高中化学人教版第二讲　化学平衡状态　化学平衡的移动(基础课)

第二讲化学平衡状态化学平衡的移动(基础课)复习目标1.认识化学反应的可逆性，理解化学平衡建立的过程。2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能通过实验及相关理论解释其一般规律。3.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。知识点一可逆反应与化学平衡状态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)特点双向性可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应双同性正、逆反应是在同一条件下，同时进行共存性反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存对于可逆反应2SO2＋O22SO3ΔH<0，在混合气体中充入一定量的18O2，经足够长的时间后：(1)18O存在于哪些分子中？(2)二氧化硫分子的相对分子质量可能为________。提示(1)由于2SO2＋O22SO3为可逆反应，18O存在于O2、SO3、SO2三种物质的分子中(2)SO2的相对分子质量可能为64或66或682.化学平衡状态(1)概念在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡。(2)化学平衡的建立从正反应开始建立化学平衡状态的“反应速率－时间”图像如图(3)化学平衡的特征(4)化学平衡状态的判断①动态标志：v正＝v逆≠0a.同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。b.不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA(g)＋bB(g)cC(g)＋d(D)(g)，eq\f(v正（A）,v逆（B）)＝eq\f(a,b)时，反应达到平衡状态。②静态标志：各种“量”不变a.各物质的质量、物质的量或浓度不变。b.各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。c.压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。d.绝热容器中温度不变。e.密度eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ρ＝\f(m,V)))不变(注意容器中的气体质量和体积变化)。f.平均相对分子质量eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M＝\f(m,n)))不变(注意气体质量与气体物质的量变化)。总之，可以利用平衡建立过程中“变量不变”作为判定标志。“不变量不变”不能作为判定标志。(一)可逆反应与平衡观1.向含有2molSO2的容器中通入过量O2发生反应2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)，充分反应后生成SO3的物质的量__________(填“<”“>”或“＝”，下同)2mol，SO2的物质的量__________0，转化率________100%，反应放出的热量________QkJ。答案<><<2.在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，(1)X2的物质的量浓度范围为________。(2)Y2的物质的量浓度范围为________。(3)Z的物质的量浓度范围为________。答案(1)0～0.2mol·L－1(2)0.2mol·L－1～0.4mol·L－1(3)0～0.4mol·L－1极端假设法确定各物质浓度范围上述题目可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底：假设反应逆向进行到底：平衡体系中各物质的浓度范围为0＜X2＜0.2，0.2＜Y＜0.4，0＜Z＜0.4。(二)化学平衡状态的判断3.在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量。(1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。(2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是________。(3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是________。(4)能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是________。(5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。(6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。答案(1)①③④⑦(2)⑤⑦(3)①③④⑤⑦(4)①②③④⑦(5)①②③(6)②④⑦拓展：若上述题目中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？(1)________。(2)________。(3)________。(4)________。答案(1)②③④⑦(2)⑤⑦(3)②③④⑤⑦(4)②③④⑦不能作为判断化学平衡状态“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2HI(g)H2(g)＋I2(g)。(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2HI(g)H2(g)＋I2(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。知识点二化学平衡的移动1.化学平衡的移动(1)过程(2)图示2.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＜v逆：平衡向逆反应方向移动。3.影响化学平衡的因素若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下(填写空格)：改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强向气体分子总数减小的方向移动减小压强向气体分子总数增大的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂同等程度改变v正、v逆，平衡不移动4.判断平衡移动的两种特殊情况(1)惰性气体(不参与反应气体)对化学平衡的影响①恒温、恒容条件②恒温、恒压条件(2)同等程度地改变平衡反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。5.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。根据化学平衡原理解答下列问题在体积不变的密闭容器中发生N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，只改变一种外界条件，完成下表：改变条件平衡移动方向氢气的转化率(增大、减小或不变)氨气的体积分数(增大、减小或不变)增大氮气的浓度增大氨气的浓度升温充入适量氩气提示(从左到右，从上到下)正向增大逆向减小增大逆向减小减小不移动不变不变1.COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温、②恒容通入惰性气体、③增加CO的浓度、④减压、⑤加催化剂、⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()A.①②④ B.①④⑥C.②③⑤ D.③⑤⑥答案B解析该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使平衡正向移动。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，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)ΔH1＜0②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)ΔH2＞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。3.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0.50mol·L－1。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－1。下列有关判断正确的是()A.x＋y<zB.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)＝0.25mol·L－1，但达平衡为0.30mol·L－1>0.25mol·L－1，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。化学平衡移动方向的判断(1)依据v正与v逆的相对大小判断(2)依据勒夏特列原理判断(3)依据K与Q的相对大小判断当Q＝K时反应处于平衡状态当Q＜K时平衡向正反应方向移动当Q＞K时平衡向逆反应方向移动1.(2023·北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是()A.H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解B.密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深C.铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体D.锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生答案B解析A.MnO2会催化H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误；B.NO2转化为N2O4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，B项正确；C.铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误；D.加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误。2.(2022·海南卷)某温度下，反应CH2=CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是()A.增大压强，v正>v逆，平衡常数增大B.加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动D.恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡转化率增大答案C解析该反应是一个气体分子数减小的反应，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，故v正>v逆，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；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CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；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；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。3.(2022·天津卷)向恒温恒容密闭容器中通入2molSO2和1molO2，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡后，再通入一定量O2，达到新平衡时，下列有关判断错误的是()A.SO3的平衡浓度增大B.反应平衡常数增大C.正向反应速率增大D.SO2的转化总量增大答案B解析A.平衡后，再通入一定量O2，平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，A正确；B.平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B错误；C.通入一定量O2，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C正确；D.通入一定量O2，促进二氧化硫的转化，SO2的转化总量增大，D正确。4.(2022·北京卷)某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4“固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，如图所示：已知：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0，下列说法不正确的是()A.气体温度升高后，不利于N2O4的固定B.N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除C.制备HNO3的原理为2N2O4＋O2＋2H2O=4HNO3D.每制备0.4molHNO3，转移电子数约为6.02×1022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＋2H2O=4HNO3，故C正确；D.四氧化二氮转化为硝酸时，生成1mol硝酸，反应转移1mol电子，则每制备0.4mol硝酸，转移电子数约为0.4mol×6.02×1023mol－1＝2.408×1023，故D错误。5.(2022·湖南卷改编)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始压强为0.2MPa时，发生下列反应生成水煤气：Ⅰ.C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH1＝＋131.4kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.1kJ·mol－1下列说法错误的是()A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡不移动B.混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡C.平衡时H2的体积分数可能大于eq\f(2,3)D.将炭块粉碎，可加快反应速率答案C解析在恒温恒容条件下，平衡时向容器中充入惰性气体不能改变反应物的浓度，因此反应Ⅰ的平衡不移动，A说法正确；在反应中有固体C转化为气体，气体的质量增加，而容器的体积不变，因此气体的密度在反应过程中不断增大，当混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，B说法正确；若C(s)和H2O(g)完全反应全部转化为CO2(g)和H2(g)，由C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)可知，H2的体积分数的极值为eq\f(2,3)，由于可逆反应有一定的限度，反应物不可能全部转化为生成物，因此，平衡时H2的体积分数不可能大于eq\f(2,3)，C说法不正确；将炭块粉碎可以增大其与H2O(g)的接触面积，因此可加快反应速率，D说法正确。基础落实选择题只有1个选项符合题意1.(2023·景德镇乐平中学期中)下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是()A.夏天，打开啤酒瓶时会从瓶口逸出气体B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体C.实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气D.使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率答案D解析A.夏天，打开啤酒瓶时，压强减小，平衡向生成气体的方向移动，会从瓶口逸出气体，能用勒夏特列原理解释，故A正确；B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时，溶液中氢氧根离子浓度变大，氨水电离平衡逆向移动，产生较多的刺激性气味的气体，能用勒夏特列原理解释，故B正确；C.饱和食盐水中氯离子浓度较大，抑制了氯气在水中的溶解，实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，能用勒夏特列原理解释，故C正确；D.使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率，催化剂改变反应速率，不改变平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故D错误。2.在一定温度下，在恒定容积的密闭容器中进行的可逆反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到化学平衡的标志是()A.容器内的总压强不随时间而变化B.反应速率v(A2)＝v(B2)＝eq\f(1,2)v(AB)C.单位时间内有nmolA2生成的同时就有2nmolAB生成D.容器内混合气体的密度不随时间而变化答案C解析A项，该反应反应前后气体的化学计量数之和相等，因此压强不是变量，根据分析，压强不变不能判断是否达到平衡状态，A不符合题意；B项，化学反应中，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，因此v(A2)∶v(B2)∶v(AB)＝1∶1∶2，v(A2)＝v(B2)＝eq\f(1,2)v(AB)，与反应是否平衡无关，B不符合题意；C项，单位时间内生成nmolA2同时生成2nmolAB，说明v正＝v逆，可以判定反应达到平衡状态，C符合题意；D项，反应前后质量守恒，因此m不变，容积恒定，因此V不变，根据ρ＝eq\f(m,V)，ρ为定值，不能判定反应是否平衡，D不符合题意。3.(2023·南昌莲塘一中期中)某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g)M(g)ΔH<0。下列有关该工业生产的说法正确的是()A.工业生产中常采用催化剂，因为生产中使用催化剂可提高A、B的转化率B.若物质B廉价易得，工业上一般采用加入过量的B以提高A的转化率C.工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高D.工业上合成M时，一定采用高压条件，因为高压有利于M的生成答案B解析A.催化剂只能影响化学反应速率，不能使平衡发生移动，工业生产中常采用催化剂，不是因为生产中使用催化剂可提高A、B的转化率，而是加快反应速率以提高M的日产量，A错误；B.加入B，平衡正向移动，A的转化率增大，但B的转化率减小，若物质B廉价易得，工业上一般采用加入过量的B以提高A的转化率，B正确；C.正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，转化率减小，C错误；D.如常压下转化率较大，则不采用高压，且考虑对设备的承压要求，则不一定采用高压，D错误。4.(2023·大连八中月考)下列说法错误的是()A.某温度下CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，达平衡后，再压缩容器体积，则平衡逆向移动，再次达平衡后c(CO2)变小B.某一可逆反应加入催化剂后反应速率加快，ΔH不改变，达平衡前相同时间内转化率会增大C.已知[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)＋4Cl－[CuCl4]2－(黄色)＋4H2O，加水，溶液颜色变蓝D.分别向甲容器(恒温恒容)中充入1molPCl5，乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各1mol，发生反应PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH>0，平衡时K(甲)<K(乙)答案A解析A.该反应平衡常数为K＝c(CO2)，温度不变，平衡常数不变，再次到达平衡时，c(CO2)不变，故A错误；B.催化剂可以加快反应速率，无法影响ΔH，由于反应速率加快，因此达平衡前相同时间内转化率会增大，但催化剂不能使平衡移动，故B正确；C.加水，平衡逆向移动，[Cu(H2O)4]2＋离子的浓度增大，溶液颜色变蓝，故C正确；D.乙容器充入PCl3和Cl2即为PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)ΔH<0，该反应是放热反应，在绝热恒容条件下进行，升温使平衡逆向移动，则平衡时乙容器中PCl3和Cl2浓度大于甲容器，K(甲)<K(乙)，故D正确。5.某温度下，反应2A(g)B(g)ΔH＞0，在密闭容器中达到平衡，平衡时eq\f(c（A）,c（B）)＝a，若改变某一条件，足够长时间后反应再次达到平衡状态，此时eq\f(c（A）,c（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a＜bB.在该温度恒压条件下再充入少量B气体，则a＝bC.若其他条件不变，升高温度，则a＜bD.若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a＞b答案B解析A项，充入B气体后平衡时压强变大，正向反应程度变大，eq\f(c（A）,c（B）)变小，即a＞b，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，eq\f(c（A）,c（B）)不变，即a＝b，正确；C项，升温，平衡右移，eq\f(c（A）,c（B）)变小，即a＞b，错误；D项，相当于减压，平衡左移，eq\f(c（A）,c（B）)变大，即a＜b，错误。6.(2024·塔城一中月考)在t℃时，向aL密闭容器中加入1.6molHI(g)，发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)ΔH>0，H2的物质的量随时间的变化如图所示，下列有关说法中正确的是()A.平衡时，I2蒸气的体积分数为25%B.若在1.5min时降低温度，则反应将向左进行C.平衡后若升高温度，v正增大，v逆减小D.平衡后向容器中加入一定量的H2后，平衡向左移动，H2的体积分数减小答案A解析A.该反应反应前后气体体积不变，由图可知，平衡时n(H2)＝0.4mol，则有n(I2)＝0.4mol，故I2蒸气的体积分数为eq\f(0.4mol,1.6mol)×100%＝25%，故A正确；B.1.5min时反应未达到平衡状态，降低温度，反应速率减慢，只是延长反应达到平衡的时间，但v正仍大于v逆，反应仍向右进行，直至平衡，故B错误；C.平衡后若升高温度，v正、v逆均增大，但v正增大的程度大于v逆，平衡向右移动，故C错误；D.平衡后加入H2，平衡向左移动，根据勒夏特列原理可知，达到新平衡后，c(H2)仍比原来大，则新平衡后H2的体积分数增大，故D错误。7.(全国卷)298K时，将20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsOeq\o\al(3－,3)(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq\o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsOeq\o\al(3－,4))与反应时间(t)的关系如图所示。①下列可判断反应达到平衡的是__________(填字母)。a.溶液的pH不再变化b.v(I－)＝2v(AsOeq\o\al(3－,3))c.eq\f(c（AsOeq\o\al(3－,4)）,c（AsOeq\o\al(3－,3)）)不再变化d.c(I－)＝ymol·L－1②tm时，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。③tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是____________________________________________________________________________________________________________。④若平衡时溶液的pH＝14，则该反应的平衡常数K为________。答案①ac②大于③小于tm时生成物浓度较低④eq\f(4y3,（x－y）2)8.(2023·安庆、池州、铜陵联考)用CO2制备CH3OH可实现CO2的能源化利用，反应如下：CO2＋3H2CH3OH＋H2O。(1)在523K、VL密闭容器中发生上述反应，下列说法能作为判断反应达到平衡状态的标志是________(填字母序号)。a.容器内压强不再改变b.体系内的气体密度不再改变c.混合气体的平均摩尔质量不再改变d.甲醇的浓度不再改变(2)工业上用CO2制备CH3OH的过程中存在以下副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ/mol。将反应物混合气按进料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3通入反应装置，选择合适的催化剂，发生反应。①不同温度和压强下，CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、图2。i.图1中，压强p1________p2(填“>”“＝”或“<”)。ii.图2中，压强为p2，温度高于503K后，CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②实际生产中，测得压强为p3时，相同时间内不同温度下的CH3OH产率如图3。图3中523K时的CH3OH产率最大，可能的原因是________(填字母序号)。a.此条件下主反应限度最大b.此条件下主反应速率最快c.523K时催化剂的活性最强答案(1)acd(2)①>CO2平衡转化率为正反应和副反应的CO2平衡转化率之和。副反应为吸热反应，随温度升高CO2平衡转化率升高，主反应为放热反应，随温度升高CO2平衡转化率降低，温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于副反应②bc解析(1)a.正反应体积减小，压强是变量，所以容器内压强不再改变说明反应达到平衡状态，a正确；b.反应前后容器容积和混合气体的质量均是不变的，混合气体的密度始终不变，所以体系内的气体密度不再改变不能说明反应达到平衡状态，b错误；c.正反应体积减小，混合气体的质量不变，平均摩尔质量是变量，所以混合气体的平均摩尔质量不再改变说明反应达到平衡状态，c正确；d.甲醇的浓度不再改变说明反应达到平衡状态，d正确。(2)①i.反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)为气体分子总数减小的反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，有利于甲醇的生成；由图1可知p1时的甲醇平衡产率高于p2时的，因此，p1＞p2；ii.图2中，压强为p2时，CO2平衡转化率为正反应和副反应的CO2平衡转化率之和，副反应为吸热反应，随温度升高CO2平衡转化率升高，主反应为放热反应，温度高于503K后，CO2平衡转化率降低，因温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于副反应，所以CO2平衡转化率随温度升高而增大；②图3中523K时的CH3OH产率最大，a.主反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向移动，故a错误；b.温度越高，速率越快，所以此条件下主反应速率最快，造成产率增大，故b正确；c.催化剂能成千上万倍的加快反应速率，说明523K时催化剂的活性最强，故c正确。能力提升9.(辽宁卷改编)某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s)Y(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ΔH>0B.加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小C.加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大D.加入一定量氩气，平衡不移动答案C解析升高温度，若c(Z)增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应，该反应的ΔH>0，A项正确；加入一定量Z，平衡逆向移动，达到新平衡后m(Y)减小，B项正确；该反应的平衡常数K＝c(Z)，加入等物质的量的Y和Z，温度不变，平衡常数不变，则达新平衡后c(Z)不变，C项错误；加入一定量氩气，各物质浓度不变，平衡不移动，D项正确。10.甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示，三个容器最初的容积、温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是()A.平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲>丙B.平衡时N2O4的百分含量：乙<甲＝丙C.平衡时甲与丙中放出的热量相同D.其他条件不变，向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4，新平衡后eq\f(c2（NO2）,c（N2O4）)的值不变答案D解析甲、乙存在平衡2NO2(g)N2O4(g)，该反应为气体分子数减少的反应，故甲中压强减小，乙中压强不变，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，丙中存在平衡N2O4(g)2NO2(g)，相当于开始加入0.2molNO2，与甲为完全相同的等效平衡，据此分析。A.甲与丙为完全等效平衡，平衡时NO2的浓度相等，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强尽管平衡向正反应移动，根据勒夏特列原理平衡移动的结果是NO2浓度还是增大了，故平衡时容器内c(NO2)的大小顺序为乙＞甲＝丙，故A错误；B.甲与丙为完全等效平衡，平衡时N2O4的百分含量相等，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强平衡向正反应移动，平衡时N2O4的百分含量增大，故平衡时N2O4的百分含量：乙＞甲＝丙，故B错误；C.甲与丙为完全等效平衡，平衡时甲、丙中N2O4的物质的量相等，但甲从正反应方向开始，丙从逆反应方向开始，一个吸热一个放热，故C错误；D.eq\f(c2（NO2）,c（N2O4）)即平衡常数K，K只与温度有关，温度不变，K值不变，故D正确。11.CO2经催化加氢可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)。0.1MPa时，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图，下列叙述不正确的是()A.该反应的ΔH＜0B.曲线b代表H2O的浓度变化C.N点和M点所处的状态c(H2)不一样D.其他条件不变，T1℃、0.2MPa下反应达平衡时c(H2)比M点大答案C解析温度升高，H2的浓度增大，平衡左移，故逆向吸热，正向放热，ΔH＜0，则曲线a为CO2的浓度变化，根据方程式的比例关系，可知曲线b为H2O的浓度变化，曲线c为C2H4的浓度变化，