高考化学化学平衡移动与等效平衡达标检测

化学平衡移动与等效平衡达标检测

1.判断

⑴化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡

也一定发生移动()

(2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时。放减小，。吸增大()

⑶合成氨反应需要使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移

动，所以也可以用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因()

(4)平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，。正减慢()

(5)C(s)+CO2(g)-2co(g)AH>0,其他条件不变时，升高温度，反应速率

0(CO2)和C02的平衡转化率均增大()

答案(1)X(2)X(3)X(4)X(5)V

2.在一密闭容器中，反应aA(g)一坊B(g)+cC(g)达到平衡后，保持温度不变，

将容器体积增加一倍，最终测得A的物质的量的浓度为原来的50%,则()

A.平衡向正反应方向移动

B.a>b+c

C.物质B的质量分数增大

D.以上判断都错误

解析反应达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终测得A的物

质的量的浓度变为原来的一半，说明减小压强，平衡没有发生移动，即a=b+c,

由于平衡不发生移动，故物质B的质量分数不变，D项符合题意。

答案D

3.已知在K2Cr2O7的溶液中存在着如下平衡：

Cr2Or+H2O^=^2CrOr+2H'

KzCnCh为橙色，K2C1O4为黄色。

取两支试管各加入5mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液，观察并记录溶液颜色的变化。

(1)一只试管加入浓H2s04溶液呈_______色，另一支试管加入NaOH溶液呈

________色，说明__________________________________________________

(2)[2016•全国卷I,27(2)40厂和50厂在溶液中可相互转化。室温下，初始

浓度为1.0molL-1的Na2CrO4溶液中c（CnO乃随。（1）的变化如图所示。

r

-J-

o

s3

r

o'

u'u.2J

r

1.()2.03.04.05.()6.0

c(H*)/(l()-?mol•L*)

①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应:

②由图可知，溶液酸性增大，cior的平衡转化率（填“增大”“减小”

或“不变”）。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为0

③升高温度，溶液中CrO厂的平衡转化率减小，则该反应的0（填"大

于”“小于”或“等于”）。

解析（2）①由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中，（50乃逐渐增大，说明CrOt

逐渐转化为Cr2Or,则CrO厂的平衡转化率逐渐增大，其反应的离子方程式为

2CrO1+2H+-K>20歹+H2O;②由图中A点数据，可知:c（Cr2OM）=0.25mol-L

Ic（H+）=1.0X10-7mol-L1,则进一步可知c（CrOD=1.0mol-L'-2X0.25

mol-L'=0.5mol-L\根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡常数为

1.0X1014；③升高温度，溶液中CrCT的平衡转化率减小，说明化学平衡逆向移

动，则正反应为放热反应，即该反应的△“小于0。

答案（1）橙黄增大生成物浓度平衡左移，减少生成物的浓度平衡右移

⑵①2CrO歹+2H'\=^Cr2。/+氏0②增大I.OXIO*③小于

综合训练：

训练一外界条件对化学平衡的影响

1.将NO2装入带有活塞的密闭容器中，当反应2NO2（g）=N2O4（g）达到平衡后,

改变下列一个条件，下列叙述正确的是（）

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，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅

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.恒温恒容时，充入稀有气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体

的颜色变浅

解析升高温度，气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反

应，A错误；首先假设平衡不移动，增大压强，气体颜色加深，但平衡向正反应

方向移动，使混合气体的颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深,

B错误；同理C项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，则压强变为原来的

两倍，但平衡向正反应方向移动，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；体

积不变，反应物及生成物浓度不变，正、逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色

不变化，D错误。

答案C

2.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，一定条件下，发生如下反应

并达到平衡：X(g)+3Y(g)-2Z(g)AH<Oo改变某个条件并维持新条件直至达

到新的平衡，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是()

选项改变的条件新平衡与原平衡比较

A升高温度X的转化率变小

B增大压强X的浓度变小

C充入一定量YY的转化率增大

D使用适当催化剂X的体积分数变小

解析升温，平衡向吸热反应的方向移动，即逆向移动，X的转化率变小，A项

正确；增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即正向移动，X的物质的

量减小，但由于容器体积减小，各组分的浓度均比原平衡的大，故B项错误；

增大一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，而其本身的转化率降

低，故C项错误；催化剂只能改变反应速率，不影响平衡状态，故各物质的体

积分数不变，D项错误。

答案A

3.用O2将HC1转化为CL，可提高效益，减少污染。新型RuO2催化剂对上述

HC1转化为Ch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HC1平衡转化率随温度变化的am〜T曲线如

下图：

2503()()400450

77t

(1)则总反应的0(填“>”、"=”或“<”)；A、B两点的平衡常

数K(A)与K(B)中较大的是o

(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，请在上图画出相应如。〜丁曲线的示意

图，并简要说明理由：___________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(3)卜列措施中，有利于提高(ZHC1的有O

A.增大〃(HC1)B.增大〃(02)

C.使用更好的催化剂D.移去H2O

答案(1)VK(A)

⑵见下图

增大压强后

a„(1~7,曲线

250300400450

r/t

温度相同的条件下，增大压强，平衡右移，aHQ增大，因此曲线应在原曲线上方

(3)BD

【方法总结】

解答化学平衡移动类试题的一般思路

①2,五＞心逆，平衡向正反应方向移动

②”L收，平衡不移动

③〃工〈%，平衡■向逆反应方向移动

根据化学平衡状态的判断方法确定

反应是否达到平衡状态，因为只有达

到平衡状态才能运用勒夏特列原理

运用勒瓦特列原理分析外界条件对

心、心的影响

根据心、收的相对大小，判断平衡

是否移动、平衡移动的方向或对转

化率的影响

训练二应用“等效平衡”判断平衡移动

4.在相同温度和压强下，对反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、

丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表

物=\物

C()2H2COH.()

甲amolamol0mol0mol

乙2amolamol0mol0mol

丙0mol0molamolamol

丁amol0molamolamol

上述四种情况达到平衡后，〃(C0)的大小顺序是()

A.乙=丁＞甲=丙B.甲〉乙＞丙＞丁

C.乙=甲＞丁=丙D.丁＞丙＞乙＞甲

解析四种情况的反应物起始量可折合成下表情况

物H\物

C()2H2COHO

甲amolamol0mol0mol

乙2amolamol0mol0mol

丙amolamol0mol0mol

丁2amolamol0mol0mol

所以乙和丁相当于提高了反应物(C02)的初始量，平衡向正反应方向移动，〃(C0)

相对于甲和丙提高，故有乙=丁＞甲=丙。

答案A

1

5.已知N2(g)+3H2(g)F=^2NH3(g)△"=一92.3kJ-mol-,在一定温度和催化

剂的条件下，向一密闭容器中，通入1molN2和3m01由，达到平衡状态I；相

同条件下，向另一体积相同的密闭容器中通入0.9molN2、2.7molH2和0.2mol

NH3,达到平衡状态H,则下列说法正确的是()

A.两个平衡状态的平衡常数的关系：Ki<K”

B.H2的百分含量相同

C.N2的转化率：平衡IV平衡II

D.反应放出的热量：2,=211<92.3kJ

解析两平衡的温度相同，故平衡常数K=K”，两容器中的反应物都可以转化

为1molN2和3molH2,故两个平衡是等效平衡，且两平衡中H2的百分含量相

同，但反应是可逆反应不能进行彻底，平衡II中已经有一部分NH3,反应放出的

热量：ei>Cn,且都小于92.3kJ,N2的转化率：平衡1>平衡II。

答案B

【归纳总结】

等效平衡判断“四步曲”

第一步，看：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前

后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应；

第二步，挖|:挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于

恒容容器；

第三步，倒|:采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同

一边的物质；

第四步，联|:联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。

链接高考：

(2016•全国卷H,27)丙烯般(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用

“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙礴(CH3CN)

等。回答下列问题：

⑴以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯睛（C3H3N）和副产物丙烯

醛（C3H4。）的热化学方程式如下：

3

①C3H6（g）+NH3（g）+]O2（g）=C3H3N（g）+3H2O（g）AH=-515kJ-mol1

②C3H6（g）+O2（g）=C3H4O（g）+H2O（g）△"=-353kJ-moP1

两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是

____________________________________________________________________;

有利于提高丙烯庸平衡产率的反应条件是;

提高丙烯懵反应选择性的关键因素是o

（2）图（a）为丙烯庸产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460℃,

低于460℃时，丙烯睛的产率（填“是”或“不是”）对应温度下的平衡

产率，判断理由是；

高于460℃时，丙烯懵产率降低的可能原因是（双选，填标号）。

A.催化剂活性降低B.平衡常数变大

C.副反应增多D.反应活化能增大

图（a）图（b）

⑶丙烯般和丙烯醛的产率与〃（氨）/〃（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳

“（氨）/"（丙烯）约为,理由是，

进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为O

解题思路：................................................................

我的答案：........

考查意图：本题以“丙烯氨氧化法”生产一种重要的有机化工原料——丙烯聘为

背景，综合考查了化学反应方向的判断、反应条件的控制、影响化学平衡的因素、

平衡常数K与温度T的关系、活化能与温度的关系、简单物质的量的计算等知

识点。题目应用物质的性质、反应原理和规律，从“物质变化是有条件的“痢度

来分析化学反应条件的控制以及物质之间的转化；通过对图像的观察，从''模

型”、“分类与比较”、“定性与定量”、“化学与社会和谐发展”的角度考查考

生结合已有知识进行图文转换、加工信息和正确表达思维历程及结论的能力。试

题以实际生产为背景，体现了新课程标准化学与生产、生活密切联系的要求，体

现了化学的学科价值和社会价值，考查了“绿色应用”的化学核心素养。试题以

多种方式呈现信息，有利于不同思维习惯的考生快速摄取关键信息；试题设问灵

活，有利于考生多元化思维的发挥。题目要求考生具有思维的深刻性、敏捷性、

批判性和独创性，具有接受、吸收和整合化学信息的能力以及分析和解答(解决)

化学问题的能力。本题抽样统计难度为0.34。

解题思路：化学反应的方向的判断也就是化学反应能否自发进行的问题，可以通

过焰判据做出判断。因为两个反应均为放热量大的反应，故两个反应在热力学上

趋势均很大。因为该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强

有利于提高丙烯般的平衡产率，由图(a)可知，提高丙烯庸反应选择性的关键因

素是催化剂；由于反应①的AHV0,升高温度，K减小，而图(a)中的产率增大,

因此图(a)中低于460c的产率，不是对应温度下的平衡产率；温度升高，K减少，

活化能不变，故高于460°C时，丙烯月青的产率降低可能是催化剂的活性降低和副

反应增多造成的；根据图像(b)可知，当"(氨)/〃(丙烯)约为1时，该比例下丙烯聘

产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6(g)+NH3(g)+

3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g),氨气、氧气、丙烯按1：1.5：1的体积比加入

反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%,所以进料氨、空气、丙烯的理论体

积约为1：7.5：lo教学中一定建构解题模型，积累解题方法，用化工生产的实

际问题设计问题线索，进而组织教学。学生对“热力学”这一概念未必都能理解。

正确答案：(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度、降低压强催化剂

(2)不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC

(3)1该比例下丙烯睛产率最高，而副产物丙烯醛产率最低1：7.5：1

课堂演练：

1.(2013・大纲全国卷，7)反应乂值)+丫值)=22您)△”<(),达到平衡时，下列

说法正确的是()

A.减小容器体积，平衡向右移动

B.加入催化剂，Z的产率增大

C.增大c(X),X的转化率增大

D.降低温度，Y的转化率增大

解析根据该反应的特点结合平衡移动原理逐项分析。A项该反应为反应前后气

体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平衡不移动；B项

催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率；C项增大c(X),平衡正向移动，Y

的转化率增大，X本身的转化率反而减小；D项该反应的正反应是放热反应，降

低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大。

答案D

2.[2016•天津理综，10(3)改编]在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MH.v(s)

+yH2(g)一MH,i2y(S)△”<()达到化学平衡。下列有关叙述正确的是()

A.容器内气体压强增大

B.吸收ymol比只需1molMH、

C.若降温，该反应的平衡常数增大

D.若向容器内通入少量氢气，则0(放氢)>0(吸氢)

解析MHKs)+yH2(g)=-MHx+2y(s)AW<0,该反应属于气体的物质的量减小

的反应。A项，平衡时气体的物质的量不变，压强不变，错误；B项，该反应为

可逆反应，吸收ymolH?需要大于1molMH.”错误；C项，因为该反应正反应

方向为放热反应，降温时该反应将向正反应方向移动，反应的平衡常数将增大，

正确；D项，向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，。(放氢)

<0(吸氢)，错误。

答案C

3.(2017•课标全国II,27)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。

回答下列问题：

(1)正丁烷(C4HH))脱氢制1—丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：

①C4Hio(g)=C4H8(g)+H2(g)bH\

1

已知：②C4Hio(g)+1o2(g)=C4H8(g)+H2O(g)AH2=-119kJmol

③H2(g)+1o2(g)=H2O(g)A//3=-242kJ-mol1

图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x0.1（填“大

于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是（填标号）。

A.升高温度B.降低温度

C.增大压强D.降低压强

45

40

35

%

/30

注25

2

怛0

1

与5

1

卜0

5

.O

123456

n（氢气）/n（丁烷）

图（b）

（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是

活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中

〃（氢气）/〃（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因

________________________________________________________________

（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳

链煌类化合物。丁烯产率在590。。之前随温度升高而增大的原因可能是

590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是

解析（1）由a图可以看出，温度相同时，由0.1MPa变化到xMPa,丁烷的转化

率增大，即平衡正向移动，所以x的压强更小，x<0.1o由于反应①为吸热反应,

所以温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，因此A正确、B错误。

反应①正向进行时体积增大，加压时平衡逆向移动，丁烯的平衡产率减小，因此

C错误，D正确。（2）反应初期，H2可以活化催化剂，进料气中〃（氢气）/〃（丁烷）

较小，丁烷浓度大，反应向正反应方向进行的程度大，丁烯转化率升高；然后进

料气中“（氢气）"（丁烷）增大，原料中过量的H2会使反应①平衡逆向移动，所以

丁烯产率下降。（3）590℃之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，

同时由于反应①是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的

丁烯。而温度超过590℃时，由于丁烷高温会裂解生成短链烧类，所以参加反应

①的丁烷也就相应减少。

答案（1）小于AD

（2）原料中过量比会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯产率下降

（3）590℃前升高温度，反应①平衡正向移动升高温度时，反应速率加快，单位

时间产生丁烯更多温度高于590°C时有更多的C4H10裂解导致产率降低

巩固提升：

一'选择题

1.（2018•陕西模拟）在密闭容器中，一定条件下进行反应：NO（g）+

1

CO（g）1/2N2（g）+CO2（g）△”=一373.2kJ-moC,达到平衡后，为提高NO

的转化率和反应速率，可采取的措施是（）

A.加催化剂同时升高温度

B.加催化剂同时增大压强

C.升高温度同时充入N2

D.降低温度同时增大压强

解析催化剂不能改变平衡状态，正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，

NO转化率降低，A项错误；催化剂不能改变平衡状态，增大压强平衡向正反应

方向移动，NO转化率增大，B项正确；正反应放热，升高温度同时充入N2,平

衡向逆反应方向移动，NO转化率降低，C项错误；降低温度同时增大压强平衡

向正反应方向移动，但反应速率不一定增大，D项错误。

答案B

2.下列可逆反应达到平衡后，增大压强同时升高温度，平衡一定向右移动的是

A.2AB(g)=^A2(g)+B2(g)AH>0

B.A2(g)+3B2(g)=^2AB3(g)AH<0

C.A⑸+B(g)-C(g)+D(g)A//>0

D.2A(g)+B(g)=3c(g)+D(s)AH<0

解析A项加压平衡不移动，升温平衡向右移动，正确；B项加压平衡向右移动,

升温平衡向左移动，错误；C项加压平衡向左移动，升温平衡向右移动，错误；

D项加压平衡不移动，升温平衡向左移动，错误。

答案A

3.在密闭容器中发生下列反应aA(g)=cC(g)+#(g),反应达到平衡后，将气

体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.5倍，下

列叙述正确的是()

A.A的转化率变大

B.平衡向正反应方向移动

C.D的体积分数变大

D.a<c+d

解析气体体积刚压缩平衡还未移动时D的浓度应是原来的2倍，当再次达到

平衡时，D的浓度为原平衡的1.5倍，D的浓度减小，所以压缩体积使平衡向逆

反应方向移动，B错误；A的转化率变小，A错误；D的体积分数减小，C错误;

增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，所以aVc+d,D正确。

答案D

4.(2018•温州十校联考)等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中，在一定

条件下发生如下反应并达平衡：X(g)+Y(g)=2Z(g)A/7<0o当改变某个条件

并达到新平衡后，下列叙述正确的是()

A.升高温度，X的体积分数减小

B.增大压强，Z的浓度不变

C.保持容器体积不变，充入一定量的惰性气体，Y的浓度不变

D.保持容器体积不变，充入一定量的Z,X的体积分数增大

解析A项，升高温度平衡向逆反应方向移动，X的体积分数增大；B项，增大

压强平衡不移动，但是体积缩小，Z的浓度增大；C项，不改变参加反应的物质

的浓度，平衡不移动，则Y的浓度不变；D项为等效平衡，X的体积分数不变。

答案C

5.一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)=2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度

分别为C2、C3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol-L」、

0.3mol-L0.08mol-L-1,则下列判断正确的是()

A.c\C2=3：1

B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3

C.X、Y的转化率不相等

D.。的取值范围为0<ciV0.14mol.1/1

解析平衡浓度之比为1:3,转化浓度亦为1：3,故ci：C2=l：3,A、C不正

确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且。生虱Y)：。生成(Z)

应为3：2,B不正确；由可逆反应的特点可知OVciVO.l4moi

答案D

6.在某恒温、恒容的密闭容器内发生反应：2NO2(g)K^2NO(g)+02(g)

0,开始时充入2moiNO2并达到平衡，下列说法正确的是()

A.再充入2moiN02,平衡正向移动，02的体积分数增大

B.升高温度，02的体积分数减小

C.增大压强，化学平衡逆向移动，N02的体积分数增大

D.再充入1mol02,N02的体积分数增大

解析A项，再充入2moiN02,相当于增大压强，平衡逆向移动，02的体积分

数减小，A错；B项，升高温度，平衡正向移动，02的体积分数增大，B错；D

项，再充入1molCh,虽然平衡逆向移动，N02的物质的量增大，但N02的体积

分数减小，D错。

答案C

7.相同温度下，有相同容积的甲、乙两容器，甲容器中充入1gN2和1gH2,

乙容器中充入2gN2和2gH2。下列叙述中不正确的是()

A.化学反应速率：乙>甲

B.平衡后N2的浓度：乙〉甲

C.氏的转化率：乙〉甲

D.平衡混合气中H2的体积分数：乙>甲

解析容器中发生的反应为N2（g）+3H2（g）=^2NH3（g）。相同容积的容器中充入

不同量的反应物，乙容器中压强大，化学反应速率：乙〉甲，A正确；根据勒夏

特列原理可知，平衡时乙容器中N2的浓度应大于甲容器，但会小于甲容器中N2

浓度的2倍，B正确；乙容器中压强较大，平衡向正反应方向移动，所以H2的

转化率：乙〉甲，C正确；平衡混合气中H2的体积分数：乙（甲，D错误。

答案D

8.在一定温度下的固定容积的密闭容器中，发生反应：CO2（g）+

3H2（g）=CH30H（g）+H20（g）\H=-akJ-mol'（«>0）,能说明该反应已达平

衡状态的是（）

A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变

B.混合气体的密度不随时间的变化而变化

C.单位时间内每消耗1.2molFh，同时生成0.4molH2O

D.反应中H20与CH30H的物质的量浓度之比为1：1,且保持不变

解析未平衡时CO2的体积分数是个变化的量，现在混合气体中C02的体积分

数保持不变，说明已经达到平衡状态，A正确；恒容条件下，该混合气体的密度

是个不变的量，密度不变不能说明达到平衡状态，B错误；单位时间内每消耗

1.2molH2,同时生成0.4molH2O,都表示正反应，不能说明正、逆反应速率相

等，C错误；反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比在反应过程中可能为变

量，也可能为1：1（定值），D错误。

答案A

9.（2017•合肥一检）在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应：

2NO2（g）=N2O4（g）。当下列所给有关量不再变化时，不能表明该反应已达平衡

状态的是（）

A.混合气体的压强

B.混合气体的密度

C.混合气体的平均相对分子质量

c（N2O4）

2

°C（N02）

解析该反应在恒温、恒容条件下进行，气体物质的质量不变，密度始终保持不

变，与反应是否达到平衡状态无关，B项符合题意；该反应为气体分子数减小的

反应，反应过程中气体总物质的量减小，压强减小，当压强不变时，说明反应达

到平衡状态，A项不符合题意；反应过程中气体总质量不变，气体总物质的量减

小，混合气体的平均相对分子质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不变时,

说明反应达到平衡状态，C项不符合题意；『濡:;=&,Qc表示浓度商，当

浓度商保持不变时，说明反应达到平衡状态，D项不符合题意。

答案B

10.汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）+2CO（g）曜竺2co2（g）+N2（g）△"<0。

若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且说明反应在进行到

。时刻达到平衡状态的是（）

解析由于是绝热、恒容密闭体系，随着反应的进行，体系的温度升高，K不断

减小，当K不变时，即温度保持不变，该反应达到平衡状态。

答案B

11.（2017•益阳市三模）已知：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）AH=-41

kJ-molL相同温度下，在体积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应

物发生反应。

相关数据如下：

容器起始时各物质的物质的量/mol达平衡过程体

编号COCO系的能量变化

H2O2H2

①1400放出热量:32.8kJ

②0014热量变化：Q

下列说法中，不正确的是()

A.容器①中反应达平衡时，CO的转化率为80%

B.容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率

C.容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率

D.平衡时，两容器中CO2的浓度相等

解析由反应方程式知，当消耗1molCO时放出的热量为41kJ,当放出的热量

为32.8kJ时，消耗0.8molCO,其转化率为80%,A正确；容器①中，该反应

的平衡常数Ki=0.8X0.8+(0.2X3.2)=l,设容器②中反应达到平衡时消耗xmol

CO2,则K2=f/(l-x)(4-x)=l/Ki,解得x=0.8,此时CO2的转化率为80%,B

正确；由化学反应速率之比等于其化学计量数之比知C正确；因平衡时容器①

中©。2为0.80101,容器②中为0.2mol,D错误。

答案D

12.(2018•深圳模拟)某温度下，密闭容器中，发生如下可逆反应：2E(g)=F(g)

4-i-G(g)AW<0o若起始时E的浓度为amol-L_1,F、G的浓度均为0,达到平

衡时E的浓度为0.5amoll-1若E的起始浓度改为2amoll^,F、G的浓度

仍为0,当达到新的平衡时，下列说法正确的是()

A.若x=l,容器体积保持不变，新平衡下E的体积分数为50%

B.升高温度时，正反应速率加快，逆反应速率减慢

C.若尤=2,容器体积保持不变，新平衡下F的平衡浓度为OSamolI」

D.若x=2,容器压强保持不变，新平衡下E的物质的量为amol

解析若x=l,达到平衡时E的体积分数为50%,E的起始浓度改为2amol.L

,,相当于两个相同的容器中E的浓度均为amoLL」，然后压缩使气体的体积与

一个容器的容积相等，平衡不移动，E的体积分数仍为50%,故A正确；升高

温度正逆反应速率都增大，与反应是吸热还是放热无关，故B错误；达到原平

衡时E的浓度为O5amol[T,F的平衡浓度为0.25amoLL」,若x=2,压缩气

体使体积为原体积的一半，F的浓度为0.5amol-L但压缩气体体积相当于增

大压强，平衡逆向移动，新平衡下F的平衡浓度小于0.5amol-L」，故C错误；

若x=2,容器压强保持不变，则随反应的进行容器的体积大小会发生相应的变

化，而物质的量的多少与容器的大小有关，故D错误。

答案A

二'填空题

13.(2018•大连双基测试)在密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)—CO2(g)+

H2(g)△”<(),该反应达到平衡后，测得如下数据。

实验温度初始co浓初始H2O浓co的平衡

序号(℃)度度(moLL」)转化率

11101150%

210011X

31100.8)'60%

⑴实验1中，10h后达到平衡，比的平均反应速率为mol-L'-h^o在

此实验的平衡体系中，再加入0.5molCO和0.5molH2,平衡将移动

(“向左”、“向右”、“不”或“无法确定”)。

(2)实验2中，尤的值_______(填序号)。

A.等于50%B.大于50%

C.小于50%D.无法确定

⑶实验3中的y值为o

⑷在100°C条件下，能说明该反应达到平衡状态的是o

A.压强不再变化

B.生成H2O的速率和消耗H2速率相等时

C.混合气体的密度不变

D.H2的质量不再变化

解析(1)根据反应速率的公式可得0(CO)=1mol-L1义50%/10h=0.05mol.L

'-h再根据速率比等于系数比，U(H2)=V(CO)=0.05mol-L'-h在该平衡体

系中同时改变了反应物和生成物浓度，并且变化量一致，则Qc=K,故平衡不移

动。(2)从题给信息可知，该反应的正反应为放热反应，温度降低，平衡正向移

动，故CO的平衡转化率增大，所以选B。(3)通过反应1可知在110C时，该反

应的K=［或？温度一定，K一定，在反应3中，K=

c(CO)-c(H2O)

0.32X(.v-0.48)=1-求得产I?。⑷反应前后压强始终不变'A错误；生成

H2。的速率和消耗H2的速率为同一反应方向，B错误；混合气体的密度始终不

变，C错误；H2的质量不再变化，说明反应达到平衡，D正确。

答案(1)0.05不(2)B(3)1.2(4)D

14.二甲醛具有优良的燃烧性能，被称为21世纪的“清洁能源”，以下为其中

一种合成二甲醛的方法。在一定温度、压强和催化剂作用下，在同一反应器中进

行如下反应：

①CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g)

AWi=-49.1kJ-mol-1

②2cH30H(g)一CH30cH3(g)+H2O(g)

-1

AH2=-24.5kJ-mol

③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)

1

AH3=+41.2kJmol

(1)写出C02(g)加H2(g)转化为CH30cH3(g)和H20(g)的热化学方程式是

(2)一定条件下，原料气中〃(H2)/〃(CO2)比值和温度对C02转化率影响的实验数据

如图。

十

十

m-5()

-4()・

平-七二〃(H,)/〃(CO,)=3

30一

衡-II'lITlI

2()二三三〃(HJ/〃(COJ=2

转-

-

化-

率1k-

T,4634B3503523543温度/K

①温度为TiK时，在1L反应容器中投入2molC02和8molH2进行反应，试计

算达到平衡时C02的浓度为o

②结合数据图，归纳C02平衡转化率受外界条件影响的变化规律：

a.o

b.o

⑶为研究初始投料比与二甲醛产率关系，在一定温度和压强下，投入一定物质

的量的H2、CO、C02进行实验，发现二甲醛的平衡产率随原料气中/?(CO)/[»(CO)

+〃(CO2)]比值增大而增大，试分析其原因_________________________

解析(1)由2X①+②可得待求热化学方程式2co2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)

+3H2O(g),利用盖斯定律计算△"=2加力+公”2=—122.7kJmoF'o(2)①由图

知转化率为50%,则剩余1mol的C02,浓度为1molL-1；②相同温度时比较

原料气中上覆一比值对转化率的影响，同一原料气中黑-比值和温度的

曲线，判断对转化率的影响。得到：a：其他条件不变，CO2平衡转化率随原料

・2;紫比值增大而增大。b：其他条件不变，CO2平衡转化率随反应温度升高

n(CO2)

而减小。(3)CO的含量增大，反应③平衡将向逆反应方向移动，既消耗更多的水,

又增大了CO2和H2的含量，从而促使反应①和②的平衡向正反应方向移动，二

甲醛产率增大(合理即可)。

1

答案(1)2CO2(g)+6H2(g)=^CH3OCH3(g)+3H2O(g)AH=-122.7kJ-moP

(2)①1molL-'②其他条件不变，CO?平衡转化率随原料1比值增大而

增大其他条件不变，CO2平衡转化率随反应温度升高而减小

(3)CO的含量增大，反应③平衡将向逆反应方向移动，既消耗更多的水，又增大

了CO2和H2的含量，从而促使反应①和②的平衡向正反应方向移动，二甲醛产

率增大(合理即可)

15.(2018•河北保定一模)雾霾天气严重影响人们的生活和健康。其中首要污染

物为可吸入颗粒物PM2.5,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此改善能源结

构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NO1等污染。

请回答下列问题：

(1)汽车尾气中NO*和CO的生成：已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)+

O2(g)-2NO(g)AH〉。。恒温、恒容密闭容器中，下列说法中，能说明该反

应达到化学平衡状态的是o

A.混合气体的密度不再变化

B.混合气体的压强不再变化

C.N2、。2、NO的物质的量之比为1：1：2

D.氧气的转化率不再变化

(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NO1的排放，这使NO、的有效消除成为环保领

域的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag—ZSM—5为催化剂，测得NO转

化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO,温度超过775K,发

现NO的分解率降低，其可能的原因为

在〃(NO)/〃(CO)=1的条件下，为更好的除去NOv,应控制的最佳温度在

K左右。

%

定

3

学

足

N

女

2

X

5

O

N

□n(NO)/«(CO)=l条件下「NO还原为N?的转化率

⑶车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸

首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设

无杂质)，一定条件下生成气体E和F。当温度分别在AC和T2c时，测得各物

质平衡时物质的量(〃/mol)如下表：

物质

活性炭NOEF

温度(℃)

初始3.0000.1000

Ti2.9600.0200.0400.040

?22.9750.0500.0250.025

①写出NO与活性炭反应的化学方程式：

②若T15,则该反应的0(填“>”"V"或“=")。

③上述反应T\℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡

时NO的转化率为o

解析(1)A项，由于体系中各组分都为气体，且体积不变，故密度恒定，不能

说明反应达到平衡状态；B项，该反应为等体积反应，在恒温下，压强不变，不

能说明反应达到平衡状态；C项，平衡时各物质的浓度之比与化学计量数之比无

必然联系，故错误；D项，组分浓度不变可判断为平衡状态。(3)①根据表中的

数据变化量之比及原子守恒可确定方程式中的生成物及各物质的化学计量数；②

由Ti变至“，温度升高，NO的物质的量增大，平衡逆向移动，故该反应为放

热反应，则该反应的△“<()；③由于该反应为等体积反应，且反应物只有NO为

气态，因此通入NO后，可建立等效平衡，NO的转化率不变，可用表中数据直

接求得。

答案(1)D

(2)NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行(只写升高温度不利于反

应进行也可，其他合理说法也可)870(数值接近即可)

.定条件

⑶①C+2NO、八(CO2+N2②V③80%

高考热点：

热点说明：化学平衡在化工生产中有非常重要的应用，尤其是控制合适的反应条

件使平衡向着理想的方向移动，近几年来涉及面非常广，如2017•全国H卷T27、

2016•全国n卷T27、2016•四川卷Tll、2016•海南卷T16、2016•天津卷T10、2015•全

国卷HT27、2015•浙江卷T28、2015•北京卷T26、2014•天津卷T10、2014•全国

卷IT28等均对化学反应速率、化学平衡理论进行了考查。

1.总体原则

(1)化工生产适宜条件选择的一般原则

条件原则

从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢

既要注意外界条件对速率和平衡影响的一

从化学平衡移动分析

致性，又要注意二者影响的矛盾性

从原料的利用率分析增加易得廉价原料，提高难得高价原料的

利用率，从而降低生产成本

从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等

从催化剂的使用活性分析注意催化剂的活性对温度的限制

(2)平衡类问题需考虑的几个方面

①原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。

②原料的循环利用。

③产物的污染处理。

④产物的酸碱性对反应的影响。

⑤气体产物的压强对平衡造