第7章 第43讲 化学平衡移动（教师word）-【金版新学案】2025年高考化学高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

第43讲　化学平衡移动 【课程标准】　掌握外界条件(浓度、温度、压强)对化学平衡的影响和勒夏特列原理。 考点一　化学平衡移动 1．化学平衡移动 (1)原因：反应条件的改变导致v正≠v逆。 (2)化学平衡移动方向与化学反应速率的关系 ①v正>v逆时，平衡向正反应方向移动； ②v正＜v逆时，平衡向逆反应方向移动； ③v正＝v逆，平衡不移动。 2．外界因素对化学平衡的影响 在一定条件下，aA(g)＋bB(g)mC(g)　ΔH<0达到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡影响如下： 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(对有气体存 在的反应) 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 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 3.几种特殊情况说明 (1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。 (2)“惰性气体”对化学平衡的影响。 ①恒温、恒容条件： 原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。 ②恒温、恒压条件： 原平衡体系容器容积增大，各反 应气体的分压减小―→ (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．勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 [正误辨析] 1．化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动(　　) 2．升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大(　　) 3．化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大(　　) 4．向平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅(　　) 学生用书↓第238页 5．对于2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅(　　) 答案：1.×　2.×　3.√　4.×　5.× (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：该反应的正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错误；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错误；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错误。 (2023·湖南卷)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A．x1＜x2 B．反应速率：vb正＜vc正 C．点a、b、c对应的平衡常数：Ka＜Kb＝Kc D．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 答案：B 解析：图像分析如下： 结合图像分析可知，A项正确，B项错误；该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，结合图像可知平衡常数Ka<Kb＝Kc，C项正确；该反应反应前后气体分子数不相等，恒温恒容时，容器内压强不再发生变化，即达到平衡状态，D项正确。 (2023·湖北卷节选)C·40H19(g)C40H18(g)＋H·(g)及C·40H11(g)C40H10(g)＋H·(g)反应的ln K(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下，ln K＝－＋c(R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：两反应过程中断键和成键过程相同 解析：图中两条线几乎平行，说明两条线的斜率近似相等，即两反应的ΔH基本相等，原因是两反应均断开1个碳氢键、形成1个碳碳键，反应历程几乎等效，所以反应限度受温度影响的程度几乎相同。 1．对于一定条件下的可逆反应： 甲：A(g)＋B(g)C(g)　ΔH<0 乙：A(s)＋B(g)C(g)　ΔH<0 丙：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH>0 达到化学平衡后加压，使体系体积缩小为原来的。 (1)平衡移动的方向：甲________ (填“向左”“向右”或“不移动”，下同)；乙________；丙________。 (2)设压缩之前压强分别为p甲 、p乙、p丙，压缩后压强分别为p′甲、p′乙、p′丙，则p甲与p′甲 、p乙与p′乙、p丙与p′丙 的关系分别为甲_____________________________________________； 乙__________；丙____________。 (3)混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；乙____________；丙____________。 答案：(1)向右　不移动　不移动　(2)p甲＜p′甲 ＜2p甲　p′乙＝2p乙　p′丙＝2p丙　(3)增大　不变　不变 2．在密闭容器中，反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，在一定条件下达到平衡状态，试回答下列问题： (1)若保持体积不变，通入氦气，则平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。 (2)若保持压强不变，通入氦气，平衡向正反应方向移动，则x、y、z的关系为__________。 答案：(1)不　(2)x＋y＜z 学生用书↓第239页 3．用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染，其反应为2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。 (1)实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl～T曲线如下图： 则总反应的ΔH________0(填“>”“＝”或“<”)。 (2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，请在上图画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说明理由： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)<　(2)如图所示 温度相同的条件下，增大压强，平衡右移，αHCl增大，因此曲线应在原曲线上方 4．甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下： ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0 ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＞0 ⅲ.CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)　ΔH＞0 一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。 (1)温度为470 K时，图中P点________(填“是”或“不是”)处于平衡状态。在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是_____________________________________________ ________________________________________________________________________； 490 K之后，甲醇产率下降的原因是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)一定能提高甲醇产率的措施是______(填字母)。 A．增大压强 B．升高温度 C．选择合适催化剂 D．加入大量催化剂 答案：(1)不是　温度越高化学反应速率越快　升高温度，反应ⅰ逆向移动，催化剂活性降低　(2)AC 解析：(1)温度为470 K时，图中P点不是处于平衡状态。在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是温度越高，化学反应速率越快；490 K之后，甲醇产率下降的原因是升高温度，反应ⅰ逆向移动，催化剂活性降低。(2)增大压强，反应ⅰ平衡正向移动，A项正确；升高温度，反应ⅰ平衡逆向移动，B项错误；选择合适催化剂，可提高甲醇产率，C项正确；加入大量催化剂，不影响产率，D项错误。 考点二　改变反应物的用量对转化率变化的影响 以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例： (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化学计量数有关。 同倍数增大 c(A)和c(B) 学生用书↓第240页 对于以下三个反应，均只加入反应物后达到平衡，保持温度、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(g)的分解率__________，HI(g)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________。 (4)mA(g)＋nB(g)pC(g) 同等倍数的加入A(g)和B(g)，平衡________移动，达到平衡后，①m＋n>p，A、B的转化率都______，体积分数都________；②m＋n＝p，A、B的转化率、体积分数都________；③m＋n<p，A、B的转化率都________，体积分数都________。 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 (4)正向　①增大　减小　②不变　③减小　增大 1．在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，平衡时测得C的浓度为0.50 mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，再达到平衡时，测得C的浓度变为0.90 mol·L－1。下列有关判断不正确的是(　　) A．C的体积分数增大了 B．A的转化率降低了 C．平衡向逆反应方向移动 D．x＋y<z 答案：A 解析：平衡时测得C的浓度为0.5 mol·L－1，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，C的浓度为1.00 mol·L－1，而再达到平衡时，测得C的浓度变为0.90 mol·L－1，C的浓度减小，反应逆向进行。 2．(2023·福州八校联考)一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是(　　) 容器 温度/K 起始浓度/(mol·L－1) 平衡浓度/ (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. 该反应的正反应吸热 B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 答案：D 解析：对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终两者等效，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，因为正反应是放热反应，降温反应向正反应方向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者等效，两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率更快，D正确。 3．一定条件下存在反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，其正反应放热。图1、图2表示起始时容器甲、丙体积都是V，容器乙、丁体积都是；向甲、丙内都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒温；向乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持绝热(即与外界无热量交换)，在一定温度时开始反应。 下列说法正确的是(　　) A．图1达平衡时，c(SO2)：甲＝乙 B．图1达平衡时，平衡常数K：甲<乙 C．图2达平衡时，所需时间t：丙<丁 D．图2达平衡时，体积分数φ(SO3)：丙>丁 答案：D 解析：甲和乙若都是恒温恒压，则两者等效，但乙为绝热恒压，又该反应正反应为放热反应，则温度：甲<乙，温度升高平衡向逆反应方向移动，c(SO2)：甲<乙，平衡常数K：甲>乙，A、B项错误；丙和丁若都是恒温恒容，则两者等效，但丁为绝热恒容，则温度：丙<丁，温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，所用的时间：丙>丁，C项错误；温度升高平衡向逆反应方向移动，体积分数φ(SO3)：丙>丁，D项正确。 学生用书↓第241页 4．T ℃时，在容积为2 L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下： 容器 甲 乙 丙 反应物的投入量 3 mol A 2 mol B 6 mol A 4 mol B 2 mol C 达到平衡的时间/min 5 8 A的浓度/(mol·L－1) c1 c2 C的体积分数/% w1 w3 混合气体的密度/(g·L－1) ρ1 ρ2 下列说法正确的是(　　) A．若x＜4，则2c1＜c2 B．若x＝4，则w1＝w3 C．无论x的值是多少，均有2ρ1＝ρ2 D．甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短 答案：C 解析：若x＜4，则正反应为气体分子数减少的反应，乙容器对于甲容器而言，相当于加压，平衡正向移动，所以2c1＞c2，A项错误；若x＝4，则反应前后气体分子数相等，由于起始时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等，故w3不可能等于w1，B项错误；起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，两容器的容积相等，故恒有2ρ1＝ρ2，C项正确；起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍，起始浓度越大，反应速率越快，故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短，D项错误。 归纳总结 构建两套思维模型 1．构建恒温恒容平衡思维模型 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。 2．构建恒温恒压平衡思维模型(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 　　 课时测评43　化学平衡移动 (时间：45分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题，每题7分，第10题18分，第11题19分，共100分) 1．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．对于反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深 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的反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施 答案：B 解析：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，A可以用勒夏特列原理解释；2HI(g)H2(g)＋I2(g)是反应前后气体分子总数不变的反应，缩小容器的容积，压强增大，平衡不移动，但c(I2)增大，导致平衡体系的颜色变深，故B不能用勒夏特列原理解释；反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)的ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，C可以用勒夏特列原理解释；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，D可以用勒夏特列原理解释。 2．一定条件下：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是(　　) A．温度0 ℃、压强50 kPa B．温度130 ℃、压强300 kPa C．温度25 ℃、压强100 kPa D．温度130 ℃、压强50 kPa 答案：D 解析：测定二氧化氮的相对分子质量，要使测定结果误差最小，应该使混合气体中NO2的含量越多越好，为了实现该目的，应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应，可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动，则选项中，温度高的为130 ℃，压强低的为50 kPa，结合二者选D。 3．已知反应式：mX(g)＋nY(？)pQ (g)＋2mZ(g)，达到平衡时c(X)＝0.3 mol·L－1。其他条件不变，将容器体积缩小到原来的，重新平衡后c(X)＝0.5 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A．平衡向逆方向移动 B．Y 可能是固体 C．化学计量数n>m D．Z 的体积分数减小 答案：C 解析：平衡时c(X)＝0.3 mol·L－1，将容器体积缩小到原来的的瞬间，X的浓度变为原来的2倍，即为0.6 mol·L－1，重新平衡后c(X)＝0.5 mol·L－1，说明平衡在增大压强时向正向移动。从以上分析可知，平衡向正方向移动，故A错误；增大压强，平衡正向移动，说明反应物的化学计量数之和大于生成物的化学计量数之和，若Y 是固体，反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和，所以Y是气体，故B错误；根据B的分析，化学计量数m＋n＞p＋2m，即n＞p＋m，所以n＞m，故C正确；平衡正向移动，所以Z 的体积分数增大，故D错误；故选C。 4．在容积为2 L的密闭容器中，进行如下化学反应：2CuCl2(s)2CuCl(s)＋Cl2(g)，其化学平衡常数K和温度的关系如表： T/℃ 800 900 1 000 1 100 1 200 K 1.1 1.5 1.75 1.90 2.08 根据信息作出的下列判断正确的是(　　) A．此反应为放热反应 B．此反应在1 050 ℃达平衡时，1.75<K＝<1.90 C．1 000 ℃条件下容器容积由2 L变为1 L，平衡逆向移动，达平衡时Cl2的浓度保持不变 D．降温和加入CuCl固体都能使平衡发生移动 答案：C 解析：由表中数据可知，升高温度，K不断增大，则平衡正向移动，所以此反应为吸热反应，A错误；反应中，CuCl2、CuCl都呈固态，不能出现在平衡常数表达式中，所以此反应在1 050 ℃达平衡时，1.75<K＝c(Cl2)<1.90，B错误；1 000 ℃条件下容器容积由2 L变为1 L，相当于加压，平衡逆向移动，但由于平衡常数K不变，所以达平衡时Cl2的浓度保持不变，C正确；加入CuCl固体时，并不影响平衡体系中Cl2的浓度，所以不能使平衡发生移动，D错误。 5．对密闭容器中进行的反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)绘制如下图像，下列说法错误的是(　　) A．依据图甲可判断正反应为放热反应 B．在图乙中，虚线可表示使用了催化剂后X的转化率 C．图丙可表示减小压强，平衡向逆反应方向移动 D．依据图丁中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH<0 答案：C 解析：图甲中v正、v逆曲线的交点是平衡点，升高温度，v正增大的程度小于v逆，平衡逆向移动，则该反应的正反应是放热反应，A正确；使用催化剂，可加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但平衡不移动，X的转化率不变，故图乙中虚线可表示使用催化剂后X的转化率，B正确；减小压强，v正、v逆均减小，v正减小的程度大于v逆，平衡逆向移动，与图丙不相符，C错误；X、Y、Z均为气体，混合气体的总质量不变，图丁中M随温度升高而逐渐减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则正反应的ΔH<0，D正确。 6．有两个相同带活塞的容器，向容器a中充入NO2(g)，待颜色不再变化，再向容器b中充入溴蒸气，使两容器的颜色相同和体积相等[注意：同浓度的NO2和Br2蒸气颜色相同，2NO2(g)N2O4(g)(无色)]，迅速将两容器同时压缩(假设气体不液化)，下列说法正确的是(　　) A．a→a′过程中，颜色突然加深，然后逐渐变浅，最终颜色比原来的浅 B．若对a和b以极慢的速度缓缓压缩，则a和b的颜色均慢慢加深，但在每一个相同的时间点，b的颜色总比a的深 C．假设容器和活塞均为无色，从容器左侧观察a和a′，a′的颜色比a浅 D．气体的物质的量：na′一定大于nb′ 答案：B 解析：a→a′过程中，增大压强，2NO2(g)N2O4(g)平衡正向移动，有一定量的NO2转化成N2O4，但是新平衡时各气体物质的物质的量浓度均比旧平衡时大；b→b′过程中，溴蒸气的物质的量不变，浓度增大。a→a′过程中，开始时容器的容积瞬间减小，NO2的浓度瞬间增大，则颜色突然加深，2NO2(g)N2O4(g)平衡正向移动，NO2的浓度逐渐减小，则颜色又逐渐变浅，但是新平衡时各气体物质的浓度均比旧平衡时大，则最终颜色比原来的深，故A错误；在以极慢的速度缓缓压缩的过程中，a中2NO2(g)N2O4(g)平衡正向移动，有一定量的NO2转化成N2O4，而b→b′过程中，溴蒸气的物质的量不变，但在每一个相同的时间点，溴蒸气的浓度总是比NO2的浓度大，故b的颜色总比a的深，故B正确；由A项分析知，从容器左侧观察a和a′，a′的颜色更深，故C错误；a′中反应为气体分子数减小的反应，而b′中气体分子数不变，故na′一定小于nb′，故D错误；故选B。 7．某温度下，在一容积可变的恒压容器中，反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是(　　) A．均减半 B．均加倍 C．均增加1 mol D．均减少1 mol 答案：C 解析：容积可变，说明是恒温、恒压条件，满足“等比等效”。A项，“均减半”后A、B、C的物质的量分别为2 mol、1 mol和2 mol，满足“等比等效”，平衡不会移动；B项，“均加倍”后A、B、C的物质的量分别为8 mol、4 mol和8 mol，满足“等比等效”，平衡不会移动；C项，“均增加1 mol”后A、B、C的物质的量分别为5 mol、3 mol和5 mol，相当于在5 mol、2.5 mol和5 mol的基础上又增加了0.5 mol B，平衡向右移动；D项，“均减小1 mol”后A、B、C的物质的量分别为3 mol、1 mol和3 mol，相当于在3 mol、1.5 mol和3 mol的基础上减少了0.5 mol B，平衡向左移动。 8．在一个固定容积的密闭容器中充入2 mol NO2，一定温度下建立平衡：2NO2N2O4，此时NO2的转化率为x%，若再充入1 mol N2O4，在温度不变的情况下，达到新的平衡时，测得NO2的转化率为y%，则x和y的大小关系正确的是(　　) A．x>y B．x<y C．x＝y D．不能确定 答案：B 解析：先建立等效平衡模型，即假设原容器的体积可变，当再充入1 mol N2O4后重新建立起的平衡和原平衡等效，此时NO2的转化率依然为x%。当体积不发生变化时，在原平衡的基础上要缩小容器的体积，即增大了压强，该反应正反应方向为气体体积缩小的方向，平衡向正反应方向移动，NO2的转化率增大，即x<y。 9．如图所示，A是由导热材料制成的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊。关闭K2，将各1 mol NO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为a L。若打开K2，平衡后B容器的体积缩至0.4a L，则打开K2之前，气体B体积为(　　) A．0.1a L B．0.3a L C．0.5a L D．0.7a L 答案：D 解析：将NO2充入两个容器中发生2NO2N2O4的反应，打开K2，相当于是在等温等压条件下建立平衡，此时建立起的平衡与未打开K2时B容器建立起的平衡等效。由于此时反应物的物质的量是B中的2倍，所以打开K2之前，气球B的体积为(a L＋0.4a L)÷2＝0.7a L。 10．(18分)(1)某兴趣小组对该反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。 t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是________(用图中“a”“b”“c”“d”表示)，理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0]中，CO和H2分压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。 467 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。489 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。 答案：(1)b　开始体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小　(2)b　c　a　d 解析：(1)t2时将容器体积压缩到原来的一半，开始N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小，故b曲线符合。 (2)水煤气变换中CO是反应物，H2是生成物，又因为该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，重新达到平衡时，H2的压强减小，CO的压强增大。故a曲线代表489 ℃时pH2随时间变化关系的曲线，d曲线代表489 ℃时pCO随时间变化关系的曲线，b曲线代表467 ℃时pH2随时间变化关系的曲线，c曲线代表467 ℃时pCO随时间变化关系的曲线。 11．(19分)(2023·广东广州统考一模)乙醇可以通过部分氧化制氢气，涉及的相关反应方程式如下： a．C2H5OH(g)⥫⥬CH4(g)＋CO(g)＋H2(g)　ΔH1 b．2CH4(g)＋3O2⥫⥬2CO(g)＋4H2O(g)　ΔH2 c．CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)　ΔH3 d．CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋3H2(g)　ΔH4 (1)若发生反应C2H5OH(g)＋O2(g)⥫⥬2CO(g)＋3H2(g)　ΔH5，可提高乙醇中氢原子的利用率，反应的ΔH5＝________________(用代数式表示)。 (2)用平衡分压代替平衡浓度时，平衡常数可表示为Kp，各反应的lg Kp随温度的变化如图1所示。 ①以上反应中，属于吸热反应的有______(填字母)。 ②平衡常数大于105时可认为反应完全，则1 500 K时，反应完全进行的有________(填字母)。 (3)恒压条件下往反应容器中通入2.0 mol C2H5OH和少量O2 ，平衡时体系中各物质(CH4、H2、CO、CO2、H2O)的物质的量分数随温度的变化如图2所示。 ①图中表示CO的曲线为______(填“m”或“n”)。 ②下列说法正确的是______(填字母)。 A．当气体密度不再发生变化时，反应达到平衡状态 B．温度升高，反应的v正增大，v逆减小 C.达到平衡时分离出部分H2O，c反应的平衡常数增大 D．加入稀有气体，重新达到平衡时H2的物质的量增加 ③T1 K下达到平衡时C2H5OH和O2均反应完全，CH4、H2和H2O的物质的量分数分别为0.20、0.32、0.12，则平衡时H2的物质的量为________mol，c反应的平衡常数K＝________。 答案：(1)ΔH1＋ΔH2＋ΔH4 (2)①ad　②ab (3)①n　②AD　③　 解析：(1)由盖斯定律可知a＋×b＋×d可得反应C2H5OH(g)＋O2(g)⥫⥬2CO(g)＋3H2(g)　ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH4； (2)①由图示知随着温度升高，bc反应的平衡常数减小，ad反应的平衡常数增大，故ad反应属于吸热反应，升高温度平衡正向移动；②平衡常数大于105即lg Kp>5时可认为反应完全，则1 500 K时，反应完全进行的有ab。(3)①ad反应属于吸热反应，升高温度平衡正向移动，故CO的含量增大，曲线n为CO的曲线；②该体系只有气体参与反应，质量守恒，m总不变，反应体系是气体物质的量增大的反应，恒压体系容器的体积增大，故密度是个变量，当气体密度不再发生变化时，反应达到平衡状态，选项A正确；温度升高，反应的v正、v逆均增大，选项B错误；平衡常数是个随温度变化的常数，达到平衡时分离出部分H2O，c反应的平衡常数不变，选项C错误；恒压环境中加入稀有气体，容器体积增大，反应体系的分压减小，ad反应平衡正向移动，重新达到平衡时H2的物质的量增加，选项D正确；③CH4、H2和H2O的物质的量分数分别为0.20、0.32、0.12，则一氧化碳和二氧化碳的物质的量分数之和为1－(0.2＋0.32＋0.12)＝0.36，设平衡时各物质总的物质的量为n总，根据碳元素守恒可知(0.20＋0.36)×n总＝4，故n总＝mol，则氢气的物质的量为×0.32 mol＝ mol；由图可知，T1K下达到平衡时CO和CO2的物质的量相等，则n(CO)＝n(CO2)＝×0.36n总＝ mol，n(H2O)＝0.12n总＝ mol，c(CH4)＝0.2n总＝ mol，c反应的平衡常数K＝＝＝。 学科网（北京）股份有限公司 $$