專(zhuān)題20 化學(xué)平衡及移動(dòng)原理【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立。2.掌握化學(xué)平衡的特征。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)平衡常數(shù)(K)的含義?！究记榉治觥扛呖紝?duì)化學(xué)平衡及移動(dòng)原理的考查內(nèi)容主要有化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷和分析，有關(guān)平衡的計(jì)算，對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)中相關(guān)量的變化分析以及用圖象工具分析解決問(wèn)題等。試題常常聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題，考查利用平衡移動(dòng)原理探索工業(yè)條件的選擇等。全國(guó)卷試題中題型多為填空題，基本上沒(méi)有選擇題。【考點(diǎn)過(guò)關(guān)】考點(diǎn)一化學(xué)平衡研究對(duì)象可逆反應(yīng)在同一條件下既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)相同條件下，正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100%定義在一定條件下，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組成成分濃度、含量保持保持一定而不變的狀態(tài)，叫做化學(xué)平衡狀態(tài)平衡建立平衡特點(diǎn)化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)：對(duì)于可逆反應(yīng)，不管從正反應(yīng)開(kāi)始(只投入反應(yīng)物)，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始(只投入生成物)，或從正逆反應(yīng)開(kāi)始(同時(shí)投入反應(yīng)物和生成物)，在一定條件下都能達(dá)到v(正)v(逆)狀態(tài)動(dòng)化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，即正逆0）。正逆0是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的本質(zhì)定條件不變時(shí)，反應(yīng)物與生成物濃度、百分組成保持不變（或反應(yīng)物與生成物的含量保持一定）。這是判斷體系是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)的重要特征變?nèi)魏位瘜W(xué)平衡狀態(tài)均是暫時(shí)的、相對(duì)的、有條件的。影響平衡的外界條件改變，平衡狀態(tài)即被破壞，發(fā)生平衡移動(dòng)平衡標(biāo)志一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的最根本標(biāo)志是(正)(逆)，運(yùn)用速率標(biāo)志要注意正逆反應(yīng)速率相等是指用同一種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率.若一個(gè)可逆反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率是分別用兩種不同物質(zhì)表示時(shí),則當(dāng)這兩者的速率之比應(yīng)等于這兩種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí)才標(biāo)志著化學(xué)平衡了(正)(逆)其必然結(jié)果是反應(yīng)混合物各組分的含量保持不變，所以，各組分的濃度或含量不再隨時(shí)間而改變也一定標(biāo)志著化學(xué)平衡了如果一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則整個(gè)反應(yīng)體系的物理參數(shù)，如總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量以及氣體的平均分子量和密度等肯定都要保持定值，不會(huì)再隨時(shí)間而改變，但反過(guò)來(lái)在一定條件下，這些物理參數(shù)若保持不變的可逆反應(yīng)，不一定就達(dá)到了化學(xué)平衡，要作具體分析。如：aA(g)+bB(g) Cc(g)+dD(g) ，若a+bc+d , 由于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)始終不發(fā)生改變,使反應(yīng)體系的總壓、平均分子量等參量在任何時(shí)刻都保持不變,這種情況下這些物理參量不能作為化學(xué)平衡態(tài)的標(biāo)志【考點(diǎn)演練】下列說(shuō)法正確的是 ?？赡娣磻?yīng)2NO2(g)2NO(g)O2(g)，在容積固定的密閉容器中，單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)生成2n mol NO2，能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)可逆反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)O2(g)，在容積固定的密閉容器中，單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)生成2n mol NO，能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)可逆反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)O2(g)，在容積固定的密閉容器中，用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為221的狀態(tài)，能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)可逆反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)O2(g)，在容積固定的密閉容器中，混合氣體的顏色、密度、壓強(qiáng)、平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變，能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)一定溫度下在容積恒定的密閉容器中，進(jìn)行如下可逆反應(yīng)：A(s)2B(g) C(g)D(g)，混合氣體的密度、壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量、B的物質(zhì)的量濃度、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)，能表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)如下圖示能說(shuō)明反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài) 反應(yīng)SO2(g)2CO(g) 2CO2(g)S(l)H<0在恒容的密閉容器中進(jìn)行，平衡前，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變反應(yīng)2NH3(g)NO(g)NO2(g) 2N2(g)3H2O(g)H<0在恒容密閉容器中進(jìn)行，單位時(shí)間內(nèi)消耗NO和N2的物質(zhì)的量之比為12時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡密閉容器中混合氣體的密度不變，說(shuō)明分解反應(yīng)NH2COONH4(s) 2NH3(g)CO2(g)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡2v正(H2)3v逆(NH3)能說(shuō)明反應(yīng)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)在恒溫恒容的密閉容器中，某儲(chǔ)氫反應(yīng)：MHx(s)yH2(g) MHx2y(s) H0達(dá)到化學(xué)平衡，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變由可逆反應(yīng)X23Y22Z在反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系曲線可知，t1時(shí)，只有正方向反應(yīng) 答案：考點(diǎn)二化學(xué)平衡的移動(dòng)定義可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后，若反應(yīng)條件(如溫度、壓強(qiáng)、濃度等)發(fā)生了變化，平衡混合物中各組分的濃度也會(huì)隨之改變，從而在一段時(shí)間后達(dá)到新的平衡狀態(tài)，這種由原平衡狀態(tài)向新平衡狀態(tài)的變化過(guò)程，叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)實(shí)質(zhì)平衡移動(dòng)的實(shí)質(zhì)因?yàn)闂l件的變化打破了正反應(yīng)、逆反應(yīng)速率相等的關(guān)系。(正) (逆)，正向移動(dòng)；(正)<(逆)，平衡逆向移動(dòng)原理如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)、以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)，這個(gè)原理叫做勒夏特列原理（化學(xué)平衡移動(dòng)原理）影響因素濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)改變固體或純液體的量，對(duì)化學(xué)平衡沒(méi)影響壓強(qiáng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變，增大壓強(qiáng)化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，減小壓強(qiáng)化學(xué)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，改變壓強(qiáng)化學(xué)平衡不移動(dòng)恒溫、恒容條件充入惰性氣體，原平衡體系總壓強(qiáng)增大，體系中各組分的濃度不變，化學(xué)平衡不移動(dòng)恒溫、恒壓條件充入惰性氣體，原平衡體系容器容積增大，各反應(yīng)氣體的分壓減小，體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小，反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，化學(xué)平衡不移動(dòng)；反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng)，化學(xué)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)溫度升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)降低溫度化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)催化劑使用催化劑，同等程度改變v正、v逆，化學(xué)平衡不移動(dòng)應(yīng)用調(diào)控反應(yīng)根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的條件以及化學(xué)平衡移動(dòng)原理，可調(diào)控工業(yè)反應(yīng)使之效益最大化。如合成氨工業(yè)中加入催化劑提高反應(yīng)速率，溫度控制在500 左右，既考慮了反應(yīng)速率又兼顧了催化劑的活性的最佳溫度，充入過(guò)量N2以提高H2的轉(zhuǎn)化率等判物質(zhì)狀態(tài)由壓強(qiáng)的改變，根據(jù)平衡移動(dòng)的方向，可以判斷反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)判化學(xué)計(jì)量數(shù)由壓強(qiáng)的改變，根據(jù)平衡移動(dòng)的方向，可以判斷方程式中某氣體物質(zhì)的計(jì)量數(shù)或反應(yīng)物和生成物之間的計(jì)量數(shù)的大小關(guān)系判H符號(hào)由溫度的改變，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)的方向，可以判斷正反應(yīng)或逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)【考點(diǎn)演練】(1) 用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。新型RuO2催化劑對(duì)上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)2HCl(g)O2H2O(g)Cl2(g) H具有更好的催化活性，實(shí)驗(yàn)測(cè)得在一定壓強(qiáng)下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的HClT曲線如下圖： 則總反應(yīng)的H_0(填“”、“”或“”)；A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是_。在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大，畫(huà)出相應(yīng)HClT曲線的示意圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由_ 。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（2）甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)H3，回答下列問(wèn)題：反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K表達(dá)式為_(kāi)；圖中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為_(kāi)(填曲線標(biāo)記字母)，其判斷理由是_。 合成氣組成n(H2)/n(COCO2)2.60時(shí)，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。(CO)值隨溫度升高而_(填“增大”或“減小”)，其原因是_；圖中的壓強(qiáng)由大到小為_(kāi)，其判斷理由是_。 （3）丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問(wèn)題：正丁烷（C4H10）脫氫制1-丁烯（C4H8）的熱化學(xué)方程式如下：C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) H1，已知：C4H10(g)+O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) H2=-119 kJmol-1H2(g)+ O2(g)= H2O(g) H3-242 kJmol-1，反應(yīng)的H1為_(kāi) kJmol-1。圖（a）是反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x_0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是_（填標(biāo)號(hào)）。A升高溫度B降低溫度C增大壓強(qiáng)D降低壓強(qiáng) 丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過(guò)填充有催化劑的反應(yīng)器（氫氣的作用是活化催化劑），出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖（b）為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n（氫氣）/n（丁烷）的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，其降低的原因是_。圖（c）為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類(lèi)化合物。丁烯產(chǎn)率在590 之前隨溫度升高而增大的原因可能是_、_；590之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_。反應(yīng)K的表達(dá)式；反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)K減小，因此曲線a符合。由圖可知，壓強(qiáng)不變時(shí)，隨著溫度的升高，(CO)減小；反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，加壓對(duì)其平衡無(wú)影響；反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓使(CO)增大；由圖可知，固定溫度(如530 K)時(shí)，p1p2p3，(CO)增大，因此綜合分析可知p3p2p1。（3）根據(jù)蓋斯定律，用式-式可得式，因此H1=H2-H3=-199 kj/mol +242 kj/mol =+43kj/mol。由a圖可以看出，溫度相同時(shí)，由0.1MPa變化到xMPa，丁烷的轉(zhuǎn)化率增大，即平衡正向移動(dòng)，所以x的壓強(qiáng)更小，x<0.1。由于反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以溫度升高時(shí)，平衡正向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率增大，因此A正確、B錯(cuò)誤。反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)體積增大，加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng)，丁烯的平衡產(chǎn)率減小，因此C錯(cuò)誤，D正確。正確答案：+43kj/mol、小于、AD。一方面H2可以活化催化劑，同時(shí)作為反應(yīng)的產(chǎn)物，他也會(huì)促使平衡逆向移動(dòng)，從而減少平衡體系中的丁烯的含量。正確答案：原料中過(guò)量H2會(huì)使反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降。590答案：(1) K(A) 見(jiàn)下圖 增大壓強(qiáng)，平衡右移，HCl增大，相同溫度下，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前的大BD （2）K a 反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度使其平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)K應(yīng)減小 減小 由圖可知，壓強(qiáng)恒定時(shí)，隨著溫度的升高，(CO)減小 p3p2p1 溫度恒定時(shí)，反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，(CO)增大，而反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，加壓對(duì)其平衡無(wú)影響，故增大壓強(qiáng)時(shí)，有利于(CO)增大（3）+43 Kj/mol < AD 原料中過(guò)量H2會(huì)使反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降 590前升高溫度，反應(yīng)平衡正向移動(dòng)；升高溫度時(shí)，反應(yīng)速率加快，單位時(shí)間產(chǎn)生丁烯更多，更高溫度則有更多的C4H10裂解導(dǎo)致產(chǎn)率降低 考點(diǎn)三化學(xué)平衡常數(shù)定義在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，該常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。對(duì)于可逆反應(yīng)mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，化學(xué)平衡常數(shù)K意義一定溫度下，平衡常數(shù)K越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；平衡常數(shù)K越小，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小一般認(rèn)為，K>105時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行得就基本完全了書(shū)寫(xiě)Cl2H2OHClHClOKC(s)H2O(g)CO(g)H2(g)KCH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2OKCO32H2OHCO3OHKCaCO3(s)CaO(s)CO2(g)Kc(CO2)如果某個(gè)反應(yīng)可以表示為兩個(gè)或多個(gè)反應(yīng)的總和，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于各分步反應(yīng)平衡常數(shù)之積。如已知：2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) K1，2CO2(g) 2CO(g)+O2K2 ，則CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) 影響因素K的大小與物質(zhì)的濃度、壓強(qiáng)等無(wú)關(guān)，只隨溫度的變化而變化應(yīng)用某溫度下，某時(shí)刻反應(yīng)是否達(dá)平衡，可用該時(shí)刻產(chǎn)物的濃度商Qc與Kc比較大小來(lái)判斷。當(dāng)Qc>kc，(正)<(逆),未達(dá)平衡，反應(yīng)逆向進(jìn)行；當(dāng)Qc<kc，(正)>(逆),未達(dá)平衡，反應(yīng)正向進(jìn)行；當(dāng)Qc=kc，(正)=(逆),達(dá)到平衡，平衡不移動(dòng)利用化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度的變化判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)計(jì)算可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，若A、B起始物質(zhì)的量濃度分別為a molL1、b molL1，達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mx molL1。 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)c始/(molL1) a b 0 0c轉(zhuǎn)/(molL1) mx nx px qxc平/(molL1) amx bnx px qx平衡時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K【考點(diǎn)演練】(1)CrO42和Cr2O72在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72)隨c(H)的變化如圖所示。 用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)： 。由圖可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率 (填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為 。升高溫度，溶液中CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的H 0(填“大于”“小于”或“等于”)。（2）Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g) H2(g)I2(g)。在716 K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為 。上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正k正x2(HI)，逆反應(yīng)速率為v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為 (以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t40 min時(shí)，v正 min1。由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時(shí)，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，相應(yīng)的點(diǎn)分別為 (填字母)。 （3）隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高，CO2的捕集利用技術(shù)成為研究的重點(diǎn)。目前國(guó)際空間站處理CO2的一個(gè)重要方法是將CO2還原，所涉及的反應(yīng)方程式為：CO2(g)4H2(g)Ru CH4(g)2H2O(g)，已知H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加。若溫度從300 升至400 ，重新達(dá)到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化。(選填“增大”“減小”或“不變”)v正v逆平衡常數(shù)K轉(zhuǎn)化率相同溫度時(shí)，上述反應(yīng)在不同起始濃度下分別達(dá)到平衡，各物質(zhì)的平衡濃度如下表，則a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為_(kāi)。c(CO2)/ (molL1)c(H2)/ (molL1)c(CH4)/ (molL1)c(H2O)/ (molL1)abcdmnxyk逆x(H2)x(I2)，k逆，在t40 min時(shí)，x(HI)0.85，v正k正x2(HI)0.002 7 min1(0.85)21.95103 min1。原平衡時(shí)，x(HI)為0.784，x(H2)為0.108，二者圖中縱坐標(biāo)均約為16(因?yàn)槠胶鈺r(shí)v正v逆)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)在1.6上面， 升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，x(HI)減小(A點(diǎn)符合)，x(H2)增大(E點(diǎn)符合)。（3）H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加，這說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小。相同溫度時(shí)平衡常數(shù)不變，則a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為。答案：（1）2CrO422HCr2O72H2O 增大 1.01014 小于（2）k正/K 1.95103 A點(diǎn)、E點(diǎn)（3）v正v逆平衡常數(shù)K轉(zhuǎn)化率增大增大減小減小 【過(guò)關(guān)練習(xí)】1.（濟(jì)寧市2017-2018學(xué)年度高三上學(xué)期期末）將0.2mol/L的KI溶液和0.05mol/LFe2(SO4)3 溶液等體積混合充分反應(yīng)后，取混合液分別完成下列實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2 的是（ ）A. 向混合液中滴入KSCN 溶液,溶液變紅色B. 向混合液中滴入AgNO3 溶液，有黃色沉淀生成C. 向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液，有藍(lán)色沉淀生成D. 向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍(lán)色解析：0.2mol/L的KI溶液和0.05mol/LFe2(SO4)3 溶液等體積混合，KI過(guò)量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變紅色，說(shuō)明溶液中仍含有Fe3+，能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2 ，故A正確；I2水能使AgNO3溶液產(chǎn)生黃色沉淀，不能說(shuō)明溶液中存在I-，故B錯(cuò)誤；該反應(yīng)生成Fe2+，向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液，有藍(lán)色沉淀生成，只能說(shuō)明溶液中含有Fe2+，不能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2，故C錯(cuò)誤；該反應(yīng)生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液,溶液變藍(lán)色，說(shuō)明溶液中含有碘單質(zhì)，不能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2，故D錯(cuò)誤。答案：A2.（寧德市2017屆第二次質(zhì)量檢查）容積固定的密閉容器中，充入一定體積的CO2和H2，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g)。測(cè)得不同溫度下CO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如右圖。下列說(shuō)法正確的是（ ） A該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)BT1、T2對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K1>K2CT1時(shí)，圖中A點(diǎn)的正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率DT2時(shí)，若上述反應(yīng)在壓強(qiáng)恒定的密閉容器中進(jìn)行，達(dá)平衡的時(shí)間變短時(shí)間越短，故D正確。答案：D3.（2017屆泉州市考前適應(yīng)性模擬卷一）將一定量氨基甲酸銨（NH2COONH4）加入密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)NH2COONH4 (s)2NH3 (g)+ CO2 (g) 。該反應(yīng)的平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)（-lgK）值隨溫度（T）的變化曲線如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 AC點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)K(C)=10-3.638B該反應(yīng)的H>0CNH3的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)D30 時(shí)，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的v(正)v(逆) 4(山西省三區(qū)八校2017屆第二次模擬考試)為了研究在溫度對(duì)苯催化加氫的影響，以檢驗(yàn)新型鎳催化劑的性能。采用相同的微型反應(yīng)裝置， 壓強(qiáng)為 0.78Mpa，氫氣、苯的物質(zhì)的量之比為 6.5:1。定時(shí)取樣分離出氫氣后，分析成分得如下表結(jié)果：下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 （ ）A當(dāng)溫度超過(guò) 280，苯的轉(zhuǎn)化率迅速下降，可能是因?yàn)樵摲磻?yīng)為吸熱的可逆反應(yīng)B在 110240苯的轉(zhuǎn)化率為 100%。說(shuō)明該鎳催化劑活性較高，能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)催化而且不發(fā)生副反應(yīng)C增大壓強(qiáng)與提高氫氣、苯的物質(zhì)的量比都有利于提高苯的轉(zhuǎn)化率D由表中數(shù)據(jù)來(lái)看，隨著反應(yīng)溫度的升高，苯的轉(zhuǎn)化率先升高后降低 5(天津市和平區(qū)2017屆第二次質(zhì)量調(diào)查二)等物質(zhì)的量的N2和O2在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+O2(g) 2NO(g)。下圖曲線a表示該反應(yīng)在T時(shí)N2的濃度隨時(shí)間的變化，曲線b表示該反應(yīng)在某一起始條件改變時(shí)N2的濃度隨時(shí)間的變化。下列敘述正確的是 AT時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=BT時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，混合氣體的密度減小C曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑D若曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變是溫度，可判斷該反應(yīng)的H<0解析：A、根據(jù)平衡常數(shù)的定義，結(jié)合開(kāi)始時(shí)氮?dú)夂脱鯕獾奈镔|(zhì)的量相等，可知該平衡常數(shù)為： ，選項(xiàng)A正確；B、由于該容器是一個(gè)恒容容器，反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不發(fā)生改變，所以氣體的密度一直不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、催化劑僅能改變達(dá)到平衡所用的時(shí)間，不能使平衡移動(dòng)，即不能改變平衡濃度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、若曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變是溫度，根據(jù)先達(dá)到平衡可知為升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)，而氮?dú)獾臐舛冉档停f(shuō)明平衡向正方向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，H>0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：A 6(江西省師范大學(xué)附屬中學(xué)2017屆第三次模擬)CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯：2CO2 (g) +6H2 (g) C2H4(g)+4H2O(g)。0.1 MPa時(shí)，按n(CO2)：n(H2)=l：3投料，測(cè)得不同溫度下平衡時(shí)體系中各物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖。下列敘述不正確的是 A該反應(yīng)的H<0B曲線b代表H2OCN點(diǎn)和M點(diǎn)所處狀態(tài)的c(H2)不一樣D其它條件不變，T1、0.2 MPa下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(H2)比M點(diǎn)大 7(湖北省2017屆4月調(diào)研考試)在不同溫度下按照相同物質(zhì)的量投料發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H<0，測(cè)得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，有關(guān)說(shuō)法正確的是 A溫度：T1T2T3 B正反應(yīng)速率：（a）（b）（c）C平衡常數(shù)：K（b）K（d） DCH3OH的體積分?jǐn)?shù)（a）（b）（c） 8.（2018年高考全國(guó)卷） 采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題（1）1840年 Devil用干燥的氯氣通過(guò)干燥的硝酸銀，得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體，其分子式為_(kāi)。（2）F. Daniels等曾利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25時(shí)N2O5(g)分解反應(yīng)： 其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示（t=時(shí)，N2O4(g)完全分解）：已知：2N2O5(g)2N2O5(g)+O2(g) H1=4.4 kJmol12NO2(g)N2O4(g) H 2=55.3 kJmol1則反應(yīng)N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)的H =_ kJmol1。研究表明，N2O5(g)分解的反應(yīng)速率。t=62 min時(shí)，測(cè)得體系中pO2=2.9 kPa，則此時(shí)的=_ kPa，v=_kPamin1。若提高反應(yīng)溫度至35，則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p(35)_63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是_。25時(shí)N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_kPa（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）。（3）對(duì)于反應(yīng)2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)，R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程：第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反應(yīng)第三步 NO+NO32NO2 快反應(yīng)其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_（填標(biāo)號(hào))。Av(第一步的逆反應(yīng))v(第二步反應(yīng))B反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D第三步反應(yīng)活化能較高答案：（1）氧氣（2）+53.1 30.0 6.0102 大于（1分） 升高溫度，容器體積不變，壓強(qiáng)增大，同時(shí)升高溫度，二氧化氮聚合為四氧化二氮的平衡會(huì)向二氧化氮方向移動(dòng)，氣體的物質(zhì)的量增大，氣體壓強(qiáng)增大 13.4 （3）AC2.9 KPa=5.8 KPa，因起始=35.8 KPa，則平衡=（35.85.8）KPa=30 KPa，v=210330=6102 KPamin；升高溫度，容器體積不變，壓強(qiáng)增大，同時(shí)升高溫度，二氧化氮聚合為四氧化二氮的平衡會(huì)向二氧化氮方向移動(dòng)，氣體的物質(zhì)的量增大，氣體壓強(qiáng)增大，則35體系壓強(qiáng)大于25；因起始=35.8KPa，則完全分解時(shí)，=17.9 KPa、p（NO2）=71.6 KPa，與測(cè)定63.1 KPa相差的26.4 KPa應(yīng)是二氧化氮聚合為四氧化二氮的緣故，由聚合方程式計(jì)算可得，平衡時(shí)p（NO2）=18.8 KPa，p（N2O4）=26.4 KPa，則的反應(yīng)平衡常數(shù)Kp=p2（NO2）/ p（N2O4）13.4；（3）第一步反應(yīng)快速達(dá)到平衡后v（第一步正）=v（第一步逆），則必然有v（第一步正）=v（第一步逆）v（第二步），A正確；由總反應(yīng)和分步反應(yīng)對(duì)比可知中間產(chǎn)物為NO、NO3，B錯(cuò)誤；由第二步反應(yīng)較慢可知，NO2和NO3碰撞幾率較小，C正確；第三步反應(yīng)為快反應(yīng)，說(shuō)明第三步反應(yīng)的活化能較小，D錯(cuò)誤，答案選AC。9.(德陽(yáng)市2018屆高三二診)的主要組成元素是碳、氫、氧、硫、氮，還有極少量的磷、砷、鍺、鎵、銦等元素，燃煤產(chǎn)生CxHy、SO2等大氣污染物，煤的氣化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑之一?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)鍺是第四周期第A族元素，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)。(2)利用煤的氣化獲得的水煤氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下可以合成綠色燃料甲醇。已知：H2O(l)H2O(g) H1=+44.0kJ/molCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l) H2=-3.0 kJ/molCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H3=-58.7 kJ/mol寫(xiě)出由CO 與 H2制備 CH3OH 氣體的熱化學(xué)方程式_。(3)甲醇和CO2可直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，簡(jiǎn)稱(chēng)DMC)：2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) H4<0該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_。在恒溫恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_(填標(biāo)號(hào))。A.v正(CH3OH)= 2v逆(H2O) B.容器內(nèi)氣體的密度不變C.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變 D.CH3OH與CO2的物質(zhì)的量之比保持不變一定條件下分別向甲、乙丙個(gè)恒容密團(tuán)容器中加入一定量的初始物質(zhì)發(fā)生該反應(yīng)，各容器中溫度、反應(yīng)物的起始量如下表，反應(yīng)過(guò)程中DMC的物質(zhì)的量依度隨時(shí)間變化如圖所示： 甲容器中，在5-15min中的平均反應(yīng)速率v(CO2) =_。乙容器中，若平衡時(shí)n(CO2) =0.2mol，則T1_T2(填“>”“<"或”=”)。甲、丙兩容器的反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率：甲_丙(填“>”“<"或”=”)。(4)一定溫度下，用水吸收SO2氣體時(shí)，溶液中水的電離平衡_移動(dòng)(填“向左” “向右”或“不”)；若得到pH=4的H2SO3溶液，試計(jì)算溶液中c(HSO3-)c(SO32-)=_。SO2可用足量小蘇打溶液吸收，反應(yīng)的離子方程式是_。(已知該溫度下，H2SO3的電離常數(shù)：K1=4.510-2，K2=2.510-7，H2CO3的電離常數(shù)K1=8.410-7，K2=1.210-10)答案:(1)(2)CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g)H=-99.7kJmol-1(3)c(CH3OCOOCH3)c(H2O)c(CO2)c(CH3OH)AC0.05molL-lmin-1 > <(4)向左 400 HCO3-+SO2=HSO3-+CO2A.v正(CH3OH)= 2v逆(H2O)，表示正逆反應(yīng)速率相等，能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)； B.容器的體積不變，氣體的質(zhì)量不變，容器內(nèi)氣體的密度始終不變，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；C.反應(yīng)恰好氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，說(shuō)明各物質(zhì)的量不變，能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；D.CH3OH與CO2的物質(zhì)的量之比與反應(yīng)前加入的物質(zhì)的量有關(guān)，平衡時(shí)CH3OCOOCH3與H2O的物質(zhì)的量之比可能保持不變，也可能變化，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；故選AC；甲容器中，在5-15min中的平均反應(yīng)速率v(CO2)= v(DMC) =1.5-110=0.05 molL-lmin-1；根據(jù)表格數(shù)據(jù)，n(CO2)減小，平衡正向移動(dòng)，因此是降溫的結(jié)果，因此T1T2；甲、丙兩容器相比，丙中加入了二氧化碳，平衡正向移動(dòng)，但二氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低，即平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率：甲丙；(4)二氧化硫和水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸電離生成氫離子導(dǎo)致溶液中氫離子濃度增大，從而抑制水電離，即水的電離平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；c(HSO3-)/c(SO32-)=c(H+)/Ka2=10-42.5/10-7=400；根據(jù)電離平衡常數(shù)可知，亞硫酸氫根離子的酸性小于碳酸，SO2可用足量小蘇打溶液吸收，反應(yīng)生成二氧化碳和亞硫酸氫根離子，反應(yīng)的離子方程式為：HCO3-+SO2=HSO3-+CO22。 10.( 2018年韶關(guān)市高三調(diào)研考試) 氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，請(qǐng)解決下列問(wèn)題。（1）NH3催化還原氮氧化物是目前應(yīng)用廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。例如：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)H1=1800 kJmol-1 己知：H2O(l)=H2O(g) H2=+44 kJmol-1 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)H3=1000 kJmol-1 則NH3(g)+3/4O2(g)=1/2N2(g)+3/2H2O(l)的H= 。（2）400 下2 L含有催化劑的密閉容器中充入0.02 mol的NH3和0.03 mol的NO，20 min后反應(yīng)達(dá)到平衡，測(cè)得這段時(shí)間NH3的平均反應(yīng)速率是3104 molL1min1，計(jì)算此時(shí)N2的體積分?jǐn)?shù)。（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）（3）在納米鈷的催化作用下，肼（N2H4）可以發(fā)生分解反應(yīng)：3N2H4(g) N2(g)4NH3(g)。肼的電子式是 。若反應(yīng)在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中各組分的體積分?jǐn)?shù)如圖所示，其中曲線b表示的是 （寫(xiě)化學(xué)式）的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化情況。 為抑制肼的分解，可采取的合理措施有_（任寫(xiě)一種）。(4)常溫下，用氨水吸收CO2可得到(NH4)2CO3溶液，在(NH4)2CO3溶液中，c(OH) c (H+)（填“>”、 “<”或“=”）；反應(yīng)+H2ONH3H2O+的平衡常數(shù)K= 。(已知常溫下NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=210-5，H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=410-7，Ka2=410-11) 答案:（1）-396 kJmol-1 （2）反應(yīng)的n(NH3)為3104 molL1min12 L20 min=0.012 mol4NH3 + 6NO 5N2 + 6H2On(起始)/mol 0.02 0.03 0 0n(轉(zhuǎn)化) /mol 0.012 0.018 0.015 0.018n(平衡) /mol 0.008 0.012 0.015 0.018故N2的平衡體積分?jǐn)?shù)為0.015/0.053=28.3%（3） NH3 降低反應(yīng)溫度或增加壓強(qiáng)等（4）> 12.5解析:本題考查化學(xué)反應(yīng)原理。（1）根據(jù)蓋斯定律可知，目標(biāo)方程式可由+得到，則H=H1H2+H3=-396 kJmol-1 ；（2）由題意建立如下三段式：4NH3 + 6NO 5N2 + 6H2On(起始)/mol 0.02 0.03 0 0n(轉(zhuǎn)化) /mol 0.012 0.018 0.015 0.018n(平衡) /mol 0.008 0.012 0.015 0.018則NH3的平均反應(yīng)速率是3104 molL1min1，反應(yīng)的n(NH3)為3104 molL1min12 L20 min=0.012 mol，故N2的平衡體積分?jǐn)?shù)為0.015/0.053=28.3%；（3）肼的電子式是；根據(jù)圖示，曲線b是生成物，且b是c的四倍，即b表示的是NH3；根據(jù)圖示，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，為抑制肼的分解，即使平衡逆向移動(dòng)，可采取的合理措施有降低反應(yīng)溫度或增加壓強(qiáng)；（4）常溫下NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=210-5，H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=410-7，Ka2=410-11，210-5>410-11，即碳酸根的水解程度大于銨根的水解程度，故(NH4)2CO3溶液顯堿性，即c(OH)>c (H+)；反應(yīng)+H2ONH3H2O+的平衡常數(shù)K=12.5。11.（2018屆蓉城一模）TiCl4是由鈦精礦（主要成分為T(mén)iO2）制備鈦（Ti）的重要中間產(chǎn)物，制備純TiCl4的流程示意圖如下： 資料：TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì) 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸點(diǎn)/ 58 136 181（升華） 316 1412 熔點(diǎn)/69 25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 微溶 難溶（1）氯化過(guò)程：TiO2與Cl2難以直接反應(yīng)，加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行已知：TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）H1=+175.4kJmol12C（s）+O2（g）=2CO（g）H2=220.9kJmol1沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4（g）和CO（g）的熱化學(xué)方程式： 。氯化過(guò)程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化，根據(jù)如圖判斷：CO2生成CO反應(yīng)的H 0（填“”“”或“=”），判斷依據(jù)： 。 氯化反應(yīng)的尾氣須處理后排放，尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液，則尾氣的吸收液依次是 。氯化產(chǎn)物冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)濾得到粗TiCl4混合液，則濾渣中含有 。（2）精制過(guò)程：粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4示意圖如下： 物質(zhì)a是 ，T2應(yīng)控制在 。答案：（1）TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）H=-45.5kJmol-1 溫度越高，CO的物質(zhì)的量越多而CO2的物質(zhì)的量少，說(shuō)明CO2生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)飽和食鹽水、氯化亞鐵溶液TiO2、C（2）SiCl4 136左右