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专题02化学平衡移动原理及其应用
建议时间:15分钟
突破一 化学平衡状态的判断
1、(24-25高一下·山东淄博·期中)在一定温度下的某密闭容器中,不能说明可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)已经达到平衡状态的标志是
A.HI的生成速率与HI的分解速率相等
B.HI的生成速率与H2的生成速率之比是2:1
C.单位时间内,一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
D.单位时间内,2molHI反应的同时生成1molI2
2、(24-25高一下·云南昭通·期中)可逆反应:,在容积不变的密闭容器中进行,下列能说明该反应达到平衡状态的有
①容器内总压强不再变化
②的百分含量保持不变
③的物质的量浓度之比为
④混合气体的颜色不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑦单位时间内生成的同时生成
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
突破二 外界条件对化学反应平衡的影响
3、(2024·天津·高考真题)在恒温密闭容器中,反应达到平衡。下列说法正确的是
A.达平衡后,和的浓度保持不变
B.减小容积,达新平衡时的浓度降低
C.维持恒容,加入一定量的,达新平衡时的浓度降低
D.维持恒压,加入一定量的氩气,达新平衡时的转化率减小
4、(2024高三·全国·专题练习)对可逆反应2A(s)+3B(g) 2C(g)+2D(g) ΔH<0,在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是
①增加A的量,平衡向正反应方向移动
②升高温度,平衡向逆反应方向移动,正减小
③压强增大一倍,平衡不移动,正、逆不变
④增大B的浓度,正>逆
⑤加入催化剂,平衡向正反应方向移动
A.①② B.④ C.③ D.④⑤
突破三 勒夏特列原理的应用
5、(24-25高二上·陕西安康·期末)勒夏特列原理又称平衡移动原理。下列现象不能用该原理解释的是
A.夏天打开汽水瓶盖时汽水中产生大量气泡
B.往新制氯水中加入适量碳酸钙固体可以增强漂白能力
C.唾液可以使淀粉水解速率加快
D.CO中毒者应及时移至空气流通处,必要时应放入高压氧舱
6、(24-25高二上·四川成都·期末)下列说法不能用勒夏特列原理解释的是
A.配制溶液时,先将其溶解在浓盐酸中
B.开启可乐碳酸饮料瓶的瓶盖,瓶中泛起大量泡沫
C.对平衡体系加压,颜色先变深后变浅
D.工业上和在常压下生成
突破四 等效平衡的应用
7、(24-25高三上·北京·阶段练习)800℃时,三个相同的恒容密闭容器中发生反应 ,一段时间后,分别达到化学平衡状态。
容器编号
起始浓度/()
I
0.01
0.01
0
0
Ⅱ
0
0
0.01
0.01
Ⅲ
0.008
0.008
0.002
0.002
下列说法不正确的是
A.Ⅱ中达平衡时,
B.Ⅲ中达平衡时,CO的体积分数大于25%
C.Ⅲ中达到平衡状态所需的时间比Ⅰ中的短
D.若Ⅲ中起始浓度均增加一倍,平衡时亦增加一倍
8、(24-25高一下·浙江宁波·期中)如图,I是恒压密闭容器,II是恒容密闭容器。其它条件相同时,在I、II中分别加入2molX和2molY,起始时容器体积均为VL,发生如下反应并达到平衡(X、Y状态未知):2X(?)+Y(?)aZ(g)。此时I中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2,则下列说法一定正确的是
A.若X、Y均为气态,则平衡时气体平均摩尔质量:I > II
B.若X、Y不均为气态,则平衡时气体平均摩尔质量:I>II
C.若X为固态,Y为气态,则I、II中从起始到平衡所需时间相同
D.平衡时I容器的体积小于VL
建议时间:15分钟
9.反应4NH3(g)+5O2(g) ⇌4NO(g)+6H2O(g),在5L密闭恒容容器中投入1 mol NH3和1 molO2,2min NO的物质的量增加了0.4 mol,下列说法正确的是
A.开始时刻与2 min时容器内压强之比为9:10
B.用氧气表示2 min内平均反应速率: v(O2)=0.05 mol/(L·min)
C.2 min内NH3的转化率是50%
D.当容器内混合气体密度不再发生变化时可判断反应已达化学平衡状态
10.t℃时,某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:,有关该平衡体系的说法正确的是
A.升高温度,平衡常数K增大,则正反应为吸热反应
B.增大压强,W质量分数增加
C.增大X浓度,平衡向正反应方向移动
D.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变大,则正反应是放热反应
11.向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应:,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.△H>0 B.气体的总物质的量:na>nc
C.a点平衡常数:K<12 D.反应速率:Va正>Vb正
12.(2023-2024高二上·福建三明·期中)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.恒容下,再充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动,v正加快、v逆减慢
B.缩小容器的体积,v正>v逆
C.恒容下,再充入一定量的Ar气,平衡向正反应方向移动
D.恒容下,再充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
13.下列三个反应均用:表示,条件改变时变化如图所示(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率),据此分析下列说法确的是
A.反应Ⅰ中,达平衡后升高温度,K值增大
B.反应Ⅰ中,若,则有a+1>c
C.反应Ⅱ中,达平衡后降低温度,C的体积分数减小
D.反应Ⅲ中,若,
14.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
①工业合成氨,反应条件选择高温 ②实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气 ③使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率 ④硫酸工业中,增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率
A.②③ B.②④
C.①③ D.①④
15, 在一个固定容积的密闭容器中加入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g)≒3C(g)+D(g),达到平衡时,C的浓度为wmol/L。若维持容器的容积和温度不变,按下列情况配比为开始浓度,达到平衡后C的浓度仍为wmol/L的是( )
A.4molA+2molB B.2molA+1molB+3molC+1molD
C.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD
E.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
16. 在密闭容器中,一定量混合气体发生反应xA(g)+yB(g)zC(g),达到平衡时,测得A的浓度为0.5 mol∙L−1,在温度不变的条件下,将容器的体积扩大到两倍,使再达到平衡,测得A的浓度降低为0.3 mol∙L−1,下列有关判断正确的是( )
A. B.平衡向正反应方向移动
C.B的浓度增大 D.C的体积分数下降
17.下列说法不正确的是
A.某温度下反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达平衡后,再压缩容器体积,则平衡逆向移动,再次达平衡后c(CO2)变小
B.已知CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O,向0.5 mol/L绿色的CuCl2溶液中加水,溶液颜色变为蓝绿色
C.某一可逆反应加入催化剂后反应速率加快,ΔH不改变,达平衡前相同时间内转化率会增大
D.分别向甲容器(恒温恒容)中充入lmol PCl5,乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各lmol,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0,平衡时平衡常数K(甲)<K(乙)
18.某温度时,在密闭容器中发生反应:,达平衡后,将体积扩大至原来的两倍,当再达到平衡时,W的浓度为原平衡状态的0.65倍,下列叙述正确的是
A.平衡逆移 B.Z的体积分数一定变小
C. D.X的转化率变大
19.(24-25高二上·山东济宁·阶段检测)碳一化学是指从一个碳原子的化合物(如CO、等)出发合成各种化学品的技术。
(1)已知:830℃时,反应的平衡常数为1.0,设起始时投入的、均为,恒容条件下,反应后达到平衡,则的转化率为 ,内, 。
在带活塞的某容器中,将和按物质的量之比为1:3投料,固定活塞使该容器体积为2L,发生反应,当温度分别为T1和T2时,反应体系中体积分数随时间变化如图。
(2)该反应的ΔH (填“>”“=”或“<”)0。
(3)一定温度下,下列措施能提高平衡转化率的是 (填字母)。
A.增大和的投料比 B.减小容器体积
C.升高温度 D.加入高效催化剂
(4)若某温度下,平衡时,保持其他条件不变,移动活塞至该容器体积固定为1L,此时平衡常数K (填“增大”“减小”或“不变”),达到新平衡时 1mol(填“>”“=”或“<”)。
20.(24-25高二上·山东青岛·期中)甲烷既是燃料,也是一种重要的化工原料。回答下列问题:
Ⅰ.甲烷与水蒸气重整制氢涉及的反应有:
① ;
② 。
(1)研究表明,反应②在催化下分三步进行,已知:
第一步:
第二步:
则第三步反应的热化学方程式为 。
(2)一定压强下,将甲烷与水蒸气按1:2的体积比通入反应体系。平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。曲线b代表的物质为 ;750°C以后,曲线a下降的原因是 。
Ⅱ.甲烷与二氧化碳自热重整工艺发生的反应为 。当投料比时,不同温度、压强对平衡转化率的影响如图所示。
(3)该反应自发进行的条件是 (填“任意温度”、“高温”或“低温”)。
(4)压强、、由大到小的顺序为 ,若,则点对应状态下,该反应的压强平衡常数 。
(5)温度高于1000℃时,不同压强下,平衡转化率趋于相同的原因是 。
建议时间:15分钟
21.(2025·甘肃·高考真题)加氢转化成甲烷,是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃,101kPa下,。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的是
A.减小体系压强 B.升高温度
C.增大浓度 D.恒容下充入惰性气体
22.(2025·安徽·高考真题)恒温恒压密闭容器中,时加入,各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率,k为反应速率常数)。
下列说法错误的是
A.该条件下
B.时间段,生成M和N的平均反应速率相等
C.若加入催化剂,增大,不变,则和均变大
D.若和均为放热反应,升高温度则变大
23.(2025·浙江·高考真题)下列说法正确的是
A.常温常压下和混合无明显现象,则反应在该条件下不自发
B.,升高温度,平衡逆移,则反应的平衡常数减小
C.,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.,则
24.(2025·北京·高考真题)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A.①中浓盐酸促进平衡正向移动
B.由①到②,生成并消耗
C.②、③对比,说明:②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
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专题02化学平衡移动原理及其应用
建议时间:15分钟
突破一 化学平衡状态的判断
1、(24-25高一下·山东淄博·期中)在一定温度下的某密闭容器中,不能说明可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)已经达到平衡状态的标志是
A.HI的生成速率与HI的分解速率相等
B.HI的生成速率与H2的生成速率之比是2:1
C.单位时间内,一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
D.单位时间内,2molHI反应的同时生成1molI2
【答案】D
【详解】A.HI的生成速率与分解速率相等,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,A不符合题意;
B.HI的生成速率(正反应)与H₂的生成速率(逆反应)之比为2:1,根据反应计量数关系,此时正逆反应速率相等,达到平衡状态,B不符合题意;
C.单位时间内断裂1个H—H键(正反应)的同时断裂2个H—I键(逆反应),说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,C不符合题意;
D.单位时间内2mol HI反应(仅逆反应方向)的同时生成1mol I2(逆反应),仅体现逆反应速率,无法判断正反应速率是否相等,D符合题意;
故选D。
2、(24-25高一下·云南昭通·期中)可逆反应:,在容积不变的密闭容器中进行,下列能说明该反应达到平衡状态的有
①容器内总压强不再变化
②的百分含量保持不变
③的物质的量浓度之比为
④混合气体的颜色不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
⑦单位时间内生成的同时生成
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【答案】B
【详解】①反应前后气体物质的量变化导致压强改变,压强不变说明平衡,达到平衡;
②的百分含量不变表明各物质浓度不变,达到平衡;
③各物质浓度不变才能说明达到平衡,不一定平衡;
④以上气体中只有二氧化氮是红棕色,其余气体无色,当混合气体颜色不变,说明各气体浓度不变,达到平衡;
⑤容器的体积不变,并且气体的质量反应前后均不变,无论是否平衡,混合气体的密度都不变,不一定平衡;
⑥该反应前后气体总物质的量变化。若未平衡,总物质的量会改变,导致平均相对分子质量变化,当其不变,说明达到平衡;
⑦该描述仅涉及正反应速率(生成和均为正反应),未体现逆反应速率,生成的速率比为是正反应的固有比例,无法判断是否平衡;
所以一定达到平衡的是①②④⑥。
故选B。
突破二 外界条件对化学反应平衡的影响
3、(2024·天津·高考真题)在恒温密闭容器中,反应达到平衡。下列说法正确的是
A.达平衡后,和的浓度保持不变
B.减小容积,达新平衡时的浓度降低
C.维持恒容,加入一定量的,达新平衡时的浓度降低
D.维持恒压,加入一定量的氩气,达新平衡时的转化率减小
【答案】A
【详解】A.达平衡时,各物质的浓度不再变化是化学平衡的基本特征,因此PCl5和PCl3的浓度保持不变,A正确;
B.减小容积(加压),平衡向气体物质的量少的一侧(逆反应)移动,PCl5的浓度应升高而非降低,B错误;
C.恒容下加入PCl3,平衡逆向移动,生成更多PCl5,其浓度应升高而非降低,C错误;
D.恒压下加入氩气,容器体积增大,相当于减压,平衡正向移动,PCl5的转化率应增大而非减小,D错误;
故选A。
4、(2024高三·全国·专题练习)对可逆反应2A(s)+3B(g) 2C(g)+2D(g) ΔH<0,在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是
①增加A的量,平衡向正反应方向移动
②升高温度,平衡向逆反应方向移动,正减小
③压强增大一倍,平衡不移动,正、逆不变
④增大B的浓度,正>逆
⑤加入催化剂,平衡向正反应方向移动
A.①② B.④ C.③ D.④⑤
【答案】B
【详解】①A是固体,增大A的量但A的浓度不变,故对平衡无影响,①错误;②升高温度,正、逆均应增大,但逆增大的程度大,平衡向逆反应方向移动,②错误;③压强增大平衡逆向移动,但正、逆都增大,③错误;④增大B的浓度,平衡向正反应方向移动,正>逆,④正确;⑤加入催化剂,平衡不移动,⑤错误,综上分析可知,只有④正确,故答案为:B。
突破三 勒夏特列原理的应用
5、(24-25高二上·陕西安康·期末)勒夏特列原理又称平衡移动原理。下列现象不能用该原理解释的是
A.夏天打开汽水瓶盖时汽水中产生大量气泡
B.往新制氯水中加入适量碳酸钙固体可以增强漂白能力
C.唾液可以使淀粉水解速率加快
D.CO中毒者应及时移至空气流通处,必要时应放入高压氧舱
【答案】C
【详解】A.打开瓶盖,压强减小,CO2的溶解平衡以及H2CO3分解平衡(H2CO3CO2+H2O)均向着压强增大,即气体数增多的方向进行,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.新制氯水中存在平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO,加入适量碳酸钙固体消耗H+,平衡正向移动,HClO浓度增大,漂白能力增强,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.唾液中的唾液淀粉酶可以作为催化剂加快淀粉的水解,但催化剂不影响化学平衡,不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.CO中毒是血红蛋白与CO结合,反应的方程式为CO+HbO2O2+HbCO,将中毒者移至空气流通处或进入高压氧舱治疗,肺泡中氧气浓度提高,化学平衡逆向移动,血液的含氧量也会逐渐恢复,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选C。
6、(24-25高二上·四川成都·期末)下列说法不能用勒夏特列原理解释的是
A.配制溶液时,先将其溶解在浓盐酸中
B.开启可乐碳酸饮料瓶的瓶盖,瓶中泛起大量泡沫
C.对平衡体系加压,颜色先变深后变浅
D.工业上和在常压下生成
【答案】D
【详解】A.配制溶液时,先将其溶解在浓盐酸中,是利用抑制的水解,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.打开可乐碳酸饮料瓶,瞬间瓶内压强骤减,反应平衡向逆反应方向移动,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.对平衡体系加压后,二氧化氮的浓度增大,颜色变深,平衡向正反应方向移动,二氧化氮的浓度又降低,颜色变浅,但仍比加压前的颜色深,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.是气体体积缩小的反应,常压不利于三氧化硫的转化,不能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故选D。
突破四 等效平衡的应用
7、(24-25高三上·北京·阶段练习)800℃时,三个相同的恒容密闭容器中发生反应 ,一段时间后,分别达到化学平衡状态。
容器编号
起始浓度/()
I
0.01
0.01
0
0
Ⅱ
0
0
0.01
0.01
Ⅲ
0.008
0.008
0.002
0.002
下列说法不正确的是
A.Ⅱ中达平衡时,
B.Ⅲ中达平衡时,CO的体积分数大于25%
C.Ⅲ中达到平衡状态所需的时间比Ⅰ中的短
D.若Ⅲ中起始浓度均增加一倍,平衡时亦增加一倍
【答案】B
【分析】利用反应,采用一边倒的方法将生成物全部转化为反应物,各反应物的浓度分别相等(都为0.01mol/L),则表明相同温度下、三个相同的恒容密闭容器中的平衡为等效平衡,达到平衡时各组分的浓度分别对应相等;容器Ⅰ中,可利用已知数据,并假设CO的浓度变化量为x,建立以下三段式:
K=,解得x=0.005mol/L。
【详解】A.Ⅱ与Ⅰ为恒温恒容下的等效平衡,所以达平衡时,c(H2)=x=0.005 mol·L−1,A 正确;
B.Ⅲ中达平衡时,CO物质的量浓度为0.005mol/L,CO的体积分数为=25%,B不正确;
C.Ⅲ可以看成是Ⅰ中反应进行的某个阶段,所以达到平衡状态所需的时间比Ⅰ中的短,C正确;
D.若Ⅲ中起始浓度均增加一倍,即相当于加压(气体体积变为原来的一半),由于反应前后气体分子数相等,所以平衡不移动,平衡时c(H2)亦增加一倍,D正确;
故选:B。
8、(24-25高一下·浙江宁波·期中)如图,I是恒压密闭容器,II是恒容密闭容器。其它条件相同时,在I、II中分别加入2molX和2molY,起始时容器体积均为VL,发生如下反应并达到平衡(X、Y状态未知):2X(?)+Y(?)aZ(g)。此时I中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2,则下列说法一定正确的是
A.若X、Y均为气态,则平衡时气体平均摩尔质量:I > II
B.若X、Y不均为气态,则平衡时气体平均摩尔质量:I>II
C.若X为固态,Y为气态,则I、II中从起始到平衡所需时间相同
D.平衡时I容器的体积小于VL
【答案】C
【分析】设转化了nmolY,列三段式:,达到平衡时,I中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2,则,n=0.8,,a=1,据此分析;
【详解】A.X、Y均为气态,II和I相比,相当于减压,平衡逆向移动,气体物质的量II>I,平衡时气体平均摩尔质量:II<I,A错误;
B.若X为固态,Y为气态,反应前后气体系数和相等,则平衡时气体平均摩尔质量:I=II,B错误;
C.若X为固态,Y为气态,反应前后气体系数和相等,I、II为始态相同的等效平衡,则I、II中从起始到平衡所需时间相同,故C正确;
D.若X为固态,Y为气态,平衡时I容器的体积等于VL,故D错误;
故选C。
建议时间:15分钟
9.反应4NH3(g)+5O2(g) ⇌4NO(g)+6H2O(g),在5L密闭恒容容器中投入1 mol NH3和1 molO2,2min NO的物质的量增加了0.4 mol,下列说法正确的是
A.开始时刻与2 min时容器内压强之比为9:10
B.用氧气表示2 min内平均反应速率: v(O2)=0.05 mol/(L·min)
C.2 min内NH3的转化率是50%
D.当容器内混合气体密度不再发生变化时可判断反应已达化学平衡状态
【答案】B
【解析】A.根据方程式4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)可知,2min NO的物质的量增加了0.4 mol,则H2O(g)的物质的量增加了0.6mol;NH3(g)、O2(g)分别消耗了0.4mol、0.5mol。反应前气体的物质的量为1mol+1mol=2mol,反应2min的物质的量为(0.6+0.5+0.4+0.6)mol=2.1mol,同温同压时,气体的物质的量之比等于压强知比,即开始时刻与2 min时容器内压强之比为2:2.1,故A错;
B.由A分析可知氧气的物质的量的变化量,则,故B正确;
C.由A分析可知,,则其转化率为,故C错;
D.由于反应物和生成物均为气体,所以反应过程中气体的质量一直不变,由于体积不变,则密度也一直不变,所以不能用密度判断该反应是否处于平衡状态,故D错;
答案选B。
10.t℃时,某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:,有关该平衡体系的说法正确的是
A.升高温度,平衡常数K增大,则正反应为吸热反应
B.增大压强,W质量分数增加
C.增大X浓度,平衡向正反应方向移动
D.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变大,则正反应是放热反应
【答案】A
【解析】根据平衡常数表达式得到反应方程式为:2Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g)。
A.升高温度,平衡向吸热反应移动,平衡常数K增大,说明正向移动,即正反应为吸热反应,故A正确;
B.增大压强,向体积减小方向移动即正向移动,W质量分数减小,故B错误;
C.增大X浓度即增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动,故C错误;
D.升高温度,平衡向吸热反应移动,若混合气体的平均相对分子质量变大,气体质量不变,说明向气体物质的量减小方向移动即正向移动,因此正反应是吸热反应,故D错误;
综上所述,答案为A。
11.向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应:,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.△H>0 B.气体的总物质的量:na>nc
C.a点平衡常数:K<12 D.反应速率:Va正>Vb正
【答案】D
【解析】A.由图像可知,在容器甲中是绝热条件下,开始压强增大,说明反应温度升高,故反应为放热反应,所以ΔH<0,故A错误;
B.a、c两点压强相等,容器体积相等,依据阿伏伽德罗定律,此时气体的物质的量与温度成反比,需注意a点温度比c点对应温度高,则气体总物质的量na<nc,故B错误;
C.假设c点达到平衡,设Z平衡物质的量为q,列出三段式:
在恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,则,解得q=0.75mol,根据K===12,c点平衡常数K=12,实际是c点不是平衡点,甲容器是绝热容器,a点是平衡点,a点的压强Pa=P始,若温度和c点相同,则平衡时气体总物质的量na=n始,甲容器绝热温度升高,则气体总物质的量na<n始,q>0.75mol,故a点平衡常数:K>12,故C错误;
D.温度越高,反应速率越大,因为甲是在绝热条件下,故a的温度大于b的温度,故反应速率:Va正>Vb正,故D正确;
答案选D。
12.(2023-2024高二上·福建三明·期中)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.恒容下,再充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动,v正加快、v逆减慢
B.缩小容器的体积,v正>v逆
C.恒容下,再充入一定量的Ar气,平衡向正反应方向移动
D.恒容下,再充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
【答案】B
【解析】A.恒容下,再充入一定量的水蒸气,反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动,正、逆反应速率均增大,故A错误;B.该反应是气体体积减小的反应,缩小容器的体积,气体压强增大,平衡向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率,故B正确;C.恒容下,再充入一定量的不参与反应的氩气,反应体系中各物质浓度不变,反应速率不改变,化学平衡不移动,故C错误;D.恒容下,再充入一定量的乙烯,反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动,但的转化率减小,故D错误;故选B。
13.下列三个反应均用:表示,条件改变时变化如图所示(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率),据此分析下列说法确的是
A.反应Ⅰ中,达平衡后升高温度,K值增大
B.反应Ⅰ中,若,则有a+1>c
C.反应Ⅱ中,达平衡后降低温度,C的体积分数减小
D.反应Ⅲ中,若,
【答案】B
【解析】A.由图可知,反应Ⅰ在相同压强下,升高温度,A的平衡转化率减小,平衡逆向移动,正反应为放热反应,K值减小,A项错误;
B.由图可知,若p1>p2,反应Ⅰ在相同温度下,增大压强,A的平衡转化率增大,平衡正向移动,则a+1>c,B项正确;
C.由图可知,T1达到平衡的时间比T2达到平衡的时间短,则T1>T2,升高温度,达到平衡时C的物质的量减小,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,达平衡后降低温度,平衡正向移动,C的体积分数增大,C项错误;
D.由图可知,若T1>T2,反应Ⅲ在相同压强下,升高温度,A的平衡转化率减小,平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,则∆H<0,D项错误;
答案选B。
14.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
①工业合成氨,反应条件选择高温 ②实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气 ③使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率 ④硫酸工业中,增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率
A.②③ B.②④
C.①③ D.①④
【答案】C
【解析】①工业合成氨的反应为放热反应,升高温度,平衡左移,不利于氨气的生成,不能用勒夏特列原理解释;②氯气溶于水的反应是一个可逆反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,因为饱和食盐水中含有大量的氯离子,相当于在氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子,平衡向逆反应方向移动,氯气溶解量减小,可以用勒夏特列原理解释;③催化剂不影响平衡移动,只能加快化学反应速率,所以不能用勒夏特列原理解释;④增大反应物O2的浓度,平衡向正反应方向移动,能增大SO2的转化率,可以用勒夏特列原理解释。综上所述,C项符合题意。
15, 在一个固定容积的密闭容器中加入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g)≒3C(g)+D(g),达到平衡时,C的浓度为wmol/L。若维持容器的容积和温度不变,按下列情况配比为开始浓度,达到平衡后C的浓度仍为wmol/L的是( )
A.4molA+2molB B.2molA+1molB+3molC+1molD
C.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD
E.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
【答案】DE
【解析】解决等效平衡题,常用极端假设法分析。将“3molC+1molD”转化为“2molA+1molB”将.5molC+0.5molD”转化为“1molA+0.5molB”。则B组起始状态相当于4molA+2molB”,C组起始状态相当于“2molA+2molB”,E组起始状态相当于“2molA+1molB”。显然,A、B、C组的起始量与“2molA+1molB”的起始量不同,均不能达到与其相同的平衡状态,而D、E组的起始量与“2molA+1molB”的起始量相同,能达到与其相同的平衡状态。故正确答案为D、E。
16. 在密闭容器中,一定量混合气体发生反应xA(g)+yB(g)zC(g),达到平衡时,测得A的浓度为0.5 mol∙L−1,在温度不变的条件下,将容器的体积扩大到两倍,使再达到平衡,测得A的浓度降低为0.3 mol∙L−1,下列有关判断正确的是( )
A. B.平衡向正反应方向移动
C.B的浓度增大 D.C的体积分数下降
【答案】D
【解析】【解答】A.根据分析知,减小压强平衡逆向移动,根据平衡移动原理正反应是气体分子总数减小的反应,故x+y>z,A不符合题意;
B.根据分析知,平衡向逆反应方向移动,B不符合题意;
C.扩大体积后,B的浓度必然减小,且即使平衡发生移动也不能抵消扩大体积对B浓度的减小作用,C不符合题意;
D.由于平衡逆向移动,故C的体积分数下降,D符合题意;
17.下列说法不正确的是
A.某温度下反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达平衡后,再压缩容器体积,则平衡逆向移动,再次达平衡后c(CO2)变小
B.已知CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O,向0.5 mol/L绿色的CuCl2溶液中加水,溶液颜色变为蓝绿色
C.某一可逆反应加入催化剂后反应速率加快,ΔH不改变,达平衡前相同时间内转化率会增大
D.分别向甲容器(恒温恒容)中充入lmol PCl5,乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各lmol,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0,平衡时平衡常数K(甲)<K(乙)
【答案】A
【解析】A.反应达平衡后压缩容器体积,平衡逆向移动,但同时气体体积减小,浓度增大,A错误;B.向0.5 mol/L绿色的CuCl2溶液中加水,平衡逆向移动,溶液颜色变为蓝绿色,B正确;C.催化剂可以加快反应速率,无法影响ΔH,由于反应速率加快,因此达平衡前相同时间内转化率会增大,但催化剂不能使平衡移动,C正确;D.甲容器(恒温恒容)中充入lmol PCl5,发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0,乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各lmol,发生反应:,该反应是放热反应,在绝热恒容条件下进行,升温使平衡逆向移动,则平衡时乙容器中PCl3和Cl2浓度大于甲容器,平衡时平衡常数K(甲)<K(乙),D正确;答案选A。
18.某温度时,在密闭容器中发生反应:,达平衡后,将体积扩大至原来的两倍,当再达到平衡时,W的浓度为原平衡状态的0.65倍,下列叙述正确的是
A.平衡逆移 B.Z的体积分数一定变小
C. D.X的转化率变大
【答案】D
【分析】在密闭容器中发生反应:aX(g)+bY(g)⇌cZ(g)+dW(g),达平衡后,将体积扩大至原来的两倍,若平衡不移动,只考虑体积改变,W浓度应为原来的0.5倍,但达到新平衡时,W的浓度为原平衡的0.65倍,说明平衡正向移动,据此解题。
【解析】A.根据分析,平衡正向移动,A错误;B.达平衡后,将体积扩大至原来的两倍,平衡正向移动,平衡向气体体积增大的方向移动,达到新平衡时,n(Z)增大,但体系总的物质的量也增大,则Z的体积分数可能不变,B错误;C.将体积扩大至原来的两倍,各组分浓度减小,相当于减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,根据分析,平衡正向移动,则(a+b)<(c+d),C错误;D.根据分析,平衡正向移动,则X的转化率变大,D正确;故选D。
19.(24-25高二上·山东济宁·阶段检测)碳一化学是指从一个碳原子的化合物(如CO、等)出发合成各种化学品的技术。
(1)已知:830℃时,反应的平衡常数为1.0,设起始时投入的、均为,恒容条件下,反应后达到平衡,则的转化率为 ,内, 。
在带活塞的某容器中,将和按物质的量之比为1:3投料,固定活塞使该容器体积为2L,发生反应,当温度分别为T1和T2时,反应体系中体积分数随时间变化如图。
(2)该反应的ΔH (填“>”“=”或“<”)0。
(3)一定温度下,下列措施能提高平衡转化率的是 (填字母)。
A.增大和的投料比 B.减小容器体积
C.升高温度 D.加入高效催化剂
(4)若某温度下,平衡时,保持其他条件不变,移动活塞至该容器体积固定为1L,此时平衡常数K (填“增大”“减小”或“不变”),达到新平衡时 1mol(填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1) 50% 0.1
(2)<
(3)AB
(4) 不变 <
【详解】(1)列出三段式:
,a=0.5,则CO(g)的转化率为50%;0∼5min内,;
(2)结合图像可知t2时反应先达到平衡状态,可知其反应速率快,温度较高,则t2大于t1,温度由t2到t1时,CH3OH体积分数增大,可知平衡正向移动,温度降低平衡正向移动,则正向为放热反应,ΔH<0;
(3)A.增大CO2(g)和H2 (g)的投料比,等同于增大二氧化碳浓度,可提高氢气的转化率,故A选;
B.该反应正向气体分子数减小,减小容器体积,增大压强,平衡正向移动,H2转化率增大,故B选;
C.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,H2转化率减小,故C不选;
D.加入高效催化剂,只提高反应速率,对平衡无影响,氢气的转化率不变,故D不选;
故选AB;
(4)若某温度下,保持其他条件不变,移动活塞至该容器体积固定为1L,增大压强,温度不发生改变,而K只受温度影响,温度不变,K不变;改变体积为1L后,各物质浓度瞬间增大一倍,此时,导致平衡正向移动,该温度下,开始平衡时,结合投料比可知平衡时c(CO2)=0.5mol⋅L−1,移动活塞至该容器体积固定为1L,瞬间c(CO2)=1.0mol⋅L−1,但增大压强平衡正向移动,c(CO2)减小,因此再次达到平衡时c(CO2)<1.0mol⋅L−1。
20.(24-25高二上·山东青岛·期中)甲烷既是燃料,也是一种重要的化工原料。回答下列问题:
Ⅰ.甲烷与水蒸气重整制氢涉及的反应有:
① ;
② 。
(1)研究表明,反应②在催化下分三步进行,已知:
第一步:
第二步:
则第三步反应的热化学方程式为 。
(2)一定压强下,将甲烷与水蒸气按1:2的体积比通入反应体系。平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。曲线b代表的物质为 ;750°C以后,曲线a下降的原因是 。
Ⅱ.甲烷与二氧化碳自热重整工艺发生的反应为 。当投料比时,不同温度、压强对平衡转化率的影响如图所示。
(3)该反应自发进行的条件是 (填“任意温度”、“高温”或“低温”)。
(4)压强、、由大到小的顺序为 ,若,则点对应状态下,该反应的压强平衡常数 。
(5)温度高于1000℃时,不同压强下,平衡转化率趋于相同的原因是 。
【答案】(1)2FeO(s)+H2O(g)=Fe2O3(s)+H2(g) △H=-38.4kJ/mol
(2) CO 曲线a代表H2,温度高于750°C达到平衡时,体系中没有CH4,说明反应以反应②为主,升温,平衡逆向移动,H2的物质的量减小
(3)高温
(4) P3>P2>P1 80MPa2
(5)高于1000。C时,温度为主要影响因素,反应受压强影响的程度很小
【详解】(1)反应②: ;
反应③: ;
反应④: ;
根据盖斯定律:第三步反应为②-(),△H=△H2-()kJ/mol=-38.4kJ/mol,第三步反应的热化学方程式为:2FeO(s)+H2O(g)=Fe2O3(s)+H2(g) △H=-38.4kJ/mol;
(2)温度升高,反应①正向移动,反应②逆向移动,CO的物质的量增多,则b曲线为CO的物质的量分数,a曲线代表H2的物质的量分数;
经过分析,曲线a代表H2,温度高于750℃达到平衡时,体系中没有CH4,说明反应以反应②为主,升高温度,平衡逆向移动,H2的物质的量减小,物质的量分数降低;
(3)反应的△S>0,由图可知,在同一个压强下,温度升高,CO的平衡转化率升高,平衡正向移动,正反应为吸热反应,△H>0,根据△G=△H-T△S<0可自发进行,则需要高温下可以自发进行;
(4)同一温度下,压强增大,平衡逆向移动,CO2的平衡转化率减小,因此压强大小关系为:P3>P2>P1;
物质的量分数分别是:CH4:,CO2:,CO:,H2:;分压分别是:CH4:MPa,CO2:,CO:,H2:;KP===80 MPa2;
(5)在温度高于1000℃时,温度为主要影响因素,反应受压强影响的程度很小,因此CO2的平衡转化率趋于相同。
建议时间:15分钟
21.(2025·甘肃·高考真题)加氢转化成甲烷,是综合利用实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃,101kPa下,。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的是
A.减小体系压强 B.升高温度
C.增大浓度 D.恒容下充入惰性气体
【答案】C
【详解】A.反应物气体总物质的量为5mol,生成物为3mol,减小压强会使平衡向气体体积增大的方向(逆反应)移动,A不符合题意;
B.该反应为放热反应,升高温度会使平衡向吸热的逆反应方向移动,B不符合题意;
C.增大浓度会提高反应物浓度,根据勒夏特列原理,平衡向正反应方向移动以消耗增加的,C符合题意;
D.恒容充入惰性气体不改变各物质浓度,对平衡无影响,D不符合题意;
故选C。
22.(2025·安徽·高考真题)恒温恒压密闭容器中,时加入,各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率,k为反应速率常数)。
下列说法错误的是
A.该条件下
B.时间段,生成M和N的平均反应速率相等
C.若加入催化剂,增大,不变,则和均变大
D.若和均为放热反应,升高温度则变大
【答案】C
【详解】A.①的,② ,②-①得到,则K=,A正确;
B.由图可知,时间段,生成M和N的物质的量相同,由此可知,成M和N的平均反应速率相等,B正确;
C.若加入催化剂,增大,更有利于生成M,则变大,但催化剂不影响平衡移动,不变,C错误;
D.若和均为放热反应,升高温度,两个反应均逆向移动,A的物质的量分数变大,即变大,D正确;
故选C。
23.(2025·浙江·高考真题)下列说法正确的是
A.常温常压下和混合无明显现象,则反应在该条件下不自发
B.,升高温度,平衡逆移,则反应的平衡常数减小
C.,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.,则
【答案】B
【详解】A.根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS,该反应ΔH<0、ΔS<0,温度较低时ΔG<0,故低温能自发进行,A错误;
B.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆移,平衡常数减小,B正确;
C.该反应为放热反应,则,则正反应的活化能小于逆反应的活化能,C错误;
D.,根据盖斯定律,反应①-反应②得到目标反应Na(s)+Cl2(g)=Na+(g)+Cl−(g),则ΔH=,由于不能明确相对大小,则ΔH不能确定,D错误;
故选B。
24.(2025·北京·高考真题)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:为黄色、为红色、为无色。
下列说法不正确的是
A.①中浓盐酸促进平衡正向移动
B.由①到②,生成并消耗
C.②、③对比,说明:②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【答案】D
【分析】的FeCl3溶液滴加数滴浓盐酸,生成更多的,溶液黄色加深;继续滴加1滴KSCN溶液,转化为,溶液变为红色;再加入NaF固体,转化为,溶液红色褪去,变为无色;再滴加KI溶液、淀粉溶液,无色溶液未见明显变化,说明I-未被氧化。
【详解】A.①中滴加数滴浓盐酸,试管溶液黄色加深,生成更多的,说明浓盐酸促进平衡正向移动,A正确;
B.由①到②,溶液变为红色,说明转化为,即生成并消耗,B正确;
C.②、③溶液中,均存在平衡,由于温度不变,故该反应的平衡常数不变,由于②、③溶液中含有的初始浓度相同,且②溶液为红色,③溶液为无色,故能说明:②>③,C正确;
D.类似C选项分析,由①→④推断,溶液中的是越来越小的,若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液,无法确定①中溶液中的的含量是否能够氧化I-,D错误;
故选D。
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