?第23講　化學(xué)平衡狀態(tài)　化學(xué)平衡的移動(dòng)
考綱要求　1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立。2.掌握化學(xué)平衡的特征。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。


1．可逆反應(yīng)
(1)定義
在同一條件下，既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。
(2)特點(diǎn)
①二同：a.相同條件下；b.正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。
②一?。悍磻?yīng)物與生成物同時(shí)存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。
(3)表示
在方程式中用“”表示。
理解應(yīng)用
向含有2 mol SO2的容器中通入過(guò)量O2發(fā)生2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量______(填“＜”“>”或“＝”，下同)2 mol，SO2的物質(zhì)的量______0 mol，轉(zhuǎn)化率______100%，反應(yīng)放出的熱量________ Q kJ。
答案?。肌?　＜?。?br /> 2．化學(xué)平衡狀態(tài)
(1)概念
一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度都不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)。
(2)建立
　

(3)平衡特點(diǎn)

3．判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種方法
(1)動(dòng)態(tài)標(biāo)志：v正＝v逆≠0
①同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。
②不同物質(zhì)：必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA＋bBcC＋dD，＝時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
(2)靜態(tài)標(biāo)志：各種“量”不變
①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。
②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。
③溫度、壓強(qiáng)(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。
總之，若物理量由變量變成了不變量，則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；若物理量為“不變量”，則不能作為平衡標(biāo)志。
理解應(yīng)用
1．在一定溫度下的恒容容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí)：①混合氣體的壓強(qiáng)；②混合氣體的密度；③混合氣體的總物質(zhì)的量；④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量；⑤混合氣體的顏色；⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；⑦某種氣體的百分含量
(1)能說(shuō)明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。
(2)能說(shuō)明I2(g)＋H2(g)2HI(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。
(3)能說(shuō)明2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________________________。
(4)能說(shuō)明C(s)＋CO2(g)2CO(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。
(5)能說(shuō)明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。
(6)能說(shuō)明5CO(g)＋I(xiàn)2O5(s)5CO2(g)＋I(xiàn)2(s)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。
答案　(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①③④⑤⑦
(4)①②③④⑦　(5)①②③　(6)②④⑦
2．若上述題目中的(1)～(4)改成一定溫度下的恒壓密閉容器，結(jié)果又如何？
(1)____________。(2)____________。
(3)____________。(4)____________。
答案　(1)②③④⑦　(2)⑤⑦　(3)②③④⑤⑦ (4)②③④⑦

題組一　“極端轉(zhuǎn)化”確定各物質(zhì)的量
1．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度有可能是(　　)
A．Z為0.3 mol·L－1 B．Y2為0.4 mol·L－1
C．X2為0.2 mol·L－1 D．Z為0.4 mol·L－1
答案　A
2．(2019·長(zhǎng)沙一中月考)一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達(dá)到平衡時(shí)，X、Y、Z的濃度分別為0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，則下列判斷正確的是(　　)
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡時(shí)，Y和Z的生成速率之比為2∶3
C．X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等
D．c1的取值范圍為0＜c1＜0.14 mol·L－1
答案　D
解析　平衡濃度之比為1∶3，轉(zhuǎn)化濃度之比亦為1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正確；平衡時(shí)Y生成表示逆反應(yīng)速率，Z生成表示正反應(yīng)速率且v生成(Y)∶v生成(Z)應(yīng)為3∶2，B不正確；由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0＜c1＜0.14 mol·L－1。

極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍
上述題目1可根據(jù)極端假設(shè)法判斷，假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底，求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。
假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)
起始濃度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改變濃度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
終態(tài)濃度(mol·L－1) 0 0.2 0.4
假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)
起始濃度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改變濃度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
終態(tài)濃度(mol·L－1) 0.2 0.4 0
平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，Z∈(0,0.4)。


題組二　化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
3．一定條件下，在密閉恒容的容器中，發(fā)生反應(yīng)：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH0，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列措施：①升溫?、诤闳萃ㄈ攵栊詺怏w?、墼黾覥O濃度?、軠p壓?、菁哟呋瘎藓銐和ㄈ攵栊詺怏w，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是(　　)
A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥
答案　B
解析　該反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，所以升溫和減壓均可以促使反應(yīng)正向移動(dòng)。恒壓通入惰性氣體，相當(dāng)于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對(duì)平衡無(wú)影響。增加CO的濃度，將導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)。
2．(2018·天津，5)室溫下，向圓底燒瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氫溴酸，溶液中發(fā)生反應(yīng)：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O，充分反應(yīng)后達(dá)到平衡。已知常壓下，C2H5Br和C2H5OH的沸點(diǎn)分別為38.4 ℃和78.5 ℃。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．加入NaOH，可增大乙醇的物質(zhì)的量
B．增大HBr濃度，有利于生成C2H5Br
C．若反應(yīng)物均增大至2 mol，則兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比不變
D．若起始溫度提高至60 ℃，可縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間
答案　D
解析　D錯(cuò)：溫度提高至60 ℃，化學(xué)反應(yīng)速率雖然加快，但溴乙烷的沸點(diǎn)較低，會(huì)揮發(fā)出大量的溴乙烷，導(dǎo)致逆反應(yīng)速率減小，故無(wú)法判斷達(dá)到平衡的時(shí)間；A對(duì)：加入NaOH，消耗HBr，平衡左移，乙醇的物質(zhì)的量增大；B對(duì)：增大HBr濃度，平衡右移，有利于生成溴乙烷；C對(duì)：原反應(yīng)物按物質(zhì)的量之比1∶1加入，又因二者反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶1，兩者的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1，若將反應(yīng)物均增大至2 mol，其平衡轉(zhuǎn)化率之比仍為1∶1。
3．在壓強(qiáng)為0.1 MPa、溫度為300 ℃條件下，a mol CO與3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＜0。
(1)平衡后將容器的容積壓縮到原來(lái)的一半，其他條件不變，對(duì)平衡體系產(chǎn)生的影響是________(填字母)。
A．c(H2)減小
B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢
C．反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大
D．重新平衡減小

(2)若容器容積不變，下列措施可增大甲醇產(chǎn)率的是________(填字母)。
A．升高溫度
B．將CH3OH從體系中分離
C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大
答案　(1)CD　(2)B
解析　(1)該反應(yīng)為正向氣體分子數(shù)減小的可逆反應(yīng)，縮小體積，平衡正向移動(dòng)，c(H2)增大，正、逆反應(yīng)速率均增大，因而A、B均不正確。(2)由于該反應(yīng)正向是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，CH3OH的產(chǎn)率降低，體積不變，充入He，平衡不移動(dòng)。
題組二　新舊平衡的比較
4．(2020·撫州高三模擬)在一密閉容器中，反應(yīng)aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)達(dá)到平衡后，保持溫度不變，將容器縮小為原來(lái)的一半，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，A的濃度是原來(lái)的1.6倍，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
B．a(chǎn)＜c＋d
C．物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率增大
D．物質(zhì)D的濃度減小
答案　C
解析　容器縮小為原來(lái)的一半，若平衡不移動(dòng)，則A的濃度應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率增大。
5．將等物質(zhì)的量的N2、H2充入某密閉容器中，在一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。當(dāng)改變某個(gè)條件并維持新條件直至達(dá)到新的平衡時(shí)，下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是(　　)
選項(xiàng)
改變條件
新平衡與原平衡比較
A
增大壓強(qiáng)
N2的濃度一定減小
B
升高溫度
N2的轉(zhuǎn)化率減小
C
充入一定量H2
H2的轉(zhuǎn)化率不變，N2的轉(zhuǎn)化率增大
D
使用適當(dāng)催化劑
NH3的體積分?jǐn)?shù)增大

答案　B
解析　A項(xiàng)，正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，依據(jù)勒夏特列原理可知增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但氮?dú)獾臐舛热匀槐仍胶獯螅徽_；B項(xiàng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率減小，正確；C項(xiàng)，充入一定量的氫氣，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大，而氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，不正確；D項(xiàng)，催化劑只能改變反應(yīng)速率而不能改變平衡狀態(tài)，不正確。

1．分析化學(xué)平衡移動(dòng)問(wèn)題的注意事項(xiàng)
(1)平衡移動(dòng)的結(jié)果只是減弱了外界條件的變化，而不能消除外界條件的變化。
(2)不要把v正增大與平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)等同起來(lái)，只有v正＞v逆時(shí)，才使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。
(3)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時(shí)，應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。
(4)對(duì)于縮小體積增大壓強(qiáng)，不管是否移動(dòng)，各成分的濃度均增大，但增大的倍數(shù)可能不同也可能相同。
2．解答化學(xué)平衡移動(dòng)類(lèi)判斷題的思維過(guò)程
關(guān)注特點(diǎn)—
―→分析條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等)
―→想原理(平衡移動(dòng)原理)―→綜合判斷得結(jié)論。


1．等效平衡的含義
在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，還是正、逆反應(yīng)同時(shí)投料，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。
2．等效平衡的判斷方法
(1)恒溫恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)
判斷方法：極值等量即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0
② 0 0 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
④ a mol b mol c mol
上述①②③三種配比，按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則SO2均為2 mol，O2均為1 mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。
④中a、b、c三者的關(guān)系滿足：c＋a＝2，＋b＝1，即與上述平衡等效。
(2)恒溫恒壓條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)
判斷方法：極值等比即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 3 mol 0
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
③ a mol b mol c mol
按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則①②中＝，故互為等效平衡。
③中a、b、c三者關(guān)系滿足：＝，即與①②平衡等效。
(3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)
判斷方法：無(wú)論是恒溫恒容，還是恒溫恒壓，只要極值等比即等效，因?yàn)閴簭?qiáng)改變對(duì)該類(lèi)反應(yīng)的化學(xué)平衡無(wú)影響。
例如：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0
② 2 mol 2 mol 1 mol
③ a mol b mol c mol
①②兩種情況下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互為等效平衡。
③中a、b、c三者關(guān)系滿足∶＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即與①②平衡等效。
3．虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡
(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式
新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。

(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例，見(jiàn)圖示)
新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加，壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)。

問(wèn)題思考
對(duì)于以下三個(gè)反應(yīng)，從反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行到達(dá)到平衡后，保持溫度、體積不變，按要求回答下列問(wèn)題。
(1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
再充入PCl5(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率________，PCl5(g)的百分含量______。
答案　正反應(yīng)　減小　增大
(2)2HI(g)I2(g)＋H2(g)
再充入HI(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，HI的分解率________，HI的百分含量________。
答案　正反應(yīng)　不變　不變
(3)2NO2(g)N2O4(g)
再充入NO2(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，NO2(g)的轉(zhuǎn)化率________，NO2(g)的百分含量________。
答案　正反應(yīng)　增大　減小

1．向一固定體積的密閉容器中通入a mol N2O4氣體，在密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)，達(dá)到平衡時(shí)再通入a mol N2O4氣體，再次達(dá)到平衡時(shí)，與第一次達(dá)平衡時(shí)相比，N2O4的轉(zhuǎn)化率(　　)
A．不變 B．增大 C．減小 D．無(wú)法判斷
答案　C
解析　恒溫恒容條件下，投料等比增加同增壓，判斷平衡(指的是新建立的與原平衡等效的過(guò)渡態(tài)平衡，而不是原平衡)，增大壓強(qiáng)平衡向左移，轉(zhuǎn)化率降低。
2．已知H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)　ΔH＜0，有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，在相同溫度下分別達(dá)到平衡。現(xiàn)欲使甲中HI平衡時(shí)的百分含量大于乙中HI平衡時(shí)的百分含量，則應(yīng)采取的措施是(　　)
A．甲、乙提高相同溫度
B．甲中加入0.1 mol He，乙中不變
C．甲降低溫度，乙增大壓強(qiáng)
D．甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2
答案　C
解析　相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，此時(shí)甲和乙建立的平衡是等效的。A項(xiàng)，甲、乙提高相同溫度，平衡均逆向移動(dòng)，HI的平衡濃度均減小，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，甲中加入0.1 mol He，在定容密閉容器中，平衡不會(huì)移動(dòng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，甲降低溫度，平衡正向移動(dòng)，甲中HI的平衡濃度增大，乙增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，HI平衡時(shí)的百分含量不變，正確；D項(xiàng)，甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，結(jié)果還是等效的，錯(cuò)誤。

3．一定條件下存在反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，現(xiàn)有三個(gè)相同的2 L恒容絕熱(與外界沒(méi)有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO和2 mol H2O，均在700 ℃條件下開(kāi)始反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí)，上述三個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)的能量變化值分別為Q1、Q2、Q3，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．2Q1＝2Q2＜Q3
B．容器Ⅰ中CO的百分含量比容器Ⅲ中CO的百分含量高
C．容器Ⅰ中反應(yīng)的平衡常數(shù)比容器Ⅱ中反應(yīng)的平衡常數(shù)小
D．容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和等于1
答案　C
解析　A項(xiàng)，容器中平衡建立的途徑不相同，無(wú)法比較Q1、Q2的大?。籆項(xiàng)，容器Ⅱ中所到達(dá)的平衡狀態(tài)，相當(dāng)于在容器Ⅰ中平衡的基礎(chǔ)上降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大；D項(xiàng)，溫度相同時(shí)，容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和等于1，容器Ⅱ中所達(dá)到的平衡狀態(tài)，相當(dāng)于在容器Ⅰ中平衡的基礎(chǔ)上降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1。
4．一定溫度下，在3個(gè)容積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)達(dá)到平衡，下列說(shuō)法正確的是(　　)
容器
溫度
/K
物質(zhì)的起始濃度/mol·L－1
物質(zhì)的平衡濃
度/mol·L－1
c(H2)
c(CO)
c(CH3OH)
c(CH3OH)
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0

Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025

A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱
B．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅰ中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大
C．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍
D．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大
答案　D
解析　對(duì)比容器Ⅰ和Ⅲ可知兩者投料量相當(dāng)，若溫度相同，最終建立等效平衡，但Ⅲ溫度高，平衡時(shí)c(CH3OH)小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；Ⅱ相對(duì)于Ⅰ成比例增加投料量，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率提高，所以Ⅱ中轉(zhuǎn)化率高，B錯(cuò)誤；不考慮溫度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的兩倍，C錯(cuò)誤；對(duì)比Ⅰ和Ⅲ，若溫度相同，兩者建立等效平衡，兩容器中速率相等，但Ⅲ溫度高，速率更快，D正確。

1．(2019·海南，3)反應(yīng)C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　ΔH>0，在一定條件下于密閉容器中達(dá)到平衡。下列各項(xiàng)措施中，不能提高乙烷平衡轉(zhuǎn)化率的是(　　)
A．增大容器容積 B．升高反應(yīng)溫度
C．分離出部分氫氣 D．等容下通入惰性氣體
答案　D
2．(2019·浙江4月選考，17)下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)，其他條件不變，縮小反應(yīng)容器體積，正逆反應(yīng)速率不變
B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的質(zhì)量不再改變說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡
C．若壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化能說(shuō)明反應(yīng)2A(？)＋B(g)2C(？)已達(dá)平衡，則A、C不能同時(shí)是氣體
D．1 mol N2和3 mol H2反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2轉(zhuǎn)化率為10%，放出的熱量為Q1；在相同溫度和壓強(qiáng)下，當(dāng)2 mol NH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時(shí)，吸收的熱量為Q2，Q2不等于Q1
答案　B
解析　A項(xiàng)，該可逆反應(yīng)的反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)不發(fā)生變化，當(dāng)縮小反應(yīng)容器體積，相當(dāng)于加壓，正逆反應(yīng)速率同等程度增加，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在建立平衡前，碳的質(zhì)量不斷改變，達(dá)到平衡時(shí)，質(zhì)量不變，因而碳的質(zhì)量不再改變說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡，正確；C項(xiàng)，若壓強(qiáng)不再改變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，表明反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)不等，故A、C可能均為氣體，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，易知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH，合成氨氣實(shí)際參與反應(yīng)n(H2)＝3 mol×10%＝0.3 mol，因而Q1＝×|ΔH|＝0.1|ΔH|，分解氨氣時(shí)實(shí)際消耗的n(NH3)＝2 mol×10%＝0.2 mol，Q2＝×|ΔH|＝0.1|ΔH|，則Q1＝Q2，錯(cuò)誤。
3．[2017·全國(guó)卷Ⅲ，28(4)]298 K時(shí)，將20 mL 3x mol·L－1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsO(aq)＋I(xiàn)2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。

①下列可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是________(填標(biāo)號(hào))。
a．溶液的pH不再變化
b．v(I－)＝2v(AsO)
c．c(AsO)/c(AsO)不再變化
d．c(I－)＝y(tǒng) mol·L－1
②tm時(shí)，v正________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。
③tm時(shí)v逆________(填“大于”“小于”或“等于”)tn時(shí)v逆，理由是_________________。
④若平衡時(shí)溶液的pH＝14，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為_(kāi)_______。
答案?、賏c?、诖笥凇、坌∮凇m時(shí)生成物濃度較低　④
4．(2017·全國(guó)卷Ⅱ，27)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問(wèn)題：
(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：
①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1
已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－119 kJ·mol－1
③H2(g)＋ O2(g)===H2O(g) ΔH3＝－242 kJ·mol－1
反應(yīng)①的ΔH1為_(kāi)_______ kJ·mol－1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x________(填“大于”或“小于”)0.1；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是________(填標(biāo)號(hào))。
A．升高溫度 B．降低溫度
C．增大壓強(qiáng) D．降低壓強(qiáng)


(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過(guò)填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，其降低的原因是_____________________________
___________________________________________。
(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類(lèi)化合物。丁烯產(chǎn)率在590 ℃ 之前隨溫度升高而增大的原因可能是___________________________
______________________________________、______________________________________；
590 ℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_____________________________________
___________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)＋123　小于　AD
(2)氫氣是產(chǎn)物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應(yīng)速率增大
(3)升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行　溫度升高，反應(yīng)速率加快　丁烯高溫裂解生成短碳鏈烴類(lèi)
解析　(1)根據(jù)蓋斯定律，用②式－③式可得①式，因此ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ·mol－1－(－242) kJ·mol－1＝＋123 kJ·mol－1。由(a)圖可以看出，溫度相同時(shí)，由0.1 MPa變化到x MPa，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動(dòng)，所以xT1，所以狀態(tài)A的c(I)大，D項(xiàng)正確。
10．CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)。0.1 MPa時(shí)，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，測(cè)得不同溫度下平衡時(shí)體系中各物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖，下列敘述不正確的是(　　)

A．該反應(yīng)的ΔH＜0
B．曲線b代表H2O的濃度變化
C．N點(diǎn)和M點(diǎn)所處的狀態(tài)c(H2)不一樣
D．其他條件不變，T1 ℃、0.2 MPa下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(H2)比M點(diǎn)大
答案　C
解析　溫度升高，H2的濃度增大，平衡左移，故逆向吸熱，正向放熱，ΔH＜0，則曲線a為CO2的濃度變化，根據(jù)方程式的比例關(guān)系，可知曲線b為H2O的濃度變化，曲線c為C2H4的濃度變化，故A、B正確；C項(xiàng)，N點(diǎn)和M點(diǎn)均處于同一T1 ℃下，所處的狀態(tài)的c(H2)是一樣的；D項(xiàng)，其他條件不變，T1 ℃、0.2 MPa相對(duì)0.1 MPa，增大了壓強(qiáng)，體積減小，c(H2)增大，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(H2)比M點(diǎn)大，D項(xiàng)正確。
11．(2020·大連調(diào)研)已知反應(yīng)：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)。起始以物質(zhì)的量之比為1∶1充入反應(yīng)物，不同壓強(qiáng)條件下，H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示(M、N點(diǎn)標(biāo)記為▲)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　)

A．上述反應(yīng)的ΔHB點(diǎn)的v正(CO2)＝B點(diǎn)的v逆(CO2)＝v逆(H2O)

13．CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，反應(yīng)過(guò)程和在兩種溫度下CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖1所示。

(1)已知圖1所示反應(yīng)每消耗1 mol H2，熱量變化是16.3 kJ，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
________________________________________________________________________。
曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ________KⅡ(填“>”“＝”或“
(2)bd　(3)不是　反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，且催化劑活性降低
解析　(1)由題意知每消耗1 mol H2，熱量變化是16.3 kJ，又由圖1中CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化圖像可知該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH＝－48.9 kJ·mol－1；該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高該反應(yīng)的平衡常數(shù)越小，所以對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ>KⅡ。
(2)一定溫度下發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)。因?yàn)榇朔磻?yīng)是在恒壓容器中進(jìn)行，容器中壓強(qiáng)始終不變，所以壓強(qiáng)不變不能判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，a項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)閴簭?qiáng)恒定，且化學(xué)方程式兩邊計(jì)量數(shù)之和是不等的，所以H2的體積分?jǐn)?shù)不變能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，b項(xiàng)正確；c(H2)＝3c(CH3OH)不能說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等，所以不能判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，c項(xiàng)錯(cuò)誤；容器中密度ρ＝，反應(yīng)物和生成物都是氣體，因?yàn)榉磻?yīng)是在恒壓容器中進(jìn)行且反應(yīng)后氣體體積減小，所以密度不變可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，d項(xiàng)正確；CO2和H2都是反應(yīng)物，只要2個(gè)C===O斷裂的同時(shí)就有3個(gè)H—H斷裂，不能說(shuō)明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，e項(xiàng)錯(cuò)誤。
(3)在490 K之前，甲醇產(chǎn)率隨著溫度升高而增大的原因是：反應(yīng)尚未達(dá)到平衡，溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快；490 K之后，甲醇產(chǎn)率下降的原因是：反應(yīng)達(dá)到平衡后升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，且催化劑活性降低。
14．(2020·淮安檢測(cè))汽車(chē)尾氣中CO、NO2在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－1 200 kJ·mol－1。在一定溫度下，向容積固定為2 L的密閉容器中充入一定量的CO和NO2，NO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。

(1)0～10 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(CO)＝________，從11 min起其他條件不變，壓縮容器的容積變?yōu)? L，則n(NO2)的變化曲線可能為圖中的________(填字母)。
(2)恒溫恒容條件下，不能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填字母)。
A．容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化
B．容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變
C．2v逆(NO2)＝v正(N2)
D．容器內(nèi)混合氣體密度保持不變
(3)對(duì)于該反應(yīng)，溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時(shí)，下列圖像表示正確的是________(填序號(hào))。


答案　(1)0.03 mol·L－1·min－1　d　(2)CD　(3)乙
解析　(1)0～10 min內(nèi)v(CO)＝2v(NO2)＝×2＝0.03 mol·L－1·min－1。從11 min起壓縮容器容積，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，n(NO2)應(yīng)逐漸減小直至達(dá)到新的平衡。(2)混合氣體顏色不再變化，說(shuō)明各物質(zhì)的濃度不變，可以說(shuō)明達(dá)到平衡，A對(duì)；反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不相等，因此壓強(qiáng)保持不變，可以說(shuō)明達(dá)到平衡，B對(duì)；v逆(NO2)＝2v正(N2)才能說(shuō)明達(dá)到平衡，C錯(cuò)；反應(yīng)體系中物質(zhì)全部為氣體，密度始終保持不變，不能說(shuō)明達(dá)到平衡，D錯(cuò)。(3)甲，溫度升高，v正、v逆應(yīng)該均出現(xiàn)突增，錯(cuò)誤；乙，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，NO2的轉(zhuǎn)化率降低，正確；丙，溫度不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該減小，錯(cuò)誤。

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