2022版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時分層提升練課時分層提升練22 化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動

化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動一、選擇題1.(2019·咸陽模擬)對于X(?)+Y(s)Z(?)的平衡體系,若增大壓強,達到新的平衡時Y的轉(zhuǎn)化率增大,則X和Z可能的狀態(tài)是 ()A.X為氣態(tài),Z為固態(tài)B.X為固態(tài),Z為氣態(tài)C.X為氣態(tài),Z為氣態(tài)D.X為固態(tài),Z為固態(tài)【解析】選A。增大壓強,Y的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,則X為氣態(tài),Z為固態(tài)或液態(tài)?！疽族e提醒】壓強的改變只針對有氣體參與的反應(yīng),增大壓強,平衡向氣體系數(shù)減小的方向移動。2.(2019·滄州模擬)一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)。下列事實不能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是 ()A.容器內(nèi)氣體壓強不再改變B.容器內(nèi)氣體密度不再改變C.容器內(nèi)氣體顏色不再改變D.斷裂1molCl—Cl鍵同時斷裂1molH—Cl鍵【解析】選D。在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s),根據(jù)化學(xué)方程式,反應(yīng)過程中壓強為變量,壓強不再改變一定平衡,故可以說明;在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s),反應(yīng)過程中氣體質(zhì)量為變量,所以密度是變量,容器內(nèi)氣體密度不再改變一定平衡,故可以說明;容器內(nèi)氣體顏色不再改變,說明氯氣的濃度不變,一定達到平衡狀態(tài),故可以說明;平衡時斷裂1molCl—Cl鍵同時斷裂2molH—Cl鍵,故D不能說明。3.(2019·成都模擬)下列反應(yīng)不能用勒夏特列原理解釋的是 ()A.光照新制的氯水時溶液的pH逐漸減小B.鋅與稀硫酸反應(yīng),加入少量硫酸銅反應(yīng)速率加快C.可用濃氨水和氫氧化鈉固體快速制取氨氣D.增大壓強,有利于SO2和O2反應(yīng)生成SO3【解析】選B。A.氯水中存在化學(xué)平衡Cl2+H2OHCl+HClO,光照使氯水中的次氯酸分解,次氯酸濃度減小,使得平衡向右移動,氫離子濃度變大,溶液的pH減小,能用勒夏特列原理解釋,故A錯誤;B.鋅與稀硫酸反應(yīng),加入少量硫酸銅,Zn與硫酸銅反應(yīng)置換出銅,形成Zn-Cu稀硫酸原電池,加快反應(yīng)速率,不存在化學(xué)平衡,則不能用化學(xué)平衡移動原理解釋,故B正確;C.濃氨水加入氫氧化鈉固體,氫氧化鈉固體溶解放熱,使一水合氨分解生成氨氣,化學(xué)反應(yīng)NH3+H2ONH3·H2ON+OH-,逆向進行,能用化學(xué)平衡移動原理解釋,故C錯誤;D.增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,能用勒夏特列原理解釋,故D錯誤。4.(2019·金華模擬)在其他條件一定時,圖中曲線表示反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH>0達平衡時NO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系,圖上標(biāo)有A、B、C、D、E點,其中表示未達平衡狀態(tài)且v正>v逆的點是 ()A.A或E B.B點 C.C點 D.D點【解析】選C。點B、D在曲線上,處于平衡狀態(tài),故B、D項錯誤;在曲線上方的A點,當(dāng)溫度一定時,若達到平衡狀態(tài),則應(yīng)減小NO的轉(zhuǎn)化率,即反應(yīng)逆向進行,所以A點的正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率,E點與A點相似,A項錯誤;同理推知,C點時的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,C項正確?！疽族e提醒】曲線上的點都是平衡點。不在平衡線上的點,可以根據(jù)其轉(zhuǎn)化率與平衡點上的轉(zhuǎn)化率比較得出移動方向。5.據(jù)報道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實。2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列敘述錯誤的是 ()A.使用Cu-Zn-Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率B.反應(yīng)需在300℃進行可推測該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C.充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率D.從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率【解析】選B。使用催化劑可加快反應(yīng)速率,A正確;反應(yīng)溫度與化學(xué)反應(yīng)吸熱放熱沒有關(guān)系,B錯;增大一種反應(yīng)物濃度可提高另一反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,C正確;減少生成物濃度可使平衡向右進行提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,D正確。6.(2019·北京模擬)下列事實不能用平衡移動原理解釋的是 ()【解析】選B。A.啤酒中存在平衡:CO2(g)CO2(aq),開啟啤酒瓶,瓶中壓強降低,平衡向氣體體積增大的方向移動,即向生成CO2氣體的方向移動,A項排除;B.反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)是一個反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),壓強的改變并不能使平衡發(fā)生移動,此混合氣體加壓后顏色變深,是因為I2(g)的濃度的增大,B項可選;C.實驗室制取乙酸乙酯時,采用加熱的方式將生成的乙酸乙酯不斷蒸出,從而使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動,C項排除;D.石灰?guī)r地貌的形成與以下反應(yīng)有關(guān):CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,固體的溶解和凝結(jié)的反反復(fù)復(fù),涉及了平衡的移動,D項排除。7.(2019·濟南模擬)反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)ΔH=57kJ·mol-1,在溫度為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.A、C兩點的反應(yīng)速率:A>CB.A、C兩點氣體的顏色:A深,C淺C.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法D.A、C兩點氣體的平均相對分子質(zhì)量:A>C【解析】選C。A、C兩點溫度相同而壓強不同,增壓會使平衡逆向移動,NO2的體積分數(shù)減小,但增壓也會增大濃度,反應(yīng)速率:A<C,顏色還是C深(濃度大);由于平衡逆向移動,氣體分子數(shù)減少,根據(jù)M=,氣體的平均相對分子質(zhì)量:A<C;故A、B、D均錯誤。二、非選擇題8.已知可逆反應(yīng):M(g)+N(g)P(g)+Q(g)ΔH>0,請回答下列問題:(1)在某溫度下,反應(yīng)物的起始濃度分別為:c(M)=1mol·L-1,c(N)=2.4mol·L-1;5min后反應(yīng)達到平衡,M的轉(zhuǎn)化率為60%,此時N的轉(zhuǎn)化率為________;用M表示的反應(yīng)速率為____________;該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。

(2)若反應(yīng)溫度升高,M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(3)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度分別為:c(M)=4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;達到平衡后,c(P)=c(Q)=2mol·L-1,a=________。

(4)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度為c(M)=c(N)=bmol·L-1,達到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為________。

【解析】(1)N的轉(zhuǎn)化率為×100%=25%。v(M)==0.12moL·L-1·min-1。該溫度下:K==0.5(2)因為反應(yīng)熱ΔH>0,是吸熱反應(yīng),所以升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,M的轉(zhuǎn)化率增大。(3)根據(jù)反應(yīng)M(g)+N(g)P(g)+Q(g)起始濃度(mol·L-1): 4 a 0 0轉(zhuǎn)化濃度(mol·L-1): 2 2 2 2平衡濃度(mol·L-1): 2 a-2 2 2根據(jù)溫度不變,平衡常數(shù)不變的特點K==0.5得a=6。(4)同理: M(g)+N(g)P(g)+Q(g)起始濃度(mol·L-1): b b 0 0轉(zhuǎn)化濃度(mol·L-1): x x x x平衡濃度(mol·L-1): (b-x) (b-x) x x根據(jù)溫度不變,平衡常數(shù)不變的特點,K==0.5得x=0.41bα(M)=×100%=41%。答案:(1)25%0.12moL·L-1·min-10.5(2)增大(3)6(4)41%9.一定溫度下,在容積固定的VL密閉容器中加入nmolA、2nmolB,發(fā)生反應(yīng):A(g)+2B(g)2C(g)ΔH<0,反應(yīng)達平衡后測得平衡常數(shù)為K,此時A的轉(zhuǎn)化率為x。(1)一段時間后上述反應(yīng)達到平衡。則下列說法中正確的是________(填字母)。

A.物質(zhì)A、B的轉(zhuǎn)化率之比為1∶2B.起始時刻和達到平衡后容器中的壓強之比為3n∶(3n-nx)C.當(dāng)2v正(A)=v逆(B)時,反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)D.充入惰性氣體(如Ar),平衡向正反應(yīng)方向移動(2)K和x的關(guān)系滿足K=________。在保證A濃度不變的情況下,擴大容器的體積,平衡________(填字母)。

A.向正反應(yīng)方向移動B.向逆反應(yīng)方向移動C.不移動(3)該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示。①由圖可知,反應(yīng)在t1、t3、t7時都達到了平衡,而t2、t8時都改變了一種條件,試判斷改變的條件:t2時___________________________________________________;

t8時___________________________________________________。

②t2時平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動。

③若t4時降壓,t5時達到平衡,t6時增大反應(yīng)物的濃度,請在圖中畫出t4～t6時逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系曲線。【解析】(1)轉(zhuǎn)化率=,故A、B的轉(zhuǎn)化率相等,A項錯誤;A(g)+2B(g)2C(g)n(始)(mol) n 2n 0n(轉(zhuǎn))(mol) nx 2nx 2nxn(平)(mol) n-nx 2n-2nx 2nxp1∶p2=(n+2n)∶[(n-nx)+(2n-2nx)+2nx]=3n∶(3n-nx),B項正確;C項說明正、逆反應(yīng)速率相等,可判斷反應(yīng)達到平衡,正確;D項充入Ar,反應(yīng)物濃度并沒改變,所以平衡不移動,錯誤。(2)該反應(yīng)達到平衡時,平衡常數(shù)K=。擴大容器體積時,c(B)和c(C)等比例減小,由于A的濃度不變,此時的值仍然等于K,所以平衡不移動。(3)由于縱坐標(biāo)只表示v逆,為了便于求解,在解題時可把v正補上,t2時平衡逆向移動,改變的條件可以是升溫或增大C的濃度;t8時平衡不移動,改變的條件是使用了催化劑。答案:(1)B、C(2)C(3)①升溫或增大C的濃度使用催化劑②逆反應(yīng)③10.工業(yè)合成氨中常用焦炭在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制取原料氫氣,反應(yīng)為:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH(1)已知:2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH1=-221.4kJ·mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=-571.6kJ·mol-1H2O(g)H2O(l)ΔH3=-44kJ·mol-1則反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的ΔH=

kJ·mol-1。(2)某溫度下,將1molC和2mol水蒸氣充入2L的密閉容器中模擬水煤氣的生成過程,測得反應(yīng)物的量隨時間的變化如下表所示。時間/min02345C/mol10.80.750.70.7H2O(g)/mol21.81.751.71.7①反應(yīng)到2min時,H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為________;0～4min時,v(H2)=________moL·L-1·min-1。

②關(guān)于上述反應(yīng)敘述正確的是________(填編號)。

A.反應(yīng)到2min時,v(正)=v(逆)B.混合氣體的密度不再變化說明達到平衡狀態(tài)C.容器內(nèi)的壓強逐漸減小,說明v(正)>v(逆)D.CO的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變說明已達平衡狀態(tài)③若容器容積不變,下列措施既能提高反應(yīng)速率,又能增加氫氣產(chǎn)率的是________。

A.升高溫度B.及時將CO從體系中分離出來C.增加C的用量D.壓縮容器使體系總壓強增大【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,可得C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g)ΔH=-221.4kJ·mol-1×+571.6kJ·mol-1×-44kJ·mol-1=131.1kJ·mol-1。(2)①反應(yīng)到2min時,Φ(H2O)=×100%=10%;0～4min時,v(H2)==÷4min=0.0375moL·L-1·min-1。②反應(yīng)到2min時,未到平衡狀態(tài),反應(yīng)繼續(xù)向右進行,v(正)>v(逆),A項錯誤;在反應(yīng)過程中容器的體積V不變,但混合氣體的質(zhì)量變化,若密度不再變化,說明反應(yīng)已達到平衡,B項正確;混合氣體的壓強減小,說明平衡向左移動,則v(逆)>v(正),C項錯誤;CO的體積分數(shù)不再變化,說明已達平衡,D項正確。③正反應(yīng)吸熱,升溫平衡右移并且速率增大,A項正確;將CO從體系中及時分離,反應(yīng)速率降低,B項錯誤;增加C的用量對速率和平衡無影響,C項錯誤;增大壓強,平衡向左移動,不能提高氫氣的產(chǎn)率,D項錯誤。答案:(1)131.1(2)①10%0.0375②B、D③A11.在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,該反應(yīng)達到平衡后測得如下數(shù)據(jù)。實驗序號溫度(℃)初始CO濃度(mol·L-1)初始H2O濃度(mol·L-1)CO的平衡轉(zhuǎn)化率11101150%210011x31100.8y60%(1)實驗1中,10h后達到平衡,H2的平均反應(yīng)速率為________mol·L-1·h-1。在此實驗的平衡體系中,再加入0.5molCO和0.5molH2,平衡將________移動(填“向左”“向右”“不”或“無法確定”)。

(2)實驗2中,x的值________(填序號)。

A.等于50% B.大于50%C.小于50% D.無法確定(3)實驗3中的y值為________。

(4)在100℃條件下,能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是________。

A.壓強不再變化B.生成H2O的速率和消耗H2的速率相等C.混合氣體的密度不變D.H2的質(zhì)量不再變化【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)速率的公式可得:v(CO)=1mol·L-1×=0.05mol·L-1·h-1,再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,v(H2)=v(CO)=0.05mol·L-1·h-1。在該平衡體系中同時改變了反應(yīng)物和生成物濃度,并且變化量一致,則Qc=K,故平衡不移動。(2)從題給信息可知,該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度降低,平衡正向移動,故CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,所以選B。(3)通過實驗1可知在110℃時,該反應(yīng)的K==1,溫度一定,K一定,在實驗3中,K==1,求得y=1.2。(4)反應(yīng)前后壓強始終不變,A錯誤;生成H2O的速率和消耗H2的速率為同一反應(yīng)方向,B錯誤;混合氣體的密度始終不變,C錯誤;H2的質(zhì)量不再變化,說明反應(yīng)達到平衡,D正確。答案:(1)0.05不(2)B(3)1.2(4)D一、選擇題1.(2019·杭州模擬)反應(yīng)NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某一溫度下達到平衡時,下列各種情況中,不能使平衡發(fā)生移動的是 ()A.溫度、容積不變時,通入SO2氣體B.加入一部分NH4HS固體C.保持容器體積不變,充入氯化氫D.保持容器體積不變,通入氯氣【解析】選B。通入SO2氣體和氯氣時均與H2S反應(yīng),通入氯化氫與NH3反應(yīng),均使平衡正向移動,而NH4HS是固體,對平衡移動無影響。2.(2019·濟南模擬)在溫度和容積不變的條件下,發(fā)生反應(yīng):3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),能表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的敘述是 ()A.容器內(nèi)壓強不再變化B.Fe3O4的物質(zhì)的量不變C.v(H2O)=v(H2)D.斷裂4molH—O鍵的同時,斷裂4molH—H鍵【解析】選B。A,反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量數(shù)之和相等,因此壓強不變,不能說明反應(yīng)達到平衡,故錯誤;B,物質(zhì)的量不變,說明反應(yīng)達到平衡,故正確;C,不同物質(zhì)的反應(yīng)速率,表示達到平衡,要求反應(yīng)方向是一正一逆,且反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,題目中沒有指明反應(yīng)進行的方向,故錯誤;D,1mol水中含有2molH—O,因此應(yīng)是斷裂8molH—O鍵的同時有4molH—H鍵斷裂,故錯誤。3.(2019·湖北襄陽模擬)如圖是可逆反應(yīng)A+2B2C+D的化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡隨外界條件改變而改變的情況,由此可判斷 ()A.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.若A、B是氣體,則D是液體或固體C.降溫該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)減小D.加壓平衡正向移動,化學(xué)平衡常數(shù)增大【解析】選B。由圖象知,降低溫度v'正>v'逆,平衡正向移動,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A項錯誤;由于降低溫度平衡正向移動,降溫化學(xué)平衡常數(shù)增大,C項錯誤;加壓,v″正>v″逆,平衡正向移動,正反應(yīng)應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),若A、B是氣體,則D是液體或固體,B項正確;化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與壓強無關(guān),加壓時化學(xué)平衡常數(shù)不變,D項錯誤。4.一定溫度下,將2molSO2和1molO2充入10L恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196kJ·mol-1。5min時達到平衡,測得反應(yīng)放熱166.6kJ。下列說法錯誤的是 ()A.0～5min內(nèi),用O2表示的平均反應(yīng)速率v(O2)=0.017mol·L-1·min-1B.的值不變時,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)C.若增大O2的濃度,SO2的轉(zhuǎn)化率增大D.條件不變,若起始時充入4molSO2和2molO2,平衡時放出的熱量小于333.2kJ【解析】選D。本題考查化學(xué)平衡移動原理的應(yīng)用。A.5min達到平衡反應(yīng)放熱166.6kJ,由化學(xué)方程式可知,反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量為=0.85mol,則0～5min內(nèi),用O2表示的平均反應(yīng)速率v(O2)=0.017mol·L-1·min-1,正確;B.隨著反應(yīng)的進行,氧氣物質(zhì)的量逐漸減小,三氧化硫的物質(zhì)的量逐漸增大,的值不變時,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),正確;C.若增大O2的濃度,SO2的轉(zhuǎn)化率增大,正確;D.條件不變,若起始時充入4molSO2和2molO2,若平衡與原平衡等效,平衡時放出的熱量為原平衡放熱的2倍,容器內(nèi)壓強增大,平衡正向移動,平衡時放出的熱量大于333.2kJ,錯誤。故選D。5.一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡時,體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示:已知:氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)×體積分數(shù)。下列說法正確的是 ()A.550℃時,在密閉容器中加入C,平衡向正方向移動B.650℃時,反應(yīng)達平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為50.0%C.T℃時,若充入等體積的CO2和CO,平衡不移動D.925℃時,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=24.0p總【解析】選C。550℃時,加入固體C,不影響平衡,A項錯誤;根據(jù)圖示可知,在650℃時,CO的體積分數(shù)為40%,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式,設(shè)開始時加入了1molCO2,反應(yīng)了xmolCO2,則有:C(s)+CO2(g)2CO(g)始態(tài): 1mol 0變化: xmol 2xmol平衡: (1-x)mol 2xmol因此有×100%=40%,解得x=0.25,則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=25%,B項不正確;T℃時,平衡體系中v(CO2)=v(CO)、n(CO2)=n(CO),充入等體積的CO2和CO后平衡不移動,C項正確;925℃時,CO的體積分數(shù)為96%,故Kp===23.04p總,D項錯誤。6.在425℃時,在1L密閉容器中充入下列氣體進行反應(yīng)并達到平衡,分析如下示意圖,不能從示意圖中讀出相關(guān)信息的選項是 ()A.同溫同壓下,只要投入物質(zhì)比例適當(dāng),從正、逆方向都可以建立同一平衡狀態(tài)B.圖(1)表示的反應(yīng)為:H2(g)+I2(g)2HI(g)C.圖(1)中H2的轉(zhuǎn)化率+圖(2)中HI的轉(zhuǎn)化率=100%D.相同條件下,分別從正、逆方向建立等同的平衡狀態(tài),所需時間相同【解析】選D。比較圖(1)和圖(2)可知,兩平衡狀態(tài)的c(HI)、c(H2)、c(I2)相同,圖(1)表示的化學(xué)反應(yīng)方程式為:H2(g)+I2(g)2HI(g),圖(1)中H2的轉(zhuǎn)化率為:×100%=79%,圖(2)中HI的轉(zhuǎn)化率為:×100%=21%,故A、B、C正確。7.(2019·成都模擬)已知反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=QkJ·mol-1,在三個不同容積的容器中分別充入1molCO與2molH2,恒溫恒容,測得平衡時CO的轉(zhuǎn)化率如下表。序號溫度/℃容器體積CO轉(zhuǎn)化率平衡壓強/Pa①200V150%p1②200V270%p2③350V350%p3下列說法正確的是 ()A.反應(yīng)速率:③>①>②B.平衡時體系壓強:p1∶p2=5∶4C.若容器體積V1>V3,則Q<0D.若實驗②中CO和H2用量均加倍,則CO轉(zhuǎn)化率<70%【解析】選C。①、②的溫度相同,而CO轉(zhuǎn)化率②>①,則②可看作在①的基礎(chǔ)上加壓,即V1>V2,因此反應(yīng)速率:②>①,A錯誤;①與②比較,達到平衡時,平衡混合物的物質(zhì)的量之比為5∶4,但V1與V2不相等,因此平衡時體系壓強p1∶p2不等于5∶4,B錯誤;若容器體積V1>V3、溫度相同,則①與③比較,CO的轉(zhuǎn)化率③>①,而現(xiàn)在CO的轉(zhuǎn)化率相同,則可看作在這個基礎(chǔ)上③的平衡逆向移動,而升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,即正向是放熱反應(yīng),C正確;若實驗②中CO和H2用量均加倍,則可看作在②的基礎(chǔ)上壓縮體積,CO轉(zhuǎn)化率增大,D錯誤。二、非選擇題8.(2019·全國卷Ⅱ節(jié)選)環(huán)戊二烯()是重要的有機化工原料,廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}:(1)某溫度下,等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)(g)+I2(g)(g)+2HI(g)ΔH=+89.3kJ·mol-1,起始總壓為105Pa,平衡時總壓增加了20%,環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為________,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=________Pa。達到平衡后,欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有________(填標(biāo)號)。

A.通入惰性氣體 B.提高溫度C.增加環(huán)戊烯濃度 D.增加碘濃度(2)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體,該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下,溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是________(填標(biāo)號)。

A.T1>T2B.a點的反應(yīng)速率小于c點的反應(yīng)速率C.a點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率D.b點時二聚體的濃度為0.45mol·L-1【解析】(1)設(shè)起始加入反應(yīng)物的物質(zhì)的量都為1mol,(g)+I2(g)(g)+2HI(g)起始(mol) 1 1 0 0轉(zhuǎn)化(mol) x x x 2x平衡(mol) 1-x 1-x x 2x反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量為2+x,平衡由壓強之比等于氣體物質(zhì)的量之比知:=1.2,x=0.4,環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為×100%=40%;反應(yīng)后的氣體的總壓強為1.2×105Pa,、I2、、HI的分壓分別為×1.2×105Pa=0.3×105Pa、×1.2×105Pa=0.3×105Pa、×1.2×105Pa=0.2×105Pa、×1.2×105Pa=0.4×105Pa,Kp=Pa≈3.56×104Pa;達到平衡后,通入惰性氣體對平衡沒有影響,環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率不變,A錯誤;反應(yīng)是吸熱反應(yīng),提高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率增大,B正確;增加環(huán)戊烯濃度,環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率減小,C錯誤;增加碘濃度平衡向正反應(yīng)方向移動,環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率增大,D正確。(2)由圖知虛線對應(yīng)的速率快,對應(yīng)溫度高,則T2>T1,A錯誤;由T2(c點)>T1(a點),但環(huán)戊二烯的濃度a點大于c點,則a點、c點的速率大小無法確定,B錯誤;a點、b點的溫度相同,環(huán)戊二烯的濃度a點大于b點,則a點的正反應(yīng)速率大于b點的正反應(yīng)速率,b點沒有達到平衡狀態(tài),則b點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率,C正確;b點時環(huán)戊二烯的濃度減少0.9mol·L-1,則b點時二聚體的濃度為0.45mol·L-1,D正確。答案:(1)40%3.56×104BD(2)CD9.(2019·成都模擬)對溫室氣體二氧化碳的研究一直是科技界關(guān)注的重點。在催化劑存在下用H2還原CO2是解決溫室效應(yīng)的重要手段之一,相關(guān)反應(yīng)如下:主反應(yīng):①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1副反應(yīng):②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1已知H2和CH4的燃燒熱分別為-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1H2O(l)H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1(1)ΔH1=________kJ·mol-1。

(2)有利于提高CH4平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是(至少寫兩條)__________________________。工業(yè)上提高甲烷反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是__________________。

(3)T℃時,若在體積恒為2L的密閉容器中同時發(fā)生上述反應(yīng),將物質(zhì)的量之和為5mol的H2和CO2以不同的投料比進行反應(yīng),結(jié)果如圖所示。若a、b表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,則表示H2轉(zhuǎn)化率的是________,c、d分別表示CH4(g)和CO(g)的體積分數(shù),由圖可知=________時,甲烷產(chǎn)率最高。

【解析】(1)根據(jù)已知有②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1③2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH3=-571.0kJ·mol-1④CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH4=-890.0kJ·mol-1⑤H2O(l)H2O(g)ΔH5=+44kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律,由①=③×2-④+⑤×2,則CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=2ΔH3-ΔH4+2ΔH5=-164.0kJ·mol-1;(2)反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)是正方向為氣體體積縮小的放熱反應(yīng),降低溫度和增大壓強都有利于反應(yīng)正向移動,提高CH4平衡產(chǎn)率;工業(yè)上提高甲烷反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是催化劑;(3)隨著比值的增大,氫氣的轉(zhuǎn)化率降低,則表示H2轉(zhuǎn)化率的是b;隨著比值的增大,氫氣的量增多,一氧化碳的量減少,甲烷的量增加,故c為CH4(g)的體積分數(shù),由圖可知=4時,甲烷產(chǎn)率最高。答案:(1)-164.0(2)降低溫度,增大壓強催化劑(3)b410.(2019·深圳模擬)CO還原脫硝技術(shù)可有效降低煙氣中NOx的排放量?；卮鹣铝袉栴}:Ⅰ.CO還原NO的脫硝反應(yīng):2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH(1)已知:①CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)ΔH1=-226kJ·mol-1②N2(g)+2O2(g)2NO2(g)ΔH2=+68kJ·mol-1③N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH3=+183kJ·mol-1脫硝反應(yīng)ΔH=________,該反應(yīng)向正反應(yīng)方向自發(fā)進行的傾向很大,其原因是________________________,有利于提高NO平衡轉(zhuǎn)化率的條件是________________________________(寫出兩條)。

(2)以Mn3O4為脫硝反應(yīng)的催化劑,研究者提出如下反應(yīng)歷程,將歷程補充完整。第一步:________________________;

第二步:3MnO2+2COMn3O4+2CO2。(3)在恒溫恒容的密閉容器中,充入等物質(zhì)的量的CO和NO混合氣體,加入Mn3O4發(fā)生脫硝反應(yīng),t0時達到平衡,測得反應(yīng)過程中CO2的體積分數(shù)與時間的關(guān)系如圖所示。①比較大小:a處v正________b處v逆(填“>”“<”或“=”)。

②NO的平衡轉(zhuǎn)化率為________。

Ⅱ.T℃時,在剛性反應(yīng)器中發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g),化學(xué)反應(yīng)速率v=kpm(CO)pn(NO2),k為化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)。研究表明,該溫度下反應(yīng)物的分壓與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系如下表所示:(4)若反應(yīng)初始時p(CO)=p(NO2)=akPa,反應(yīng)tmin時達到平衡,測得體系中p(NO)=bkPa,則此時v=________kPa·s-1(用含有a和b的代數(shù)式表示,下同),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=________(Kp是以分壓表示的平衡常數(shù))。

【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,由①×2+②-③×2,得到2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=-226kJ·mol-1×2+68kJ·mol-1-183kJ·mol-1×2=-750kJ·mol-1。該反應(yīng)向正反應(yīng)方向自發(fā)進行的傾向很大,其原因是該反應(yīng)為放熱量大的反應(yīng),有利于提高NO平衡轉(zhuǎn)化率的條件是降溫、升壓、增大CO和NO的投料比等。(2)脫硝總反應(yīng)為2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g),第一步+第二步即為總反應(yīng),則總反應(yīng)-第二步反應(yīng),得到第一步反應(yīng):Mn3O4+2NO3MnO2+N2。(3)①a點反應(yīng)正向進行,v正>v逆,b點反應(yīng)達到平衡狀態(tài)v正=v逆,a處v正>b處v逆。②在恒溫恒容的密閉容器中,充入等物質(zhì)的量的CO和NO混合氣體,設(shè)CO和NO物質(zhì)的量為1mol,圖象得到二氧化碳體積分數(shù)50%,設(shè)生成氮氣為x,

2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)起始量(mol) 1 10 0變化量(mol) 2x 2x2x x平衡量(mol) 1-2x 1-2x 2x x=50%,x=0.4mol,NO的平衡轉(zhuǎn)化率=×100%=80%。(4)化學(xué)反應(yīng)速率v=kpm(CO)pn(NO2),k為化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù),結(jié)合圖表數(shù)據(jù)變化得到m=1,n=1,據(jù)此計算速率平衡常數(shù)k=kPa-1·s-1,利用三量法:CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)起始量(kPa) a a 0 0變化量(kPa) b b b b平衡量(kPa) a-ba-b b b此時v=kp(CO)p(NO2)=×(a-b)(a-b)=9×10-5(a-b)2kPa·s-1,反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變,氣體壓強不變,可以利用氣體壓強代替氣體分壓計