PAGEPAGE19化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動(dòng)一、選擇題1.(2019·咸陽(yáng)模擬)對(duì)于X(?)+Y(s)Z(?)的平衡體系,若增大壓強(qiáng),達(dá)到新的平衡時(shí)Y的轉(zhuǎn)化率增大,則X和Z可能的狀態(tài)是 ()A.X為氣態(tài),Z為固態(tài)B.X為固態(tài),Z為氣態(tài)C.X為氣態(tài),Z為氣態(tài)D.X為固態(tài),Z為固態(tài)【解析】選A。增大壓強(qiáng),Y的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則X為氣態(tài),Z為固態(tài)或液態(tài)。【易錯(cuò)提醒】壓強(qiáng)的改變只針對(duì)有氣體參與的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向氣體系數(shù)減小的方向移動(dòng)。2.(2019·滄州模擬)一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)。下列事實(shí)不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 ()A.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再改變B.容器內(nèi)氣體密度不再改變C.容器內(nèi)氣體顏色不再改變D.斷裂1molCl—Cl鍵同時(shí)斷裂1molH—Cl鍵【解析】選D。在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s),根據(jù)化學(xué)方程式,反應(yīng)過(guò)程中壓強(qiáng)為變量,壓強(qiáng)不再改變一定平衡,故可以說(shuō)明;在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s),反應(yīng)過(guò)程中氣體質(zhì)量為變量,所以密度是變量,容器內(nèi)氣體密度不再改變一定平衡,故可以說(shuō)明;容器內(nèi)氣體顏色不再改變,說(shuō)明氯氣的濃度不變,一定達(dá)到平衡狀態(tài),故可以說(shuō)明;平衡時(shí)斷裂1molCl—Cl鍵同時(shí)斷裂2molH—Cl鍵,故D不能說(shuō)明。3.(2019·重慶模擬)某溫度下,在一個(gè)容積可變的容器中,反應(yīng)2X(g)+Y(g)2Z(g)達(dá)到平衡時(shí),X、Y和Z的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol、4mol。保持溫度和壓強(qiáng)不變,對(duì)平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整,可使平衡右移的是 ()A.均減半 B.均加倍C.均增加1mol D.均減小1mol【解析】選C。在容積可變的情況下,如果均加倍的話,對(duì)平衡時(shí)的各物質(zhì)來(lái)講,濃度均沒(méi)有發(fā)生變化,故正逆反應(yīng)速率均沒(méi)有發(fā)生改變,平衡不發(fā)生移動(dòng),均減半與此類似。由于反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和比生成物的大,所以均增加1mol,可認(rèn)為先增加1molX、0.5molY、1molZ,這時(shí)平衡不移動(dòng),再增加0.5molY,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),對(duì)反應(yīng)物和生成物來(lái)講,他們的反應(yīng)速率的變化就不會(huì)一樣,導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率不相同,平衡不發(fā)生移動(dòng)。均減少1mol與此類似,只不過(guò)平衡移動(dòng)方向正好相反。4.(2019·金華模擬)在其它條件一定時(shí),圖中曲線表示反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH>0達(dá)平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系,圖上標(biāo)有A、B、C、D、E點(diǎn),其中表示未達(dá)平衡狀態(tài)且v正>v逆的點(diǎn)是 ()A.A或E B.B點(diǎn)C.C點(diǎn) D. D點(diǎn)【解析】選C。點(diǎn)B、D在曲線上,處于平衡狀態(tài),故B、D項(xiàng)錯(cuò)誤;在曲線上方的A點(diǎn),當(dāng)溫度一定時(shí),若達(dá)到平衡狀態(tài),則應(yīng)減小NO的轉(zhuǎn)化率,即反應(yīng)逆向進(jìn)行,所以A點(diǎn)的正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率,E點(diǎn)與A點(diǎn)相似,A項(xiàng)錯(cuò)誤;同理推知,C點(diǎn)時(shí)的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,C項(xiàng)正確。【易錯(cuò)提醒】曲線上的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)。不在平衡線上的點(diǎn),可以根據(jù)其轉(zhuǎn)化率與平衡點(diǎn)上的轉(zhuǎn)化率比較得出移動(dòng)方向。5.據(jù)報(bào)道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實(shí)。2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.使用Cu-Zn-Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率B.反應(yīng)需在300℃進(jìn)行可推測(cè)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C.充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率D.從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率【解析】選B。使用催化劑可加快反應(yīng)速率,A正確;反應(yīng)溫度與化學(xué)反應(yīng)吸熱放熱沒(méi)有關(guān)系,B錯(cuò);增大一種反應(yīng)物濃度可提高另一反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,C正確;減少生成物濃度可使平衡向右進(jìn)行提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,D正確。6.如圖所示,三個(gè)燒瓶中分別充滿NO2氣體并分別放置在盛有下列物質(zhì)的燒杯(燒杯內(nèi)有水)中:在(1)中加入CaO,在(2)中不加任何物質(zhì),在(3)中加入NH4Cl晶體,發(fā)現(xiàn)(1)中紅棕色變深,(3)中紅棕色變淺。[已知反應(yīng)2NO2(紅棕色)N2O4(無(wú)色)]下列敘述正確的是 ()A.2NO2N2O4是放熱反應(yīng)B.NH4Cl溶于水時(shí)放出熱量C.燒瓶(1)中平衡混合氣體的相對(duì)分子質(zhì)量增大D.燒瓶(3)中氣體的壓強(qiáng)增大【解析】選A。加CaO的燒杯(1)中溫度升高,(1)中紅棕色變深,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),平衡混合氣體的相對(duì)分子質(zhì)量減小;(3)中紅棕色變淺,說(shuō)明平衡正向移動(dòng),氣體的壓強(qiáng)減小,加NH4Cl晶體的燒杯(3)中溫度降低,由此可說(shuō)明2NO2N2O4是放熱反應(yīng),NH4Cl溶于水時(shí)吸收熱量。7.如圖曲線表示其他條件一定時(shí),反應(yīng)2W(g)+Q(g)2G(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))中W的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系,圖中標(biāo)有a、b、c、d四點(diǎn),其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài),且v(正)>v(逆)的是 ()A.a點(diǎn) B.b點(diǎn)C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)【解析】選C。縱軸表示W(wǎng)的轉(zhuǎn)化率,橫軸表示溫度,曲線上的任一點(diǎn)都表示在此溫度下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的W的轉(zhuǎn)化率,從c點(diǎn)作橫軸的平行線與曲線交于一點(diǎn),這表示若想達(dá)到c點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度的平衡狀態(tài),需要轉(zhuǎn)化更多的W,則c點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài),且反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,即v(正)>v(逆)。二、非選擇題8.已知可逆反應(yīng):M(g)+N(g)P(g)+Q(g)ΔH>0,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)在某溫度下,反應(yīng)物的起始濃度分別為:c(M)=1mol·L-1,c(N)=2.4mol·L-1;5min后反應(yīng)達(dá)到平衡,M的轉(zhuǎn)化率為60%,此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為________;用M表示的反應(yīng)速率為________;該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。

(2)若反應(yīng)溫度升高,M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(3)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度分別為:c(M)=4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;達(dá)到平衡后,c(P)=c(N)=2mol·L-1,a=________。

(4)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度為c(M)=c(N)=bmol·L-1,達(dá)到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為________。

【解析】(1)N的轉(zhuǎn)化率為1mol·L-0.12moL·L-1·min-1。該溫度下:K=0.(2)因?yàn)榉磻?yīng)熱ΔH>0,是吸熱反應(yīng),所以升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),M的轉(zhuǎn)化率增大。(3)根據(jù)反應(yīng)M(g)+N(g)P(g)+Q(g)起始濃度(mol·L-1):4 a 0 0轉(zhuǎn)化濃度(mol·L-1): 2 2 2 2平衡濃度(mol·L-1): 2 a-2 2 2根據(jù)溫度不變,平衡常數(shù)不變的特點(diǎn)K=2mol得a=6。(4)同理: M(g)+N(g)P(g)+Q(g)起始濃度(mol·L-1): b b 0 0轉(zhuǎn)化濃度(mol·L-1): x x x x平衡濃度(mol·L-1): (b-x) (b-x) x x根據(jù)溫度不變,平衡常數(shù)不變的特點(diǎn),K=x2α(M)=0.41答案:(1)25%0.12moL·L-1·min-10.5(2)增大(3)6(4)41%9.一定溫度下,在容積固定的VL密閉容器中加入nmolA、2nmolB,發(fā)生反應(yīng):A(g)+2B(g)2C(g)ΔH<0,反應(yīng)達(dá)平衡后測(cè)得平衡常數(shù)為K,此時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為x。(1)一段時(shí)間后上述反應(yīng)達(dá)到平衡。則下列說(shuō)法中正確的是________(填字母)。

A.物質(zhì)A、B的轉(zhuǎn)化率之比為1∶2B.起始時(shí)刻和達(dá)到平衡后容器中的壓強(qiáng)之比為3n∶(3n-nx)C.當(dāng)2v正(A)=v逆(B)時(shí),反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)D.充入惰性氣體(如Ar),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)(2)K和x的關(guān)系滿足K=________。在保證A濃度不變的情況下,擴(kuò)大容器的體積,平衡________(填字母)。

A.向正反應(yīng)方向移動(dòng)B.向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C.不移動(dòng)(3)該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。①由圖可知,反應(yīng)在t1、t3、t7時(shí)都達(dá)到了平衡,而t2、t8時(shí)都改變了一種條件,試判斷改變的條件:t2時(shí)_______________________________________________;

t8時(shí)_______________________________________________。

②t2時(shí)平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)。

③若t4時(shí)降壓,t5時(shí)達(dá)到平衡,t6時(shí)增大反應(yīng)物的濃度,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出t4～t6時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系曲線。【解析】(1)轉(zhuǎn)化率=變化量起始量,故A、B的轉(zhuǎn)化率相等,A項(xiàng)錯(cuò)誤A(g)+2B(g)2C(g)n(始)(mol) n 2n 0n(轉(zhuǎn))(mol) nx 2nx 2nxn(平)(mol) n-nx 2n-2nx 2nxp1∶p2=(n+2n)∶[(n-nx)+(2n-2nx)+2nx]=3n∶(3n-nx),B項(xiàng)正確;C項(xiàng)說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等,可判斷反應(yīng)達(dá)到平衡,正確;D項(xiàng)充入Ar,反應(yīng)物濃度并沒(méi)改變,所以平衡不移動(dòng),錯(cuò)誤。(2)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),平衡常數(shù)K=c2(C)c(3)由于縱坐標(biāo)只表示v逆,為了便于求解,在解題時(shí)可把v正補(bǔ)上,t2時(shí)平衡逆向移動(dòng),改變的條件可以是升溫或增大C的濃度;t8時(shí)平衡不移動(dòng),改變的條件是使用了催化劑。答案:(1)B、C(2)x2(3)①升溫或增大C的濃度使用催化劑②逆反應(yīng)③10.工業(yè)合成氨中常用焦炭在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制取原料氫氣,反應(yīng)為:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH(1)已知:2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH1=-221.4kJ·mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=-571.6kJ·mol-1H2O(g)H2O(l)ΔH3=-44kJ·mol-1則反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的ΔH=________kJ·mol-1。

(2)某溫度下,將1molC和2mol水蒸氣充入2L的密閉容器中模擬水煤氣的生成過(guò)程,測(cè)得反應(yīng)物的量隨時(shí)間的變化如下表所示。時(shí)間/min02345C/mol10.80.750.70.7H2O(g)/mol21.81.751.71.7①反應(yīng)到2min時(shí),H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為________;0～4min時(shí),v(H2)=________moL·L-1·min-1。

②關(guān)于上述反應(yīng)敘述正確的是________(填編號(hào))。

A.反應(yīng)到2min時(shí),v(正)=v(逆)B.混合氣體的密度不再變化說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)C.容器內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸減小,說(shuō)明v(正)>v(逆)D.CO的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變說(shuō)明已達(dá)平衡狀態(tài)③若容器容積不變,下列措施既能提高反應(yīng)速率,又能增加氫氣產(chǎn)率的是________。

A.升高溫度B.及時(shí)將CO從體系中分離出來(lái)C.增加C的用量D.壓縮容器使體系總壓強(qiáng)增大【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,可得C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g)ΔH=-221.4kJ·mol-1×12+571.6kJ·mol-1×12-44kJ·mol-1=131.1kJ·mol(2)①反應(yīng)到2min時(shí),Φ(H2O)=0.2mol2mol×100%=10%;0～4min時(shí),v(H2)=c(H2O)4min=0.答案:(1)131.1(2)①10%0.0375②B、D③A11.在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,該反應(yīng)達(dá)到平衡后測(cè)得如下數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)序號(hào)溫度(℃)初始CO濃度(mol·L-1)初始H2O濃度(mol·L-1)CO的平衡轉(zhuǎn)化率11101150%210011x31100.8y60%(1)實(shí)驗(yàn)1中,10h后達(dá)到平衡,H2的平均反應(yīng)速率為________mol·L-1·h-1。在此實(shí)驗(yàn)的平衡體系中,再加入0.5molCO和0.5molH2,平衡將________移動(dòng)(填“向左”“向右”“不”或“無(wú)法確定”)。

(2)實(shí)驗(yàn)2中,x的值________(填序號(hào))。

A.等于50% B.大于50%C.小于50% D.無(wú)法確定(3)實(shí)驗(yàn)3中的y值為________。

(4)在100℃條件下,能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。

A.壓強(qiáng)不再變化B.生成H2O的速率和消耗H2的速率相等C.混合氣體的密度不變D.H2的質(zhì)量不再變化【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)速率的公式可得:v(CO)=1mol·L-1×50%10h=0.05mol·L-1·h-1,再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,v(H2)=v(CO)=0.05mol·L-1·h-1。在該平衡體系中同時(shí)改變了反應(yīng)物和生成物濃度,并且變化量一致,則Qc=K,故平衡不移動(dòng)。(2)從題給信息可知,該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度降低,平衡正向移動(dòng),故CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,所以選B。(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)1可知在110℃時(shí),該反應(yīng)的K=c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)=1,溫度一定,K一定,在實(shí)驗(yàn)3中,K=0.48×0.480.答案:(1)0.05不(2)B(3)1.2(4)D一、選擇題1.(2019·杭州模擬)反應(yīng)NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某一溫度下達(dá)到平衡時(shí),下列各種情況中,不能使平衡發(fā)生移動(dòng)的是 ()A.溫度、容積不變時(shí),通入SO2氣體B.加入一部分NH4HS固體C.保持容器體積不變,充入氯化氫D.保持容器體積不變,通入氯氣【解析】選B。通入SO2氣體和氯氣時(shí)均與H2S反應(yīng),通入氯化氫與NH3反應(yīng),均使平衡正向移動(dòng),而NH4HS是固體,對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響。2.(2019·濟(jì)南模擬)在溫度和容積不變的條件下,發(fā)生反應(yīng):3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),能表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的敘述是 ()A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化B.Fe3O4的物質(zhì)的量不變C.v(H2O)=v(H2)D.斷裂4molH—O鍵的同時(shí),斷裂4molH—H鍵【解析】選B。A,反應(yīng)前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等,因此壓強(qiáng)不變,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故錯(cuò)誤;B,物質(zhì)的量不變,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故正確;C,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,題目中沒(méi)有指明反應(yīng)進(jìn)行的方向,故錯(cuò)誤;D,1mol水中含有2molH—O,因此應(yīng)是斷裂8molH—O鍵的同時(shí)有4molH—H鍵斷裂,故錯(cuò)誤。3.(2019·湖北襄陽(yáng)模擬)如圖是可逆反應(yīng)A+2B2C+D的化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡隨外界條件改變而改變的情況,由此可判斷 ()A.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.若A、B是氣體,則D是液體或固體C.降溫該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)減小D.加壓平衡正向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大【解析】選B。由圖象知,降低溫度v'正>v'逆,平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于降低溫度平衡正向移動(dòng),降溫化學(xué)平衡常數(shù)增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;加壓,v″正>v″逆,平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),若A、B是氣體,則D是液體或固體,B項(xiàng)正確;化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與壓強(qiáng)無(wú)關(guān),加壓時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)不變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.一定溫度下,將2molSO2和1molO2充入10L恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196kJ·mol-1。5min時(shí)達(dá)到平衡,測(cè)得反應(yīng)放熱166.6kJ。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.0～5min內(nèi),用O2表示的平均反應(yīng)速率v(O2)=0.017mol·L-1·min-1B.n(O2C.若增大O2的濃度,SO2的轉(zhuǎn)化率增大D.條件不變,若起始時(shí)充入4molSO2和2molO2,平衡時(shí)放出的熱量小于333.2kJ【解析】選D。本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用。A.5min達(dá)到平衡反應(yīng)放熱166.6kJ,由化學(xué)方程式可知,反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量為166.6kJ196kJ·mol-1=0.85mol,則0～5min內(nèi),用O2表示的平均反應(yīng)速率v(O2)=0.017mol·L-1·min-1,正確;B.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,氧氣物質(zhì)的量逐漸減小,三氧化硫的物質(zhì)的量逐漸增大,n(O2)n(SO3)的值不變時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正確;C.若增大O2的濃度,SO2的轉(zhuǎn)化率增大,正確;D.條件不變,若起始時(shí)充入4molSO2和25.(新題預(yù)測(cè))已知:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0,現(xiàn)有相同容積的絕熱容器甲和乙,向甲、乙中各加入0.1molNO2,在反應(yīng)過(guò)程中甲容器恒容、乙容器恒壓,在相同的溫度下分別達(dá)到平衡。下列說(shuō)法正確的是 ()A.平衡時(shí)甲、乙兩容器體積相等B.平衡時(shí)甲、乙兩容器中c(NO2)相等C.平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率α(NO2):甲<乙D.平衡時(shí)甲、乙兩容器內(nèi)溫度變化相等【解析】選C。先假設(shè)乙容器恒容,則向右反應(yīng)后壓強(qiáng)減小,為了保持恒壓應(yīng)該壓縮容器體積,平衡向右移動(dòng),則c(NO2)減小,因而NO2轉(zhuǎn)化率:乙>甲,乙容器放熱多于甲容器。【易錯(cuò)提醒】絕熱是指與外界沒(méi)有熱交換,如果反應(yīng)為放熱反應(yīng),則體系溫度升高,反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則反應(yīng)體系的溫度降低。6.在425℃時(shí),在1L密閉容器中充入下列氣體進(jìn)行反應(yīng)并達(dá)到平衡,分析如下示意圖,不能從示意圖中讀出相關(guān)信息的選項(xiàng)是 ()A.同溫同壓下,只要投入物質(zhì)比例適當(dāng),從正、逆方向都可以建立同一平衡狀態(tài)B.圖(1)表示的反應(yīng)為:H2(g)+I2(g)2HI(g)C.圖(1)中H2的轉(zhuǎn)化率+圖(2)中HI的轉(zhuǎn)化率=100%D.相同條件下,分別從正、逆方向建立等同的平衡狀態(tài),所需時(shí)間相同【解析】選D。比較圖(1)和圖(2)可知,兩平衡狀態(tài)的c(HI)、c(H2)、c(I2)相同,圖(1)表示的化學(xué)反應(yīng)方程式為:H2(g)+I2(g)2HI(g),圖(1)中H2的轉(zhuǎn)化率為:1.00-0.211.00×100%=79%,圖(2)中HI的轉(zhuǎn)化率為:27.(2019·成都模擬)已知反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=QkJ·mol-1,在三個(gè)不同容積的容器中分別充入1molCO與2molH2,恒溫恒容,測(cè)得平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率如下表。序號(hào)溫度/℃容器體積CO轉(zhuǎn)化率平衡壓強(qiáng)/Pa①200V150%p1②200V270%p2③350V350%p3下列說(shuō)法正確的是 ()A.反應(yīng)速率:③>①>②B.平衡時(shí)體系壓強(qiáng):p1∶p2=5∶4C.若容器體積V1>V3,則Q<0D.若實(shí)驗(yàn)②中CO和H2用量均加倍,則CO轉(zhuǎn)化率<70%【解析】選C。①、②的溫度相同,而CO轉(zhuǎn)化率②>①,則②可看作在①的基礎(chǔ)上加壓,即V1>V2,因此反應(yīng)速率:②>①,A錯(cuò)誤;①與②比較,達(dá)到平衡時(shí),平衡混合物的物質(zhì)的量之比為5∶4,但V1與V2不相等,因此平衡時(shí)體系壓強(qiáng)p1∶p2不等于5∶4,B錯(cuò)誤;若容器體積V1>V3、溫度相同,則①與③比較,CO的轉(zhuǎn)化率③>①,而現(xiàn)在CO的轉(zhuǎn)化率相同,則可看作在這個(gè)基礎(chǔ)上③的平衡逆向移動(dòng),而升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),即正向是放熱反應(yīng),C正確;若實(shí)驗(yàn)②中CO和H2用量均加倍,則可看作在②的基礎(chǔ)上壓縮體積,CO轉(zhuǎn)化率增大,D錯(cuò)誤。二、非選擇題8.(新題預(yù)測(cè))某溫度時(shí),在2L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)CO和H2反應(yīng)生成氣態(tài)物質(zhì)Z,它們的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下表所示。t/minCO/molH2/molZ/mol01.001.000.0010.900.800.1030.750.500.2550.650.300.3570.550.100.4590.550.100.45100.550.100.45(1)根據(jù)上表中數(shù)據(jù),在圖1中畫出CO、Z的物質(zhì)的量濃度(c)隨時(shí)間(t)變化的曲線:(2)體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________。

(3)在3～5min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率:________。

(4)圖2表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量的變化。曲線a表示不使用催化劑時(shí)反應(yīng)的能量變化,曲線b表示使用催化劑后的能量變化。該反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________________________。

【解析】(1)畫曲線時(shí)注意7min時(shí)達(dá)到平衡。(2)根據(jù)反應(yīng)關(guān)系及原子守恒,可寫出體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是:CO+2H2CH3OH。(3)在3～5min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率為:0.1mol÷2L÷2min=0.025moL·L-1·min-1。(4)由圖象可知該反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-91kJ·mol-1。答案:(1)(2)CO+2H2CH3OH(3)0.025moL·L-1·min-1(4)放熱CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-91kJ·mol-19.(2019·成都模擬)對(duì)溫室氣體二氧化碳的研究一直是科技界關(guān)注的重點(diǎn)。在催化劑存在下用H2還原CO2是解決溫室效應(yīng)的重要手段之一,相關(guān)反應(yīng)如下:主反應(yīng):①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1副反應(yīng):②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1已知H2和CH4的燃燒熱分別為-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1H2O(l)H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1(1)ΔH1=________kJ·mol-1。

(2)有利于提高CH4平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是(至少寫兩條)__________________________。工業(yè)上提高甲烷反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是____________________。

(3)T℃時(shí),若在體積恒為2L的密閉容器中同時(shí)發(fā)生上述反應(yīng),將物質(zhì)的量之和為5mol的H2和CO2以不同的投料比進(jìn)行反應(yīng),結(jié)果如圖所示。若a、b表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,則表示H2轉(zhuǎn)化率的是________,c、d分別表示CH4(g)和CO(g)的體積分?jǐn)?shù),由圖可知n(H2O)n【解析】(1)根據(jù)已知有②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1③2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH3=-571.0kJ·mol-1④CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH4=-890.0kJ·mol-1⑤H2O(l)H2O(g)ΔH5=+44kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律,由①=③×2-④+⑤×2,則CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=2ΔH3-ΔH4+2ΔH5=-164.0kJ·mol-1;(2)反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)是正方向?yàn)闅怏w體積縮小的放熱反應(yīng),降低溫度和增大壓強(qiáng)都有利于反應(yīng)正向移動(dòng),提高CH4平衡產(chǎn)率;工業(yè)上提高甲烷反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是催化劑;(3)隨著n(H2)n(CO2答案:(1)-164.0(2)降低溫度,增大壓強(qiáng)催化劑(3)b410.當(dāng)溫度高于500K時(shí),科學(xué)家成功利用二氧化碳和氫氣合成了乙醇,這在節(jié)能減排、降低碳排放方面具有重大意義。回答下列問(wèn)題:(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。

(2)在恒容密閉容器中,判斷上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。

a.體系壓強(qiáng)不再改變b.H2的濃度不再改變c.氣體的密度不隨時(shí)間改變d.單位時(shí)間內(nèi)消耗H2和CO2的物質(zhì)的量之比為3∶1(3)在一定壓強(qiáng)下,測(cè)得由CO2制取CH3CH2OH的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,起始投料比、溫度與CO2的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)分析:①降低溫度,平衡向________方向移動(dòng)。

②在700K、起始投料比n(H2)n(CO③在500K、起始投料比n(H2)n(CO2)=2時(shí),達(dá)到平衡后H2的濃度為amol·L-1,【解析】(1)由題給信息可得到該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO2+6H2C2H5OH+3H2O。(2)該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的化學(xué)反應(yīng),當(dāng)體系的壓強(qiáng)不再改變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),另外氫氣的濃度不再變化,也能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);由于在500K時(shí),所有物質(zhì)均為氣體,故在恒容狀態(tài)下氣體的密度恒為定值,密度不變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);根據(jù)化學(xué)方程式可知,任何單位時(shí)間內(nèi)消耗H2和CO2的物質(zhì)的量之比均為3∶1。(3)①由圖中信息可知,其他條件不變時(shí),升高溫度,CO2的轉(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),即降低溫度,平衡將向正反應(yīng)方向移動(dòng)。②700K時(shí),當(dāng)氫氣與二氧化碳的起始投料比n(H2)n(CO2)=1.5時(shí),由圖象可知二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為20%,由化學(xué)方程式:2CO2+6H2C2H5OH+3H2O,可計(jì)算出氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%。③設(shè)起始時(shí)c(CO2)=xmol·

2CO2+6H2C2H5OH+3H2O起始(mol·L-1): x 2x 0 0轉(zhuǎn)化(mol·L-1): 0.6x 1.8x 0.3x 0.9x平衡(mol·L-1): 0.4x 0.2x 0.3x 0.9x0.2x=amol·L-1,則0.3x=1.5amol·L-1。答案:(1)2CO2+6H2C2H5OH+3H2O(2)ab(3)①正反應(yīng)(或右)②40%③1.5amol·L-111.(2019·湖北武漢模擬)CO2既是溫室氣體,也是重要的化工原料,二氧化碳的捕捉和利用是我國(guó)能源領(lǐng)域的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向。(1)用活性炭還原法可以處理汽車尾氣中的氮氧化物,某研