第32讲 化学平衡状态及其移动（解析版）- 高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练

备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练第32讲化学平衡状态及其移动【复习目标】1．能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动的方向及浓度、转化率等相关物理量的变化，能进行化学反应条件的选择和优化。2．针对典型案例，能从化学反应的限度、化学反应速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。【知识精讲】考点一可逆反应与化学平衡状态的建立1．化学平衡研究的对象——可逆反应(1)定义：在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点①二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“”表示。2．化学平衡状态(1)概念：一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。(2)建立过程：在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中，反应过程如下：以上过程可用如图表示：(3)特征3．化学平衡状态的判断化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡②各物质的质量或质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率之间的关系①单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA平衡②单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不一定平衡④单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了qmolD不一定平衡压强①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q平衡②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡混合气体的平均相对分子质量①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q平衡②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡气体的密度密度一定不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡【归纳总结】判断化学平衡状态的两种方法(1)动态标志：v正＝v逆≠0①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＋bBcC＋dD，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①各物质的质量、物质的量或浓度不变。②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。③温度、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。总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。【例题1】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，各物质的浓度有可能是()A．Z为0.3mol·L－1B．Y2为0.4mol·L－1C．X2为0.2mol·L－1D．Z为0.4mol·L－1【答案】A【解析】(1)假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始浓度(mol·L－1)0.10.30.2改变浓度(mol·L－1)0.10.10.2终态浓度(mol·L－1)00.20.4(2)假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始浓度(mol·L－1)0.10.30.2改变浓度(mol·L－1)0.10.10.2终态浓度(mol·L－1)0.20.40平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0，0.2)，Y2∈(0.2，0.4)，Z∈(0，0.4)，故选A。【例题2】一定条件下，在密闭恒容的容器中，发生反应：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)Si3N4(s)＋12HCl(g)ΔH<0，能表示该反应达到平衡状态的是()A．v逆(N2)＝v正(H2)B．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)C．混合气体的密度保持不变D．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6【答案】C【解析】利用化学反应速率之比等于化学方程式的计量系数之比可知A项错误；B项均表示正反应，无论反应是否处于平衡状态都成立；D项表示的浓度关系与是否平衡无关；混合气体的密度不变说明容器中气体的质量不变，而平衡移动则气体的质量改变，所以C项表示达到平衡状态。【例题3】反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是()A．容器内的温度不再变化B．容器内的压强不再变化C．相同时间内，断开H—H的数目和断开N—H的数目比为2∶1D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2【答案】A【解析】已知反应为放热反应，当容器内的温度不变时，平衡不再移动，反应达到平衡状态，A项符合题意；反应在恒压条件下进行，反应前后压强均不变，当压强不再变化时，不能判断是否达到平衡状态，B项不符合题意；相同时间内，断开H—H的数目和断开N—H的数目比为1∶2时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C项不符合题意；当浓度为1∶3∶2时，无法证明正、逆反应速率相等，即无法判定是否达到平衡状态，D项不符合题意。【例题4】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________________。(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考点二化学平衡的移动1．化学平衡移动的过程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(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响，结果如下：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eq\a\vs4\al(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(2)外界条件对化学平衡影响的图示分析①浓度对化学平衡的影响②压强对化学平衡的影响对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若m＋n>p＋q，则图像对应图1、图2；若m＋n＝p＋q，则图像对应图3、图4。说明：a.改变压强，相当于改变体积，也就相当于改变浓度。b．若反应前后气体体积无变化，改变压强，能同时改变正、逆反应速率，v(正)＝v(逆)，平衡不移动。如H2(g)＋I2(g)2HI(g)。③温度对化学平衡的影响在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。注意：a.升高温度，不管是吸热还是放热方向，反应速率均增大，但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速率增大的倍数，使v(吸热)>v(放热)，故平衡向吸热方向移动。b．只要是升高温度，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值；反之则小。v-t图像[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0为例]如下。④催化剂对化学平衡的影响催化剂对化学平衡移动无影响。V-t图像(以N2＋3H22NH3为例)如下。4.勒夏特列原理(1)含义：如果改变影响化学平衡的一个因素(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。5．“惰性气体”对化学平衡的影响(1)恒温恒容条件原平衡体系eq\o(→,\s\up7(充入惰性气体))体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。(2)恒温恒压条件【归纳总结】平衡转化率的分析与判断方法(1)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(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的转化率提高，A的转化率降低。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)容器容积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。eq\a\vs4\al(同倍增大,c（A）和c（B）)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(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))(2)反应mA(g)nB(g)＋qC(g)的转化率分析在T、V不变时，增加A的量，等效于压缩容器容积，A的转化率与化学计量数有关。增大c(A)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m＝n＋qA的转化率不变,m＞n＋qA的转化率增大,m＜n＋qA的转化率减小))【归纳总结】分析化学平衡移动问题的注意事项(1)平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能消除外界条件的变化。(2)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有v正>v逆时，才使平衡向正反应方向移动。(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)对于缩小体积增大压强，不管是否移动，各成分的浓度均增大，但增大的倍数可能不同也可能相同。(5)不要混淆转化率和产率的概念。【例题5】将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH＜0。改变某个条件并维持新条件直至达到平衡状态，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【答案】A【解析】升高温度，平衡逆向移动，X的转化率变小，A正确；增大压强，平衡正向移动，消耗反应物X，增大压强的实质是增大浓度，根据勒夏特列原理可知，平衡移动只是减弱了改变的程度，故达到新的平衡状态时，X的浓度仍比原平衡大，B错误；充入一定量Y，平衡正向移动，X的转化率增大，但Y的转化率减小，C错误；使用催化剂，能改变反应速率，但平衡不移动，X的体积分数不变，D错误。【例题6】一定压强下，向10L密闭容器中充入1molS2Cl2(g)和1molCl2，发生反应：S2Cl2(g)＋Cl2(g)2SCl2(g)。Cl2和SCl2的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示，以下说法中错误的是()A．A、B、C、D四点对应状态下，达到平衡状态的是B、DB．正反应的活化能大于逆反应的活化能C．达到平衡后再加热，平衡向逆反应方向移动D．在300℃下，达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，Cl2的平衡转化率不变【答案】B【解析】反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，所以Cl2与SCl2的消耗速率之比为1∶2时为平衡状态，据图可知B、D满足条件，故A正确；据图可知B、D点之后继续升高温度SCl2的消耗速率变大的更多，即逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，焓变小于0，焓变＝正反应活化能－逆反应活化能，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故B错误，C正确；该反应前后气体系数之和相等，压强不影响平衡，所以缩小容器容积，重新达到平衡后与原平衡为等效平衡，氯气的转化率不变，故D正确。【例题7】在容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【答案】正向增大增大逆向减小增大逆向减小减小不移动不变不变【例题8】在一密闭容器中，反应aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是()A．平衡向逆反应方向移动 B．a>c＋dC．物质A的转化率减小 D．物质D的浓度减小【答案】B【解析】容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则A的浓度应变为原来的2倍，而实际浓度是原来的1.6倍，说明平衡正向移动，a>c＋d，A的转化率增大。【例题9】对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持容器温度、容积不变，按要求回答下列问题：(1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)，再充入PCl5(g)，平衡向______方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率______，PCl5(g)的百分含量______。(2)2HI(g)I2(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________。(3)2NO2(g)N2O4(g)，再充入NO2(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【真题演练】1．（2022·海南·高考真题）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，，平衡常数增大B．加入催化剂，平衡时的浓度增大C．恒容下，充入一定量的，平衡向正反应方向移动D．恒容下，充入一定量的，的平衡转化率增大【答案】C【详解】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；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CH3CH2OH(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·广东·高考真题）恒容密闭容器中，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（）A．该反应的B．a为随温度的变化曲线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，H2的平衡转化率增大【答案】C【详解】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ΔH＞0，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．BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，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。3．（2022·浙江·高考真题）关于反应，达到平衡后，下列说法不正确的是（）A．升高温度，氯水中的减小B．氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动，增大C．取氯水稀释，增大D．取两份氯水，分别滴加溶液和淀粉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【详解】A．HClO受热易分解，升高温度，HClO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(HClO)和c(Cl-)均减小，但HClO本身也存在电离平衡HClO⇌H++ClO-，稀释促进了HClO的电离，使c(HClO)减少更多，因此增大，C正确；D．氯水中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。4．（2022·全国·高考真题）根据实验目的，下列实验及现象、结论都正确的是（）选项实验目的实验及现象结论A比较和的水解常数分别测浓度均为的和溶液的，后者大于前者B检验铁锈中是否含有二价铁将铁锈溶于浓盐酸，滴入溶液，紫色褪去铁锈中含有二价铁C探究氢离子浓度对、相互转化的影响向溶液中缓慢滴加硫酸，黄色变为橙红色增大氢离子浓度，转化平衡向生成的方向移动D检验乙醇中是否含有水向乙醇中加入一小粒金属钠，产生无色气体乙醇中含有水A．A B．B C．C D．D【答案】C【详解】A．CH3COONH4中水解，，会消耗CH3COO-水解生成的OH-，测定相同浓度的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH，后者大于前者，不能说明Kh(CH3COO-)＜Kh()，A错误；B．浓盐酸也能与KMnO4发生反应，使溶液紫色褪去，B错误；C．K2CrO4中存在平衡2(黄色)+2H+(橙红色)+H2O，缓慢滴加硫酸，H+浓度增大，平衡正向移动，故溶液黄色变成橙红色，C正确；D．乙醇和水均会与金属钠发生反应生成氢气，故不能说明乙醇中含有水，D错误；答案选C。5．（2021·福建·高考真题）实验室配制碘水时，通常将溶于溶液：。关于该溶液，下列说法正确的是（）A．的电子式为 B．滴入淀粉溶液，不变蓝C．加水稀释，平衡逆向移动 D．加少量固体平衡正向移动【答案】C【详解】A．是离子化合物，电子式为，A错误；B．该溶液存在，滴入淀粉溶液，变蓝，B错误；C．根据勒夏特列原理，加水稀释，平衡朝着离子浓度增大的方向移动，即逆向移动，C正确；D．加少量固体，与生成沉淀，浓度下降，平衡逆向移动，D错误；故选C。6．（2021·辽宁·高考真题）某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是（）A．升高温度，若增大，则B．加入一定量Z，达新平衡后减小C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后增大D．加入一定量氩气，平衡不移动【答案】C【详解】A．根据勒夏特列原理可知，升高温度，化学平衡向着吸热反应方向移动，而增大，说明平衡正向移动，故则，A正确；B．加入一定量Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，故达新平衡后减小，B正确；C．加入等物质的量的Y和Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，由于X、Y均为固体，故K=c(Z)，达新平衡后不变，C错误；D．加入一定量氩气，加入瞬间，X、Z的浓度保持不变，故正、逆反应速率不变，故平衡不移动，D正确；故答案为：C。7．（2021·北京·高考真题）NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g)△H<0。下列分析正确的是（）A．1mol平衡混合气体中含1molN原子B．断裂2molNO2中的共价键所需能量小于断裂1molN2O4中的共价键所需能量C．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的D．恒容时，水浴加热，由于平衡正向移动导致气体颜色变浅【答案】B【详解】A．1molNO2含有1molN原子，1molN2O4含有2molN原子，现为可逆反应，为NO2和N2O4的混合气体,1mol平衡混合气体中所含原子大于1molN，A项错误；B．反应2NO2(g)⇌N2O4(g)为放热反应，故完全断开2molNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1molN2O4分子中的共价键所吸收的热量少，B项正确；C．气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大引起的，C项错误；D．放热反应，温度升高，平衡逆向移动，颜色加深，D项错误；答案选B。8．（2021·广东·高考真题）化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是（）选项操作或做法目的A将铜丝插入浓硝酸中制备B将密闭烧瓶中的降温探究温度对平衡移动的影响C将溴水滴入溶液中，加入乙醇并振荡萃取溶液中生成的碘D实验结束，将剩余固体放回原试剂瓶节约试剂A．A B．B C．C D．D【答案】B【详解】A．将铜丝插入浓硝酸中开始会产生二氧化氮，不能达到实验目的，A不符合题意；B．二氧化氮气体在一定条件下存在平衡：，正反应为放热反应，NO2为红棕色气体，将密闭烧瓶中NO2降温，会使该平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，因此可达到实验目的，B符合题意；C．乙醇与水互溶，不能作碘单质的萃取剂，做法不正确，C不符合题意；D．一般情况下，剩余试剂需放到指定的容器中，不能放回原试剂瓶，以防污染原试剂，操作错误，D不符合题意；故选B。9．（2022·湖北·高考真题）自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“”体系的发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值()随时间(t)的变化曲线，如图所示。实验编号反应物组成a粉末b粉c粉饱和石灰水d粉石灰乳e粉粉末回答下列问题：(1)已知：①②③则的___________。(2)温度为T时，，则饱和溶液中___________(用含x的代数式表示)。(3)实验a中，后基本不变，原因是___________。(4)实验b中，的变化说明粉与在该条件下___________(填“反应”或“不反应”)。实验c中，前的有变化，其原因是___________________；后基本不变，其原因是___________微粒的量有限。(5)下列说法不能解释实验d在内温度持续升高的是___________(填标号)。A．反应②的发生促使反应①平衡右移B．反应③的发生促使反应②平衡右移C．气体的逸出促使反应③向右进行D．温度升高导致反应速率加快(6)归纳以上实验结果，根据实验e的特征，用文字简述其发热原理___________。【答案】(1)-911.9(2)mol⋅L-1(3)Ca(OH)2在水中的溶解度小，反应①达到了平衡状态(4)不反应

Al和溶液中的OH-发生了反应

OH-(5)A(6)实验e中，发生反应①、②和③，反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发生使得溶液中OH-的浓度减小，促使反应②平衡右移，反应②的发生促使反应①平衡右移，这三步反应都是放热反应，温度升高导致反应速率加快。【解析】（1）根据盖斯定律可得，①+②+2③可得反应CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)=Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g)，则ΔH4=ΔH1+ΔH2+2ΔH3=(-65.17kJ⋅mol-1)+(-16.73kJ⋅mol-1)+2(-415.0kJ⋅mol-1)=-911.9kJ⋅mol-1。（2）温度为T时，Ca(OH)2饱和溶液中，Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)，c(OH-)=2c(Ca2+)∙，Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)∙c2(OH-)=x，则c(OH-)=mol⋅L-1。（3）实验a中，CaO和H2O反应①生成Ca(OH)2，4min后ΔT基本不变，是因为Ca(OH)2在水中的溶解度小，反应①达到了平衡状态。（4）实验b中，ΔT几乎不变，说明Al粉与H2O在该条件下不反应；实验c中，前3min的ΔT有变化，是因为Al和溶液中的OH-发生了反应，3min后ΔT基本不变，是因为饱和石灰水中OH-的浓度较低，OH-的量有限。（5）实验d中，发生反应②和③，反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发生使得溶液中OH-的浓度减小，促使反应②平衡右移，这两步反应都是放热反应，温度升高导致反应速率加快；综上所述，实验d在10min内温度持续升高与反应①无关，故选A。（6）实验e中，发生反应①、②和③，反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发生使得溶液中OH-的浓度减小，促使反应②平衡右移，反应②的发生促使反应①平衡右移，这三步反应都是放热反应，温度升高导致反应速率加快。10．（2022·湖南·高考真题）2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题：(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的和，起始压强为时，发生下列反应生成水煤气：Ⅰ.Ⅱ.①下列说法正确的是_______；A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动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．平衡时的体积分数可能大于D．将炭块粉碎，可加快反应速率②反应平衡时，的转化率为，CO的物质的量为。此时，整个体系_______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。(2)一种脱除和利用水煤气中方法的示意图如下：①某温度下，吸收塔中溶液吸收一定量的后，，则该溶液的_______(该温度下的)；②再生塔中产生的离子方程式为_______；③利用电化学原理，将电催化还原为，阴极反应式为_________________。【答案】(1)BD

吸收

31.2

(2)10

2CO2↑++H2O

2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O、AgCl+e-=Ag+Cl-【解析】（1）①A．在恒温恒容条件下，平衡时向容器中充入情性气体不能改变反应混合物的浓度，因此反应Ⅰ的平衡不移动，A说法不正确；B．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；C．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，由于可逆反应只有一定的限度，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，C说法不正确；D．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；综上所述，相关说法正确的是BD。②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，则水的变化量为0.5mol，水的平衡量也是0.5mol，由于CO的物质的量为0.1mol，则根据O原子守恒可知CO2的物质的量为0.2mol，生成0.2molCO2时消耗了0.2molCO，故在反应Ⅰ实际生成了0.3molCO。根据相关反应的热化学方程式可知，生成0.3molCO要吸收热量39.42kJ，生成0.2molCO2要放出热量8.22kJ此时，因此整个体系吸收热量39.42kJ-8.22kJ=31.2kJ；由H原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5mol，CO的物质的量为0.1mol，CO2的物质的量为0.2mol，水的物质的量为0.5mol，则平衡时气体的总物质的量为0.5mol+0.1mol+0.2mol+0.5mol=1.3mol，在同温同体积条件下，气体的总压之比等于气体的总物质的量之比，则平衡体系的总压为0.2MPa1.3=0.26MPa，反应I（C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)）的平衡常数Kp=。（2）①某温度下,吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c():c()=1:2，由可知，=，则该溶液的pH=10；②再生塔中KHCO3受热分解生成K2CO3、H2O和CO2，该反应的离子方程式为2CO2↑++H2O；③利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4，阴极上发生还原反应，阳极上水放电生成氧气和H+，H+通过质子交换膜迁移到阴极区参与反应生成乙烯，铂电极和Ag/AgCl电极均为阴极，在电解过程中AgCl可以转化为Ag，则阴极的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O、AgCl+e-=Ag+Cl-。11．（2022·全国·高考真题）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石转化为，再进一步还原得到钛。回答下列问题：(1)转化为有直接氯化法和碳氯化法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：(ⅰ)直接氯化：(ⅱ)碳氯化：①反应的为_______，_______Pa。②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是______________。③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)在，将、C、以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。①反应的平衡常数_______。②图中显示，在平衡时几乎完全转化为，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是_____________________。(3)碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于“固—固”接触的措施是_____________________。【答案】(1)-223

1.2×1014

碳氯化反应气体分子数增加，∆H小于0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程

向左

变小(2)7.2×105

为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益(3)将两固体粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”【解析】（1）①根据盖斯定律，将“反应ⅱ-反应ⅰ”得到反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)，则∆H=-51kJ/mol-172kJ/mol=-223kJ/mol；则Kp===1.2×1014Pa；②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，因为碳氯化反应气体分子数增加，∆H小于0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程；③对应碳氯化反应，气体分子数增大，依据勒夏特列原理，增大压强，平衡往气体分子数减少的方向移动，即平衡向左移动；该反应是放热反应，温度升高，平衡往吸热方向移动，即向左移动，则平衡转化率变小。（2）①从图中可知，1400℃，体系中气体平衡组成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)==Pa=7.2×105Pa；②实际生产中需要综合考虑反应的速率、产率等，以达到最佳效益，实际反应温度远高于200℃，就是为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品。（3）固体颗粒越小，比表面积越大，反应接触面积越大。有利于TiO2–C“固-固”接触，可将两者粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”，增大接触面积。12．（2022·浙江·高考真题）工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答：(1)在C和O2的反应体系中：反应1：C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-394kJ·mol-1反应2：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=-566kJ·mol-1反应3：2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH3。①

设y=ΔH-TΔS，反应1、2和3的y随温度的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是______。②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2的物质的量之比______。A．不变

B．增大

C．减小

D．无法判断(2)水煤气反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=131kJ·mol-1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是_______________。(3)一氧化碳变换反应：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41kJ·mol-1。①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa，则反应的平衡常数K的数值为________。②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%，则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为________。③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是________。A．反应温度愈高愈好

B．适当提高反应物压强C．选择合适的催化剂

D．通入一定量的氮气④以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量-反应过程如图2所示。用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤Ⅰ：________；步骤Ⅱ：________。【答案】(1)a

B(2)水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率(3)9.0

1.8：1

BC

M+H2O=MO+H2

MO+CO=M+CO2【解析】（1）①由已知方程式：(2×反应1-反应2)可得反应3，结合盖斯定律得：，反应1前后气体分子数不变，升温y不变，对应线条b，升温促进反应2平衡逆向移动，气体分子数增多，熵增，y值增大，对应线条c，升温促进反应3平衡逆向移动，气体分子数减少，熵减，y值减小，对应线条a，故此处填a；②温度升高，三个反应平衡均逆向移动，由于反应2焓变绝对值更大，故温度对其平衡移动影响程度大，故CO2物质的量减小，CO物质的量增大，所以CO与CO2物质的量比值增大，故答案选B；（2）由于水蒸气与煤炭反应吸热，会引起体系温度的下降，从而导致反应速率变慢，不利于反应的进行，通入空气，利用煤炭与O2反应放热从而维持体系温度平衡，维持反应速率，故此处填：水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快反应速率；（3）①该反应平衡常数K=；②假设原料气中水蒸气为xmol，CO为1mol，由题意列三段式如下：，则平衡常数K=，解得x=1.8，故水蒸气与CO物质的量之比为1.8：1；③A．反应温度过高，会引起催化剂失活，导致反应速率变慢，A不符合题意；B．适当增大压强，可加快反应速率，B符合题意；C．选择合适的催化剂有利于加快反应速率，C符合题意；D．若为恒容条件，通入氮气对反应速率无影响，若为恒压条件，通入氮气后，容器体积变大，反应物浓度减小，反应速率变慢，D不符合题意；故答案选BC；④水分子首先被催化剂吸附，根据元素守恒推测第一步产生H2，第二步吸附CO产生CO2，对应反应历程依次为：M+H2O=MO+H2、MO+CO=M+CO2。【课后精练】第I卷（选择题）1．（2022·上海·高三专题练习）反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g)ΔH<0，达到平衡后，升高温度，则（）A．化学反应速率不变 B．平衡常数增大C．化学平衡逆向移动 D．NH3的含量增大【答案】C【详解】A．升高温度，正逆反应速率均增大，故A错误；B．该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，K减小，故B错误；C．平衡逆向移动，氨气的含量减小，故C正确；D．升高温度平衡逆向移动，NH3的含量减小，故D错误；故选：C。2．（浙江省Z20名校新高考研究联盟2022-2023学年高三上学期第一次联考化学试题）已知：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。向3个恒容密闭容器中分别投入物质的量比为3：4的CO2和H2，H2的物质的量浓度(mol·L-1)随时间(min)变化如表(T表示温度)，下列说法正确的是（）甲乙丙体积L244温度KT1T2T3起始n(H2)/mol8.08.020.0A．甲容器在0～8min内CO2的平均反应速率为0.125mol·L-1·min-1，且放出49kJ热量B．甲容器第10min后，保持恒温，再充入1molCO2(g)和3molH2O(g)，则v正<v逆C．根据上述图表信息，可以推出T1>T2D．对比甲组和丙组，在0～4min内，能说明H2的平均反应速率随温度升高而增大【答案】B【详解】A．由图中数据可知，甲在0~8分钟内氢气的物质的量浓度变化为3mol/L，则二氧化碳物质的量浓度变化为1mol/L，则二氧化碳的平均反应速率为：1mol/L÷8min=0.125mol·L-1·min-1，但在反应过程中消耗的二氧化碳的物质的量为2mol，反应所放出的热量应为98kJ，A错误；B．甲容器中第10分钟后恒温，再充入1molCO2(g)和3molH2O(g)，因为生成物H2O(g)的浓度增大的多余反应物CO2(g)的浓度增大，反应逆向进行，则则v正<v逆，B正确；C．由图可知，起始时乙容器中氢气的浓度更小，但乙容器达到平衡所花的时间更短，说明乙容器中温度应高于甲容器中，所以T2>T1，C错误；D．甲和丙组的温度和物质量浓度均不相同，不能说明氢气的平均反应速率随温度升高而增大，D错误；故选B。3．（2022·云南昭通·高三专题练习）T℃，在恒容密闭容器中发生可逆反应，下列情况能说明该反应已达到化学平衡的是（）①的转化率达到100%②反应速率③混合气体的平均相对分子质量不再改变④生成，同时有生成⑤的物质的量浓度不再改变⑥气体的密度保持不变⑦键断裂的同时，有键断裂A．①③⑤⑥ B．②③④⑤ C．①②⑥⑦ D．③④⑤⑦【答案】D【详解】①可逆反应的转化率不能达到100%，故不选①；②反应速率未指明反应方向，不能判断是否平衡，故不选②；③该反应为气体总物质的量减小的反应，气体总质量不变，则混合气体平均相对分子质量为变量，当混合气体平均相对分子质量不再改变时，说明该反应达到平衡状态，故选③；④生成，同时有生成，说明正逆反应速率相当，该反应达到平衡状态，故选④；⑤N2的物质的量浓度不再改变，则正逆反应速率相当，说明该反应达到平衡状态，故选⑤；⑥恒温恒容时，气体总质量不变，体积不变，混合气体的密度一直保持不变，因此不能根据混合气体的密度判断平衡状态，故不选⑥；⑦1molN≡N键断裂的同时，有6molN−H键断裂，表示的是正逆反应速率相等，且满足计量数关系，说明该反应达到平衡状态，故选⑦；综上所述，③④⑤⑦符合题意；故选D。4．（2022·上海·高三专题练习）下列说法不正确的是（）A．平衡移动，平衡常数不一定改变；平衡常数改变，平衡一定移动B．使用催化剂，化学平衡不会发生移动C．工业合成氨中，升温有利于提高反应速率和原料平衡转化率D．实验室用铁片和稀硫酸制备H2时，滴入几滴CuSO4溶液，能加快反应速率【答案】C【详解】A．平衡常数只与温度有关，温度不变，其他因素引起平衡移动，平衡常数不改变；平衡常数改变，即体系温度发生变化，温度是影响化学平衡移动的外界因素之一，平衡一定移动，故A正确；B．对于任何化学反应来说，催化剂不影响化学平衡，故B正确；C．升高温度，能使反应速率加快，但该反应正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，不利于提高平衡转化率，故C错误；D．实验室用铁片和稀硫酸制备H2时，滴入几滴CuSO4溶液，铁与硫酸铜反应生成铜单质，铜、铁和稀硫酸构成原电池，铜做正极，电极上产生氢气，在进行化学反应产生氢气的同时还存在电化学反应可生成氢气，可加快氢气的生成速率，能加快反应速率，故D正确；故选C。5．（2022·上海·高三专题练习）如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别装在盛有水的三个烧杯中，在①烧杯中加入CaO，在②烧杯中不加其他任何物质，在③烧杯中加入NH4Cl晶体，发现①中红棕色变深，③中红棕色变浅。已知：2NO2(红棕色)N2O4(无色)，下列叙述正确的是（）A．2NO2N2O4是吸热反应B．NH4Cl溶于水时吸收热量C．①烧瓶中平衡时混合气体的平均相对分子质量增大D．③烧瓶中气体的压强增大【答案】B【详解】A．①中红棕色变深，则平衡向逆反应方向移动，而CaO和水反应放出热量，说明升高温度，平衡逆向移动，即逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，故A错误；B．③中红棕色变浅，说明平衡正向移动，因正反应是放热反应，则氯化铵溶于水时吸收热量，故B正确；C．①中平衡逆向移动，气体的总质量不变，而平衡时混合气体的物质的量增大，则体系中平衡时混合气体的平均相对分子质量减小，故C错误；D．③中红棕色变浅，说明平衡正向移动，气体的物质的量减小，则③烧瓶中的压强必然减小，故D错误；故答案选B。6．（2022·上海·高三专题练习）在一定温度下，改变起始时n(SO2)对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0的影响如图所示，下列说法正确的是（）A．b、c点均为平衡点，a点未达平衡且向正反应方向进行B．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最大C．a、b、c点均为平衡点，b点时SO2的转化率最大D．a、b、c三点的平衡常数：Kb>Kc>Ka【答案】B【详解】A．题中横坐标为二氧化硫的物质的量，纵坐标为平衡时三氧化硫的体积分数，曲线上的点为平衡状态，故A错误；B．二氧化硫越少，氧气越多，则二氧化硫的转化率越大，a点二氧化硫的转化率最大，故B正确；C．根据B的分析，a点二氧化硫的转化率最大，故C错误；D．温度不变，则平衡常数不变，故D错误；故选B。7．（2022·上海·高三专题练习）在一密闭容器中，发生可逆反应：3A(g)3B＋C

ΔH＞0，平衡时，升高温度，气体的平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断中正确的是（）A．B和C可能都是固体 B．B和C一定都是气体C．若C为固体，则B一定是气体 D．B和C不可能都是气体【答案】C【分析】该反应的正反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，反应物是气体，平衡时，升高温度，气体的平均相对分子质量有变小的趋势，说明升高温度，可能气体物质的量增加，也可能是气体气体质量减小，根据平衡移动原理分析解答。【详解】A．正反应是吸热反应，升温，平衡正向移动，若B、C都为固体，则气体相对分子质量不变，A错误；B．若C为固体，B为气体，升高温度，平衡正向移动，气体的总质量减小，气体总物质的量不变，则气体的相对分子质量也会减小，B错误，C．升高温度平衡正向移动，气体的相对分子质量减小，若C为固体，则B不是气体，则气体的平均相对分子质量不变，与题干信息相矛盾，因此C一定是气体，C正确；D．若B、C都是气体，升高温度，平衡正向移动，气体的总质量不变、气体的总物质的量增加，则气体的平均相对分子质量也会减小，D错误；故合理选项是C。8．（2022·陕西·铜川市第一中学）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：，不能判断该分解反应达到化学平衡的是（）A．混合气体的压强不再变化 B．密闭容器中氨气的体积分数不变C．混合气体的密度不再变化 D．混合气体的总物质的量不再变化【答案】B【详解】A．该反应为气体物质的量增大的反应，混合气体的压强为变量，混合气体的压强不再变化时，表明达到平衡状态，故A不选；B．氨气和二氧化碳的化学计量数之比为2：1，故密闭容器中氨气的体积分数始终保持不变，故不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故B选；C．NH2COONH4(s)为固态，混合气体的总质量为变量，总体积为定值，则混合气体的密度为变量，当混合气体的密度不再变化时，表明达到平衡状态，故C不选；D．该反应为气体物质的量增大的反应，混合气体的总物质的量不再变化时，表明达到平衡状态，故D不选；故选：B。9．（山东省名校联盟2022-2023学年高三上学期第一次学业质量联合检测化学试题）丙烯是化学工业中重要的基础化学品，以为原料制备丙烯时会发生以下反应：主反应：副反应：下列说法错误的是（）A．反应条件相同，主反应的速率大于副反应，说明副反应的活化能小B．在恒温恒压的密闭容器中充入适量氮气可增大丙烷的平衡转化率C．选用合适的催化剂可以提高主反应的选择性D．若在绝热密闭容器中发生反应，当体系温度不再变化时，说明反应达到平衡状态【答案】A【详解】A．反应条件相同，反应速率越快，活化能越低，说明主反应的活化能小，A项错误；B．恒温恒压条件下充入适量氮气，体积增大，两反应平衡向右移动，丙烷的平衡转化率增大，B项正确；C．选用合适的催化剂可以提高主反应的选择性，C项正确；D．在绝热密闭容器中发生反应，体系温度发生变化，当体系温度不变时，说明反应达到平衡状态，D项正确；故选：A。10．（河南省九师联盟2022-2023学年高三上学期开学考试化学试题）为达到实验目的，下列实验方法正确的是（）选项实验目的实验方法A证明与浓硫酸共热至170℃有乙烯生成与浓硫酸共热至170℃，产生的气体通入酸性溶液B验证与KI的反应是可逆反应向1mL0.1溶液中滴加5mL0.1KI溶液充分反应后，取少许混合液滴加KSCN溶液C检验乙醇中是否有水向乙醇中加入一小粒金属钠D氧化性：向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉KI溶液A．A B．B C．C D．D【答案】B【详解】A．与浓硫酸共热至170℃，生成气体中的、乙烯、均能与反应，褪色，不能证明与浓硫酸共热至170℃有乙烯生成，故不选A；B．由于KI过量，若加入KSCN溶液显红色，说明FeCl3有剩余，则证明反应可逆，故B正确；C．乙醇和水均能与金属钠反应，向乙醇中加入一小粒金属钠，有气泡产生，不能证明乙醇中含有水分子，故不选C；D．由于氯水过量，剩余氯水能氧化，溶液变蓝，不能证明氧化性，故D错误；选B。11．（2022·高三专题练习）利用传感技术可探究压强对2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。在常温、100kPa条件下，往注射器中充入适量NO2气体，当活塞位置不变时，分别在t1、t2s时快速移动注射器活塞并保持活塞位置不变，测得注射器内气体总压强随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法中错误的是（）A．由B点到D点观察到注射器内气体颜色先变浅后逐渐变深B．由E点到F点注射器内气体颜色加深是平衡移动所致C．B、H两点对应的NO2浓度相等D．B点处NO2的转化率为6%【答案】B【详解】A．由B点到D点，气体压强减小，气体的体积增大，观察到注射器内气体颜色先变浅，然后化学平衡逆向移动使气体颜色又逐渐变深，A正确；B．由E点到F点，气体压强增大，注射器内气体体积变小，气体颜色加深；然后化学平衡向气体体积减小的正向移动，使气体颜色逐渐变浅，颜色加深是由于气体体积减小使气体浓度增大所致，与化学平衡移动无关，B错误；C．B、H两点的气体压强相同，温度相同，二者处于同一化学平衡状态，则对应的NO2浓度相等，C正确；D．反应开始时总压强是100kPa，B点处压强是97kPa，减少3kPa，根据物质反应转化关系可知：反应消耗6kPaNO2，由于在恒温恒容时气体的物质的量的比等于压强之比，故NO2的转化率为，D正确；故选B。12．（2022·高三专题练习）已知反应2NH3N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，氨的合成反应N2+3H2⇌2NH3的平衡常数为（）A．4 B．2 C．1 D．0.5【答案】A【分析】同一温度下互为逆反应的两个反应平衡常数应互为倒数【详解】A．反应2NH3⇌N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，则，在相同温度下，该条件下反应N2+3H2⇌2NH3的平衡常数，故A正确；B．同一温度下互为逆反应的两个反应平衡常数应互为倒数，所以平常数为1÷0.25=4，B错误；C．同一温度下互为逆反应的两个反应平衡常数应互为倒数，所以平常数为1÷0.25=4，C错误；D．同一温度下互为逆反应的两个反应平衡常数应互为倒数，所以平常数为1÷0.25=4，D错误；故选A。13．（2022·江苏镇江·高三开学考试）在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已知：

催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测得温度对转化率和生成选择性的影响如图所示。选择性=×100％下列有关说法正确的是（）A．在260℃～320℃间，以为催化剂，升高温度的产率增大B．延长W点的反应时间，一定能提高的转化率C．选择合适的催化剂，有利于提高的平衡转化率D．高于320℃后，以Ni为催化剂，随温度的升高转化率上升的原因是平衡正向移动【答案】C【详解】A．在260℃~320℃间，以为催化剂，升高温度CH4的选择性基本不变，但CO2的转化率在上升，所以CH4的产率上升，选项A错误；B．W点可能是平衡点，延长时间不一定能提高CO2的转化率，选项B错误；C．由图可知，使用不同的催化剂，CO2的转化率不同，选项C正确；D．图示对应的时间内以Ni为催化剂，明显低于相同温度下Ni-CeO2为催化剂的转化率，一定未达平衡，高于320℃后，随温度的升高CO2转化率上升的原因是催化剂活性增大，反应速率加快，选项D错误。答案选C。14．（2022·湖南·邵阳市第二中学）下图是不同物质在密闭容器中反应的有关图像，下列对有关图像的叙述正确的是（）A．图1：对达到平衡后，在时刻充入了一定的HI，平衡逆向移动B．图2：该图像表示的方程式为3AB+2CC．图3：对，图中D．图4：对，φ可表示X的百分含量【答案】C【详解】A．图1，如果在t0时刻充入了一定的HI，逆反应速率瞬间增大，正反应速率瞬间不变，v正应与平衡点相连，故A错误；B．从图2可知，到t1时刻，A的浓度减少：2mol/L-1.2mol/L=0.8mol/L，B的浓度增加0.4mol/L，C的浓度增加1.2mol/L，达平衡时，反应物和生成物共存，反应为可逆反应，根据浓度变化之比等于化学计量数之比确定化学反应方程式为：，故B错误；C．增大压强，反应速率增大，升高温度，反应速率增大，故先达到平衡，由先拐先平知p2＞p1，T1＞T2，压强越大平衡正向进行，C的百分含量增大，图像符合，温度越高，C%含量减小，升温平衡逆向进行，图像符合，故C正确；D．由方程式看出，温度升高，平衡将逆向移动，X的百分含量将增大，图像不符合，故D错误；答案C。15．（2022·云南省文山壮族苗族自治州第一中学）下列反应达到平衡后，升高温度可以使混合气体平均相对分子质量增大的是（）A．H2(g)+I2(g)2HI(g)

ΔH＜0B．4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)

ΔH＜0C．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

ΔH＜0D．2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)

ΔH>0【答案】B【分析】由四个备选项的方程式可知，反应物和生成物都是气体，也就是反应前后气体的总质量不变，若要使混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的物质的量减小。【详解】A．升高温度，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)

ΔH＜0的平衡逆向移动，平衡混合气的物质的量不变，A不符合题意；B．升高温度，反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)

ΔH＜0的平衡逆向移动，平衡混合气的物质的量减小，B符合题意；C．升高温度，反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

ΔH＜0的平衡逆向移动，平衡混合气的物质的量增大，C不符合题意；D．升高温度，反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)

ΔH>0的平衡正向移动，平衡合气的物质的量增大，D不符合题意；故选B。16．（2021·江苏盐城·高三专题练习）甲硫醇()是一种重要的化工原料，硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化过程如图所示。下列说法正确的是（）A．相同温度下，在水中溶解度比大B．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率C．该过程中断裂键、键和键D．该过程的总反应式为【答案】D【详解】A．能形成分子间氢键，而不能，分子间氢键会增大其在水中的溶解度，则相同温度下，在水中溶解度比小，A错误；B．催化剂不能使平衡发生移动，则该催化剂不能有效提高反应物的平衡转化率，B错误；C．由图知，该过程中断裂键、键，形成键，C错误；D．由图知，该过程的总反应的反应物为，生成物为，则该过程的总反应式为，D正确；故选D。第II卷（非选择题）17．（2022·重庆八中）为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，重庆八中某化学兴趣小组成员通过改变浓度研究反应“2Fe3++2I-2Fe2++I2”中Fe3+和Fe2+的相互转化，实验设计如图：回答下列问题：(1)待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，其目的是确保实验I的反应达到_______。(2)甲同学认为实验II—①中现象产生的原因是c(Fe2+)增大，平衡逆向移动。但乙同学认为此实验不能排除溶液稀释对颜色造成的影响，应增加一个对照实验，即另取等量的黄色溶液，加入______________，若____________________(填实验现象)，则能排除溶液稀释对颜色造成的影响。(3)实验II—②中产生黄色沉淀的离子方程式为____________________________，用平衡移动原理解释实验II—②中溶液褪色的原因：_____________________。(4)丙同学推测实验II-②中Fe2+向Fe3+转化的原因是外加Ag+使c(I-)下降，导致I-的还原性弱于Fe2+，于是设计了如图所示的装置，验证了这一结论。①当K闭合时，电流计指针右偏，此时b极发生的电极反应方程式为______________。②电流计指针归零后，向U形管左侧滴加0.01mol·L-1AgNO3溶液，产生黄色沉淀，同时_____________________(填实验现象)后证实了丙同学的推测。(5)按照(4)的原理，丙同学又用同样的装置证实了实验II-①中Fe2+向Fe3+转化的原因是外加Fe2+使c(Fe3+)增大，导致Fe2+的还原性强于I-。结合实验I、II，对比(2)—(4)和(5)，你能得出的结论是____________________________。【答案】(1)化学平衡状态(2)1mL蒸馏水

溶液颜色比实验①深(3)I-+Ag+=AgI↓

溶液中存在平衡：2Fe3++2I-2Fe2++I2，滴加硝酸银后，银离子和碘离子生成沉淀，碘离子浓度降低，2Fe3++2I-2Fe2++I2平衡逆向移动，单质碘浓度降低，颜色变浅(4)Fe3++e-=Fe2+

左管产生黄色沉淀，指针向左偏转(5)离子的浓度越大，物质的氧化性或者还原性越强【分析】本题是一道探究性的实验题，本题通过对2Fe3++2I-2Fe2++I2平衡移动的分析，探究了离子浓度对平衡移动的影响，除此之外还探究了离子浓度对离子氧化性和还原性强弱的影响，以此解题。（1）实验I溶液颜色不再改变说明该实验已经达到平衡，故答案为：化学平衡状态；（2）可以通过对比实验来证明不是稀释造成的，故答案为：1mL蒸馏水；溶液颜色比实验①深；（3）黄色沉淀是碘化银，对应的离子方程式为：I-+Ag+=AgI↓；溶液显黄色，是因为溶液中有单质碘，溶液中存在平衡：2Fe3++2I-2Fe2++I2，滴加硝酸银后，银离子和碘离子生成沉淀，碘离子浓度降低，2Fe3++2I-2Fe2++I2平衡逆向移动，单质碘浓度降低，颜色变浅；（4）①U形管内发生原电池反应，a处I-失电子生成I2，b处Fe3+得电子生成Fe2+，则b处为正极，电极反应为：Fe3++e-=Fe2+；②左管中加入AgNO3溶液，Ag+与I-反应生成AgI黄色沉淀，I-浓度减小，反应逆向移动，即氧化还原反应逆向进行，得失电子的物质逆向反应，所以电流计中的指针与前面相反，即指针向左偏转，故答案为：左管产生黄色沉淀，指针向左偏转；（5）离子浓度可以影响物质的氧化性或者还原性的强弱，结合实验I、II，对比(2)—(4)和(5)，你能得出的结论是：离子的浓度越大，物质的氧化性或者还原性越强。18．（河南省九师联盟2022-2023学年高三上学期开学考试化学试题）甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一。反应如下：反应ⅰ.

；反应ⅱ.

。回答下列问题：(1)反应ⅲ.的_______；若在一定温度下的容积固定的密闭容器中进行该反应，则可以提高转化率的措施有___________________，下列说法可以证明该反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。a.

b.容器内气体压强不再改变c.的浓度不再改变

d.CO和的浓度之比为1∶1(2)对于反应ⅰ，向体积为2L的恒容密闭容器中，按投料。①若在恒温条件下，反应达到平衡时的转化率为50%，则平衡时容器内的压强与起始压强之比为_______(最简单整数比)。②其他条件相同时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间，的转化率随反应温度的变化如图所示。a点_______(填“是”或“不是")化学平衡状态，的依化率：c点>d点，原因是_________________________。(3)某科研小组研究了反应ⅱ的动力学，获得其速率方程，k为速率常数(只受温度影响)，m为的反应级数。在某温度下进行实验，测得各组分初浓度和反应初速率如下：实验序号10.1000.10020.1000.200的反应级数_______，当实验2进行到某时刻，测得，则此时的反应速率_______(已知)。(4)甲烷水蒸气催化重整制备高纯氢只发生反应ⅰ、反应ⅱ。在恒温、恒压条件下，1mol和1mol反应达平衡时，的转化率为a，的物质的量为bmol，则反应ⅰ的平衡常数_______［写出含有a、b的计算式；对于反应，，x为物质的量分数］。【答案】(1)+41

增大浓度、将CO或从体系中移出等合理答案均给分

c(2)3∶2

不是

相同催化剂时，因该反应吸热，升高温度平衡正向移动，转化率增大(3)1

0.0136(4)【解析】（1）已知反应ⅰ.

；反应ⅱ.

；由盖斯定律可知，ⅰ-ⅱ即可得到反应反应ⅲ，则的-=+206-165=+41；该反应是气体体积不变的吸热反应，增大浓度、将CO或从体系中移出、升高温度等可以提高转化率；a．时不能说明该反应的正反应速率和逆反应速率相等，不能证明该反应已达到平衡状态，故a不选；b．该反应是气体体积不变的吸热反应，容器内气体压强一直不变，当容器内气体压强不再改变时，不能说明反应已达到平衡状态，故b不选；c．的浓度不再改变时，说明该反应的正反应速率和逆反应速率相等，证明该反应已达到平衡状态，故c选；d．CO和都是生成物其系数相等，反应过程中CO和的浓度之比恒为1∶1，当CO和的浓度之比为1∶1时，不能说明反应达到平衡状态，故d不选；正确答案选c。（2）①对于反应ⅰ，向体积为2L的恒容密闭容器中，按投料，列出三段式：反应达到平衡时的转化率为50%，则x=0.5mol，平衡时容器内的压强与起始压强之比为=；②其他条件相同时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间，由于催化剂不改变CH4的平衡转化率，当温度为750℃时，a点的平衡转化率还能上升，所以a点不是化学平衡状态；相同催化剂时，且该反应吸热，从b点到c点，温度升高，平衡正向移动，转化率增大。（3）由表格可知，当c(CH4)的浓度增大一倍时，反应速率增大一倍，所以m=1；将序号2中数据代入可得，，解得k=0.4，当实验2进行到某时刻，测得，列出三段式：则==0.0136。（4）由题意列出三段式：由题意可知，反应达平衡时，的转化率为a，的物质的量为bmol，x+y=a，y=b，则x=a-b，平衡时总的物质的量为（1-a+1-a-b+b+a-b+3a+b）mol=（2+2a）mol，则平衡时CH4的物质的量分数为，H2O的物质的量分数为，CO2的物质的量分数为，H2的物质的量分数为，则反应ⅰ的平衡常数=。19．（山东省名校联盟2022-2023学年高三上学期第一次学业质量联合检测化学试题）碳及其化合物对人类的生产、生活有重大影响，一直是科技工作者的研究热点。回答下列问题：已知：①部分化学键的键能数据如表：化学键键能436745960463②热化学反应方程式及化学平衡常数如下：反应ⅰ：

反应ⅱ：

反应ⅲ：

(1)则_______；化学平衡常数与、的关系为_____________；已知反应ⅲ的，若反应iii能自发进行，温度必须大于_______。(2)在恒温、恒压条件下，以(已转化为标准状况)将和的混合气体通入装有催化剂的连续反应器中发生反应。①0〜5s内测得CO的体积分数由25%变为20%，则该时间段内用表示的化学反应速率为_______。②该反应达到平衡后，若增大压强，平衡移动_______(填“向左”“向右”或“不”)；若升高温度，CO的平衡转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)一定条件下，和可发生如下反应：主反应：副反应：向温度为T℃、压强为Pa的恒压密闭容器中，通入1mol和2mol发生上述反应。平衡时甲烷的转化率为50%，的分压为Pa。①平衡时生成的物质的量为_______。②副反应的平衡常数_______(保留三位有效数字)。【答案】(1)-40.0

1000K(2)1.12

不

变小(3)0.1mol

0.0873【解析】（1）根据键能与焓变关系可知：反应物键能之和-生成物键能之和；由盖斯定律可知反应ⅲ=反应ⅱ-反应ⅰ，则化学平衡常数与、的关系为；由盖斯定律可知；时反应能自发进行，即，解得；（2）①由反应

可知，在恒温、恒压条件下，反应的出气速率和进气速率相等，仍为，则；②该反应为反应前后气体体积不变的放热反应，达到平衡后，增大压强，平衡不移动；升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡转化率变小；（3）①甲烷的转化率为50%，设副反应中生成的物质的量为xmol，则、，根据主副反应前后化学计量数关系，可计算出平衡时mol，的分压为PPa，；②由①可知平衡时各物质的物质的量：mol，mol，mol，mol，副反应中各物质分压：Pa，Pa，Pa，Pa，副反应的平衡常数。20．（2022·河南·洛宁县第一高级中学高三开学考试）尿素[]是首个由无机物人工合成的有机物。(1)在尿素合成塔中发生的反应可表示为；已知第一步反应为快速反应，，第二步反应为慢速反应，，则_______，下列图像能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是_______(填标号)。A．

B．C．

D．(2)T℃，在2L的密闭容器中，通入和，保持体积不变，发生反应，10min时反应刚好达到平衡。测得起始压强为平衡时压强的1.5倍，则：①的平衡转化率为_______。②能说明上述反应达到平衡状态的是_______(填标号)。A．B．混合气体的密度不再发生变化C．单位时间内消耗，同时生成D．的体积分数在混合气体中保持不变③若10min时保持温度和压强不变，再向容器中同时充入和，则此时平衡_______(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。(3)一定温度下，某恒容密闭容器中发生反应，若原料气中，测得m与的平衡转化率(α)的关系如图所示：①若平衡