第二講化學(xué)平衡與化學(xué)反應(yīng)的方向

第二講化學(xué)平衡與化學(xué)反應(yīng)的方向【課標(biāo)要求】1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解濃度、壓強(qiáng)、溫度對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的影響。2.能運(yùn)用濃度、壓強(qiáng)、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律，推測(cè)平衡移動(dòng)方向及濃度轉(zhuǎn)化率等相關(guān)物理量的變化。3.知道化學(xué)反應(yīng)是有方向的，知道化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變和熵變有關(guān)。一、化學(xué)平衡狀態(tài)1.可逆反應(yīng)(1)定義在同一條件下，既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點(diǎn)雙向性指可逆反應(yīng)分為方向相反的兩個(gè)反應(yīng)：正反應(yīng)和逆反應(yīng)雙同性指正、逆反應(yīng)是在同一條件下，同時(shí)進(jìn)行共存性指反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率<100%，反應(yīng)物與生成物共存(3)表示方法：在化學(xué)方程式中用“”表示。2.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念：在一定條件下的可逆反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度保持不變的狀態(tài)。(2)建立：①過(guò)程對(duì)于只加入反應(yīng)物從正向建立的平衡：②圖示建立過(guò)程可以用速率—時(shí)間圖像表示如下【診斷1】判斷下列敘述的正誤(正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”)。(1)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的最大限度(√)(2)恒溫恒容條件下反應(yīng)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，當(dāng)密度不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(√)(3)恒溫恒容下進(jìn)行的可逆反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，當(dāng)SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(×)(4)在一定條件下，向密閉容器中充入1molN2和3molH2充分反應(yīng)，當(dāng)n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝1∶3∶2時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡(×)二、影響化學(xué)平衡的因素1.化學(xué)平衡的移動(dòng)(1)定義：在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，如果改變外界條件，平衡狀態(tài)被破壞，平衡體系的物質(zhì)組成也會(huì)隨著改變，直到達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種由原有的平衡狀態(tài)達(dá)到新的平衡狀態(tài)的過(guò)程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。(2)化學(xué)平衡移動(dòng)方向的判斷條件改變eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(若v正＝v逆，平衡不移動(dòng)；,若v正>v逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；,若v正<v逆，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。))2.影響化學(xué)平衡的因素改變的條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動(dòng)的方向濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動(dòng)壓強(qiáng)(對(duì)有氣體參加的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變?cè)龃髩簭?qiáng)向氣體體積減小的方向移動(dòng)減小壓強(qiáng)向氣體體積增大的方向移動(dòng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)溫度升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)催化劑使用催化劑平衡不移動(dòng)3.勒夏特列原理(1)內(nèi)容：如果改變影響平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。(2)適用范圍：適用于任何動(dòng)態(tài)平衡(如溶解平衡、電離平衡等)，非平衡狀態(tài)不能用此來(lái)分析。(3)平衡移動(dòng)的結(jié)果是“減弱”外界條件的影響，而不是“消除”外界條件的影響，更不是“扭轉(zhuǎn)”外界條件的影響。【診斷2】判斷下列敘述的正誤(正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”)。(1)催化劑改變反應(yīng)歷程，既可以加快反應(yīng)速率，也可以使平衡移動(dòng)(×)(2)向合成氨的恒容密閉體系中加入稀有氣體增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)(×)(3)當(dāng)NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)達(dá)到平衡后，移走一部分NH4HS固體，平衡向右移動(dòng)(×)(4)COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)恒壓通入惰性氣體，提高了COCl2轉(zhuǎn)化率(√)三、化學(xué)反應(yīng)的方向1.自發(fā)過(guò)程含義在一定條件下，不需要借助光、電等外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程特點(diǎn)放熱過(guò)程可能自發(fā)進(jìn)行混亂度小轉(zhuǎn)變?yōu)榛靵y度大的過(guò)程可能自發(fā)進(jìn)行2.熵和熵變(1)熵是量度體系混亂程度的物理量，符號(hào)為S。(2)影響熵大小的因素：①相同條件下，物質(zhì)不同熵不同。②同一物質(zhì)：S(g)>S(l)>S(s)。(3)熵變(ΔS)＝生成物的總熵—反應(yīng)物的總熵。熵增反應(yīng)(ΔS>0)的判斷?固態(tài)反應(yīng)物生成液態(tài)或氣態(tài)生成物的反應(yīng)：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。?液態(tài)反應(yīng)物生成氣態(tài)生成物的反應(yīng)：如：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。?化學(xué)計(jì)量數(shù)(氣體)增大的反應(yīng)：2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)。3.化學(xué)反應(yīng)方向的判斷(1)焓變(ΔH)<0，有自發(fā)進(jìn)行的傾向，但有些ΔH>0的反應(yīng)也可自發(fā)進(jìn)行。如：Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但能自發(fā)進(jìn)行，NaHCO3(s)與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，也能自發(fā)進(jìn)行。因此，僅用焓變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。(2)熵變(ΔS)>0，有自發(fā)進(jìn)行的傾向，但有些ΔS<0的反應(yīng)也可自發(fā)進(jìn)行。如：乙烯聚合為聚乙烯的反應(yīng)是熵減的過(guò)程，但能自發(fā)進(jìn)行，NO與CO反應(yīng)生成N2和CO2的反應(yīng)是熵減的過(guò)程，也能自發(fā)進(jìn)行，故僅用熵變判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。為開(kāi)氏溫度，0℃即為273K(3)自由能(ΔG)<0，ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0的反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行；ΔG＝0，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；ΔG>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。(4)判斷方法：①ΔH<0，ΔS>0的反應(yīng)在任何溫度下能自發(fā)進(jìn)行。②ΔH>0，ΔS<0的反應(yīng)在任何溫度下不能自發(fā)進(jìn)行。③ΔH<0，ΔS<0的反應(yīng)，低溫下能自發(fā)進(jìn)行。④ΔH>0，ΔS>0的反應(yīng)，高溫下能自發(fā)進(jìn)行。【診斷3】判斷下列敘述的正誤(正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”)。(1)自發(fā)反應(yīng)一定能發(fā)生，非自發(fā)反應(yīng)一定不能發(fā)生(×)(2)Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng)，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行(√)(3)吸熱反應(yīng)不可以自發(fā)進(jìn)行(×)(4)4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(g)=4Fe(OH)3(s)是熵減的反應(yīng)，故該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行(×)考點(diǎn)一化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷【題組訓(xùn)練】1.在一定溫度下，向2L固定容積的密閉容器中通入1molCO2、3molH2，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH<0。能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變B.體系中eq\f(n（CO2）,n（H2）)＝eq\f(1,3)，且保持不變C.混合氣體的密度不隨時(shí)間變化D.單位時(shí)間內(nèi)有nmolH—H鍵斷裂，同時(shí)有nmolO—H鍵生成答案A解析因反應(yīng)前后的氣體體積不同，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，反應(yīng)已達(dá)平衡，A正確；eq\f(n（CO2）,n（H2）)是不變量，不能說(shuō)明反應(yīng)是否達(dá)平衡，B錯(cuò)誤；ρ是不變量，不能說(shuō)明反應(yīng)是否達(dá)平衡，C錯(cuò)誤；二者均表示v正，不能說(shuō)明反應(yīng)是否達(dá)平衡，D錯(cuò)誤。2.在一定溫度下的恒容容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí)：①混合氣體的壓強(qiáng)；②混合氣體的密度；③混合氣體的總物質(zhì)的量；④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量；⑤混合氣體的顏色；⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；⑦某種氣體的百分含量(1)能說(shuō)明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(2)能說(shuō)明I2(g)＋H2(g)2HI(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(3)能說(shuō)明2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(4)能說(shuō)明C(s)＋CO2(g)2CO(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(5)能說(shuō)明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(6)能說(shuō)明5CO(g)＋I(xiàn)2O5(s)5CO2(g)＋I(xiàn)2(s)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。答案(1)①③④⑦(2)⑤⑦(3)①③④⑤⑦(4)①②③④⑦(5)①②③(6)②④⑦化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法?判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法——“正、逆相等，變量不變”?常見(jiàn)的“變量”①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。③溫度、轉(zhuǎn)化率或顏色(某組分有顏色)不變。④壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)考點(diǎn)二外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響【典例】已知某密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋Y(g)mZ(g)ΔH＜0。反應(yīng)過(guò)程中，X、Y、Z的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示，則t1時(shí)刻改變的條件可能是()A.升高溫度B.加入更高效的催化劑C.增大壓強(qiáng)D.加入一定量的Z答案A解析正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，Z的物質(zhì)的量減少，X或Y的物質(zhì)的量增大，符合圖像，A正確；使用催化劑不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)，不符合圖像，B錯(cuò)誤；由題圖知，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，Δn(X或Y)＝amol，Δn(Z)＝2amol，參與反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即m＝2，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡不移動(dòng)，不符合圖像，C錯(cuò)誤；加入一定量的Z，t1時(shí)，Z的物質(zhì)的量應(yīng)增大，不符合圖像，D錯(cuò)誤。判斷化學(xué)平衡移動(dòng)方向的思維流程題組一勒夏特列原理的應(yīng)用1.下列事實(shí)不能用勒夏特列原理解釋的是()A.溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，當(dāng)加入少量AgNO3溶液后，溶液的顏色變淺B.對(duì)于反應(yīng)：2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)，縮小容器的容積可使平衡體系的顏色變深C.反應(yīng)：CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)ΔH<0，升高溫度可使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D.對(duì)于合成NH3的反應(yīng)，為提高NH3的產(chǎn)率，理論上應(yīng)采取低溫措施答案B解析溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入少量AgNO3溶液，HBr與AgNO3反應(yīng)生成AgBr沉淀，c(HBr)減小，平衡正向移動(dòng)，溶液的顏色變淺，A可以用勒夏特列原理解釋；2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)是反應(yīng)前后氣體總分子數(shù)不變的反應(yīng)，縮小容器的容積，壓強(qiáng)增大，平衡不移動(dòng)，但c(I2)增大，導(dǎo)致平衡體系的顏色變深，由于平衡不移動(dòng)，故B不能用勒夏特列原理解釋；反應(yīng)CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)的ΔH<0，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，C可以用勒夏特列原理解釋；合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動(dòng)，有利于生成NH3，D可以用勒夏特列原理解釋。2.在一定溫度下的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：xA(g)＋yB(g)zC(g)，平衡時(shí)測(cè)得A的濃度為0.50mol·L－1。保持溫度不變，將容器的容積擴(kuò)大到原來(lái)的兩倍，再達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得A的濃度為0.30mol·L－1。下列有關(guān)判斷正確的是()A.x＋y<zB.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C.B的轉(zhuǎn)化率增大D.C的體積分?jǐn)?shù)減小答案D解析容積擴(kuò)大2倍，若不移動(dòng)時(shí)c(A)＝0.25mol·L－1，但達(dá)平衡為0.30mol·L－1>0.25mol·L－1，說(shuō)明減小壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故x＋y>z，B轉(zhuǎn)化率減小，C的體積分?jǐn)?shù)減小，D項(xiàng)正確。平衡移動(dòng)判斷的兩種特殊情況分析?“惰性氣體”對(duì)化學(xué)平衡的影響①恒溫、恒容條件eq\x(\a\al(原平衡,體系))eq\o(→,\s\up10(充入惰性),\s\do10(氣體))eq\x(\a\al(體系總壓,強(qiáng)增大))→eq\x(\a\al(體系中各組分,的濃度不變))→eq\x(\a\al(平衡不,移動(dòng)))②恒溫、恒壓條件?同等程度地改變平衡反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時(shí)，應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。題組二用“平衡移動(dòng)原理”分析“v－t圖像”3.反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0已達(dá)平衡，如果其他條件不變時(shí)，分別改變下列條件，對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡產(chǎn)生影響，下列條件與圖像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1時(shí)改變條件，t2時(shí)重新建立平衡)()答案C解析分析時(shí)要注意改變條件瞬間v正、v逆的變化。增大O2的濃度，v正增大，v逆瞬間不變，A正確；增大壓強(qiáng)，v正、v逆都增大，v正增大的倍數(shù)大于v逆，B正確；升高溫度，v正、v逆都瞬間增大，C錯(cuò)誤；加入合適催化劑，v正、v逆同時(shí)同倍數(shù)增大，D正確。4.密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋3B(g)2C(g)ΔH<0，根據(jù)v－t圖像，回答下列問(wèn)題：(1)下列時(shí)刻所改變的外界條件是t1____________；t3____________；t4____________。(2)反應(yīng)速率最快的時(shí)間段是_____________________________________________________________________。(3)下列措施能增大正反應(yīng)速率的是______。A.通入A(g) B.分離出C(g)C.降溫 D.增大容器容積答案(1)升高溫度加入催化劑減小壓強(qiáng)(2)t3～t4(3)A解析(1)t1時(shí)刻，改變條件，v′正、v′逆均增大，且v′逆>v′正，平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明改變的條件是升高溫度。t3時(shí)刻，改變條件，v″正、v″逆同等程度增大，且該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)，故改變的條件是加入催化劑。t4時(shí)刻，改變條件，v正、v逆均減小，且v逆>v正，平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明改變的條件是減小壓強(qiáng)。(2)t3～t4時(shí)間段內(nèi)，反應(yīng)使用催化劑，由圖像可知該時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率最快。(3)降溫、增大容器容積均會(huì)使正、逆反應(yīng)速率減??；分離出C(g)時(shí)，v正不變，v逆減小，隨著反應(yīng)的進(jìn)行v正會(huì)減?。煌ㄈ階(g)，反應(yīng)物的濃度增大，v正增大。常見(jiàn)含“斷點(diǎn)”的速率變化圖像分析方法圖像t1時(shí)刻所改變的條件溫度升高降低升高降低正反應(yīng)為放熱反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)壓強(qiáng)增大減小增大減小正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)微專題21化學(xué)平衡圖像一、“先拐先平”解答單一變量的平衡圖像【核心歸納】已知不同溫度或壓強(qiáng)下，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α(或百分含量)與時(shí)間的關(guān)系曲線，推斷溫度的高低及反應(yīng)的熱效應(yīng)或壓強(qiáng)的大小及氣體物質(zhì)間的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系。[以mA(g)＋nB(g)pC(g)中反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率αA為例說(shuō)明](1)“先拐先平，數(shù)值大”原則分析反應(yīng)由開(kāi)始(起始物質(zhì)相同時(shí))達(dá)到平衡所用時(shí)間的長(zhǎng)短可推知反應(yīng)條件的變化。①若為溫度變化引起，溫度較高時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短，如甲中T2>T1。②若為壓強(qiáng)變化引起，壓強(qiáng)較大時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短，如乙中p1>p2。③若為使用催化劑引起，使用適宜催化劑時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短。如圖丙中a使用催化劑。(2)正確掌握?qǐng)D像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法①圖甲中，T2>T1，升高溫度，αA降低，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②圖乙中，p1>p2，增大壓強(qiáng)，αA升高，平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)③若縱坐標(biāo)表示A的百分含量，則甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，乙中正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。【典例1】(雙選)將1molM和2molN置于體積為2L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)，M(s)＋2N(g)P(g)＋Q(g)ΔH。反應(yīng)過(guò)程中測(cè)得P的體積分?jǐn)?shù)在不同溫度下隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.若X、Y兩點(diǎn)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1>K2B.溫度為T1時(shí)，N的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，平衡常數(shù)K＝4C.無(wú)論溫度為T1還是T2，當(dāng)容器中氣體密度或壓強(qiáng)不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)D.降低溫度、增大壓強(qiáng)、及時(shí)分離出產(chǎn)物均有利于提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率答案AB解析由圖可知，T1<T2，升高溫度，P的體積分?jǐn)?shù)減小，平衡逆向移動(dòng)，K減小，則K1>K2，A正確；該反應(yīng)前后氣體體積不變，壓強(qiáng)始終不變，改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，C、D錯(cuò)誤；平衡時(shí)P的體積分?jǐn)?shù)為40%，則生成P為2mol×40%＝0.8mol，消耗N為1.6mol，N的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1.6mol,2mol)×100%＝80%，平衡常數(shù)K＝eq\f(\f(0.8,2)×\f(0.8,2),（\f(0.4,2)）2)＝4，B正確?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】(雙選)一定條件下，等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng)N2(g)＋O2(g)2NO(g)，下圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時(shí)間的變化，曲線b表示該反應(yīng)在某一起始條件改變時(shí)N2的濃度隨時(shí)間的變化。下列敘述正確的是()A.溫度T下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(4（c0－c1）2,ceq\o\al(2,1))B.溫度T下，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，混合氣體的密度不變C.曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變可能是充入氬氣D.若曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變是溫度，可判斷該反應(yīng)的ΔH>0答案BD解析A項(xiàng)，溫度T下，各氣體的平衡濃度：NO：2(c0－c2)；N2：c2，O2：c2，故K＝eq\f(4（c0－c2）2,ceq\o\al(2,2))，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，因?yàn)棣眩絜q\f(m,V)，m、V均不變，ρ不變，正確；C項(xiàng)，恒容充氬氣，不影響平衡狀態(tài)和速率，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，b曲線先平衡，說(shuō)明對(duì)應(yīng)溫度高于T，平衡時(shí)c(N2)變小，說(shuō)明正向程度大，ΔH>0，正確。二、“定一議二”解答多變量的平衡圖像【核心歸納】以反應(yīng)A(g)＋B(g)C(g)ΔH<0為例(1)“定一議二”原則；可通過(guò)分析相同溫度下不同壓強(qiáng)時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率大小來(lái)判斷平衡移動(dòng)的方向，從而確定反應(yīng)方程式中反應(yīng)物與產(chǎn)物氣體物質(zhì)間的化學(xué)計(jì)量數(shù)的大小關(guān)系。如乙中任取兩條壓強(qiáng)曲線研究，壓強(qiáng)增大，αA增大，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，甲中任取一曲線，也能得出結(jié)論。(2)正確掌握?qǐng)D像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法通過(guò)分析相同壓強(qiáng)下不同溫度時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率的大小來(lái)判斷平衡移動(dòng)的方向，從而確定反應(yīng)的熱效應(yīng)。如利用上述分析方法，在甲中作垂直線，乙中任取一曲線，即能分析出正反應(yīng)為放熱反應(yīng)?！镜淅?】在兩個(gè)容積均為1L的密閉容器中以不同的氫碳比[n(H2)/n(CO2)]充入H2和CO2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)ΔH。CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α(CO2)與溫度的關(guān)系如圖所示。(1)此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝_____________________________________________________________________。(2)該反應(yīng)的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)，判斷的理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)氫碳比：X________2.0(填“>”“<”或“＝”)。(4)在氫碳比為2.0時(shí)，Q點(diǎn)v(逆)________P點(diǎn)的v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。答案(1)eq\f(c（C2H4）·c4（H2O）,c2（CO2）·c6（H2）)(2)<隨溫度的升高，α(CO2)減小，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)(3)>(4)<解析(2)隨溫度升高，α(CO2)減小，說(shuō)明為放熱反應(yīng)，ΔH<0；(3)在相同溫度下，X越大，n(H2)相對(duì)越多，α(CO2)越大，故X>2.0；(4)Q點(diǎn)為非平衡點(diǎn)，該溫度下，Q點(diǎn)到P點(diǎn)時(shí)α(CO2)增大，反應(yīng)正向進(jìn)行，Q點(diǎn)的v正>v逆，Q點(diǎn)到P點(diǎn)的過(guò)程中v正減小，v逆增大，故Q點(diǎn)的v逆<P點(diǎn)的v逆。平衡圖像中非平衡點(diǎn)的v正、v逆分析對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L線上所有的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)。左上方(E點(diǎn))，A%大于此壓強(qiáng)或溫度時(shí)平衡體系中的A%，E點(diǎn)必須向正反應(yīng)方向移動(dòng)才能達(dá)到平衡狀態(tài)，所以，E點(diǎn)v正>v逆；則右下方(F點(diǎn))v正<v逆?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】(雙選)用CO和H2在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的反應(yīng)如下：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。在體積一定的密閉容器中按物質(zhì)的量之比1∶2充入CO和H2，測(cè)得平衡混合物中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.該反應(yīng)的ΔH<0，且p1>p2B.反應(yīng)速率：v逆(狀態(tài)A)>v逆(狀態(tài)B)C.在C點(diǎn)時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率為75%D.在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的CH3OH，達(dá)平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)不同答案AC解析由圖可知，升高溫度，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)減小，平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)的ΔH<0，300℃時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)增大，所以p1>p2，故A正確；B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)均大于A點(diǎn)，溫度升高、增大壓強(qiáng)均使該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快，因此v逆(狀態(tài)A)<v逆(狀態(tài)B)，故B錯(cuò)誤；設(shè)向密閉容器中充入了1molCO和2molH2，CO的轉(zhuǎn)化率為x，則eq\a\vs4\ac\hs10\co6(,CO（g）,＋,2H2（g）,,CH3OH（g）,起始/mol,1,,2,,0,變化/mol,x,,2x,,x,平衡/mol,1－x,,2－2x,,x)在C點(diǎn)時(shí)，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)＝eq\f(x,1－x＋2－2x＋x)＝0.5，解得x＝0.75，故C正確；由等效平衡可知，在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的CH3OH，達(dá)平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)都相同，故D錯(cuò)誤。三、“點(diǎn)—線—面”三維度分析特殊平衡圖像【核心歸納】對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在相同時(shí)間段內(nèi)，M點(diǎn)前，表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)物開(kāi)始，則v正>v逆，未達(dá)平衡；M點(diǎn)為剛達(dá)到的平衡點(diǎn)；M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A%增大(C%減小)，平衡逆向移動(dòng)，ΔH<0?！镜淅?】(1)用輝鉬礦冶煉Mo的反應(yīng)為MoS2(g)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s)Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s)ΔH。H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度和壓強(qiáng)的變化如圖1所示。該反應(yīng)的ΔH__________(填“>”或“<”)0；p1、p2、p3按從小到大的順序?yàn)開(kāi)___________。(2)工業(yè)上利用氨生產(chǎn)氫氰酸(HCN)的反應(yīng)為CH4(g)＋NH3(g)HCN(g)＋3H2(g)ΔH>0，其他條件一定，達(dá)到平衡時(shí)NH3轉(zhuǎn)化率隨外界條件x變化的關(guān)系如圖2所示。則x可以是________(填字母序號(hào))。a.溫度b.壓強(qiáng)c.催化劑d.eq\f(n（NH3）,n（CH4）)答案(1)>p1<p2<p3(2)bd化學(xué)平衡圖像的一般思路【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】在恒壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下，催化反應(yīng)相同時(shí)間。測(cè)得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖中實(shí)線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。下列說(shuō)法不正確的是()A.反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH<0B.圖中X點(diǎn)所示條件下，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間能提高NO的轉(zhuǎn)化率C.圖中Y點(diǎn)所示條件下，增加O2的濃度不能提高NO的轉(zhuǎn)化率D.380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡常數(shù)K>2000答案C解析A項(xiàng)，由圖可知溫度越高NO的平衡轉(zhuǎn)化率越低，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則ΔH<0，正確；B項(xiàng)，相同條件下，溫度越低NO的平衡轉(zhuǎn)化率越高，由圖分析可知，X點(diǎn)未達(dá)到平衡轉(zhuǎn)化率，即反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡。所以延長(zhǎng)時(shí)間可以提高NO的轉(zhuǎn)化率，正確；C項(xiàng)，Y點(diǎn)反應(yīng)已達(dá)到平衡。增大O2濃度，平衡正向移動(dòng)，能提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由于NO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%。即反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)c(NO)＝c(NO2)，所以K＝eq\f(1,c平衡（O2）)>eq\f(1,5.0×10－4)＝2000，正確。【考題再現(xiàn)】[2021·浙江1月選考，T25(B)]選項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)現(xiàn)象和結(jié)論正誤判斷B探究KI與FeCl3反應(yīng)的限度取5mL0.1mol/LKI溶液于試管中，加入1mL0.1mol/LFeCl3溶液，充分反應(yīng)后滴入5滴15%的KSCN溶液若溶液變血紅色，則KI與FeCl3溶液的反應(yīng)有一定限度正確[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)存在限度向2mL0.01mol·L－1KI溶液中加入1mol0.01mol·L－1FeCl3溶液再滴加入幾滴0.1mol·L－1KSCN溶液，你認(rèn)為能觀察到什么現(xiàn)象？預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)際觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論加入KSCN溶液后無(wú)血紅色加入KSCN溶液后，出現(xiàn)血紅色Fe3＋沒(méi)有完全反應(yīng)[實(shí)驗(yàn)原理]2Fe3＋＋2I－I2＋2Fe2＋[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]FeCl3與KI的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，存在一定的限度。[原因解釋]理論上Fe3＋與I－等物質(zhì)的量發(fā)生反應(yīng)，在KI過(guò)量的情況下，F(xiàn)e3＋應(yīng)該完全反應(yīng)，沒(méi)有剩余。但實(shí)驗(yàn)證實(shí)，即使KI過(guò)量，F(xiàn)eCl3也不能完全轉(zhuǎn)化成FeCl2，故該反應(yīng)存在一定的限度?！具w移應(yīng)用】某研究性小組決定用實(shí)驗(yàn)探究的方法證明化學(xué)反應(yīng)具有一定的限度。取5mL0.1mol/LKI溶液于試管中，滴加0.1mol/LFeCl3溶液2mL，發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2。為證明該反應(yīng)具有可逆性且具有限度，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：①取少量反應(yīng)液，滴加AgNO3溶液，發(fā)現(xiàn)有少量黃色沉淀(AgI)，證明反應(yīng)物沒(méi)有反應(yīng)完全；②再取少量反應(yīng)液，加入少量CCl4，振蕩，發(fā)現(xiàn)CCl4層顯淺紫色，證明萃取到I2，即有I2生成。綜合①②的結(jié)論，他們得出該反應(yīng)具有一定的可逆性，在一定條件下會(huì)達(dá)到反應(yīng)限度。(1)老師指出他們上述實(shí)驗(yàn)中①不合理，你認(rèn)為是__________________________________________________________________________________________________________________________________________；在不改變反應(yīng)物用量的前提下，改進(jìn)的方法是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)有人認(rèn)為步驟②適合檢驗(yàn)生成I2較多的情況下，還有一種簡(jiǎn)便方法可以靈敏地檢驗(yàn)是否生成了I2，這種方法是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2，設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。①反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生__________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________。②電流計(jì)讀數(shù)為0時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí)在甲中加入FeCl2固體，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)又發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則甲中的石墨作__________(填“正”或“負(fù)”)極，該電極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________。答案(1)該反應(yīng)中KI過(guò)量，故不能直接檢驗(yàn)是否存在I－取少量反應(yīng)液，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，則證明還有Fe3＋未完全反應(yīng)(2)取少量反應(yīng)液，滴加淀粉溶液，若溶液變藍(lán)，則說(shuō)明生成了I2(3)①氧化2I－－2e－=I2②負(fù)Fe2＋－e－=Fe3＋解析(1)實(shí)驗(yàn)①中n(KI)＝0.1mol/L×0.005L＝0.0005mol，n(FeCl3)＝0.1mol/L×0.002L＝0.0002mol，該反應(yīng)中KI過(guò)量，不能直接檢驗(yàn)是否含I－判斷反應(yīng)的可逆性，實(shí)驗(yàn)①不合理。在不改變反應(yīng)物用量的前提下，要證明反應(yīng)有一定的限度，應(yīng)檢驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中是否含F(xiàn)e3＋，改進(jìn)的方法是：取少量反應(yīng)液，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，則證明還有Fe3＋未完全反應(yīng)，證明反應(yīng)具有可逆性。(2)檢驗(yàn)I2可用淀粉溶液，方法是：取少量反應(yīng)液，滴加淀粉溶液，若溶液變藍(lán)，則說(shuō)明生成了I2。(3)①反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3＋發(fā)生還原反應(yīng)生成Fe2＋，乙中石墨電極上I－發(fā)生氧化反應(yīng)生成I2，電極反應(yīng)式為2I－－2e－=I2。②在甲中加入FeCl2固體，F(xiàn)e2＋濃度增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲中Fe2＋發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe3＋，甲中的石墨作負(fù)極，該電極的電極反應(yīng)式為：Fe2＋－e－=Fe3＋。1.(2020·浙江7月選考)一定條件下：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0。在測(cè)定NO2的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，下列條件中，測(cè)定結(jié)果誤差最小的是()A.溫度0℃、壓強(qiáng)50kPaB.溫度130℃、壓強(qiáng)300kPaC.溫度25℃、壓強(qiáng)100kPaD.溫度130℃、壓強(qiáng)50kPa答案D解析測(cè)定NO2的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，N2O4越少越好，即使平衡逆向移動(dòng)。正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的放熱反應(yīng)，要使平衡逆向移動(dòng)，需減小壓強(qiáng)、升高溫度，則選D項(xiàng)。2.(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)2X(s)Y(s)＋Z(g)，一段時(shí)間后達(dá)到平衡。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.升高溫度，若c(Z)增大，則ΔH>0B.加入一定量Z，達(dá)新平衡后m(Y)減小C.加入等物質(zhì)的量的Y和Z，達(dá)新平衡后c(Z)增大D.加入一定量氬氣，平衡不移動(dòng)答案C解析A.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c(Z)增大，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，故ΔH>0，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m(Y)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c(Z)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。3.(雙選)(2021·湖南卷)已知：A(g)＋2B(g)3C(g)ΔH<0，向一恒溫恒容的密閉容器中充入1molA和3molB發(fā)生反應(yīng)，t1時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ，在t2時(shí)改變某一條件，t3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(shuō)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.t2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)φ：φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)D.平衡常數(shù)K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ)答案BC解析該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的總物質(zhì)的量始終不變，總壓強(qiáng)始終不變，A錯(cuò)誤；t2時(shí)，設(shè)向容器中加入3molC，正反應(yīng)速率逐漸增大，達(dá)到新的平衡后保持不變，變化情況與圖像相符，B正確；t2時(shí)，設(shè)向容器中加入3molC，相當(dāng)于加入1molA和2molB，則狀態(tài)Ⅱ相當(dāng)于起始投料為2molA和5molB，若是投料為2molA和6molB與狀態(tài)Ⅰ等效，即狀態(tài)Ⅱ相當(dāng)于減少了B的投料，平衡逆向移動(dòng)，A的體積分?jǐn)?shù)變大，即φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C正確；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，即K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，D錯(cuò)誤。4.(1)(2021·廣東卷)中國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH1b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2c)CH4(g)C(s)＋2H2(g)ΔH3d)2CO(g)CO2(g)＋C(s)ΔH4e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)ΔH5上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，下列說(shuō)法正確的有__________。A.增大CO2與CH4的濃度，反應(yīng)a、b、c的正反應(yīng)速率都增加B.移去部分C(s)，反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動(dòng)C.加入反應(yīng)a的催化劑，可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率D.降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)a～e的正、逆反應(yīng)速率都減小(2)(2021·湖南卷)已知該反應(yīng)：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋90.8kJ·mol－1；ΔS＝198.9J·mol－1·K－1，在下列哪些溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行？________(填標(biāo)號(hào))；A.25℃ B.125℃C.225℃ D.325℃答案(1)AD(2)CD解析(1)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，A.CO2與CH4為a、b、c反應(yīng)的反應(yīng)物，增大濃度，對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率都增加，故A正確；B.移去部分C(s)，由于移除的是純固體，對(duì)平衡移動(dòng)不產(chǎn)生影響，故B錯(cuò)誤；C.催化劑只會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率，不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)的限度，故C錯(cuò)誤；D.降低反應(yīng)溫度，所有反應(yīng)速率均降低，故D正確。(2)在等溫等壓的反應(yīng)中ΔG＝ΔH－TΔS＜0時(shí)，正反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，其中ΔH＝＋90.8kJ·mol－1，ΔS＝198.9J·mol－1·K－1，則T＞eq\f(ΔH,ΔS)＝eq\f(90.8×103J/mol,198.9J·mol－1·K－1)≈456.5K＝183.5℃，選項(xiàng)CD正確。5.(2021·湖南卷)某興趣小組對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將0.1molNH3通入3L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋90.8kJ·mol－1(此時(shí)容器內(nèi)總壓為200kPa)，各物質(zhì)的分壓隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。t2時(shí)將容器體積迅速縮小至原來(lái)的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨勢(shì)的曲線是__________(用圖中a、b、c、d表示)，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案b容器體積縮小，平衡逆向移動(dòng)，氮?dú)獾姆謮合妊杆僭龃蠛筮m當(dāng)減小解析容器體積迅速縮小到原來(lái)的一半，則氮?dú)獾姆謮貉杆僭龃蟮皆瓉?lái)的2倍，故cd錯(cuò)誤；壓強(qiáng)增大，平衡向氣體總體積減小的方向移動(dòng)，即平衡逆向移動(dòng)，N2的分壓應(yīng)比原來(lái)2倍小，故b正確，a錯(cuò)誤。1.高爐煉鐵過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)為：eq\f(1,3)Fe2O3(s)＋CO(g)eq\f(2,3)Fe(s)＋CO2(g)ΔH＜0，欲提高上述反應(yīng)CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是()A.移出部分CO2 B.提高反應(yīng)溫度C.加入合適的催化劑 D.減小容器的容積答案A解析移出部分CO2，平衡正向移動(dòng)，故A正確；此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，提高反應(yīng)溫度，平衡逆向移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；加入合適的催化劑，對(duì)平衡沒(méi)有影響，故C錯(cuò)誤；反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，減小容器的容積，平衡不移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。2.處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)ΔH>0，不改變其他條件的情況下，下列敘述正確的是()A.加入催化劑，反應(yīng)途徑將發(fā)生改變，ΔH也隨之改變B.升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，H2S的分解率也增大C.增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，將引起體系溫度降低D.若體系保持恒容，充入一定量H2后達(dá)到新平衡，H2的濃度將減小答案B解析加入催化劑，反應(yīng)途徑將發(fā)生改變，活化能改變，但ΔH不變，A錯(cuò)誤；升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，正、逆反應(yīng)速率增大；升高溫度，平衡正向移動(dòng)，H2S的分解率均增大，B正確；增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)的逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)體系的溫度升高，C錯(cuò)誤；保持恒容，充入一定量H2，平衡逆向移動(dòng)，根據(jù)勒夏特列原理，達(dá)到新平衡時(shí)，c(H2)仍比原平衡大，D錯(cuò)誤。3.為探究濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響，某同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法不正確的是()A.該實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察顏色變化來(lái)判斷生成物濃度的變化B.觀察到現(xiàn)象a比現(xiàn)象b中紅色更深，即可證明增加反應(yīng)物濃度，平衡正向移動(dòng)C.進(jìn)行Ⅱ、Ⅲ對(duì)比實(shí)驗(yàn)的主要目的是防止由于溶液體積變化引起各離子濃度變化而干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)論得出D.若Ⅰ中加入KSCN溶液的體積改為2mL也可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇鸢窪解析若Ⅰ中加入KSCN溶液的體積改為2mL，氯化鐵溶液過(guò)量，不僅有濃度問(wèn)題，還有反應(yīng)物的用量問(wèn)題，故D錯(cuò)誤。4.將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入某密閉容器中，在一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡：X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH<0。改變某個(gè)條件并維持新條件直至達(dá)到平衡狀態(tài)，下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是()選項(xiàng)改變條件新平衡與原平衡比較A升高溫度X的轉(zhuǎn)化率變大B增大壓強(qiáng)X的濃度變小C充入一定量YY的轉(zhuǎn)化率增大D使用適當(dāng)催化劑X的體積分?jǐn)?shù)不變答案D解析升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，X的轉(zhuǎn)化率變小，A錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，消耗反應(yīng)物X，增大壓強(qiáng)的實(shí)質(zhì)是增大濃度，根據(jù)勒夏特列原理可知，平衡移動(dòng)只是減弱了改變的程度，故達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)，X的濃度仍比原平衡大，B錯(cuò)誤；充入一定量Y，平衡正向移動(dòng)，X的轉(zhuǎn)化率增大，但Y的轉(zhuǎn)化率減小，C錯(cuò)誤；使用催化劑，能改變反應(yīng)速率，但平衡不移動(dòng)，X的體積分?jǐn)?shù)不變，D正確。5.298K時(shí)，將20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsOeq\o\al(3－,3)(aq)＋I(xiàn)2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq\o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsOeq\o\al(3－,4))與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。下列不能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的是()A.溶液的pH不再變化 B.v正(I－)＝2v逆(AsOeq\o\al(3－,3))C.eq\f(c（AsOeq\o\al(3－,4)）,c（AsOeq\o\al(3－,3)）)不再變化 D.c(I－)＝y(tǒng)mol·L－1答案D解析溶液的pH不再變化，即OH－的濃度不再變化，所以平衡體系中各組分的濃度均不再變化，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)不符合題意；當(dāng)v正(I－)＝2v逆(AsOeq\o\al(3－,3))或v逆(I－)＝2v正(AsOeq\o\al(3－,3))時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B項(xiàng)不符合題意；反應(yīng)達(dá)到平衡之前，c(AsOeq\o\al(3－,3))逐漸減小而c(AsOeq\o\al(3－,4))逐漸增大，故eq\f(c（AsOeq\o\al(3－,4)）,c（AsOeq\o\al(3－,3)）)逐漸增大，當(dāng)eq\f(c（AsOeq\o\al(3－,4)）,c（AsOeq\o\al(3－,3)）)不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)不符合題意；根據(jù)離子方程式可知反應(yīng)體系中恒有c(I－)＝2c(AsOeq\o\al(3－,4))，觀察圖像可知反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)c(AsOeq\o\al(3－,4))＝y(tǒng)mol·L－1，此時(shí)c(I－)＝2ymol·L－1，故D項(xiàng)符合題意。6.納米鈷(Co)常用于CO加氫反應(yīng)的催化劑：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH<0。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.納米技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化了催化劑的性能，提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率B.縮小容器容積，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的濃度增大C.溫度越低，越有利于CO催化加氫D.從平衡體系中分離出H2O(g)能加快正反應(yīng)速率答案B解析催化劑不能改變反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，但移動(dòng)的結(jié)果不能抵消條件的改變，CO的濃度還是增大的，B項(xiàng)正確；工業(yè)生產(chǎn)的溫度應(yīng)考慮催化劑的活性溫度，C項(xiàng)錯(cuò)誤；從平衡體系中分離出水蒸氣，反應(yīng)速率減慢，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。已知：①C4H10(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=C4H8(g)＋H2O(g)ΔH1＝－119kJ·mol－1②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH2＝－242kJ·mol－1丁烷(C4H10)脫氫制丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式為C4H10(g)C4H8(g)＋H2(g)ΔH3。下列措施一定能提高該反應(yīng)中丁烯產(chǎn)率的是()A.增大壓強(qiáng)，升高溫度 B.升高溫度，減小壓強(qiáng)C.降低溫度，增大壓強(qiáng) D.減小壓強(qiáng)，降低溫度答案B解析根據(jù)蓋斯定律，由①－②可得：C4H10(g)C4H8(g)＋H2(g)，得ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝(－119kJ·mol－1)－(－242kJ·mol－1)＝＋123kJ·mol－1。提高該反應(yīng)中丁烯的產(chǎn)率，應(yīng)使平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的吸熱反應(yīng)，可采取的措施是減小壓強(qiáng)、升高溫度。8.(2021·1月遼寧適應(yīng)性考試)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：①2X(g)＋Y(g)Z(s)＋2Q(g)ΔH1<0②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)ΔH2>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Y，則N的濃度增大答案B解析Z為固體，加入適量Z不影響反應(yīng)①的平衡移動(dòng)，而反應(yīng)②與Z無(wú)關(guān)，故加入Z也不影響反應(yīng)②的平衡移動(dòng)，A正確；通入稀有氣體Ar，由于容器體積不變，故氣體濃度不發(fā)生改變，反應(yīng)①的平衡不移動(dòng)，B錯(cuò)誤；溫度降低，反應(yīng)①正向進(jìn)行，反應(yīng)②逆向進(jìn)行，但兩個(gè)反應(yīng)中反應(yīng)物的起始濃度未知，故無(wú)法判斷Q濃度的增減，C正確；通入氣體Y，反應(yīng)①平衡正向移動(dòng)，Q的濃度增大，導(dǎo)致反應(yīng)②平衡逆向移動(dòng)，則N的濃度增大，D正確。9.已知反應(yīng)：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)。起始以物質(zhì)的量之比為1∶1充入反應(yīng)物，不同壓強(qiáng)條件下，H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示(M、N點(diǎn)標(biāo)記為▲)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.上述反應(yīng)的ΔH<0B.N點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率一定比M點(diǎn)的快C.降低溫度，H2的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100%D.工業(yè)上用此法制取甲烷應(yīng)采用更高的壓強(qiáng)答案A解析根據(jù)題圖，隨著溫度的升高，H2的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即ΔH<0，A項(xiàng)正確；N點(diǎn)壓強(qiáng)大于M點(diǎn)的，M點(diǎn)溫度高于N點(diǎn)的，因此無(wú)法確定兩點(diǎn)反應(yīng)速率的快慢，B項(xiàng)錯(cuò)誤；此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能完全進(jìn)行到底，C項(xiàng)錯(cuò)誤；控制合適的溫度和壓強(qiáng)，既能保證反應(yīng)速率較快，也能保證H2有較高的轉(zhuǎn)化率，采用更高的壓強(qiáng)對(duì)設(shè)備的要求更高，增加經(jīng)濟(jì)成本，D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.(2021·泉州模擬)已知反應(yīng)：2NO2(紅棕色)N2O4(無(wú)色)ΔH＜0。將一定量的NO2充入注射器中后封口，如圖是在拉伸和壓縮注射器的過(guò)程中氣體透光率隨時(shí)間的變化(氣體顏色越深，透光率越小)。下列說(shuō)法正確的是()A.b點(diǎn)的操作是壓縮注射器B.d點(diǎn)：v正>v逆C.c點(diǎn)與a點(diǎn)相比，c(NO2)增大，c(N2O4)減小 D.若不忽略體系溫度變化，且沒(méi)有能量損失，則Tb＞Tc答案B解析A.b點(diǎn)開(kāi)始是壓縮注射器的過(guò)程，氣體顏色變深，透光率變小，故A正確；B.c點(diǎn)后的拐點(diǎn)是拉伸注射器的過(guò)程，d點(diǎn)是平衡向氣體體積增大的逆向移動(dòng)過(guò)程，則v正＜v逆，故B錯(cuò)誤；C.c點(diǎn)是壓縮注射器后的情況，c(NO2)和c(N2O4)都增大，故C錯(cuò)誤；D.b點(diǎn)開(kāi)始是壓縮注射器的過(guò)程，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)放熱，導(dǎo)致Tb＜Tc，故D錯(cuò)誤。11.氫是人們公認(rèn)的清潔能源，作為低碳和零碳能源正在脫穎而出，氫的獲得及以氫為原料的工業(yè)生產(chǎn)工藝成為科技工作者研究的重要課題。(1)工業(yè)生產(chǎn)中可利用H2還原CO2制備清潔能源甲醇。①已知CO(g)和H2(g)的燃燒熱ΔH分別為－283.0kJ·mol－1、－285.8kJ·mol－1。CO與H2合成甲醇的能量變化如圖所示。則用CO2和H2(g)制備甲醇(l)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________________________________________________________________________________________________________。②將一定量的CO2和H2充入某恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得在不同催化劑作用下，相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。催化效果最好的催化劑是____________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)，該反應(yīng)在a點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)，a點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率比b點(diǎn)的高，其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)利用CO和水蒸氣可制備H2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入容積為2L的恒容密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，得到的三組數(shù)據(jù)如下表所示：溫度/℃起始量達(dá)到平衡n(CO)/moln(H2/molO)n(H2)/molCO轉(zhuǎn)化率時(shí)間/min650421.6690032eq\f(1,3)3①該反應(yīng)的正反應(yīng)為_(kāi)_________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。②900℃時(shí)，0～3min內(nèi)反應(yīng)的平均速率v(H2O)＝__________，達(dá)到平衡時(shí)c(H2)__________。(保留2位小數(shù))答案(1)①CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝－93.8kJ·mol－1②Ⅰ該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)(2)①放熱②0.17mol·L－1·min－10.50mol·L－1解析(1)①根據(jù)CO(g)和H2(g)的燃燒熱ΔH，可寫(xiě)出熱化學(xué)方程式(Ⅰ)CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1；(Ⅱ)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1。根據(jù)圖像曲線變化可寫(xiě)出熱化學(xué)方程式(Ⅲ)CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(l)ΔH＝－(510－419)kJ·mol－1＝－91kJ·mol－1。根據(jù)蓋斯定律，由(Ⅱ)＋(Ⅲ)－(Ⅰ)，可得CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝－93.8kJ·mol－1。②由圖像可知催化劑I的催化效果最佳；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，隨溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率降低。(2)①650℃時(shí)，根據(jù)三段式進(jìn)行計(jì)算：eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,CO（g）,＋,H2O（g）,,CO2（g）,＋,H2（g）,起始/mol,4,,2,,0,,0,轉(zhuǎn)化/mol,1.6,,1.6,,1.6,,1.6,平衡/mol,2.4,,0.4,,1.6,,1.6)故650℃時(shí)，平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率為1.6÷4＝0.4>eq\f(1,3)，即溫度越高，CO平衡轉(zhuǎn)化率越低，故該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②900℃時(shí)，結(jié)合CO的平衡轉(zhuǎn)化率，根據(jù)三段式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算：eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,CO（g）,＋,H2O（g）,,CO2（g）,＋,H2（g）,起始/mol,3,,2,,0,,0,轉(zhuǎn)化/mol,1,,1,,1,,1,平衡/mol,2,,1,,1,,1)0～3min內(nèi)v(H2O)＝eq\f(1mol,2L×3min)≈0.17mol·L－1·min－1，平衡時(shí)c(H2)＝eq\f(1mol,2L)＝0.50mol·L－1。12.(2021·天津卷節(jié)選)CS2是一種重要的化工原料。工業(yè)上可以利用硫(S8)與CH4為原料制備CS2，S8受熱分解成氣態(tài)S2，發(fā)生反應(yīng)2S2(g)＋CH4(g)CS2(g)＋2H2S(g)(1)某溫度下，若S8完全分解成氣態(tài)S2。在恒溫密閉容器中，S2與CH4物質(zhì)的量比為2∶1時(shí)開(kāi)始反應(yīng)。①當(dāng)CS2的體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，CH4的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。②當(dāng)以下數(shù)值不變時(shí)，能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是________(填序號(hào))。a.氣體密度 b.氣體總壓c.CH4與S2體積比 d.CS2的體積分?jǐn)?shù)(2)一定條件下，CH4與S2反應(yīng)中CH4的平衡轉(zhuǎn)化率、S8分解產(chǎn)生S2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線如圖所示。據(jù)圖分析，生成CS2的反應(yīng)為_(kāi)_______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。工業(yè)上通常采用在600～650℃的條件下進(jìn)行此反應(yīng)，不采用低于600℃的原因是___________________________________________________。答案(1)30%d(2)放熱600℃時(shí)甲烷平衡轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%，低于600℃時(shí)，S2濃度明顯偏小，且反應(yīng)速率慢解析(1)①在恒溫密閉容器中，S2與CH4物質(zhì)的量比為2∶1時(shí)開(kāi)始反應(yīng)，eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,2S2,＋,CH4,,CS2,＋,2H2S,始（mol/L）,2a,,a,,0,,0,轉(zhuǎn)（mol/L）,2x,,x,,x,,2x,平（mol/L）,2a－2x,,a－x,,x,,2x)CS2的體積分?jǐn)?shù)為10%，即eq\f(x,3a)＝10%，解得x＝0.3a，則CH4的轉(zhuǎn)化率為30%。②a.恒容容器，質(zhì)量不變，故密度一直不變，故密度不變不一定平衡，不選；b.反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，故壓強(qiáng)也一直不變，故壓強(qiáng)不變不一定平衡，不選；c.CH4與S2體積比一直為1∶2，故不一定平衡，不選；d.CS2的體積分?jǐn)?shù)不變說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到了平衡，故選d。(2)由圖可知，隨溫度升高，甲烷的轉(zhuǎn)化率降低，故反應(yīng)為放熱反應(yīng)。工業(yè)上通常采用在600～650℃的條件下進(jìn)行此反應(yīng)，不采用低于600℃的原因是600℃時(shí)甲烷平衡轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%，低于600℃時(shí)，S2濃度明顯偏低，且反應(yīng)速率慢。13.(雙選)(2021·汕頭模擬)在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應(yīng)：xA(g)＋yB(g)zC(g)，達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得A的濃度為0.5mol·L－1，在溫度不變的條件下，將容器的體積擴(kuò)大到兩倍，再達(dá)到平衡，測(cè)的A的濃度降低為0.35mol·L－1。下列有關(guān)判斷正確的是()A.x＋y＜zB.B的濃度增大 C.C的體積分?jǐn)?shù)降低D.平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)答案CD解析A.在溫度不變的條件下，將容器的體積擴(kuò)大到兩倍瞬間，A的濃度是原來(lái)一半，為0.25mol/L，再次達(dá)到平衡時(shí)A的濃度為0.35mol/L，擴(kuò)大容器體積相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，A的濃度增大，則平衡逆向移動(dòng)，所以x＋y＞z，故A錯(cuò)誤；B.平衡逆向移動(dòng)，則B濃度增大，但B濃度小于原來(lái)平衡濃度，故B錯(cuò)誤；C.平衡逆向移動(dòng)則C的體積分?jǐn)?shù)降低，故C正確；D.根據(jù)A分析知，平衡逆向移動(dòng)，故D正確。14.(雙選)(2021·邵陽(yáng)模擬)工業(yè)生產(chǎn)苯乙烯是利用乙苯的脫氫反應(yīng)：eq\o(,\s\up10(560℃))(正反應(yīng)吸熱)針對(duì)上述反應(yīng)，在其他條件不變時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A.在保持體積一定的條件下，充入較多的乙苯，可以提高乙苯的轉(zhuǎn)化率B.在保持壓強(qiáng)一定的條件下，充入稀有氣體，有利于提高苯乙烯的產(chǎn)率C.在保持其他條件一定的情況下，降低溫度，可以提高乙苯的轉(zhuǎn)化率D.僅從平衡移動(dòng)的角度分析，工業(yè)生產(chǎn)苯乙烯選擇恒壓條件優(yōu)于恒容條件答案BD解析A.在保持體積一定的條件下，充入較多的乙苯，反應(yīng)體系的壓強(qiáng)增大，平衡逆向移動(dòng)，乙苯的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯(cuò)誤；B.保持壓強(qiáng)一定的條件下，充入稀有氣體，相當(dāng)于減小了各組分的濃度，生成物濃度減小的程度大，平衡正向移動(dòng)，苯乙烯的產(chǎn)量增加，故B正確；C.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向著放熱的逆向移動(dòng)，乙苯的轉(zhuǎn)化率降低，故C錯(cuò)誤；D.該反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，恒容體系中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系的壓強(qiáng)增大，平衡逆向移動(dòng)，不利于苯乙烯的生成，故恒壓條件優(yōu)于恒容條件，故D正確。15.(2021·全國(guó)甲卷節(jié)選)二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳。二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49kJ·mol－1合成總反應(yīng)在起始物n(H2)/n(CO2)＝3時(shí)，在不同條件下達(dá)到平衡，設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x(CH3OH)，在t＝250℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105Pa下的x(CH3OH)～t如圖所示。(1)圖中對(duì)應(yīng)等壓過(guò)程的曲線是________，判斷的理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)當(dāng)x(CH3OH)＝0.10時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α＝____________，反應(yīng)條件可能為_(kāi)___________________或________________。答案(1)b反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，甲醇物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小(2)33.33%5×105Pa、210℃9×105Pa、250℃解析(1)總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49kJ/mol，升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，甲醇物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，b曲線為等壓線，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，甲醇物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減??；(2)當(dāng)x(CH3OH)＝0.10時(shí)，設(shè)生成甲醇物質(zhì)的量為y，三段式列式計(jì)算：eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,CO2（g）,＋,3H2（g）,,CH3OH（g）,＋,H2O（g）,起始量（mol）,1,,3,,0,,0,變化量（mol）,y,,3y,,y,,y,平衡量（mol）,1－y,,3－3y,,y,,y)eq\f(y,4－2y)＝0.1，解得y＝eq\f(1,3)mol，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α＝eq\f(\f(1,3)mol,1mol)×100%≈33.33%，等溫線a上分析得到，反應(yīng)條件是9×105Pa、250℃，等壓線b上，反應(yīng)條件5×105Pa、210℃。熱點(diǎn)強(qiáng)化練11化工生產(chǎn)中的速率與平衡圖像分析1.(2021·山東六市模擬)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(CO和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的反應(yīng)為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。一定條件下，往一密閉容器中充入一定量的CO(g)與H2(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度變化的曲線如圖1所示，反應(yīng)體系中CO的平衡轉(zhuǎn)化率α(CO)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.圖1中曲線a能正確反映該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的變化關(guān)系B.圖2中p1>p2>p3C.在不同溫度、壓強(qiáng)下進(jìn)行該反應(yīng)，α(CO)不可能相等D.若α(CO)＝α(H2)(H2的平衡轉(zhuǎn)化率)，則合成氣中eq\f(n（H2）,n（CO）)＝2.0答案C解析由題干可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，故題圖1中曲線a能正確反映該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的變化關(guān)系，A正確；該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，α(CO)增大，故其他條件不變時(shí)，壓強(qiáng)越大，CO的平衡轉(zhuǎn)化率越大，p1>p2>p3，B正確；其他條件不變，溫度升高，CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，其他條件不變，壓強(qiáng)增大，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故在不同溫度、壓強(qiáng)下進(jìn)行該反應(yīng)，α(CO)可能相等，C錯(cuò)誤；當(dāng)反應(yīng)物的投料比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等，故eq\f(n（H2）,n（CO）)＝2.0時(shí)α(CO)＝α(H2)，D正確。2.(雙選)(2020·江蘇卷)CH4與CO2重整生成H2和CO的過(guò)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(shuō)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)化率能達(dá)到Y(jié)點(diǎn)的值答案BD解析升高溫度有利于題中第一個(gè)反應(yīng)正向進(jìn)行，有利于提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，但增大壓強(qiáng)有利于題中第一個(gè)反應(yīng)逆向進(jìn)行，不利于提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題述反應(yīng)及起始反應(yīng)物的物質(zhì)的量比可知，平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率比CH4的高，則曲線B表示CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化，B項(xiàng)正確；使用催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)速率，對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響，即曲線A和曲線B不能相重疊，C項(xiàng)錯(cuò)誤；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，通過(guò)增大n(CO2)或減小壓強(qiáng)繼續(xù)反應(yīng)，可以使CH4的轉(zhuǎn)化率從X點(diǎn)提高到Y(jié)點(diǎn)，D項(xiàng)正確。3.(雙選)利用CH3OH和CO的羰基化反應(yīng)可以制備CH3COOH：CH3OH(g)＋CO(g)CH3COOH(g)ΔH。T1時(shí)，在體積為2L的剛性密閉容器中通入0.20molCH3OH(g)和0.22molCO(g)發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得甲醇的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.T1～T2內(nèi)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，故該反應(yīng)的ΔH<0B.B、C、D三點(diǎn)的逆反應(yīng)速率：B點(diǎn)>C點(diǎn)>D點(diǎn)C.T1時(shí)，若保持溫度、壓強(qiáng)不變，則達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，甲醇的轉(zhuǎn)化率α：40%<α<80%D.T2時(shí)，保持其他條件不變，向已達(dá)到平衡的容器中再通入0.08molCH3OH，0.20molCO和0.60molCH3COOH，則平衡不移動(dòng)答案AD解析由題給圖像可知，溫度升高，甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，該反應(yīng)的ΔH<0，A項(xiàng)正確。B、C、D三點(diǎn)時(shí)反應(yīng)均達(dá)到平衡，此時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，由于溫度T3>T2>T1，且B點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中甲醇的轉(zhuǎn)化率也逐漸降低，說(shuō)明反應(yīng)物的濃度D點(diǎn)>C點(diǎn)>B點(diǎn)，故正反應(yīng)速率D點(diǎn)>C點(diǎn)>B點(diǎn)，逆反應(yīng)速率D點(diǎn)>C點(diǎn)>B點(diǎn)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。T1時(shí)，若保持溫度、壓強(qiáng)不變，則隨著反應(yīng)的進(jìn)行容器體積縮小，相較于溫度、體積不變時(shí)，平衡正向移動(dòng)，甲醇的轉(zhuǎn)化率α>80%，C項(xiàng)錯(cuò)誤。T2時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)甲醇的轉(zhuǎn)化率為60%，列出三段式后計(jì)算可得平衡常數(shù)K＝30；此時(shí)保持其他條件不變，再向容器中通入0.08molCH3OH，0.20molCO和0.60molCH3COOH，Qc＝30＝K，平衡不移動(dòng)，D項(xiàng)正確。4.控制含碳、氮、硫的化合物等大氣污染物對(duì)打造宜居環(huán)境具有重要意義。用NH3消除NO污染的反應(yīng)原理如下：4NH3＋6NO5N2＋6H2O，不同溫度條件下，NH3與NO的物質(zhì)的量之比分別為3∶1、2∶1、1∶1時(shí)，得到NO脫除率曲線如圖所示。(1)曲線c對(duì)應(yīng)NH3與NO的物質(zhì)的量之比是________。(2)曲線a中NO的起始濃度為4×10－4mg·m－3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8s，該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為_(kāi)___________mg·m－3·s－1。答案(1)1∶1(2)1×10－4解析(1)兩種反應(yīng)物存在的反應(yīng)，增大一種反應(yīng)物的量可提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，根據(jù)圖像，曲線c的NO脫除率最低，即NO的轉(zhuǎn)化率最低，所以NO在總反應(yīng)物中的比例最高，符合的是n(NH3)∶n(NO)的物質(zhì)的量之比1∶1；(2)曲線a中NO的起始濃度為4×10－4mg/m3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8s，根據(jù)圖像，NO的脫除率從55%上升到75%，則該段時(shí)間內(nèi)NO的脫除量為c＝4×10－4mg/m3×(75%－55%)＝8×10－5mg/m3，時(shí)間間隔為Δt＝0.8s，所以該段時(shí)間內(nèi)NO的脫除速率為＝eq\f(8×10－5mg/m3,0.8s)＝1.0×10－4mg/(m3·s)。5.(1)NHeq\o\al(＋,4)硝化過(guò)程的離子方程式是2NHeq\o\al(＋,4)＋3O22HNO3＋2H2O＋2H＋，恒溫時(shí)在亞硝酸菌的作用下發(fā)生該反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得在其他條件一定時(shí)，NHeq\o\al(＋,4)硝化反應(yīng)的速率隨溫度變化曲線如下圖A所示，溫度高于35℃時(shí)反應(yīng)速率迅速下降的原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)亞硝酸鹽含量過(guò)高對(duì)人和動(dòng)植物都會(huì)造成直接或間接的危害，因此要對(duì)亞硝酸鹽含量過(guò)高的廢水進(jìn)行處理。處理亞硝酸鹽的方法之一是用次氯酸鈉將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽，反應(yīng)方程式是ClO－＋NOeq\o\al(－,2)=NOeq\o\al(－,3)＋Cl－。在25℃和35℃下，分別向NOeq\o\al(－,2)初始濃度為5×10－3mol/L的溶液中按不同的投料比eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n（ClO－）,n（NOeq\o\al(－,2)）)))加入次氯酸鈉固體(忽略溶液體積的變化)，平衡時(shí)NOeq\o\al(－,2)的去除率和溫度、投料比的關(guān)系如上圖B所示，a、b、c、d四點(diǎn)ClO－的轉(zhuǎn)化率由小到大的順序是________________，35℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________(保留三位有效數(shù)字)。答案(1)溫度過(guò)高使亞硝酸菌變性(2)d、c、b、a2.67解析(1)由圖A可知35℃時(shí)反應(yīng)速率迅速下降是因?yàn)榉磻?yīng)中有亞硝酸菌參與，而溫度過(guò)高會(huì)使細(xì)菌亞硝酸菌中的蛋白質(zhì)發(fā)生變性，從而導(dǎo)致速率變慢。(2)由圖像可知，a、b兩點(diǎn)溫度相同，都是25℃，由a點(diǎn)到b點(diǎn)，投料比eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n（ClO－）,n（NOeq\o\al(－,2)）)))不斷增大，可以理解為不斷增加n(ClO－)，NOeq\o\al(－,2)的去除率不斷增大，而ClO－的轉(zhuǎn)化率不斷減小，所以ClO－的轉(zhuǎn)化率：a>b，同理可得：c>d，而b、c兩點(diǎn)，投料比相同，由b到c升高溫度，而NOeq\o\al(－,2)的去除率不斷減小，說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則ClO－的轉(zhuǎn)化率b>c，所以a、b、c、d四點(diǎn)ClO－的轉(zhuǎn)化率由小到大的順序是：d、c、b、a；NOeq\o\al(－,2)的初始濃度為5×10－3mol/L，35℃當(dāng)投料比為2的時(shí)候，NOeq\o\al(－,2)的去除率為80%，平衡時(shí)NOeq\o\al(－,2)的轉(zhuǎn)化量為5×10－3mol/L×80%＝4×10－3mol/L，用三段式進(jìn)行計(jì)算：eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,ClO－,＋,NOeq\o\al(－,2),,NOeq\o\al(－,3),＋,Cl－,始（mol/L）,1×10－2,,5×10－3,,0,,0,轉(zhuǎn)（mol/L）,