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第21讲化学平衡状态化学平衡的移动

第一部分:高考真题感悟

1.(2022・海南•高考真题)某温度下,反应CH2=CH2(g)+H2O(g).•CH3cH20H(g)在密闭容器中达到平衡,

下列说法正确的是

A.增大压强,唾“逆,平衡常数增大

B.加入催化剂,平衡时CH3cH20H(g)的浓度增大

C.恒容下,充入一定量的H2(D(g),平衡向正反应方向移动

D.恒容下,充入一定量的CH2=CH?(g),CH2=CH?(g)的平衡转化率增大

【答案】C

【解析】A.该反应是一个气体分子数减少的反应,增大压强可以加快化学反应速率,正反应速率增大的幅

度大于逆反应的,故妙平衡向正反应方向移动,但是因为温度不变,故平衡常数不变,A不正确;

B.催化剂不影响化学平衡状态,因此,加入催化剂不影响平衡时CH3cH20H(g)的浓度,B不正确;C.恒

容下,充入一定量的H2O(g),H2O(g)的浓度增大,平衡向正反应方向移动,C正确;D.恒容下,充入一定

量的CH2=CH2(g),平衡向正反应方向移动,但是CH2=CH2(g)的平衡转化率减小,D不正确;综上所述,

本题选C。

2.(2022•北京・高考真题)某MOFs的多孔材料刚好可将20「固定”,实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3,

如图所示:

己知:2NO2(g).:N2O4(g)

下列说法不E项的是

A.气体温度升高后,不利于NQ,的固定

B.KO,被固定后,平衡正移,有利于NO?的去除

C.制备HNO3的原理为:2N2O4+O2+2H2OMHNO3

D.每制备0.4molHNC>3,转移电子数约为6.02x1()22

【答案】D

【解析】A.二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,四氧化二

氮的浓度减小,所以气体温度升高后,不利于四氧化二氮的固定,故A正确;B.四氧化二氮被固定后,四

氧化二氮的浓度减小,二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动,二氧化氮的浓度减小,所以

四氧化二氮被固定后,有利于二氧化氮的去除,故B正确;C.由题意可知,被固定后的四氧化二氮与氧气

和水反应生成硝酸,反应的化学方程式为2N2O4+O2+2H2O4HNO3,故C正确;D.四氧化二氮转化为

硝酸时,生成Imol硝酸,反应转移Imol电子,则每制备0.4mol硝酸,转移电子数约为

0.4molx6.02xl023=2.408xl023,故D错误;故选D。

3.(2022•辽宁・高考真题)某温度下,在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应2X(s).Y(g)+2Z(g),有

关数据如下:

时间段/min产物Z的平均生成速率/moll'min」

0〜20.20

0〜40.15

0〜60.10

下列说法错误的是A.Imin时,Z的浓度大于0.20mol-L」

B.2min时,力口入0.20molZ,此时v正(Z)〈v逆⑵

C.3min时,Y的体积分数约为33.3%

D.5min时,X的物质的量为1.4mol

【答案】B

【解析】A.反应开始一段时间,随着时间的延长,反应物浓度逐渐减小,产物Z的平均生成速率逐渐减小,

则0Imin内Z的平均生成速率大于0~2min内的,故Imin时,Z的浓度大于0.20mol.L?i,A正确;B.4min

时生成的Z的物质的量为0.15moLUi-minTx4minxlL=0.6mol,6min时生成的Z的物质的量为

0.10molUlmin-1x6minxlL=0.6mol,故反应在4min时已达到平衡,设达到平衡时生了amolY,列三段

式:

2X(s)Y(g)+2Z(g)

初始量/mol2.000

转化量/mol2aa2a

平衡量/mol2.0-2aa0.6

根据2a=0.6,得。=0.3,则Y的平衡浓度为0.3mol-lji,Z的平衡浓度为OSmoLL-,平衡常数

K=c2(Z)•c(Y)=0.108,2mhi时Y的浓度为0.2mo2IJi,Z的浓度为0.4mollT,加入0.2molZ后Z的浓

2

度变为0.6moLLiQO=C(Z)-C(Y)=O.O72<K,反应正向进行,故v正(Z)>v逆(Z),B错误;C.反应生

成的Y与Z的物质的量之比恒等于1:2,反应体系中只有Y和Z为气体,相同条件下,体积之比等于物质

V(Y)1

的量之比,石冷=不,故Y的体积分数始终约为33.3%,C正确;D.由B项分析可知5min时反应处于平

衡状态,此时生成Z为0.6mol,则X的转化量为0.6mol,初始X的物质的量为2mol,剩余X的物质的量

为14mo1,D正确;故答案选B。

4.(2022.广东・高考真题)恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2(3(g)在不同温度下达平

衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是

i\

4

-/--------------------------------------------

33起始组成:4molH:

§2'ImolBaSO4

“J

ol=4“*’

200400600800

77°C

A.该反应的AH<0

B.a为〃(旦0)随温度的变化曲线

C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动

D.向平衡体系中加入BaS。=H2的平衡转化率增大

【答案】C

【解析】A.从图示可以看出,平衡时升高温度,氢气的物质的量减少,则平衡正向移动,说明该反应的正

反应是吸热反应,即△〃>(),故A错误;

B.从图示可以看出,在恒容密闭容器中,随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少,则平衡随着温度升

高正向移动,水蒸气的物质的量增加,而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化,故B错误;C.容

器体积固定,向容器中充入惰性气体,没有改变各物质的浓度,平衡不移动,故C正确;D.BaSCU是固体,

向平衡体系中加入BaSCU,不能改变其浓度,因此平衡不移动,氢气的转化率不变,故D错误;故选C。

5.(2022・浙江•高考真题)关于反应CUO+H?。。)HaO(aq)+H+(aq)+Cr(aq)AHcO,达到平衡后,下

列说法不正硬的是

A.升高温度,氯水中的c(HClO)减小

B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动,c(HClO)增大

C.取氯水稀释,c(CT)/c(HClO)增大

D.取两份氯水,分别滴加AgNOs溶液和淀粉KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色,可以证明上

述反应存在限度

【答案】D

【解析】A.HC1O受热易分解,升高温度,HC1O分解,平衡正向移动,c(HClO)减小,A正确;B.氯水

中加入少量醋酸钠固体,醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子,氢离子浓度减小,平衡正向移动,c(HClO)

增大,B正确;C.氯水稀释,平衡正向移动,而c(HC10)和c(Cl)均减小,但HC1O本身也存在电离平衡

HC10UH++C10,稀释促进了HC1O的电离,使c(HC10)减少更多,因此:二增大,C正确;D.氯水中

c(HClO)

加硝酸银产生白色沉淀,证明溶液中有氯离子,氯水中加淀粉碘化钾溶液,溶液变蓝,证明生成了碘单质,

溶液中有强氧化性的物质,而氯气和次氯酸都有强氧化性,不能证明反应物和生成物共存,即不能证明上

述反应存在限度,D错误;答案选D。

第二部分:最新模拟精练

完卷时间:50分钟

一、选择题(每小题只有一个正确选项,共12*5分)

1.(2022•上海交大附中模拟预测)SO。可生产SO3并进而制得硫酸等,其反应原理为:

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+196.6kJo下列说法正确的是

A.该反应在工业上需要在高温高压下进行

B.反应速率平衡后再通入。2、SC)3的体积分数一定增加

C.反应在高温、催化剂条件下进行可提高SO2的平衡转化率

D.2moiSC^g)和ImolO^g)充分反应放出的热量小于196.6kJ

【答案】D

【解析】A.该反应的条件是在常压,450~500℃时,用五氧化二机作催化剂,这个反应是可逆反应,而且

是反应后气体分子数减小的反应,从理论上来说,应采用高压有利于SO?生成,但是在常压时SO。转化率已

很高,没有必要用高压设备了,故A错误;B.当通入。2的量很大时,参与反应的。2较少,生成的SC)3增

加较少,但是由于混合气体总量增加更多,贝的体积分数反而减小,故B错误;C.催化剂能改变反应

速率,但不能改变SO。的平衡转化率,故C错误;D.该反应为可逆反应,不能进行到底,放出的热量小于

196.6kJ,故D正确;答案选D。

2.(2022•浙江舟山.二模)焦炭还原二氧化硫对于烟气脱硫具有重要意义。该反应的化学方程式为

2C(s)+2SO2(g).S2(g)+2CO2(g)AH<0„向1L密闭容器中加入足量的焦炭和1molSO2发生上述反应。其他

条件一定,在甲、乙两种催化剂作用下,反应相同时间,测得SCh(g)转化率与温度的关系如下图所示。下

列说法正确的是

<

/

S

SO

A.该反应的AS<0

B.生成ImolSCh同时消耗ImolCCh,可判断反应到达平衡

C.若反应足够的时间,图中两条曲线可能会完全重合

D.该反应适宜的条件是选用甲催化剂,反应温度在500℃左右

【答案】C

【解析】A.反应2c(s)+2SO2(g)US2(g)+2CO2(g)气体分子数增多,AS>0,故A错误;B.生成ImolSCh

同时消耗ImolCCh,不能说明正反应速率等于逆反应速率,不能判断反应到达平衡,故B错误;C.催化剂

不改变反应物的平衡转化率,则当温度升高时,两种催化剂下的平衡转化率应该相等,图中两条曲线可能

会完全重合,故C正确;D.由图可知,当选用乙催化剂且温度控制在200℃左右时,二氧化硫的转化率最

高,该条件是反应适宜的条件,故D错误;故选C。

3.(2022.江苏.模拟预测)高炉炼铁的反应为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)AH=23.5kJ-mol'o下列有

关说法正确的是

A.该反应一定能自发进行,则该反应的AS>0

B.升高温度使反应物活化分子数增多,能提高反应速率和CO平衡转化率

C.增加炼铁炉高度,延长co和铁矿石接触时间,能降低平衡时尾气中co的体积分数

D.制备的生铁中含少量Fe.C,相同条件下与酸反应放出氢气的速率比纯铁慢

【答案】A

【解析】A.反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)AH=23.5kJ-mo1的反应热AH<0,要使反应自发进行,

AG=AHTAS<0,TAS>AH,则该反应的AS>0,故A正确;B.升高温度使反应物活化分子数增多,分子

之间的有效碰撞次数增加,能提高反应速率;但由于该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡会

向吸热的逆反应方向移动,因此会导致CO平衡转化率降低,故B错误;C.增加炼铁炉高度,延长CO和

铁矿石接触时间,不改变其它外界条件,化学平衡不移动,因此不能改变平衡时混合气体中CO的体积分数,

故C错误;D.制备的生铁中若含少量Fe.C,Fe、Fe工及酸溶液构成原电池,使Fe与酸反应放出氢气的速

率比纯铁快,故D错误;故选A。

4.(2022•辽宁丹东•一模)下列关于“化学反应速率和化学平衡”的说法正确的是

A.在恒温恒容条件下,当N2O4(g)2NO2(g)达到平衡后,再充入一定量的Ar后,活化分子百分数减

小,反应速率减慢

B.已知2Mg(s)+CO2(g)C⑸+2MgO(s)AH<0,则该反应能在高温下自发进行

C.某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X(g).-Y(g)+Z(g),一段时间后达到平衡,

再加入一定量X,达新平衡后X的物质的量分数增大

D.对于反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)达平衡后,缩小容器体积,用的浓度增大

【答案】D

【解析】A.在恒温恒容条件下,当N2CU(g).・2NO2(g)达到平衡后,再充入一定量的Ar后,活化分子

数目不变,活化分子百分数不变,反应速率不变,故A错误;B.己知2Mg(s)+CO2(g)=:C(s)+2MgO(s)AH

<0,该反应AS<0,根据AGnAH-TASVO分析,该反应能在低温下自发进行,故B错误;C.某温度下,

在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X(g);=*Y(g)+Z(g),一段时间后达到平衡,再加入一定量X,

可以理解为重新拿一个密闭容器,当达到平衡后和原平衡相同,再加入到同一个容器中,加压,由于该反

应是等体积反应,平衡不移动,因此达新平衡后X的物质的量分数不变,故C错误;D.对于反应2NH3(g)

.'N2(g)+3H2(g)达平衡后,缩小容器体积,N2的浓度增大,虽然平衡逆向移动,氮气浓度减小,但比原

来的浓度大,故D正确;综上所述,答案为D。

5.(2022・广东•模拟预测)常温下,A、B初始浓度为2:1的混合溶液中,同时发生两个反应:①2A+B

<?>2M+N,②2A+B修?2M+Y,溶液中B、Y的浓度随时间变化情况如图所示。下列说法错误的是

A.溶液中c(M)=c(N)+c(Y)

B.0~lOmin内,A的平均反应速率为0.04mol/(Lmin)

C.18min时,反应①与反应②中B的转化率之比为2:3

D.反应①的活化能比反应②的活化能大

【答案】A

【解析】A.以lOmin为例,设容器体积为VL,lOmin时生成Y0.12Vmol,则根据反应2A+B.,2M+Y,

消耗B0.12Vmol,生成M0.24Vmol,lOmin时共消耗B0.2Vmol,则反应2A+B,2M+N消耗B0.08Vmol,

则生成N0.08Vmol,生成M0.16Vmol,共生成M0.4Vmol,c(M)=0.4mol/L,c(N)=0.08mol/L,c(YK).12mol/L,

A错误;B.lOmin内B的浓度变化为O.2mol/L,根据反应①和②可知,OlOminA的浓度变化为0.4mol/L,

则A的平均反应速率为"吧匹=0.04mol.LT.minT,B正确;C.18min时Y的浓度为0.15mol/L,则反

lOmin

应②消耗B的浓度为0.15mol/L,反应②B的转化率为30%,共消耗B的浓度为0.25mol/L,则反应①消耗

B浓度为O.lmol/L,反应①B的转化率为20%,反应①和反应②中B的转化率之比为2:3,C正确;D.以

lOmin内反应为例,反应①中B的反应速率为"等"L=0.0()8mol.LT•minT,反应②中B的反应速率为

lOmin

0.1了1人=。012moic反应②速率更快,活化能更小,D正确;故答案选A。

lOmin

6.(2021・浙江•模拟预测)lOmLO.lmolLKI溶液与5mLO.lmobUFeCb溶液发生反应:

2Fe3+(aq)+2I(aq)^2Fe2+(aq)+l2(aq),达到平衡。下列说法不正确的是

A.加入少量氯化钾固体,平衡不移动

B.加适量水稀释,平衡正向移动

C.经过CCL多次萃取分离后,向水溶液中滴加KSCN溶液,若溶液出现血红色,证明该反应是可逆反应

22+

c(Fe)-c(I2)

D.该反应的平衡常数K=

c2(Fe3+)-c2(lj

【答案】B

【解析】A.加入氯化钾固体,因其没有参与反应,则溶液中参与反应的离子浓度不变,平衡不移动,A正

确;B.加水稀释时,反应会向离子浓度增大的方向移动,故平衡逆向移动,B错误;C.根据反应:

2Fe3+(aq)+2r(aq).-2Fe2+(aq)+l2(aq)可知,「过量,经过CC1,多次萃取分离后,向水溶液中滴加KSCN

溶液,若溶液出现血红色,说明溶液中还存在Fe3+,该化学反应存在限度,C正确;D.化学平衡常数等于

生成物浓度幕之积比反应物浓度幕之积,则平衡常数K=,:?)、,D正确;故选B。

c(Fe)c(I)

7.(2022・上海上海•二模)一定条件下固定容积的容器中,反应2so2(g)+O2(g).—,2SC)3(g)+196kJ已达至IJ

平衡状态。改变某一条件后,平衡发生移动至新的平衡状态。已知此过程中正反应速率先增大后减小,则

改变的条件可能是

A.加入催化剂B.移走SO3C.升高温度D.缩小容器体积

【答案】D

【解析】A.加入催化剂同等程度影响正逆反应速率,平衡不移动,A不选;B.移走SCh生成物浓度瞬间

减小,逆反应速率减小,但反应物浓度不变,正反应速率不变,B不选;C.升高温度,正逆反应速率都增

大,C不选;D.缩小容器体积,压强增大,正反应速率先增大,反应2so2(g)+O2(g).=*2SO3(g)是气体分

子数减小的反应,平衡正向移动,反应物浓度减小,正反应速率后减小,D选;故选:D。

8.(2022・上海上海•模拟预测)密闭真空容器中放入BaCh固体,发生反应2BaC)2(s)2BaO(s)+O2(g)AH

<0,并达到平衡状态I;保持温度不变,缩小容器体积,达到平衡状态II;平衡状态I与II不同的是

A.平衡常数B.反应速率C.氧气浓度D.BaO的量

【答案】D

【解析】该反应是气体体积增大的反应,保持温度不变,缩小容器体积,平衡向逆反应方向移动,氧化领

的量减小,由方程式可知,反应的平衡常数K=C(O2),温度不变,温度函数化学平衡常数不变,则平衡状态

II和平衡状态I的平衡常数相同、氧气的浓度相同、反应速率相同,故选D。

9.(2022・上海嘉定・二模)对于可逆反应:A(g)+B(g).2c(g)+热量,下列图像正确的是

【解析】该反应的正反应是气体分子数不变的放热反应。A.500℃比100℃温度高,其它条件相同时,温

度越高反应速率越快,反应达到平衡的时间越短,升高温度,平衡逆向移动,C%减小,A项正确;B.升

高温度,正、逆反应速率都加快、且逆反应速率增大的倍数大于正反应速率增大的倍数,正、逆反应速率

都不会减慢,B项错误;C.其它条件相同时,增大压强,平衡不移动,A的转化率不变,其它条件相同

时,升高温度,平衡逆向移动,A的转化率减小,500℃时A的转化率应小于100℃时,C项错误;D.其

它条件相同时,增大压强,正、逆反应速率都加快,且正、逆反应速率增大的倍数相同,平衡不移动,D

项错误;答案选A。

10.(2022.上海•格致中学模拟预测)2NO+O2脩?2NO2,图中的曲线是表示其他条件一定时,反应中NO

的平衡转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且vQE)>v(逆)

的是

[NO的转化率

1a

,d

C•一i

II.

o温便

A.a点B.b点C.c点D.d点

【答案】C

【解析】A.该图中的曲线表示其他条件一定时,反应中NO的平衡转化率与温度的关系曲线,a点在曲线

上,已达到平衡,故A项错误;B.b点在曲线上,已达到平衡,故B项错误;C.c点在曲线下方,NO的

转化率小于平衡时的转化率,平衡正向移动,未达到平衡,v(正)>v(逆),故C项正确;D.d点在曲线上

方,NO的转化率大于平衡时的转化率,平衡逆向移动,未达到平衡,v(正)Vv(逆),故D项错误。

故答案选C。

11.(2022.江苏泰州.模拟预测)SO2转化为SO3的反应为2so2(g)+O2(g)=2SO3(g)AH=197.7kJmol1,对于

反应2so2(g)+Ch(g)h2so3(g),下列说法正确的是

A.升高温度,能增加SCh的反应速率和转化率

B.使用催化剂,能改变反应路径并降低反应活化能

C.工业上不采用高压条件,是因为加压会降低SO2的平衡转化率

D.单位时间内生成2moiS02、同时消耗2mosO3,则反应处于平衡状态

【答案】B

【解析】A.该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,S02的转化率会减小,A错误;B.催化剂可以

降低反应的路径,降低反应的活化能,B正确;C.增大压强有利于加快化学反应速率和提高SO2的转化率,

不采用高压的原因是常压下转化率已经很大,增大压强对设备要求高,经济效益低,所以C错误;D.单位

时间内生成2moiSO2、同时消耗2mosO3,两者描述的都是正反应方向,无法判断平衡,D错误;故选B。

12.(2022•北京市H^一学校三模)现有反应2N?O(g)簿为2N2(g)+O?(g),在四个恒容密闭容器中按下表充入

气体进行反应,容器I、II、III中N?。的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是

起始物质的量/mol

容器容积/L

NO

2N2O2

IV.0.100

II1.00.100

IIIV30.100

IV1.00.060.060.04

y7

S

O

Z

温度/七

A.该反应的正反应放热

B.相同温度下,起始反应速率:v(i)>v(n)

C.图中A、B、C三点处,三个容器内的压强:pA(I)<pB(II)<pc(ni)

D.IV在47CTC进行反应,其起始速率:V正(Nq)<v逆(凡。)

【答案】C

【解析】A.从图中可以看出,随着温度的升高,N20的平衡转化率增大,故升温平衡正向移动,反应为吸

热反应,A错误;B.从图中可以看出,相同温度下N20的平衡转化率:i>n>ni,三者的起始投料量相同,

该反应为气体分子数减少的反应,压强减小,平衡正向移动,N20的转化率增大,故压强pi<pu<pin,故容

器体积V1>1>V3,温度相同时,容器体积越大,反应物浓度越低,起始的反应速率越低,故起始反应速率:

v(D<v(n),B错误;C.从图中可以看出,A、B、C三点N2O的转化率相同,容器中各物质的物质的量均

相同,由B中分析可知,Vi>l>V3,且A、B、C三点中C点对应的温度最高,故压强:pA(i)<pB(ii)<pc(ni),

十会0.04x(0.06)2

C正确;D.IV中Qc=go/=0.04,平衡常数只与温度有关,如图,470℃时,II的N2O的转化率

2NO(g)圈诊2N(g)-

22+o2(g)

为60%,可列出二段式:J^(mO1)0.10。门。.0.03x(006)2

&—C=0.0675,Qc<K,

转化(mol)0.060.060.03(0.04)-

平衡(mol)0.040.060.03

故平衡正向移动,v正(NQ)>v逆(N?。),D错误;故选C。

二、主观题(共3小题,共40分)

13.(2021・上海高三一模)(10分)在一定体积的密闭容器中,有如下化学反应:CO2(g)+H2(g)UCO(g)+

H2O(g)其化学平衡常数K和温度的关系如表:

t℃70080083010001200

K0.60.91.01.72.6

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=

(2)该反应为______反应(填“吸热”“放热”)0

(3)向上述平衡体系中加入CO2,达新平衡后H2的转化率(选填:“增大”“不变”“减小”)。

(4)反应达平衡后,向容器中通入与平衡混合气组成、比例相同的气体,达到新平衡时与原平衡相比,有关

说法正确的是o

A.反应物转化率增大B.逆反应速率增大

C.各物质的比例不变D.c(CO2)增大、c(CO)减小

(5)某温度下,平衡浓度符合:3[C(CO2)-C(H2)]=5[C(CO)-C(H2O)],此温度为℃0

c(CO),(凡。

【答案】(每空2分)(2)吸热⑶增大(4)BC(5)700

c(CO2)C(H2)

c(CO)c(H?O)

【解析】⑴根据反应CO2(g)+H2(g)UCO(g)+H2O(g),其平衡常数表达式为K=

c(CO2)C(H2);

(2)从图表信息可知,温度升高,平衡常数增大,说明升高温度,平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反

应;

(3)其它条件不变时,两种物质参加反应,增加该物质浓度,该物质的转化率减小,另一种物质的转化率增

大,因此向上述平衡体系中加入CO2,相当于增大了二氧化碳气体的浓度,平衡右移,达新平衡后H2的转

化率增大;

(4)反应达平衡后,向容器中通入与平衡混合气组成、比例相同的气体,在其它条件不变的条件下,此过程

等效于对原平衡体系进行加压,由于该反应反应前后气体的总物质的量不变,所以增大压强,体积缩小,

各物质浓度增大,正逆反应速率都加快,但是平衡不移动,反应物转化率不变,各物质的比例不变,所以

达到新平衡时与原平衡相比,说法正确的是BC;

⑸某温度下,平衡浓度符合:3[C(CO2>C(H2)]=5[C(CO>C(H2。)],此式变形为:

c(CO2)C(H2)5

从表格中获得信息可知,平衡常数为0.6时,对应的温度为700℃。

14.(202「吉林延边朝鲜族自治州.高三模拟)(14分)CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和

CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。请回答下列问题:

I.工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH:CO2(g)+3H2(g)#CH3OH(g)+H2O(g)AH<0,,该反应在起始温度

和体积均相同(TC、1L)的两个密闭容器中分别进行,反应物起始物质的量见下表:

CO2(mol)H2(mol)CH30H(mol)H2O(mol)

反应a(恒温恒容)1300

反应b(绝热恒容)0011

(1)达到平衡时,反应a,b对比:CO2的体积分数(p(a)(p(b)(填,,、“<”或"="))。

(2)下列能说明反应a达到平衡状态的是(填字母)。

A.v正(CO2)=3V逆(H2)

B.混合气体的平均摩尔质量不再改变

C.C(CH3OH)=C(H2O)

D.容器内压强不再改变

n.我国科学家研究了不同反应温度对含碳产物组成的影响。

已知:反应1:CO2(g)+4H2(g)#CH4(g)+2H2O(g)AH<0

反应2:CO2(g)+H2(g)#CO(g)+H2O(g)AH>0

在密闭容器中通入3mol的的H?和Imol的CO2,分别在IMPa和lOMPa下进行反应。实验中对平衡体系组

成的三种物质(CO2、CO、CH。进行分析,其中温度对CO和CH4的影响如图所示。

(3)lMPa时,表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是和。M点平衡组成含

量高于N点的原因是o

(4)图中当CH4和和CO平衡组成均为40%时,若容器的体积为1L,该温度下反应1的平衡常数K的值为

IH.在在Ti时,向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3moi的的CO和和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)

UCH30H(g),反应达到平衡时CH30H(g)的体积分数(<p)与n(H2)/n(CO)的关系如下图所示。

___!।;।一

。11.523.5"*2)

n(CO)

⑸当扁=3.5时,达到平衡后,CH2H的体积分数可能是图像中的

.(填“D”、"E”或"F”)点。

⑹际=.时,CH30H的体积分数最大。

【答案】(除标注外,每空2分)(1)>

(2)BD

(3)a(1分)d(1分)温度相同时,增大压强使反应1平衡正移,H2O的百分含量增大,使反应2逆

移,co百分含量降低

(4)2.88

⑸F

(6)2

【解析】(Da为恒温,b为绝热容器,反应向逆反应进行,逆反应为吸热反应,平衡时温度比a中低,相当

于a升高温度平衡向逆反应方向移动,CO2的体积分数增大,(p(a)><p(b),故答案为:>;

(2)A.当v正(CO2)=3V逆(H2)时,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应a达到平衡状态,故A不选;B.该

反应是气体体积减小的反应,反应过程中气体总质量不变,总物质的量减小,则混合气体的平均摩尔质量

增大,当混合气体的平均摩尔质量不再改变时,说明反应达到平衡状态,故B选;C.c(CH3OH)=c(H2O)时,

不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应a达到平衡状态,故C不选;D.该反应是气体体积减小的反应,

反应过程中压强减小,当容器内压强不再改变时,说明应达到平衡状态,故D选;故答案为:BD;

(3)对于反应1:升高温度,平衡逆向移动,CH4的含量减少,对于平衡2:升高温度,则平衡正向移动,CO

的含量增加;增大压强,反应2不移动,但反应1的平衡正向移动,H2O的含量增大,使反应2逆向移动,

导致CO含量降低,综上:温度相同时,压强越大,CH4的含量越大、CO含量越小,则压强为IMPa时,

表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是a、d,故答案为:a;d;温度相同时,增大压强使

反应1平衡正移,压。的百分含量增大,使反应2逆移,CO百分含量降低;

(4)起始时n(CO2)=lmol,贝Un(H2)=3mol,根据图象,当CH4和CO平衡组成为40%时,则CCh平衡组成为

20%,根据C原子守恒有:n(CO)=n(CH4)=lmol><40%=0.4mol,n(CC)2尸lmolx20%=0.2mol,则反应1:

CO2(g)+4H2(g)、CH4(g)+2H2O(g)

变化量0.41.60.40.8

反应2:

CO2(g)+H2(g).CO(g)+H2O(g)

变化量0.40.40.40.4

平衡时:n(CO2)=(10.40.4)mol=0.2mol,n(H20)=(0.4+0.8)mol=1.2mol,n(H2)=3moll.6mol0.4mol=lmol,

c(CH4)看(乩0)_0.4x(1.2)2

n(CH)=0.4,反应1平衡常数K==2.88,故答案为:2.88;

44

C(CO2).C(H2)FF

(

扃nH2)时,达到平衡状态后,甲

(5)混合比例等于化学计量数之比时,平衡时生成物的含量最大,故=3.5

醛的体积分数小于C点,F点符合题意,故答案为:F;

n(H)

⑹混合比例等于化学计量数之比时,平衡时生成物的含量最大,故避2=2时,达到平衡状态后,甲醛

的体积分数最大,故答案为:2=

15.(2021.安徽黄山市.高三一模)(16分)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答

下列问题:

(1)向碘水中加入四氯化碳后充分振荡,静置后的现象是

⑵①已知反应H2(g)+I2(g)=2HI(g),该反应中相关化学键的键能数据如表所示:

共价键HHIIHI

键能/kJmol—l436151299

则该反应的AH=_kJmork

②下列叙述能说明上述反应已达到平衡的是一o

a.单位时间内生成nmolHz,同时生成nmolHI

b.温度和体积一定时,HI浓度不再变化

&温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化

d.温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化

(3)NaHSC>3溶液在不同温度下均可被过量KIO3(IO]被还原成I)氧化,当NaHSCh完全消耗即有L析出,写

出12析出时发生反应的离子方程式:依据12析出所需时间可以求得NaHSCh的反应速率,将浓度均为

0.020moLLiNaHSC>3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KK)3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10~55℃间溶液变蓝

时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如

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