2023版高三一轮总复习化学鲁科版：课时分层作业33 化学平衡移动　化学反应的方向

课时分层作业（三十三）化学平衡移动

化学反应的方向

［基础小题固基］

1.（2021•嘉兴模拟）已知反应2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）AH<0,

该反应自发进行的条件是（）

A.低温自发

B.高温自发

C.任意温度下都能自发进行

D.一定非自发

［答案］A

2.（2021•山东名校联考）催化剂具有选择性，使用不同的催化剂反应得到的

产物可能不同。查阅资料发现氨气催化氧化过程中，使用不同的催化剂会发生

如下两个不同的反应。

催化剂］

1

①4NH3（g）+5O2（g）式k4NO（g）+6H2O（g）\H=-905.0kJmol

催化剂2

1

②4NH3（g）+3O2（g）*、2N2（g）+6HO（g）AH=-1266.6kJmoF

高温2

为分析某催化剂对该反应的选择性，在容积为1L的密闭容器中充入1mol

NH3和2moiO2,测得不同温度下达到平衡时NO、N2的物质的量如图所示。下

列说法正确的是（）

A.两个反应只有在高温下才能自发进行

B.520c时，达到平衡时氧气的物质的量是L45moi

C.B、C点对应的化学反应速率大小关系：0（B）>o（C）

D.2NO(g)=N2(g)+O2(g)A//=+180.8kJmol

B［两个反应的正反应都是气体分子数增大的反应，即烯增反应，又都是

放热反应，所以AG=A//-TAS<0,该反应在任何温度下都能自发进行，A错误;

在520℃时，〃(N2)=〃(NO)=0.2mol,平衡时，〃(Ch)=2mol-0.25mol-0.3mo)

=1.45mol,B正确；C点对应的温度高于B点对应的温度，温度越高，反应速

率越快，所以v(C)>u(B),C错误；依据盖斯定律，由(②一①)+2可得

2NO(g)=N2(g)+O2(g)A£/=-180.8kJ-moF1,D错误。］

3.一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)

+CO(g)-MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)AH>0,该反应在某密闭容器中达到平

衡。下列分析正确的是()

A.恒温恒容时，充入CO气体，达到新平衡时当兴不变

c平(CO)

B.容积不变时，升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小

C.恒温恒容时，分离出部分SO2气体可提高MgSO4的转化率

D.恒温时，增大压强，平衡逆向移动，平衡常数减小

C［A项，充入CO,平衡正向移动，但CO的转化率降低，故当黑变

小，错误；B项，升温，平衡右移，CO2、SO2的含量增大，CO的含量减小，

平均相对分子质量增大，错误；D项，恒温时，平衡常数不变，错误。］

4.(2021•武汉模拟)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()

A.溟水中存在化学平衡：Br2+H2O=HBr+HBrO,加入碳酸钢固体后,

溶液颜色变浅

B.合成氨时不用常温而用500°C

C.钠与氯化钾共融制备钾：Na⑴+KC1⑴=K(g)+NaCl⑴

D.反应CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)AH<0,升温平衡体系颜色加

深

［答案］B

5.在一恒温恒压的密闭容器中发生反应：M(g)+N(g).2R(g)AH<0,ti

时刻达到平衡，在t2时刻改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法错误

的是()

反应速率

。“1h

A.A时刻的0正小于f2时刻的0正

B.6时刻改变的条件是向密闭容器中加R

c.I、n两过程达到平衡时，M的体积分数相等

D.I、II两过程达到平衡时，反应的平衡常数相等

A[fi时刻反应达到平衡，0正=。迷，恒温恒压下/2时刻改变某一条件，逆

反应速率瞬间增大，再次速立的平衡与原平衡等效，根据等效平衡原理，£2时刻

改变的条件是向密闭容器中加R,。正瞬间不变，o逑瞬间增大，故fl时刻的0正

等于B时刻的。正，A项错误、B项正确；I、n两过程达到的平衡等效，M的

体积分数相等，C项正确；I、II两过程的温度相同，则反应的平衡常数相等，

D项正确。]

6.某温度下，反应2A(g)=B(g)A”>0,在密闭容器中达到平衡，平衡

后嘤=处若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时噜=

c平(B)3(B)

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

B.在该温度恒压条件下再充入少量B气体，则

C.若其他条件不变，升高温度，则。幼

D.若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a>b

B[A项，充入B气体后平衡时压强变大，正向反应程度变大，"察变小，

即心心错误；B项，在该温度恒压条件下，再充入B气体，新平衡状态与原平

衡等效，"合不变，即a=b,正确；C项，升温，平衡右移，"然变小，即

a>b,错误；D项，相当于减压，平衡左移，空2变大，即错误。]

C平⑺

7.(2021・营口模拟)在密闭容器中投入一定量反应物发生储氢反应：LaNis(s)

+3H2(g)=LaNi5H6(s)AH=-301kJ・mo「。在某温度下，达到平衡状态，测

得氢气压强为2MPa。下列说法不正确的是()

A.当LaNis的浓度不再变化时，该反应达到平衡状态

B.若温度不变，缩小容器的容积至原来的一半，重新达到平衡时H2的压

强仍为2MPa

C.扩大容器的容积，重新达到平衡时〃(出)增多

D.增大压强，降低温度，有利于储氢

A［LaNis为固体，浓度为常数，A错误。］

8.对于以下三个反应，只加入反应物建立平衡后，保持温度、体积不变，

按要求回答下列问题。

(l)PC15(g)-PC13(g)+C12(g)：

再充入PC15(g),平衡向方向移动，达到平衡后，PCk(g)的转

化率,PCk(g)的百分含量_______o

(2)2HI(g)—l2(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_______o

(3)2NCh(g)=N2O4(g)：再充入NCh(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

9.(2021•浙江6月选考，T29节选)(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量

SO2：Cu(s)+2H2SO4(1)=CUSO4(S)+SO2(g)+2H2O(1)A//=-11.9kJmoF^

判断该反应的自发性并说明理由___________________。

(2)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。

①下列说法正确的是»

A.须采用高温高压的反应条件使SO2氧化为SO3

B.进入接触室之前的气流无需净化处理

C.通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO2的转化率

D.在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3以提高吸收速率

②接触室结构如图1所示，其中1〜4表示催化剂层。图2所示进程中表示

热交换过程的是。

A.aifbiB.bi-*azC.a2fb2D.b?fa3E.a3fb3

F.b3—a4G.a4fb4

温度

图2

③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称

为最适宜温度。在图3中画出反应2sO2（g）+O2（g）=2SO3（g）的转化率与最适宜

温度（曲线I）、平衡转化率与温度（曲线II）的关系曲线示意图（标明曲线I、II）。

100

转

化

率

%

温度

图3

［解析］（1）实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2,反应为Cu（s）+

1

2H2SO4（1）=CUSO4（S）+SO2（g）+2H2O（1）A/7=-11.9kJ-moF,由于该反应

A〃<0、A5>0,因此该反应在任何温度下都能自发进行。⑵①在常压下S（h催化

氧化为SO3的反应中，SO2的转化率已经很高，工业上采用常压的反应条件，A

说法不正确；进入接触室之前的气流中含有会使催化剂中毒的物质，需经净化

处理以防止催化剂中毒，B说法不正确；通入过量的空气可以增大氧气的浓度，

可以使含硫矿石充分反应，并使化学平衡2sO2（g）+O2（g）=2so3（g）向正反应方

向移动，因此可以提高含硫矿石和SO2的转化率，C说法正确；SO3与水反应放

出大量的热，在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收SO3,反应放出的热量会使硫酸

形成酸雾从而影响SO3被吸收导致SO3的吸收速率减小，因此，在吸收塔中不

宜采用水或稀硫酸吸收SO3,D说法不正确。②反应混合物在热交换气中与原料

气进行热交换，在热交换过程中，反应混合物不与催化剂接触，化学反应速率

大幅度减小，故虽然反应混合物的温度降低，SO2的转化率基本不变，因此，图

2所示进程中表示热交换过程的是bifa2、b2~*a3>b3->a4,因此选B、D、F。

③对于放热的可逆反应2sO2（g）+O2（g）=2SO3（g）,该反应的最适宜温度为催化

剂的催化活性最好时所对应的温度，在该温度下化学反应速率最大，SO2的转化

率也最大；当温度高于最适宜温度后，催化剂的催化活性逐渐减小，催化剂对

化学反应速率的影响超过了温度升高对化学反应速率的影响，因此化学反应速

率逐渐减小，S€h的转化率也逐渐减小；由于该反应为放热反应，随着温度的升

高，SO2的平衡转化率减小；由于反应混合物与催化剂层的接触时间较少，在实

际的反应时间内反应还没有达到化学平衡状态，故在相应温度下SO2的转化率

低于其平衡转化率。因此，反应2sO2（g）+O2（g）=2SO3（g）的转化率与最适宜温

度（曲线I）、平衡转化率与温度（曲线H）的关系曲线示意图如答案图。

［答案］（1）不同温度下都能自发，是因为AH<0,AS>0（2）①C②BDF

［新题尝鲜提能二

10.（2021•东莞模拟）一定压强下，向10L密闭容器中充入1molS2ck和1

molCI2,发生反应S2C12（g）+Ch（g）-2SCh（g）»CI2与SCI2的消耗速率⑺）与温

度（为的关系如图所示，以下说法中不正确的是（）

7

0.09

0.08

.EF6

S07

1S06

【05

0.

_i04

)0.S03

/

>S02

0104T/

oo

A.正反应的活化能大于逆反应的活化能

B.达到平衡后再加热，平衡向逆反应方向移动

C.A、B、C、D四点对应状态下，达到平衡状态的为B、D

D.一定温度下，在恒容密闭容器中，达到平衡后缩小容器体积，重新达到

平衡后，C12的平衡转化率不变

A［根据反应S2C12（g）+C12（g）=2SC12（g）可知，用氯气的消耗速率表示正

反应速率和用SC12的消耗速率表示逆反应速率，二者之比为1:2时转化为用同

一种物质表示的正逆反应速率相等，达到平衡状态，由图像可知B、D点时的正

逆反应速率之比为1:2,达到平衡状态；B、D点为平衡点，由图中数据可知，

B、D点的状态对应的温度为250°C,300°C时，SCk的消耗速率大于氯气的消

耗速率的2倍，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，A//<0oA.由分析可

知A"<0,正反应为放热反应，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故A

错误；B.由分析可知AH<0,正反应为放热反应，加热后平衡向逆反应方向移动,

故B正确；C.由上述分析知C正确；D.根据反应S2a2（g）+C12（g）一2SCL（g）

反应物和产物都是气体，且反应物和产物的系数相等，所以改变压强平衡不移

动，缩小容器体积，重新达到平衡后，C12的平衡转化率不变，故D正确；则答

案选A。］

11.（2021•江苏名校模拟）在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反

应的热化学方程式为

反应I：CO2（g）+4H2（g）一CH«g）+2H2O（g）A/7=-164.7kJ-mol-1

反应n：CO2（g）+H2（g）一CO（g）+H2O（g）AH=+41.2kJmoF1

1

反应m：2CO（g）+2H2（g）-CO2（g）+CH4（g）A/7=-247.1kJmoF

向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4mol出，平衡时CHACO、CO2

的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（）

1.0

点0.5

02004006008001000

77t

A.反应I的平衡常数可表示为“温意而

B.图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化

C.提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂

D.CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）AH=-205.9kJ-moF1

C［该反应中水是气态，所以反应I的平衡常数为［蓝:湍）,A

错误；温度升高反应I平衡逆向移动，反应II平衡正向移动，反应DI平衡逆向

移动，CH4的物质的量减小，CO的物质的量增大，所以曲线A为CH4的物质

的量随温度的变化曲线，曲线C为CO的物质的量随温度的变化曲线，曲线B

为CO2的物质的量随温度的变化曲线，B错误；反应I为放热反应，反应H为

吸热反应，所以降低温度使得反应I平衡正向移动、反应n平衡逆向移动，即

要提高CO2转化为CH4的转化率则需要研发在低温区高效的催化剂，C正确；

目标反应=—（II+HI）,所以目标反应的反应热A£f=­［+41.2kJ-mol^+C—

247.1kJ-moF1）］=+205.9kJ-moF1,D错误。］

12.（2021•山东名校联考）二氧化碳是一种廉价的碳资源，科研发现CO2可

以转化为一些重要的有机原料。回答下列问题：

（1）25℃、101kPa下，由最稳定单质生成1mol化合物的焰变称为该化合物

的标准摩尔生成焙，用符号Af靡表示。已知：①C（石墨，s）==C（金刚石，s）AH

=+1.5kJ-moF1；②25°C、101kPa下,金刚石的燃烧热AH为-395.0

kJ-moF1,则CO2（g）的Af通为。

（2）匈牙利科学家乔治•欧拉的科研团队利用不同的吸收剂从工业废气中捕获

CO2并将其进一步与出化合转化为甲醇燃料，其中一种捕获CO2的工作原理如

图甲所示。

分离后的烟气

C&

甲

若还原塔属于密闭恒容容器，反应结束后，若在温度不变的条件下将容器

容积压缩为原来的一半，则CO2的浓度_______(填序号)。

a.先变大，后变小，最终浓度大于原浓度

b.最终比原浓度大，但小于原来的2倍

c.最终变为原来的2倍

d.先变大，最终与原浓度相同

(3)在2L的刚性容器中充入2.0molH2和1.0molCO2,在tC下发生反应:

CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g)AM

副反应：CO2(g)+H2(g)—CO(g)+H2O(g)\H2

已知起始时压强为akPa,10min后达到平衡，实验测得如下结论：

转化率/%物质的量/mol压强/kPa

H2CO2CH3OHco

d

b10C0.05

贝Ub=,d=®用含a的表达式表示)；V(CH3OH)=

kPa-mirTi(速率用含a的表达式表示)。

(4)法国化学家PaulSabatier研究发现，CO2在催化剂作用下能够转化为甲

烷，即Sabatier反应：CO2(g)+4H2(g)^CH4(g)+2H2O(g)副反应：

CO2(g)+H2(g)-CO(g)+H2O(g)A“2>0。

①研究发现，若其他条件不变，压强对CO2的转化率和CH4的选择性的影

响如图乙所示。

8OO

10C

7O90

6Q80

570/兴

5O基

炉60

靴

起4O50

型

卸40W

S3O

CX

D2OU

1O

30

0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0

压强/MPa

乙

化工生产上，通常选取0.1MPa而不选取更高的压强，原因是

②，℃时，向某刚性容器中充入1molCO2和1molH2,若仅发生Sabatier

反应，下列说法正确的是(填序号)。

a.H2的转化率先逐步减小后保持不变

b.CO2的正反应速率先逐步减小后保持不变

c.CO2的体积分数始终保持不变

d.该反应的平衡常数先逐步减小后保持不变

［解析］⑴由金刚石的燃烧热可得出③C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)

=-395.0kJ-mo「,根据盖斯定律，①+③可以得出C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)

AH=(-395.0kJ・mo「i)+(+1.5kJ・moir)=-393.5kJ・moir,由反应①知，石

墨能量低于金刚石，则石墨比金刚石稳定，所以25°C、101kPaT,1mol石墨

燃烧生成CO2的AH数值即为CO2的标准摩尔生成培数值。

(2)由题图可以看出，吸收塔中CO2与CaO反应生成CaCO3,还原塔中