主题10 第3讲 化学平衡移动 化学反应进行的方向（Word教师用书）-【新高考方案】2025年高考化学一轮总复习（通用版）

第三讲　化学平衡移动　化学反应进行的方向 (基础落实课) |内|容|与|目|标|　 1．通过实验探究，了解浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡的影响。 2．认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。 3．知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变都有关系。 逐点清(一)　影响化学平衡的因素 [再认再现·旧知新学] (一)影响化学平衡的外界因素 1．化学平衡移动的过程 定义 由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫化学平衡移动 过程示意图 本质 ①v正>v逆：平衡向正反应方向移动 ②v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不移动 ③v正<v逆：平衡向逆反应方向移动 2．影响化学平衡的因素 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动 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) 反应前后气体分子数改变 增大压强 向气体体积减小的方向移动 减小压强 向气体体积增大的方向移动 反应前后气体分子数不变 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 使用催化剂 平衡不移动 (二)勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应在一定温度下达到平衡时c(N2)＝a mol·L－1，压强为p，在恒温下，将容器容积缩小一半，达到平衡时，c′(N2)＜2a mol·L－1，p′＜2p。 (三)工业合成氨的条件调控 反应原理 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 理论分析 根据反应特点可知合成氨反应速率增大的措施有升高温度、增大压强、增大N2、H2浓度和使用催化剂；提高平衡混合物中NH3的含量的措施有降低温度、增大压强、增大反应物浓度 合成氨条件的调控 压强 10～30 MPa的压强。压强越大，转化率越大，但对材料设备的要求越高，需要的动力也越大，增大了生产投资，降低了经济效益 温度 400～500 ℃的温度。温度要适宜，既要考虑速率又要考虑反应转化率，同时还要考虑催化剂的活性 催化剂 使用催化剂可提高反应速率，且不同的催化剂有不同的活性和选择性 浓度 迅速冷却NH3，减少c(NH3)，使平衡右移 循环操作 将分离出NH3的原料循环使用，提高原料利用率 微点澄清训练 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)当改变条件使v正增大，平衡一定向正反应方向移动(×) (2)对于I2(g)＋H2(g)2HI(g)反应，缩小体积，平衡向正反应方向移动(×) (3)当NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡后，移走一部分NH4HS固体，平衡向右移动(×) (4)铁做催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动(×) (5)增大压强可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动(√) 2．在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)＋C(s)2CO(g)　ΔH>0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。 (1)增加C(s)，则平衡____________(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”，下同)。 (2)保持温度不变，增大反应容器的容积，则c(CO2)________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)保持反应容器的容积和温度不变，通入He，则平衡___________(填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”)。 (4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡时c(CO)___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。 答案：(1)不移动　(2)减小　(3)不移动 (4)增大 3．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以下反应是目前大规模制取氢气的重要方法之一：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ·mol－1 (1)欲提高CO的平衡转化率，理论上可以采取的措施为________。 A．增大压强　　　B．升高温度 C．加入催化剂 D．通入过量水蒸气 (2)800 ℃时，该反应达到平衡，写出该反应的平衡常数表达式K＝___________。 答案：(1)D　(2) [边练边学·实践提能] 一、外界条件改变对化学平衡移动的影响 1．在某刚性容器中发生CH2===CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)　ΔH<0，下列说法正确的是(　 ) A．恒温恒容条件下，增大n[CH2===CH2(g)]∶n[H2O(g)]，则CH2===CH2(g)的平衡转化率增大 B．恒温恒压条件下达到平衡状态，再通入适量氮气，平衡逆向移动，平衡常数减小 C．恒温恒容条件下达到平衡状态，升高温度，v正增大，v逆增大，平衡向逆反应方向移动 D．加入催化剂，能缩短达到平衡时间，并提高CH3CH2OH(g)的平衡产率 解析：选C　恒温恒容条件下，增大n[CH2===CH2(g)]∶n[H2O(g)]，则CH2===CH2(g)的平衡转化率减小，A错误；该恒温恒压条件下达到平衡状态，再通入适量氮气，平衡逆向移动，平衡常数不变，B错误；该反应为放热反应，恒温恒容条件下达到平衡状态，升高温度，v正和v逆均增大，平衡向逆反应方向移动，C正确；加入催化剂，能缩短达到平衡的时间，但不能提高CH3CH2OH(g)的平衡产率，D错误。 2．(2022·广东卷)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)BaS(s)＋4H2O(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(　 ) A．该反应的ΔH<0 B．a为n(H2O)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BaSO4，H2的平衡转化率增大 解析：选C　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；在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气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；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；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。 思维建模|化学平衡移动的判断流程 二、勒夏特列原理的应用 3．下列实验事实能用勒夏特列原理解释的是(　 ) A．工业上用SO2和O2制备SO3时，选择常压而不用高压 B．使用铁触媒能加快合成氨的反应速率 C．4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g)，加压体系颜色变深 D．开启啤酒瓶后，瓶中立即泛起大量泡沫 解析：选D　常压时SO2的转化率已经很高，若加压对设备要求高，增大投资和能量消耗，不能用勒夏特列原理解释，A错误；铁触媒为催化剂，使用铁触媒，能加快合成氨的反应速率，但不能使平衡发生移动，不能用勒夏特列原理解释，B错误；加压若是容器体积减小，NO2的浓度增大，颜色会变深，不能用勒夏特列原理解释，C错误；开启啤酒瓶后瓶内压强减小，CO2(aq)CO2(g)平衡正向移动，CO2(g)从啤酒中逸出，可以用勒夏特列原理解释，D正确。 4．(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．铁钢放入浓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 解析：选B　MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误； 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；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；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。 三、化学平衡的移动与转化率的判断 5. 三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。对于在恒容容器中进行的反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)　ΔH>0，下列操作既能提高反应速率又能增大SiHCl3转化率的是(　 ) A．增加SiHCl3的浓度　　　　 B．升高温度 C．及时分离出产物 D．充入稀有气体 解析：选B　A项，该反应前后气体分子数不变，增加SiHCl3的浓度，能提高反应速率，由于反应物只有1种，增加SiHCl3的浓度相当于增大压强，平衡不移动，SiHCl3的转化率不变；B项，升高温度能提高反应速率，该反应的正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，能增大SiHCl3的转化率；C项，及时分离出产物会使反应速率降低；D项，充入稀有气体，在恒容容器中对反应速率和SiHCl3的转化率均无影响。 6．CO2和H2合成甲醇过程中发生如下反应： Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1<0； Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2>0； 在催化剂作用下，将一定量的CO2和H2的混合气体充入一恒容密闭容器中进行反应，达到平衡时，CO2的转化率随温度变化如图。下列说法正确的是(　 ) A．缩小容器的体积，反应Ⅱ平衡不移动 B．温度高于400 ℃时，以反应Ⅰ为主 C．高温、高压能提高甲醇的平衡产率 D．选择合适的催化剂，可提高甲醇的选择性 解析：选D　CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)正反应气体系数和减小，缩小容器的体积，平衡正向移动，使CO2浓度降低、水蒸气浓度增大，由于CO2浓度降低、水蒸气浓度增大使CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)平衡逆向移动，A错误；根据图示，温度高于400 ℃时，随温度升高二氧化碳的转化率增大，反应 Ⅱ 吸热，可知温度高于400 ℃以反应 Ⅱ 为主，故B错误；CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)正反应放热，升高温度甲醇的平衡产率减小，C错误；催化剂具有选择性，选择合适的催化剂，可提高甲醇的选择性，D正确。 归纳拓展|平衡转化率的分析与判断 (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的转化率增大，A的转化率减小。 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)容器体积，气体反应物的转化率与其化学计量数有关。 (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，等效于压缩容器体积，A的转化率与化学计量数有关。 增大c(A) 逐点清(二)　化学反应进行的方向 [再认再现·旧知新学] 1．自发过程 含义 在一定条件下，不需要借助光、电等外力作用就能自动进行的过程 特点 放热过程可能自发进行 混乱度小转变为混乱度大的过程可能自发进行 2．熵、熵变的概念 3．熵值大小 (1)体系的熵值：体系的混乱程度越大，体系的熵值就越大。 (2)同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。 4．化学反应方向的判断 焓变(ΔH)＜0 有自发进行的倾向，但有些ΔH＞0的反应也可自发进行，焓变判断反应进行的方向不全面 熵变(ΔS)＞0 有自发进行的倾向，但有些ΔS＜0的反应也可自发进行，熵变判断反应进行的方向不全面 自由能的变化(ΔG)＜0 ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＜0的反应可自发进行，ΔG＝0，反应处于平衡状态，ΔG＞0，反应不能自发进行 注意：①ΔH＜0，ΔS＞0时，反应能自发进行；②ΔH＞0，ΔS＜0时，反应不能自发进行；③ΔH＞0，ΔS＞0时，高温可能自发进行；④ΔH＜0，ΔS＜0时，低温可能自发进行。 [边练边学·实践提能] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)CaCO3(s)高温,CaO(s)＋CO2(g)是一个熵增加的过程(√) (2)ΔH<0，ΔS>0的反应，一定是自发反应(√) (3)凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的(×) (4)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0(×) (5)2NaHCO3(s)===Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(g)在室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0(×) (6)合成氨反应在高温下能自发进行(×) 2．(2022·浙江选考)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)===An＋(aq)＋Bn－(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是(　 ) A．ΔH和ΔS均大于零 B．ΔH和ΔS均小于零 C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零 D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零 解析：选D　强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱，则熵越大。AB型强电解质固体溶于水，存在熵的变化。固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS，取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS＞0，反之，熵减，即ΔS＜0。综上所述，D项符合题意。 3．(1)已知在100 kPa、298 K时石灰石分解反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0，ΔS>0，则： ①该反应常温下__________(填“能”或“不能”)自发进行。 ②据本题反应数据分析，温度__________(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因素。 (2)已知下列数据：CaO(s)＋SO3(g)===CaSO4(s)　ΔH＝－401.9 kJ·mol－1 CaSO4(s) CaO(s) SO3(g) S/(J·mol－1·K－1) 107.0 39.75 256.65 用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体________(填“能”或“不能”)防止SO3污染环境。 解析：(1)①常温下石灰石不分解，反应不能自发进行；②该反应的ΔH>0，ΔS>0，属于熵增加的吸热反应，故在高温下该反应能够自发进行。(2)根据已知数据求得ΔS＝107.0 J·mol－1·K－1－39.75 J·mol－1·K－1－256.65 J·mol－1·K－1＝－189.4 J·mol－1·K－1，ΔH－TΔS＝－401.9 kJ·mol－1－298 K×(－189.4×10－3 kJ·mol－1·K－1)≈－345.46 kJ·mol－1，所以该反应能自发进行，因此用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境是可行的。 答案：(1)①不能　②能　(2)能 4．(1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)。已知该反应的ΔH＞0，简述该设想能否实现的依据。__________________________ ________________________________________________________________________。 (2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO＋2CO2CO2＋N2。反应能够自发进行，则反应的ΔH______0(填“＞”“＜”或“＝”)。理由是_________________ ________________________________________________________________________。 (3)已知CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋218 kJ·mol－1，该反应能够自发进行的反应条件是________。 答案：(1)不能实现，因为该反应的ΔH＞0，ΔS＜0，反应不可能自发进行　(2)＜　该反应的ΔS＜0，因该反应能自发进行，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0可知ΔH＜0　(3)高温 [课时跟踪检测] A级——强基训练 1．下列对熵的理解错误的是(　 ) A．等质量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小 B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大 C．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵增大 D．25 ℃、1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵减反应 解析：选D　同物质气体熵大于液体大于固体；同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小，A正确；熵是指体系的混乱度，体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大，B正确；熵增反应是反应自发进行的一个有利因素，C正确；2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)反应是气体体积增大的反应，也是熵增大的反应，D错误。 2．已知：I2(g)＋H2(g)2HI(g)　ΔH＝－9.48 kJ·mol－1，下列说法错误的是(　 ) A．断键吸收的能量小于成键放出的能量 B．其他条件不变，升高温度，c(I2)增大 C．其他条件不变，压缩体积加压，混合体系颜色不变 D．其他条件不变，增大c(I2)，H2的转化率增大 解析：选C　该反应是放热反应，则断键吸收的能量小于成键放出的能量，A正确；其他条件不变，升高温度，平衡向吸热反应方向移动即逆向移动，则c(I2)增大，B正确；其他条件不变，压缩体积加压，平衡不移动，容器体积减小，浓度变大，则混合体系颜色变深，C错误；其他条件不变，增大c(I2)，平衡正向移动，则H2的转化率增大，D正确。 3．下列说法不正确的是(　 ) A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行 B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 C．2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH>0 D．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0 解析：选C　Na与H2O反应生成氢氧化钠和氢气，该反应是熵增的放热反应，根据复合判据ΔG＝ΔH－TΔS知该反应能自发进行，A正确；根据复合判据ΔG＝ΔH－TΔS知若吸热反应能自发进行，该反应需是熵增反应，B正确；C项是个气体体积减小的熵减反应，根据复合判据ΔG＝ΔH－TΔS知，在常温下能自发进行，则该反应的ΔH<0，C错误；D项是个气体体积减小的熵减反应，根据复合判据ΔG＝ΔH－TΔS知，在常温下能自发进行，则该反应的ΔH<0，D正确。 4．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　 ) A．溴水中有下列平衡： Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 B．合成氨工业中使用铁触媒做催化剂 C．反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动 D．对于合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施 解析：选B　A项，溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入少量AgNO3溶液，HBr与AgNO3反应生成AgBr沉淀，c(HBr)减小，平衡正向移动，溶液的颜色变浅；B项，铁触媒做催化剂是加快反应速率，不影响平衡转化率，与平衡移动无关；C项，升高温度，平衡逆向移动；D项，合成氨的反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，有利于生成NH3。 B级——对标高考 5．肌肉中大量肌红蛋白Mb可以结合O2形成MbO2维持人体的生理活动，发生反应：Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)　ΔH，该过程可自发进行。温度为 T时，平衡常数K＝＝2.0 kPa－1(气体分压＝气体总压×体积分数)，下列说法中不正确的是(　 ) A．ΔH<0 B．提高p(O2)，K值变小 C．提高氧气浓度，有利于Mb(aq)的转化 D．当 ＝4.0 时，吸入的空气中p(O2)＝21 kPa ，该反应正向进行 解析：选B　由题中方程式可知此反应正反应是一个熵减的过程，所以ΔH<0才能自发，A正确；由平衡常数只受温度影响，K值不变，B错误；提高氧气浓度，有利于提高另一种反应物Mb(aq)的转化率，C正确；当 ＝4.0时，吸入的空气中p(O2)＝21 kPa ，此时Q＝<2.0 kPa－1，该反应正向进行，D正确。 6．一定温度下，密闭容器中反应 mX(g)＋nY(？)pW(s)＋2mZ(g)达到平衡时，c(X)＝0.3 mol·L－1，若其他条件不变，将容器体积缩小至原来的，再次达平衡时c(X)＝0.5 mol·L－1。下列判断正确的是(　 ) A．平衡向逆反应方向移动 B．Y可能是液体或固体 C．方程式中化学计量数：n>m D．Z的体积分数下降 解析：选C　平衡时c(X) ＝0.3 mol·L－1，将容器体积缩小到原来的，如果平衡不移动，X的浓度变为原来的2倍，即为0.6 mol·L－1，而重新平衡后c(X) ＝0.5 mol·L－1，说明增大压强平衡向正反应移动，反应为气体分子数减小的反应。从以上分析可知，平衡向正反应方向移动，A错误；增大压强，平衡向正向移动，说明反应物的气体系数之和大于生成物的气体系数之和，若Y是固体或液体，m<2m，所以Y是气体，B错误；根据B的分析，系数m＋n>2m，所以n>m，C正确；平衡向正反应移动，Z 的体积分数增大，D错误。 7．(2024·郑州宇华实验学校一模)利用水煤气合成甲醇的反应原理为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH，一定条件下，将1 mol CO和2 mol H2通入密闭容器中进行反应，当改变温度或压强时，平衡后甲醇的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示。下列说法不正确的是(　 ) A．该反应ΔH<0 B．图中压强的大小关系是a<b<c<d C．CH3OH的体积分数越大，平衡常数越大 D．恒温恒压时，往平衡体系中再充入1 mol甲醇，重新平衡后甲醇的体积分数不变 解析：选C　由图可知，升高温度，平衡逆向移动，即ΔH<0，故A正确；增大压强，平衡正向移动，平衡后甲醇的体积分数φ(CH3OH)变大，即压强a<b<c<d，故B正确；平衡常数只与温度有关，故C错误；恒温恒压时，往平衡体系中再充入 1 mol 甲醇，重新平衡时与原平衡为等效平衡，甲醇的体积分数不变，故D正确。 8．化学反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ在不同温度时达到平衡，其平衡常数如下表： 编号 化学方程式 温度 979 K 1 173 K Ⅰ Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) 1.47 2.15 Ⅱ CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 1.62 b Ⅲ Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g) a 1.68 根据以上信息判断，下列结论正确的是(　 ) A．将铁粉磨细可以使平衡Ⅰ向右移动 B．反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应 C．升高温度，反应Ⅲ平衡向正反应方向移动 D．a<b 解析：选B　Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)的K1＝，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的K2＝，Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)的K3＝，同温度下，K2＝，K3＝K1·K2,979 K时平衡常数a＝1.47×1.62≈2.38,1 173 K时平衡常数b＝≈0.78，故D错误；铁是固体，将铁粉磨细可以加快反应速率，但平衡不移动，A项错误；根据以上分析可知反应Ⅱ、Ⅲ的平衡常数随温度升高而减小，说明正反应都为放热反应，B项正确；反应Ⅲ的平衡常数随温度升高而减小，升高温度平衡逆向移动，C项错误。 9．(2024年1月·江西高考适应性演练)我国科学家成功利用CO还原NO，从源头上减少煤粉燃烧产生的大气污染。一定温度下，在1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO和1 mol NO，反应2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)平衡时，测得c(N2)＝0.2 mol·L－1，下列说法正确的是(　 ) A．升高温度，正、逆反应速率以相同倍数增大 B．加入催化剂使正反应速率加快，逆反应活化能增大 C．若往容器中再通入1 mol NO和1 mol CO2，则此时v正>v逆 D．若往容器中再通入2 mol CO和1 mol N2，则此时v正>v逆 解析：选D　一定温度下，在1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO和1 mol NO，反应2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)平衡时，测得c(N2)＝0.2 mol·L－1，则可建立如下三段式： 2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) 起始量/(mol·L－1)　1.0　 　 1.0　　　　0　　 　0 变化量/(mol·L－1)　0.4　 　 0.4　　 　0.2 　 　0.4 平衡量/(mol·L－1)　0.6　 　 0.6　　 　0.2 　 　0.4 K＝≈0.25。升高温度，平衡一定发生移动，则正、逆反应速率不同，增大的倍数不同，A不正确；加入催化剂使正、逆反应速率均加快，则催化剂使正、逆反应活化能都减小，B不正确；若往容器中再通入1 mol NO和1 mol CO2，浓度商Q＝≈0.43＞0.25，则此时平衡逆向移动，v正＜v逆，C不正确；若往容器中再通入2 mol CO和1 mol N2，则此时Q＝≈0.079＜0.25，平衡正向移动，v正>v逆，D正确。 10． T ℃时，在一固定容积1 L的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)C(s)，正反应为放热反应，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断不正确的是(　 ) A．T ℃时，该反应的平衡常数值为 B．若通入反应物A与B各4 mol，则达到平衡点为d点 C．若c点也为平衡点，则平衡从d移动到c改变条件可能为减小压强或升高温度 D．在d点向其中通入A气体，平衡正向移动，达到新平衡可能为a点 解析：选C　平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，固体和纯液体不写入表达式，A(g)＋B(g)C(s)，平衡常数K＝＝，A正确；若通入反应物A与B各4 mol, A(g)＋B(g)C(s)，A、B的反应比1∶1，则达到平衡点时，A、B物质的量相同，为d点，B正确；反应是放热反应，若c点为平衡状态，此时平衡常数小于T ℃平衡常数，说明平衡逆向进行，是升温的结果，温度高于T ℃，但压强不改变平衡常数，C错误；在d点向其中通入A气体，平衡正向移动，达到平衡状态下B物质的量减小的多，A比原平衡状态大，可能为a点，D正确。 11．丙烯是重要的化工原料，目前生产丙烯主要有丙烷脱氢、丙烷与二氧化碳耦合等技术。 方法一：丙烷在催化剂作用下直接脱氢法制丙烯 已知：主反应 Ⅰ：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)ΔH1>0 副反应 Ⅱ：C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g) (1)反应Ⅰ自发进行的条件为____________。 (2)一定温度下，向1 L恒容密闭容器中通入0.6 mol C3H8，压强为0.75 MPa，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)为p(C3H8)＝0.5 MPa、p(CH4)＝0.075 MPa，则该温度下，用物质的量浓度表示反应Ⅰ的平衡常数K的数值为____________。 (3)下列说法正确的是________。 A．通过充入惰性气体增大压强，不改变反应Ⅰ的反应速率 B．恒温恒压条件下，ΔH1保持不变，说明反应Ⅰ达到平衡状态 C．若只发生反应Ⅰ，恒压条件下，向原料气中掺入水蒸气，可增大反应的平衡常数，提高丙烯的产率 D．已知高温条件下，C—C键比C—H键更易断裂，则制备丙烯应选择较低温度下的高效催化剂 方法二：丙烷与二氧化碳耦合法制丙烯 (4)以In/Zn作为催化剂，丙烷与二氧化碳可通过耦合法制丙烯，主要发生如下反应： Ⅰ：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) Ⅱ：C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g) Ⅲ：3CO2(g)＋9H2(g)C3H6(g)＋6H2O(g) Ⅳ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 在580 ℃时，将C3H8和CO2按体积比1∶1充入一恒压密闭容器中进行反应，实验测得体系中C3H8(g)、CO2(g)的转化率和C3H6(g)的选择性随催化剂组成变化如图甲，体系中C3H8(g)、CO2(g)的平衡转化率和C3H6(g)的平衡产率随压强变化如图乙。 已知：C3H6(g)的选择性越高，副产物的含量越低。 耦合法制丙烯适宜选择的生产条件为______________________，随压强增大C3H6(g)的平衡产率先增大后减小的原因为_______________________________________________。 解析：(1)反应Ⅰ为熵增的吸热反应，高温条件下反应ΔH－TΔS＜0，能自发进行，则反应Ⅰ自发进行的条件为高温；(2)设平衡时氢气、甲烷的物质的量分别为a mol、b mol，由题意可建立如下三段式： 　　 C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) 起/mol　 　0.6　 　 　0　 　 0 变/mol 　 　a　　 　 　a　　 　a 平/mol　 0.6－a　　　 　a　 　 a C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g) 起/mol　0.6－a　 　　0　　　0 变/mol　 　b　　　 　b　　　b 平/mol 0.6－a－b　 b　　 b 由平衡前后物质的量之比等于压强之比可知，平衡时，气体的总压强为，由丙烷的分压为0.5 MPa可得×＝0.5，由甲烷的分压为0.075 MPa 可得×＝0.075，解联立方程可得a＝0.14、b＝0.06，则平衡时，丙烷的物质的量为0.4 mol，由容器的体积为1 L可知，反应的平衡常数K＝＝0.049；(3)A项，恒容容器中充入惰性气体，容器中气体的压强增大，但反应体系中各物质的浓度不变，所以反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应速率不变，正确；B项，反应中，反应的焓变始终不变，则恒温恒压条件下，ΔH1保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，错误；C项，平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，则恒压条件下，向原料气中掺入水蒸气，反应Ⅰ的平衡常数不变，错误；D项，由高温条件下，碳碳键比碳氢键更易断裂可知，制备丙烯应选择较低温度下的高效催化剂，防止碳碳键发生断裂生成乙烯，正确。(4)由图甲可知，在In/Zn的物质的量之比为2，压强为0.3 MPa时，丙烯的选择性和产率都最大，所以适合的条件是In/Zn的物质的量之比为2，压强为0.3 MPa；由图乙可知，压强低于0.3 MPa时，压强增大，反应以气体体积减小的反应Ⅲ为主，平衡向正反应方向移动，丙烯产率增大；压强高于0.3 MPa时，压强增大，反应以气体体积增大的反应Ⅰ为主，平衡向逆反应方向移动，丙烯产率减小，所以随压强增大丙烯的平衡产率先增大后减小。 答案：(1)高温　(2)0.049　(3)AD (4)In/Zn的物质的量之比为2，压强为0.3 MPa　压强低于0.3 MPa时，压强增大，反应Ⅲ平衡正向移动为主，丙烯产率增大；压强高于0.3 MPa时，压强增大，反应Ⅰ平衡逆向移动为主，丙烯产率减小 学科网（北京）股份有限公司 $$