第二章第三節(jié)化學(xué)平衡第2課時(shí)基 礎(chǔ) 鞏 固1已建立化學(xué)平衡的可逆反應(yīng)，當(dāng)改變條件使化學(xué)反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)時(shí)，下列有關(guān)敘述中，正確的是(B)生成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定增加生成物的產(chǎn)量一定增加反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大反應(yīng)物的濃度一定降低正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率使用了合適的催化劑ABCD解析：使用催化劑是不會(huì)使化學(xué)平衡移動(dòng)的，所以錯(cuò)誤，即D錯(cuò)誤。如果是減小生成物的濃度，反應(yīng)會(huì)向著正反應(yīng)方向進(jìn)行，使生成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小(根據(jù)勒夏特列原理，只能減弱這種改變而不能全部抵消這種改變)；只要是平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則其產(chǎn)量一定會(huì)增加，錯(cuò)誤，正確。如果是增大一種反應(yīng)物的濃度，其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大，而其自身的轉(zhuǎn)化率卻隨之減小，、錯(cuò)誤。2(2017江蘇如東高中高二月考)有甲、乙、丙三支試管，分別加入下列物質(zhì)后，觀察這三支試管的顏色，其中顏色最淺的是(B)甲：10 mL 0.01 molL1的FeCl3溶液和10 mL 0.01 molL1的KSCN溶液乙：5 mL水、10 mL 0.01 molL1的FeCl3溶液和5 mL 0.01 molL1的KSCN溶液丙：10 mL 0.1 molL1的FeCl3溶液和10 mL 0.1 molL1的KSCN溶液A甲試管B乙試管C丙試管D無(wú)法判斷解析：三支試管中存在如下平衡體系：Fe33SCNFe(SCN)3(紅色)，由于丙試管中Fe3和SCN的濃度最大，故其顏色最深；甲與乙相比，甲中SCN的濃度大于乙，平衡正向移動(dòng)，顏色加深，故乙中顏色最淺。3(2017湖北襄陽(yáng)五中高二開(kāi)學(xué)考)對(duì)已達(dá)到化學(xué)平衡的反應(yīng)2X(g)Y(g)2Z(g)，減小壓強(qiáng)時(shí)，對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生的影響是(C)A逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)B逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)解析：反應(yīng)2X(g)Y(g)2Z(g)是反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng)，減小壓強(qiáng)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，C項(xiàng)正確。4(2017河南鶴壁高中高二月考)一定溫度下，在固定容積的密閉容器中，可逆反應(yīng)A(g)3B(g)2C(g)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(A) n(B) n(C)2 2 1。保持溫度不變，以2 2 1的物質(zhì)的量之比再充入A、B、C，則(C)A平衡不移動(dòng)B再達(dá)平衡時(shí)，n(A) n(B) n(C)仍為2 2 1C再達(dá)平衡時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)增大D再達(dá)平衡時(shí)，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小解析：題述操作相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；再次達(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；再次達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)增大，C項(xiàng)正確；增大壓強(qiáng)，再次達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率都增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5在容積固定的容器中存在化學(xué)反應(yīng)：A(s)3B(g)2C(g)H<0其研究小組研究了其他條件不變時(shí)，改變某一條件對(duì)上述化學(xué)反應(yīng)的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了下列關(guān)系圖。下列判斷正確的是(C)A圖研究的是A的物質(zhì)的量對(duì)反應(yīng)的影響，且乙使用的A的物質(zhì)的量稍大B圖研究的是壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響，且甲的壓強(qiáng)較高C圖研究的是溫度對(duì)反應(yīng)的影響，且甲的溫度較高D圖研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，且乙使用的催化劑效率較高解析：反應(yīng)物A是固體，其在一定溫度下的物質(zhì)的量濃度為常數(shù)，改變A的物質(zhì)的量，不會(huì)影響反應(yīng)速率和化學(xué)平衡狀態(tài)，A項(xiàng)不正確。A(s)3B(g)2C(g)的正反應(yīng)是氣體總物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)較大，反應(yīng)速率較大，達(dá)到平衡較早；化學(xué)平衡向右進(jìn)行程度較大，反應(yīng)物B的轉(zhuǎn)化率較高，B項(xiàng)不正確。A(s)3B(g)2C(g)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度較高，反應(yīng)速率較大，達(dá)到平衡較早；化學(xué)平衡向右進(jìn)行程度較小，B的轉(zhuǎn)化率較低，C項(xiàng)正確。不同的催化劑均不影響化學(xué)平衡狀態(tài)，但催化效率高的催化劑使反應(yīng)速率增加得快，達(dá)到平衡狀態(tài)較早，若乙使用的催化劑效率較高，應(yīng)是乙使反應(yīng)達(dá)到平衡較早，D項(xiàng)不正確。6一定條件下，體積為10 L的密閉容器中，1 mol X和1 mol Y進(jìn)行反應(yīng)：2X(g)Y(g)Z(g)，經(jīng)60 s達(dá)到平衡，生成0.3 mol Z。下列說(shuō)法正確的是 (A)A以X濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.001 molL1s1 B將容器體積變?yōu)?0 L，Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉?lái)的C若增大壓強(qiáng)，則物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率減小D若升高溫度，X的體積分?jǐn)?shù)增大，則該反應(yīng)的H>0解析：根據(jù)題意可以列出：2X(g)Y(g)Z(g)起始/( molL1)0.1 0.1 0轉(zhuǎn)化/(molL1)0.06 0.03 0.03平衡/(molL1)0.04 0.07 0.03所以v(X)0.001 molL1s1，故A選項(xiàng)正確；若將容器的體積變?yōu)?0 L，瞬時(shí)各物質(zhì)的濃度均減半，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，此平衡應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以z的平衡濃度比原來(lái)的要小，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于此反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)，因此增大壓強(qiáng)此平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)物X和Y的轉(zhuǎn)化率均增大，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；X的體積分?jǐn)?shù)增大，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，而升高溫度平衡應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，因此此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即H<0，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。7在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：CO2(g)C(s)2CO(g) H>0。達(dá)到平衡后，若改變下列條件，則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化。(1)增加C，平衡_不移動(dòng)_，c(CO2)_不變_。(2)縮小反應(yīng)容器的容積，保持溫度不變，則平衡_向左移動(dòng)_，c(CO2)_增大_。(3)保持反應(yīng)容器的容積和溫度不變，通入N2，則平衡_不移動(dòng)_，c(CO2)_不變_。(4)保持反應(yīng)容器的容積不變，升高溫度，則平衡_向右移動(dòng)_，c(CO)_增大_。解析：(1)C為固體，增加C，其濃度不變，平衡不移動(dòng)，c(CO2)不變。(2)縮小反應(yīng)容器的容積，即增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，c(CO2)增大。(3)保持容積和溫度不變，通入N2，平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng)，c(CO2)不變。(4)容積不變，溫度升高，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，c(CO)增大。8以下是關(guān)于“外界因素對(duì)化學(xué)平衡影響的實(shí)驗(yàn)研究”的課題，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)研究的思路與方法研究對(duì)象的選擇，現(xiàn)有以下可逆反應(yīng)：A2NO2(g)N2O4(g)H<0BFeCl33KSCNFe(SCN)33KCl其中，A適合于研究_bc_對(duì)平衡的影響，B適合于研究_a_對(duì)平衡的影響。(填字母)a濃度b溫度c壓強(qiáng)研究方法：采用控制其他因素不變，改變其中一個(gè)因素的方法，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。(2)單一因素對(duì)化學(xué)平衡影響的實(shí)驗(yàn)研究。濃度：將FeCl3與KSCN反應(yīng)后所得的混合液分為三等份，分別加入濃FeCl3溶液、濃KSCN溶液和NaOH固體。觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：加入濃FeCl3溶液后的混合溶液紅色_變深_；加入濃KSCN溶液后的混合溶液紅色_變深_；加入NaOH固體后，混合溶液紅色_變淺_。溫度：將密封并相互連通的盛有NO2的兩個(gè)玻璃球。一個(gè)放入熱水中，另一個(gè)放入冷水中?，F(xiàn)象：放入熱水中的球內(nèi)紅棕色_變深_；放入冷水中的球內(nèi)紅棕色_變淺_。(3)綜合(2)中研究結(jié)果，請(qǐng)總結(jié)外界因素對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律：_如果改變影響平衡的條件之一(如參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度、壓強(qiáng)、溫度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)_。解析：(1)反應(yīng)A中NO2為紅棕色，N2O4為無(wú)色，且它們均為氣體，可借助顏色的變化來(lái)研究溫度以及壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響；而B(niǎo)為溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，適合研究濃度對(duì)平衡的影響。(2)加入濃FeCl3溶液后，平衡正向移動(dòng)，使Fe(SCN)3濃度增大，紅色加深；加入濃KSCN溶液后，平衡同樣向正反應(yīng)方向移動(dòng)，引起混合溶液紅色加深；加入NaOH固體后，NaOH與FeCl3反應(yīng)，引起平衡逆向移動(dòng)，紅色變淺。由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，引起NO2濃度增大，顏色加深；溫度降低，平衡正向移動(dòng)，放入冷水中的球內(nèi)紅棕色變淺。能 力 提 升1下列事實(shí)能用勒夏特列原理解釋的是(C)A由H2、I2蒸氣、HI組成的平衡體系加壓后顏色變深B500時(shí)比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)C合成氨工廠通常采用較高壓強(qiáng)，以提高原料的利用率D合成氨工業(yè)中用鐵觸媒做催化劑解析：如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、壓強(qiáng)或溫度等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)，勒夏特列原理適用的對(duì)象應(yīng)存在可逆過(guò)程，若與可逆過(guò)程無(wú)關(guān)，則不能用勒夏特列原理解釋。A該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體體積不變，所以壓強(qiáng)不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)，增大平衡體系的壓強(qiáng)氣體的體積減小，碘的濃度增大，顏色變深，所以不能用勒夏特列原理解釋，錯(cuò)誤；B對(duì)工業(yè)合成氨，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，不利于氨的合成，采用500的溫度是在此溫度下，催化劑的活性最高，與平衡移動(dòng)無(wú)關(guān)，錯(cuò)誤；C合成氨，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，能提高原料的利用率，與平衡移動(dòng)有關(guān)，正確；合成氨工業(yè)中用鐵觸媒做催化劑，目的是加快化學(xué)反應(yīng)速率，與平衡移動(dòng)無(wú)關(guān)，錯(cuò)誤；選C。2有平衡體系：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H<0，為了增加甲醇的產(chǎn)量，應(yīng)采取的措施是(B)A高溫、高壓B適宜溫度、高壓、催化劑C低溫、低壓D高溫、高壓、催化劑解析：對(duì)于反應(yīng)：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H<0，正反應(yīng)為放熱且氣體體積減小的反應(yīng)，欲使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，需降溫、增壓，但溫度太低，反應(yīng)速率太慢，因此應(yīng)適宜溫度。3(2017廣西陸川)在2 L恒容密閉容器中充入2 mol X和1 mol Y發(fā)生反應(yīng)：2X(g)Y(g)3Z(g) ，反應(yīng)過(guò)程持續(xù)升高溫度，測(cè)得混合體系中X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是(A)AQ點(diǎn)時(shí)，Y的轉(zhuǎn)化率最大BW點(diǎn)X的正反應(yīng)速率等于M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率C升高溫度，平衡常數(shù)增大D溫度一定，平衡時(shí)充入Z，達(dá)到新平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)比原平衡時(shí)大解析：A、Q點(diǎn)時(shí)，X的體積分?jǐn)?shù)最小，則Y的轉(zhuǎn)化率最大，選項(xiàng)A正確；B、溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越大，所以W點(diǎn)X的正反應(yīng)速率小于M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、H< 0，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、因?yàn)樵摲磻?yīng)氣體系數(shù)不變，所以平衡時(shí)充入Z，新平衡與原平衡等效，Z的體積分?jǐn)?shù)不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案選A。4反應(yīng)2X(g)Y(g)2Z(g)在不同溫度下(T1和T2)產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量n(Z)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是(C)AT1<T2，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)BT1>T2，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)CT1>T2，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)DT1<T2，逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)解析：由題中圖示可知，T1時(shí)先達(dá)到平衡，而無(wú)論正反應(yīng)是放熱還是吸熱反應(yīng)，升高溫度都會(huì)增大反應(yīng)速率，因此T1>T2，產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量在高溫T1時(shí)比低溫T2時(shí)小，說(shuō)明降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)放熱反應(yīng)，則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。5(2018內(nèi)蒙古巴彥淖爾)常溫常壓下，在帶有相同質(zhì)量活塞的容積相等的甲、乙兩容器里，分別充有二氧化氮和空氣，現(xiàn)分別進(jìn)行下列兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：(N2O4(g)2NO2(g)H 0)。 (a)將兩容器置于沸水中加熱(b)在活塞上都加2 kg的砝碼在以上兩情況下，甲和乙容器的體積大小的比較，正確的是(D)A(a)甲乙，(b)甲乙B(a)甲乙，(b)甲乙C(a)甲乙，(b)甲乙D(a)甲乙，(b)甲乙解析：a、在熱水中加熱，則溫度升高，對(duì)于甲容器，不僅是溫度升高壓強(qiáng)增大，同時(shí)平衡正向移動(dòng)，氣體物質(zhì)的量增加，容器體積增大的多；對(duì)于乙容器，僅僅是溫度升高壓強(qiáng)增大，容器體積增大不如甲增大的多，所以(a)甲>乙；b、在活塞上都加2 kg的砝碼，相當(dāng)于加壓，則對(duì)于甲容器，不僅是壓強(qiáng)增大容器體積減小，同時(shí)壓強(qiáng)增大，平衡逆向移動(dòng)，氣體物質(zhì)的量減小，體積也縮小，而對(duì)于乙容器，僅僅是壓強(qiáng)增大而體積減小，與甲相比，減少的少，所以(b)甲<乙，則答案選D。6500 、20 MPa時(shí)，將H2和N2置于一容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程中H2、N2和NH3物質(zhì)的量變化如圖所示(10 min時(shí)達(dá)到第一次平衡)，下列說(shuō)法正確的是(D)A反應(yīng)開(kāi)始到第一次平衡時(shí)，N2的平均反應(yīng)速率為0.005 mol/(Lmin)B從曲線可以看出，反應(yīng)進(jìn)行到10 min至20 min時(shí)可能是使用了催化劑C從曲線可以看出，反應(yīng)進(jìn)行至25 min時(shí)，增加了0.1 mol的氨氣D在25 min時(shí)平衡正向移動(dòng)但達(dá)到新平衡后NH3的體積分?jǐn)?shù)比原平衡小解析：第一次在10 min時(shí)達(dá)到平衡，則v(N2)0.0025 mol/(Lmin)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于10 min到20 min時(shí)，N2和H2繼續(xù)減少，氨氣繼續(xù)增加，而催化劑不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；從圖像可以看出，25 min時(shí)，NH3減少了0.1 mol，C項(xiàng)錯(cuò)誤；25 min時(shí)，氨氣的物質(zhì)的量減少，故平衡正向移動(dòng)，根據(jù)勒夏特列原理可知，再次達(dá)平衡時(shí)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)比原平衡小，D項(xiàng)正確。7在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N23H22NH3H<0，達(dá)到平衡后，只改變某一個(gè)條件時(shí)，反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示：回答下列問(wèn)題：(1)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是_ACDF_(填字母，下同)。At0t1Bt1t2Ct2t3Dt3t4Et4t5Ft5t6(2)t1、t3、t4時(shí)刻分別改變的一個(gè)條件是：t1時(shí)刻_C_；t3時(shí)刻_E_；t4時(shí)刻_B_。A增大壓強(qiáng)B減小壓強(qiáng)C升高溫度D降低溫度E加催化劑F充入氮?dú)?3)依據(jù)(2)中的結(jié)論，下列時(shí)間段中，氨的百分含量最高的是_A_。At0t1Bt2t3Ct3t4Dt5t6(4)如果在t6時(shí)刻，從反應(yīng)體系中分離出部分氨，t7時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出反應(yīng)速率的變化曲線。(5)保持溫度、壓強(qiáng)不變，合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得反應(yīng)混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為20%，則反應(yīng)后與反應(yīng)前的混合氣體體積之比為_(kāi)56_。解析：(1)根據(jù)圖示可知，t0t1、t2t3、t3t4、t5t6時(shí)間段內(nèi)，v(正)、v(逆)相等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。(2)t1時(shí)刻，v(正)、v(逆)同時(shí)增大，且v(逆)增大得更快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以t1時(shí)刻改變的條件是升溫。t3時(shí)刻，v(正)、v(逆)同時(shí)增大且增大量相同，平衡不移動(dòng)，所以t3時(shí)改變的條件是加入催化劑。t4時(shí)刻v(正)、v(逆)同時(shí)減小，且平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以t4時(shí)刻改變的條件是減小壓強(qiáng)。(3)根據(jù)圖示知，t1t2、t4t5時(shí)間段內(nèi)平衡均向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NH3的含量均比t0t1時(shí)間段內(nèi)的低，所以t0t1時(shí)間段內(nèi)NH3的百分含量最大。(4)t6時(shí)刻分離出NH3，v(逆)立即減小，而v(正)逐漸減小，在t7時(shí)刻二者相等，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，據(jù)此可畫(huà)出反應(yīng)速率的變化曲線。(5)設(shè)反應(yīng)前加入a mol N2、b mol H2，達(dá)平衡時(shí)生成2x mol NH3，則反應(yīng)后氣體總的物質(zhì)的量為(ab2x)mol，0.2，解得：ab12x，故反應(yīng)后與反應(yīng)前的混合氣體體積之比。