2020版高考化學新增分大一輪復習 第7章 第21講 化學平衡狀態(tài)和平衡移動精講義+優(yōu)習題（含解析）魯科版.docx

第21講化學平衡狀態(tài)和平衡移動考綱要求1.了解化學反應的可逆性及化學平衡的建立。2.掌握化學平衡的特征。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用?？键c一化學反應進行的方向1自發(fā)過程(1)含義：在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動進行的過程。(2)特點體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或放出熱量)。在密閉條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。2自發(fā)反應在一定條件下無需外界幫助就能自發(fā)進行的反應稱為自發(fā)反應。3化學反應方向的判據(jù)(1)焓判據(jù)放熱過程中體系能量降低，H<0，具有自發(fā)進行的傾向，但有些吸熱反應也可以自發(fā)進行，故只用焓變判斷反應方向不全面。(2)熵判據(jù)熵：描述體系混亂程度的物理量，符號為S。熵值越大，體系混亂度越大。常見的熵增過程a氣體的擴散；b不同狀態(tài)的同一種物質(zhì)：S(g)>S(l)>S(s)；c反應前無氣體，反應后有氣體產(chǎn)生的過程；d反應前后都有氣體，但氣體的物質(zhì)的量增加的反應。熵判據(jù)：體系的混亂度增大，S>0，反應有自發(fā)進行的傾向。但有些熵減的過程也能自發(fā)進行，故只用熵變來判斷反應方向也不全面。(3)復合判據(jù)在溫度、壓強一定的條件下，化學反應進行的方向是反應的焓變和熵變共同影響的結(jié)果，反應方向的復合判據(jù)為HTS。當HTS(1)H<0，S>0的反應在溫度低時不能自發(fā)進行()(2)NH4HCO3(g)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57kJmol1能自發(fā)進行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向()(3)一定溫度下，反應MgCl2(l)Mg(l)Cl2(g)的H>0、S>0()(4)反應NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進行，則該反應的H<0()1(2018漳州調(diào)研)已知碳酸鈣的分解CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H1僅在高溫下自發(fā)進行；氯酸鉀的分解2KClO3(s)=2KCl(s)3O2(g)H2在任何溫度下都自發(fā)進行，下面有幾組焓變數(shù)據(jù)，其中可能正確的是()AH1178.32kJmol1H278.3kJmol1BH1178.32kJmol1H278.3kJmol1CH1178.32kJmol1H278.3kJmol1DH1178.32kJmol1H278.3kJmol1答案B2下列有關(guān)說法正確的是()A若在海輪外殼上附著一些銅塊，則可以減緩海輪外殼的腐蝕B2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進行，則該反應的H>0C加熱0.1molL1Na2CO3溶液，CO的水解程度和溶液的pH均增大D對于乙酸與乙醇的酯化反應(H<0)，加入少量濃硫酸并加熱，該反應的反應速率和平衡常數(shù)均增大答案C解析在海輪外殼附著一些銅塊，形成鐵銅原電池，鐵比銅活潑，鐵被腐蝕，A項錯誤；題中已知的反應是一個熵減的反應，若常溫下能自發(fā)進行，則需要H<0，B項錯誤；碳酸鈉水解吸熱，加熱促進水解，氫氧根離子濃度增大，堿性增強，C項正確；因為此反應放熱，加熱平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，D項錯誤。3(1)汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO，有人設想按下列反應除去CO：2CO(g)=2C(s)O2(g)已知該反應的H>0，簡述該設想能否實現(xiàn)的依據(jù)：_。(2)超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層?？茖W家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)化成CO2和N2，化學方程式如下：2NO2CO2CO2N2。反應能夠自發(fā)進行，則反應的H_(填“>”“<”或“”)0。答案(1)該反應是焓增、熵減的反應，任何溫度下均不自發(fā)進行(2)<解析(1)2CO(g)=2C(s)O2(g)，該反應是焓增、熵減的反應。HTS>0，不能實現(xiàn)。焓變、熵變和溫度對化學反應方向的影響HSHTS反應情況永遠是負值在任何溫度下均自發(fā)進行永遠是正值在任何溫度下均非自發(fā)進行低溫為正，高溫為負低溫時非自發(fā)，高溫時自發(fā)低溫為負，高溫為正低溫時自發(fā)，高溫時非自發(fā)考點二可逆反應與化學平衡建立1可逆反應(1)定義在同一條件下，既可以向正反應方向進行，同時又可以向逆反應方向進行的化學反應。(2)特點二同：a.相同條件下；b.正、逆反應同時進行。一小：反應物與生成物同時存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“”表示。2化學平衡狀態(tài)(1)概念一定條件下的可逆反應中，正反應速率與逆反應速率相等，反應體系中所有參加反應的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。(2)建立(3)平衡特點3判斷化學平衡狀態(tài)的兩種方法(1)動態(tài)標志：v正v逆0同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。不同物質(zhì)：必須標明是“異向”的反應速率關(guān)系。如aAbBcCdD，時，反應達到平衡狀態(tài)。(2)靜態(tài)標志：各種“量”不變各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)等)不變。溫度、壓強(化學反應方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變?？傊?，若物理量由變量變成了不變量，則表明該可逆反應達到平衡狀態(tài)；若物理量為“不變量”，則不能作為平衡標志。(1)二次電池的充、放電為可逆反應()(2)在化學平衡建立過程中，v正一定大于v逆()(3)恒溫恒容下進行的可逆反應：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，當SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時，反應達到平衡狀態(tài)()(4)在一定條件下，向密閉容器中充入1molN2和3molH2充分反應，生成2molNH3()1向含有2 mol SO2的容器中通入過量O2發(fā)生2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQkJmol1(Q0)，充分反應后生成SO3的物質(zhì)的量_(填“”“>”或“”，下同)2mol，SO2的物質(zhì)的量_0mol，轉(zhuǎn)化率_100%，反應放出的熱量_QkJ。答案>2總壓強不變在什么情況下不能作為反應達到平衡的標志？答案恒溫恒容條件下，對于反應前后氣體化學計量數(shù)相等的反應，總壓強不變不能作為判斷平衡的標志；恒溫恒壓條件下，對于一切反應，總壓強不變均不能作為判斷平衡的標志。3混合氣體的密度不變在什么情況下不能作為反應達到平衡的標志？答案恒溫恒容條件下，反應物、生成物都是氣體的化學反應，混合氣體的密度不變不能作為判斷反應達到平衡的標志。題組一“極端轉(zhuǎn)化”確定各物質(zhì)的量1在密閉容器中進行反應：X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 molL1、0.3molL1、0.2molL1，在一定條件下，當反應達到平衡時，各物質(zhì)的濃度有可能是()AZ為0.3molL1BY2為0.4molL1CX2為0.2molL1DZ為0.4molL1答案A2(2019長沙一中調(diào)研)一定條件下，對于可逆反應X(g)3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達到平衡時，X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.08molL1，則下列判斷正確的是()Ac1c231B平衡時，Y和Z的生成速率之比為23CX、Y的轉(zhuǎn)化率不相等Dc1的取值范圍為0c10.14molL1答案D解析平衡濃度之比為13，轉(zhuǎn)化濃度亦為13，故c1c213，A、C不正確；平衡時Y生成表示逆反應速率，Z生成表示正反應速率且v生成(Y)v生成(Z)應為32，B不正確；由可逆反應的特點可知0c10.14molL1。極端假設法確定各物質(zhì)濃度范圍上述題目1可根據(jù)極端假設法判斷，假設反應正向或逆向進行到底，求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。假設反應正向進行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始濃度(molL1) 0.10.30.2改變濃度(molL1) 0.10.10.2終態(tài)濃度(molL1) 00.20.4假設反應逆向進行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始濃度(molL1) 0.10.30.2改變濃度(molL1) 0.10.10.2終態(tài)濃度(molL1) 0.20.40平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2(0,0.2)，Y2(0.2,0.4)，Z(0,0.4)。題組二化學平衡狀態(tài)的判斷3對于CO23H2CH3OHH2O，下列說法能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的是()Av(CO2)v(H2)B3v逆(H2)v正(H2O)Cv正(H2)3v逆(CO2)D斷裂3molHH鍵的同時，形成2molOH鍵答案C4一定溫度下，反應N2O4(g)2NO2(g)的焓變?yōu)镠?，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達到平衡狀態(tài)的是()ABCD答案D解析H是恒量，不能作為判斷平衡狀態(tài)的標志；該反應是充入1 mol N2O4，正反應速率應是逐漸減小直至不變，曲線趨勢不正確。5在一定溫度下的恒容容器中，當下列物理量不再發(fā)生變化時：混合氣體的壓強；混合氣體的密度；混合氣體的總物質(zhì)的量；混合氣體的平均相對分子質(zhì)量；混合氣體的顏色；各反應物或生成物的濃度之比等于化學計量數(shù)之比；某種氣體的百分含量(1)能說明2SO2(g)O2(g)2SO3(g)達到平衡狀態(tài)的是_。(2)能說明I2(g)H2(g)2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是_。(3)能說明2NO2(g)N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是_。(4)能說明C(s)CO2(g)2CO(g)達到平衡狀態(tài)的是_。(5)能說明NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)達到平衡狀態(tài)的是_。(6)能說明5CO(g)I2O5(s)5CO2(g)I2(s)達到平衡狀態(tài)的是_。答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)6若上述題目中的(1)(4)改成一定溫度下的恒壓密閉容器，結(jié)果又如何？答案(1)(2)(3)(4)規(guī)避“2”個易失分點(1)化學平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注”關(guān)注反應條件，是恒溫恒容，恒溫恒壓，還是絕熱恒容容器；關(guān)注反應特點，是等體積反應，還是非等體積反應；關(guān)注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應。(2)不能作為“標志”的四種情況反應組分的物質(zhì)的量之比等于化學方程式中相應物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。恒溫恒容下的體積不變的反應，體系的壓強或總物質(zhì)的量不再隨時間而變化，如2HI(g)H2(g)I2(g)。全是氣體參加的體積不變的反應，體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化，如2HI(g)H2(g)I2(g)。全是氣體參加的反應，恒容條件下體系的密度保持不變?？键c三化學平衡移動1化學平衡移動的過程2化學平衡移動與化學反應速率的關(guān)系(1)v正>v逆：平衡向正反應方向移動。(2)v正v逆：反應達到平衡狀態(tài)，不發(fā)生平衡移動。(3)v正v逆：平衡向逆反應方向移動。3影響化學平衡的因素(1)若其他條件不變，改變下列條件對化學平衡的影響如下：改變的條件(其他條件不變)化學平衡移動的方向濃度增大反應物濃度或減小生成物濃度向正反應方向移動減小反應物濃度或增大生成物濃度向逆反應方向移動壓強(對有氣體參加的反應)反應前后氣體體積改變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前后氣體體積不變改變壓強平衡不移動溫度升高溫度向吸熱反應方向移動降低溫度向放熱反應方向移動催化劑同等程度改變v正、v逆，平衡不移動(2)勒夏特列原理如果改變影響化學平衡的條件之一(如溫度、壓強以及參加反應的物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。(3)“惰性氣體”對化學平衡的影響恒溫恒容條件原平衡體系體系總壓強增大體系中各組分的濃度不變平衡不移動。恒溫恒壓條件原平衡體系容器容積增大，各反應氣體的分壓減小(1)化學平衡發(fā)生移動，化學反應速率一定改變；化學反應速率改變，化學平衡也一定發(fā)生移動()(2)升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，此時v放減小，v吸增大()(3)C(s)CO2(g)2CO(g)H0，其他條件不變時，升高溫度，反應速率v(CO2)和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率均增大()(4)化學平衡正向移動，反應物的轉(zhuǎn)化率不一定增大()(5)向平衡體系FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl中加入適量KCl固體，平衡逆向移動，溶液的顏色變淺()(6)對于2NO2(g)N2O4(g)的平衡體系，壓縮體積，增大壓強，平衡正向移動，混合氣體的顏色變淺()在一個密閉容器中充入amolA和bmolB，發(fā)生反應aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)H0，一段時間后達到平衡，測得各物質(zhì)的濃度。(1)若體積不變，僅增加c(A)，A的轉(zhuǎn)化率將減小(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，B的轉(zhuǎn)化率將增大，達到新平衡時，c(A)將增大，c(B)將減小，c(C)將增大，c(D)將增大。(2)體積不變，再充入amolA和bmolB，則平衡正向移動，達到新平衡時，c(A)將增大，c(B)將增大，c(C)將增大，c(D)將增大。若abcd，則A的轉(zhuǎn)化率將不變；若abcd，則A的轉(zhuǎn)化率將增大；若abcd，則A的轉(zhuǎn)化率將減小。(3)升高溫度，平衡正向移動，達到新平衡時，c(A)將減小，c(B)將減小，c(C)將增大，c(D)將增大，A的轉(zhuǎn)化率將增大。題組一選取措施使化學平衡定向移動1COCl2(g)CO(g)Cl2(g)H>0，當反應達到平衡時，下列措施：升溫恒容通入惰性氣體增加CO濃度減壓加催化劑恒壓通入惰性氣體，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是()ABCD答案B解析該反應為氣體體積增大的吸熱反應，所以升溫和減壓均可以促使反應正向移動。恒壓通入惰性氣體，相當于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響。增加CO的濃度，將導致平衡逆向移動。2工業(yè)上利用Ga與NH3高溫條件下合成半導體材料氮化稼(GaN)固體同時有氫氣生成。反應中，每生成3molH2時放出30.8kJ的熱量。恒溫恒容密閉體系內(nèi)進行上述反應，下列有關(guān)表達正確的是()A圖像中如果縱坐標為正反應速率，則t時刻改變的條件可以為升溫或加壓B圖像中縱坐標可以為鎵的轉(zhuǎn)化率C圖像中縱坐標可以為化學反應速率D圖像中縱坐標可以為體系內(nèi)混合氣體平均相對分子質(zhì)量答案A解析A項，圖像中如果縱坐標為正反應速率，升高溫度或增大壓強，反應速率增大，圖像符合題意，正確；B項，Ga是固體，沒有濃度可言，不能計算其轉(zhuǎn)化率，錯誤；C項，Ga是固體，其質(zhì)量不影響反應速率，錯誤；D項，反應方程式為2Ga(s)2NH3(g)2GaN(s)3H2(g)H0，相同壓強下，升高溫度，平衡逆向移動，平均相對分子質(zhì)量增大；相同溫度下，增大壓強，平衡逆向移動，平均相對分子質(zhì)量增大，錯誤。3在壓強為0.1MPa、溫度為300條件下，amolCO與3amolH2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應生成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0。(1)平衡后將容器的容積壓縮到原來的一半，其他條件不變，對平衡體系產(chǎn)生的影響是_(填字母)。Ac(H2)減小B正反應速率加快，逆反應速率減慢C反應物轉(zhuǎn)化率增大D重新平衡減小(2)若容器容積不變，下列措施可增大甲醇產(chǎn)率的是_(填字母)。A升高溫度B將CH3OH從體系中分離C充入He，使體系總壓強增大答案(1)CD(2)B解析(1)該反應為正向氣體分子數(shù)減小的可逆反應，縮小體積，平衡正向移動，c(H2)增大，正、逆反應速率均增大，因而A、B均不正確。(2)由于該反應正向是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，CH3OH的產(chǎn)率降低，體積不變，充入He，平衡不移動。題組二新舊平衡的比較4在一密閉容器中，反應aA(g)bB(s)cC(g)dD(g)達到平衡后，保持溫度不變，將容器縮小為原來的一半，當達到新的平衡時，A的濃度是原來的1.6倍，則下列說法正確的是()A平衡向逆反應方向移動BacdC物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率增大D物質(zhì)D的濃度減小答案C解析容器縮小為原來的一半，若平衡不移動，則A的濃度應變?yōu)樵瓉淼?倍，說明平衡正向移動，A的轉(zhuǎn)化率增大。5將等物質(zhì)的量的N2、H2充入某密閉容器中，在一定條件下，發(fā)生如下反應并達到平衡：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0。當改變某個條件并維持新條件直至達到新的平衡時，下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是()選項改變條件新平衡與原平衡比較A增大壓強N2的濃度一定減小B升高溫度N2的轉(zhuǎn)化率減小C充入一定量H2H2的轉(zhuǎn)化率不變，N2的轉(zhuǎn)化率增大D使用適當催化劑NH3的體積分數(shù)增大答案B解析A項，正反應是氣體體積減小的反應，依據(jù)勒夏特列原理可知增大壓強平衡向正反應方向移動，但氮氣的濃度仍然比原平衡大，不正確；B項，正反應是放熱反應，則升高溫度平衡向逆反應方向移動，氮氣的轉(zhuǎn)化率減小，正確；C項，充入一定量的氫氣，平衡向正反應方向移動，氮氣的轉(zhuǎn)化率增大，而氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，不正確；D項，催化劑只能改變反應速率而不能改變平衡狀態(tài)，不正確。6(2019武漢質(zhì)檢)一定溫度下，密閉容器中進行反應：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。測得v正(SO2)隨反應時間(t)的變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()At2時改變的條件：只加入一定量的SO2B在t1時平衡常數(shù)K1大于t3時平衡常數(shù)K3Ct1時平衡混合氣的大于t3時平衡混合氣的Dt1時平衡混合氣中SO3的體積分數(shù)等于t3時平衡混合氣中SO3的體積分數(shù)答案D解析t2時，v正(SO2)突然增大，且達到平衡后速率恢復至原來的速率，如果只加入一定量的SO2，達到新的平衡后，速率大于原來的速率，A錯誤；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，一定溫度下，K值不變，B錯誤；平衡狀態(tài)相同，各物質(zhì)的百分含量相同，平均摩爾質(zhì)量相同，故C錯誤、D正確。7用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。新型RuO2催化劑對上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應具有更好的催化活性。(1)實驗測得在一定壓強下，總反應的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的HClT曲線如下圖：則總反應的H_(填“”“”或“”)0。(2)在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大，請在上圖畫出相應HClT曲線的示意圖，并簡要說明理由：_。(3)下列措施中，有利于提高HCl的有_(填字母)。A增大n(HCl) B增大n(O2)C使用更好的催化劑D移去H2O答案(1)(2)見下圖溫度相同的條件下，增大壓強，平衡右移，HCl增大，因此曲線應在原曲線上方(3)BD解析(1)結(jié)合題中HClT圖像可知，隨著溫度升高，HCl降低，說明升高溫度平衡逆向移動，得出正反應方向為放熱反應，即H0。(2)結(jié)合可逆反應2HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl2(g)的特點，增大壓強平衡向右移動，HCl增大，則相同溫度下，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比增壓前的大，曲線如答案中圖示所示。(3)有利于提高HCl，則采取措施應使平衡2HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl2(g)正向移動。A項，增大n(HCl)，則c(HCl)增大，雖平衡正向移動，但HCl減小，錯誤；B項，增大n(O2)即增大反應物的濃度，D項，移去H2O即減小生成物的濃度，均能使平衡正向移動，兩項都正確；C項，使用更好的催化劑，只能加快反應速率，不能使平衡移動，錯誤。1分析化學平衡移動問題的注意事項(1)平衡移動的結(jié)果只是減弱了外界條件的變化，而不能消除外界條件的變化。(2)不要把v正增大與平衡向正反應方向移動等同起來，只有v正v逆時，才使平衡向正反應方向移動。(3)同等程度地改變反應混合物中各物質(zhì)的濃度時，應視為壓強的影響。(4)對于縮小體積增大壓強，不管是否移動，各成分的濃度均增大，但增大的倍數(shù)可能不同也可能相同。2解答化學平衡移動類判斷題的思維過程關(guān)注特點分析條件(濃度、溫度、壓強等)想原理(平衡移動原理)綜合判斷得結(jié)論?？键c四應用“等效平衡”判斷平衡移動的結(jié)果1等效平衡的含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應體系，不管是從正反應開始，還是從逆反應開始，還是正、逆反應同時投料，達到化學平衡狀態(tài)時，任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、體積分數(shù)等)均相同。2等效平衡的判斷方法(1)恒溫恒容條件下反應前后體積改變的反應判斷方法：極值等量即等效。例如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)2mol1mol0002mol0.5mol0.25mol1.5molamolbmolcmol上述三種配比，按化學方程式的化學計量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應物，則SO2均為2mol，O2均為1mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。中a、b、c三者的關(guān)系滿足：ca2，b1，即與上述平衡等效。(2)恒溫恒壓條件下反應前后體積改變的反應判斷方法：極值等比即等效。例如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)2mol3mol01mol3.5mol2molamolbmolcmol按化學方程式的化學計量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應物，則中，故互為等效平衡。中a、b、c三者關(guān)系滿足：，即與平衡等效。(3)恒溫條件下反應前后體積不變的反應判斷方法：無論是恒溫恒容，還是恒溫恒壓，只要極值等比即等效，因為壓強改變對該類反應的化學平衡無影響。例如：H2(g)I2(g)2HI(g)1mol1mol02mol2mol1molamolbmolcmol兩種情況下，n(H2)n(I2)11，故互為等效平衡。中a、b、c三者關(guān)系滿足11或ab11，c0，即與平衡等效。3虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當于增大壓強。(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應為例，見圖示)新平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強不變，平衡不移動。對于以下三個反應，從反應開始進行到達到平衡后，保持溫度、體積不變，按要求回答下列問題。(1)PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)再充入PCl5(g)，平衡向_方向移動，達到平衡后，PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率_，PCl5(g)的百分含量_。答案正反應減小增大(2)2HI(g)I2(g)H2(g)再充入HI(g)，平衡向_方向移動，達到平衡后，HI的分解率_，HI的百分含量_。答案正反應不變不變(3)2NO2(g)N2O4(g)再充入NO2(g)，平衡向_方向移動，達到平衡后，NO2(g)的轉(zhuǎn)化率_，NO2(g)的百分含量_。答案正反應增大減小1向一固定體積的密閉容器中通入amolN2O4氣體，在密閉容器內(nèi)發(fā)生反應：N2O4(g)2NO2(g)，達到平衡時再通入amolN2O4氣體，再次達到平衡時，與第一次達平衡時相比，N2O4的轉(zhuǎn)化率()A不變B增大C減小D無法判斷答案C解析恒溫恒容條件下，投料等比增加同增壓，判斷平衡(指的是新建立的與原平衡等效的過渡態(tài)平衡，而不是原平衡)，增大壓強平衡向左移，轉(zhuǎn)化率降低。2已知H2(g)I2(g)2HI(g)H0，有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，在相同溫度下分別達到平衡?，F(xiàn)欲使甲中HI平衡時的百分含量大于乙中HI平衡時的百分含量，則應采取的措施是()A甲、乙提高相同溫度B甲中加入0.1molHe，乙中不變C甲降低溫度，乙增大壓強D甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2答案C解析相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，此時甲和乙建立的平衡是等效的。A項，甲、乙提高相同溫度，平衡均逆向移動，HI的平衡濃度均減小，錯誤；B項，甲中加入0.1 mol He，在定容密閉容器中，平衡不會移動，錯誤；C項，甲降低溫度，平衡正向移動，甲中HI的平衡濃度增大，乙增大壓強平衡不移動，HI平衡時的百分含量不變，正確；D項，甲中增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，結(jié)果還是等效的，錯誤。3一定條件下存在反應：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)HQkJmol1(Q0)，現(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、，在中充入1molCO和1molH2O，在中充入1molCO2和1molH2，在中充入2molCO和2molH2O，均在700條件下開始反應。達到平衡時，上述三個過程對應的能量變化值分別為Q1、Q2、Q3，下列說法正確的是()A2Q12Q2Q3B容器中CO的百分含量比容器中CO的百分含量高C容器中反應的平衡常數(shù)比容器中反應的平衡常數(shù)小D容器中CO的轉(zhuǎn)化率與容器中CO2的轉(zhuǎn)化率之和等于1答案C解析A項，容器中平衡建立的途徑不相同，無法比較Q1、Q2的大??；C項，容器中所到達的平衡狀態(tài)，相當于在容器中平衡的基礎(chǔ)上降低溫度，平衡向正反應移動，平衡常數(shù)增大；D項，溫度相同時，容器中CO的轉(zhuǎn)化率與容器中CO2的轉(zhuǎn)化率之和等于1，容器中所達到的平衡狀態(tài)，相當于在容器中平衡的基礎(chǔ)上降低溫度，平衡向正反應方向移動，所以容器中CO的轉(zhuǎn)化率與容器中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1。4一定溫度下，在3個容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應2H2(g)CO(g)CH3OH(g)達到平衡，下列說法正確的是()容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度/molL1物質(zhì)的平衡濃度/molL1c(H2)c(CO)c(CH3OH)CH3OH4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025A.該反應的正反應吸熱B達到平衡時，容器中反應物的轉(zhuǎn)化率比容器中的大C達到平衡時，容器中c(H2)大于容器中c(H2)的兩倍D達到平衡時，容器中的正反應速率比容器中的大答案D解析對比容器和可知兩者投料量相當，若溫度相同，最終建立等效平衡，但溫度高，平衡時c(CH3OH)小，說明平衡向逆反應方向移動，即逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，A錯誤；相對于成比例增加投料量，相當于加壓，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率提高，所以中轉(zhuǎn)化率高，B錯誤；不考慮溫度，中投料量是的兩倍，相當于加壓，平衡正向移動，所以中c(H2)小于中c(H2)的兩倍，C錯誤；對比和，若溫度相同，兩者建立等效平衡，兩容器中速率相等，但溫度高，速率更快，D正確。1(2017海南，11，改編)已知反應CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H<0。在一定溫度和壓強下于密閉容器中，反應達到平衡。下列敘述正確的是()A升高溫度，K增大B減小壓強，n(CO2)增加C更換高效催化劑，(CO)增大D充入一定量的氮氣，n(H2)不變答案D解析A項，H0，正反應放熱，升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減小，錯誤；B項，比較方程式氣體的計量數(shù)關(guān)系，反應前氣體的化學計量數(shù)之和等于反應后氣體的計量數(shù)之和，則減小壓強，平衡不移動，n(CO2)不變，錯誤；C項，催化劑能改變反應速率，但不會引起化學平衡的移動，所以(CO)不變，錯誤；D項，充入一定量的氮氣，相當于混合氣體壓強減小，平衡向氣體體積增大的方向移動，但該反應前后氣體體積不變，平衡不移動，n(H2)不變，正確。2(2016四川理綜，6)一定條件下，CH4與H2O(g)發(fā)生反應：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。設起始Z，在恒壓下，平衡時CH4的體積分數(shù)(CH4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A該反應的焓變H>0B圖中Z的大小為a>3>bC圖中X點對應的平衡混合物中3D溫度不變時，圖中X點對應的平衡在加壓后(CH4)減小答案A解析A項，由圖可知，隨溫度的升高，CH4的體積分數(shù)減小，說明平衡向正反應方向移動，正反應為吸熱反應，正確；B項，Z越大，說明大，相當于增加H2O的量，平衡正向移動，CH4的體積分數(shù)減小，所以b>3>a，錯誤；C項，起始時n(H2O)3xmol，n(CH4)xmol，隨平衡的建立，消耗的n(CH4)n(H2O)amol，平衡時3，錯誤；D項，加壓，平衡向逆反應方向移動，CH4體積分數(shù)增大，錯誤。32016天津理綜，10(3)在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應：MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)H0達到化學平衡。下列有關(guān)敘述正確的是_。a容器內(nèi)氣體壓強保持不變b吸收ymolH2只需1molMHxc若降溫，該反應的平衡常數(shù)增大d若向容器內(nèi)通入少量氫氣，則v(放氫)>v(吸氫)答案ac解析MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)H0，該反應是氣體的物質(zhì)的量減小的反應。a項，平衡時氣體的物質(zhì)的量不變，壓強不變，正確；b項，該反應為可逆反應，吸收ymolH2需要大于1molMHx，錯誤；c項，因為該反應的正反應方向為放熱反應，降溫時該反應將向正反應方向移動，反應的平衡常數(shù)將增大，正確；d項，向容器內(nèi)通入少量氫氣，相當于增大壓強，平衡正向移動，v(放氫)v(吸氫)，錯誤。42017全國卷，28(4)298 K時，將20 mL 3x molL1Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應：AsO(aq)I2(aq)2OH(aq)AsO(aq)2I(aq)H2O(l)。溶液中c(AsO)與反應時間(t)的關(guān)系如圖所示。下列可判斷反應達到平衡的是_(填標號)。a溶液的pH不再變化bv(I)2v(AsO)cc(AsO)/c(AsO)不再變化dc(I)ymolL1tm時，v正_(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。tm時v逆_(填“大于”“小于”或“等于”)tn時v逆，理由是_。若平衡時溶液的pH14，則該反應的平衡常數(shù)K為_。答案ac大于小于tm時生成物濃度較低5(2017全國卷，27)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}：(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H3242kJmol1反應的H1為_kJmol1。圖(a)是反應平衡轉(zhuǎn)化率與反應溫度及壓強的關(guān)系圖，x_(填“大于”或“小于”)0.1；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應采取的措施是_(填標號)。A升高溫度B降低溫度C增大壓強D降低壓強(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是_。(3)圖(c)為反應產(chǎn)率和反應溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590之前隨溫度升高而增大的原因可能是_、_；590之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_。答案(1)123小于AD(2)氫氣是產(chǎn)物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應速率增大(3)升高溫度有利于反應向吸熱方向進行溫度升高，反應速率加快丁烯高溫裂解生成短碳鏈烴類解析(1)根據(jù)蓋斯定律，用式式可得式，因此H1H2H3119kJmol1(242) kJmol1123kJmol1。由(a)圖可以看出，溫度相同時，由0.1MPa變化到xMPa，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動，所以x<0.1。由于反應為吸熱反應，所以溫度升高時，平衡正向移動，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此A正確、B錯誤；反應正向進行時體積增大，加壓時平衡逆向移動，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此C錯誤、D正確。(2)反應初期，H2可以活化催化劑，進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)較小，丁烷濃度大，反應向正反應方向進行的程度大，丁烯產(chǎn)率升高；隨著進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)增大，原料中過量的H2會使反應平衡逆向移動，所以丁烯產(chǎn)率下降。(3)590之前，溫度升高時反應速率加快，生成的丁烯會更多，同時由于反應是吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，平衡體系中會含有更多的丁烯。而溫度超過590時，丁烯高溫會裂解生成短碳鏈烴類，使產(chǎn)率降低。1下列事實不能用化學平衡移動原理解釋的是()A在強堿存在的條件下，酯的水解反應進行較完全B加催化劑，使N2和H2在一定條件下轉(zhuǎn)化為NH3C可用濃氨水和NaOH固體快速制取氨氣D加壓條件下有利于SO2與O2反應生成SO3答案B解析應注意區(qū)別化學平衡移動原理和化學反應速率理論的應用范圍，加催化劑只能提高反應速率，故B項不能用化學平衡移動原理解釋。2可逆反應：2NO2(g)2NO(g)O2(g)，在容積固定的密閉容器中達到平衡狀態(tài)的標志是()單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO用NO2、NO、O2表示的反應速率之比為221的狀態(tài)混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)ABCD全部答案A解析單位時間內(nèi)生成n mol O2必生成2n mol NO，不能說明反應達到平衡狀態(tài)；無論是否達到平衡狀態(tài)，用各物質(zhì)表示的化學反應速率之比都等于化學計量數(shù)之比；有色氣體的顏色不變，則表示物質(zhì)的濃度不再變化，說明反應已達到平衡狀態(tài)；氣體體積固定、反應前后質(zhì)量守恒，則密度始終不變；反應前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生改變，壓強不變，意味著各物質(zhì)的含量不再變化，反應達到平衡狀態(tài)；由于氣體的質(zhì)量不變，且該反應為氣體物質(zhì)的量增大的反應，氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時，說明氣體中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應達到平衡狀態(tài)。3納米鈷(Co)常用于CO加氫反應的催化劑：CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)H0。下列有關(guān)說法正確的是()A納米技術(shù)的應用，優(yōu)化了催化劑的性能，提高了反應的轉(zhuǎn)化率B縮小容器體積，平衡向正反應方向移動，CO的濃度增大C溫度越低，越有利于CO催化加氫D從平衡體系中分離出H2O(g)能加快正反應速率答案B解析催化劑不能改變反應的轉(zhuǎn)化率，A項錯誤；壓強增大，平衡正向移動，但移動的結(jié)果不能抵消條件的改變，CO的濃度還是增大的，B項正確；工業(yè)生產(chǎn)的溫度應考慮催化劑的活性溫度，C項錯誤；從平衡體系中分離出水蒸氣，反應速率減慢，D項錯誤。4一定條件下，通過下列反應可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收：SO2(g)2CO(g)2CO2(g)S(l)H<0。若反應在恒容的密閉容器中進行，下列有關(guān)說法正確的是()A平衡前，隨著反應的進行，容器內(nèi)壓強始終不變B平衡時，其他條件不變，分離出硫，正反應速率加快C平衡時，其他條件不變，升高溫度可提高SO2的轉(zhuǎn)化率D其他條件不變，使用不同催化劑，該反應的平衡常數(shù)不變答案D解析S為液體，正反應是氣體分子數(shù)目減小的反應，隨著反應進行，氣體物質(zhì)的量減小，壓強減小，A項錯誤；硫為液體，分離出硫后正反應速率不變，B項錯誤；此反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，SO2的轉(zhuǎn)化率降低，C項錯誤；化學平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，化學平衡常數(shù)不變，D項正確。5(2018北京朝陽區(qū)一模)探究濃度對化學平衡的影響，實驗如下：.向5mL0.05molL1FeCl3溶液中加入5mL0.05molL1KI溶液(反應a)，反應達到平衡后將溶液分為兩等份.向其中一份中加入飽和KSCN溶液，變紅(反應b)；加入CCl4，振蕩、靜置，下層顯極淺的紫色.向另一份中加入CCl4，振蕩、靜置，下層顯紫紅色結(jié)合實驗，下列說法不正確的是()A反應a為2Fe32I2Fe2I2B實驗中，反應a進行的程度大于反應b進行的程度C實驗中變紅的原理是Fe33SCNFe(SCN)3D比較水溶液中c(Fe2)：實驗<實驗答案B解析由藥品用量看，F(xiàn)e3與I能恰好反應，再依據(jù)實驗、現(xiàn)象，可知，反應混合物中存在Fe3和I2，因而Fe3與I的反應為可逆反應，A正確；結(jié)合實驗、現(xiàn)象可知，a反應后I2濃度較大，b反應后I2濃度較小，說明SCN結(jié)合Fe3的能力比I還原Fe3的能力強，使2Fe32I2Fe2I2的平衡逆向逆動，B錯。6某溫度時，發(fā)生反應2HI(g)H2(g)I2(g)，向三個體積相等的恒容密閉容器A、B、C中，分別加入2molHI；3molHI；1molH2與1molI2，分別達到平衡時，以下關(guān)系正確的是()A平衡時，各容器的壓強：B平衡時，I2的濃度：C平衡時，I2的體積分數(shù)：D從反應開始到達平衡的時間：答案C解析根據(jù)等效平衡原理：若1 mol H2與1 mol I2完全轉(zhuǎn)化為HI，則HI為2 mol，所以和是完全相同的等效平衡，所以二者的濃度、百分含量、壓強、轉(zhuǎn)化率等都一樣；與相比增大了HI的量，該反應為反應前后氣體體積不變的反應，增大HI的量，達到平衡時新平衡與原平衡相同，所以各物質(zhì)的百分含量不變，但是濃度增大。7CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯：2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)。0.1MPa時，按n(CO2)n(H2)13投料，測得不同溫度下平衡時體系中各物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖，下列敘述不正確的是()A該反應的H0B曲線b代表H2O的濃度變化CN點和M點所處的狀態(tài)c(H2)不一樣D其他條件不變，T1、0.2MPa下反應達平衡時c(H2)比M點大答案C解析溫度升高，H2的濃度增大，平衡左移，故逆向吸熱，正向放熱，H0，則曲線a為CO2的濃度變化，根據(jù)方程式的比例關(guān)系，可知曲線b為H2O的濃度變化，曲線c為C2H4的濃度變化，故A、B正確；C項，N點和M點均處于同一T1下，所處的狀態(tài)的c(H2)是一樣的；D項，其他條件不變，T1、0.2 MPa相對0.1 MPa，增大了壓強，體積減小，c(H2)增大，反應達平衡時c(H2)比M點大，D項正確。8(2018大連調(diào)研)已知反應：CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)。起始以物質(zhì)的量之比為11充入反應物，不同壓強條件下，H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示(M、N點標記為)。下列有關(guān)說法正確的是()A上述反應的H<0BN點時的反應速率一定比M點的快C降低溫度，H2的轉(zhuǎn)化率可達到100%D工業(yè)上用此法制取甲烷應采用更高的壓強答案A解析根據(jù)圖像，隨著溫度的升高，H2的轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡向逆反應方向移動，根據(jù)勒夏特列原理，正反應為放熱反應，H<0，A項正確；N點壓強大于M點的，M點溫度高于N點的，因此無法確定兩點的反應速率快慢，B項錯誤；此反應是可逆反應，不能完全進行到底，C項錯誤；控制合適的溫度和壓強，既能保證反應速率較快，也能保證H2有較高的轉(zhuǎn)化率，采用更高的壓強對設備的要求更高，增加經(jīng)濟成本，D項錯誤。9工業(yè)上以CH4為原料制備H2的原理為CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。在一定條件下a、b兩個恒溫恒容的密閉容器中均通入1.1molCH4(g)和1.1molH2O(g)，測得兩容器中CO的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線分別為a和b。已知容器a的體積為10L，溫度為Ta，下列說法不正確的是()A容器a中CH4從反應開始到恰好平衡時的平均反應速率為0.025molL1min1Ba、b兩容器的溫度可能相同C在達到平衡前，容器a的壓強逐漸增大D該反應在Ta溫度下的平衡常數(shù)為27答案B解析觀察兩容器中CO的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線a和b可知，當CO的物質(zhì)的量保持不變時便達到平衡狀態(tài)，a容器用了4 min，b容器用了6.5 min，兩個容器中反應快慢不同，因此溫度肯定不同。用三段式分析a容器中各物質(zhì)的相關(guān)量：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)起始量(mol) 1.1 1.1 0 0轉(zhuǎn)化量(mol) 1 1 1 3平衡量(mol) 0.1 0.1 1 3A項，容器a中CH4從反應開始到恰好平衡時的平均反應速率為0.025 molL1min1，正確；B項，根據(jù)以上分析a、b兩容器的溫度不可能相同，錯誤；C項，因為該反應條件為恒溫恒容，反應后氣體的物質(zhì)的量增大，所以在達到平衡前，容器a的壓強逐漸增大，正確；D項，該反應在Ta溫度下的平衡常數(shù)為 mol2L227 mol2L2，正確。10(2018福州模擬)甲醇是重要的化工原料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，可能發(fā)生的反應如下：.CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H1.CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2.CH3OH(g)CO(g)2H2(g)H3回答下列問題：(1)已知反應中相關(guān)化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學鍵HHC=OCOHOE/kJmol14368031076465由此計算H2_kJmol1。已知H399kJmol1，則H1_kJmol1。(2)一定比例的合成氣在裝有催化劑的反應器中反應12小時。體系中甲醇的產(chǎn)率和催化劑的催化活性與溫度的關(guān)系如下圖所示。溫度為470K時，圖中P點_(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)。在490K之前，甲醇產(chǎn)率隨著溫度升高而增大的原因是_；490K之后，甲醇產(chǎn)率下降的原因是_。一定能提高甲醇產(chǎn)率的措施是_(填字母)。A增大壓強B升高溫度C選擇合適催化劑D加入大量催化劑答案(1)3663(2)不是溫度越高化學反應速率越快升高溫度，反應逆向移動，催化劑活性降低AC解析(1)反應熱反應物總鍵能生成物總鍵能，故H2(2803436) kJmol1(1 076 kJmol12465 kJmol1)36 kJmol1；根據(jù)蓋斯定律：反應反應反應，故H1H2H336 kJmol