放热反应。达到化学平衡状态时,Y的正反应速率和Z的逆反应速率不相等,应为3v正(Y)=2v逆(Z),A不正确;达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度不变,但X、Y、Z的浓度之比不一定是1∶2∶3,B不正确;不知道反应物的投料和反应物的转化率是多少,无法判断达到化学平衡状态时反应放出的总热量,C不正确;可逆反应的反应物不能完全转化为生成物,所以0.2 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol,D正确。3.(2023·海南海口期中)某温度下,在2 L恒容密闭容器中加入1 mol X(s)和3 mol Y(g),发生反应:X(s)+3Y(g) Z(g)+M(g),10 min后达到平衡状态。下列说法错误的是( )A.容器内气体的密度不变时,反应达到平衡状态 B.达到平衡时,存在v正(Y)=3v逆(Z)C.升高温度,正、逆反应速率均增大 D.改变温度,对平衡没有影响解析:选D。恒容密闭容器,容器内气体的密度不变时,气体质量不变,X为固体,根据质量守恒定律可知,固体X质量不变,故反应达到平衡状态,A正确;X(s)+3Y(g) Z(g)+M(g),化学反应速率之比等于化学计量数之比,则v正(Y)=3v正(Z),达到平衡时,v正(Z)=v逆(Z),故v正(Y)=3v逆(Z),B正确;升高温度,正、逆反应速率均增大,C正确;根据勒夏特列原理,如果改变影响平衡的一个因素,平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动,则温度升高,平衡向吸热方向移动,温度降低,平衡向放热方向移动,D错误。4.(2023·天津南开期末)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )A.用排饱和食盐水的方法收集氯气B.打开啤酒瓶盖时会从瓶口逸出气体C.对2HI(g) H2(g)+I2(g),减小容器体积,气体颜色变深D.久置的氯水pH逐渐减小解析:选C。对2HI(g) H2(g)+I2(g),减小容器体积,平衡不移动,气体颜色变深是浓度增大所致,不能用勒夏特列原理解释。5.(2023·河南驻马店期末)进入冬季后,某医院痛风门诊患者激增,医生告知患者减少食用动物内脏和海鲜类,增加摄入含钾丰富的食物(如香蕉、西兰花)。痛风的化学原理为HUr(尿酸,aq)+Na+(aq) NaUr(s)+H+(aq) ΔH,关节滑液中尿酸钠(NaUr)晶体越多,病情越严重。下列有关说法错误的是( )A.上述反应的ΔH>0 B.痛风患者应注意保暖C.痛风患者需控制食盐的摄入量 D.痛风患者大量饮水可适当降低痛风的发病概率解析:选A。根据题意,进入冬季后,当尿酸钠晶体越多时,病情越严重,即降低温度,平衡向正反应方向进行,根据勒夏特列原理,正反应方向为放热反应,即ΔH<0,A错误;患者保暖,相当于升高温度,平衡向逆反应方向进行,尿酸钠晶体减少,减轻病情,B正确;摄入食盐的量增大,c(Na+)增大,平衡向正反应方向进行,尿酸钠晶体增多,病情加重,C正确;大量饮水,离子浓度降低,平衡向逆反应方向进行,人体内尿酸钠晶体含量减少,降低病情,D正确。6.处于平衡状态的反应:2H2S(g) 2H2(g)+S2(g) ΔH>0,不改变其他条件的情况下合理的说法是( )A.加入催化剂,反应途径将发生改变,ΔH也将随之改变B.升高温度,正、逆反应速率都增大,H2S分解率也增大C.增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低D.若体系恒容,注入一些H2后达新平衡,H2浓度将减小解析:选B。焓变只与反应体系的始态和终态有关,与反应发生的途径无关,A错误;温度升高,正、逆反应速率均增大,因该反应的正反应是吸热反应,故平衡正向移动,H2S分解率增大,B正确;该反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动,逆反应是放热反应,会使体系温度升高,C错误;向恒容体系中注入H2,平衡将向H2浓度减小的方向移动,但最终H2的浓度比原来大,D错误。7.(2023·天津河西期末)分析如下操作对 2NO2 N2O4平衡影响的实验,说法正确的是( )步骤1:活塞从Ⅰ处拉至Ⅱ处步骤2:活塞从Ⅱ处推向Ⅰ处A.步骤1,减小压强,平衡右移B.步骤1,混合气颜色变浅,平衡右移C.步骤2,浓度商Q<平衡常数K,平衡右移D.步骤2,混合气颜色先变深后变浅,变深的原因是生成了更多NO2解析:选C。步骤1扩大体积,气体物质浓度减小,气体的颜色变浅,且压强减小时化学平衡向气体体积增大的逆反应方向移动,A、B错误;步骤2:活塞从Ⅱ处推向Ⅰ处,气体体积减小、浓度增大,因气体系数大的反应物的浓度增大的多,故浓度商Q<平衡常数K,化学平衡右移,C正确;步骤2活塞从Ⅱ处推向Ⅰ处,气体体积减小,压强增大,气体浓度增大,因而气体颜色变深,因压强增大平衡正向移动,又导致气体浓度减小,因而颜色又逐渐变浅,故混合气颜色先变深后变浅,变深的原因是气体浓度增大,而不是生成了更多NO2,D错误。8.绿水青山是构建美丽中国的伟大构想,因此国家加大了对氮氧化物排放的控制力度。用活性炭还原处理氮氧化物的有关反应为C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g) ΔH<0。向容积可变的密闭容器中加入(足量的)活性炭和NO,在t2时刻改变某一条件,其反应的速率—时间图像如图所示。下列说法正确的是( )A.给该反应升温,v正减小,v逆增大B.t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NOC.t1时刻的v逆大于t2时刻的v正D.若气体的密度不变,不能说明该反应达到平衡解析:选B。升高温度,任何反应的反应速率均增大,故给该反应升温,v正增大,v逆增大,A错误;由图像可知,t2时刻改变条件以后,逆反应速率突然减小,达到新平衡时,与原反应速率相同,故改变的条件是向密闭容器中加NO,B正确;由B项分析可知,t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO,正反应速率增大,逆反应速率减小,则t1时刻的v逆小于t2时刻的v正,C错误;由题干反应方程式可知,反应前后气体的物质的量保持不变,即恒温下容器的体积保持不变,反应正向进行,气体质量增加,若气体的密度不变,则气体质量不变,说明该反应达到平衡,D错误。9.(2023·辽宁抚顺一中期末)一定温度下,在刚性容器中加入等物质的量的H2(g)与NO(g)发生反应:2H2(g)+2NO(g) N2(g)+2H2O(g) ΔH<0,测得H2(g)与H2O(g)的分压随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )A.当气体密度不再变化时,反应达到平衡 B.体系中气体总物质的量:n初始∶n平衡=5∶4C.升高温度,反应速率:v正降低,v逆增加 D.该反应的活化能:E正>E逆解析:选B。根据质量守恒,气体总质量不变,容器体积不变,气体密度一直保持不变,不能判断反应是否达到平衡,A错误;由三段式 2H2(g)+2NO(g) N2(g)+2H2O(g) 总压强起始 2.5p0 2.5p0 0 0 5p0变化 2p0 2p0 p0 2p0平衡 0.5p0 0.5p0 p0 2p0 4p0则体系中气体总物质的量:n初始∶n平衡=5∶4,B正确;升高温度,正、逆反应速率都增加,C错误;该反应为放热反应,正反应活化能小于逆反应活化能,D错误。10.(2023·河北石家庄联考)利用气态甲醇在催化剂条件下脱氢制备甲醛的主反应为CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g) ΔH1>0,副反应为CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH2。在体积为2 L的刚性容器中,通入1 mol 气态CH3OH,在一定催化剂作用下,反应时间为5 min时,分别测得甲醇的平衡转化率和甲醛的选择性(转化的CH3OH中生成HCHO的百分比)与温度的关系如下图所示。下列有关说法错误的是( )A.600 ℃时,5 min内生成甲醛的平均反应速率是0.04 mol·L-1·min-1B.由图可知副反应的ΔH2>0C.600 ℃以前,温度升高,平衡正向移动,使得甲醛的选择性增大D.600 ℃以后,甲醛的选择性下降的可能原因为温度升高,催化剂对主反应的催化活性降低解析:选C。600 ℃时5 min内甲醇的转化率为50%,甲醛的选择性为80%,n(HCHO)=1×50%×80%=0.4 mol,5 min内生成甲醛的平均反应速率是0.04 mol·L-1·min-1,A项正确;由图可知甲醇的转化率随温度升高一直增大,甲醛的选择性在600 ℃以后下降,故副反应的ΔH2>0,B项正确;600 ℃以前,甲醛的选择性变化是受到催化剂的影响,C项错误;600 ℃以后,温度升高,催化剂对主反应的催化活性下降,D项正确。二、非选择题(共2题,共20分)11.(8分)(1)工业上,裂解正丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。反应1:C4H10(g,正丁烷) CH4(g)+C3H6(g) ΔH1反应2:C4H10(g,正丁烷) C2H6(g)+C2H4(g) ΔH2某温度下,向2 L恒容密闭容器中投入2 mol正丁烷,假设控制反应条件,只发生反应1,达到平衡时测得CH4的体积分数为。下列情况表明上述反应达到平衡的是________(填字母,下同)。(2分)A.混合气体的密度保持不变 B.甲烷、丙烯的生成速率相等C.混合气体压强保持不变 D.丙烯的体积分数保持不变(2)深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义,合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=-87.0 kJ·mol-1。若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2,发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是________。(3分)A.断裂6 mol N—H的同时断裂2 mol O—H B.压强不再变化C.混合气体的密度不再变化 D.CO2的体积分数不再变化(3)反应:4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),恒温恒容情况下,下列说法能判断此反应达到平衡的是________。(3分)A.气体物质中氮元素与氧元素的质量比不变 B.容器内气体密度不变C.容器内气体颜色不变 D.容器内NaNO3的浓度保持不变解析:(1)气体密度等于气体质量除以容器体积,反应1的反应物和生成物都是气体,气体质量不变,容器体积不变,因此在恒温恒容条件下气体密度始终不变,因此密度不变不能作为判断平衡的标志,故A不符合题意;甲烷、丙烯均属于生成物,两者的化学计量数相同,无论是否达到平衡,它们的生成速率始终相等,故B不符合题意;在恒容恒温下,气体分子数逐渐增多,气体压强逐渐增大,当压强不变时反应达到平衡,故C符合题意;丙烯体积分数由0逐渐增大,丙烯体积分数不变时表明反应达到平衡,故D符合题意。(2)根据方程式可知:每2分子NH3反应产生1分子CO(NH2)2,会断裂2个N—H,即1个NH3分子断裂1个N—H,现在断裂6 mol N—H, 就是6 mol NH3反应,要生成3 mol H2O,形成6 mol O—H,断裂2 mol O—H,就是1 mol水发生反应,生成水的物质的量大于消耗水的物质的量,正、逆反应速率不相等,没有达到平衡,A符合题意;该反应在恒温恒容条件下进行,反应前后气体的物质的量发生改变,当气体压强不再变化时,气体的物质的量不变,则反应达到了平衡状态,B不符合题意;反应前后气体的质量发生变化,而反应在恒温恒容条件下进行,气体的体积不变,则混合气体的密度不再变化,说明反应达到了平衡状态,C不符合题意;若CO2的体积分数不再变化,说明混合气体中各气体的物质的量不变,反应达到了平衡状态,D不符合题意。(3)反应物NO2中氮元素与氧元素的质量比为7∶16,生成物NO中氮元素和氧元素的质量比为7∶8,所以未平衡前气体物质中氮元素和氧元素的质量比是变量,当气体物质中氮元素与氧元素的质量比不变时,反应达到了平衡,故A选;随着反应的进行,气体物质的质量在减小,而容器体积不变,所以混合气体的密度在减小,当容器内气体密度不变时,反应达到了平衡,故B选;NO2是红棕色气体,Cl2是黄绿色气体,未平衡前混合气体的颜色在改变,当容器内气体颜色不变时,说明NO2和Cl2的浓度均不再改变,反应达到了平衡,故C选;NaNO3是固体,不能用固体浓度不变衡量反应是否达到平衡,故D不选。答案:(1)CD (2)A (3)ABC12.(12分)(1)利用天然气制取合成气的原理:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g),在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol/L的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,则压强p1______p2(填“大于”或“小于”);压强为p2时,在Y点:v(正)________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”),求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=______(计算结果保留两位有效数字)。(6分)(2)以二氧化钛表面覆盖CuAlO4为催化剂,可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_______________________________________________。(3分)②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是__________________________________。(3分)解析:(1)在相同条件下保持温度不变,增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动,即该反应逆向移动,故压强p1<p2;压强为p2时,X点为平衡状态,Y点未达到平衡,且此时产率低于平衡时刻,故向正向移动,v(正)>v(逆);在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol/L的CH4与CO2,X点对应的平衡转化率为80%,可得平衡时c(CH4)=c(CO2)=0.02 mol/L,c(H2)=c(CO)=0.16 mol/L,X点与Y点温度相同,故平衡常数相同,因此Y点对应的平衡常数K==≈1.6。答案:(1)小于 大于 1.6 (2)①温度超过250 ℃时,催化剂的催化效率降低 ②增大反应压强或增大CO2的浓度21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台第34讲 化学平衡状态 化学平衡的移动,【备考目标】 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释化学平衡移动的一般规律。考点1 化学平衡状态,1.可逆反应在相同条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。2.化学平衡状态(1)概念:一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率 ,反应物的浓度与生成物的浓度不再改变,达到一种表面静止的状态,称为化学平衡状态,简称化学平衡。(2)建立过程在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入容积固定的密闭容器中。反应过程如下:以上过程可用如图表示:[注意] 一个化学平衡状态,可以从正反应方向建立,也可以从逆反应方向建立,还可以从正、逆两反应方向同时建立。(3)特点【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)2H2+O2 2H2O为可逆反应 ( )(2)可逆反应到达平衡时,各组分的浓度相等 ( )(3)可逆反应达到平衡时,生成物不再变化,反应停止了 ( )(4)达到平衡前的v正一定大于v逆( )(5)在一定条件下,向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应,生成2 mol NH3( )题组练习一、可逆反应及其特征判断1.向10 mL 0.2 mol·L-1NaI溶液中滴加4~5滴0.1 mol·L-1FeCl3溶液后,再进行下列实验,可证明FeCl3溶液和NaI溶液的反应为可逆反应的是( )A.再滴加AgNO3溶液,观察是否有AgI沉淀产生B.加入CCl4振荡后,观察下层液体颜色C.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加AgNO3溶液,观察是否有AgCl沉淀产生D.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察是否出现红色2.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是( )A.SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L B.SO2、SO3均为0.15 mol/LC.SO3为0.25 mol/L D.SO3为0.4 mol/L【思维建模】 极值法确定浓度范围二、化学平衡状态的标志判断化学平衡状态的两种方法(1)动态标志:v正=v逆≠0①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。②不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA+bB cC+dD,=时,反应达到平衡状态。(2)静态标志:“变量”不变在未达到平衡时不断变化、在达到平衡时不再发生变化的各种物理量(如各物质的质量、物质的量、物质的量浓度、百分含量、压强、密度或颜色等),如果不再发生变化,即反应达到平衡状态。可简单总结为“正逆相等,变量不变”。3.(人教选择性必修1 P42T3)在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:X(g)+2Y(g) 3Z(g)。下列叙述中,能说明反应达到化学平衡状态的是( )A.Z的生成速率与Z的分解速率相等 B.单位时间内消耗a mol X,同时生成3a mol ZC.容器内的压强不再变化 D.混合气体总的物质的量不再变化4.(2023·黑龙江哈尔滨三中期中)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是( )①2v正(NH3)=v逆(CO2)②密闭容器中氨气的物质的量浓度不变③密闭容器中混合气体的密度不变④混合气体的平均相对分子质量不变⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变⑥形成6 mol N—H键的同时消耗44 g CO2A.②③⑤⑥ B.②⑤⑥ C.②③④⑤⑥ D.全部考点2 化学平衡的移动1.化学平衡的移动如果改变外界条件,化学平衡状态被破坏,平衡体系由原有的平衡状态达到 的过程,如下图所示。2.平衡移动的方向与化学反应速率的关系条件改变3.外界条件改变对化学平衡的影响以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例改变的条件(其他不变) 化学平衡移动的方向浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应) m+n≠p+q 增大压强 向气体分子总数 的方向移动减小压强 向气体分子总数 的方向移动m+n=p+q 改变压强 ;温度 升高温度 向 方向移动降低温度 向 方向移动催化剂 同时、同等程度改变v正、v逆,平衡 ;INCLUDEPICTURE "ZZ箭头灰.TIF" INCLUDEPICTURE "ZZ箭头灰.TIF" \* MERGEFORMAT [深化理解]“压强影响平衡移动”的实质(1)压强只有引起物质的浓度变化才会造成平衡移动,否则压强对平衡无影响。①恒温、恒容条件原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动②恒温、恒压条件(2)同等程度地改变平衡体系混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。4.勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。INCLUDEPICTURE "ZZ箭头灰.TIF" INCLUDEPICTURE "ZZ箭头灰.TIF" \* MERGEFORMAT [深化理解](1)勒夏特列原理适用于任何化学平衡体系,如化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。(2)勒夏特列原理只适用于判断改变影响平衡的一个因素时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡的几个因素,则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的因素对平衡移动的方向影响一致时,才能根据勒夏特列原理进行判断。(3)勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”,即平衡移动不能将外界影响完全消除,而只能减弱。(4)应用勒夏特列原理时应弄清是否真的改变了影响化学平衡的因素。如改变平衡体系中固体或纯液体的量,或者对于有气体存在的化学平衡体系,在恒温、恒容条件下充入惰性气体,均未改变影响化学平衡的因素。【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)(1) 正反应速率增大,说明化学平衡一定正向移动 ( )(2)增大反应物的量平衡一定会正向移动( )(3)升高温度,化学平衡一定发生移动( )(4)向平衡体系FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl中加入适量KCl固体,平衡逆向移动,溶液的颜色变浅 ( )(5)对于反应:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0,其他条件不变,增大Si3N4的物质的量,平衡向左移动( )题组练习一、改变条件,判断化学平衡的移动方向1.(2023·广东梅州期末)某温度下,在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡:①2X(g)+Y(g) Z(s)+2Q(g) ΔH1<0②M(g)+N(g) R(g)+Q(g) ΔH2>0下列叙述错误的是( )A.加入适量Z,①和②平衡均不移动 B.通入稀有气体Ar,①平衡正向移动C.降温时无法判断Q浓度的增减 D.通入气体Y,则N的转化率减小2.(2023·天津河西期末)分析如下实验操作,对Fe3++3SCN- Fe(SCN)3平衡产生的影响,说法正确的是( )A.试管b中反应为Fe+Fe3+===2Fe2+B.该反应的平衡常数随c(SCN-)的增大而增大C.试管b中溶液颜色较a中的浅,说明增大c(Fe2+),平衡向逆向移动D.试管c中溶液颜色较a中的深,说明增加c(SCN-),平衡向正向移动二、平衡移动方向与转化率变化分析反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)的转化率分析(1)若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比,达到平衡后,它们的转化率相等。(2)若只增加A的量,平衡正向移动,B的转化率增大,A的转化率减小。(3)若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度,等效于压缩(或扩大)容器体积,气体反应物的转化率与化学计量数有关。如:同倍数增大c(A)和c(B)(相当于对原平衡增大压强)3.对于以下三个反应,从反应开始进行到达到平衡后,保持容器温度、容积不变,按要求回答下列问题:(1)PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g),再充入PCl5(g),平衡向________方向移动,达到平衡后,PCl5(g)的转化率________,PCl5(g)的百分含量________。(2)2HI(g) I2(g)+H2(g),再充入HI(g),平衡向________方向移动,达到平衡后,HI的分解率________,HI的百分含量________。(3)2NO2(g) N2O4(g),再充入NO2(g),平衡向________方向移动,达到平衡后,NO2(g)的转化率________,NO2(g)的百分含量________。4.(2022·河北高考节选)工业上常用甲烷、水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。Ⅰ.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)下列操作中,能提高CH4(g)平衡转化率的是________(填字母)。A.增加CH4(g)用量 B.恒温恒压下通入惰性气体 C.移除CO(g) D.加入催化剂三、虚拟中间途径,分析平衡移动结果虚拟中间途径的思维模式(1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以正反应为气体物质的量增加的反应为例,见图示)新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动。5.一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),其正反应放热。图1、图2表示起始时容器甲、丙体积都是V,容器乙、丁体积都是;向甲、丙内都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒温;向乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持绝热(即与外界无热量交换),在一定温度时开始反应。下列说法正确的是( )A.图1达平衡时,c(SO2):甲=乙 B.图1达平衡时,平衡常数K:甲<乙C.图2达平衡时,所需时间t:丙<丁 D.图2达平衡时,体积分数φ(SO3):丙>丁6.(2023·福建福州模拟)利用CO2合成甲醇的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH。恒压条件下,向密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2,反应一段时间,已知分子筛膜能选择性分离出H2O,则在有分子筛膜和催化剂及无分子筛膜和无催化剂时,甲醇的产率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )A.ΔH<0B.曲线m表示反应使用了分子筛膜和催化剂C.相同条件下,若起始时投入2 mol CO2和6 mol H2,则甲醇的平衡产率变大D.起始时若不使用催化剂,反应物的平衡转化率会降低高考真题1.(2024·浙江6月卷,16,3分)为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是( )选项 影响因素 方案设计 现象 结论A 浓度 向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入气体,分解达到平衡后再充入100mLAr 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度,平衡向吸热反应方向移动D 催化剂 向乙酸乙酯中加入1mL0.3mol·L-1H2SO4溶液,水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动2.(2023·北京高考)下列事实能用平衡移动原理解释的是( )A.H2O2溶液中加入少量MnO2固体,促进H2O2分解B.密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体,受热后颜色加深C.铁钉放入浓HNO3中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体D.锌片与稀H2SO4反应过程中,加入少量CuSO4固体,促进H2的产生3.(2022·海南高考)某温度下,反应CH2===CH2(g)+H2O(g) CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是( )A.增大压强,v正>v逆,平衡常数增大B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动D.恒容下,充入一定量的CH2===CH2(g),CH2===CH2(g)的平衡转化率增大4.(2023·广东高考)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g) P(g)。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是( )A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行 B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡 D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大5.(2022·湖南高考节选)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g),起始压强为0.2 MPa时,发生下列反应生成水煤气:Ⅰ.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.4 kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1 kJ·mol-1下列说法正确的是________。A.平衡时向容器中充入惰性气体,反应Ⅰ的平衡逆向移动B.混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡C.平衡时H2的体积分数可能大于D.将炭块粉碎,可加快反应速率巩固练习一、选择题(每题5分,共10题,共50分)1.一定温度下,向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1。下列有关该反应的叙述正确的是( )A.达到平衡状态时,正、逆反应速率相等B.达到平衡状态时,SO2和O2的浓度都为0C.若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2,则达平衡时放出的热量为196.6 kJD.若反应达到平衡状态后,2 min时生成a mol SO3,则4 min时生成2a mol SO32.已知:X(g)+2Y(g) 3Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。下列说法正确的是( )A.达到化学平衡状态时,Y的正反应速率和Z的逆反应速率相等B.达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶3C.达到化学平衡状态时,反应放出的总热量一定小于a kJD.0.2 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol3.(2023·海南海口期中)某温度下,在2 L恒容密闭容器中加入1 mol X(s)和3 mol Y(g),发生反应:X(s)+3Y(g) Z(g)+M(g),10 min后达到平衡状态。下列说法错误的是( )A.容器内气体的密度不变时,反应达到平衡状态 B.达到平衡时,存在v正(Y)=3v逆(Z)C.升高温度,正、逆反应速率均增大 D.改变温度,对平衡没有影响4.(2023·天津南开期末)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )A.用排饱和食盐水的方法收集氯气B.打开啤酒瓶盖时会从瓶口逸出气体C.对2HI(g) H2(g)+I2(g),减小容器体积,气体颜色变深D.久置的氯水pH逐渐减小5.(2023·河南驻马店期末)进入冬季后,某医院痛风门诊患者激增,医生告知患者减少食用动物内脏和海鲜类,增加摄入含钾丰富的食物(如香蕉、西兰花)。痛风的化学原理为HUr(尿酸,aq)+Na+(aq) NaUr(s)+H+(aq) ΔH,关节滑液中尿酸钠(NaUr)晶体越多,病情越严重。下列有关说法错误的是( )A.上述反应的ΔH>0 B.痛风患者应注意保暖C.痛风患者需控制食盐的摄入量 D.痛风患者大量饮水可适当降低痛风的发病概率6.处于平衡状态的反应:2H2S(g) 2H2(g)+S2(g) ΔH>0,不改变其他条件的情况下合理的说法是( )A.加入催化剂,反应途径将发生改变,ΔH也将随之改变B.升高温度,正、逆反应速率都增大,H2S分解率也增大C.增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低D.若体系恒容,注入一些H2后达新平衡,H2浓度将减小7.(2023·天津河西期末)分析如下操作对 2NO2 N2O4平衡影响的实验,说法正确的是( )步骤1:活塞从Ⅰ处拉至Ⅱ处步骤2:活塞从Ⅱ处推向Ⅰ处A.步骤1,减小压强,平衡右移B.步骤1,混合气颜色变浅,平衡右移C.步骤2,浓度商Q<平衡常数K,平衡右移D.步骤2,混合气颜色先变深后变浅,变深的原因是生成了更多NO28.绿水青山是构建美丽中国的伟大构想,因此国家加大了对氮氧化物排放的控制力度。用活性炭还原处理氮氧化物的有关反应为C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g) ΔH<0。向容积可变的密闭容器中加入(足量的)活性炭和NO,在t2时刻改变某一条件,其反应的速率—时间图像如图所示。下列说法正确的是( )A.给该反应升温,v正减小,v逆增大B.t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NOC.t1时刻的v逆大于t2时刻的v正D.若气体的密度不变,不能说明该反应达到平衡9.(2023·辽宁抚顺一中期末)一定温度下,在刚性容器中加入等物质的量的H2(g)与NO(g)发生反应:2H2(g)+2NO(g) N2(g)+2H2O(g) ΔH<0,测得H2(g)与H2O(g)的分压随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )A.当气体密度不再变化时,反应达到平衡 B.体系中气体总物质的量:n初始∶n平衡=5∶4C.升高温度,反应速率:v正降低,v逆增加 D.该反应的活化能:E正>E逆10.(2023·河北石家庄联考)利用气态甲醇在催化剂条件下脱氢制备甲醛的主反应为CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g) ΔH1>0,副反应为CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH2。在体积为2 L的刚性容器中,通入1 mol 气态CH3OH,在一定催化剂作用下,反应时间为5 min时,分别测得甲醇的平衡转化率和甲醛的选择性(转化的CH3OH中生成HCHO的百分比)与温度的关系如下图所示。下列有关说法错误的是( )A.600 ℃时,5 min内生成甲醛的平均反应速率是0.04 mol·L-1·min-1B.由图可知副反应的ΔH2>0C.600 ℃以前,温度升高,平衡正向移动,使得甲醛的选择性增大D.600 ℃以后,甲醛的选择性下降的可能原因为温度升高,催化剂对主反应的催化活性降低二、非选择题(共2题,共20分)11.(8分)(1)工业上,裂解正丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。反应1:C4H10(g,正丁烷) CH4(g)+C3H6(g) ΔH1反应2:C4H10(g,正丁烷) C2H6(g)+C2H4(g) ΔH2某温度下,向2 L恒容密闭容器中投入2 mol正丁烷,假设控制反应条件,只发生反应1,达到平衡时测得CH4的体积分数为。下列情况表明上述反应达到平衡的是________(填字母,下同)。(2分)A.混合气体的密度保持不变 B.甲烷、丙烯的生成速率相等C.混合气体压强保持不变 D.丙烯的体积分数保持不变(2)深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义,合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=-87.0 kJ·mol-1。若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2,发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是________。(3分)A.断裂6 mol N—H的同时断裂2 mol O—H B.压强不再变化C.混合气体的密度不再变化 D.CO2的体积分数不再变化(3)反应:4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),恒温恒容情况下,下列说法能判断此反应达到平衡的是________。(3分)A.气体物质中氮元素与氧元素的质量比不变 B.容器内气体密度不变C.容器内气体颜色不变 D.容器内NaNO3的浓度保持不变12.(12分)(1)利用天然气制取合成气的原理:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g),在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol/L的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,则压强p1______p2(填“大于”或“小于”);压强为p2时,在Y点:v(正)________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”),求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=______(计算结果保留两位有效数字)。(6分)(2)以二氧化钛表面覆盖CuAlO4为催化剂,可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是______________________________________。(3分)②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是__________________________________。(3分)21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)" 21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 【名师导航】2025年高考化学一轮复习学案--第34讲 化学平衡状态 化学平衡的移动(原卷版).doc 【名师导航】2025年高考化学一轮复习学案--第34讲 化学平衡状态 化学平衡的移动(解析版).doc