化学平衡状态 化学平衡的移动

第24讲 化学平衡状态 化学平衡的移动

考纲要求 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 探究高考 明确考向

1.(2017·海南，11，改编)已知反应CO(g)＋H 2O(g)

催化剂

CO 2(g)＋H 2(g) ΔH <0。在一定温度和压强

下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是( )

A.升高温度，K 增大

B.减小压强，n (CO 2)增加

C.更换高效催化剂，α(CO)增大

D.充入一定量的氮气，n (H 2)不变 2.(2016·四川理综，6)一定条件下，CH 4与H 2O(g)发生反应：CH 4(g)＋H 2O(g)CO(g)＋3H 2(g)。设起

始

n (H 2O )

n (CH 4)

＝Z ，在恒压下，平衡时CH 4的体积分数φ(CH 4)与Z 和T (温度)的关系如图所示。下列说法正确的是( ) A.该反应的焓变ΔH >0 B.图中Z 的大小为a >3>b

C.图中X 点对应的平衡混合物中n (H 2O )

n (CH 4)

＝3

D.温度不变时，图中X 点对应的平衡在加压后φ(CH 4)减小 3.[2016·天津理综，10(3)]在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：

MH x (s)＋y H 2(g)

MH x ＋2y (s) ΔH ＜0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________。

a.容器内气体压强保持不变

b.吸收y mol H 2只需1 mol MH x

c.若降温，该反应的平衡常数增大

d.若向容器内通入少量氢气，则v (放氢)>v (吸氢)

4.[2017·全国卷Ⅲ，28(4)]298 K 时，将20 mL 3x mol·L －

1Na 3AsO 3、20 mL 3x mol·L －

1 I 2和20 mL NaOH

溶液混合，发生反应：AsO 3－

3(aq)＋I 2(aq)＋2OH －(aq)

AsO 3－

4(aq)＋2I －

(aq)＋H 2O(l)。溶液中c (AsO 3

－

4)

与反应时间(t )的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。 a.溶液的pH 不再变化 b.v (I －

)＝2v (AsO 3－

3)

c.c (AsO 3－

4)/c (AsO 3

－

3)不再变化

d.c (I －)＝y mol·L －1

②t m 时，v 正________(填“大于”“小于”或“等于”)v 逆。

③t m 时v 逆________(填“大于”“小于”或“等于”)t n 时v 逆，理由是____________。

④若平衡时溶液的pH ＝14，则该反应的平衡常数K 为________。

5.(2017·全国卷Ⅱ，27)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题： (1)正丁烷(C 4H 10)脱氢制1-丁烯(C 4H 8)的热化学方程式如下： ①C 4H 10(g)===C 4H 8(g)＋H 2(g) ΔH 1

已知：②C 4H 10(g)＋12O 2(g)===C 4H 8(g)＋H 2O(g) ΔH 2＝－119 kJ·mol －

1

③H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(g) ΔH 3＝－242 kJ·mol －

1

反应①的ΔH 1为________ kJ·mol －

1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x ___(填“大

于”或“小于”)0.1；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是___(填标号)。 A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强

(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n (氢气)/n (丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是________________________。

(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃ 之前随温度升高而增大的原因可能是_________________________、__________________；590 ℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是___________________________________________。 (2)氢气是产物之一，随着n (氢气)/n (丁烷)增大，逆反应速率增大

(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高，反应速率加快 丁烯高温裂解生成短碳链烃类

考点一 可逆反应与化学平衡建立

1.可逆反应

(1)定义：在 下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。

(2)特点

①二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。

②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都(填“大于”或“小于”)100%。

(3)表示

在方程式中用“”表示。

2.化学平衡状态

(1)概念：一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。

(2)建立

(3)平衡特点

3.判断化学平衡状态的两种方法

(1)动态标志：v正＝v逆≠0

①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。

②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如a A＋b B c C＋d D，

v正(A)

v逆(B)＝

a

b时，反应达到平

衡状态。

(2)静态标志：各种“量”不变

①各物质的质量、物质的量或浓度不变。

②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。

③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。

总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则

不能作为平衡标志。

(1)二次电池的充、放电为可逆反应()

(2)在化学平衡建立过程中，v正一定大于v逆()

(3)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相

等时，反应达到平衡状态()

(4)在一定条件下，向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应，生成2 mol NH3(

)

1.向含有2 mol SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)＋O2(g)催化剂

△

2SO3(g)ΔH＝－Q kJ·mol－1 (Q＞0)，

充分反应后生成SO3的物质的量______(填“＜”“>”或“＝”，下同)2 mol，SO2的物质的量______0

mol，转化率______100%，反应放出的热量________ Q kJ。

2.总压强不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志？

3.混合气体的密度不变在什么情况下不能作为反应达到平衡的标志？

题组一“极端转化”确定各物质的量

1.在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L

－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()

A.Z为0.3 mol·L－1

B.Y2为0.4 mol·L－1

C.X2为0.2 mol·L－1

D.Z为0.4 mol·L－1

2.(2018·长沙一中月考)一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为

c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下

列判断正确的是()

A.c1∶c2＝3∶1

B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3

C.X、Y的转化率不相等

D.c1的取值范围为0＜c1＜0.14 mol·L－1

极端假设法确定各物质浓度范围

上述题目1可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小

值，从而确定它们的浓度范围。

假设反应正向进行到底：X 2(g)＋Y 2(g)

2Z(g)

起始浓度(mol·L －

1) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol·L －1

) 0.1 0.1 0.2 终态浓度(mol·L －1) 0 0.2 0.4 假设反应逆向进行到底：X 2(g)＋Y 2(g)

2Z(g)

起始浓度(mol·L －1) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol·L －1) 0.1 0.1 0.2 终态浓度(mol·L －1) 0.2 0.4 0

平衡体系中各物质的浓度范围为X 2∈(0，0.2)，Y 2∈(0.2，0.4)，Z ∈(0，0.4)。 题组二 化学平衡状态的判断

3.(2017·石家庄高三模拟)对于CO 2＋3H 2CH 3OH ＋H 2O ，下列说法能判断该反应达到平衡状态的是

( )

A.v (CO 2)＝1

3v (H 2)

B.3v 逆(H 2)＝v 正(H 2O)

C.v 正(H 2)＝3v 逆(CO 2)

D.断裂3 mol H —H 键的同时，形成2 mol O —H 键

4.一定温度下，反应N 2O 4(g)

2NO 2(g)的焓变为ΔH 。现将1 mol N 2O 4充入一恒压密闭容器中，下列

示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(

)

A.①②

B.②④

C.③④

D.①④

5.在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量 (1)能说明2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)达到平衡状态的是________。 (2)能说明I 2(g)＋H 2(g)2HI(g)达到平衡状态的是________。

(3)能说明2NO 2(g)

N 2O 4(g)达到平衡状态的是________________________。

(4)能说明C(s)＋CO 2(g)2CO(g)达到平衡状态的是________。

(5)能说明NH 2COONH 4(s)2NH 3(g)＋CO 2(g)达到平衡状态的是________。 (6)能说明5CO(g)＋I 2O 5(s)

5CO 2(g)＋I 2(s)达到平衡状态的是________。

6.若上述题目中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？

规避“2”个易失分点

(1)化学平衡状态判断“三关注”

关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 (2)不能作为“标志”的四种情况

①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。

②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H 2(g)＋

I 2(g)。

③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)

H 2(g)＋I 2(g)。

④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。

考点二 化学平衡移动

1.化学平衡移动的过程

2.化学平衡移动与化学反应速率的关系 (1)v 正>v 逆：平衡向 移动。

(2)v 正＝v 逆：反应达到平衡状态，平衡 移动。 (3)v 正＜v 逆：平衡向 移动。 3.影响化学平衡的因素

(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：

(2)勒夏特列原理

如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度)，平衡将向着 能够 的方向移动。

(3)“惰性气体”对化学平衡的影响 ①恒温恒容条件

原平衡体系――――――→充入惰性气体

体系总压强增大―

→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。 ②恒温恒压条件

原平衡体系――――――→充入惰性气体容器容积增大，各反应气体的分压减小―→

体系中各组分的浓度同倍数减小

(等效于减压)

(1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动( ) (2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v 放减小，v 吸增大( ) (3)C(s)＋CO 2(g)2CO(g) ΔH ＞0，其他条件不变时，升高温度，反应速率v (CO 2)和CO 2的平衡转化

率均增大( )

(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大( ) (5)向平衡体系FeCl 3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl 中加入适量KCl 固体，平衡逆向移动，溶液的颜色

变浅( ) (6)对于2NO 2(g)

N 2O 4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅( )

在一个密闭容器中充入a mol A 和b mol B ，发生反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g) ΔH ＞0，一段时

间后达到平衡，测得各物质的浓度。

(1)若体积不变，仅增加c (A)，A 的转化率将 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B 的转化率

将 ，达到新平衡时，c (A)将 ，c (B)将 ，c (C)将 ，c (D)将 。

(2)体积不变，再充入a mol A 和b mol B ，则平衡 移动，达到新平衡时，c (A)将 ，c (B)将 ，c (C)将 ，c (D)将

。

①若a ＋b ＝c ＋d ，则A 的转化率将 ； ②若a ＋b ＞c ＋d ，则A 的转化率将 ； ③若a ＋b ＜c ＋d ，则A 的转化率将 。

(3)升高温度，平衡 移动，达到新平衡时，c (A)将 ，c (B)将 ，c (C)将 ，c (D)将 ，A 的转化率将 。

题组一 选取措施使化学平衡定向移动 1.(2019·桂林高三质检)COCl 2(g)

CO(g)＋Cl 2(g) ΔH >0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温 ②

恒容通入惰性气体 ③增加CO 浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl 2转化率的是( ) A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥

2.工业上利用Ga 与NH 3高温条件下合成半导体材料氮化稼(GaN)固体同时有氢气生成。反应中，每生成3 mol H 2时放出30.8 kJ 的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关表达正确的是( )

A.Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，则t 时刻改变的条件可以为升温或加压

B.Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率

C.Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率

D.Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量

3.在压强为0.1 MPa 、温度为300 ℃条件下，a mol CO

与3

a mol H 2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)＋2H 2(g)

CH 3OH(g) ΔH ＜0。

(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是__(填字母)。 A.c (H 2)减小 B.正反应速率加快，逆反应速率减慢 C.反应物转化率增大 D.重新平衡c (H 2)

c (CH 3OH )

减小

(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________(填字母)。

A.升高温度

B.将CH 3OH 从体系中分离

C.充入He ，使体系总压强增大 题组二 新旧平衡的比较

4.在一密闭容器中，反应a A(g)＋b B(s)

c C(g)＋

d D(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原

来的一半，当达到新的平衡时，A 的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是( ) A.平衡向逆反应方向移动 B.a ＜c ＋d C.物质A 的转化率增大 D.物质D 的浓度减小

5.将等物质的量的N 2、H 2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N 2(g)＋3H 2(g)

2NH 3(g) ΔH ＜0。当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时，下表中关于新平衡

与原平衡的比较正确的是( )

6.(2019·武汉质检)一定温度下，密闭容器中进行反应：2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g) ΔH ＜0。测得v 正(SO 2)

随反应时间(t )的变化如图所示。下列有关说法正确的是( )

A.t 2时改变的条件：只加入一定量的SO 2

B.在t 1时平衡常数K 1大于t 3时平衡常数K 3

C.t 1时平衡混合气的M 1大于t 3时平衡混合气的M 3

D.t

1时平衡混合气中SO 3的体积分数等于t 3时平衡混合气中SO 3的体积分数

7.(2018·长沙质检)用O 2将HCl 转化为Cl 2，可提高效益，减少污染。新型RuO 2催化剂对上述HCl 转化为Cl 2的总反应具有更好的催化活性。

(1)实验测得在一定压强下，总反应的HCl 平衡转化率 随温度变化的αHCl ～T 曲线如下图：

则总反应的ΔH ________(填“＞”“＝”或“＜”)0。

(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，请在上图画出相应αHCl ～T 曲线的示意图，并简要说明理由：_________________________________。 (3)下列措施中，有利于提高αHCl 的有______(填字母)。

A.增大n (HCl)

B.增大n (O 2)

C.使用更好的催化剂

D.移去H 2O

考点三 应用“等效平衡”判断平衡移动的结果

1.等效平衡的含义

在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。

2.等效平衡的判断方法

(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应 判断方法：极值等量即等效。 例如：2SO 2(g)＋O 2(g)

2SO 3(g)

① 2 mol 1 mol 0 ② 0 0 2 mol ③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol ④ a mol b mol c mol

上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO 2均为2 mol ，O 2均为1 mol ，三者建立的平衡状态完全相同。

④中a 、b 、c 三者的关系满足：c ＋a ＝2，c

2

＋b ＝1，即与上述平衡等效。

(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应 判断方法：极值等比即等效。 例如：2SO 2(g)＋

O 2(g)

2SO 3(g)

① 2 mol 3 mol 0 ② 1 mol 3.5 mol 2 mol ③ a mol b mol c mol

按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则①②中n (SO 2)n (O 2)＝2

3，故互为等效平衡。

③中a 、b 、c 三者关系满足：

c ＋a c 2

＋b ＝2

3，即与①②平衡等效。 (3)恒温条件下反应前后体积不变的反应

判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。 例如：H 2(g)＋I 2(g)

2HI(g)

① 1 mol 1 mol 0 ② 2 mol 2 mol 1 mol ③ a mol b mol c mol

①②两种情况下，n (H 2)∶n (I 2)＝1∶1，故互为等效平衡。

③中a 、b 、c 三者关系满足????c 2＋a ∶????c

2＋b ＝1∶1或a ∶b ＝1∶1，c ≥0，即与①②平衡等效。 3.虚拟“中间态”法构建等效平衡 (1)构建恒温恒容平衡思维模式

新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。

(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。

对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。 (1)PCl 5(g)

PCl 3(g)＋Cl 2(g)

再充入PCl 5(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl 5(g)的转化率________，PCl 5(g)的百分含量______。 (2)2HI(g)

I 2(g)＋H 2(g)

再充入HI(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，HI 的分解率________，HI 的百分含量________。 (3)2NO 2(g)

N 2O 4(g)

再充入NO 2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO 2(g)的转化率________，NO 2(g)的百分含量________。

1.向一固定体积的密闭容器中通入a mol N 2O 4气体，在密闭容器内发生反应：N 2O 4(g)

2NO 2(g)，达

到平衡时再通入a mol N 2O 4气体，再次达到平衡时，与第一次达平衡时相比，N 2O 4的转化率( ) A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断 2.已知H 2(g)＋I 2(g)

2HI(g) ΔH ＜0，有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H 2和I 2各0.1 mol ，

乙中加入HI 0.2 mol ，在相同温度下分别达到平衡。现欲使甲中HI 平衡时的百分含量大于乙中HI 平衡时的百分含量，则应采取的措施是( )

A.甲、乙提高相同温度

B.甲中加入0.1 mol He ，乙中不变

C.甲降低温度，乙增大压强

D.甲增加0.1 mol H 2，乙增加0.1 mol I 2 3.一定条件下存在反应：CO(g)＋H 2O(g)

CO 2(g)＋H 2(g)ΔH ＝－Q kJ·mol －

1(Q ＞0)，现有三个相同的2

L 恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO 和1 mol H 2O ，在Ⅱ中充入1 mol CO 2和1 mol H 2，在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H 2O ，均在700 ℃条件下开始反应。达到平衡时，上述三个过程对应的能量变化值分别为Q 1、Q 2、Q 3，下列说法正确的是( ) A.2Q 1＝2Q 2＜Q 3 B.容器Ⅰ中CO 的百分含量比容器Ⅲ中CO 的百分含量高 C.容器Ⅰ中反应的平衡常数比容器Ⅱ中反应的平衡常数小

D.容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO 2的转化率之和等于1

4.一定温度下，在3个容积均为1.0 L 的恒容密闭容器中反应2H 2(g)＋CO(g)CH 3OH(g)达到平衡，

下列说法正确的是( )

A.该反应的正反应吸热

B.达到平衡时，容器Ⅰ中反应物的转化率比容器Ⅱ中的大

C.达到平衡时，容器Ⅱ中c (H 2)大于容器Ⅲ中c (H 2)的两倍

D.达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 课时作业

1.下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是( )

A.在强碱存在的条件下，酯的水解反应进行较完全

B.加催化剂，使N 2和H 2在一定条件下转化为NH 3

C.可用浓氨水和NaOH 固体快速制取氨气

D.加压条件下有利于SO 2与O 2反应生成SO 3

2.可逆反应：2NO 2(g)2NO(g)＋O 2(g)，在容积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是( )

①单位时间内生成n mol O 2的同时生成2n mol NO 2 ②单位时间内生成n mol O 2的同时生成2n mol NO ③用NO 2、NO 、O 2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A.①④⑥⑦

B.②③⑤⑦

C.①③④⑤

D.全部

3.纳米钴(Co)常用于CO 加氢反应的催化剂：CO(g)＋3H 2(g)CH 4(g)＋H 2O(g) ΔH ＜0。下列有关说

法正确的是( )

A.纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应的转化率

B.缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO 的浓度增大

C.温度越低，越有利于CO 催化加氢

D.从平衡体系中分离出H 2O(g)能加快正反应速率

4.一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO 2(g)＋2CO(g)=====催化剂

2CO 2(g)＋S(l) ΔH <0。若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是( ) A.平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变 B.平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快 C.平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO 2的转化率 D.其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变 5.(2018·北京朝阳区一模)探究浓度对化学平衡的影响，实验如下：

Ⅰ.向5 mL 0.05 mol·L －

1 FeCl 3溶液中加入5 mL 0.05 mol·L －

1KI 溶液(反应a)，反应达到平衡后将溶液分

为两等份

Ⅱ.向其中一份中加入饱和KSCN 溶液，变红(反应b)；加入CCl 4，振荡、静置，下层显极浅的紫色 Ⅲ.向另一份中加入CCl 4，振荡、静置，下层显紫红色 结合实验，下列说法不正确的是( ) A.反应a 为2Fe 3＋

＋2I

－

2Fe 2＋＋I 2 B.实验Ⅱ中，反应a 进行的程度大于反应b 进行的程度

C.实验Ⅱ中变红的原理是Fe 3＋

＋3SCN －

Fe(SCN)3 D.比较水溶液中c (Fe 2＋

)：实验Ⅱ<实验Ⅲ

6.某温度时，发生反应2HI(g)

H 2(g)＋I 2(g)，向三个体积相等的恒容密闭容器A 、B 、C 中，分别加

入①2 mol HI ；②3 mol HI ；③1 mol H 2与1 mol I 2，分别达到平衡时，以下关系正确的是( ) A.平衡时，各容器的压强：②＝①＝③ B.平衡时，I 2的浓度：②＞①＞③ C.平衡时，I 2的体积分数：②＝①＝③ D.从反应开始到达平衡的时间：①＞②＝③ 7.CO 2经催化加氢可合成乙烯：2CO 2(g)＋6H 2(g)

C 2H 4(g)＋4H 2O(g)。0.1 MPa 时，按n (CO 2)∶n (H 2)

＝1∶3投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的 关系如图，下列叙述不正确的是( ) A.该反应的ΔH ＜0

B.曲线b 代表H 2O 的浓度变化

C.N 点和M 点所处的状态c (H 2)不一样

D.其他条件不变，T 1 ℃、0.2 MPa 下反应达平衡时c (H 2)比M 点大

8.(2018·大连调研)已知反应：CO(g)＋3H 2(g)

CH 4(g)＋H 2O(g)。起始以物质

的量之比为1∶1充入反应物，不同压强条件下，H 2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M 、N 点标记为▲)。下列有关说法正确的是( ) A.上述反应的ΔH <0

B.N 点时的反应速率一定比M 点的快

C.降低温度，H 2的转化率可达到100%

D.工业上用此法制取甲烷应采用更高的压强

9.工业上以CH 4为原料制备H 2的原理为CH 4(g)＋H 2O(g)

CO(g)＋3H 2(g)。在一定条件下a 、b 两个

恒温恒容的密闭容器中均通入1.1 mol CH 4(g)和1.1 mol H 2O(g)，测得两容器中CO 的物质的量随时间的变化曲线分别为a 和b 。已知容器a 的体积为10 L ，温度为T a ，下列说法不正确的是( ) A.容器a 中CH 4从反应开始到恰好平衡时的平均 反应速率为0.025 mol·L －

1·min －

1

B.a 、b 两容器的温度可能相同

C.在达到平衡前，容器a 的压强逐渐增大

D.该反应在T a 温度下的平衡常数为27

10.(2019·西安模拟)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO 、CO 2和H 2)在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下： ⅰ.CO 2(g)＋3H 2(g)CH 3OH(g)＋H 2O(g) ΔH 1 ⅱ.CO 2(g)＋H 2(g)CO(g)＋H 2O(g) ΔH 2

ⅲ.CH 3OH(g)CO(g)＋2H 2(g) ΔH 3

回答下列问题：

(1)已知反应ⅱ中相关化学键键能数据如下：

由此计算ΔH 2＝______kJ·mol －

1。已知ΔH 3＝＋99 kJ·mol －

1，则ΔH 1＝______ kJ·mol －

1。

(2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如下图所示。

①温度为470 K时，图中P点_______(填“是”或“不是”)处于平衡状态。在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是____________________________________________；490 K之后，甲醇产率下降的原因是__________________________________________。

②一定能提高甲醇产率的措施是________(填字母)。

A.增大压强

B.升高温度

C.选择合适催化剂

D.加入大量催化剂

11.(2019·厦门质检)工业废气、汽车尾气排放出的NO x、SO2等是形成酸雨的主要物质，其综合治理是当前重要的研究课题。

Ⅰ.NO x的消除。汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH。

(1)已知：CO的燃烧热ΔH1＝－283.0 kJ·mol－1，

N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH2＝＋180.5 kJ·mol－1，则ΔH＝________________。

(2)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如下图所示。

①以下说法中正确的是________(填字母)。

A.两种催化剂均能降低活化能，但ΔH不变

B.相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响

C.曲线Ⅱ中的催化剂适用于450 ℃左右脱氮

D.曲线Ⅱ中催化剂脱氮率比曲线Ⅰ中的高

②若低于200 ℃，图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为__________。

Ⅱ.SO2的综合利用

(3)某研究小组对反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH＜0进行相关实验探究。在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比[n0(NO2)∶n0(SO2)]进行多组实验(各组实验的温度可能相同，也可能不同)，测定NO2的平衡转化率[α(NO2)]。部分实验结果如图所示。

①如果将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，应采取的措施是___________。

②图中C、D两点对应的实验温度分别为T C和T D，通过计算判断：T C______(填“＞”“＝”或“＜”)T D。

12.(2018·淮安检测)汽车尾气中CO、NO2在一定条件下可以发生反应：4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1 200 kJ·mol－1。在一定温度下，向容积固定为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2，NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。

(1)0～10 min内该反应的平均速率v(CO)＝________，从11 min起其他条件不变，压缩容器的容积变为

1 L，则n(NO2)的变化曲线可能为图中的________(填字母)。

(2)恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)。

A.容器内混合气体颜色不再变化

B.容器内的压强保持不变

C.2v逆(NO2)＝v正(N2)

D.容器内混合气体密度保持不变

(3)对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图像表示正确的是____(填序号)。

13.(2018·南昌县莲塘一中月考)T℃下，向一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO浓度如下表：

(1)则c2合理的数值为________(填字母)。

A.4.20

B.4.00

C.2.95

D.2.80

(2)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应：H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三组数据：

若a＝2，b＝1，则c＝______，达到平衡时实验组Ⅱ中H2O(g)和实验组Ⅲ中CO的转化率的关系为αⅡ(H2O)________(填“＜”“＞”或“＝”)αⅢ(CO)。

(3)二甲醚是清洁能源，用CO在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)

＋H2O(g)，已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比n(H2)

n(CO)

的变化曲线如图所示。

①a、b、c按从大到小的顺序排序为__________________________________________。

②根据图像可以判断该反应为放热反应，理由是_______________________________。