第二講化學平衡狀態(tài)化學平衡的移動(基礎課)復習目標1.認識化學反應的可逆性，理解化學平衡建立的過程。2.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡的影響，能通過實驗及相關理論解釋其一般規(guī)律。3.了解化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用。知識點一可逆反應與化學平衡狀態(tài)1.可逆反應(1)概念在同一條件下，既可以向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的化學反應。(2)特點雙向性可逆反應分為方向相反的兩個反應：正反應和逆反應雙同性正、逆反應是在同一條件下，同時進行共存性反應物的轉(zhuǎn)化率小于100%，反應物與生成物共存對于可逆反應2SO2＋O22SO3ΔH<0，在混合氣體中充入一定量的18O2，經(jīng)足夠長的時間后：(1)18O存在于哪些分子中？(2)二氧化硫分子的相對分子質(zhì)量可能為________。提示(1)由于2SO2＋O22SO3為可逆反應，18O存在于O2、SO3、SO2三種物質(zhì)的分子中(2)SO2的相對分子質(zhì)量可能為64或66或682.化學平衡狀態(tài)(1)概念在一定條件下的可逆反應體系中，當正、逆反應速率相等時，反應物和生成物的濃度均保持不變，即體系的組成不隨時間而改變，表明該反應中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達到了“限度”，這時的狀態(tài)稱之為化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡。(2)化學平衡的建立從正反應開始建立化學平衡狀態(tài)的“反應速率－時間”圖像如圖(3)化學平衡的特征(4)化學平衡狀態(tài)的判斷①動態(tài)標志：v正＝v逆≠0a.同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。b.不同物質(zhì)：必須標明是“異向”的反應速率關系。如aA(g)＋bB(g)cC(g)＋d(D)(g)，eq\f(v正（A）,v逆（B）)＝eq\f(a,b)時，反應達到平衡狀態(tài)。②靜態(tài)標志：各種“量”不變a.各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。b.各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)等)不變。c.壓強(化學反應方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。d.絕熱容器中溫度不變。e.密度eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ρ＝\f(m,V)))不變(注意容器中的氣體質(zhì)量和體積變化)。f.平均相對分子質(zhì)量eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M＝\f(m,n)))不變(注意氣體質(zhì)量與氣體物質(zhì)的量變化)?？傊?，可以利用平衡建立過程中“變量不變”作為判定標志。“不變量不變”不能作為判定標志。(一)可逆反應與平衡觀1.向含有2molSO2的容器中通入過量O2發(fā)生反應2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)，充分反應后生成SO3的物質(zhì)的量__________(填“<”“>”或“＝”，下同)2mol，SO2的物質(zhì)的量__________0，轉(zhuǎn)化率________100%，反應放出的熱量________QkJ。答案<><<2.在密閉容器中進行反應：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定條件下，當反應達到平衡時，(1)X2的物質(zhì)的量濃度范圍為________。(2)Y2的物質(zhì)的量濃度范圍為________。(3)Z的物質(zhì)的量濃度范圍為________。答案(1)0～0.2mol·L－1(2)0.2mol·L－1～0.4mol·L－1(3)0～0.4mol·L－1極端假設法確定各物質(zhì)濃度范圍上述題目可根據(jù)極端假設法判斷，假設反應正向或逆向進行到底，求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。假設反應正向進行到底：假設反應逆向進行到底：平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為0＜X2＜0.2，0.2＜Y＜0.4，0＜Z＜0.4。(二)化學平衡狀態(tài)的判斷3.在一定溫度下的恒容容器中，當下列物理量不再發(fā)生變化時：①混合氣體的壓強；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分子質(zhì)量；⑤混合氣體的顏色；⑥各反應物或生成物的濃度之比等于化學計量數(shù)之比；⑦某種氣體的百分含量。(1)能說明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達到平衡狀態(tài)的是________(填序號，下同)。(2)能說明I2(g)＋H2(g)2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是________。(3)能說明2NO2(g)N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是________。(4)能說明C(s)＋CO2(g)2CO(g)達到平衡狀態(tài)的是________。(5)能說明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)達到平衡狀態(tài)的是________。(6)能說明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)達到平衡狀態(tài)的是________。答案(1)①③④⑦(2)⑤⑦(3)①③④⑤⑦(4)①②③④⑦(5)①②③(6)②④⑦拓展：若上述題目中的(1)～(4)改成一定溫度下的恒壓密閉容器，結果又如何？(1)________。(2)________。(3)________。(4)________。答案(1)②③④⑦(2)⑤⑦(3)②③④⑤⑦(4)②③④⑦不能作為判斷化學平衡狀態(tài)“標志”的四種情況(1)反應組分的物質(zhì)的量之比等于化學方程式中相應物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。(2)恒溫恒容下的體積不變的反應，體系的壓強或總物質(zhì)的量不再隨時間而變化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。(3)全是氣體參加的體積不變的反應，體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。(4)全是氣體參加的反應，恒容條件下體系的密度保持不變。知識點二化學平衡的移動1.化學平衡的移動(1)過程(2)圖示2.化學平衡移動與化學反應速率的關系(1)v正>v逆：平衡向正反應方向移動。(2)v正＝v逆：反應達到平衡狀態(tài)，不發(fā)生平衡移動。(3)v正＜v逆：平衡向逆反應方向移動。3.影響化學平衡的因素若其他條件不變，改變下列條件對化學平衡的影響如下(填寫空格)：改變的條件(其他條件不變)化學平衡移動的方向濃度增大反應物濃度或減小生成物濃度向正反應方向移動減小反應物濃度或增大生成物濃度向逆反應方向移動壓強(對有氣體參加的反應)反應前后氣體體積改變增大壓強向氣體分子總數(shù)減小的方向移動減小壓強向氣體分子總數(shù)增大的方向移動反應前后氣體體積不變改變壓強平衡不移動溫度升高溫度向吸熱反應方向移動降低溫度向放熱反應方向移動催化劑同等程度改變v正、v逆，平衡不移動4.判斷平衡移動的兩種特殊情況(1)惰性氣體(不參與反應氣體)對化學平衡的影響①恒溫、恒容條件②恒溫、恒壓條件(2)同等程度地改變平衡反應混合物中各物質(zhì)的濃度時，應視為壓強的影響。5.勒夏特列原理(1)含義：如果改變影響化學平衡的條件之一(如溫度、壓強以及參加反應的化學物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。(2)注意：①勒夏特列原理的適用對象是可逆過程。②化學平衡移動的目的是“減弱”外界條件的改變，而不是“抵消”外界條件的改變，改變是不可逆轉(zhuǎn)的。根據(jù)化學平衡原理解答下列問題在體積不變的密閉容器中發(fā)生N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，只改變一種外界條件，完成下表：改變條件平衡移動方向氫氣的轉(zhuǎn)化率(增大、減小或不變)氨氣的體積分數(shù)(增大、減小或不變)增大氮氣的濃度增大氨氣的濃度升溫充入適量氬氣提示(從左到右，從上到下)正向增大逆向減小增大逆向減小減小不移動不變不變1.COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)ΔH>0，當反應達到平衡時，下列措施：①升溫、②恒容通入惰性氣體、③增加CO的濃度、④減壓、⑤加催化劑、⑥恒壓通入惰性氣體，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是()A.①②④ B.①④⑥C.②③⑤ D.③⑤⑥答案B解析該反應為氣體體積增大的吸熱反應，所以升溫和減壓均可以促使平衡正向移動。恒壓通入惰性氣體，相當于減壓；恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響；增加CO的濃度，將導致平衡逆向移動。2.某溫度下，在一恒容密閉容器中進行如下兩個反應并達到平衡：①2X(g)＋Y(g)Z(s)＋2Q(g)ΔH1＜0②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)ΔH2＞0下列敘述錯誤的是()A.加入適量Z，①和②平衡均不移動B.通入稀有氣體Ar，①平衡正向移動C.降溫時無法判斷Q濃度的增減D.通入Y，則N的濃度增大答案B解析A.Z為固體，加入適量Z不影響反應①的平衡移動，而反應②與Z無關，故加入Z也不影響反應②的平衡移動，A正確；B.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①的平衡不移動，B錯誤；C.溫度降低，反應①正向進行，反應②逆向進行，但兩個反應中反應物的起始濃度未知，故無法判斷Q濃度的增減，C正確；D.通入氣體Y，反應①平衡正向移動，Q的濃度增大，導致反應②平衡逆向進行，則N的濃度增大，D正確。3.在一定溫度下的密閉容器中發(fā)生反應：xA(g)＋yB(g)zC(g)，平衡時測得A的濃度為0.50mol·L－1。保持溫度不變，將容器的容積擴大到原來的兩倍，再達平衡時，測得A的濃度為0.30mol·L－1。下列有關判斷正確的是()A.x＋y<zB.平衡向正反應方向移動C.B的轉(zhuǎn)化率增大D.C的體積分數(shù)減小答案D解析容積擴大2倍，若不移動時c(A)＝0.25mol·L－1，但達平衡為0.30mol·L－1>0.25mol·L－1，說明減小壓強，平衡向逆反應方向移動，故x＋y>z，B轉(zhuǎn)化率減小，C的體積分數(shù)減小，D項正確。化學平衡移動方向的判斷(1)依據(jù)v正與v逆的相對大小判斷(2)依據(jù)勒夏特列原理判斷(3)依據(jù)K與Q的相對大小判斷當Q＝K時反應處于平衡狀態(tài)當Q＜K時平衡向正反應方向移動當Q＞K時平衡向逆反應方向移動1.(2023·北京卷)下列事實能用平衡移動原理解釋的是()A.H2O2溶液中加入少量MnO2固體，促進H2O2分解B.密閉燒瓶內(nèi)的NO2和N2O4的混合氣體，受熱后顏色加深C.鐵釘放入濃HNO3中，待不再變化后，加熱能產(chǎn)生大量紅棕色氣體D.鋅片與稀H2SO4反應過程中，加入少量CuSO4固體，促進H2的產(chǎn)生答案B解析A.MnO2會催化H2O2分解，與平衡移動無關，A項錯誤；B.NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的反應是放熱反應，升溫平衡逆向移動，NO2濃度增大，混合氣體顏色加深，B項正確；C.鐵在濃硝酸中鈍化，加熱會使表面的氧化膜溶解，鐵與濃硝酸反應生成大量紅棕色氣體，與平衡移動無關，C項錯誤；D.加入硫酸銅以后，鋅置換出銅，構成原電池，從而使反應速率加快，與平衡移動無關，D項錯誤。2.(2022·海南卷)某溫度下，反應CH2=CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密閉容器中達到平衡，下列說法正確的是()A.增大壓強，v正>v逆，平衡常數(shù)增大B.加入催化劑，平衡時CH3CH2OH(g)的濃度增大C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反應方向移動D.恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率增大答案C解析該反應是一個氣體分子數(shù)減小的反應，增大壓強可以加快化學反應速率，正反應速率增大的幅度大于逆反應，故v正>v逆，平衡向正反應方向移動，但是因為溫度不變，故平衡常數(shù)不變，A不正確；催化劑不影響化學平衡狀態(tài)，因此，加入催化劑不影響平衡時CH3CH2OH(g)的濃度，B不正確；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的濃度增大，平衡向正反應方向移動，C正確；恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，平衡向正反應方向移動，但是CH2=CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，D不正確。3.(2022·天津卷)向恒溫恒容密閉容器中通入2molSO2和1molO2，反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達到平衡后，再通入一定量O2，達到新平衡時，下列有關判斷錯誤的是()A.SO3的平衡濃度增大B.反應平衡常數(shù)增大C.正向反應速率增大D.SO2的轉(zhuǎn)化總量增大答案B解析A.平衡后，再通入一定量O2，平衡正向移動，SO3的平衡濃度增大，A正確；B.平衡常數(shù)是與溫度有關的常數(shù)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，B錯誤；C.通入一定量O2，反應物濃度增大，正向反應速率增大，C正確；D.通入一定量O2，促進二氧化硫的轉(zhuǎn)化，SO2的轉(zhuǎn)化總量增大，D正確。4.(2022·北京卷)某MOFs的多孔材料剛好可將N2O4“固定”，實現(xiàn)了NO2與N2O4分離并制備HNO3，如圖所示：已知：2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0，下列說法不正確的是()A.氣體溫度升高后，不利于N2O4的固定B.N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除C.制備HNO3的原理為2N2O4＋O2＋2H2O=4HNO3D.每制備0.4molHNO3，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為6.02×1022答案D解析A.二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，四氧化二氮的濃度減小，所以氣體溫度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A正確；B.四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的濃度減小，二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的平衡向正反應方向移動，二氧化氮的濃度減小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，故B正確；C.由題意可知，被固定后的四氧化二氮與氧氣和水反應生成硝酸，反應的化學方程式為2N2O4＋O2＋2H2O=4HNO3，故C正確；D.四氧化二氮轉(zhuǎn)化為硝酸時，生成1mol硝酸，反應轉(zhuǎn)移1mol電子，則每制備0.4mol硝酸，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為0.4mol×6.02×1023mol－1＝2.408×1023，故D錯誤。5.(2022·湖南卷改編)在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始壓強為0.2MPa時，發(fā)生下列反應生成水煤氣：Ⅰ.C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH1＝＋131.4kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.1kJ·mol－1下列說法錯誤的是()A.平衡時向容器中充入惰性氣體，反應Ⅰ的平衡不移動B.混合氣體的密度保持不變時，說明反應體系已達到平衡C.平衡時H2的體積分數(shù)可能大于eq\f(2,3)D.將炭塊粉碎，可加快反應速率答案C解析在恒溫恒容條件下，平衡時向容器中充入惰性氣體不能改變反應物的濃度，因此反應Ⅰ的平衡不移動，A說法正確；在反應中有固體C轉(zhuǎn)化為氣體，氣體的質(zhì)量增加，而容器的體積不變，因此氣體的密度在反應過程中不斷增大，當混合氣體的密度保持不變時，說明反應體系已達到平衡，B說法正確；若C(s)和H2O(g)完全反應全部轉(zhuǎn)化為CO2(g)和H2(g)，由C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)可知，H2的體積分數(shù)的極值為eq\f(2,3)，由于可逆反應有一定的限度，反應物不可能全部轉(zhuǎn)化為生成物，因此，平衡時H2的體積分數(shù)不可能大于eq\f(2,3)，C說法不正確；將炭塊粉碎可以增大其與H2O(g)的接觸面積，因此可加快反應速率，D說法正確?；A落實選擇題只有1個選項符合題意1.(2023·景德鎮(zhèn)樂平中學期中)下列事實中，不能用勒夏特列原理解釋的是()A.夏天，打開啤酒瓶時會從瓶口逸出氣體B.濃氨水中加入氫氧化鈉固體時產(chǎn)生較多的刺激性氣味的氣體C.實驗室可用排飽和食鹽水的方法收集氯氣D.使用催化劑可加快SO2轉(zhuǎn)化為SO3的速率答案D解析A.夏天，打開啤酒瓶時，壓強減小，平衡向生成氣體的方向移動，會從瓶口逸出氣體，能用勒夏特列原理解釋，故A正確；B.濃氨水中加入氫氧化鈉固體時，溶液中氫氧根離子濃度變大，氨水電離平衡逆向移動，產(chǎn)生較多的刺激性氣味的氣體，能用勒夏特列原理解釋，故B正確；C.飽和食鹽水中氯離子濃度較大，抑制了氯氣在水中的溶解，實驗室可用排飽和食鹽水的方法收集氯氣，能用勒夏特列原理解釋，故C正確；D.使用催化劑可加快SO2轉(zhuǎn)化為SO3的速率，催化劑改變反應速率，不改變平衡移動，不能用勒夏特列原理解釋，故D錯誤。2.在一定溫度下，在恒定容積的密閉容器中進行的可逆反應A2(g)＋B2(g)2AB(g)達到化學平衡的標志是()A.容器內(nèi)的總壓強不隨時間而變化B.反應速率v(A2)＝v(B2)＝eq\f(1,2)v(AB)C.單位時間內(nèi)有nmolA2生成的同時就有2nmolAB生成D.容器內(nèi)混合氣體的密度不隨時間而變化答案C解析A項，該反應反應前后氣體的化學計量數(shù)之和相等，因此壓強不是變量，根據(jù)分析，壓強不變不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，A不符合題意；B項，化學反應中，各物質(zhì)的反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，因此v(A2)∶v(B2)∶v(AB)＝1∶1∶2，v(A2)＝v(B2)＝eq\f(1,2)v(AB)，與反應是否平衡無關，B不符合題意；C項，單位時間內(nèi)生成nmolA2同時生成2nmolAB，說明v正＝v逆，可以判定反應達到平衡狀態(tài)，C符合題意；D項，反應前后質(zhì)量守恒，因此m不變，容積恒定，因此V不變，根據(jù)ρ＝eq\f(m,V)，ρ為定值，不能判定反應是否平衡，D不符合題意。3.(2023·南昌蓮塘一中期中)某工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生反應：2A(g)＋B(g)M(g)ΔH<0。下列有關該工業(yè)生產(chǎn)的說法正確的是()A.工業(yè)生產(chǎn)中常采用催化劑，因為生產(chǎn)中使用催化劑可提高A、B的轉(zhuǎn)化率B.若物質(zhì)B廉價易得，工業(yè)上一般采用加入過量的B以提高A的轉(zhuǎn)化率C.工業(yè)上一般采用較高溫度合成M，因溫度越高，反應物的轉(zhuǎn)化率越高D.工業(yè)上合成M時，一定采用高壓條件，因為高壓有利于M的生成答案B解析A.催化劑只能影響化學反應速率，不能使平衡發(fā)生移動，工業(yè)生產(chǎn)中常采用催化劑，不是因為生產(chǎn)中使用催化劑可提高A、B的轉(zhuǎn)化率，而是加快反應速率以提高M的日產(chǎn)量，A錯誤；B.加入B，平衡正向移動，A的轉(zhuǎn)化率增大，但B的轉(zhuǎn)化率減小，若物質(zhì)B廉價易得，工業(yè)上一般采用加入過量的B以提高A的轉(zhuǎn)化率，B正確；C.正反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，轉(zhuǎn)化率減小，C錯誤；D.如常壓下轉(zhuǎn)化率較大，則不采用高壓，且考慮對設備的承壓要求，則不一定采用高壓，D錯誤。4.(2023·大連八中月考)下列說法錯誤的是()A.某溫度下CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，達平衡后，再壓縮容器體積，則平衡逆向移動，再次達平衡后c(CO2)變小B.某一可逆反應加入催化劑后反應速率加快，ΔH不改變，達平衡前相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率會增大C.已知[Cu(H2O)4]2＋(藍色)＋4Cl－[CuCl4]2－(黃色)＋4H2O，加水，溶液顏色變藍D.分別向甲容器(恒溫恒容)中充入1molPCl5，乙容器(絕熱恒容)充入PCl3和Cl2各1mol，發(fā)生反應PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH>0，平衡時K(甲)<K(乙)答案A解析A.該反應平衡常數(shù)為K＝c(CO2)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，再次到達平衡時，c(CO2)不變，故A錯誤；B.催化劑可以加快反應速率，無法影響ΔH，由于反應速率加快，因此達平衡前相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率會增大，但催化劑不能使平衡移動，故B正確；C.加水，平衡逆向移動，[Cu(H2O)4]2＋離子的濃度增大，溶液顏色變藍，故C正確；D.乙容器充入PCl3和Cl2即為PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)ΔH<0，該反應是放熱反應，在絕熱恒容條件下進行，升溫使平衡逆向移動，則平衡時乙容器中PCl3和Cl2濃度大于甲容器，K(甲)<K(乙)，故D正確。5.某溫度下，反應2A(g)B(g)ΔH＞0，在密閉容器中達到平衡，平衡時eq\f(c（A）,c（B）)＝a，若改變某一條件，足夠長時間后反應再次達到平衡狀態(tài)，此時eq\f(c（A）,c（B）)＝b，下列敘述正確的是()A.在該溫度下，保持容積固定不變，向容器內(nèi)補充了B氣體，則a＜bB.在該溫度恒壓條件下再充入少量B氣體，則a＝bC.若其他條件不變，升高溫度，則a＜bD.若保持溫度、壓強不變，充入惰性氣體，則a＞b答案B解析A項，充入B氣體后平衡時壓強變大，正向反應程度變大，eq\f(c（A）,c（B）)變小，即a＞b，錯誤；B項，在該溫度恒壓條件下，再充入B氣體，新平衡狀態(tài)與原平衡等效，eq\f(c（A）,c（B）)不變，即a＝b，正確；C項，升溫，平衡右移，eq\f(c（A）,c（B）)變小，即a＞b，錯誤；D項，相當于減壓，平衡左移，eq\f(c（A）,c（B）)變大，即a＜b，錯誤。6.(2024·塔城一中月考)在t℃時，向aL密閉容器中加入1.6molHI(g)，發(fā)生反應2HI(g)H2(g)＋I2(g)ΔH>0，H2的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示，下列有關說法中正確的是()A.平衡時，I2蒸氣的體積分數(shù)為25%B.若在1.5min時降低溫度，則反應將向左進行C.平衡后若升高溫度，v正增大，v逆減小D.平衡后向容器中加入一定量的H2后，平衡向左移動，H2的體積分數(shù)減小答案A解析A.該反應反應前后氣體體積不變，由圖可知，平衡時n(H2)＝0.4mol，則有n(I2)＝0.4mol，故I2蒸氣的體積分數(shù)為eq\f(0.4mol,1.6mol)×100%＝25%，故A正確；B.1.5min時反應未達到平衡狀態(tài)，降低溫度，反應速率減慢，只是延長反應達到平衡的時間，但v正仍大于v逆，反應仍向右進行，直至平衡，故B錯誤；C.平衡后若升高溫度，v正、v逆均增大，但v正增大的程度大于v逆，平衡向右移動，故C錯誤；D.平衡后加入H2，平衡向左移動，根據(jù)勒夏特列原理可知，達到新平衡后，c(H2)仍比原來大，則新平衡后H2的體積分數(shù)增大，故D錯誤。7.(全國卷)298K時，將20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmol·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應：AsOeq\o\al(3－,3)(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq\o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsOeq\o\al(3－,4))與反應時間(t)的關系如圖所示。①下列可判斷反應達到平衡的是__________(填字母)。a.溶液的pH不再變化b.v(I－)＝2v(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－1②tm時，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。③tm時v逆________tn時v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是____________________________________________________________________________________________________________。④若平衡時溶液的pH＝14，則該反應的平衡常數(shù)K為________。答案①ac②大于③小于tm時生成物濃度較低④eq\f(4y3,（x－y）2)8.(2023·安慶、池州、銅陵聯(lián)考)用CO2制備CH3OH可實現(xiàn)CO2的能源化利用，反應如下：CO2＋3H2CH3OH＋H2O。(1)在523K、VL密閉容器中發(fā)生上述反應，下列說法能作為判斷反應達到平衡狀態(tài)的標志是________(填字母序號)。a.容器內(nèi)壓強不再改變b.體系內(nèi)的氣體密度不再改變c.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變d.甲醇的濃度不再改變(2)工業(yè)上用CO2制備CH3OH的過程中存在以下副反應：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ/mol。將反應物混合氣按進料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3通入反應裝置，選擇合適的催化劑，發(fā)生反應。①不同溫度和壓強下，CH3OH平衡產(chǎn)率和CO2平衡轉(zhuǎn)化率分別如圖1、圖2。i.圖1中，壓強p1________p2(填“>”“＝”或“<”)。ii.圖2中，壓強為p2，溫度高于503K后，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②實際生產(chǎn)中，測得壓強為p3時，相同時間內(nèi)不同溫度下的CH3OH產(chǎn)率如圖3。圖3中523K時的CH3OH產(chǎn)率最大，可能的原因是________(填字母序號)。a.此條件下主反應限度最大b.此條件下主反應速率最快c.523K時催化劑的活性最強答案(1)acd(2)①>CO2平衡轉(zhuǎn)化率為正反應和副反應的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和。副反應為吸熱反應，隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高，主反應為放熱反應，隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低，溫度較高時，CO2平衡轉(zhuǎn)化率主要取決于副反應②bc解析(1)a.正反應體積減小，壓強是變量，所以容器內(nèi)壓強不再改變說明反應達到平衡狀態(tài)，a正確；b.反應前后容器容積和混合氣體的質(zhì)量均是不變的，混合氣體的密度始終不變，所以體系內(nèi)的氣體密度不再改變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，b錯誤；c.正反應體積減小，混合氣體的質(zhì)量不變，平均摩爾質(zhì)量是變量，所以混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變說明反應達到平衡狀態(tài)，c正確；d.甲醇的濃度不再改變說明反應達到平衡狀態(tài)，d正確。(2)①i.反應CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)為氣體分子總數(shù)減小的反應，壓強增大，平衡向正反應方向移動，有利于甲醇的生成；由圖1可知p1時的甲醇平衡產(chǎn)率高于p2時的，因此，p1＞p2；ii.圖2中，壓強為p2時，CO2平衡轉(zhuǎn)化率為正反應和副反應的CO2平衡轉(zhuǎn)化率之和，副反應為吸熱反應，隨溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高，主反應為放熱反應，溫度高于503K后，CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低，因溫度較高時，CO2平衡轉(zhuǎn)化率主要取決于副反應，所以CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大；②圖3中523K時的CH3OH產(chǎn)率最大，a.主反應為放熱反應，升高溫度，平衡向吸熱方向移動，故a錯誤；b.溫度越高，速率越快，所以此條件下主反應速率最快，造成產(chǎn)率增大，故b正確；c.催化劑能成千上萬倍的加快反應速率，說明523K時催化劑的活性最強，故c正確。能力提升9.(遼寧卷改編)某溫度下，在恒容密閉容器中加入一定量X，發(fā)生反應2X(s)Y(s)＋Z(g)，一段時間后達到平衡。下列說法錯誤的是()A.升高溫度，若c(Z)增大，則ΔH>0B.加入一定量Z，達新平衡后m(Y)減小C.加入等物質(zhì)的量的Y和Z，達新平衡后c(Z)增大D.加入一定量氬氣，平衡不移動答案C解析升高溫度，若c(Z)增大，說明平衡正向移動，則正反應為吸熱反應，該反應的ΔH>0，A項正確；加入一定量Z，平衡逆向移動，達到新平衡后m(Y)減小，B項正確；該反應的平衡常數(shù)K＝c(Z)，加入等物質(zhì)的量的Y和Z，溫度不變，平衡常數(shù)不變，則達新平衡后c(Z)不變，C項錯誤；加入一定量氬氣，各物質(zhì)濃度不變，平衡不移動，D項正確。10.甲、乙、丙三個容器中起始物質(zhì)及其物質(zhì)的量如圖所示，三個容器最初的容積、溫度相同，反應中甲、丙的容積不變，乙中的壓強不變，在一定溫度下反應達到平衡。下列說法正確的是()A.平衡時各容器內(nèi)c(NO2)的大小順序為乙>甲>丙B.平衡時N2O4的百分含量：乙<甲＝丙C.平衡時甲與丙中放出的熱量相同D.其他條件不變，向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4，新平衡后eq\f(c2（NO2）,c（N2O4）)的值不變答案D解析甲、乙存在平衡2NO2(g)N2O4(g)，該反應為氣體分子數(shù)減少的反應，故甲中壓強減小，乙中壓強不變，乙中到達的平衡相當于在甲平衡的基礎上增大壓強，丙中存在平衡N2O4(g)2NO2(g)，相當于開始加入0.2molNO2，與甲為完全相同的等效平衡，據(jù)此分析。A.甲與丙為完全等效平衡，平衡時NO2的濃度相等，乙中到達的平衡相當于在甲平衡的基礎上增大壓強，增大壓強盡管平衡向正反應移動，根據(jù)勒夏特列原理平衡移動的結果是NO2濃度還是增大了，故平衡時容器內(nèi)c(NO2)的大小順序為乙＞甲＝丙，故A錯誤；B.甲與丙為完全等效平衡，平衡時N2O4的百分含量相等，乙中到達的平衡相當于在甲平衡的基礎上增大壓強，增大壓強平衡向正反應移動，平衡時N2O4的百分含量增大，故平衡時N2O4的百分含量：乙＞甲＝丙，故B錯誤；C.甲與丙為完全等效平衡，平衡時甲、丙中N2O4的物質(zhì)的量相等，但甲從正反應方向開始，丙從逆反應方向開始，一個吸熱一個放熱，故C錯誤；D.eq\f(c2（NO2）,c（N2O4）)即平衡常數(shù)K，K只與溫度有關，溫度不變，K值不變，故D正確。11.CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)。0.1MPa時，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，測得不同溫度下平衡時體系中各物質(zhì)濃度的關系如圖，下列敘述不正確的是()A.該反應的ΔH＜0B.曲線b代表H2O的濃度變化C.N點和M點所處的狀態(tài)c(H2)不一樣D.其他條件不變，T1℃、0.2MPa下反應達平衡時c(H2)比M點大答案C解析溫度升高，H2的濃度增大，平衡左移，故逆向吸熱，正向放熱，ΔH＜0，則曲線a為CO2的濃度變化，根據(jù)方程式的比例關系，可知曲線b為H2O的濃度變化，曲線c為C2H4的濃度變化，