專題六第三單元化學(xué)平衡的移動

1、第三單元化學(xué)平衡的移動一、選擇題1對于達到平衡的可逆反應(yīng)：XYWZ，增大壓強則正、逆反應(yīng)速率(v)的變化如圖所示，分析可知X、Y、Z、W的聚集狀態(tài)可能是 ()。AZ、W為氣體，X、Y中之一為氣體BZ、W中之一為氣體，X、Y為非氣體CX、Y、Z皆為氣體，W為非氣體DX、Y為氣體，Z、W中至少有一種為氣體解析由題意和圖像可知，壓強增大，正逆反應(yīng)速率都增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動，這說明反應(yīng)物和生成物中都有氣體，且正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。因此可以得出：X、Y都是氣體，W、Z中只有一種為氣體，符合這一條件的只有C選項。答案C2在10 L密閉容器中，A、B、C三種氣態(tài)物質(zhì)構(gòu)成了可逆反應(yīng)體系；某溫度時

2、，A、B、C物質(zhì)的量與時間的關(guān)系如圖一，C的百分含量與溫度的關(guān)系如圖二。下列分析不正確的是()A04 min時，A的平均反應(yīng)速率為0.1 mol/(Lmin) B該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為：KC由T1向T2變化時，v正v逆D此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)解析 由圖一知在4 min時A消耗0.4 mol，故04 min時，A的平均反應(yīng)速率為：0.4 mol/(10 L4 min)0.01 mol/(Lmin)；根據(jù)圖一所示A、B、C物質(zhì)的量的變化，可知該可逆反應(yīng)為：2A(g)B(g)C(g)，由此可知B正確；由圖二知在T3時反應(yīng)達到平衡，故在T3前，反應(yīng)一直正向進行，v正v逆；由T3升溫到T4時，C%減

3、小，說明平衡逆向進行，故可判知正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。答案 A3某溫度下的2 L密閉容器中，3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時的物質(zhì)的量(n)如下表所示。下列說法正確的是()。XYWn(起始狀態(tài))/mol210n(平衡狀態(tài))/mol10.51.5A.該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式是KB升高溫度，若W的體積分數(shù)減小，則此反應(yīng)H0C增大壓強，正、逆反應(yīng)速率均增大，平衡向正反應(yīng)方向移動D該溫度下，再向容器中通入3 mol W，達到平衡時，n(X)2 mol解析根據(jù)提供數(shù)據(jù)，平衡建立過程中X、Y減少的物質(zhì)的量分別為1 mol、0.5 mol，W增加的物質(zhì)的量為1.5 mol，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2X(g)Y(

4、g)3W(g)，化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K，A錯誤；升高溫度，若W的體積分數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H0，B錯誤；增大壓強，正、逆反應(yīng)速率均增大，但反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，平衡不移動，C錯誤；該溫度下，再向容器中通入3 mol W，等效于起始時充入4 mol X、2 mol Y，所達平衡與原平衡等效，X的百分含量不變，因此，達平衡時n(X)2 mol，D正確。答案D4H2和CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)。下表是986 時，在容積不變的密閉容器中進行反應(yīng)的四組數(shù)據(jù)：編號起始濃度/(molL1)平衡濃度/(molL1)

5、c0(H2)c0(CO2)c0(H2O)c0(CO)c(H2)c(CO2)c(H2O)c(CO)11.01.0000.440.440.560.5621.02.0000.271.270.730.733002.02.00.880.881.121.1240.20.40.60.80.3440.5440.4560.656下列敘述中正確的是()。該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)約為1.62該反應(yīng)的平衡常數(shù)與反應(yīng)的起始濃度無關(guān)增大CO2的起始濃度，可使CO2的轉(zhuǎn)化率增大從反應(yīng)開始至達到平衡狀態(tài)，混合氣體的密度沒有發(fā)生改變A B C D解析此溫度下K1.62，平衡常數(shù)K只是溫度的函數(shù)，與起始濃度無關(guān)，故正確；增大CO2

6、起始濃度，CO2轉(zhuǎn)化率降低，錯誤；反應(yīng)體系中各物質(zhì)均為氣體，且容積不變，故從始至終密度不變，正確。答案C5某恒溫密閉容器發(fā)生可逆反應(yīng)：Z(？)W(？)=X(g)Y(？)H，在t1時刻反應(yīng)達到平衡，在t2時刻縮小容器體積，t3時刻再次達到平衡狀態(tài)后未再改變條件。下列有關(guān)說法中正確的是 ()。AZ和W在該條件下至少有一個是為氣態(tài)Bt1t2時間段與t3時刻后，兩時間段反應(yīng)體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不可能相等C若在該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)表達式為Kc(X)，則t1t2時間段與t3時刻后的X濃度不相等D若該反應(yīng)只在某溫度T0以上自發(fā)進行，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度升高而增大解析從圖中看出v(正)不隨反應(yīng)時間

7、和壓強改變而改變，說明反應(yīng)物為固態(tài)或液體，則反應(yīng)過程中生成物的平均摩爾質(zhì)量也是一定值。所以A、B均不正確；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，該溫度下平衡常數(shù)表達式為Kc(X)，是一定值；C不正確；該反應(yīng)只能在溫度為T0以上才能自發(fā)進行，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，D正確。答案D6一定條件下，通過下列反應(yīng)可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收：SO2(g)2CO(g)2CO2(g)S(l)H0若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進行，下列有關(guān)說法正確的是()A平衡前，隨著反應(yīng)的進行，容器內(nèi)壓強始終不變B平衡時，其他條件不變，分離出硫，正反應(yīng)速率加快C平衡時，其他條件不變，升高溫度可提高SO2的轉(zhuǎn)化率D其

8、他條件不變，使用不同催化劑，該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變解析 反應(yīng)中S為液體(l)兩側(cè)氣體反應(yīng)前后不一致，故隨著反應(yīng)的進行壓強變化，A項錯；平衡時，分離出硫，其他條件不變，正反應(yīng)速率不變，B項錯；平衡時，其他條件不變，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，SO2的轉(zhuǎn)化率減小，C項錯；平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，故其他條件不變時，使用不同的催化劑，該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，D項對。答案 D7在容積為2 L的3個密閉容器中發(fā)生反應(yīng)3A(g)B(g)xC(g)，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達到平衡時有關(guān)數(shù)據(jù)如下：容器甲乙丙反應(yīng)物投入量3 mol A、2 mol B6 mol A、4 mol B2 mol

9、C到達平衡的時間/min58A的濃度/(molL1)c1c2C的體積分數(shù)w1w3混合氣體密度/(gL1)12下列說法正確的是()。A若x4，則2c1c2B若w3w1，可斷定x4C無論x的值是多少，均有212D容器甲中反應(yīng)從開始到達平衡平均速率為v(A)0.3 molL1min1解析A項，若甲、乙建立等效平衡，則2c1c2，但乙對于甲而言，相當于體積減小壓強增大，由于x4，則平衡正向移動，所以2c1c2，錯誤；B項，起始甲中投入量與化學(xué)方程式化學(xué)計量數(shù)比不等，故w3不可能等于w1，x的值也不能確定，錯；C項，起始乙投入的量是甲的2倍，根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，反應(yīng)前后總質(zhì)量不變，而容積體積又相等，故有

10、212，正確；D項，v(A)，錯誤。答案C二、非選擇題 8在T 條件下，向1 L固定體積的密閉容器M中加入2 mol X和1 mol Y，發(fā)生如下反應(yīng)：2X(g)Y(g)a Z(g)W(g)HQ kJmol1(Q0，a為正整數(shù))。當反應(yīng)達到平衡后，反應(yīng)放出的熱量為Q1 kJ，物質(zhì)X的轉(zhuǎn)化率為；若平衡后再升高溫度，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，則(1)化學(xué)計量數(shù)a的值為_。(2)下列說法中能說明該反應(yīng)達到了化學(xué)平衡狀態(tài)的是_。A容器內(nèi)壓強一定B容器內(nèi)氣體的密度一定C容器內(nèi)Z分子數(shù)一定 D容器內(nèi)氣體的質(zhì)量一定(3)溫度維持T 不變，若起始時向容器M中加入的物質(zhì)的量如下列各項，則反應(yīng)達到平衡后放出

11、的熱量仍為Q1 kJ的是_(稀有氣體不參與反應(yīng))。A2 mol X、1 mol Y、1 mol ArBa mol Z、1 mol WC1 mol X、0.5 mol Y、0.5a mol Z、0.5 mol WD2 mol X、1 mol Y、1 mol Z(4)溫度維持T 不變，若起始時向容器M中加入4 mol X和6 mol Y，若達到平衡時容器內(nèi)的壓強減小了10%，則反應(yīng)中放出的熱量為_kJ。(5)溫度維持T 不變，若在一個和原容器體積相等的恒壓容器N 中，加入2 mol X和1 mol Y發(fā)生如上反應(yīng)并達平衡，則_(選填M或N)容器中的反應(yīng)先達到平衡狀態(tài)，容器中X的質(zhì)量分數(shù)M_N(選填

12、、符號)。(6)已知：該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：溫度/200250300350平衡常數(shù)K9.945.210.5若在某溫度下，2 mol X和1 mol Y在容器M中反應(yīng)達平衡， X的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則該溫度為_。解析(1)由于反應(yīng)物和生成物均為氣體，氣體的總質(zhì)量不變，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，說明平衡向氣體體積增大的方向移動，因此a等于1。(2)恒容，且是反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，故壓強不變，可以作為平衡的標志，A正確；由于反應(yīng)物和生成物均為氣體，氣體的總質(zhì)量固定，容器體積固定，所以密度一定，B、D錯誤；C項中Z分子數(shù)一定，說明平衡不移動，

13、正確。(3)A項，充入“惰性氣體”，不影響平衡的移動，符合，正確；B項，從逆反應(yīng)方向建立平衡，需要吸收能量，錯誤；C項，不能確定平衡建立的方向，若逆向建立平衡，則吸熱，若正向建立平衡，則Q2Q1，錯誤；D項，增加Z的量，相當于平衡逆向移動，放出熱量少，錯誤。(4)壓強減少10%，說明氣體的總物質(zhì)的量減少10%，即1 mol，由2X(g)Y(g)Z(g)W(g)，可知當有2 mol X反應(yīng)時，氣體的總物質(zhì)的量減少1 mol，說明有2 mol X參加反應(yīng)，則放出熱量為Q kJ。(5)由于這是氣體體積減小的反應(yīng)，所以恒壓條件下，氣體的體積減小，相對于原平衡，相當于加壓，平衡正向移動，X的體積分數(shù)減小

14、。化學(xué)反應(yīng)速率加快，先達到平衡。(6)由題X的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡時c(X)1 mol L1，c(Y)0.5 molL1，c(Z)c(W)0.5 molL1，K0.5，則溫度為350 。答案(1)1(2)AC(3)A(4)Q(5)N(6)3509將1 mol I2(g)和2 mol H2(g)置于某2 L的密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：I2(g)H2(g)2HI(g)H0，并達到平衡，HI的體積分數(shù)(HI)隨時間變化如曲線()所示，試回答問題：(1)達平衡時，I2(g)的物質(zhì)的量濃度為_。(2)若改變反應(yīng)條件，在甲條件下(HI)的變化如曲線()所示，在乙條件下(HI)的變化如曲線()

15、所示，則甲條件可能是_，乙條件可能是_(填入下列條件的序號)。恒容條件下，升高溫度恒容條件下，降低溫度恒溫條件下，縮小反應(yīng)容器體積恒溫條件下，擴大反應(yīng)容器體積恒溫、恒容條件下，加入適當催化劑解析：(1)設(shè)達平衡時，I2(g)的物質(zhì)的量濃度為x，依題意，有 I2(g)H2(g)2HI(g)起始物質(zhì)的量(mol)12轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(mol)12x12x2(12x)平衡物質(zhì)的量(mol)2x 2(12x)24x所以0.60，x0.05 mol/L。(2)由曲線到曲線，縮短了化學(xué)平衡到達的時間，但由于HI的體積分數(shù)未變，故化學(xué)平衡并未發(fā)生移動。根據(jù)影響化學(xué)平衡移動的因素和規(guī)律，應(yīng)選擇?；瘜W(xué)平衡都要移動，

16、會減慢反應(yīng)速率。答案：(1)0.05 mol/L(2)、10為妥善處理氯甲烷生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)物CCl4，以減少其對臭氧層的破壞?；瘜W(xué)家研究在催化劑作用下，通過下列反應(yīng)：CCl4H2CHCl3HCl使CCl4轉(zhuǎn)化為重要的化工原料氯仿(CHCl3)。此反應(yīng)伴隨有副反應(yīng)，會生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等。已知CCl4的沸點為77 ，CHCl3的沸點為61.2 。(1)在密閉容器中，該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)后，測得如下數(shù)據(jù)(假設(shè)不考慮副反應(yīng))。實驗序號溫度初始CCl4濃度/(molL1)CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率11100.81.2A21101150%310011B此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為_，在110

17、時平衡常數(shù)為_。實驗1中，CCl4的轉(zhuǎn)化率A_50%(填“大于”、“小于”或“等于”)。實驗2中，10 h后達到平衡，H2的平均反應(yīng)速率為_。實驗3中，B的值_(選填序號)。A等于50% B大于50%C小于50% D從本題資料無法判斷(2)120 時，在相同條件的密閉容器中，分別進行H2的初始濃度為2 molL1和4 molL1的實驗，測得反應(yīng)消耗CCl4的百分率(x%)和生成物中CHCl3的百分含量(y%)隨時間(t)的變化關(guān)系如圖(圖中實線是消耗CCl4的百分率變化曲線，虛線是產(chǎn)物中CHCl3的百分含量變化曲線)。在圖中的四條線中，表示H2起始濃度為2 molL1的實驗消耗CCl4的百分率

18、變化曲線是_(選填序號)。根據(jù)上圖曲線，氫氣的起始濃度為_molL1時，有利于提高CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分含量。你判斷的依據(jù)是_。解析(1)因CCl4的沸點為77 ，CHCl3的沸點為61.2 ，所以在110 或100 反應(yīng)時各物質(zhì)均為氣態(tài)，其平衡常數(shù)K。110 時，由實驗2可知反應(yīng)中各物質(zhì)的平衡濃度均為0.5 molL1，代入表達式計算得平衡常數(shù)為1。實驗1和實驗2的反應(yīng)溫度相同，所以其平衡常數(shù)相同，利用平衡常數(shù)相等，可以求出實驗1中CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率，然后與50%比較，對于實驗3，因溫度不同，又不知該反應(yīng)的熱效應(yīng)，所以無法判斷轉(zhuǎn)化率的大小。(2)氫氣濃度越大反應(yīng)越快，

19、消耗CCl4的百分率變化就越快，相反就比較慢，所以H2起始濃度為2 molL1時，消耗CCl4的百分率變化曲線是c，H2的濃度越大，平衡正向移動的趨勢越大，CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分含量也越大。答案(1)K1大于0.05 molL1h1D(2)c4H2的濃度越大，平衡正向移動的趨勢越大，CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分含量也越大11SiCl4在室溫下為無色液體，易揮發(fā)，有強烈的刺激性。如SiCl4先轉(zhuǎn)化為SiHCl3，再經(jīng)氫氣還原生成高純硅。一定條件下，在20 L恒容密閉容器中發(fā)生SiCl4轉(zhuǎn)化為SiHCl3的反應(yīng)：3SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4SiHCl3(g)HQ kJmol1。2 min后達到平衡，H2與SiHCl3的物質(zhì)的量濃度分別為0.1 molL1和0.2 molL1。(1)從反應(yīng)開始到平衡，v(SiCl4)_。(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K_，溫度升高，K值增大，則Q_0(填“”、