【弯道超车】第7讲 影响化学平衡的因素--新高二化学暑期讲义选必修1(含解析)

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【弯道超车】第7讲 影响化学平衡的因素--新高二化学暑期讲义选必修1(含解析)

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第7讲 影响化学平衡的因素
(
模块导航
)
(
模块一
化学平衡的移动
)
1.化学平衡移动的根本原因
(1)平衡移动的过程
(

=


>





=


反应开始
尚未平衡
化学平
衡状态
正向或
逆向移动
新的化学平衡状态
建立新平衡
化学平衡移动
)
(2)平衡移动与速率的关系
①v正 v逆,化学平衡向正反应方向移动;
②v正 v逆,化学平衡向逆反应方向移动;
③v正 v逆,化学平衡不发生移动。
2.化学平衡移动的重要实验再现
(1)探究浓度对化学平衡的影响
实验一:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色),加入较浓的FeCl3溶液或KSCN溶液、少量铁粉、KCl固体,通过观察溶液红色的变化,分析平衡移动。
实验二:Cr2O(橙色)+H2O2CrO (黄色)+2H+,滴加NaOH溶液或硫酸溶液,通过观察溶液颜色的变化,分析平衡移动。
(2)探究压强对化学平衡的影响
实验三:2NO2(红棕色)N2O4(无色)
通过压缩体积观察颜色变化,分析平衡移动。
(3)探究温度对化学平衡的影响
实验四:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH>0。
将分别盛有2 mL 0.5 mol·L-1 CuCl2溶液的两支试管,一支试管先加热,然后置于冷水中,与另一支试管进行对比。
实验步骤 实验现象 结论
加热试管
将上述试管置于冷水中
在对CuCl2溶液加热时,为何未看到溶液变为黄色?
3.化学平衡移动原理——勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个因素(如浓度、压强或温度),平衡就向着能够 这种改变的方向移动,这就是勒夏特列原理,也称化学平衡移动原理。
【归纳总结】①催化剂不能使平衡移动,无法用勒夏特列原理解释。
②等体反应改变压强,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
③改变平衡体系中固体或纯液体的量,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
④恒温恒容条件下充入惰性气体,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
⑤非平衡状态,不能用勒夏特列原理解释。
⑥勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件,则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的条件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。
【例1 】甲醇是重要的化工原料,应用前景广阔。研究表明,二氧化碳与氢气反应可以合成甲醇,反应如下:,请回答下列问题:
(1)用平衡时各组分的浓度表示反应的平衡常数表达式为 。
(2)研究温度对甲醇产率的影响时发现,在210~290℃,保持原料气中和的投料比不变,得到平衡时甲醇的产率与温度的关系如图所示,则该反应的 0(填“>”、“<”或“=”),依据是 。
(3)试比较该反应在210℃和290℃时的平衡常数大小:K(210℃) K(290℃)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)有利于提高平衡时转化率的措施有 (填字母)。
a.持续升高温度 b.缩小容器容积,增大压强
c.使用催化剂 d.增大和的初始投料比
e.适当增大的浓度
(5)在2L密闭容器中通入和,使其发生反应。在20s内用的浓度变化表示的化学反应速率为0.15mol/(L·s),则这20s内消耗的物质的量是 mol。
(6)已知200℃时,反应的K为2.6,在某时刻反应混合物中、、、的浓度分别为2mol/L、1mol/L、4mol/L、4mol/L,则此时上述反应的平衡移动方向为 (填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)。
(
题型归纳
)
【题型1 外因对正逆反应速率与化学平衡移动的影响】
1.1外界条件对化学平衡的影响是通过改变正、逆反应速率来实现的,其移动方向取决于改变条件的瞬间v正和v逆的相对大小。试完成下表(说明:表中的压强的变化是指通过改变气体的体积实现的)。
条件的改变(假设其他条件不变) 改变条件的瞬间反应速率的变化 化学平衡的移动
v正 v逆
(1)浓度 ①增大反应物浓度
②减小反应物浓度
③增大生成物浓度
④减小生成物浓度
(2)压强 ①增大压强
②减小压强
(3)温度 ①升高温度
②降低温度
(4)催化剂 使用催化剂
1.2将NO2装入带活塞的密闭容器中,当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后,改变下列一个条件,其中叙述正确的是(  )
A.升高温度,气体颜色加深,则此反应为吸热反应
B.慢慢压缩气体体积,平衡向右移动,混合气体颜色变浅
C.慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍
D.恒温恒压时,充入惰性气体,平衡向左移动,混合气体的颜色变深
1.3一定条件下,在体积为的密闭容器中充入和进行反应:,后反应达到平衡,生成Z的物质的量为。下列说法正确的是
A.若再充入,Y的体积分数增大
B.若平衡时,再投入稀有气体氦(不参与反应),平衡正向移动
C.X的平衡转化率为40%
D.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的
1.4工业上常用HCl制取氯气,在某一绝热恒容密闭容器中充入一定量的HCl(g)和(g),发生反应: ,下列说法正确的是
A.适当增大压强,将增大
B.当不再发生变化时,该反应达到平衡
C.加入合适的催化剂,可增大的平衡转化率
D.若充入足量的,该反应达到平衡后,容器中含的物质仅有
【题型2 通过图像理解化学平衡的移动】
2.1一定条件下,在密闭容器中发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1。
(1)若在t0时刻只增大压强(缩小容器的体积),请在图1中作出v正、v逆的变化图像。
2)请在图2中作出不同温度下(T2>T1)SO2的转化率随时间变化的示意图。
.2 (2021·湖南,11改编)已知:A(g)+2B(g)??3C(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入________发生反应,t1时达到平衡状态Ⅰ,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所t2时改变的条件:____________。
【题型3 勒夏特列原理的应用】
3.1下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.开启啤酒瓶后,马上泛起大量泡沫
B.在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入少量铁粉
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
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
3.2下列变化不能用勒夏特列原理解释的是
A.工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率
B.工业上合成氨要在高温、催化剂条件下进行
C.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.向氯水中加后,溶液漂白性增强
3.3下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是
A.对2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡体系增加压强使颜色变深
B.开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡
C.硫酸工业中,增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率
D.滴有酚酞的氨水溶液,适当加热溶液(氨气不挥发)后颜色变深
(
模块

平衡移动与平衡转化率的关系
)
【例2 】对于以下反应,从反应开始进行到达到平衡后,保持温度、体积不变,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(g)的分解率__________,HI(g)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)mA(g)+nB(g)pC(g)
同等倍数的加入A(g)和B(g),平衡________移动,达到平衡后,①m+n>p,A、B的转化率都________,体积分数都________;②m+n=p,A、B的转化率、体积分数都________;③m+n【例3 】将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(  )
选项 改变条件 新平衡与原平衡比较
A 增大压强 N2的浓度一定变小
B 升高温度 N2的转化率变小
C 充入一定量H2 H2的转化率不变,N2的转化率变大
D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大
【例4 】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
(
题型归纳
)
【题型4 转化率分析】
4.1在一定温度下的密闭容器中发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L-1。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.30 mol·L-1。下列有关判断正确的是(  )
A.x+yB.平衡向正反应方向移动
C.B的转化率增大
D.C的体积分数减小
4.2室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是(  )
A.增大C2H5OH浓度,有利于生成C2H5Br
B.若反应物均增大至3 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变
C.为缩短反应达到平衡的时间,将起始温度提高至50 ℃
D.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量
4.3向一容积为2 L的恒容密闭容器里充入1 mol N2和4 mol H2,在一定温度下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。10秒时达到平衡,c(NH3)为0.4 mol·L-1。下列说法正确的是(  )
A.该反应达到平衡时H2的转化率为40%
B.降低温度能使混合气体的密度增大
C.向该容器中充入N2,平衡正向移动
D.研发高效催化剂可大大提高NH3的产率
(
模块

分层训练
)
1.在溶液中滴加无色的溶液后,有以下可逆反应存在:。已知呈红色,在该平衡体系中加入少量晶体后(忽略溶液体积的变化),红色将
A.变深 B.变浅 C.不变 D.无法确定
2.已知呈“橙色”,CrO呈“黄色”。将K2Cr2O7溶于水中,获得橙黄色溶液,在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:(aq)+H2O(l)2(aq)+2H+ (aq) ΔH,用该溶液做实验,溶液颜色变化如下表所示:
操作 ①升高温度 ②加水稀释
现象 溶液由“橙黄色”逐渐变为“黄色”
已知,Ag2CrO4是一种砖红色沉淀。下列叙述正确的是
A.由实验①可推知ΔH<0
B.实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
C.若向上述橙黄色溶液中加入少量浓硫酸,溶液变成橙色
D.若向上述黄绿色溶液中滴入足量AgNO3溶液,静置,上层溶液变成黄色
3.某已平衡的化学可逆反应,下列有关叙述正确的是
A.使用合适的催化剂可以使平衡正向移动
B.有气体参加的可逆反应,减小体积增大压强能够加快反应速率
C.增加生成物的质量,平衡一定逆向移动
D.升高温度,平衡一定正向移动
4.用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为,达到平衡后,再通入一定量O2,达到新平衡时,下列说法不正确的是
A.N2的平衡浓度增大 B.NO的转化率增大
C.正向反应速率增大 D.反应平衡常数增大
5.下列过程或现象不能用勒夏特列原理解释的是
A.酸溶液遇紫色石蕊试剂变红
B.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
C.CO2在水中的溶解度大于在NaHCO3溶液中的溶解度
D.工业合成氨,反应条件选择500℃高温
6.某小组研究温度对平衡的影响,设计如下实验(三个相同烧瓶中装有等量)。下列说法正确的是
A.装置①烧瓶中气体颜色变浅
B.装置②的作用是对比①③气体颜色深浅,判断平衡移动方向
C.装置③中平衡逆向移动
D.装置③中硝酸铵的扩散和水解均为放热过程
7.在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应2X(g)+Y(g)3Z(g) △H<0,反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示,下列推断正确的是
A.升高温度,平衡常数增大
B.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C.Q点时,Y的转化率最大
D.平衡时充入X,达到新平衡时X的转化率增大
8.在恒温恒容的密闭容器中,充入和发生反应,其正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.混合气体密度不再改变,表明反应达到平衡
B.时改变的条件为向容器中加入B
C.时段,平衡正向移动
D.反应平衡常数
9.恒容密闭容器中,反应在不同温度下达到平衡时,各组分的物质的量如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.为随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入的平衡转化率减小
10.向绝热恒容密闭容器中通入一定量SO2与NO2的混合气体,在一定条件下发生反应:其正反应速率v正随时间t变化的曲线如下,不考虑副反应的影响,下列说法正确的是
A.该反应的 H>0
B.BC段v逆逐渐减小
C.从A点到C点,NO的分压先增大后减小
D.其他条件不变时,若在恒温条件下发生此反应,则SO2的平衡转化率增大
11.在一定温度下,氯气溶于水的过程为:
①Cl2(g) Cl2(aq) ΔH1
②Cl2(g)+H2O(l) HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq) ΔH2<0
下列说法错误的是
A.ΔH1<0
B.②的平衡常数表达式为K=
C.升高温度,氯水中的c(HClO)减小
D.取氯水稀释,c(Cl-)/c(HClO)减小
12.下列现象不能用平衡移动原理解释的是
A. ,把球浸泡在冰水中,气体颜色变浅
B.室温下,将平衡体系压缩体积后颜色加深
C.工业制取钾,选取合适的温度,使K变成蒸气从体系逸出
D.实验室制备氯气,用排饱和食盐水法收集氯气
13.对于密闭容器中的可逆反应,探究单一条件改变情况下,可能引起平衡状态的改变,得到如图所示的曲线(图中T表示温度,n表示物质的量)。下列判断正确的是
A.加入催化剂可以使状态d变为状态b
B.若,则逆反应一定是放热反应
C.达到平衡时,A2的转化率大小为
D.在和不变时达到平衡,的物质的量的大小为
14.工业用H2和CO2在一定条件下合成乙烯: ΔH=-127.8 kJ/mol。在密闭容器中充入体积比为3∶1的H2和CO2,不同温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是
A.为了提高乙烯的产率应尽可能选择低温
B.随着温度升高,乙烯的产率增大
C.生成乙烯的速率:v(M)一定大于v(N)
D.M点平衡常数一定比N点平衡常数大
15.催化重整不仅可以得到CO和H,还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列何题:
(1)催化重整反应为:,
①有利于提高平衡转化率的条件是 (填字母)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
②在体积恒定的密闭容器中进行该反应并达到平衡状态,若此时改变条件使平衡常数K值变大,该反应 (填字母)。
A.一定向正反应方向移动
B.重新达到平衡后正反应速率增大
C.一定向逆反应方向移动
D.重新达到平衡后逆反应速率减小
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
积碳反应 消碳反应
+75 +172
活化能(kJ/mol) 催化剂X 33 91
催化剂Y 43 72
①由上表判断,催化剂X Y(填“优于”或“劣于”),理由是 。
②在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 (填标号)。
A.、均增加
B.减小、增加
C.减小、增加
D.增加的倍数比增加的倍数大
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第7讲 影响化学平衡的因素
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模块一
化学平衡的移动
)
1.化学平衡移动的根本原因
(1)平衡移动的过程
(

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反应开始
尚未平衡
化学平
衡状态
正向或
逆向移动
新的化学平衡状态
建立新平衡
化学平衡移动
)
(2)平衡移动与速率的关系
①v正>v逆,化学平衡向正反应方向移动;
②v正<v逆,化学平衡向逆反应方向移动;
③v正=v逆,化学平衡不发生移动。
2.化学平衡移动的重要实验再现
(1)探究浓度对化学平衡的影响
实验一:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色),加入较浓的FeCl3溶液或KSCN溶液、少量铁粉、KCl固体,通过观察溶液红色的变化,分析平衡移动。
提示 ①加入较浓的FeCl3溶液或KSCN溶液,红色加深,平衡正向移动。②加入少量Fe粉,红色变浅,平衡逆向移动。③加入少量KCl固体,红色几乎不变,平衡不移动。
实验二:Cr2O(橙色)+H2O2CrO (黄色)+2H+,滴加NaOH溶液或硫酸溶液,通过观察溶液颜色的变化,分析平衡移动。
提示 ①滴加NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色,平衡正向移动。②滴加H2SO4溶液,溶液橙色加深,平衡逆向移动。
(2)探究压强对化学平衡的影响
实验三:2NO2(红棕色)N2O4(无色)
通过压缩体积观察颜色变化,分析平衡移动。
提示 气体的颜色先变深后变浅,最终还是比最初的颜色深。增大压强,平衡向生成N2O4的方向(气体体积减小的方向)移动。
(3)探究温度对化学平衡的影响
实验四:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH>0。
将分别盛有2 mL 0.5 mol·L-1 CuCl2溶液的两支试管,一支试管先加热,然后置于冷水中,与另一支试管进行对比。
实验步骤 实验现象 结论
加热试管 溶液由蓝色变为绿色 在其他条件不变时,升高温度,平衡向正反应(吸热)方向移动
将上述试管置于冷水中 溶液恢复蓝色 在其他条件不变时,降低温度,平衡向逆反应(放热)方向移动
在对CuCl2溶液加热时,为何未看到溶液变为黄色?
答案 因为加热时,平衡正向移动,[Cu(H2O)4]2+有部分转化为[CuCl4]2-,[Cu(H2O)4]2+显蓝色,[CuCl4]2-显黄色,而二者的混合色为绿色,故看不到黄色。
3.化学平衡移动原理——勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个因素(如浓度、压强或温度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动,这就是勒夏特列原理,也称化学平衡移动原理。
【归纳总结】①催化剂不能使平衡移动,无法用勒夏特列原理解释。
②等体反应改变压强,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
③改变平衡体系中固体或纯液体的量,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
④恒温恒容条件下充入惰性气体,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
⑤非平衡状态,不能用勒夏特列原理解释。
⑥勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件,则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的条件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。
【例1 】甲醇是重要的化工原料,应用前景广阔。研究表明,二氧化碳与氢气反应可以合成甲醇,反应如下:,请回答下列问题:
(1)用平衡时各组分的浓度表示反应的平衡常数表达式为 。
(2)研究温度对甲醇产率的影响时发现,在210~290℃,保持原料气中和的投料比不变,得到平衡时甲醇的产率与温度的关系如图所示,则该反应的 0(填“>”、“<”或“=”),依据是 。
(3)试比较该反应在210℃和290℃时的平衡常数大小:K(210℃) K(290℃)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)有利于提高平衡时转化率的措施有 (填字母)。
a.持续升高温度 b.缩小容器容积,增大压强
c.使用催化剂 d.增大和的初始投料比
e.适当增大的浓度
(5)在2L密闭容器中通入和,使其发生反应。在20s内用的浓度变化表示的化学反应速率为0.15mol/(L·s),则这20s内消耗的物质的量是 mol。
(6)已知200℃时,反应的K为2.6,在某时刻反应混合物中、、、的浓度分别为2mol/L、1mol/L、4mol/L、4mol/L,则此时上述反应的平衡移动方向为 (填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)。
【答案】(1)
(2)< 从210℃~290℃,甲醇产率逐渐降低,即升高温度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应
(3)> (4)be (5)2 (6)逆反应方向
【解析】(1)平衡常数表达式,故答案为:;
(2)由图可知,从210℃~290℃,甲醇产率逐渐降低,即升高温度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0,故答案为:<;从210℃~290℃,甲醇产率逐渐降低,即升高温度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应;
(3)该反应为放热反应,则升高温度平衡逆向移动,平衡常数K减小,则该反应在210℃的平衡常数大于290℃时的平衡常数,故答案为:>;
(4)a.持续升高温度,则平衡逆向移动,转化率下降,故a不选;b.缩小容器容积,增大压强,平衡正向移动,转化率上升,故b选;c.催化剂能加快化学反应速率,但不能提高转化率,故c不选;d.增大和的初始投料比,初始浓度增大,则转化率下降,故d不选;e.适当增大的浓度,可以提高转化率,故e选;故选be;
(5)20s内的浓度变化为0.15mol/(L·s)×20s=3mol/L,则这20s内消耗的物质的量是,故答案为:2mol;
(6),则该反应逆向移动,故答案为:逆反应方向。
(
题型归纳
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【题型1 外因对正逆反应速率与化学平衡移动的影响】
1.1外界条件对化学平衡的影响是通过改变正、逆反应速率来实现的,其移动方向取决于改变条件的瞬间v正和v逆的相对大小。试完成下表(说明:表中的压强的变化是指通过改变气体的体积实现的)。
条件的改变(假设其他条件不变) 改变条件的瞬间反应速率的变化 化学平衡的移动
v正 v逆
(1)浓度 ①增大反应物浓度
②减小反应物浓度
③增大生成物浓度
④减小生成物浓度
(2)压强 ①增大压强
②减小压强
(3)温度 ①升高温度
②降低温度
(4)催化剂 使用催化剂
答案 (1)①增大 不变 正向移动 ②减小 不变 逆向移动 ③不变 增大 逆向移动 ④不变 减小 正向移动 (2)①增大 增大 向气体体积减小的方向移动 ②减小 减小 向气体体积增大的方向移动 (3)①增大 增大 向吸热反应方向移动 ②减小 减小 向放热反应方向移动 (4)增大 增大 不移动
1.2将NO2装入带活塞的密闭容器中,当反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后,改变下列一个条件,其中叙述正确的是(  )
A.升高温度,气体颜色加深,则此反应为吸热反应
B.慢慢压缩气体体积,平衡向右移动,混合气体颜色变浅
C.慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍
D.恒温恒压时,充入惰性气体,平衡向左移动,混合气体的颜色变深
答案 C
解析 升高温度,气体颜色加深,则平衡向左移动,该反应为放热反应,A错误;体积减小一半,根据勒夏特列原理,混合气体的颜色比原平衡深,压强小于原平衡的两倍,B错误,C正确;恒温恒压,充入惰性气体,容器体积扩大,平衡向气体分子数增大的方向(即生成NO2的方向)移动,但NO2气体的浓度最终变小,混合气体的颜色变浅,D错误。
1.3一定条件下,在体积为的密闭容器中充入和进行反应:,后反应达到平衡,生成Z的物质的量为。下列说法正确的是
A.若再充入,Y的体积分数增大
B.若平衡时,再投入稀有气体氦(不参与反应),平衡正向移动
C.X的平衡转化率为40%
D.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的
【答案】A
【解析】A.首次充入1mol X和1mol Y进行反应,Y反应量为0.3mol,平衡后再补充1mol Y,此时加入量>转化量,Y的体积分数增大,A正确;B.在恒容条件下,充入氦气,总压增大,各组分分压不变,平衡不移动,B错误;C.60s后反应达到平衡,生成Z的物质的量为0.3mol,根据方程式,反应的X为0.6mol,则X的平衡转化率为,C错误;D.若升高温度,X的体积分数增大,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH<0,D错误;故选A。
1.4工业上常用HCl制取氯气,在某一绝热恒容密闭容器中充入一定量的HCl(g)和(g),发生反应: ,下列说法正确的是
A.适当增大压强,将增大
B.当不再发生变化时,该反应达到平衡
C.加入合适的催化剂,可增大的平衡转化率
D.若充入足量的,该反应达到平衡后,容器中含的物质仅有
【答案】B
【解析】A.该反应的△H不随压强的变化而变化,A项错误;B.当浓度商不再发生变化时,说明浓度商等于化学平衡常数,该反应达到平衡,B项正确;C.催化剂不能改变平衡转化率,C项错误;D.反应为可逆反应,还有,D项错误;故选B。
【题型2 通过图像理解化学平衡的移动】
2.1一定条件下,在密闭容器中发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1。
(1)若在t0时刻只增大压强(缩小容器的体积),请在图1中作出v正、v逆的变化图像。
答案 
(2)请在图2中作出不同温度下(T2>T1)SO2的转化率随时间变化的示意图。
答案 
2.2 (2021·湖南,11改编)已知:A(g)+2B(g)??3C(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入________发生反应,t1时达到平衡状态Ⅰ,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。t2时改变的条件:____________。
答案 一定量的A和B 向容器中加入C
解析 反应从正反应开始,所以为充入一定量的A和B。t2时v正瞬间不变,后不断增大,
v逆是突变后不断减小,故改变的条件是加入C。
【题型3 勒夏特列原理的应用】
3.1下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.开启啤酒瓶后,马上泛起大量泡沫
B.在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入少量铁粉
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
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】B
【解析】A.开启啤酒瓶后,压强减小,平衡向生成气体的方向移动,马上泛起大量泡沫,可以用勒夏特列原理解释,A正确;
B.在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入少量铁粉,可以防止亚铁离子被氧化,与化学平衡无关,不能用勒夏特列原理解释,B错误;
C.实验室制取氯气时,用排饱和食盐水收集氯气时,浓度增大,可以使平衡逆向移动,可以用勒夏特列原理解释,C正确;
D.工业上生产硫酸的过程中发生反应:,使用过量的空气,增大,平衡正向移动,以提高二氧化硫的转化率,可以用勒夏特列原理解释,D正确;
故选B。
3.2下列变化不能用勒夏特列原理解释的是
A.工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率
B.工业上合成氨要在高温、催化剂条件下进行
C.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.向氯水中加后,溶液漂白性增强
【答案】B
【解析】A.根据勒夏特列原理,增大其中一种反应物浓度可以使平衡正向移动且也能提高另一种反应物的转化率,所以工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率,故A不选;
B.催化剂的催化活性需要适宜的温度,温度过高催化剂失活,且合成氨的反应属于放热反应,高温不利于生成物的生成,所以工业上合成氨要在500℃、催化剂条件下进行,此时催化活性最高,故B选;
C.氯气溶于水生成HCl和HClO,反应为,饱和食盐水中含有大量氯离子,由于同离子效应,使平衡逆向移动,抑制氯气溶解,所以实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,故C不选;
D.氯气溶于水生成HCl和HClO,反应为,向氯水中加后,平衡正向移动,HClO增多,漂白性增强,故D不选;
故选B。
3.3下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是
A.对2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡体系增加压强使颜色变深
B.开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡
C.硫酸工业中,增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率
D.滴有酚酞的氨水溶液,适当加热溶液(氨气不挥发)后颜色变深
【答案】A
【解析】A.对2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡体系增加压强,容器体积减小,碘浓度增大而使颜色变深,压强增大但平衡不移动,不能用平衡移动原理解释,A项选;B.因溶液中存在二氧化碳的溶解平衡,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,能用勒夏特列原理解释,B项不选;C.增大反应物氧气浓度,平衡向正反应方向移动,所以能增大二氧化硫转化率,可以用平衡移动原理解释,C项不选;D.加热促进一水合氨的电离,溶液颜色加深,与勒夏特列原理有关,D项不选;答案选A。
(
模块

平衡移动与平衡转化率的关系
)
【例2 】对于以下反应,从反应开始进行到达到平衡后,保持温度、体积不变,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(g)的分解率__________,HI(g)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)mA(g)+nB(g)pC(g)
同等倍数的加入A(g)和B(g),平衡________移动,达到平衡后,①m+n>p,A、B的转化率都________,体积分数都________;②m+n=p,A、B的转化率、体积分数都________;③m+n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)正向 增大 减小 不变 减小 增大
【例3 】将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(  )
选项 改变条件 新平衡与原平衡比较
A 增大压强 N2的浓度一定变小
B 升高温度 N2的转化率变小
C 充入一定量H2 H2的转化率不变,N2的转化率变大
D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大
答案 B
解析 A项,正反应是气体体积减小的反应,依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动,但氮气的浓度仍然比原平衡大,不正确;B项,正反应是放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,氮气的转化率变小,正确;C项,充入一定量的氢气,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率变小,不正确;D项,催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态,不正确。
【例4 】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
答案 D
解析 甲和乙若都是恒温恒压,则两者等效,但乙为绝热恒压,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。
(
题型归纳
)
【题型4 转化率分析】
4.1在一定温度下的密闭容器中发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L-1。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.30 mol·L-1。下列有关判断正确的是(  )
A.x+yB.平衡向正反应方向移动
C.B的转化率增大
D.C的体积分数减小
【答案】D
【解析】容积扩大2倍,若不移动时c(A)=0.25 mol·L-1,但达平衡为0.30 mol·L-1>0.25 mol·L-1,说明减小压强,平衡向逆反应方向移动,故x+y>z,B转化率减小,C的体积分数减小,D项正确。
4.2室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是(  )
A.增大C2H5OH浓度,有利于生成C2H5Br
B.若反应物均增大至3 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变
C.为缩短反应达到平衡的时间,将起始温度提高至50 ℃
D.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量
【答案】C
【解析】增大C2H5OH浓度,平衡正向移动,有利于生成C2H5Br,A正确;当投料比与化学计量系数之比相等时,各物质的转化率相等,原投料比1∶1等于化学计量系数之比,则C2H5OH和HBr的转化率之比等于1∶1,将反应物均增大至3 mol,投料比不变,转化率之比不变,B正确;温度升高至50 ℃,C2H5Br气化,平衡正向移动,反应趋于完全,不再存在平衡,C错误;加入NaOH,与HBr反应,平衡逆向移动,乙醇的物质的量增大,D正确。
4.3向一容积为2 L的恒容密闭容器里充入1 mol N2和4 mol H2,在一定温度下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。10秒时达到平衡,c(NH3)为0.4 mol·L-1。下列说法正确的是(  )
A.该反应达到平衡时H2的转化率为40%
B.降低温度能使混合气体的密度增大
C.向该容器中充入N2,平衡正向移动
D.研发高效催化剂可大大提高NH3的产率
【答案】C
【解析】A项,根据题中数据可知,NH3的生成量为0.8 mol,则H2的减少量为1.2 mol,α(H2)=1.2÷4×100%=30%,错误;B项,降温,平衡正向移动,但气体总质量不变,容器体积不变,则密度不变,错误;C项,体积不变,充入N2,c(N2)增大,平衡正向移动,正确;D项,催化剂不能使平衡发生移动,因此各物质的转化率不变、产率不变,错误。
(
模块

分层训练
)
1.在溶液中滴加无色的溶液后,有以下可逆反应存在:。已知呈红色,在该平衡体系中加入少量晶体后(忽略溶液体积的变化),红色将
A.变深 B.变浅 C.不变 D.无法确定
【答案】C
【解析】可逆反应的离子方程式为:,K+和Cl-不参与反应,在该平衡体系中加入少量晶体,平衡不移动,红色不变,故选C。
2.已知呈“橙色”,CrO呈“黄色”。将K2Cr2O7溶于水中,获得橙黄色溶液,在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:(aq)+H2O(l)2(aq)+2H+ (aq) ΔH,用该溶液做实验,溶液颜色变化如下表所示:
操作 ①升高温度 ②加水稀释
现象 溶液由“橙黄色”逐渐变为“黄色”
已知,Ag2CrO4是一种砖红色沉淀。下列叙述正确的是
A.由实验①可推知ΔH<0
B.实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
C.若向上述橙黄色溶液中加入少量浓硫酸,溶液变成橙色
D.若向上述黄绿色溶液中滴入足量AgNO3溶液,静置,上层溶液变成黄色
【答案】C
【解析】A.由实验①可知,升高温度,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,即ΔH>0,A错误;B.实验②加水稀释,溶液由“橙黄色”逐渐变为“黄色”,则平衡正向移动,但水是作溶剂的纯液体,c(H2O)不变,B错误;C.若向上述橙黄色溶液中加入少量浓硫酸,溶液温度几乎不变,但c(H+)增大,平衡逆向移动,溶液变成橙色,C正确;D.若向上述橙黄色溶液中滴入足量AgNO3溶液,将被沉淀完全生成Ag2CrO4,减小,平衡正向移动且趋于完全,则静置后,上层溶液几乎无色,D错误;故选C。
3.某已平衡的化学可逆反应,下列有关叙述正确的是
A.使用合适的催化剂可以使平衡正向移动
B.有气体参加的可逆反应,减小体积增大压强能够加快反应速率
C.增加生成物的质量,平衡一定逆向移动
D.升高温度,平衡一定正向移动
【答案】B
【解析】A.催化剂只改变反应速率,不能使平衡发生移动,A错误;B.有气体参加的可逆反应,减小体积增大压强,气体物质的浓度变大,反应速率加快,B正确;C.若该生成物为固体,增加其质量,平衡不移动,C错误;D.升高温度平衡向吸热方向移动,但不一定是正向移动,D错误;故选B。
4.用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为,达到平衡后,再通入一定量O2,达到新平衡时,下列说法不正确的是
A.N2的平衡浓度增大 B.NO的转化率增大
C.正向反应速率增大 D.反应平衡常数增大
【答案】D
【解析】A.达到平衡后,再通入一定量O2,即增大反应物浓度,化学平衡正向移动,则N2的平衡浓度增大,A正确;B.达到平衡后,再通入一定量O2,即增大反应物浓度,化学平衡正向移动,NH3、NO的转化率增大,O2的转化率减小,B正确;C.达到平衡后,再通入一定量O2,即增大反应物浓度,正向、逆向反应速率增大,C正确;D.化学平衡常数仅仅是温度的函数,故温度不变,增大O2的浓度,反应平衡常数不变,D错误;故答案为:D。
5.下列过程或现象不能用勒夏特列原理解释的是
A.酸溶液遇紫色石蕊试剂变红
B.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
C.CO2在水中的溶解度大于在NaHCO3溶液中的溶解度
D.工业合成氨,反应条件选择500℃高温
【答案】D
【解析】A.石蕊溶液中的电离平衡表示如下: ,分子态 HIn 显红色,而酸根离子显蓝色,当体系中 H+ 的浓度大时,平衡左移,以分子态形式居多时,显红色;当体系中的浓度大时,平衡右移,以离子态形式居多时,显蓝色,故A错误;B.,将浓氨水加入氢氧化钠固体中,溶液中浓度增大及温度升高均使平衡逆向移动,故C错误;C.CO2溶于水存在平衡:,在NaHCO3溶液中,浓度大,使得平衡逆向移动,CO2的溶解度小,故C错误;D.合成氨反应为放热反应,采用500℃的温度,不利于平衡向正方向移动,主要是考虑催化剂的活性和反应速率,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,故D正确;故选D。
6.某小组研究温度对平衡的影响,设计如下实验(三个相同烧瓶中装有等量)。下列说法正确的是
A.装置①烧瓶中气体颜色变浅
B.装置②的作用是对比①③气体颜色深浅,判断平衡移动方向
C.装置③中平衡逆向移动
D.装置③中硝酸铵的扩散和水解均为放热过程
【答案】B
【解析】A.生石灰和水反应放出大量的热,所以①的溶液的温度升高,温度升高,平衡逆反应方向移动,NO2浓度增大,颜色加深,A错误;B.三个装置中温度不同,②中为室温,故装置②的作用是对比①③气体颜色深浅,判断平衡移动方向,B正确;C.硝酸铵溶于水是吸热的,使体系温度降低,使平衡正向移动,C错误;D.硝酸铵的扩散和水解均为吸热过程,D错误;故选B。
7.在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应2X(g)+Y(g)3Z(g) △H<0,反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示,下列推断正确的是
A.升高温度,平衡常数增大
B.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C.Q点时,Y的转化率最大
D.平衡时充入X,达到新平衡时X的转化率增大
【答案】C
【分析】温度在Q点之前,升高温度,反应速率增大,反应正向进行,X的含量减小;反应为放热反应,温度在Q点之后,升高温度,反应达到平衡且逆向移动,X的含量增大,曲线上最低点Q为平衡点;
【解析】A.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆移,平衡常数减小,A错误;
B.W点对应的温度低于M点对应的温度,温度越高,反应速率越高,所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率,B错误;C.曲线上最低点Q为平衡点,升高温度平衡向逆反应移动,Y的转化率减小,所以Q点时,Y的转化率最大,C正确;D.平衡时充入X,促使反应正向进行,但是达到新平衡时X自身的转化率降低,故D错误;故选C。
8.在恒温恒容的密闭容器中,充入和发生反应,其正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.混合气体密度不再改变,表明反应达到平衡
B.时改变的条件为向容器中加入B
C.时段,平衡正向移动
D.反应平衡常数
【答案】D
【分析】根据图象可知,向恒温恒容密闭容器中充入1molA和3molB发生反应,反应时间从开始到t1阶段,正反应速率不断减小,t1-t2时间段,正反应速率不变,反应达到平衡状态,t2-t3时间段,改变条件使正反应速率逐渐增大,平衡向逆反应方向移动,t3以后反应达到新的平衡状态,据此结合图象分析解答。
【解析】A.混合气体密度=混合气体总质量/容器体积,恒温恒容的密闭容器,体积是定值,反应前后全为气体,根据质量守恒定律,气体总质量为定值,故混合气体密度也为定值,则混合气体密度不变,不能表明反应达到平衡状态,A项错误;B.根据图象变化曲线可知,t2-t3过程中,t2时v正瞬间不变,平衡过程中不断增大,则说明反应向逆反应方向移动,且不是“突变”图象,属于“渐变”过程,所以排除温度、压强和催化剂等影响因素,改变的条件为:向容器中加入C,B项错误;C.t2-t3过程中,t2时v正瞬间不变,不断增大,则说明反应向逆反应方向移动,C项错误;D.平衡常数只受温度影响,T(Ⅰ)=T(Ⅱ),故K(Ⅰ)=K(Ⅱ),D项正确;答案选D。
9.恒容密闭容器中,反应在不同温度下达到平衡时,各组分的物质的量如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.为随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入的平衡转化率减小
【答案】D
【解析】A.由图可知,随温度升高,氢气的物质的量减小,平衡正向移动,正向为吸热反应,ΔH>0,A正确;B.由图可知,随温度升高,氢气的物质的量减小,则H2O(g)的物质的量增加,BaS的物质的量也增加,但总体增大量为H2O(g)改变量的,则为随温度的变化曲线,B正确;C.恒容密闭容器中,向平衡体系中充入惰性气体,不改变各物质的浓度,即正逆反应速率均不变,平衡不移动,C正确;D.恒容密闭容器中,向平衡体系中加入固体BaS,不改变各物质的浓度,即正逆反应速率均不变,平衡不移动,因此H2的平衡转化率不变,D错误;故答案为:D。
10.向绝热恒容密闭容器中通入一定量SO2与NO2的混合气体,在一定条件下发生反应:其正反应速率v正随时间t变化的曲线如下,不考虑副反应的影响,下列说法正确的是
A.该反应的 H>0
B.BC段v逆逐渐减小
C.从A点到C点,NO的分压先增大后减小
D.其他条件不变时,若在恒温条件下发生此反应,则SO2的平衡转化率增大
【答案】D
【分析】如图所示,反应在绝热容器中进行,随着反应正向进行,反应物浓度减小,但b时间前v正增大,说明反应放热,容器内温度升高,温度对反应速率的影响起主导作用。b时间后,反应物浓度减小对速率的影响起主导作用,v正减小。据此答题。
【解析】A.根据分析知,反应为放热反应,故,A错误;B.BC段,反应仍正向进行,体系温度升高,生成物浓度增大,v逆增大,B错误;C.从A点到C点,反应一直正向进行,因此NO的分压一直增大,C错误;D.其他条件不变时,若在恒温条件下发生此反应,相当于降温,则平衡正向移动,SO2的平衡转化率增大,D正确;故选D。
11.在一定温度下,氯气溶于水的过程为:
①Cl2(g) Cl2(aq) ΔH1
②Cl2(g)+H2O(l) HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq) ΔH2<0
下列说法错误的是
A.ΔH1<0
B.②的平衡常数表达式为K=
C.升高温度,氯水中的c(HClO)减小
D.取氯水稀释,c(Cl-)/c(HClO)减小
【答案】D
【解析】A.Cl2(g) Cl2(aq) ΔH1,从气态变为液体,会释放热量,所以ΔH1<0,A正确;B.反应②中水为纯液体不列入平衡常数表达式,所以其表达式为,B正确;C.反应②是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,c(HClO)减小,C正确;D.取氯水稀释,c(Cl-)和c(HClO)均减小,由于存在HClO的电离,且越稀越电离,因此c(HClO)减小的更多,所以c(Cl-)/c(HClO)增大,故D错误;答案选D。
12.下列现象不能用平衡移动原理解释的是
A. ,把球浸泡在冰水中,气体颜色变浅
B.室温下,将平衡体系压缩体积后颜色加深
C.工业制取钾,选取合适的温度,使K变成蒸气从体系逸出
D.实验室制备氯气,用排饱和食盐水法收集氯气
【答案】B
【解析】A.,温度降低平衡正向进行,气体颜色变浅,说明反应正向进行,A不符题意;B.室温下,将平衡体系压缩体积后压强增大,平衡正向移动,颜色应该先加深再变浅,最终还是比之前颜色深,不能通过颜色变化判定平衡移动了,B符题意;C.工业制取钾,选取合适的温度,使K变成蒸气从体系逸出,减少生成物浓度平衡正向移动,C不符题意;D.实验室制备氯气,用排饱和食盐水收集氯气,溶液中存在氯离子浓度很大,促使氯气和水反应生成盐酸的反应逆向进行,使得氯气和水反应很少,可以用排饱和食盐水收集氯气,D不符题意;故选B。
13.对于密闭容器中的可逆反应,探究单一条件改变情况下,可能引起平衡状态的改变,得到如图所示的曲线(图中T表示温度,n表示物质的量)。下列判断正确的是
A.加入催化剂可以使状态d变为状态b
B.若,则逆反应一定是放热反应
C.达到平衡时,A2的转化率大小为
D.在和不变时达到平衡,的物质的量的大小为
【答案】C
【解析】A.催化剂只改变反应速率不改变平衡移动,所以加入催化剂不可能使状态d变为状态b,故A错误;B.若,由图象可知,温度升高,AB3的平衡体积分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,则逆反应为吸热反应,故B错误;C.由图可知,横坐标为B2的物质的量,增大一种反应物的量会促进另一种反应物的转化率增大,则B2的物质的量越大,达到平衡时A2的转化率越大,即转化率大小为c>b>a,故C正确;D.由图可知,横坐标为B2的物质的量,增大一种反应物的量必然会促进另一种反应物的转化,则B2的物质的量越大,达到平衡时A2的转化率越大,生成物的物质的量越大,则平衡时AB3的物质的量大小为c>b>a,故D错误;答案选C。
14.工业用H2和CO2在一定条件下合成乙烯: ΔH=-127.8 kJ/mol。在密闭容器中充入体积比为3∶1的H2和CO2,不同温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是
A.为了提高乙烯的产率应尽可能选择低温
B.随着温度升高,乙烯的产率增大
C.生成乙烯的速率:v(M)一定大于v(N)
D.M点平衡常数一定比N点平衡常数大
【答案】D
【解析】A.低温条件下CO2的平衡转化率高,但是反应速率慢,乙烯的产率不一定高,故A错误;B.升高温度,CO2的平衡转化率降低,且催化效率先增大后减小,乙烯的产率不一定增大,故B错误;C.M点的温度低于N点的温度,但M点的催化效率高于N点的,所以生成乙烯的速率:v(M)不一定小于v(N),故C错误;D.升高温度,CO2的平衡转化率降低,说明升温,平衡逆向移动,正反应为放热反应,则M点平衡常数一定比N点平衡常数大,故D正确;故选D。
15.催化重整不仅可以得到CO和H,还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列何题:
(1)催化重整反应为:,
①有利于提高平衡转化率的条件是 (填字母)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
②在体积恒定的密闭容器中进行该反应并达到平衡状态,若此时改变条件使平衡常数K值变大,该反应 (填字母)。
A.一定向正反应方向移动
B.重新达到平衡后正反应速率增大
C.一定向逆反应方向移动
D.重新达到平衡后逆反应速率减小
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
积碳反应 消碳反应
+75 +172
活化能(kJ/mol) 催化剂X 33 91
催化剂Y 43 72
①由上表判断,催化剂X Y(填“优于”或“劣于”),理由是 。
②在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 (填标号)。
A.、均增加
B.减小、增加
C.减小、增加
D.增加的倍数比增加的倍数大
【答案】(1)①A ②AB
(2)①劣于 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小,而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大 ②AD
【解析】(1)①该反应为气体体积增大的吸热反应,升高温度和降低压强,平衡都向正反应方向移动,甲烷的平衡转化率增大,故选A;
②化学平衡常数是温度函数,温度不变,化学平衡常数不变,该反应为吸热反应,平衡常数K值变大说明改变的条件为升高温度,化学反应速率增大,平衡向正反应方向移动,重新达到平衡后正反应速率增大,故选AB;
(2)①由题给表格数据可知,相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应的活化能相对小,消碳反应速率大,因此催化剂X劣于催化剂Y,故答案为:劣于;相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小,而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大;
②A.由方程式可知,积碳反应和消碳反应都是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,K积、K消均增加,故A正确;B.升高温度,反应速率增大,v积增加、v消增加,故B错误;C.由方程式可知,积碳反应和消碳反应都是吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,K积、K消均增加,故C错误;D.由图可知,消碳反应的斜率比积碳反应的斜率大,则v消增加的倍数比v积增加的倍数大,故D正确;故选AD。
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