第三單元 化學平衡的移動課后達標檢測一、選擇題1CO和NO都是汽車尾氣中的有害物質，它們之間能緩慢地發(fā)生如下反應：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H<0，現(xiàn)利用此反應，擬設計一種環(huán)保裝置，用來消除汽車尾氣對大氣的污染，下列設計方案可以提高尾氣處理效果的是()選用適當?shù)拇呋瘎┨岣哐b置溫度降低裝置的壓強裝置中放入堿石灰ABC D解析：選C。選用適當催化劑雖不能提高反應物的轉化率，但能加快反應速率，正確；因為該反應的正反應為放熱反應，所以升高溫度，平衡向逆反應方向移動，錯誤；該反應的正反應為氣體體積減小的反應，因此降低壓強，平衡向逆反應方向移動，錯誤；裝置中放入堿石灰能吸收CO2，使CO2的濃度降低，平衡向正反應方向移動，正確。2下列各項與化學平衡移動原理無關的是()A收集氯氣用排飽和食鹽水的方法B加催化劑，使N2和H2在一定的條件下轉化為NH3C可用濃氨水和氫氧化鈉固體快速制取氨氣D加壓條件下有利于SO2和O2反應生成SO3解析：選B。使用催化劑對化學平衡移動無影響，與化學平衡移動原理無關，故選B。3為了探究外界條件對反應：aX(g)bY(g)cZ(g)的影響，以X和Y物質的量比為ab開始反應，通過實驗得到不同條件下達到平衡時Z的物質的量分數(shù)，實驗結果如圖所示。以下判斷正確的是()AH>0，ab>c BH>0，ab<cCH<0，ab>c DH<0，ab<c解析：選C。由圖可知，隨壓強的增大，Z的物質的量分數(shù)增大，說明平衡正向移動，正反應是氣體體積減小的反應。隨溫度的升高，Z的物質的量分數(shù)減小，說明平衡向逆反應方向移動，說明逆反應是吸熱反應，正反應是放熱反應。4(2015高考上海卷)對于合成氨反應，達到平衡后，以下分析正確的是()A升高溫度，對正反應的反應速率影響更大B增大壓強，對正反應的反應速率影響更大C減小反應物濃度，對逆反應的反應速率影響更大D加入催化劑，對逆反應的反應速率影響更大解析：選B。A.合成氨反應的正反應是放熱反應，升高溫度，正、逆反應的反應速率都增大，但是溫度對吸熱反應的反應速率影響更大，所以對該反應來說，對逆反應的反應速率影響更大，錯誤。B.合成氨的正反應是氣體體積減小的反應，增大壓強，對正反應的反應速率影響更大，正確。C.減小反應物濃度，使正反應的反應速率瞬間減小，由于生成物的濃度沒有變化，所以逆反應的反應速率瞬間不變，然后逐漸減小，故減小反應物濃度，對正反應的反應速率影響更大，錯誤。D.加入催化劑，對正、逆反應的反應速率的影響相同，錯誤。5可逆反應：mA(g)nB(g)pC(s)HQ，溫度和壓強的變化對正、逆反應速率的影響分別符合圖中的兩個圖像，以下敘述正確的是()Am>n，Q >0 Bm>np，Q >0Cm>n，Q <0 Dm<np，Q <0解析：選C。由圖像可知，溫度升高，v正、v逆都增大，且v逆>v正，平衡向逆反應方向移動，逆反應為吸熱反應，即Q<0；壓強增大，v正、v逆都增大，且v正>v逆，平衡向正反應方向移動，正反應為氣體體積減小的反應，即m>n，C正確。6(2017高考海南卷改編)已知反應CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0。在一定溫度和壓強下于密閉容器中，反應達到平衡。下列敘述正確的是()A升高溫度，K增大B減小壓強，n(CO2)增加C更換高效催化劑，(CO)增大D充入一定量的氮氣，n(H2)不變解析：選D。A.此反應的正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，化學平衡常數(shù)只受溫度的影響，即升高溫度，K減小，故A說法錯誤；B.反應前后氣體系數(shù)之和相等，因此減小壓強，平衡不移動，即n(CO2)不變，故B說法錯誤；C.催化劑對化學平衡移動無影響，因此CO的轉化率不變，故C說法錯誤；D.恒壓下，充入N2，容器的體積增大，組分濃度降低，但化學反應前后氣體系數(shù)之和不變，因此化學平衡不移動，n(H2)不變，故D說法正確。7處于平衡狀態(tài)的反應：2H2S(g)2H2(g)S2(g)H>0，不改變其他條件的情況下合理的說法是()A加入催化劑，反應路徑將發(fā)生改變，H也將隨之改變B升高溫度，正、逆反應速率都增大，H2S分解率也增大C增大壓強，平衡向逆反應方向移動，將引起體系溫度降低D若體系恒容，注入一些H2后達新平衡，H2濃度將減小解析：選B。催化劑能改變化學反應速率也能改變反應路徑，但焓變與反應路徑無關，A項錯誤；溫度升高，正、逆反應速率均增大，因H>0，故平衡正向移動，H2S分解率增大，B項正確；該反應是氣體體積增大的反應，增大壓強平衡逆向移動，逆向反應是放熱反應，會使體系溫度升高，C項錯誤；恒容體系中注入H2，平衡將向H2濃度降低的方向移動，但最終H2的濃度仍比原來的大，D項錯誤。8(2018黃岡高三質檢)T 時在2 L密閉容器中使X(g)與Y(g)發(fā)生反應生成Z(g)。反應過程中X、Y、Z的物質的量變化如圖1所示；若保持其他條件不變，溫度分別為T1和T2，Y的體積百分含量與時間的關系如圖2所示。下列分析正確的是()A容器中發(fā)生的反應可表示為3X(g)Y(g)4Z(g)B03 min內，v(X)0.2 molL1min1C若改變條件，使反應進程如圖3所示，則改變的條件可能是增大壓強D其他條件不變時升高溫度，v(正)、v(逆)都增大，且重新達到平衡前v(正)>v(逆)解析：選D。A項，由圖中X、Y、Z的物質的量變化可知反應為3X(g)Y(g)2Z(g)，錯誤；B項，03 min內，v(X)0.1 molL1min1，錯誤；C項，圖3與圖1相比，限度沒有變，只是縮短了到達平衡的時間，若增大壓強，平衡向正反應方向移動，錯誤；D項，由圖2可知T2>T1，升高溫度，Y的百分含量減小，平衡向正反應方向移動，v(正)>v(逆)，正確。9(2015高考天津卷)某溫度下，在2 L的密閉容器中，加入1 mol X(g)和 2 mol Y(g)發(fā)生反應：X(g)mY(g)3Z(g)平衡時，X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g)，再次達到平衡后，X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是()Am2B兩次平衡的平衡常數(shù)相同CX與Y的平衡轉化率之比為11D第二次平衡時，Z的濃度為0.4 molL1解析：選D。A.根據再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的體積分數(shù)不變，可知該反應是一個反應前后氣體分子數(shù)相等的反應，因此m2。B.由于溫度沒有變化，故兩次平衡的平衡常數(shù)不變。C.因為是按照化學方程式中化學計量數(shù)之比充入的反應物，因此二者的平衡轉化率相等。D.該反應前后氣體分子數(shù)不變，因此反應后氣體的物質的量與反應前一樣，都為4 mol，而平衡后Z的體積分數(shù)為10%，故平衡時Z的物質的量為4 mol10%0.4 mol，容器體積為2 L，則Z的濃度為0.2 molL1。10在三個容積均為1 L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：2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)H。CO2的平衡轉化率與溫度的關系如圖所示：下列說法正確的是()A該反應的H>0B氫碳比：C在氫碳比為2.0時，Q點v(正)v(逆)D若起始時，CO2、H2濃度分別為0.5 molL1和1.0 molL1，則可得P點對應溫度的平衡常數(shù)的值為512解析：選D。A項，由圖像可知，隨溫度的升高，CO2平衡轉化率降低，說明平衡向逆反應方向移動，逆反應是吸熱反應，正反應是放熱反應，錯誤；B項，相同溫度時，中CO2的平衡轉化率高，說明氫碳比高(提高H2的比例，平衡正向移動，CO2的轉化率高)，錯誤；C項，相同溫度下，氫碳比為2.0時，平衡點是P點，Q點到P點，CO2平衡轉化率增大，平衡正向移動，v(正)>v(逆)，錯誤；D項， 2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g) 0.5 1.0 0 0 0.25 0.75 0.125 0.5 0.25 0.25 0.125 0.5K512，正確。二、非選擇題11高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應為Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)。已知該反應在不同溫度下的平衡常數(shù)如下：溫度/1 0001 1501 300平衡常數(shù)4.03.73.5請回答下列問題：(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K_，H_0(填“>”“<”或“”)。(2)在一個容積為10 L的密閉容器中，1 000 時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反應經過10 min后達到平衡。求該時間范圍內反應的平均反應速率v(CO2)_，CO的平衡轉化率_。(3)欲提高(2)中CO的平衡轉化率，可采取的措施是_。A減少Fe的量B增加Fe2O3的量C移出部分CO2D升高反應溫度E減小容器的容積F加入合適的催化劑解析：(1)根據表中平衡常數(shù)與溫度的關系，溫度越高，平衡常數(shù)越小，說明該反應是放熱反應，H<0；Fe2O3、Fe都是固體，不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達式中，則K。(2)設平衡后轉化的CO濃度為x molL1， Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)起始/molL1 0.1 0.1轉化/molL1 x x平衡/molL1 0.1x 0.1x1 000 時，K4.0，x0.06。則v(CO2)0.006 molL1min1。CO的平衡轉化率為100%60%。(3)對于題中反應，由于Fe、Fe2O3是固體，改變其用量不影響平衡；由于此反應是一個反應前后氣體體積不變的反應，減小容器容積，對平衡無影響；催化劑不影響平衡；移出部分CO2，平衡右移，CO平衡轉化率增大；升高反應溫度，平衡左移，CO平衡轉化率減小。答案：(1)<(2)0.006 molL1min160%(3)C12(2015高考廣東卷)用O2將HCl轉化為Cl2，可提高效益，減少污染。 傳統(tǒng)上該轉化通過如圖所示的催化循環(huán)實現(xiàn)，總反應是2HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl2(g)H。新型RuO2催化劑對上述HCl轉化為Cl2的總反應具有更好的催化活性。(1)實驗測得在一定壓強下，總反應的HCl平衡轉化率隨溫度變化的HClT曲線如圖，則總反應的H_0(填“”“”或“”)；A、B兩點的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是_。(2)在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大，畫出相應HClT曲線的示意圖，并簡要說明理由：_。(3)下列措施中，有利于提高HCl的有_。A增大n(HCl)B增大n(O2)C使用更好的催化劑D移去H2O解析：(1)根據圖像可知，升高溫度，HCl平衡轉化率降低，即升高溫度，平衡逆向移動，所以正反應是放熱反應，即H0；B點表示的HCl轉化率比A點的低，所以K(A)大于K(B)。(2)溫度相同時，增大壓強，平衡正向移動，HCl平衡轉化率增大，因此曲線應在原曲線上方。(3)A選項中增大HCl的物質的量，平衡正向移動，但HCl轉化率減小，所以錯誤；B選項中增大O2的物質的量，平衡正向移動，HCl轉化率增大，所以正確；C選項中催化劑不能改變平衡狀態(tài)，所以錯誤；D選項中移去水，平衡正向移動，HCl轉化率增大，所以正確。答案：(1)K(A)(2)溫度相同的條件下，增大壓強平衡正向移動，平衡時HCl的轉化率增大，因此曲線應在原曲線上方(3)BD13(2015高考山東卷)合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能，在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用。(1)一定溫度下，某貯氫合金(M)的貯氫過程如下所示，縱軸為平衡時氫氣的壓強(p)，橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個數(shù)比(H/M)。在OA段，氫溶解于M中形成固溶體MHx，隨著氫氣壓強的增大，H/M逐漸增大；在AB段，MHx與氫氣發(fā)生氫化反應生成氫化物MHy，氫化反應方程式為zMHx(s)H2(g)zMHy(s)H1()；在B點，氫化反應結束，進一步增大氫氣壓強，H/M幾乎不變。反應()中z_(用含x和y的代數(shù)式表示)。溫度為T1時，2 g 某合金4 min 內吸收氫氣240 mL，吸氫速率v_mLg1min1。反應()的焓變H1_0(填“”“”或“”)。(2)表示單位質量貯氫合金在氫化反應階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例，則溫度為T1、T2時，(T1)_(T2)(填“”“”或“”)。當反應()處于圖中a點時，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，達平衡后反應()可能處于圖中的_點(填“b”“c”或“d”)，該貯氫合金可通過_或_的方式釋放氫氣。(3)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應。溫度為T時，該反應的熱化學方程式為_。已知溫度為T時：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1解析：(1)在反應()中，zMHx(s)H2(g)zMHy(s)，由方程式兩邊氫原子個數(shù)守恒得zx2zy，z；溫度為T1時，2 g某合金4 min內吸收氫氣240 mL，吸氫速率v30 mLg1min1。因為T1T2，溫度升高，H2的壓強增大，由平衡移動原理知，平衡向吸熱方向移動，反應()的逆反應為吸熱反應，則正反應為放熱反應，所以H10。(2)結合圖像分析知，隨著溫度升高，反應()向左移動，H2壓強增大，故隨著溫度升高而降低，所以(T1)(T2)；當反應處于圖中a點時，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量H2，H2壓強增大，H/M逐漸增大，由圖像可知，氣體壓強在B點以前是不改變的，故反應()可能處于圖中的c點；該貯氫合金要釋放氫氣，應該使反應()左移，根據平衡移動原理，可以通過升高溫度或減小壓強的方式使反應向左移動。(3)由題意知：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1應用蓋斯定律，由可得CO、H2合成CH4的反應：CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJmol1。答案：(1)30<(2)>c加熱減壓(3)CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJmol1