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2019-2020年高三化學一輪總復習 第七章 第2講 化學平衡狀態(tài) 新人教版
[考綱要求] 1.了解可逆反應的定義。2.理解化學平衡的定義。3.理解影響化學平衡的因素。
考點一 可逆反應與化學平衡狀態(tài)
1．可逆反應
(1)定義
在同一條件下既可以向正反應方向進行，同時又可以向逆反應方向進行的化學反應。
(2)特點
①二同：a.相同條件下；b.正逆反應同時進行。
②一小：反應物與生成物同時存在；任一組分的轉化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。
(3)表示
在方程式中用“”表示。
2．化學平衡狀態(tài)
(1)概念
一定條件下的可逆反應中，正反應速率與逆反應速率相等，反應體系中所有參加反應的物質的質量或濃度保持不變的狀態(tài)。
(2)化學平衡的建立
(3)平衡特點
深度思考
1．反應2H2O2H2↑＋O2↑是否為可逆反應？
答案 不是可逆反應，因為兩個方向的反應條件不同。
2．向含有2 mol的SO2的容器中通入過量氧氣發(fā)生2SO2＋O22SO3，充分反應后生成SO3的物質的量______2 mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)，SO2的物質的量______0 mol，轉化率________100%。
答案 < > <
題組一 極端假設法解化學平衡狀態(tài)題的應用
1．一定條件下，對于可逆反應X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達到平衡時，X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL－1、0.3
molL－1、0.08 molL－1，則下列判斷正確的是 ( )
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡時，Y和Z的生成速率之比為2∶3
C．X、Y的轉化率不相等
D．c1的取值范圍為0 molL－1
0，現(xiàn)將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是________。
答案 ad
解析 b項，對于一個特定反應，ΔH固定不變，不能作為判斷反應是否達到平衡狀態(tài)的依據(jù)；c項，隨著反應的進行，N2O4分解速率逐漸降低。
“兩審”“兩標志”突破化學
平衡狀態(tài)標志的判斷
1．“兩審”
一審題干條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓；二審反應特點：①全部是氣體參與的等體積反應還是非等體積反應；②有固體參與的等體積反應還是非等體積反應。
2．“兩標志”
(1)本質標志
v正＝v逆≠0。對于某一可逆反應來說，正反應消耗掉某反應物的速率等于逆反應生成該反應物的速率。
(2)等價標志
①全部是氣體參加的氣體體積可變的反應，體系的壓強、平均相對分子質量不再隨時間而變化。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。
②體系中各組分的物質的量濃度、體積分數(shù)、物質的量分數(shù)保持不變。
③對同一物質而言，斷裂的化學鍵的物質的量與形成的化學鍵的物質的量相等。
④對于有有色物質參加或生成的可逆反應，體系的顏色不再隨時間而變化。例如，2NO2(g)N2O4(g)。
⑤體系中某反應物的轉化率或某生成物的產(chǎn)率達到最大值且不再隨時間而變化。
注意 以下幾種情況不能作為可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的標志：
a．恒溫、恒容條件下氣體體積不變的反應，混合氣體的壓強或氣體的總物質的量不隨時間而變化。如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。
b．全部是氣體參加的體積不變的反應，體系的平均相對分子質量不隨時間而變化。如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。
c．全部是氣體參加的反應，恒容條件下體系的密度保持不變。
考點二 化學平衡的移動
1．概念
可逆反應達到平衡狀態(tài)以后，若反應條件(如溫度、壓強、濃度等)發(fā)生了變化，平衡混合物中各組分的濃度也會隨之改變，從而在一段時間后達到新的平衡狀態(tài)。這種由原平衡狀態(tài)向新平衡狀態(tài)的變化過程，叫做化學平衡的移動。
2．過程
3．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逆時，才使平衡向正反應方向移動。
2．某一可逆反應，一定條件下達到了平衡，①若化學反應速率改變，平衡一定發(fā)生移動嗎？②若平衡發(fā)生移動，化學反應速率一定改變嗎？
答案?、俨灰欢?，如反應前后氣體分子數(shù)不變的反應，增大壓強或使用催化劑，速率發(fā)生變化，但平衡不移動。
②一定，化學平衡移動的根本原因就是外界條件改變，使v正≠v逆才發(fā)生移動的。
3．改變條件，平衡向正反應方向移動，原料的轉化率一定提高嗎？
答案 不一定，不能把平衡向正反應方向移動與原料轉化率的提高等同起來，當反應物總量不變時，平衡向正反應方向移動，反應物轉化率提高；當增大一種反應物的濃度，使平衡向正反應方向移動時，只會使其他的反應物的轉化率提高。
4．升高溫度，化學平衡會向著吸熱反應的方向移動，此時放熱反應方向的反應速率會減小嗎？
答案 不會。因為升高溫度v吸和v放均增大，但二者增大的程度不同，v吸增大的程度大于v放增大的程度，故v吸和v放不再相等，v吸>v放，原平衡被破壞，平衡向吸熱反應的方向移動，直至建立新的平衡。降溫則相反。
題組一 選取措施使化學平衡定向移動
1．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0，當反應達到平衡時，下列措施：①升溫?、诤闳萃ㄈ攵栊詺怏w ③增加CO濃度?、軠p壓?、菁哟呋瘎、藓銐和ㄈ攵栊詺怏w，能提高COCl2轉化率的是 ( )
A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥
答案 B
解析 該反應為體積增大的吸熱反應，所以升溫和減壓均可以促使反應正向移動。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，在密閉容器中SO2、O2、SO3三種氣態(tài)物質建立化學平衡后，改變條件對反應[2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，ΔH<0]的正、逆反應速率的影響如圖所示：
(1)加催化劑對反應速率影響的圖像是________(填序號，下同)，平衡________移動。
(2)升高溫度對反應速率影響的圖像是________，平衡向________方向移動。
(3)增大反應容器體積對反應速率影響的圖像是________，平衡向________方向移動。
(4)增大O2的濃度對反應速率影響的圖像是__________，平衡向________方向移動。
答案 (1)C 不 (2)A 逆反應 (3)D 逆反應
(4)B 正反應
解析 (1)加入催化劑，正、逆反應速率均增大，圖像上應該出現(xiàn)“斷點”，且應在原平衡的反應速率之上；催化劑使正、逆反應速率增大的倍數(shù)相同，則改變條件后的速率線應該平行于橫坐標軸，圖像為C。
(2)升高溫度，正、逆反應速率均增大，圖像上應該出現(xiàn)“斷點”且應在原平衡的反應速率之上。因題給反應的正反應放熱，升溫平衡逆向移動，所以v正′n
B．Q<0
C．溫度不變，壓強增大，Y的質量分數(shù)減少
D．體積不變，溫度升高，平衡向逆反應方向移動
答案 C
解析 溫度不變時(假設100 ℃條件下)，體積是1 L時，Y的物質的量為1 mol，體積為2 L時，Y的物質的量為0.75 molL－12 L＝1.5 mol，體積為4 L時，Y的物質的量為0.53 molL－14 L＝2.12 mol，說明體積越小，壓強越大，Y的物質的量越小，Y的質量分數(shù)越小，平衡向生成X的方向進行，m0，B、D項錯誤。
6．某溫度下，反應2A(g)B(g)(正反應為吸熱反應)在密閉容器中達到平衡，平衡后c(A)/c(B)＝a，若改變某一條件，足夠時間后反應再次達到平衡狀態(tài)，此時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ab
答案 B
解析 A項中增加B氣體，相當于壓強增大，平衡正向移動，所以b0)，起始物質的量如下表所示：
序號
A
B
C
D
①
2 mol
1 mol
0
0
②
4 mol
2 mol
0
0
③
1 mol
0.5 mol
1.5 mol
0.5 mol
④
0
1 mol
3 mol
1mol
⑤
0
0
3 mol
1 mol
(1)上述反應達到平衡時，互為等效平衡的是哪幾組？達到平衡后，哪些量相同？
(2)達到平衡后，①放出的熱量為Q2 kJ，⑤吸收的熱量為Q3 kJ，則Q1、Q2、Q3的定量關系為________________。
答案 (1)①③⑤互為等效平衡。表現(xiàn)在達到平衡后物質的量、質量、體積、物質的量濃度、組分百分含量(物質的量分數(shù)、質量分數(shù)、體積分數(shù))相同。
(2)Q2＋Q3＝Q1
(教師用書)等溫、等容條件下，對于左右氣相物質的化學計量數(shù)不等的可逆反應，改變起始時加入物質的物質的量，若按可逆反應計量數(shù)之比換算成同一半邊物質(一邊倒)，其物質的量對應相同，則它們互為等效平衡。
2．在等溫等容條件下，可逆反應：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)起始物質的量如下表所示：
序號
A
B
C
D
①
2 mol
1 mol
0
0
②
4 mol
2 mol
0
0
③
1 mol
0.5 mol
1.5 mol
0.5 mol
④
0
1 mol
3 mol
1 mol
⑤
0
0
3 mol
1 mol
上述反應達到平衡時，互為等效平衡的是哪幾組？達到平衡后，哪些量相同？
答案?、佗冖邰莼榈刃胶?。表現(xiàn)在達到平衡后組分百分含量(物質的量分數(shù)、質量分數(shù)、體積分數(shù))相同。
(教師用書)等溫、等容條件下，對于左右氣相物質的化學計量數(shù)相等的可逆反應，改變起始時加入物質的物質的量，若按可逆反應計量數(shù)之比換算成同一半邊物質(一邊倒)，其物質的量對應成比例，則它們互為等效平衡。
3．在等溫等壓條件下，可逆反應2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)起始物質的量如下表所示：
序號
A
B
C
D
①
2 mol
1 mol
0
0
②
4 mol
2 mol
0
0
③
1 mol
0.5 mol
1.5 mol
0.5 mol
④
0
1 mol
3 mol
1 mol
⑤
0
0
3 mol
1 mol
上述反應達到平衡后，互為等效平衡的是哪幾組？達到平衡后，哪些量相同？
答案?、佗冖邰莼榈刃胶?。表現(xiàn)在達到平衡后物質的量濃度、組分百分含量(物質的量分數(shù)、質量分數(shù)、體積分數(shù))相同。
題組一 等溫、等容條件下等效平衡的應用
1．在恒溫恒容的密閉容器中，發(fā)生反應：3A(g)＋B(g)xC(g)。Ⅰ.將3 mol A和2 mol B在一定條件下反應，達平衡時C的體積分數(shù)為a；Ⅱ.若起始時A、B、C投入的物質的量分別為n(A)、n(B)、n(C)，平衡時C的體積分數(shù)也為a。下列說法正確的是 ( )
A．若Ⅰ達平衡時，A、B、C各增加1 mol，則B的轉化率將一定增大
B．若向Ⅰ平衡體系中再加入3 mol A和2 mol B，C的體積分數(shù)若大于a，可斷定x>4
C．若x＝2，則Ⅱ體系起始物質的量應滿足3n(B)>n(A)＋3
D．若Ⅱ體系起始物質的量滿足3n(C)＋8n(A)＝12n(B)，則可判斷x＝4
答案 D
解析 這是恒溫恒容條件下的等效平衡，無論如何進行配比，只要把反應一端按反應計量數(shù)之比完全轉化為另一端的物質后，相當于完全等同的起始量即可。A項，A、B、C各增加1 mol時，A與B不可能完全轉化為C，加入的B相對量大，A的轉化率增大，而B的轉化率將減小，錯誤；B項，在Ⅰ平衡體系中再加入3 mol A和2 mol B，相當于增大了體系的壓強，C的體積分數(shù)增大，說明平衡向正反應方向移動，正反應方向體積縮小，x<4，錯誤；C項，假設C完全轉化為A、B，則n(A)＋3/2n(C)＝3，n(B)＋1/2n(C)＝2，即3n(B)＝n(A)＋3，錯誤；D項，設C完全轉化為A、B，則xn(A)＋3n(C)＝3x，xn(B)＋n(C)＝2x，即2xn(A)＋3n(C)＝3xn(B)，正確。
題組二 等溫、等壓條件下等效平衡的應用
2．已知：t ℃時，2H(g)＋Y(g)2I(g) ΔH＝－196.6 kJmol－1，t ℃時，在一壓強恒定的密閉容器中，加入4 mol H和2 mol Y反應，達到平衡后，Y剩余0.2 mol。若在上面的平衡體系中，再加入1 mol氣態(tài)的I物質，t ℃時達到新的平衡，此時H物質的物質的量n(H)為 ( )
A．0.8 mol B．0.6 mol C．0.5 mol D．0.2 mol
答案 C
解析 本題考查恒溫恒壓條件下等效平衡原理。根據(jù)反應式知，“4 mol H和2 mol Y反應達到平衡后，Y剩余0.2 mol”，即Y轉化了1.8 mol，根據(jù)化學計量數(shù)之比，H必轉化了3.6 mol，即H的轉化率等于Y的轉化率＝100%＝90%。
2H(g)＋Y(g)2I(g)
起始(Ⅰ) 4 mol 2 mol 0
起始(Ⅱ) 4 mol 2 mol 1 mol
起始(Ⅲ) 5 mol 2.5 mol 0
該可逆反應在恒溫、恒壓條件下反應，按起始(Ⅱ)與起始(Ⅲ)投料能達到同一平衡狀態(tài)，而起始(Ⅰ)與起始(Ⅲ)達到的平衡狀態(tài)為等效平衡，即平衡時H的轉化率相等，故達到新平衡時剩余H的物質的量為n(H)＝5 mol(1－90%)＝0.5 mol。
題組三 等溫、等容，等溫、等壓條件下等效平衡的比較應用
3．有甲、乙兩容器，甲容器容積固定，乙容器容積可變。一定溫度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)達到平衡時生成NH3的物質的量為m mol。
(1)相同溫度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的壓強始終與甲的壓強相等，乙中反應達到平衡時，生成NH3的物質的量為________mol(從下列各項中選擇，只填序號，下同)；若乙的容積與甲的容積始終相等，乙中反應達到平衡時，生成NH3的物質的量為________mol。
A．小于m B．等于m
C．在m～2m之間 D．等于2m
E．大于2m
(2)相同溫度下，保持乙的容積為甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反應達到平衡時，各物質的體積分數(shù)與上述甲容器中達到平衡時相同，則起始時應加入______mol N2和________mol H2。
答案 (1)D E (2)0.5 0
解析 (1)由于甲容器定容，而乙容器定壓，它們的壓強相等，達到平衡時，乙的容積應該為甲的兩倍，生成的NH3的物質的量應該等于2m mol。當甲、乙兩容器的體積相等時，相當于將建立等效平衡后的乙容器壓縮，故乙中NH3的物質的量大于2m mol。
(2)乙的容積為甲的一半時，要建立與甲一樣的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中應該投入N2為(1－0.5) mol＝0.5 mol，H2為(1.5－1.5) mol＝0 mol。
等效平衡判斷“四步曲”
第一步，看，觀察可逆反應特點(物質狀態(tài)、氣體分子數(shù))，判斷反應是前后等氣體分子數(shù)的可逆反應還是反應前后不等氣體分子數(shù)的可逆反應；第二步，挖，挖掘題目條件，區(qū)分恒溫恒容和恒溫恒壓，注意密閉容器不等于恒容容器；第三步，倒，采用一邊倒法，將起始物質轉化成一邊的物質；第四步，聯(lián)，聯(lián)系等效平衡判斷依據(jù)，結合題目條件判斷是否達到等效平衡。
1．[xx海南，15(3)]可逆反應A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)。判斷該反應是否達到平衡的依據(jù)為__________(填正確選項前的字母)：
a．壓強不隨時間改變
b．氣體的密度不隨時間改變
c．c(A)不隨時間改變
d．單位時間里生成C和D的物質的量相等
答案 c
2．(xx安徽理綜，10)低溫脫硝技術可用于處理廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學反應為
2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g) ΔH<0
在恒容的密閉容器中，下列有關說法正確的是 ( )
A．平衡時，其他條件不變，升高溫度可使該反應的平衡常數(shù)增大
B．平衡時，其他條件不變，增加NH3的濃度，廢氣中氮氧化物的轉化率減小
C．單位時間內(nèi)消耗NO和N2的物質的量比為1∶2時，反應達到平衡
D．其他條件不變，使用高效催化劑，廢氣中氮氧化物的轉化率增大
答案 C
解析 由于該反應為放熱反應，升高溫度時，平衡左移，該反應的平衡常數(shù)減小，A錯；增大一種反應物的濃度，自身的轉化率降低，而另外反應物的轉化率增大，故B不正確；單位時間內(nèi)消耗NO和N2的物質的量之比為1∶2時，說明v正＝v逆，反應達到平衡，C正確；催化劑只能改變反應速率，不能使平衡發(fā)生移動，即不能改變轉化率，D錯。
3．(xx大綱全國卷，8)合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)多步反應制得，其中的
一步反應為
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0
反應達到平衡后，為提高CO的轉化率，下列措施中正確的是 ( )
A．增加壓強 B．降低溫度
C．增大CO 的濃度 D．更換催化劑
答案 B
解析 特別注意：一般來說，有兩種及兩種以上反應物的可逆反應中，在其他條件不變時，增大其中一種反應物的濃度，能使其他反應物的轉化率升高，但其本身的轉化率反而降低，故C項錯誤；A.因該反應為反應前后氣體物質的量相等的反應，故增加壓強只能縮短反應達到平衡的時間，并不能使該平衡發(fā)生移動，因而無法提高CO的轉化率；B.因該反應為放熱反應，降低溫度能使平衡向右移動，從而提高CO的轉化率；D.催化劑只能影響化學反應的速率，改變可逆反應達到平衡的時間，不能提高CO的轉化率。
4．(xx四川理綜，12)在體積恒定的密閉容器中，一定量的SO2與1.100 mol O2在催化劑作用下加熱到600 ℃發(fā)生反應：2SO2＋O22SO3 ΔH<0。當氣體的物質的量減少0.315 mol時反應達到平衡，在相同溫度下測得氣體壓強為反應前的82.5%。下列有關敘述正確的是 ( )
A．當SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時反應達到平衡
B．降低溫度，正反應速率減小程度比逆反應速率減小程度大
C．將平衡混合氣體通入過量BaCl2溶液中，得到沉淀的質量為161.980 g
D．達到平衡時，SO2的轉化率為90%
答案 D
解析 本題的解題關鍵有：(1)明確化學平衡移動的方向與反應速率的關系；(2)會利用差量法確定參加反應的物質的量；(3)要知道SO2與BaCl2不反應，原因是弱酸不能制強酸。SO3的生成速率和SO2的消耗速率都是正反應速率，故A錯；因正反應是放熱反應，降低溫度時平衡正向移動，正反應速率大于逆反應速率，是正反應速率減小的程度小的原因，故B錯；氣體的物質的量減少了0.315 mol，據(jù)差量法可知，反應的SO2為0.63 mol，反應的O2為0.315 mol，生成的SO3為0.63 mol，設SO2開始時的物質的量為a mol，列出量的關系為
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
起始的物質的量/mol a 1.100 0
轉化的物質的量/mol 0.63 0.315 0.63
平衡的物質的量/mol a－0.63 0.785 0.63
據(jù)平衡時的壓強為反應前的82.5%，列出：＝0.825，解得a＝0.7，故SO2的轉化率為100%＝90%，故D正確。
平衡時，將混合氣體通入BaCl2溶液中，只有SO3生成沉淀，沉淀的物質的量與SO3的相等，為0.63 mol，沉淀的質量為0.63 mol233 gmol－1＝146.79 g，故C錯。
5．[xx山東理綜，28(3)]CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如下圖所示。該反應ΔH________0(填“>”或“<”)。實際生產(chǎn)條件控制在250 ℃、1.3104 kPa左右，選擇此壓強的理由是_______________________________________________。
答案 < 在1.3104 kPa下，CO的轉化率已較高，再增大壓強CO轉化率提高不大，同時生產(chǎn)成本增加，得不償失
解析 從圖像來看，隨著溫度的升高，CO的轉化率變小，故ΔH<0，綜合溫度、壓強對CO轉化率的影響來看，在題給壓強下，CO的轉化率已經(jīng)很大，不必再增大壓強。
6．[xx江蘇，17(1)]用氨水可使燃煤煙氣脫硫，其原理為用氨水將SO2轉化為NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4，化學反應為2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3
(NH4)2SO3＋SO2＋H2O===2NH4HSO3
能提高燃煤煙氣中SO2去除率的措施有________(填字母)。
A．增大氨水濃度
B．升高反應溫度
C．使燃煤煙氣與氨水充分接觸
D．通入空氣使HSO轉化為SO
采用上述方法脫硫，并不需要預先除去燃煤煙氣中大量的CO2，原因是________(用離子方程式表示)。
答案 AC HCO＋SO2===CO2＋HSO
解析 增大氨水濃度，使燃煤煙氣與氨水充分接觸，都能有效提高SO2的去除率；升高溫度，不利于SO2的溶解，生成物在高溫下也易分解；D項，通入空氣，空氣中的CO2會消耗氨水，不利于SO2的吸收，故選A、C。
H2SO3的酸性強于H2CO3，抑制CO2的溶解，原理為
HCO＋SO2===CO2＋HSO。
7．[xx新課標全國卷，27(3)(4)](3)在容積為2 L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變的情況下，考察溫度對反應的影響 ，實驗結果如下圖所示(注：T1、T2均大于300 ℃)：
下列說法正確的是____(填序號)
①溫度為T1時，從反應開始到平衡，生成甲醇的平均速率為
v(CH3OH)＝molL－1min－1
②該反應在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小
③該反應為放熱反應
④處于A點的反應體系從T1變到T2，達到平衡時增大
(4)在T1溫度時，將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉恒容容器中，充分反應達到平衡后，若CO2的轉化率為α，則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為____。
答案 (3)③④ (4)(2－α)/2
解析 (3)v(CH3OH)＝＝molL－1min－1，①錯誤。溫度越高反應速率越快，先達到平衡，則T2＞T1。該反應是放熱反應，升溫平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，增大，②錯誤，③、④正確。
(4)T1>300 ℃，此時甲醇和水都為氣態(tài)，根據(jù)化學反應方程式：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
起始物質的量(mol) 1 3 0 0
轉化物質的量(mol) α 3α α α
平衡物質的量(mol) 1－α 3－3α α α
壓強之比等于物質的量之比，則p平/p始＝(4－2α)/4＝(2－α)/2。
1．用于凈化汽車尾氣的反應：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，已知該反應在570 K時的平衡常數(shù)為11059，但反應速率極慢。下列說法正確的是 ( )
A．裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或CO
B．提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度
C．增大壓強，上述平衡右移，故可通過增壓的方法提高尾氣凈化效率
D．提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑
答案 D
解析 因為該反應是可逆反應，不可能進行到底，A錯誤；由題干知570 K時反應速率較慢，B錯誤；因平衡常數(shù)已經(jīng)較大，增大壓強雖然平衡正向移動，但對設備要求更高，故應通過提高反應速率而提高凈化效率，故C錯誤，D正確。
2．一定條件下的密閉容器中有如下反應：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－905.9 kJmol－1，下列敘述正確的是 ( )
A．4 mol NH3和5 mol O2反應，達到平衡時放出熱量為905.9 kJ
B．平衡時v正(O2)＝v逆(NO)
C．平衡后減小壓強，混合氣體平均摩爾質量增大
D．平衡后升高溫度，混合氣體中NO含量降低
答案 D
解析 A項，由于該反應是可逆反應，故達到平衡時反應物不能全部轉化為生成物，放出熱量小于905.9 kJ，不正確；B項，反應速率之比等于反應方程式前的計量數(shù)之比，所以平衡時的正逆反應速率關系應為v正(O2)＝v逆(NO)，故不正確；C項，減小壓強，化學平衡向正反應方向移動，氣體總質量不變，而氣體總的物質的量增大，則平均摩爾質量減小，不正確；D項，正反應是放熱反應，升溫，化學平衡逆向移動，NO含量降低，正確。
3．反應N2O4(g)2NO2(g) ΔH＝＋57 kJmol－1，在溫度為T1、
T2時，平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強的變化曲線如圖所
示。下列說法正確的是 ( )
A．a(chǎn)、c兩點的反應速率：a>c
B．a(chǎn)、c兩點氣體的顏色：a深，c淺
C．由狀態(tài)b到狀態(tài)a，可以用加熱的方法
D．a(chǎn)、c兩點氣體的平均相對分子質量：a>c
答案 C
解析 c點壓強大于a點壓強，故反應速率aT1，則該反應的ΔH<0
B．向容器中充入N2，H2NCOONH4質量增加
C．NH3體積分數(shù)不變時，說明該反應達到平衡
D．T1、T2時，轉化的H2NCOONH4的物質的量Δn(T2)＝2Δn(T1)
答案 D
解析 無論反應是否達到平衡狀態(tài)，NH3的體積分數(shù)都是，故C錯誤；T2時c(NH3)、c(CO2)都是T1時的2倍，容器的容積又恒定不變，所以T2時轉化的H2NCOONH4是T1時的2倍，D正確。
8．相同溫度下，容積相同的甲、乙、丙3個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應：2SO2(g)
＋O2(g)2SO3(g)
ΔH＝－197 kJmol－1。實驗測得起始、平衡時的有關數(shù)據(jù)如下表：
容器
起始各物質的物質的量/mol
SO2
O2
SO3
Ar
達到平衡時體系能量的變化
甲
2
1
0
0
放出熱量：Q1
乙
1.8
0.9
0.2
0
放出熱量：Q2
丙
1.8
0.9
0.2
0.1
放出熱量：Q3
下列敘述正確的是 ( )
A．Q1＝Q2＝Q3＝197 kJ
B．達到平衡時，丙容器中SO2的體積分數(shù)最大
C．甲、乙、丙3個容器中反應的平衡常數(shù)相等
D．若在上述條件下反應生成2 mol SO3(s)的反應熱為ΔH1，則ΔH1>－197 kJmol－1
答案 C
解析 A項，Q1>Q2＝Q3，錯誤；B項，甲、乙、丙等效平衡，SO2的體積分數(shù)相等，錯誤；C項，由于溫度一樣，甲、乙、丙3個容器中反應的平衡常數(shù)相等，正確；D項，SO3(g)―→SO3(s)放出熱量，所以ΔH1<－197 kJmol－1，錯誤。
9．在相同溫度下，體積均為1 L的四個密閉容器中，保持溫度和容積不變，以四種不同的投料方式進行反應。平衡時有關數(shù)據(jù)如下(已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
ΔH＝－196.6 kJmol－1)。
容器
甲
乙
丙
丁
起始投料量
2 mol SO2＋1 mol O2
1 mol SO2＋0.5 mol O2
2 mol SO3
2 mol SO2＋2 mol O2
反應放出或吸收的熱量(kJ)
a
b
c
d
平衡時c(SO3) (molL－1)
e
f
g
h
下列關系正確的是 ( )
A．a(chǎn)＝c；e＝g B．a(chǎn)>2b；e>2f
C．a(chǎn)>d；e>h D．c＋98.3e>196.6
答案 B
解析 A項，甲容器起始時反應向正反應方向進行，而丙容器起始時反應向逆反應方向進行，雖然最后是等效平衡，但a＋c＝196.6，故不正確；B項，若將甲容器擴大為原來的2倍，則達平衡時甲與乙容器的濃度相等，但放出的熱量是乙的2倍，現(xiàn)將甲容器再恢復為原來的體積，即加壓，平衡向正反應方向移動，則放熱又增多，故有a>2b，同理有e>2f，正確；C項，丁中的O2可看作是在甲平衡后再充入1 mol O2，則平衡正向移動，放熱增多，即有at1)所示。
反應時間/min
n(SiF4)/mol
n(H2O)/mol
0
1.20
2.40
t1
0.80
a
t2
b
1.60
通過a或b的值及化學平衡原理說明t1時反應是否達到化學平衡狀態(tài)：__________。
(3)若只改變一個條件使上述反應的化學平衡常數(shù)變大，該反應________(填序號)。
a．一定向正反應方向移動
b．一定向逆反應方向移動
c．一定是減小壓強造成的
d．一定是升高溫度造成的
e．SiF4的平衡轉化率一定增大
答案 (1)bcd
(2)a＝1.60(或b＝0.80)，說明在一定條件下，t1～t2時各組分的濃度(或物質的量)均已不再發(fā)生改變，則t1時反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)
(3)ade
解析 (2)0～t1 min，反應消耗的SiF4為0.40 mol，根據(jù)已知反應可確定消耗的H2O為0.80 mol，故a＝1.60 mol，t2 min時，H2O仍為1.60 mol，故b＝0.80 mol。由此可判斷t1時該反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)。
11．在一個體積為2 L的密閉容器中，高溫下發(fā)生反應：Fe(s)
＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)。其中CO2、CO的物質的量
(mol)隨時間(min)的變化關系如圖所示。
(1)反應在1 min時第一次達到平衡狀態(tài)，固體的質量增
加了3.2 g。用CO2的濃度變化表示的反應速率v(CO2)
＝__________。
(2)反應進行至2 min時，若只改變溫度，曲線發(fā)生的變
化如圖所示，3 min時再次達到平衡，則ΔH______0(填“>”、“<”或“＝”)。
(3)5 min時再充入一定量的CO(g)，平衡發(fā)生移動。下列說法正確的是________(填寫編號)。
a．v正先增大后減小 b．v正先減小后增大
c．v逆先增大后減小 d．v逆先減小后增大
表示n(CO2)變化的曲線是__________(填寫圖中曲線的字母編號)。
(4)請用固態(tài)物質的有關物理量來說明該反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)：__________________________________________________________________。
答案 (1)0.1 molL－1min－1 (2)>
2019-2020年高三化學一輪總復習 第七章 第2講 化學平衡狀態(tài) 新人教版.doc
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