2017版高考化学一轮复习第7章化学反应的方向限度与速率第23讲化学平衡移动原理及应用试题鲁科版.doc

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1、化学平衡移动原理及应用考点一化学平衡移动1概念可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。2过程3化学平衡移动与化学反应速率的关系(1)v正v逆：平衡向正反应方向移动。(2)v正v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。(3)v正0，当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体增加CO浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()A B C D答案B解析该反应为体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动

2、。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。2某温度下，反应2A(g)B(g)H0在密闭容器中达到平衡，平衡后a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时b，下列叙述正确的是()A在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则abB若ab，则容器中一定使用了催化剂C若其他条件不变，升高温度，则ab答案B解析A项，充入B气体相当于增大压强，B的体积分数增大，故ab；B项，只有使用催化剂，平衡不移动，ab；C项，升高温度，平衡正向移动，ab；D项，相当于扩大体积，减小压强，平衡逆向移动，ab。题组二条件改变时化学

3、平衡移动结果的判断3一定条件下，向一容积固定的密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，发生2SO2O22SO3HnBQ0C温度不变，压强增大，Y的质量分数减少D体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动答案C解析温度不变时(假设100 条件下)，体积是1 L时，Y的物质的量为1 mol，体积为2 L时，Y的物质的量为0.75 molL12 L1.5 mol，体积为4 L时，Y的物质的量为0.53 molL14 L2.12 mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小，平衡向生成X的方向进行，m0，B、D项错误。1解析化学平衡移动题目的一般思路2压强的影响实质是浓

4、度的影响，所以只有当这些“改变”造成浓度改变时，平衡才有可能移动。3化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大；若将体系温度从50 升高到80 ，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 T80 ；若对体系N2(g)3H2(g)2NH3(g)加压，例如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30 MPappq反应物A和B的转化率均增大mnnp反应物A的转化率

5、增大m0)，起始物质的量如下表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol(1)上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？(2)达到平衡后，放出的热量为Q2 kJ，吸收的热量为Q3 kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为_。答案(1)互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量、质量、体积、物质的量浓度、各组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。(2)Q2Q3Q12在恒温恒容条件下，可逆反应：2A(g)B(g)3C(g)D(s)起始物

6、质的量如下表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？答案互为等效平衡。表现在达到平衡后各组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。3在恒温恒压条件下，可逆反应2A(g)B(g)3C(g)D(g)起始物质的量如下表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol

7、(1)上述反应达到平衡后，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？(2)达到平衡后，放出的热量为Q1 kJ，放出的热量为Q2 kJ，则Q1和Q2的定量关系为_。答案(1)互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量浓度、各组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。(2)Q22Q1题组一恒温恒容条件下等效平衡的应用1在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下已知N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.4 kJmol1：容器甲乙丙反应物投入量1 mol N2、3 mol H22 mol NH34 mol NH3NH3

8、的浓度(molL1)c1c2c3反应的能量变化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率123下列说法正确的是()A2c1c3Bab92.4C2p21答案B解析采用“一边倒”的方法知甲、乙是两个相同的装置，且甲中生成的NH3与乙中分解的NH3的和为2 mol，则B项正确；此时121。而丙中加入的NH3是乙中的两倍，开始时c32c2，但丙中压强亦是乙中的两倍，增大压强，平衡正向移动，则平衡时2c1p3，A、C错误；增大压强，不利于NH3的分解，则23，故131，D错误。题组二恒温恒压条件下等效平衡的应用2恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)B

9、(g)C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C。则下列说法错误的是()A若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成C的物质的量为3a molB若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，B的物质的量一定大于4 molC若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为D若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变答案B解析选项A，开始时通入3 mol A和3 mol B，由于容器体积膨胀

10、，保持恒压，相当于将三个原容器叠加，各物质的含量与原平衡中的相同，C的物质的量为 3a mol；选项B，无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时B的物质的量一定大于4 mol；选项C，根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为；选项D，这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变。题组三恒温恒容，恒温恒压条件下等效平衡的比较应用3有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为 m mol。(1)相同温度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的压强始终

11、与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为_mol(从下列各项中选择，只填字母，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为_mol。A小于m B等于mC在m2m之间 D等于2mE大于2m(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入_mol N2和_mol H2。答案(1)DE(2)0.50解析(1)由于甲容器定容，而乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m mol。当甲、乙两容

12、器的容积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2m mol。(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(10.5) mol0.5 mol，H2为(1.51.5) mol0 mol。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(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。1(2013山东理综，12)对于反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，在其他条件不

13、变的情况下()A加入催化剂，改变了反应的途径，反应的H也随之改变B改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变C升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变D若在原电池中进行，反应放出的热量不变答案B解析A项，加入催化剂，改变反应途径，但不能改变反应物和生成物的总能量，所以H不变，错误；B项，由于该反应是反应前后气体分子数不变的反应，所以改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量也不变，正确；C项，该反应为放热反应，升温，化学反应速率加快，平衡逆向移动，反应放出的热量应减少，错误；D项，若把该反应设计成原电池，化学能除转化成热能外，还转化成电能，所以放出的热量应减少，错误。2(2013北京理综，1

14、1)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是()答案C解析首先理解选项所提供的信息含义，然后分析该含义中有没有包含平衡移动，即可顺利解答。A项二氧化氮气体中存在平衡：2NO2(g)N2O4(g)，体系的温度变化会使平衡发生移动；B项不同温度下水的电离平衡常数不同，温度升高促进水的电离，电离平衡常数增大；C项向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，加速了过氧化氢的分解，这是二氧化锰的催化作用，不能用平衡移动原理解释；D项氨水的浓度减小为原来的十分之一，但其pH的变化小于1，说明氨水在稀释的过程中平衡：NH3H2ONHOH发生了移动。3(2015安徽理综，11)汽车尾气中，NO产生的反应为N2(g)O2(g)

15、2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A温度T下，该反应的平衡常数KB温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的H0，错误。4(2015江苏，15改编)在体积均为1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同温度下反应CO2(g)C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时

16、CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中、点均处于曲线上)。下列说法不正确的是()A反应CO2(g)C(s)=2CO(g)的S0、H0B体系的总压强p总：p总(状态)2p总(状态)C体系中c(CO)：c(CO，状态)2c(CO，状态)D逆反应速率v逆：v逆(状态)v逆(状态)答案D解析A项，CO2(g)C(s)=2CO(g)是气体的物质的量增加的反应，故S0，观察图像知，随着温度的升高，c(CO2)减小，平衡右移，则H0，正确；B项，所在曲线表示的是通入0.1 mol CO2的变化过程，此时 CO2(g)C(s)2CO(g)n(始)/mol 0.1 0 0n(转)/mol 0

17、.02 0.04n(平)/mol 0.08 0.04此时气体总的物质的量为0.12 mol，所在曲线表示的是通入0.2 mol CO2的变化过程，此时CO2(g)C(s)2CO(g)n(始)/mol 0.2 0 0n(转)/mol 0.12 0.24n(平)/mol 0.08 0.24此时气体总的物质的量为0.32 mol，此时中气体总物质的量大于中气体总物质的量的2倍，且的温度高，气体体积膨胀，压强又要增大，则p总(状态)2p总(状态)，正确；C项，状态和，温度相同，中CO2的投料量是中CO2投料量的2倍，若恒容时两平衡等效，则有c(CO，状态)2c(CO，状态)，但成比例增加投料量，相当于

18、加压，平衡向逆反应方向移动，所以c(CO，状态)v逆(状态)，错误。52015广东理综，31(2)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的HClT曲线如下图：则总反应的H_0(填“”、“”或“”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是_。在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应HClT曲线的示意图，并简要说明理由：_。下列措施中，有利于提高HCl的有_。A增大n(HCl) B增大n(O2)C使用更好的催化剂 D移去H2O答案K(A)见下图温度相

19、同的条件下，增大压强，平衡右移，(HCl)增大，因此曲线应在原曲线上方BD解析结合题中HClT图像可知，随着温度升高，HCl降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反应，即H0；A、B两点A点温度低，平衡常数K(A)大。结合可逆反应2HCl(g)O2(g) H2O(g)Cl2(g)的特点，增大压强平衡向右移动，HCl增大，则相同温度下，HCl的平衡转化率比增压前的大。有利于提高HCl，则采取措施应使平衡2HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl2(g)正向移动。A项，增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但HCl减小，错误；B项，增大n(O2)即增大反应物的浓度，D项

20、，移去H2O即减小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，两项都正确；C项，使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，错误。62015北京理综，26(3)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)O2(g)2H2O(g)H550 kJmol1它由两步反应组成：.H2SO4(l)=SO3(g)H2O(g)H177 kJmol1SO3(g)分解。L(L1，L2)，X可分别代表压强或温度，下图表示L一定时，中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是_。判断L1，

21、L2的大小关系，并简述理由：_。答案压强L1L2，SO3(g)分解的热化学方程式为2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H196 kJmol1，当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大解析首先根据反应和反应确定反应为2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H196 kJmol1。根据反应的特点：正反应方向为气体体积增大、吸热反应，增大压强SO3(g)的转化率减小，故X代表压强。在等压条件下，升高温度，反应的平衡向正向移动，SO3(g)的转化率增大，故L2代表高温曲线，即L1L2。7(2015山东理综，30)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。(1)一定温度下，某贮氢合

22、金(M)的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为zMHx(s)H2(g)zMHy(s)H1()；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应()中z_(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v_ mLg1min1。反应的焓变H1_0(填“”“”“”或“”)。当反应()处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气

23、，达到平衡后反应()可能处于图中的_点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过_或_的方式释放氢气。(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为_。已知温度为T时：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1答案(1)30c加热减压(3)CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJmol1解析(1)根据H原子守恒得zx2zy，则z。由题中所给数据可知吸氢速率v240 mL2 g4 min30 mLg1min1。由图像可知，T1T

24、2，且T2时氢气的压强大，说明升高温度平衡向生成氢气的方向移动，逆反应为吸热反应，所以正反应为放热反应，故H1 (T2)。处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，H2 浓度增大，平衡正向移动，一段时间后再次达到平衡，此时H/M增大，故可能处于图中的c点。由氢化反应方程式及图像可知，这是一个放热的气体体积减小的反应，根据平衡移动原理，要使平衡向左移动释放H2 ，可改变的条件是升温或减压。(3)CO、H2合成CH4的反应为CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H，将已知的两个热化学方程式依次编号为、，即得所求的反应，根据盖斯定律有：H41 kJmol1(165 kJmol

25、1)206 kJmol1。练出高分1高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)H0，欲提高上述反应CO的平衡转化率，可采取的措施是()A提高反应温度 B移出部分CO2C加入合适的催化剂 D减小容器的容积答案B解析A项，升温，平衡左移，CO的转化率减小；C项，催化剂不能使平衡发生移动；D项，改变压强平衡不移动。2反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一定密闭容器中进行，下列说法或结论中，能够成立的是()A反应达平衡状态时：v(CO)正v(H2O)逆B其他条件不变仅将容器的体积缩小一半，反应速率减小C保持体积不变，充入少量He使体系压强的增大，反应速率一

26、定增大D其他条件不变，适当增加C(s)的质量会使反应速率增大答案A解析B选项，体积减小相当于增大压强，反应速率增大，错误；C选项，体积不变，反应体系中各物质的浓度不变，反应速率不变，错误；D选项，增大固体的质量，对反应速率无影响，错误。3用于净化汽车尾气的反应：2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)，已知该反应在570 K时的平衡常数为11059 mol1L，但反应速率极慢。下列说法正确的是()A装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或COB提高尾气净化效率的常用方法是升高温度C增大压强，上述平衡右移，故可通过增压的方法提高尾气净化效率D提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催

27、化剂答案D解析因为该反应是可逆反应，不可能进行到底，A错误；由题干知570 K时反应速率极慢，B错误；因平衡常数已经较大，增大压强虽然平衡正向移动，但对设备要求更高，故应通过提高反应速率而提高净化效率，故C错误，D正确。4下图是关于反应A2(g)3B2(g)2C(g)H0的平衡移动图像，影响平衡移动的原因是()A升高温度，同时加压B降低温度，同时减压C增大反应物浓度，同时使用催化剂D增大反应物浓度，同时减小生成物浓度答案D解析A项，升高温度，同时加压，正逆反应速率都增大，逆反应速率应在原速率的上方，故A错误；B项，降低温度，同时减压正逆反应速率都降低，正反应速率应在原速率的下方，故B错误；C项

28、，增大反应物浓度，同时使用催化剂，正逆反应速率都增大，逆反应速率应在原速率的上方，但正反应速率增大更多，平衡向正反应方向移动，故C错误；D项，增大反应物浓度，同时减小生成物浓度，瞬间正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动，图像符合，故D正确。5在相同温度下，将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中，发生反应：3H2N22NH3。表示起始时H2和N2的物质的量之比，且起始时H2和N2的物质的量之和相等。下列图像正确的是()答案D解析A中，随着的增大，氢气含量增多，氢气的平衡转化率降低，A错误；随着的增大，氢气含量增多，混合气体的质量减小，B错误；随着的增大，氢气含量增多，氮气的平衡转化率增大，C错误；随着的增大，氢气含量增多，混合气体的质量减小，则混合气体的密度减小，D正确。6.在容积均为1 L的甲、乙两个恒容容器中，分别充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B，相同条件下，发生下列反应：A(g)B(g)xC(g)H0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示，下列说法错误的是()A甲容器中A的反应速率为0.1 molL1min1B给甲容器加压可缩短反应达到平衡的时间C给乙容器升温可缩短反应达到