化学平衡的移动.docx
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化学平衡的移动
1.据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
2CO2(g)+6H2(g)
CH3
CH2OH(g)+3H2O(g)
下列叙述错误的是( )
A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
2.已知反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0。
某温度下,将2molSO2和1molO2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。
则下列说法正确的是( )
A.由图甲知,A点SO2的平衡浓度为0.4mol·L-1
B.由图甲知,B点SO2、O2、SO3的平衡浓度之比为2∶1
∶2
C.达平衡后,缩小容器容积,则反应速率变化图象可以用图乙表示
D.压强为0.50
MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如丙图,则T2>T1
3.已知:
H2(g)+I2(g)
2HI(g);ΔH<0。
有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,相同温度下分别达到平衡。
欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是( )
A.甲、乙提高相同温度
B.甲中加入0.1molHe,乙不变
C.甲降低温度,乙不变
D.甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2
4
.温度和压强对反应X+Y
2Z的影响如图所示。
图中横坐标表示温度,纵坐标表示平衡时混合气体中Z的体积分数。
下列叙述正确的是( )
A.上述可逆反应的正反应为放热反应
B.X、Y、Z均为气态
C.X和Y中只有一种为气态,Z为气态
D.上述反应的逆反应的ΔH>0
5. 图Ⅰ是NO2(g)+CO(g)
CO2(g)+NO(g)反应过程中能量变化示意图。
一定条件下,在固定容积的密闭容器中该反应达到平衡状态。
当改变其中一个条件X,Y随X的变化关系曲线如图Ⅱ所示。
下列有关说法正确的是( )
A.一定条件下,向密闭容器中加入1molNO2(g)与1molCO(g)反应放出234kJ热量
B.若X表示CO的起始浓度,则Y表示的可能是NO2的转化率
C.若X表示温度,则Y表示的可能是CO2的物质的量浓度
D.若X表示反应时间,则Y表示的可能是混合气体的密度
6.一定温度下,在三个容积相同的密闭容器中,对反应I2(g)+H2(g)
2HI(g)进行甲、乙、丙三组实验,实验起始时容器内各组分的物质的量见下表,一段时间后,反应达到平衡。
下列判断不正确的是( )
物质
甲
乙
丙
I2(g)
1mol
2mol
1mol
H2
1mol
1mol
2mol
A.反应速率:
乙>甲
B.反应速率:
乙>丙
C.I2的转化率:
丙>甲
D.HI的平衡浓度:
乙>甲
7.在10L密闭容器中,A、B、C三种气态物质构成了可逆反应体系;某温度时,A、B、C物质的量与时间的关系如图一,C的百分含量与温度的关系如图二。
下列分析不正确的是( )
A.0~4min时,A的平均反应速率为0.1mol/(L·min)
B.该反应的平衡常数表达式为:
K=
C.由T1向T2变化时,v正>v逆
D.此反应的正反应为放热反应
8.在恒温条件下,有甲、乙两容器,甲容器为体积不变的密闭容器,乙容器为一个带有理想活塞(即无质量、无摩擦力的刚性活塞)的体积可变的密闭容器,两容器起始状态完全相同,都充有C气体,若发生可逆反应C(g)
A(g)+B(g),经一段时间后,甲、乙两容器反应都达到平衡。
下列说法中正确的是( )
A.平衡时C的转化率:
乙>甲
B.平衡时C的体积分数:
乙>甲
C.反应速率:
乙>甲
D.平衡时A的物质的量:
甲>乙
9.4.0molPCl3和2.0molCl2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下发生下述反应:
PCl3(g)+Cl2(g)
PCl5(g)。
达到平衡时,PCl5为0.80mol,如果此时移走2.0molPCl3和1.0molCl2,在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是( )
A.0.8molB.0.4mol
C.小于0.4molD.大于0.4mol,小于0.8mol
10.在一密闭容器中发生反应N2+3H2
2NH3,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是________(填选项)。
A.t0~t1 B.t1~t2 C.t2~t3
D.t3~t4 E.t4~t5 F.t5~t6
(2)t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是(填选项)
A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度
D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氮气
t1时刻________;t3时刻________;t4时刻________。
(3)依据
(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是________(填选项)。
A.t0~t1 B.t2~t3
C.t3~t4D.t5~t6
(4)如果在t6时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化曲线。
(5)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20%,则反应后与反应前的混合气体体积之比为________。
【正确解答】 本题考查考生对曲线的分析能力。
从图象可知,温度越高,Z的体积分数越大,说明升高温度,平衡正向移动,正反应方向是吸热反应,A、D错;从图中所作的等温线可知,压强越大,Z的体积分数越小,即增大压强,平衡逆向移动,逆反应方向是气体体积缩小的方向,所以Z必为气体,又因Z的体积分数发生了变化,说明除Z为气体外,还有其他气体,故X、Y中必有气体,且只有一种,B错,C正确。
答案:
C
10.解析:
(1)根据图示可知,t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内,v(正)、v(逆)相等,反应处于平衡状态。
(2)t1时,v(正)、v(逆)同时增大,且v(逆)增大得更快,平衡向逆反应方向移动,所以t1时改变的条件是升温。
t3时,v(正)、v(逆)同时增大且增大量相同,平衡不移动,所以t3时改变的条件是加催化剂。
t4时,v(正)、v(逆)同时减小,但平衡向逆反应方向移动,所以t4时改变的条件是减小压强。
易错起源1、化学平衡移动的判断
例1.将等物质的量的F2和ClF混合,在密闭容器中发生反应:
F2(g)+ClF(g)
ClF3(g);ΔH<0。
下列叙述中,正确的是( )
A.达到平衡后,保持容器的体积不变再充入ClF3气体的瞬间,体系压强增大,平衡右移
B.若c(F2)∶c(ClF)∶c(ClF3)=1∶1∶1,则反应一定达到平衡状态
C.达到平衡后,若增大容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡左移
D.平衡后再降低温度,保持恒容,达到新的平衡,则混合气体的平均摩尔质量增大
1.一般思路
2.特殊情况
(1)“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件:
②恒温、恒压条件:
(2)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对平衡没影响。
应用上述规律分析问题时应注意:
(1)不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有v(正)>v(逆)时,才使平衡向正反应方向移动。
(2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来,当反应物总量不变时,平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高;当增大一种反应物的浓度,使平衡向正反应方向移动时,只会使其他的反应物的转化率提高。
(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
易错起源2、 化学平衡图象
例2.反应aM(g)+bN(g)
cP(g)+dQ(g)达到平衡时,M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。
其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。
下列说法正确的是( )
A.同温同压同z时,加入催化剂,平衡时Q的体积分数增加
B.同压同z时,升高温度,平衡时Q的体积分数增加
C.同温同z时,增加压强,平衡时Q的体积分数增加
D.同温同压时,增加z,平衡时Q的体积分数增加
1.常见的图象
对于反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),若m+n>p+q且ΔH>0
(1)v-t图象
(2)c-t图象
(3)c或α-p(T)图象
化学平衡图象题的解题思路:
易错起源3、等效平衡
例3.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:
A(g)+B(g)
C(g)
(1)若开始时放入1molA+1molB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为________mol。
(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为________mol。
(3)若开始时放入xmolA,2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别为ymol和3amol,则x=________mol,y=________mol。
平衡时,B的物质的量________(选填一个编号)。
(甲)大于2mol
(乙)等于2mol
(丙)小于2mol
(丁)可能大于、等于或小于2mol
1.含义
在一定条件下(恒温、恒容或恒温、恒压),对同一可逆反应,虽然起始时物质加入的量不同,但达到化学平衡时,同种物质的物质的量分数相同,这样的平衡称为等效平衡。
2.分类
(1)恒温、恒容,反应前后气体体积改变的反应(Δn≠0):
只改变起始时物质的加入量,若通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
如:
按下列三条途径,在恒温、恒容下建立的平衡等效。
3H2(g)+N2(g)
2NH3(g)
Ⅰ3mol1mol0
Ⅱ002mol
Ⅲabc
Ⅲ中应满足:
b+
=1,a+
=3。
(2)恒温、恒容,反应前后气体体积不变的反应(Δn=0):
只要反应物(或生成物)的物质的量比例与原平衡的相同,两平衡就是等效平衡。
(3)恒温恒压:
改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数换算成同一边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则达到平衡后与原平衡等效。
3.等效平衡的判断方法
使用极限转化的方法将各种情况下的起始物质换算成相同的反应物或生成物,然后观察有关物质的数量是否相等或相当。
解答有关“等效平衡”的题目需要注意的问题:
(1)分析建立平衡的条件,是等温、等压还是等温、等容。
(2)分析反应的特点,反应前后气体的物质的量是不变、增大、还是减小。
(3)分析平衡等效的要求,是平衡浓度相等还是平衡混合物中某物质的物质的量分数相等。
1.在300℃时,改变起始反应物中n(H2)对反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)+Q(Q>0)的影响如右图所示。
下列说
法正确的是
A.反应在b点达到平衡
B.b点H2的转化率最高
C.c点N2的转化率最高
D.a、b、c三点的平衡常数Kb>Ka>Kc
2.工业上采用NH3作还原剂脱氮原理为:
NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)
2N2(g)
3H2O(g),
烟气以一定的流速通过,测量不同温度下逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气效率,右图是两种不同催化剂的脱氮效率曲线,判断以下分析正确的是
A.上述反应的正反应为吸热反应
B.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
C.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高
D.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
3.在密闭容器中,放入镍粉并充入一定量CO气体,一定条件下发生反应:
Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g),已知该反应在25℃和80℃时的平衡常数分别为5×104和2,下列说法正确的是
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应
B.恒温恒压下,向容器中再充入少量的Ar,上述平衡将正向移动
C.在80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO浓度均为0.5mol/L,则此时v正 D.恒温恒容下,向容器中再充入少量Ni(CO)4(g),达新平衡时,CO的百分含量将增大 4.T℃时在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。 反应过程中X、Y、Z的物 质的量变化如图-1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2,Y的体积百分 含量与时间的关系如图-2所示。 下列分析正确的是 A.容器中发生的反应可表示为: 3X(g)+Y(g) 2Z(g) B.0~3min内,v(X)=0.2mol•L-1•min-1 C.其他条件不变升高温度,v正、v逆都增大,且重新平衡前v正>v逆 D.若改变条件,使反应进程如图-3所示,则改变的条件可能是增大压强 5.某温度下,H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=9/4,该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投 入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如表所示,下列判断不正确的是 起始浓度 甲 乙 丙 c(H2)/mol·L-1 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/mol·L-1 0.010 0.010 0.020 A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60% B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60% C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol·L-1 D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢 6.用CO合成甲醇(CH3OH)的化学反应方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H<0。 按照相同的物质的量投料,测的CO在不同温 度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。 下列说法正确的是() A.平衡常数: K(a)>K(c)K(b)=K(d) B.正反应速率: v(a)>v(c)v(b)>v(d) C.平均摩尔质量: M(a)<M(c)M(b)>M(d) D.平衡时a点一定有n(CO): n(H2)=1: 2 7.已知: CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=﹣41kJ/mol相同温度下,在体积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应.相关数据如下: 容器 编号 起始时各物质物质的量/mol 达平衡过程体系 CO H2O CO2 H2 能量的变化 ① 1 4 0 0 放出热量: 32.8kJ ② 0 0 1 4 热量变化: Q 下列说法中,不正确的是() A.容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80% B.容器②中吸收的热量O为32.8kJ C.平衡时,两容器中CO2的浓度相等 D.容器①中当CO反应速率等于H2O的反应速率时,反应可能达到平衡 8.在密闭容器中存在下列平衡: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),CO2(g)的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度T的关系如图所示。 下列说法错误的是 A.平衡状态A与C相比,平衡状态A的c(CO)小 B.在T2时,若反应处于状态D,则一定有v正<v逆 C.反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)△H>0 D.若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2 9.T℃时,在1L的密闭容器中充入2molCO2和6molH2,一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol 测得H2和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况如下图所示。 下列说法不正确的是 A.0~10min内v(H2)=0.3mol/(L·min) B.T℃时,平衡常数K=1/27,CO2与H2的转化率相等 C.T℃时,反应中当有32gCH3OH生成时,放出49.0kJ的热量 D.达到平衡后,升高温度或再充入CO2气体,都可以提高H2的转化率 10.向甲、乙两个容积均为1L的恒容容器中,分别充入2molA、2molB和1molA、1molB。 相同温度下,发生反应: A(g)+B(g) xC(g)△H<0测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示。 下列说法正确的是() A.甲、乙两容器中反应达平衡时,平衡常数K(甲)<K(乙) B.将乙容器升温可使甲、乙容器内各物质的体积分数相同 C.若向甲容器中再充入2molA、2molB,则平衡时甲容器中0.78mol/L<c(A)<1.56mol/L D.x不可能等于2 11.一定温度下,在2L密闭容器中发生下列反应: 4NO2(g)+O2(g) 2N2O5(g);已知该反应的平衡常数: > ,且体系中 (单位: mol)随时间变化如下表: 时间(s) 0 500 1000 1500 t1℃ 20 13.96 10.08 10.08 t2℃ 20 a b c 下列说法一定正确的是() A.正反应为吸热反应 B.如果t2℃<t1℃,那么a>b=c,且a=10+0.5b C.如果t2℃<t1℃,那么t2℃达到平衡的时间介于1000s至1500s之间 D.如果t2℃>t1℃,那么b>10.08 12.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92.4kJ·mol-1。 恒容时,体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图示。 下列说法不正确的是() A.前20分钟反应内放出的热量为46.2kJ B.第25分钟改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去 C.若第60分钟时反应又达到了平衡,则时段Ⅲ改变的条件是降低温度 D.时段Ⅰ仅将初始投放的物质浓度增至原来的2倍,则反应物的转化率增大,平衡常数不变 13.一定温度下,在2L的密闭容器中发生反应: A(g)+2B(g) xC(g)△H<0,B、C的物质的量随时间变化的关系如图所示。 下列有关说法不正确的是 A.χ=2 B.2min后,降低温度平衡向右移动 C.反应开始2min内ν(C)=0.1mol/(L·min) D.当容器内混合气体压强不再改变时,反应体系达到化学平衡状态 14.已知甲为恒压容器、乙为恒容容器。 相同条件下充入等物质的量的NO2气体,且起始时体积相同。 发生反应: 2NO2(g) N2O4(g)△H<0。 一段时间后相继达到平衡状态。 下列说法中正确的是 A.平衡时NO2体积分数: 甲<乙 B.达到平衡所需时间,甲与乙相等 C.该反应的平衡常数表达式K=c(N2O4)/c(NO2) D.若两容器内气体的压强保持不变,均说明反应已达到平衡状态 15.相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应: 2X(g)+Y(g) 3W(g)+2Z(g)起始时四个容器所装X、Y的量分别为: 甲(X: 2mol,Y: 1mol)乙(X: 1mol,Y: 1mol)丙(X: 2mol,Y: 2mol)丁(X: 1mol,Y: 2mol)在相同温度下,建立平衡时,X或Y的转化率大小关系为 A.X的转化率为: 甲<丙<乙<丁 B.X的转化率为: 甲<乙<丙<丁 C.Y 的转化率为: 甲>丙>乙>丁 D.Y的转化率为: 丁>乙>丙>甲 16.一定条件下,在一固定容积的密闭容器中发生如下反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),若开始时只充入2amolNH3,达到平衡时,混合气体的压强比起始时增大了40%。 若同条件下开始时充入amoN2和3amolH2的混合气体,求: (1)达到平衡时H2的转化率; (2)平衡时NH3在混合气体中的体积分数。 一定条件下,在一固定容积密闭容器中发生如下反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),若开始时只充入2amolNH3,达到平衡时,混合气体的压强比起始时增大了40%。 若开始时充入amoN2和3amolH2的混合气体,求: (1)达到平衡时H2的转化率; (2)平衡时NH3在混合气体中的体积分数。 17.相同温度下,在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应: 2NH3(g) N2(g)+3H2(g)△H=+92.4kJ/mol 实验测的起始、平衡时的有关数据如下表: 容器编号 起始时各物质物质的量/mol 平衡时反应中的能量变化 NH3 N2 H2 ① 2 0 0 吸收热量akJ ② 0 1 3 放出热量bkJ ③ 4 0 0 吸收热量ckJ 下列叙述正确的是 A.热量关系: a=b B.反应的平衡常数: ③>①>② C.达平衡时H2的体积分数: ①>③ D.①中的密度不再改变时说明反应已达到平衡状态 18.对于平衡体系mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)△H<0。 下列结论中错误的是 A.若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,达到新平衡时A的浓度为原来的2.2倍,则m+n B.若平衡时,A、B的转化率相等,说明反应开始时,A、B的物质的量之比为m: n C.若m+n=p+q,则向含有amol气体的平衡体系中再加入amol的B,达到新平衡时,气体的总物质的量等于2amol D.保持其它条件不变,升高温度,平衡向正反应方向移动 19.在密闭容器中,将1.0molCO与1.0molH2O混合加热到800℃,发生下列反应: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。 一段时间后该反应达到平衡,测得CO的物质的量为0.5mol。 则下列说法正确的是 A.800℃下,该反应的化学平衡常数为0.25 B.427℃时该反应的平衡常数为9.4,则该反应的△H>0 C.800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0mol的CO(g),则平衡时CO物质的量分数为33.3% D.800℃下,若继续向该平衡体系中通入1.0mol的H2O(g),则平衡时CO转化率为66.7% 20.相同温度下,甲(恒容)、乙(恒压)、丙(恒容)3个密闭容器中发生可逆反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)ΔH=-197kJ/mol。 实验测得起始、平衡时的有关数据如下表。 下列正确的是 容器 起始各物质的物质的量/mol 达到平衡时体系能量的变化 SO2 O2 Ar 甲 2 1 0 放出热量: Q1 乙 2 1 0 放出热量: Q2 丙 2 1 0.5 放 出热量: Q3 A.Q1=Q3 B.达到平衡时,乙容器中SO2的体积分数最大 C.平衡时,甲、乙、丙3个容器中甲的平衡常数最小 D.若在上述条件下,反应生成1molSO3(s),则反应放热为98.5kJ 21.某可逆反应平衡常数表达式为K= 。 达到平衡状态时,如果升高温度(其它条件不变),则K值减小。 下列说法正确的是() A.反应的热化学方程式为NO2(g
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