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文档简介

考点26化学平衡状态、化学平衡的移动

目录

考情探究1

1.高考真题考点分布...................................................................1

2.命题规律及备考策略.................................................................1

考法01化学平衡状态...................................................................2

考法02化学平衡移动...................................................................6

-1n

考情探究

1.高考真题考点分布

考点内容考点分布

化学平衡移动2024辽宁卷,3分;2024山东卷,3分;2024江苏卷,3分;2024浙江卷,3分;

2024湖南卷,3分;2023北京卷,3分;2023湖南卷,3分;2023山东卷,3分;

2022天津卷,3分;2022重庆卷,3分;2022江苏卷,3分;2022浙江卷,3分;

2022北京卷,3分;2022辽宁卷,3分;2022湖南卷,3分;

化学平衡状态2022湖北卷13题,3分;

2.命题规律及备考策略

【命题规律】

高频考点从近几年全国高考试题来看,化学平衡状态的特征及化学平衡的移动及其影响因素仍是高考命题

的热点。

【备考策略】

-

速率不变|如容枳不变时无人不参与反应的气体I平

起始状充

可道反应逆.

改变程度不同

温度变化平曾逆向移动

【命题预测】

预计2025年高考会以新的情境载体考查勒夏特列原理的理解,通过实验、判断、图象、计算等形式对化

学平衡移动综合考查,题目难度一般适中。

考法01化学平衡状态

1.可逆反应

(1)概念

在同一条件下,既可以向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应。

(2)特点

①双向性;②双同性(正、逆反应是在同一条件下,同时进行);③共存性。

2.化学平衡状态

(1)概念

一定条件下的可逆反应中,当正反应速率和逆反应速率相等时,反应物和生成物的浓度均保持丕变,即体

系的组成不随时间而改变的状态。

⑵建立

从正反应开始建立从逆反应开始建立

⑶特征

停)---可逆反应

@—化学平衡是一种动态平衡,

--"正="逆

区_反应物和生成物的质量(或浓度、物质的

Y—量、体积分数)保持不变

条件改变,平衡状态可能改变,新条件下

田一建立新的平衡状态

3.判断平衡状态的两种方法

(1)“正逆相等":丫正=1/逆邦

①同种物质:同一物质的生成速率笠壬消耗速率。

②不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA+bBncC+如,时,反应达平衡

=V逆Alb)0

状态。

(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当其不变时为平衡状态;一个随反应进行保持不变的

量,不能作为判断是否平衡的依据。

【易错提醒】规避判断化学平衡状态的两个易错点

(1)化学平衡状态判断“三关注”

①关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压,还是绝热恒容容器。

②关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应。

③关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。

(2)不能作为化学平衡状态“标志”的四种情况

①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。

②恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2Hl(g)nH2(g)+I2(g)o

③全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如2Hl(g)nH2(g)+b(g)。

④全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。

易错辨析

------------II<

请判断下列说法的正误(正确的打7”,错误的打“X”)

1.在化学平衡建立过程中,v正一定大于丫逆()

2.恒温恒容下进行的可逆反应:2sO2(g)+O2(g)n2so3(g),当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等

时,反应达到平衡状态()

3.任何可逆反应都有一定限度,达到了化学平衡状态即达到了该反应的限度()

4.化学反应达到限度时,正、逆反应速率相等()

5.化学反应达到平衡后,反应物和生成物的浓度或百分含量相等()

6.在一定条件下,向密闭容器中充入1mol4和3moi比充分反应,生成2moiNH3()

7.向含有3m0IH2的容器中通入足量N2,充分反应后会生成2moiNH3。()

8.一定条件下反应N2+3H2n2NH3达到平衡时,3VIE(H2)=2V»(NH3)O()

9.对于NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)反应,当每消耗1molSO3的同时生成1molNO2时,说明反应达

到平衡状态。()

【答案】Lx2.x3W4.45.x6.x7.x8.x9,x

典例引领

---------IIO

考向01考查可逆反应

【例1】(2024•河北衡水•期中)向平衡体系2so2(g)+C>2(g).2so3(g)中,通入一定量由密。组成的氧

气,经过一段时间后,18。存在于

A.只存在于多余。2中B.只存在于生成的S03中

C.存在于02、S02及S03中D.只存在于。2和S03中

【答案】C

【解析】2so2(g)+O2(g)U2so3(g)可建立平衡体系可知该反应是可逆反应,S02与1802反应生成三氧化硫的

同时,三氧化硫还会分解,故平衡时,容器中的S03、SO2和02中都含有18。,故答案选C。

考向02考查平衡状态的判断

【例2】(2024•吉林四平.二模)下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是()

A.H2(g)+Br2(g)=2HBr(g),恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变

B.2NCh(g)nN2O4(g),恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变

C.CaCO3(s)nCO2(g)+CaO(s),恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变

D.N2(g)+3H2(g)n2NH3(g),反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3:1

【答案】D

【解析】H2(g)+Br2(g)——2HBr(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变,说明澳单质的浓度不

再变化,达到了平衡,选项A不符合题意;2NO2(g)=N2CU(g)是前后气体系数和变化的反应,当恒温、

恒容下,反应体系中气体的压强保持不变,达到了平衡,选项B不符合题意;CaCO3(s)nCO2(g)+

CaO(s),恒温、恒容下,反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值,质量变化,体积不变,所以

密度变化,当气体密度保持不变的状态是平衡状态,选项C不符合题意;3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)反应体

系中H2与N2的物质的量之比保持3:1,不能证明正、逆速率相等,不一定是平衡状态,选项D符合题

忌、O

【思维建模】判断化学平衡状态的两种方法

(1)动态标志:vi=vat#:O

①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。

②不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA+bB=TcC+c/D,/时,反应达到平衡状态。

(2)“变量一不变”标志

一定条件下,当可逆反应进行时,某“物理量”应当伴随变化,当该“物理量”不再变化时,该反应达到限度,

即化学平衡状态。

对点提升

------------II<1

【对点1](2024・浙江衢州・模拟)下列反应属于可逆反应的是

①2so黑-2SO3②6co2+6H2O.北北C6H12O6+3O2

点燃人人时由

③2H2。-2HT+OT@PbO+Pb+2HSO-2PbSO+2HO

电解222充2电442

A.①③B.②④C.①D.②③

【答案】C

【分析】可逆反应指同一条件下,既能正向进行,也能逆向进行的反应,判断关键是判断是否在相同的条

件下。

【解析】①2so2+。2.:累2s。3反应条件相同,属于可逆反应;

②6CO2+6H2O.禽嘉C6H12O6+3O2光合作用和呼吸作用场所不同,不属于可逆反应;

点燃

③2HQ2H,T+O,T条件不同,不属于可逆反应;

电解

④PbC)2+Pb+2H2s=翳2PbSO4+2HQ反应条件不同,不属于可逆反应。故选C

【对点2](2024.河南许昌・模拟)一定温度下,向一体积不变的密闭容器中加入一定量的S02和。2,发生

反应:2so2(g)+O2(g)U2SO3(g)AH=-196.6kJ-moP^

下列有关该反应的叙述正确的是()

A.达到平衡状态时,正、逆反应速率相等

B.达到平衡状态时,S02和。2的浓度都为0

C.若起始时加入2molSO2和1mol02,则达平衡时放出的热量为196.6kJ

D.若反应达到平衡状态后,2min时生成amolSC)3,贝!J4min时生成2amolSO3

【答案】A

【解析】该反应为可逆反应,达到平衡状态时,反应物不能完全转化为生成物,所以SO2和02的浓度不等

于0,B错误;因为是可逆反应,所以消耗的S02的物质的量小于2m01、消耗02的物质的量小于1mol,

放出的热量小于196.6kJ,C错误;反应达到平衡状态时,各物质的物质的量不变,2〜4min三氧化硫的物

质的量不变,为amol,D错误。

考法02化学平衡移动

1.化学平衡移动

(1)原因:反应条件改变引起v正分逆。

(2)化学平衡移动方向与化学反应速率的关系

①丫正>丫逆时,平衡向正反应方向移动;

②VIE<V逆时,平衡向逆反应方向移动。

2.影响因素

在一定条件下,aA(g)+6B(g)=,"C(g)△”<()达到了平衡状态,若其他条件不变,改变下列条件对化学

平衡影响如下:

条件的改变(其他条件不变)化学平衡的移动

增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动

浓度

减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动

增大压强向气体体积减小的方向移动

压强(对有气体存反应前后气体分子数改变

减小压强向气体体积增大的方向移动

在的反应)

反应前后气体分子数不变改变压强平衡不移动

升高温度向吸热反应方向移动

温度

降低温度向放热反应方向移动

催化剂同等程度地改变V正、V逆,平衡不移动

3.几种特殊情况说明

(1)改变固体或纯液体的量,对化学平衡没影响。

(2)“惰性气体”对化学平衡的影响。

①恒温、恒容条件:

原平衡体系充独”体体系总压强增大—>体系中各组分的浓度丕变一>平衡不移动。

②恒温、恒压条件:

,反应前后气体体积不变的反座

平衡不移动

体系中各组分的一1

浓度同倍数减小-

(等效于减压)反应前后气体体积可变的反应平衡向气体

体积增大的

充入惰性气体容器容积增大,各反

原平衡体系方向移动

应气体的分压减小

(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。

4.勒夏特列原理

(1)含义:如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着

能够减弱这种改变的方向移动。

(2)注意①勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。

②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。

易错辨析

------II4

请判断下列说法的正误(正确的打,错误的打“x”)

(1)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v放减小,v吸增大()

(3)化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大()

(4)向平衡体系FeCb+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl中加入适量KC1固体,平衡逆向移动,溶液的颜色变浅

()

(5)对于2NCh(g)nN2O4(g)的平衡体系,压缩体积,增大压强,平衡正向移动,混合气体的颜色变浅

()

(6)反应达到平衡状态时,其他条件不变,分离出固体生成物,v正减小。()

(7)对于反应:3SiC14(g)+2N2(g)+6H2(g)nSi3N4(s)+12HCl(g)AH<0,其他条件不变,增大Sis以物质

的量,平衡向左移动。()

(8)对于反应:2SO2(g)+O2(g)n2s03(g)AH<0,降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程

度大。()

(9)化学平衡正向移动,反应物的转化率一定增大。()

【答案】(l)x(2)x(3)4(4)x(5)x(6)x(7)x(8)x(9)x

典例引领

---------IIO

考向01考查外界条件对化学平衡的影响

【例1】(2024•江苏盐城•一模)某温度下,在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡:

①2X(g)+Y(g)=Z(s)+2Q(g)A//i<0

②M(g)+N(g)=R(g)+Q(g)AH2>0

下列叙述错误的是()

A.加入适量Z,①和②平衡均不移动

B.通入稀有气体Ar,①平衡正向移动

C.降温时无法判断Q浓度的增减

D.通入Y,则N的浓度增大

【答案】B

【解析】A.Z为固体,加入适量Z不影响反应①的平衡移动,而反应②与Z无关,故加入Z也不影响反应

②的平衡移动,A正确;B.通入稀有气体Ar,由于容器体积不变,故气体浓度不发生改变,反应①的平衡

不移动,B错误;C.温度降低,反应①正向进行,反应②逆向进行,但两个反应中反应物的起始浓度未知,

故无法判断Q浓度的增减,C正确;D.通入气体Y,反应①平衡正向移动,Q的浓度增大,导致反应②平衡

逆向进行,则N的浓度增大,D正确。

【思维建模】惰性气体(稀有气体、不参与反应的气体)与平衡移动的关系

(1)恒温、恒容条件

原平衡体系也与工体系总压强增大T体系中各组分的浓度不变T平衡不移动。

⑵恒温、恒压条件

充入惰性气体

原平衡体系旦T容器容积增大,各反应气体的分压减,】、一►体系中各组分的浓度同倍数减小(等效

于减压)

考向02考查化学平衡移动方向、转化率的分析判断

【例2】(2024.湖南岳阳.二模)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0.50moLLr。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

0.30mol-L^o下列有关判断正确的是()

A.x+y<z

B.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)=0.25moLLr,但达平衡为0.30molir>0.25mom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。

【思维建模】平衡转化率的分析与判断方法

反应aA(g)+6B(g)=cC(g)+cflD(g)的转化率分析

①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比,达到平衡后,它们的转化率相等。

②若只增加A的量,平衡正向移动,B的转化率增大,A的转化率减小。

③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度,等效于压缩(或扩大)容器体积,气体反应物的转化率与化

学计量数有关。具体如下:

a+b=c+dA、B的转化率不变

a+b>c+dA、B的转化率增大

^a+b<c+dA、B的转化率减小

考向03考查平衡移动原理

【例3】(2024•北京朝阳•二模)下列事实可以用平衡移动原理解释的是

A.合成氨工业中使用铁触媒,提高生产效率

B.铝片放入浓HNC)3中,待不再变化后,加热产生红棕色气体

C.在钢铁表面镀上一层锌,钢铁不易被腐蚀

D.盐碱地(含较多的NaCl、Na2CO3)施加适量石膏(CaSO4-2凡。),土壤的碱性降低

【答案】D

【解析】A.合成氨工业中使用铁触媒做催化剂,可以加快反应速率、但不能使平衡发生移动,不能用平

衡移动原理解释,A项不符合题意;

B.常温下A1放入浓硝酸中发生钝化,加热后A1与浓硝酸反应生成A1(NC)3)3、红棕色的NO2气体和

H2O,不能用平衡移动原理解释,B项不符合题意;

C.在钢铁表面镀上一层锌,隔绝钢铁与空气、水分的接触,使钢铁不易被腐蚀,不能用平衡移动原理解

释,C项不符合题意;

D.在盐碱地(含较多的NaCl、Na2co3)中存在水解平衡CO;+H2O.HCOj+OH\HCO;+H2O.

H2co3+OH-,使盐碱地土壤呈碱性,施加适量石膏,Ca2+与CO;结合成CaCCh,CO;的浓度减小,上述水

解平衡逆向移动,或者:硫酸钙是微溶物、碳酸钙是难溶物,加入的硫酸钙能转化为碳酸钙沉淀,使碳酸

根浓度减小、土壤的碱性降低,能用平衡移动原理解释,D项符合题意;

答案选D。

对点提升

----------------II<1

【对点1】(2024•河北承德•模拟)某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X(s)UY(s)+

Z(g),一段时间后达到平衡。下列说法错误的是()

A.升高温度,若c(Z)增大,则△»>()

B.加入一定量Z,达新平衡后m(Y)减小

C.加入等物质的量的丫和Z,达新平衡后c(Z)增大

D.加入一定量氤气,平衡不移动

【答案】C

【解析】升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,而c(Z)增大,说明平衡正向移动,故AH〉。,A正

确;加入一定量Z,Z的浓度增大,平衡逆向移动,故达新平衡后制Y)减小,B正确;加入等物质的量的

丫和Z,Z的浓度增大,平衡逆向移动,由X、丫均为固体,故K=c(Z),达新平衡后c(Z)不变,C错误;

加入一定量氧气,加入瞬间,Z的浓度保持不变,正、逆反应速率不变,故平衡不移动,D正确。

【对点2】(2024.辽宁丹东.模拟)将等物质的量的N2、丛充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反

应并达到平衡:N2(g)+3H2(g)^2NH3(g)AH<0o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

增大压强

AN2的浓度一定变小

B升高温度N2的转化率变小

的转化率不变,的转化率变大

C充入一定量H2H2N2

使用适当催化剂

DNH3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。

【对点3】(2024.北京.三模)下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是

A.锌片与稀H2sO4反应过程中,加入少量CuSO,固体,促进的产生

B.密闭烧瓶内的NO?和N2c\的混合气体,受热后颜色加深

C.水垢中含有CaSC)4,可先用Na2cO3溶液浸泡处理,再用盐酸溶解

D.pH=3的醋酸溶液加水稀释100倍,PH<5

【答案】A

【解析】A.加入硫酸铜以后,锌置换出铜可以构成原电池,反应速率加快,与平衡移动无关,A错误;

B.NO2转化为N?。4的反应是放热反应,升温平衡逆向移动,NO2浓度增大,混合气体颜色加深,可以

用化学平衡移动原理解释,B正确;

C.用Na2cO3溶液浸泡处理水垢,CaSC)4可以转化为CaCC>3,可以用沉淀溶解平衡的原理解释,C正确;

D.醋酸是弱酸,加水稀释会促进电离平衡正向移动,因此pH=3的醋酸溶液加水稀释100倍后,c(H+)大

于10'mol/L,即溶液pH<5,D正确;

答案选A。

好题冲关

基础过关

-----------1|<

1.(2023•广东深圳•模拟预测)下列事实中,不能用化学平衡移动原理解释的是

A.棕色的NOz体系加压后,颜色先变深后逐渐变浅

B.在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入少量铁粉

C.用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用水洗涤损耗AgCl小

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.存在平衡2NO2(g)UN2O4(g),增大压强,混合气体的浓度增大,平衡体系颜色变深,该反应

正反应为体积减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,二氧化氮的浓度又降低,颜色又变浅,由于

移动的目的是减弱变化,而不是消除变化,故颜色仍比原来的颜色深,所以可以用平衡移动原理解释,故

A不选;

B.由于Fe2+易被空气中的氧气氧化,故在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入少量铁粉,防止亚铁离子被氧

化,与平衡移动原理无关,B选;

C.难溶物AgCl在水中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)UAg+(aq)+C「(aq),用稀盐酸洗涤相比用水洗涤,稀盐酸

中c(cr)较大,使沉淀溶解平衡逆向移动,减少氯化银沉淀的损耗,可以用平衡移动原理解释,故c不

选;

D.工业上生产硫酸的过程中,二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫为可逆反应,使用过量的空气促进平衡

正向移动,以提高二氧化硫的利用率,可以用勒夏特列原理解释,故D不选;

本题选B。

2.(2024•北京延庆•期中)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:

2SO2(g)+O2(g)'2SO3(g)o当SO2、02、SO3的浓度不再变化时,下列说法中正确的是

A.该反应已达化学平衡状态

B.502和02全部转化为SO3

C.正、逆反应速率相等且等于零

D.SO2,Ch、SO3的浓度一定相等

【答案】A

【解析】A.当SO2、02、SO3的浓度不再变化时,表明正、逆反应速率相等,该反应已达化学平衡状态,

故A正确;

B.该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,则S02和02不可能全部转化为SO3,故B错

误;

C.平衡时正反应速率和逆反应速率相等,但反应没有停止,反应速率不等于零,故C错误;

D.SO2、02、S03的浓度与初始浓度、转化率有关,则平衡时S02、02、S03的浓度不一定相等,故D错

误;

答案选A。

3.(2024•浙江杭州.模拟预测)汽车尾气脱硝脱碳的主要反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),该

反应为放热反应。在一定温度、体积固定为2L的密闭容器中,某兴趣小组模拟该反应,用传感器测得该

反应在不同时刻的N0和CO浓度如表所示:

时间/s01234

c(NO)/(mol/L)9.50xW34.50x10-32.50x10-31.50x10-31.50xl0-3

c(CO)/(mol/L)9.00x1034.00x10-32.00x10-31.00x1031.00x103

下列说法不正确的是

A.前2s内的化学反应速率"(2)=1.75x10-3mol/(L-s)

B.升高温度时,正反应速率和逆反应速率均增大

C.当密闭容器中气体压强不再发生变化时,反应达到平衡状态

D.当反应达到平衡时,密闭容器中气体浓度C(NO):C(CO):C(N2):C(COJ=2:2:1:2

【答案】D

【解析】A.M2sAc(CO)=(9.00xl0-3-2.00xl0-3)mol/L=7.00xl0-3moVL,则Ac(N2)=3.5xK)Tmoi/L,

3

V(N2)=­;—=------------------=1.75xl0mol/(L-s),故A正确;

B.升高温度时,由于增大了活化分子百分数,正逆反应速率均增大,故B正确;

C.温度不变,容器的容积不变,随反应进行气体物质的量减小,故随反应进行压强减小,当容器内气体

的压强不再发生变化时,说明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故C正确;

D.当反应达到平衡时,密闭容器中气体浓度C(NO):C(CO):C(N2):C(CC>2)=2:2:1:2,不能说明各组分

浓度不变,不能说明达到平衡状态,故D错误;

故选D。

4.(2024.广东广州.三模)向一恒容密闭容器中加入ImolCH,和一定量的H?。,发生反应:

CH4(g)+H2O(g).CO(g)+3H2(g)oCH’的平衡转化率按不同投料比xn温度的变化曲线如

I(H2O)J

图所示。下列说法不正确的是

%

^

T题

t

g

E

o

A.X[<x2

B.b、c两点的正反应速率:vb>vc

C.此反应在任意温度下都可自发进行

D.当容器内气体的平均相对分子质量不变时,反应达平衡状态

【答案】C

n(CHj、

【解析】A.XX=越大,甲烷的转化率越小,相同温度下XI甲烷的转化率大于X2,则X[<Xz,

n(H2O)?

A正确;

B.b点和c点温度相同,CH4的起始物质的量都为Imol,b点x值小于c点,则b点加水多,反应物浓度

大,则反应速率Vb>5,B正确;

C.a、b投料比相同,升高温度,甲烷的转化率增大,说明升高温度平衡正向移动,正向AH>0,正向体

积增大则AS>0,AG=AH-TAS<0时T较大,故该反应高温自发,C错误;

D.都是气体参加的反应,正向体积增大,则平均相对分子量是个变值,平均相对分子量不变时各组分含

量不再变化,达到平衡,D正确;

故选C。

5.(2024•海南・三模)CO?是廉价的碳资源,将其甲烷化具有重要意义。其原理为

CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)AW<0o在某密闭容器中,充入ImolCO?和4moi凡发生上述反

应。下列叙述正确的是

A.反应物的总能量小于生成物时总能量

B.恒温、恒压条件下,充入He,平衡向逆反应方向移动

C.在恒温、恒容条件下进行反应,容器中气体密度不再变化,说明已达到平衡状态

D.升高温度可增大活化分子的百分数及有效碰撞频率,因而温度越高越利于获得甲烷

【答案】B

【解析】A.该反应是放热反应,故反应物的总能量小于生成物时总能量,故A错误;

B.恒温、恒压条件下,充入He,容器体积增大,平衡向逆反应方向移动,故B正确;

C.在恒温、恒容条件下进行反应,气体的密度始终不变,不能说明达到平衡,故C错误;

D.升高温度平衡逆向移动,甲烷的产率会降低,故D错误。

答案选B。

6.(2024・安徽•模拟预测)氨催化氧化时会发生如下反应:

反应I.4NH3(g)+5O2(g).4NO(g)+6H2O(g)AH,<0

反应II.4NH3(g)+3O2(g).2N2(g)+6H2O(g)AH2<0

向IL密闭容器中充入2moiNH3和3moiO2,在催化剂作用下发生上述反应,相同时间内,反应I、反应II

对应的NH3的转化率随温度的变化如图所示,已知C点达到平衡状态,下列说法错误的是

%

^爵

£教

£

A.由图可知,硝酸工业中,氨催化氧化时的最佳温度为840℃

B.C点之后反应I中NH3的转化率下降的原因是平衡逆向移动

c(NHJ

c.混合体系中告目保持不变说明反应n达到平衡状态

c(Nj

D.C点对应温度下,反应I的平衡常数K>10

【答案】B

【解析】A.硝酸工业中物质的转化关系是NH3->NO-NO2-HNO3,840℃时,反应I对应的NH3的转

化率达到最高,即生成的NO最多,且温度升高化学反应速率增大,A正确;

B.由题给信息可知,图像中对应的是相同反应时间的转化率,C点之后,也可能随着温度升高,导致催

化剂失活,使反应I的反应速率降低,则相同反应时间内,NH3的转化率也降低,B错误;

C.NH3和N?分别是反应物和生成物,充入NH3和。2发生反应,NH3的量逐渐减少,此的量逐渐增大,

因此混合体系中告二彳保持不变说明反应II达到平衡状态(提醒:若给定条件下推出“变量”达到“不

变”,则可说明反应达到平衡状态),c正确;

D.C点时,反应I、反应II对应的NH3的转化率分别为90%、5%,则生成NO的物质的量为生

成N?的物质的量为0.05mol,则有:反应I4NH3(g)+5C)2(g)--4>^)0+6凡0出)

转化量/mol1.82.251.82.7

反应Il4NH3(g)+3C>2(g)=2N2(g)+6H2O(g)则平衡

转化量/mol0.10.0750.050.15

n(NH3)=2mol-1.8mol-0.1mol=0.1mol,n(O^)=3mol-2.25mol-0.075mol=0.675mol,

/、c4(NO)xc6(H,O)184X2856

nH,O)=2.7mol+0.15mol=2.85mol,则反应I的平衡常数K=j>10,D正

、■'c(NH3)XC(O2)0.lx0.675

确;

故选Bo

7.(2024・安徽•三模)SC4可用作有机合成的氯化剂,在体积为VL的密闭容器中充入OZmolSCl/g),发

生反应:2SCl2(g)S2Cl2(g)+Cl2(g).图中所示曲线分别表示反应在amin时和平衡时SCI2的转化率与温

度的关系.下列说法正确的是

8

90

80

%

/70

(

z60

o

s

«50

40

30

40506()708()90

77/T.

A.2SC"(g)、电C"g)+C12(g)的AH<0

B.当容器中气体密度恒定不变时,反应达到平衡状态

C.55。(2时,向体积为0.5VL的容器中充入0.2molSC12(g),amin时SCl?(g)的转化率大于50%

D.82。(2时,起始时在该密闭容器中充入S。、S2c1和Cl?各(Mmol,此时v(逆)>v(正)

【答案】C

【解析】A.由图可知,温度升高,平衡时SCI2的转化率增大,可知该反应为吸热反应,AH>0,A错

误;

B.该反应在恒容密闭容器中进行,V不变。反应物和生成物均为气体,气体总质量不变,则为一个恒定

值,即密度恒定不变,所以当容器中气体密度恒定不变时,不能确定该反应是否达到平衡状态,B错误;

C.由图可知,55℃时,在体积为VL的密闭容器中充入0.2molSC“(g),amin时SC"(g)的转化率等于

50%,但反应未达到平衡,若体积缩小为0.5VL,则气体浓度增大,反应速率加快,所以amin时SC"(g)

的转化率大于50%,C正确;

D.由图可知,82℃时SCl,(g)的转化率为90%,得出三段式(单位:mol/L):

2SC12s2cu+ci2

0.2

始00

V

0.180.090.09

0.020.090.09

0.090.09

---------X-----------

平衡常数K=$/L=曰,在该密闭容然中充入SCU、S2Cl2^Cl2#0.1mol,此时浓度商Q=1<K,平

(U%24

V

衡正向移动,所以V(逆)<v(正),D错误;

答案选C。

8.(2024・广西贵港•模拟预测)中国积极推动技术创新,力争2060年实现碳中和。CO?催化还原的主要反

应有:

@CO2(g)+H2(g)=-CO(g)+H2O(g)AH,>0

@CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH2

”(CH3OH)平

向恒温恒压的密闭容器中通入ImolCO2和3molH2进行上述反应。CH3OH的平衡产率

"(co?)初

”(COJ转

CO?的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是

"(C°2)初

6O

<50

»40

怛30

»20

10

C3

O556

504()045)()5000

A.反应②在较高温度下才能自发进行

B.若气体平均摩尔质量不再变化,则反应①和②均达到平衡状态

C.任意温度下的平衡转化率:a(H2)<a(CO2)

D.平衡时〃(国。)随温度升高先减小后增大

【答案】A

【解析】A.由图像信息可知,随着温度的升高CH30H的平衡产率减小,即升高温度反应②平衡逆向移

动,故反应②的△应<(),又因为该反应是气体分子数减少的反应,AS<0,故该反应在较低的温度下能

自发进行,A错误;

B.由题干信息可知,反应物质全部为气体,其中反应②为非等体积反应,故若气体平均摩尔质量不再变

化,则反应①和②均达到平衡状态,B正确;

C.由题干方程式可知,若只发生反应②,则H?和CO?的平衡转化率相等,若只发生反应①,则H2的平

衡转化率小于co?的,现同时发生反应①和反应②,故任一温度下的平衡转化率:a(H2)<tz(CO2),C

正确;

D.由题干图像信息可知,CHQH的平衡产率随温度的升高一直在减小,而CO2的平衡转化率先减小后增

大,说明温度较低时以反应②为主,随着温度升高平衡逆向移动,HQ的物质的量减小,而温度较高时,

以反应①为主,温度升高平衡正向移动,应0的物质的量增大,即平衡时”(旦。)随温度升高先减小后增

大,D正确;

故选Ao

9.(2024・吉林长春•模拟预测)在盛有CuO/CuzO载氧体的恒容密闭容器中充入空气,发生反应:

2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)AH,平衡时O2的体积分数中(。2)随反应温度T变化的曲线如图所示。下列说

法错误的是

25〉

(1030,21)

2Aa

(985,10)

5t/||

।।

ol---------------------

80090010001100

T/℃

A.该反应在低温条件下能自发进行

B.在1030℃时加入催化剂,平衡时(P(O2)>21%

C.1030℃,当气体密度不再随时间变化而变化时,反应达到了平衡状态

D.985℃达到平衡状态后,充入纯氧,再次达到平衡后,02浓度不变

【答案】B

【解析】A.升高温度,氧气含量增加,平衡逆向移动,则为放热反应,且反应为燧减的反应,根据

AH-TAScO可以自发可知,该反应在低温条件下能自发进行,A正确;

B.催化剂通常能加快反应但不影响平衡的移动,不改变氧气含量,B错误;

C.恒容密闭容器中,气体体积不变,气体的质量逐渐减少,所以密度一直在减小,当密度不变时,反应

达到了平衡状态,C正确;

C

D.985℃达到平衡状态后,充入纯氧不影响平衡常数,K=」(C>2),则再次达到平衡后,,<p(O2)=10%,,

O2浓度不变,D正确;

故选B。

10.(2024•北京•三模)一定温度下,在2个容积均为1L的恒容密闭容器中,加入一定量的反应物,发生

反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)AH<0,相关数据见下表。

起始物质的量/mol平衡物质的量/mol

容器编号温度/℃

NO(g)co(g)co2(g)

I0.20.20.1

IIT20.20.20.12

下列说法不正确的是

A.TI>T2

B.达到平衡所需要的时间:1<11

C.II中反应达到平衡时,NO的转化率为60%

D.对于I,平衡后向容器中再充入OZmolCO和0.2molCO2,平衡正向移动

【答案】D

【分析】一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中,加入0.2molNO和0.2molCO,发生反应,生成

0.1molCO2,可建立如下三段式:

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

起始量(mol)0.20.200

变化量(mol)0.10.10.050.1

平衡量(mol)0.10.10.050.1

平衡常数K=0?O?=5。

O.PxO.l2

【解析】A.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2的物质的量减小,则TI>T2,A正确;

B.温度越高,反应速率越快,达到平衡的时间越短,因为TI>T2,所以达到平衡所需要的时间:1<

II,B正确;

C.II中反应达到平衡时,生成CO2的物质的量为0.12mol,则参加反应NO的物质的量为0.12mol,NO

的转化率为普1粤xl00%=60%,C正确;

0.2mol

D.对于I,平衡后向容器中再充入0.2molCO和0.2molCO2,此时浓度商Qc="泪"~=5,平衡不移

0.12x0.32

动,D不正确;

故选Do

能力提升

----------II<

11.(2024・湖南邵阳.三模)汽车尾气净化反应为:

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)AH=-746.8kJ/moKAS=-197.5J/(mol.K)o向IL密闭容器中充入

1.0xlO_3molNO>3.6x10-3molCO,测得NO和CO的物质的量浓度与时间关系如图所示。下列说法正确

的是

r

T

o

U

I

T

O

I

)

A.当体系中N?和CO?浓度比不变时达到平衡状态

B.yfz段反应速率v(NO)=0.hnol/(L-s)

C.上述正反应在任何温度下都能自发进行

D.该温度下,上述反应的逆反应平衡常数K=2X10T

【答案】D

【解析】A.向1L密闭容器中充入LOxlO^molNO、3.6x10^molCO,发生反应:

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2co2(g),反应过程中N2和CO2浓度比是定值,当体系中N2和C02浓度比不变

时,不能说明反应达到平衡状态,A错误;

B.由曲线与纵坐标交点可知,曲线abcde表示CO,曲线xyzw表示NO,则y-z段反应速率

0.45mol/L-0.15mol/L

v(NO)==0.3mol/(L.s)B错误;

Is

C.根据反应可知AHO,AS<0,当较低温度时满足AH-TASH,反应能自发

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