專題30 化學(xué)平衡的建立與移動（滿分60分 時間30分鐘）姓名：_ 班級：_ 得分：_1利用氫氣對廢氣進(jìn)行脫碳處理可實現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用，對于減少霧霾也具有重要意義。（1）汽車尾氣的主要污染物為NO，用H2催化還原NO可以達(dá)到消除污染的目的。已知：2NO(g) N2(g)O2(g) H=180.5 kJmol12H2O(l)=2H2(g)O2(g) H=571.6 kJmol1寫出H2(g)與NO(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式是_。（2）某研究小組模擬研究如下：向2 L恒容密閉容器中充入2 mol NO發(fā)生反應(yīng)2NO(g) N2(g)O2(g)，在不同的溫度下，反應(yīng)過程中物質(zhì)的量與時間的關(guān)系如圖所示：T2下，在05 min內(nèi)，v(O2)=_molL1min1；該溫度下反應(yīng)N2(g)O2(g) 2NO(g)的平衡常數(shù)K=_。該反應(yīng)進(jìn)行到M點放出的熱量_進(jìn)行到W點放出的熱量(填“”、“”或“=”)。M點時再加入一定量NO，平衡后NO的轉(zhuǎn)化率_(填“變大”、“變小”或“不變”)。反應(yīng)開始至達(dá)到平衡的過程中，容器中下列各項發(fā)生變化的是_(填序號)。a混合氣體的密度 b逆反應(yīng)速率c單位時間內(nèi)，N2和NO的消耗量之比 d氣體的平均相對分子質(zhì)量（3）氫氣作為一種理想燃料，但不利于貯存和運輸。利用氫能需要選擇合適的儲氫材料，鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣形成氫化物：LaNi5(s)3H2(g) LaNi5H6(s) H0，欲使LaNi5H6(s)釋放出氣態(tài)氫，根據(jù)平衡移動原理，可改變的條件是_(填字母編號)。A增加LaNi5H6(s)的量 B升高溫度C使用催化劑 D減小壓強【答案】2H2(g)2NO(g)=N2(g)2H2O(l) H=752.1 kJmol1 6.25102 或 0.44 < 不變 bc BD 【解析】試題分析：本題主要考查熱化學(xué)方程式的書寫，化學(xué)平衡圖像的分析，化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)的計反應(yīng)進(jìn)行到M點轉(zhuǎn)化NO物質(zhì)的量小于反應(yīng)進(jìn)行到W點轉(zhuǎn)化NO物質(zhì)的量，反應(yīng)進(jìn)行到M點放出的熱量進(jìn)行到W點放出的熱量。M點時再加入一定量NO，平衡向正反應(yīng)方向移動，加入NO相當(dāng)于增大壓強（增大壓強平衡不移動），平衡后NO的轉(zhuǎn)化率不變。 a，該反應(yīng)中所有物質(zhì)都呈氣態(tài)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，氣體的總質(zhì)量始終不變，容器容積不變，混合氣體的密度始終不變；b，反應(yīng)開始逆反應(yīng)速率為0，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡過程中逆反應(yīng)速率增大，達(dá)平衡時逆反應(yīng)速率不變；c，單位時間內(nèi)N2的消耗量表示逆反應(yīng)速率，單位時間內(nèi)NO的消耗量表示正反應(yīng)速率，從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡的過程中，逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，單位時間內(nèi)N2和NO的消耗量之比增大；d，該反應(yīng)中所有物質(zhì)都呈氣態(tài)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，氣體的總質(zhì)量始終不變，該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，氣體分子物質(zhì)的量始終不變，氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變；從開始至達(dá)到平衡的過程，發(fā)生變化的是bc，答案選bc。2氮元素可形成多種化合物，在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要價值。 請回答下列問題：（1）一定溫度下，將一定量的N2和H2充入固定體積的密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，下列描述能說明該可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的有_A容器內(nèi)氣體的密度不變 Bc(N2)c(H2)c(NH3)=132 C容器內(nèi)的壓強不變 D3v正(H2) =2v逆(NH3)E. 容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不變F. 相同時間內(nèi)有3molH-H鍵斷裂，有6mol N-H鍵形成恒溫恒壓條件下，為提高合成氨反應(yīng)中N2和H2的利用率，可采用的方法_（一種即可）。（2）一定溫度下，2L密閉容器中充入0.40 mol N2O4，發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)，一段時間后達(dá)到平衡，測得數(shù)據(jù)如下：時間s 20 40 60 80100c(NO2)/(mol/L) 0.12 0.20 0.26 0.30 0.3020s內(nèi)，v(NO2)=_，該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值為_。升高溫度時，氣體顏色加深，則正反應(yīng)是_(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。相同溫度下，若開始向該容器中充入0.40 mol NO2，則達(dá)到平衡后: c(NO2)_0.15 molL-1(填“>”、 “=”或“<”)【答案】CE 及時將NH3冷卻液化分離出去，及時將氮氣和氫氣進(jìn)行循環(huán)利用 0.006 molL-1s-1 1.8 吸熱 【解析】【詳解】（1）A.反應(yīng)體系內(nèi)混合氣體質(zhì)量，容器容積為定值，故混合氣體的密度不變，所以混合氣體的密度始終保持不變，不能根據(jù)混合氣體的密度判斷反應(yīng)達(dá)到平衡，故不能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故A錯誤； B.c(N2)c(H2)c(NH3)=132，無法判斷各組分的濃度是否繼續(xù)變化，則無法判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故B錯誤；恒溫恒壓條件下，為提高合成氨反應(yīng)中N2和H2的利用率，可采用的方法及時將NH3冷卻液化分離出去，及時將氮氣和氫氣進(jìn)行循環(huán)利用，故答案為：及時將NH3冷卻液化分離出去，及時將氮氣和氫氣進(jìn)行循環(huán)利用；（2）20s時NO2的濃度為0.12mol/L，則20s內(nèi)用二氧化氮表示的平均反應(yīng)速率v（NO2）=0.12mol/L/20s=0.006molL-1s-1，故答案為：0.006；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，80s后二氧化氮的濃度不再變化，則80s開始已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，初始時N2O4的濃度為：c（N2O4）=0.40mol/2L=0.20mol/L，N2O4（g）2NO2（g）開始 0.20mol/L 0轉(zhuǎn)化 0.15mol/L 0.30mol/L平衡 0.05mol/L 0.30mol/L該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K=c2（NO2）/c（N2O4）=0.302/0.05=1.8故答案為：1.8；升高溫度時，氣體顏色加深，說明升溫后平衡向著正向移動，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故答案為：吸熱；【點睛】本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，化學(xué)平衡移動的相關(guān)計算，明確三段式在化學(xué)平衡計算中的應(yīng)用方法為解題關(guān)鍵。本題的易錯點為（3），要注意充入的N2O4為原來的一半，相當(dāng)于減壓，會導(dǎo)致平衡的移動。3防治霧霾天氣的主要措施有機動車臨時交通管制、工礦企業(yè)停業(yè)限產(chǎn)、揚塵污染控制等。（1）PM2.5是環(huán)保部門監(jiān)測空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)。將某PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣，測得試樣中無機離子(OH忽略不計)的種類和平均濃度如下表：離子種類NaNH4+SO42-NO3-濃度(mol/L)2.01062.81053.51056.0105則試樣的pH為_。（2）一定條件下，以CO和H2合成清潔能源CH3OH，其熱化學(xué)方程式為CO(g)2H2(g) CH3OH(g)H，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示：該可逆反應(yīng)的H_0(填“>”“<”或“”)。A、B、C三點對應(yīng)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系是_。壓強：p1_p2(填“>”“<”或“”)。在T1條件下，由D點到B點過程中，正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系：v(正)_v (逆)(填“>”“<”或“”)。若在恒溫恒容條件下進(jìn)行上述反應(yīng)，能表示該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_ (填字母)。ACO的體積分?jǐn)?shù)保持不變 B容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變C容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變D單位時間內(nèi)消耗CO的濃度等于生成CH3OH的濃度向恒壓密閉容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在p2、T2條件下達(dá)到平衡狀態(tài)C點，此時容器容積為2 L，則在該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K為_?！敬鸢浮? < KAKB>KC < > AC 1 （L/mol）2 【解析】反應(yīng)過程中密度是恒量，容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變，不一定平衡，故不選B；根據(jù) ，反應(yīng)過程中，氣體物質(zhì)的量是變量，所以平均摩爾質(zhì)量是變量，容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變，一定平衡，故選C；單位時間內(nèi)消耗CO的濃度等于生成CH3OH的濃度，都是正反應(yīng)速率，不一定平衡，故不選D。在p2、T2條件下達(dá)到平衡狀態(tài)C點，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為0.5，CO(g)2H2(g) CH3OH(g) 開始 2mol 4mol 0轉(zhuǎn)化 1mol 2mol 1mol平衡 1mol 2mol 1mol1 （L/mol）2。4硫酸是重要的化工原料，生產(chǎn)過程中SO2催化氧化生成SO3的化學(xué)反應(yīng)為：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。（1）實驗測得SO2反應(yīng)生成SO3的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強有關(guān)，請根據(jù)下表信息，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實際，選擇最合適的生產(chǎn)條件是_。壓強SO2轉(zhuǎn)化率溫度1個大氣壓5個大氣壓10個大氣壓15個大氣壓4000.99610.99720.99840.99885000.96750.97670.98520.98946000.85200.88970.92760.9468（2）反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達(dá)到平衡后，改變下列條件，能使SO2(g)平衡濃度比原來減小的是_（填字母）。A保持溫度和容器體積不變，充入1molO2(g)B保持溫度和容器體積不變，充入2mol SO3(g)C降低溫度D在其他條件不變時，減小容器的容積（3）某溫度下， SO2的平衡轉(zhuǎn)化率()與體系總壓強(P)的關(guān)系如下圖所示。2.0 molSO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強為0.10 MPa。平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)_K(B)（填“>”、“<”或“=”）, B點的化學(xué)平衡常數(shù)是_。（4）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20mol SO2和0.10molO2, t1時刻達(dá)到平衡，測得容器中含SO30.18mol。 tl 時刻達(dá)到平衡后，改變一個條件使化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生如下圖所示的變化，則改變的條件是_。A體積不變，向容器中通入少量O2B體積不變，向容器中通入少量SO2 C縮小容器體積D升高溫度E體積不變，向容器中通入少量氮氣 若繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10molO2，則平衡_移動（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”) ，再次達(dá)到平衡后，n(SO3)的取值范圍是_。【答案】400和1個大氣壓 AC 800 C 向正反應(yīng)方向 0.36mol<n(SO3)< 0.4mol 【解析】【詳解】D、在其他條件不變時，減小容器的容積，SO2的濃度瞬間增大，之后平衡向氣體體積減少的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，SO2的濃度減小，再次到達(dá)平衡時SO2的濃度仍比原來大，所以D錯誤。故答案為：AC；（3）平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，則壓強改變，平衡狀態(tài)由A變到B時，則K（A）=K（B），由圖象知，體系總壓強為0.10MPa時SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為0.8，則二氧化硫轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量=2.0mol0.8=1.6mol，則依據(jù)題意建立如下三段式：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)起始：2.0mol 1.0mo 0轉(zhuǎn)化：1.6mol 0.8mol 1.6mol平衡：0.4mol 0.2mol 1.6molD正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，正逆反應(yīng)速率都增大，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，故D錯誤；E體積不變，向容器中通入少量氮氣，總壓增大，各氣體分壓不變，平衡不變，故E錯誤；故選C；當(dāng)生成0.18molSO3時，參加反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量為x，依據(jù)題意建立如下關(guān)系：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)1 2 x 0.18molx=0.18mol1/2=0.09mol，繼續(xù)通入0.20mol SO2和0.10mol O2，容器內(nèi)壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動；假設(shè)平衡不移動，此時n（SO3）=0.182=0.36mol，假設(shè)0.40molSO2完全生成SO3，根據(jù)反應(yīng)方程式2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）可知，n（SO3）=0.4mol，所以再次達(dá)到平衡時，0.36mol<n（SO3）<0.40mol，故答案為：向正反應(yīng)方向；0.36mol<n（SO3）<0.40mol。 【點睛】本題考查化學(xué)平衡移動原理的綜合應(yīng)用，題目設(shè)計知識點多，涉及了化學(xué)平衡圖象、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡的計算等，解題時注意看清圖象，三段式在平衡計算的應(yīng)用。