高中化學(xué)：2-4 化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控（學(xué)案）

2022-2023學(xué)年高二化學(xué)同步學(xué)習(xí)高效學(xué)講練(精品學(xué)案)

第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡

第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控

課程學(xué)習(xí)目標(biāo)

i.認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的重要作用。

2.知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程，對(duì)調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要意義。

學(xué)科核心素養(yǎng)

1.變化觀念與平衡思想：知道如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡分析合成氨的適宜條件，體會(huì)應(yīng)用化學(xué)原理分析

化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

2.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在工業(yè)生產(chǎn)中的重要應(yīng)用，探索最適宜的化工生產(chǎn)

條件。

【知識(shí)回顧】

向一密閉容器中通入1molN2、3molH2,發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)^^2NH3(g)AH<0,一段時(shí)間后達(dá)到平衡，

當(dāng)其他條件不變時(shí)，改變下列條件后，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列內(nèi)容：

(1)自發(fā)性：常溫(298K)下，AH-7AS<0,能自發(fā)進(jìn)行。

(2)可逆性：反應(yīng)為可逆反應(yīng)。

(3)體積變化(焙變)：AS<0,正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)。

(4)焰變：AH<0,是放熱反應(yīng)。

(5)外界條件變化的影響

條件提高反應(yīng)速率提高平衡轉(zhuǎn)化率

壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)

溫度升高溫度降低溫度

催化劑使用無(wú)影響

濃度增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度,降低生成物濃度

【新知學(xué)習(xí)】

一.工業(yè)合成氨的原理分析

1.問(wèn)題討論

⑴壓強(qiáng)

①原理分析：壓強(qiáng)越大越好。

②選用條件：目前，我國(guó)合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)為10?30MPa。

③合成氨時(shí)不采用更高壓強(qiáng)的理由：壓強(qiáng)越大，對(duì)材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高，需要的動(dòng)力也越大，這

將會(huì)大大增加生產(chǎn)投資，并可能降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。

⑵溫度

①原理分析：低溫有利于提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率。

②選用條件：目前，在實(shí)際生產(chǎn)中一般采用的溫度為400?500

③不采用低溫的理由：溫度降低會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率減小，達(dá)到平衡所需時(shí)間變長(zhǎng)，這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。

合成氨反應(yīng)一般選擇400~500℃進(jìn)行的又一重要原因?yàn)殍F觸媒在500℃左右時(shí)的活性最大。

⑶催化劑

①原理分析：在高溫、高壓下，N?和叢的反應(yīng)速率仍然很慢。

②選用條件：通常采用加入以鐵為主體的多成分催化劑,又稱鐵觸媒。

③選擇催化劑的理由：改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)物在較低溫度時(shí)能較快地進(jìn)行反應(yīng)。

另外，為了防止混有的雜質(zhì)使催化劑“中毒”，原料氣必須經(jīng)過(guò)凈化。

⑷濃度

①原理分析：在500℃和30MPa時(shí)，平衡混合物中NH3的體積分?jǐn)?shù)及平衡時(shí)N?和H2的轉(zhuǎn)化率仍較低。

②采取的措施：采取迅速冷卻的方法,使氣態(tài)氨變成液氨后及時(shí)從平衡混合物中分離出去；應(yīng)將NH3分離后的

原料氣循環(huán)使用,并及時(shí)補(bǔ)充N2和H2,使反應(yīng)物保持一定的濃度。

③采取該措施的理由：分離出NE以促使平衡向生成NH3的方向移動(dòng),此外原料氣的循環(huán)使用并及時(shí)補(bǔ)充原料

氣,既提高了原料的利用率,又提高了反應(yīng)速率,有利于合成氨反應(yīng)。

2.工業(yè)合成氨的適宜條件

4.化學(xué)反應(yīng)調(diào)控需要注意的問(wèn)題

(1)考慮參加反應(yīng)的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等本身因素。

(2)考慮影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的溫度、壓強(qiáng)、濃度、催化劑等反應(yīng)條件。

(3)選擇適宜的生產(chǎn)條件還要考慮設(shè)備條件、安全操作、經(jīng)濟(jì)成本等情況。

(4)選擇適宜的生產(chǎn)條件還要考慮環(huán)境保護(hù)及社會(huì)效益等方面的規(guī)定和要求。

【知識(shí)進(jìn)階】

工業(yè)生產(chǎn)中適宜生產(chǎn)條件的選擇思路

【問(wèn)題探究】

1.工業(yè)生產(chǎn)中增大壓強(qiáng)既可提高反應(yīng)速率，又可提高氨的產(chǎn)量，那么在合成氨工業(yè)中壓強(qiáng)是否越大越好？為什

么？

不是。因?yàn)闇囟纫欢〞r(shí)，增大混合氣體的壓強(qiáng)對(duì)合成氨的速率和平衡都有利，但是，壓強(qiáng)越大，對(duì)材料的強(qiáng)度和

設(shè)備的制造要求越高，需要的動(dòng)力也越大，目前，我國(guó)的合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)為10MPa?30MPa。

2.既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動(dòng)，那么生產(chǎn)中是否溫度越低越好？為什么？

不是。因?yàn)閺钠胶獾慕嵌瓤紤]，合成氨低溫有利，但是溫度過(guò)低使化學(xué)反應(yīng)速率減小，達(dá)到平衡所需時(shí)間變長(zhǎng)，

這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的，所以在實(shí)際生產(chǎn)中一般采用的溫度為400~500℃(在此溫度時(shí)催化劑的活性最

大)。

3.在合成氨工業(yè)中要使用催化劑，既然催化劑對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)沒(méi)有影響，為什么還要使用呢？使用的催化劑一

般是什么？

為了加快反應(yīng)速率。工業(yè)合成氨普遍使用的是以鐵為主體的多成分催化劑(又稱鐵觸媒)。

【知識(shí)歸納與總結(jié)】

(1)分析反應(yīng)特點(diǎn)。主要分析反應(yīng)的方向性、可逆性、反應(yīng)熱和嫡變等。

(2)原理分析。根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，利用影響反應(yīng)速率的因素和勒夏特列原理分析增大反應(yīng)速率、提高原料轉(zhuǎn)化率的

反應(yīng)條件。

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析反應(yīng)條件，確定適宜條件的范圍及催化劑的篩選。

(4)根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保要求等最終確定適宜的條件。

影響有利于加快反應(yīng)速率

有利于平衡移動(dòng)條件的控制綜合分析結(jié)果

因素的控制

不斷補(bǔ)充反應(yīng)物、

濃度增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)物濃度、減小生成物濃度

及時(shí)分離出生成物

設(shè)備條件允許的前提下，

AV<0高壓

盡量采取高壓

壓強(qiáng)高壓(有氣體參加)

兼顧速率和平衡、

AV>0低壓

選取適宜的壓強(qiáng)

兼顧速率和平衡、

溫度高溫AH<0低溫

考慮催化劑的適宜溫度

在設(shè)備條件允許的前提下，盡量

AH>0高溫

采取高溫并選取合適催化劑

加合適的催化劑，

催化劑加合適的催化劑無(wú)影響

考慮催化劑活性與溫度關(guān)系

【典例1】下列關(guān)于工業(yè)合成氨的敘述正確的是（）

A.合成氨工業(yè)溫度選擇為700K左右，只要是為了提高NH3產(chǎn)率

B.使用催化劑和施加高壓，都能提高反應(yīng)速率，但對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)無(wú)影響

C.合成氨生產(chǎn)過(guò)程中將NH3液化分離，可提高N2、比的轉(zhuǎn)化率

D.合成氨工業(yè)中為了提高氫氣的利用率，可適當(dāng)增加氫氣濃度

【答案】C

【解析】

合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度較高不利于提高NE產(chǎn)率，故A錯(cuò)誤；催化劑和高壓能加快反應(yīng)速率，增大壓強(qiáng)

平衡正移，催化劑對(duì)平衡無(wú)影響，故B錯(cuò)誤；減少生成物的濃度平衡正向移動(dòng)，所以將NH3液化分離，可提高

N2、氏的轉(zhuǎn)化率，故C正確；增加一種反應(yīng)物的濃度可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而本身轉(zhuǎn)化率降低，所

以合成氨工業(yè)中為了提高氫氣的利用率，可適當(dāng)增加氮?dú)獾臐舛?，故D錯(cuò)誤。

【典例2】在合成氨時(shí)，要使氨的產(chǎn)率增大，又要使化學(xué)反應(yīng)速率增大，可以采取的措施有（）

①增大體積使壓強(qiáng)減?、跍p小體積使壓強(qiáng)增大③升高溫度④降低溫度

⑤恒溫恒容，再充入N2和H2⑥恒溫恒壓，再充入N2和H2⑦及時(shí)分離產(chǎn)生的NH3⑧使用催化劑

A.②④⑤⑦B.②③④⑤⑦⑧

C.②⑤D.②③⑤⑧

【答案】C

【解析】

根據(jù)題目要求，既要滿足增大速率，又要滿足使化學(xué)平衡向右移動(dòng)。從反應(yīng)速率角度分析，①④⑦三種條件下化

學(xué)反應(yīng)速率降低；⑥條件下化學(xué)反應(yīng)速率不變。從平衡移動(dòng)角度分析：②⑤條件下化學(xué)平衡向右移動(dòng)；⑧條件下

化學(xué)平衡不移動(dòng)。

【效果檢測(cè)】

1.（2021.四川省成都市石室天府中學(xué)高二月考）下列事實(shí)能用勒夏特列原理解釋的是

A.開(kāi)啟啤酒瓶后，瓶中立刻泛起大量泡沫

B.H2.I2、HI三者的平衡混合氣，加壓（縮小容器體積）后顏色變深

C.在合成氨（正反應(yīng)是放熱）的反應(yīng)中，升溫有利于氨的合成

D.鋼鐵在潮濕的空氣中更容易生銹

【答案】A

【詳解】

A.啤酒中存在CO2(g)+H2O(l)=H2co3(aq),開(kāi)啟啤酒瓶后，減小壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，故瓶中立刻泛起大量

泡沫，能用勒夏特列原理解釋，A符合題意；

B.H2>【2、HI三者的平衡混合氣，由于反應(yīng)H2(g)+l2(g).“2HI(g)前后氣體的體積不變，加壓(縮小容器體積)

后平衡不移動(dòng)，顏色變深是由于b蒸汽的濃度增大造成的，故不能用勒夏特列原理解釋，B不合題意；

C.合成氨的正反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，故在合成氨(正反應(yīng)是放熱)的反應(yīng)中，升溫不有利于氨的合成，之所以提

高溫度來(lái)合成氨是為了加快反應(yīng)速率提高生產(chǎn)效率，C不合題意；

D.鋼鐵生銹的過(guò)程中不存在化學(xué)平衡，屬于吸氧腐蝕，故不能用勒夏特列原理解釋，D不合題意；

故答案為：Ao

2.(2021?浙江高二期中)某溫度下，在一恒容密閉容器中進(jìn)行如下兩個(gè)反應(yīng)并達(dá)到平衡：

@2X(g)+Y(g)-Z(s)+2Q(g)AHi<0

②M(g)+N(g)R(g)+Q(g)AH2>0

下列敘述錯(cuò)誤的是

A.加入適量Z,①和②平衡均不移動(dòng)B.通入稀有氣體Ar,①平衡正向移動(dòng)

C.降溫時(shí)無(wú)法判斷Q濃度的增減D.通入X,則N的濃度增大

【答案】B

【詳解】

A.Z為固體，加入適量Z對(duì)平衡沒(méi)有影響，A正確；

B.恒容條件下充入稀有氣體，各物質(zhì)的濃度不發(fā)生改變，平衡不移動(dòng)，B錯(cuò)誤；

C.反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，降溫時(shí)反應(yīng)①正向移動(dòng)，會(huì)使Q的濃度增大，但反應(yīng)②逆向移動(dòng)，

會(huì)使Q的濃度減小，所以無(wú)法判斷Q濃度的增減，C正確；

D.通入X反應(yīng)①正向移動(dòng)，Q的濃度增大，使得反應(yīng)②逆向移動(dòng)，N的濃度增大，D正確；

故選B。

3.(2021.東臺(tái)創(chuàng)新高級(jí)中學(xué)高二月考)對(duì)于反應(yīng)2sO2(g)+O2(g)脩為2s03(g),下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是

A.使用催化劑能縮短該反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間

B.升高溫度有利于提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率

c.提高的值可增大SO2的轉(zhuǎn)化率

n(SO2)

D.增大體系的壓強(qiáng)能提高SO2的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率

【答案】B

【詳解】

A.使用催化劑能降低反應(yīng)的活化能，使更多的分子成為活化分子，從而增大活化分子的百分?jǐn)?shù)，加快反應(yīng)速率,

縮短該反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，故A正確；

B.反應(yīng)吸放熱不確定，移動(dòng)方向不定，轉(zhuǎn)化率不確定，故B錯(cuò)誤；

C.提高n(SO2)的值，混合氣中02所占的比例增大，有利于平衡正向移動(dòng)，從而增大SO2的轉(zhuǎn)化率，故C正確；

D.增大體系的壓強(qiáng)，能增大反應(yīng)物分子的碰撞次數(shù)，從而提高SO2的反應(yīng)速率，并促使平衡正向移動(dòng)，使SO2

的轉(zhuǎn)化率提高，故D正確；

故選Bo

4.（2021.江蘇蘇州市.高二期末）氮是糧食作物生長(zhǎng)必需的元素。將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成含氮化合物叫做氨

的固定，主要有自然固氮和人工固氮兩種方式。在高溫、高壓和鐵催化條件下合成氨的人工固氮技術(shù)是20世紀(jì)

人類最偉大的成就之一、合成氨反應(yīng)為：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）AH=—92.4kJ-mo「。對(duì)于合成氨

反應(yīng)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

A.反應(yīng)的AH=E（N三N）+3E（H-H）-2E（N-H）（E表示鍵能）

B.使用催化劑能縮短該反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間

C.反應(yīng)的AS>0

D.升高溫度有利于提高N2的平衡轉(zhuǎn)化率

【答案】B

【詳解】

A.反應(yīng)的焰變等于反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，反應(yīng)的AH=E（N三N）+3E（H-H）-6E（N-H）（E表示鍵

能），A錯(cuò)誤；

B.催化劑能加快反應(yīng)速率而不影響化學(xué)平衡，故使用催化劑能縮短該反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，B正確；

C.反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減少，反應(yīng)的AS<0,C錯(cuò)誤；

D.正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向左移動(dòng)，升溫不利于提高N2的平衡轉(zhuǎn)化率，D錯(cuò)誤；

答案選B。

5.（2021?淮北市樹(shù)人高級(jí)中學(xué)高二月考）某溫度下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)aX（g）+bY（g）簿^cZ（s）+dW（g）,達(dá)到

平衡后，保持溫度不變，將容器的容積壓縮到原來(lái)容積的一半，當(dāng)達(dá)到新平衡時(shí)，物質(zhì)Y的濃度是原來(lái)的1.8倍。

則正確的是

A.可逆反應(yīng)的系數(shù)：a+b>c+dB.壓縮容器的容積時(shí)，v（正尸v（逆）

C.達(dá)到新平衡時(shí)，物質(zhì)X的轉(zhuǎn)化率減小D.達(dá)到新平衡時(shí)，混合物中W的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大

【答案】D

【詳解】

A.由于壓縮容器的體積為原體積的一半后，反應(yīng)物Y的濃度變?yōu)樵瓉?lái)的1.8倍，說(shuō)明Y被消耗了，平衡正向移

動(dòng)，所以a+b>d,但由于C為固體，所以無(wú)法確定a+b和c+d的大小關(guān)系，故A錯(cuò)誤；

B.壓縮容器容積時(shí)，由于平衡正向移動(dòng)，故v（正）>v（逆），故B錯(cuò)誤；

C.壓縮容器容積時(shí)，由于平衡正向移動(dòng)，因此反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率增大，故C錯(cuò)誤；

D.壓縮容器容積時(shí)，由于平衡正向移動(dòng)，因此生成物W的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，故D正確。

故選D。

6.（2021?江蘇高二期末）“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”需要持續(xù)進(jìn)行大氣治理，有效處理S。？、NO2等大氣污染物?；瘜W(xué)研究

為生產(chǎn)、生活處理廢氣，防止大氣污染做出重要貢獻(xiàn)。已知反應(yīng)：SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)

AH=_41.8kTmori，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，SO2(g)+NO2(g).SO3(s)+NO(g)AH0下列有關(guān)說(shuō)法第誤的是

A.該反應(yīng)的AS<0

B.該反應(yīng)的AH<—41.8kJ-mo『

C.若v(S()2)生成口(叫)消耗，則該反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)

D.反應(yīng)過(guò)程中及時(shí)分離S03,有利于廢氣的轉(zhuǎn)化

【答案】D

【詳解】

A.S02>NO2、NO都是氣體，SO3為固體，這個(gè)反應(yīng)屬于氣體物質(zhì)的量減少的反應(yīng)，該反應(yīng)為貨商減，即AS<0,

故A說(shuō)法正確；

B.氣體變?yōu)楣腆w需要放出熱量，因此SG>2(g)+NC)2(g).SC)3(s)+NO(g)中的△H<41.8kJ/mol,故B說(shuō)法

正確；

C.用不同物質(zhì)的反應(yīng)速率表示達(dá)到平衡,要求反應(yīng)方向是一正一逆,且反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,v(SO。

生成：反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v(NC)2)消耗：反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此v(SC>2)生成=v(NC>2)消耗，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平

衡，故c說(shuō)法正確；

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下的反應(yīng)中SO3為固體，濃度視為常數(shù)，及時(shí)分離出固體SO3,化學(xué)平衡不移動(dòng)，對(duì)廢氣的轉(zhuǎn)化無(wú)

影響，故D說(shuō)法錯(cuò)誤；

答案為D。

7.“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”需要持續(xù)進(jìn)行大氣治理，有效處理SO2、NO2等大氣污染物。化學(xué)研究為生產(chǎn)、生活處理廢氣,

防止大氣污染做出重要貢獻(xiàn)。己知反應(yīng)：SO2(g)+NO2(g),-SO3(g)+NO(g)AH=TL8kTmolT,運(yùn)用

該反應(yīng)處理廢氣時(shí)有關(guān)說(shuō)法正確的是

A.增大壓強(qiáng)有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行B.該反應(yīng)不能完全消除廢氣

C.降低反應(yīng)溫度可提高去除效率D.升高反應(yīng)溫度可提高廢氣轉(zhuǎn)化率

【答案】B

【詳解】

A.增大壓強(qiáng)會(huì)使氣體變?yōu)橐后w甚至固體，體現(xiàn)的燧減小，不利于反應(yīng)自發(fā)，A錯(cuò)誤；

B.該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，所以不能完全消除廢氣，B正確；

C.降低反應(yīng)溫度會(huì)降低反應(yīng)速率，降低效率，C錯(cuò)誤；

D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，廢氣轉(zhuǎn)化率降低，D錯(cuò)誤；

綜上所述答案為B。

8.(2021.寧夏大學(xué)附屬中學(xué)高二月考)在一密閉容器中，反應(yīng)aX(g)僵為bY(g)達(dá)平衡后，保持溫度不變，將

容器體積增大一倍，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，Y的濃度是原來(lái)的60%,則

A.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)了B.物質(zhì)X的轉(zhuǎn)化率減小了

C.物質(zhì)Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了D.a>b

【答案】A

【分析】

在一密閉容器中，反應(yīng)aX(g)峰為bY(g)達(dá)平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，若平衡不移動(dòng)，則Y

的濃度是原來(lái)的50%,現(xiàn)達(dá)到新的平衡時(shí)，Y的濃度是原來(lái)的60%,說(shuō)明平衡正向移動(dòng)。

【詳解】

A.由以上分析知，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故A正確；

B.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，物質(zhì)X的轉(zhuǎn)化率減大，故B錯(cuò)誤；

C.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，物質(zhì)X的轉(zhuǎn)化率減大，物質(zhì)Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，故C錯(cuò)誤；

D.減小壓強(qiáng)平衡向分子數(shù)增大方向移動(dòng)，即b>a,故D錯(cuò)誤；

故選A。

9.(2020?江蘇省南菁高級(jí)中學(xué)高二月考)己知反應(yīng)3A(g)+B(g).C(s)+4D(g)+Q,圖中a、b表示一定條件下，

D的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間t的變化情況。若要使曲線b變?yōu)榍€a,可采取的措施是

①增大B的濃度②升高反應(yīng)溫度③縮小反應(yīng)容器的體積(加壓)④加入催化劑

A.①②B.①③C.②③D.③④

【答案】D

【分析】

曲線b變?yōu)榍€a,D的體積分?jǐn)?shù)沒(méi)有改變表明平衡狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生改變，反應(yīng)時(shí)間縮短，反應(yīng)速率加快。

【詳解】

①增大B的濃度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，不符合題意；

②升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡向吸熱方向移動(dòng)，平衡狀態(tài)改變，不符合題意；

③縮小反應(yīng)容器的體積(加壓)，反應(yīng)速率加快，又因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體分子總量未發(fā)生變化，所以平衡不移動(dòng)，符

合題意；

④加入催化劑只影響反應(yīng)速率，不影響平衡狀態(tài)，平衡不移動(dòng)，符合題意；

故答案為D。

10.可逆反應(yīng)A(s)+B(g)U2c(g)AH<0在密閉容器中達(dá)到平衡后，改變條件，能使B轉(zhuǎn)化率提高的是

A.保持恒溫恒壓，充入氫氣

B.保持恒溫恒容，充入氨氣

C.其它條件不變時(shí)，升高溫度

D.其它條件不變時(shí)，加入少量A

【答案】A

【詳解】

A.保持恒溫恒壓，充入氧氣，容器的體積增大，反應(yīng)物和生成物中氣體的濃度都減小，平衡正向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)

化率提高，A符合題意；

B.保持恒溫恒容，充入氨氣，雖然氣體的總壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)物和生成物中氣體的濃度都不變，所以平衡不發(fā)

生移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率不變，B不符合題意；

C.其它條件不變時(shí)，升高溫度，由于正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率降低，C不

符合題意；

D.其它條件不變時(shí)，加入少量A,由于A呈固態(tài)，所以反應(yīng)物和生成物中氣體的濃度都不變，平衡不發(fā)生移動(dòng)，

B的轉(zhuǎn)化率不變，D不符合題意；

故選A?

11.已知反應(yīng)：SO2(g)+NO2(g).SO3(g)+NO(g)△”=-41.8kJ?moE,運(yùn)用該反應(yīng)處理廢氣時(shí)有關(guān)說(shuō)法正確的是

A.增大壓強(qiáng)有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行

B.該反應(yīng)不能完全消除廢氣

C.降低反應(yīng)溫度可提高去除效率

D.升高反應(yīng)溫度可提高廢氣轉(zhuǎn)化率

【答案】B

【詳解】

A.反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行應(yīng)該根據(jù)反應(yīng)的焰變和燧變進(jìn)行判斷，壓強(qiáng)不能改變反應(yīng)的自發(fā)與否，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能徹底反應(yīng)，且生成物也為有毒氣體，故該反應(yīng)不能完全消除廢氣，選項(xiàng)B正確；

C.降低反應(yīng)溫度，平衡正向移動(dòng)，但反應(yīng)速率減慢，去除效率降低，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.升高反應(yīng)溫度，平衡逆向移動(dòng)，廢氣轉(zhuǎn)化率降低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

答案選B。

12.某溫度下，在1L恒容密閉容器中投入2moicO,進(jìn)行如下反應(yīng)：2C0(g)脩9CO2(g)+C(s)AH<0,反應(yīng)圖

像如圖所示，h后，若改變下列條件，下列說(shuō)法正確的是

A.其他條件不變，增加CO,平衡正向移動(dòng)，再次平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率減小

B.其他條件不變，縮小反應(yīng)容器的容積，平衡正向移動(dòng)，再次平衡時(shí)CO濃度減小

C.其他條件不變，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，再次平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率增大

D.其他條件不變，增加ImolCO和ImolCCh,平衡正向移動(dòng)

【答案】D

【詳解】

A.增加CO的濃度，平衡正向移動(dòng)，但由于反應(yīng)物只有CO,相等于在原平衡基礎(chǔ)上，增大壓強(qiáng)，平衡正向移

動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，A錯(cuò)誤；

B.縮小反應(yīng)容器的容積，即增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，但由于容器體積縮小，所以CO的濃度會(huì)比原平衡時(shí)要

大，B錯(cuò)誤；

C.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，co的轉(zhuǎn)化率減小，c錯(cuò)誤；

D.據(jù)圖可知平衡時(shí)n(CO2)=0.5mol,則n(CO)=1.0mol,容器體積為1L,所以K=署，增加ImolCO和lmolCO2,

則Q=H<"，所以平衡正向移動(dòng)，D正確；

2.01.0

綜上所述答案為D。

13.(2021?江蘇常州市?高二期末)CO2催化加氫合成二甲醛過(guò)程中主要發(fā)生下列反應(yīng)：

反應(yīng)I：2c(g)+6H2(g)<飛CH3OCH3(g)+3H2O(g)AH=-122.5kJgnor'

1

反應(yīng)H：2CO2(g)+H2(g)<1>CO(g)+H2O(g)AH=41.2kJgnoF

在恒壓，CO2和H2起始量一定的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CO的選擇性(CO的選擇性

co的物質(zhì)的量

=反應(yīng)的雙的物質(zhì)的量X1°%隨溫度的變化關(guān)系如圖。下列說(shuō)法正確的是

A.T℃時(shí)，起始投入2moic02和6m0m2,達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)II消耗H2的物質(zhì)的量為0.2mol

B.選擇合適的催化劑，可提高二甲醛的平衡產(chǎn)率

C.該催化條件下合成二甲醛較適宜的溫度為340℃

D.充入一定量的He,可提高二甲醛的產(chǎn)量

【答案】A

【詳解】

A.該溫度下CO的選擇性是25%,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為40%,則反應(yīng)的11((：02)=40%><211101=0.811101,CO的

co的物質(zhì)的量

選擇性=反應(yīng)的CC>2的物質(zhì)的量xl00%=25%,因此生成的CO物質(zhì)的量=25%x0.8mol=0.2mol,結(jié)合化學(xué)方

程式定量關(guān)系計(jì)算反應(yīng)II消耗氫氣物質(zhì)的量為0.2moLA正確；

B.加入催化劑平衡不移動(dòng)，不能提高二甲醛的平衡產(chǎn)率，B錯(cuò)誤；

C由于溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢，溫度過(guò)高，CO選擇性過(guò)大，二甲醛的選擇性減小，所以該催化劑條件下合成

二甲醛時(shí)較適宜的溫度為260℃,C錯(cuò)誤；

D.恒壓充入一定量的He,容器體積增大，相當(dāng)于減壓，反應(yīng)I和反應(yīng)II都逆向移動(dòng)，會(huì)減小二甲醛的產(chǎn)量，D

錯(cuò)誤；

故選Ao

14.現(xiàn)有反應(yīng)：mA(g)+nB(g)#pC(g),達(dá)到平衡后，當(dāng)升高溫度時(shí)，B的轉(zhuǎn)化率變??；當(dāng)減小壓強(qiáng)時(shí)，混合體系

中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也減小，貝

⑴該反應(yīng)的逆反應(yīng)為熱反應(yīng)，(填“吸”或“放”)且m+np(填

⑵減壓時(shí)，A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(填“增大”“減小”或“不變”，下同)

(3)若加入B(體積不變)，則A的轉(zhuǎn)化率,B的轉(zhuǎn)化率o

(4)若B是有色物質(zhì)，A、C均無(wú)色，則加入C(體積不變)時(shí)混合物顏色_______；而維持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入短

氣時(shí)，混合物顏色_______(填“變深”“變淺”或“不變”)o

【答案】吸>增大增大減小變深變淺

【詳解】

(1)達(dá)到平衡后，當(dāng)升高溫度時(shí)，B的轉(zhuǎn)化率變小，說(shuō)明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)放熱反應(yīng)，逆

反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；當(dāng)減小壓強(qiáng)時(shí)，混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也減小，說(shuō)明減小壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則

方程式中反應(yīng)物的氣體系數(shù)之和大于生成物的氣體系數(shù)之和，即m+n>p,故答案為：吸；

(2)由以上分析知，減壓平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，故答案為：增大。

(3)若加入B(體積不變)，反應(yīng)物B的濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則A的轉(zhuǎn)化率增大，B加入的多，而轉(zhuǎn)

化的少，則B的轉(zhuǎn)化率反而減小，故答案為：增大；減小。

(4)加入C平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，B的濃度增大，則顏色加深；而維持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入窟氣時(shí)，則體系

的體積增大，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，但移動(dòng)的量遠(yuǎn)小于體積增大的因素，則B的濃度減

小，顏色變淺，故答案為：變深；變淺。

15.以下是關(guān)于“外界因素對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)影響的實(shí)驗(yàn)研究”的課題，回答問(wèn)題：

(1)影響化學(xué)平衡因素的界定：化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)的本質(zhì)原因是,所以影響化學(xué)平衡的因素可以從分析影

響速率的因素入手。

a.V(正)4(逆)b.V(正)和V(逆)都增大c.V(正)和V(逆)都減小

(2)研究的思路與方法

①研究對(duì)象的選擇，現(xiàn)有以下可逆反應(yīng)：

A.2NO2(g)^N2O4(g)AH<0B.FeCh+3KSCN^Fe(SCN)3+3KCl

其中，A適合于研究對(duì)平衡的影響，B適合于研究對(duì)平衡的影響。

a.濃度b.壓強(qiáng)c.溫度d.催化劑

②研究方法：采用控制其他因素不變，改變其中一個(gè)因素的方法，并進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

(3)單一因素對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)影響的實(shí)驗(yàn)研究：

①濃度：將FeCb與KSCN反應(yīng)后所得的混合液分為2等份，分別加入濃FeCb溶液和NaOH固體，觀察現(xiàn)象。

現(xiàn)象：加入濃FeCb溶液后的混合溶液紅色_______，加入NaOH固體后，混合溶液的紅色_______。

②溫度：將密封并相互連通的盛有NO2的兩個(gè)玻璃球，一個(gè)放人熱水中，另一個(gè)放入冷水中?，F(xiàn)象：放入熱水

中的球內(nèi)紅棕色_______；放入冷水中的球內(nèi)紅棕色_______o

【答案】aabcac變深變淺變深變淺

【詳解】

（1）化學(xué)平衡狀態(tài)的特征為V（正）=V（逆），所以化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)的本質(zhì)原因是正逆反應(yīng)速率不相等，即V（正）

W（逆），選a；

（2）①反應(yīng)2NO2（g）UN2CU（g）AH<0中，反應(yīng)前后氣體體積不相等，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則溫度、壓強(qiáng)、濃度都會(huì)

影響化學(xué)平衡，但是催化劑不影響平衡，所以反應(yīng)A適合于研究溫度、壓強(qiáng)、濃度對(duì)平衡應(yīng)的影響，即abc正確;

反應(yīng)FeCb+3KSCNuFe（SCN）3+3KCl在溶液中進(jìn)行，壓強(qiáng)和催化劑不影響平衡，而溫度和濃度會(huì)影響平衡，所

以B適合研究溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響，即ab正確；

（3）①將FeCb與KSCN反應(yīng)后所得的混合液分為2等份，加入濃FeCb溶液后，鐵離子濃度增大，平衡向著正向

移動(dòng)，則混合溶液紅色變深；加入NaOH固體后，氫氧根離子與鐵離子反應(yīng)生成難溶物氫氧化鐵，則溶液中鐵離

子濃度減小，混合溶液紅棕色變淺，。

②由于反應(yīng)2NO2（g）UN2O4（g）AHO為放熱反應(yīng)，放入熱水中，溫度升高，平衡向著逆向移動(dòng)，二氧化氮濃度

增大，球內(nèi)紅棕色變深；放入冷水中，平衡向著正向移動(dòng)，二氧化氮濃度減小，則球內(nèi)紅棕色變淺。

16.（2021?江蘇省南京市第十二中學(xué)高二月考）氫氣是合成氨的重要原料，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

N2（g）+3H2（g）#2NH3（g）A/7=-92.4kJ-mol'o

（1）當(dāng)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一外界條件（不改變N2、抵和NH3的量），反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖1所

示，圖中t3時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是—，其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時(shí)間是—=

V

Illit1

::①逆）::

IIIII

礴）：：：：

Io6hhhtsUt

圖I

（2）溫度為T(mén)°C時(shí)，將1molN2和2molH2放入容積為0.5L的密閉容器中，充分反應(yīng)后測(cè)得N2的平衡轉(zhuǎn)化率為

50%o則反應(yīng)在T°C時(shí)的平衡常數(shù)為一。

（3）圖2表示工業(yè)合成氨反應(yīng)隨條件改變，平衡體系中氨氣體積分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)，當(dāng)橫坐標(biāo)為壓強(qiáng)時(shí)，變化趨勢(shì)

正確的是（填序號(hào)，下同）—，當(dāng)橫坐標(biāo)為溫度時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是。

氨

氣

含

量

%

a

O

圖2

【答案】升局溫度t2?t34ca

【詳解】

(l)t3時(shí)改變外界條件，正逆反應(yīng)速率均增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，該反應(yīng)正向?yàn)?/p>

放熱反應(yīng)，升高溫度使正逆反應(yīng)速率均增大且平衡逆向移動(dòng)，而增大壓強(qiáng)會(huì)使平衡正向移動(dòng)；tl時(shí)改變外界條件,

平衡正向移動(dòng)，t5時(shí)改變外界條件，平衡不發(fā)生移動(dòng)，因此平衡混合物中NH3的含量最高的一段時(shí)間是t2?t3,

故答案為：升高溫度；t2?t3；

(2)溫度為rc時(shí)，將1molN2和2molH2放入容積為0.5L的密閉容器中，反應(yīng)方程式為

N2(g)+3H2(g),-J2NH3(g),充分反應(yīng)后測(cè)得N2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡時(shí)

c(N2)=2mol/L-2mol/Lx50%=1mol/L,c(H2)=4mol/L-3mol/L=1mol/L,c(NH3)=2mol/L,則反應(yīng)在T℃時(shí)的平衡常數(shù)

K『NH)一22

-3--；

C(N2)XC(H2)W

⑶N2(g)+3H2(g)==*2NH3(g)正向?yàn)闅怏w體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，氨氣的含量增大，曲線c

符合；該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，氨氣的含量降低，曲線a符合，故答案為：c；a。

17.二氧化碳催化加氫合成乙烯在環(huán)境保護(hù)、資源利用、戰(zhàn)略需求等方面具有重要意義。CO2和H2在鐵系催化

劑作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：

I.2CO2(g)+6H2(g)#C2H4(g)+4H2O(g)AHi

II.CO2(g)+H2(g)#CO(g)+H2O(g)AH2>0

(1)一定條件下反應(yīng)I能自發(fā)進(jìn)行原因是。

(2)在密閉容器中通入ImolCCh和3mO1H2,在鐵系催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)，CCh的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度和壓強(qiáng)的變

①O.IMPa下，200℃~550℃時(shí)反應(yīng)以(填“I”或“II”)為主，原因是=

②圖點(diǎn)M坐標(biāo)為(350,70),此時(shí)乙烯的選擇性為?(選擇