新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)27 化學(xué)平衡移動(dòng)原理（含解析）

高頻考點(diǎn)27化學(xué)平衡移動(dòng)原理1．（2022·廣東卷）恒容密閉容器中，SKIPIF1<0在不同溫度下達(dá)平衡時(shí)，各組分的物質(zhì)的量(n)如圖所示。下列說法正確的是（）A．該反應(yīng)的SKIPIF1<0B．a(chǎn)為SKIPIF1<0隨溫度的變化曲線C．向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動(dòng)D．向平衡體系中加入SKIPIF1<0，H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大1.CA．從圖示可以看出，平衡時(shí)升高溫度，氫氣的物質(zhì)的量減少，則平衡正向移動(dòng)，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，即ΔH＞0，故A錯(cuò)誤；B．從圖示可以看出，在恒容密閉容器中，隨著溫度升高氫氣的平衡時(shí)的物質(zhì)的量減少，則平衡隨著溫度升高正向移動(dòng)，水蒸氣的物質(zhì)的量增加，而a曲線表示的是物質(zhì)的量不隨溫度變化而變化，故B錯(cuò)誤；C．容器體積固定，向容器中充入惰性氣體，沒有改變各物質(zhì)的濃度，平衡不移動(dòng)，故C正確；D．BaSO4是固體，向平衡體系中加入BaSO4，不能改變其濃度，因此平衡不移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率不變，故D錯(cuò)誤；故選C。2．（雙選）（2021·湖南卷）已知：SKIPIF1<0SKIPIF1<0，向一恒溫恒容的密閉容器中充入SKIPIF1<0和SKIPIF1<0發(fā)生反應(yīng)，SKIPIF1<0時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)I，在SKIPIF1<0時(shí)改變某一條件，SKIPIF1<0時(shí)重新達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ，正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法正確的是（）A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡B．SKIPIF1<0時(shí)改變的條件：向容器中加入CC．平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)SKIPIF1<0：SKIPIF1<0D．平衡常數(shù)K：SKIPIF1<02.BCA．容器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為A(g)+2B(g)SKIPIF1<03C(g)，該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，所以在恒溫恒容條件下，氣體的壓強(qiáng)始終保持不變，則容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖像變化曲線可知，t2SKIPIF1<0t3過程中，t2時(shí)SKIPIF1<0,瞬間不變，平衡過程中不斷增大，則說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，且不是“突變”圖像，屬于“漸變”過程，所以排除溫度與催化劑等影響因素，改變的條件為：向容器中加入C，B正確；C．根據(jù)上述分析可知，t2-t3時(shí)間段，改變條件使正反應(yīng)速率逐漸增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，達(dá)到新的平衡狀態(tài)后，生成A的量增大，總的物質(zhì)的量不變，所以A的體積分?jǐn)?shù)SKIPIF1<0增大，即A的體積分?jǐn)?shù)SKIPIF1<0：SKIPIF1<0(II)＞SKIPIF1<0(I)，C正確；D．平衡常數(shù)K與溫度有關(guān)，因該反應(yīng)在恒溫條件下進(jìn)行，所以K保持不變，D錯(cuò)誤。故選BC。3．（2021·遼寧卷）某溫度下，在恒容密閉容器中加入一定量X，發(fā)生反應(yīng)，一段時(shí)間后達(dá)到平衡。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．升高溫度，若增大，則B．加入一定量Z，達(dá)新平衡后減小C．加入等物質(zhì)的量的Y和Z，達(dá)新平衡后增大D．加入一定量氬氣，平衡不移動(dòng)3.CA．根據(jù)勒夏特列原理可知，升高溫度，化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，而增大，說明平衡正向移動(dòng)，故則，A正確；B．加入一定量Z，Z的濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，故達(dá)新平衡后減小，B正確；C．加入等物質(zhì)的量的Y和Z，Z的濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，由于X、Y均為固體，故K=c(Z)，達(dá)新平衡后不變，C錯(cuò)誤；D．加入一定量氬氣，加入瞬間，X、Z的濃度保持不變，故正、逆反應(yīng)速率不變，故平衡不移動(dòng)，D正確；故答案為：C。4．CH4與CO2重整生成H2和CO的過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)CH4(g)＋CO2(g)=2H2(g)＋2CO(g)ΔH=247.1kJ·mol-1H2(g)＋CO2(g)=H2O(g)＋CO(g)ΔH=41.2kJ·mol-1在恒壓、反應(yīng)物起始物質(zhì)的量比n(CH4)∶n(CO2)=1∶1條件下，CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是（）A．升高溫度、增大壓強(qiáng)均有利于提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率B．曲線B表示CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化C．相同條件下，改用高效催化劑能使曲線A和曲線B相重疊D．恒壓、800K、n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1條件下，反應(yīng)至CH4轉(zhuǎn)化率達(dá)到X點(diǎn)的值，改變除溫度外的特定條件繼續(xù)反應(yīng)，CH4轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到Y(jié)點(diǎn)的值4.BA．甲烷和二氧化碳反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向即正向移動(dòng)，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，甲烷和二氧化碳的反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，甲烷的轉(zhuǎn)化率減小，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)兩個(gè)反應(yīng)得到總反應(yīng)為CH4(g)＋2CO2(g)=H2(g)＋3CO(g)＋H2O(g)，加入的CH4與CO2物質(zhì)的量相等，CO2的消耗量大于CH4的消耗量，因此CO2的轉(zhuǎn)化率大于CH4的轉(zhuǎn)化率，因此曲線B表示CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化，故B正確；C．使用高效催化劑，只能提高反應(yīng)速率，但不能改變平衡轉(zhuǎn)化率，故C錯(cuò)誤；D．800K時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為X點(diǎn)的值，可以通過改變二氧化碳的量來提高甲烷的轉(zhuǎn)化率達(dá)到Y(jié)點(diǎn)的值，故D錯(cuò)誤；故選B。5．（2022·江蘇杭州高級(jí)中學(xué)高三開學(xué)考試）甲醛在木材加工、醫(yī)藥等方面有重要用途。甲醇利用脫氫法可制備甲醛，主要反應(yīng)為：SKIPIF1<0。SKIPIF1<0是甲醇脫氫制甲醛的催化劑，有研究指出，催化反應(yīng)的部分機(jī)理如下：歷程ⅰ：SKIPIF1<0歷程ⅱ：SKIPIF1<0歷程ⅲ：SKIPIF1<0歷程iv：SKIPIF1<0如圖所示為在體積2L的恒容容器中，投入SKIPIF1<0，在碳酸鈉催化劑作用下，經(jīng)過5min反應(yīng)，測(cè)得甲醇轉(zhuǎn)化率與甲醛的選擇性與溫度的關(guān)系(甲醛的選擇性：轉(zhuǎn)化的SKIPIF1<0中生成SKIPIF1<0的百分比)，下列有關(guān)說法正確的是A．600℃時(shí)，前5min內(nèi)生成甲醛的平均速率SKIPIF1<0B．700℃時(shí)，反應(yīng)歷程ⅱ的速率大于反應(yīng)歷程ⅲ的速率C．脫氫法制甲醛中，在高溫高壓條件下更有利于提高平衡產(chǎn)率D．反應(yīng)歷程ⅰ的活化能小于SKIPIF1<0的活化能5.DA．由圖可知，600℃時(shí)甲醇轉(zhuǎn)化率為55%、甲醛的選擇性為60%，則前5min內(nèi)生成甲醛的平均速率v(HCHO)=SKIPIF1<0=0.033mol·L-1·min-1，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，600℃后，甲醇的轉(zhuǎn)化率增大、甲醛的選擇性降低，說明700°C時(shí)歷程ⅲ的反應(yīng)程度大，相同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)歷程ⅱ的速率小于反應(yīng)歷程ⅲ的速率，故B錯(cuò)誤；C．該反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲醛的產(chǎn)率降低，故C錯(cuò)誤；D．使用催化劑，降低反應(yīng)的活化能，則使用碳酸鈉做反應(yīng)催化劑的反應(yīng)歷程ⅰ的活化能小于CH3OH(g)SKIPIF1<0HCHO(g)+H2(g)的活化能，故D正確；故選D。6．（雙選）（2022·江蘇南京·高三階段練習(xí)）將金紅石(TiO2)轉(zhuǎn)化為TiCl4是生產(chǎn)金屬鈦的關(guān)鍵步驟。在1.0×105Pa，將TiO2、C、Cl2以物質(zhì)的量比1：2：2進(jìn)行反應(yīng)，平衡體系中主要物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(x)隨溫度變化理論計(jì)算結(jié)果如圖所示。下列說法不正確的是（）A．200~1600℃反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，TiO2的轉(zhuǎn)化率均已接近100%B．將400℃時(shí)的平衡體系加熱至800℃，平衡C(s)+CO2(g)SKIPIF1<02CO(g)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C．1000℃時(shí)，測(cè)得某時(shí)刻x(TiCl4)=0.2.其他條件不變，延長反應(yīng)時(shí)間能使x(TiCl4)超過該溫度下平衡時(shí)的x(TiCl4)D．實(shí)際生產(chǎn)時(shí)反應(yīng)溫度選擇900℃而不選擇200℃，其主要原因是：900℃比200℃時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率更快，生產(chǎn)效益更高6.BCA．由分析可知，三者完全反應(yīng)時(shí)，生成TiCl4、CO的物質(zhì)的量之比為1:2，此時(shí)TiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為33.3%，結(jié)合圖像可知，200~1600℃反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，TiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為33.3%，則TiO2轉(zhuǎn)化率均已接近100%，A正確；B．結(jié)合圖像可知，將400℃時(shí)的平衡體系加熱至800℃，二氧化碳含量減小、一氧化碳含量增加，則平衡C(s)+CO2(g)SKIPIF1<02CO(g)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．延長時(shí)間不能改變平衡時(shí)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率，C錯(cuò)誤；D．溫度越高反應(yīng)速率越快，單位時(shí)間產(chǎn)率越高，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)反應(yīng)溫度選擇900℃而不選擇200℃，其主要原因是：900℃比200℃時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率更快，生產(chǎn)效益更高，D正確；故選BC。7．（2022·河北·二模）通過“CO2→合成氣→高附加值產(chǎn)品”的工藝路線，可有效實(shí)現(xiàn)CO2的資源化利用。CO2加氫制合成氣(CO、H2)時(shí)發(fā)生下列反應(yīng)：I.CO2(g)+H2(g)SKIPIF1<0CO(g)+H2O(g)△H1=+41kJ·mol-1II.CO2(g)+4H2(g)SKIPIF1<0CH4(g)+2H2O(g)△H2III.CO2(g)+CH4(g)SKIPIF1<02CO(g)+2H2(g)△H3=+247kJ·mol-1(1)據(jù)此計(jì)算△H2=____；反應(yīng)III能自發(fā)進(jìn)行的原因?yàn)開___。(2)在壓強(qiáng)為p0的恒壓密閉容器中，按一定物質(zhì)的量之比充入H2(g)和CO2(g)發(fā)生反應(yīng)，平衡體系中氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖1所示：①CH4(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨著溫度升高而降低的原因?yàn)開___。②T1℃時(shí)，反應(yīng)II的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=____(用含p0的代數(shù)式表示)。(3)結(jié)合具體催化劑，探討反應(yīng)路徑的研究表明：將鈣循環(huán)(CaO和CaCO3相互轉(zhuǎn)換)引入上述反應(yīng)體系具有諸多優(yōu)勢(shì)。①鈣循環(huán)使反應(yīng)I分為以下兩個(gè)步驟進(jìn)行，請(qǐng)寫出步驟2的化學(xué)方程式。步驟1.CO2(g)的捕獲：CO2+CaO=CaCO3；步驟2.CaO的再生：____。②將鈣循環(huán)引入該反應(yīng)體系時(shí)，對(duì)反應(yīng)I的影響可能為____(填選項(xiàng)字母)。A．提高反應(yīng)速率

B．增大平衡常數(shù)

C．提高選擇性

D．增大反應(yīng)活化能(4)電催化還原CO2的方法具有催化效率更高、反應(yīng)條件更溫和的優(yōu)點(diǎn)，CO2在Au納米顆粒表面電還原的進(jìn)程如圖2所示。據(jù)此判斷該過程的決速步驟為____(填“a”、“b”或“c”)，電催化還原CO2的電極反應(yīng)式為____。7.(1)

-165kJ·mol-1

△S>0(2)

反應(yīng)II的△H<0，反應(yīng)III的△H>0，隨著溫度的升高，反應(yīng)II平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)III平衡正向移動(dòng)，且反應(yīng)III占優(yōu)勢(shì)

SKIPIF1<0(3)

CaCO3+H2=CO+CaO+H2O

AC(4)

c

CO2+2H++2e-=CO+H2O解析：（1）根據(jù)蓋斯定律分析反應(yīng)熱，并根據(jù)自發(fā)進(jìn)行的焓判據(jù)和熵判據(jù)分析自發(fā)進(jìn)行的原因。（2）根據(jù)平衡移動(dòng)分析溫度對(duì)平衡的影響，并根據(jù)平衡常數(shù)公式書寫和計(jì)算平衡常數(shù)。（3）結(jié)合催化劑對(duì)反應(yīng)的影響和實(shí)質(zhì)分析該反應(yīng)的過程和影響。（4）根據(jù)活化能的大小影響反應(yīng)速率分析反應(yīng)的決速步驟，并根據(jù)反應(yīng)的起始和最終物質(zhì)書寫方程式。(1)I.CO2(g)+H2(g)SKIPIF1<0CO(g)+H2O(g)△H1=+41kJ·mol-1，II.CO2(g)+4H2(g)SKIPIF1<0CH4(g)+2H2O(g)△H2，III.CO2(g)+CH4(g)SKIPIF1<02CO(g)+2H2(g)△H3=+247kJ·mol-1，根據(jù)蓋斯定律分析，有I×2-III可得IICO2(g)+4H2(g)SKIPIF1<0CH4(g)+2H2O(g)△H2=+41kJ·mol-1×2-247kJ·mol-1=-165kJ·mol-1；反應(yīng)III為吸熱反應(yīng)，能自發(fā)進(jìn)行的原因是熵增，即△S>0。(2)①Ⅱ反應(yīng)生成甲烷，為放熱反應(yīng)，Ⅲ為消耗甲烷，為吸熱反應(yīng)，升溫，反應(yīng)II平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)III平衡正向移動(dòng)，且反應(yīng)III占優(yōu)勢(shì)。②T1℃時(shí)，根據(jù)圖像，水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為48%，氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為24%，二氧化碳和甲烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同，則反應(yīng)II的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0。(3)①鈣循環(huán)使反應(yīng)I.CO2(g)+H2(g)SKIPIF1<0CO(g)+H2O(g)分為以下兩個(gè)步驟進(jìn)行，步驟1.CO2(g)的捕獲：CO2+CaO=CaCO3；則步驟2.CaO的再生過程中消耗氫氣，生成一氧化碳和水和水，故該方程式為CaCO3+H2=CO+CaO+H2O。②將鈣循環(huán)引入該反應(yīng)體系時(shí)，氧化鈣是催化劑，能提高反應(yīng)速率，但不能增大平衡常數(shù)，能提高反應(yīng)的選擇性，降低反應(yīng)活化能，故答案為AC。(4)活化能大的反應(yīng)反應(yīng)速率最慢，是反應(yīng)的決速步驟，故該過程的決速步驟為c，從反應(yīng)起始物質(zhì)和最終物質(zhì)分析，電催化還原CO2的電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-=CO+H2O。8．（2022·濰坊高三模擬）碳以及碳的化合物在生活中應(yīng)用廣泛。利用CO2合成甲醇不僅能夠使二氧化碳得到有效合理的利用，也能解決日益嚴(yán)重的能源危機(jī)。由CO2合成甲醇的過程可能涉及如下反應(yīng)：反應(yīng)I：CO2(g)＋3H2(g)SKIPIF1<0CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1=-49.58kJ·mol-1反應(yīng)II：CO2(g)＋H2(g)SKIPIF1<0CO(g)＋H2O(g)ΔH2=＋41.19kJ·mol-1反應(yīng)III：CO(g)＋2H2(g)SKIPIF1<0CH3OH(g)ΔH3回答下列問題：(1)將一定量的H2和CO2充入恒容密閉容器中并加入合適的催化劑，發(fā)生反應(yīng)I、II、III。測(cè)得不同溫度下體系達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率(a)及甲醇的產(chǎn)率(b)如圖所示。①該反應(yīng)達(dá)到平衡后，為同時(shí)提高反應(yīng)速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是___________(填字母)。A．改用高效催化劑

B．升高溫度C．分離出甲醇

D．增加CO2濃度②據(jù)圖判斷，當(dāng)溫度高于260℃后，CO的濃度隨著溫度的升高而___________(填“增大”“減小”“不變”或“無法判斷”)，其原因是___________。(2)一定條件下，在2L的恒容密閉容器中充入一定量的H2和CO2(假設(shè)僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ)。測(cè)得在反應(yīng)物起始投入量不同時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。反應(yīng)物起始投入量：曲線I：n(H2)=3mol，n(CO2)=1.5mol曲線II：n(H2)=3mol，n(CO2)=2mol①根據(jù)圖中數(shù)據(jù)判斷，要使CO2平衡轉(zhuǎn)化率大于40%，以下條件中最合理的是___________。A．n(H2)=3mol，n(CO2)=2.5mol；550KB．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.6mol；550KC．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.9mol；600KD．