高中化学沪科技版（2020）必修第二册6.2化学平衡精品第2课时课后练习题

6.2.2 化学平衡的移动 

知识点01  化学平衡的移动——勒沙特列原理

如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。

【即学即练1】下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是

A．实验室收集氯气时，常用排饱和食盐水的方法

B．配制FeCl3溶液时，常将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中

C．工业合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＜0，采用400℃~500℃的高温条件

D．工业制备TiO2：TiCl4+(x+2)H2OTiO2•xH2O↓+4HCl，加入大量水，同时加热

知识点02  化学平衡的移动

【即学即练2】二氧化硫的催化氧化反应：是工业制硫酸中的重要反应。某温度下，在一密闭容器中探究二氧化硫的催化氧化反应，下列叙述正确的是

A．加入合适催化剂可以提高的平衡产率

B．缩小容器容积可以增大活化分子百分含量

C．扩大容器容积可以提高的平衡产率

D．缩小容器容积可以增大反应速率

知识点03  化学平衡图像

1、浓度

① 规律  增加反应物浓度或减少生成物的浓度，都可以使平衡朝着正向移动；减少反应物浓度或增加生成物的浓度，都可以使平衡朝着逆向移动。

② 理解  增加反应物浓度或减少生成物的浓度，使 V,(正)> V,(逆) 平衡正向移动；减少反应物浓度或增加生成物的浓度，使 V,(正)< V,(逆) 平衡逆向移动。

③υ-t函数图 

④ 注意点 增加或减少固态物质(或液态纯物质)不能使平衡发生移动。

2、压强

① 规律  增加压强，使平衡朝着气体体积减小的方向移动；减小压强，可以使平衡朝着气体体积增大的方向移动。

② 理解  增大压强，使正逆反应速率均增大，使 V,(缩小体积)> V,(扩大体积) 平衡向缩小体积的方向移动；减少压强，使正逆反应速率均减小，使 V,(缩小体积)< V,(增大体积) 平衡向增大体积的方向移动。

③υ-t函数图 

④ 注意点  因压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”能造成浓度改变时，平衡才有可能移动。

对反应前后气体体积不变的平衡体系，压强改变不会使平衡态发生移动。

恒温恒容下，向容器中充入惰性气体，平衡不发生移动。因压强虽增加，但各反应物和生成物的浓度都不改变。

恒温恒压下，向容器中充入惰性气体，平衡会向气体体积增大的方向移动。因容器体积要增加，各反应物和生成物的浓度都降低引起平衡移动。

3 温度

①规律 升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。

②理解  升高温度，正逆反应速率都要提高，但吸热反应的速率提高的幅度更大，使平衡向吸热反应方向移动了。

降低温度，正逆反应速率都要减小，但吸热反应的速率降低的幅度更小，使平衡向放热反应方向移动了。

③ υ-t 函数图                          

③注意点  对任何一个平衡体系，温度改变都会使平衡发生移动。

4 催化剂

可以极大改变反应的速率，缩短(或延缓)到达平衡所需的时间，因催化剂能同等程度改变正逆反应速率，故对平衡状态不影响，既使用催化剂不能提高反应转化率，不能改变原有平衡的各组份含量。

【总结】时间－速度变化表或平衡曲线图像分析(以合成氨为例)

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)  （△H<0）

t1时刻，引起平衡移动的因素是反应物的浓度增大；

t2时刻，引起平衡移动的因素是NH3的浓度减小；

t3时刻，引起平衡移动的因素是压强增大；

t4时刻，引起平衡移动的因素是温度减小；

t5时刻，引起平衡移动的因素是使用催化剂；

※如果是浓度—时间图像，则阴影部分面积表示N2物质的量浓度额减少量。

  如果是气体体积不变的反应，t4时刻的因素也可能是压强增大。

3.转化率、摩尔质量、体积分数-时间曲线

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + Q （Q > 0）为例，开始时加入一定量氮气和氢气，一段时间后达到平衡。

①转化率：

开始时，反应物还未进行反应，转化率为0，随着反应的进行，转化率逐渐增大，达到平衡后，转化率不再变化，如图(A)。

②摩尔质量：

开始时，摩尔质量是氮气和氢气的平均值，大于0，随着反应的进行，气体质量不变，物质的量逐渐减小，则平均摩尔质量逐渐增大，如图(B)。

③体积分数：

开始时，氮气和氢气体积分数大于0，随着反应的进行，逐渐被消耗，体积分数逐渐减小，达到平衡后保持不变，

氨气开始时，体积分数为0，之后逐渐增大，达到平衡后保持不变。

【即学即练3】下列反应中，与三个图象全部相符合的反应是

A．N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0

B．2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)　ΔH>0

C．4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)　ΔH<0

D．H2(g)+CO(g) C(s)+H2O(g)　ΔH>0

常见考法一  适合使用勒夏特列原理的化学反应

【例1】下列说法正确且能用勒夏特列原理解释的是

A．对于反应，达到平衡后，缩小容器的体积可使体系颜色变深

B．向平衡体系中加入少量固体，平衡逆向移动，溶液红色颜色变浅

C．重铬酸钾溶液中滴加溶液，溶液由橙色变黄色【重铬酸钾溶液中存在：】

D．平衡体系，压缩容器的体积，平衡正向移动，最终体系颜色变浅

【同步练习1】下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是

A．，把球浸泡在冰水中，气体颜色变浅

B．用饱和食盐水除去中的，可减少的损失

C．对、和组成的平衡体系加压后颜色变深

D．向含有的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液颜色变浅或褪去

常见考法二  化学平衡的移动

【例2】升高温度，下列数据一定增大的是

A．反应后容器内总压强 B．某物质的平衡转化率

C．化学平衡常数 D．反应的活化分子百分数

【同步练习2】下列叙述正确的是

A．升高温度，可降低活化能

B．反应必须在高温下才能自发进行，则有

C．合成氨生产中将NH3液化分离，可加快正反应速率

D．任何可逆反应，其平衡常数变大，反应物的转化率变小

常见考法三  利用化学平衡常数解决化学平衡移动

【例3】只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是

A．平衡移动，K一定变化 B．平衡移动，K可能不变

C．K变化，平衡一定移动 D．K不变，平衡可能移动

【同步练习3】我国自主研发的DMTO技术是以煤或天然气代替石油作原料生产乙烯和丙烯的新技术。DMTO工业化技术的成功研发，对开辟我国烯烃产业新途径具有重要意义。回答下列问题：

(1)煤气化包含一系列化学反应，热化学方程式如下：

①  

②  

③  ，则a=_______。

(2)在一定温度下，向某刚性容器中充入一定量、仅发生反应：  。下列情况表明反应已达到平衡状态的是_______(填标号)。

A．混合气体的密度保持不变 B．混合气体的平均摩尔质量保持不变

C．混合气体的总压强保持不变 D．含碳粒子总浓度保持不变

(3)向一密闭容器中充入，发生反应：  。其他条件不变时，的平衡转化率随着温度(T)、压强(p)的变化如图所示：

①_______(填“>”或“<”)，时，N点的平衡常数K=_______。已知M点、N点时容器的体积分别为1L、0.5L。

②欲提高的平衡转化率，可采取的措施是_______(填一条，下同)，欲增大反应速率，可采取的措施是_______。

(4)一定温度下，向一恒容密闭容器中投入1.5molCO、发生反应：  。测得反应开始时容器内压强为，10min后反应到达平衡，平衡时体系压强降低了。_______，该温度下的平衡常数_______ (为分压表示的平衡常数，分压=总压X物质的量分数)。

常见考法四  化学平衡图像

【例3】现有下列四个图象：

abcd

下列反应中符合上述全部图象的是

A．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)   ΔH＜0

B．2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)   ΔH＞0

C．4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)   ΔH＜0

D．H2(g)＋CO(g) C(s)＋H2O(g)     ΔH＜0

【同步练习4】下列有关可逆反应2A(g)+B(g)⇌2C(g) △H<0的图象正确的是

A． B．

C． D．

题组A  基础过关练

1．下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是

A．氨水中加酸，的浓度增大

B．合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气

C．氯气在水中溶解度大于饱和食盐水中的溶解度

D．由H2、I2蒸气、HI气体组成的平衡体系减压后颜色变浅

2．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（    ）

①向溶液中加入少量固体KSCN后，溶液颜色变深

②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸中浓度减小

③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气

④对和组成的平衡体系加压后颜色先变深又逐渐变浅

⑤加入催化剂有利于合成氨反应

⑥对、和组成的平衡体系加压后颜色变深

⑦500℃比室温更有利于合成氨反应

⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应

A．①②⑥⑧ B．①③⑤⑦ C．②⑤⑥⑦ D．②③④⑧

3．已知合成氨反应：    △H=-92.4kJ·mol-1，反应过程中正反应速率的变化如图所示。下列说法正确的是

A．t1时升高了温度 B．t2时增大了压强

C．t3时减小了压强 D．t4时降低了温度

4．现有下列两个图象：

下列反应中同时符合上述两个图象的是

A．2HI(g) H2(g)+I2(g) △H>0

B．2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0

C．4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) △H<0

D．N2O4(g) 2NO2(g) △H>0

5．反应2A(g)+B(g)2C(g)；△H<0，下列图象正确的是

A． B．

C． D．

题组B  能力提升练

6．下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是

A．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅

B．滴有酚酞试液的Na2CO3溶液，微热后，红色加深

C．由H2、I2(g)、HI(g)气体组成的平衡体系加压后颜色变深

D．黄绿色的氯水中加入少量NaHCO3固体后颜色变浅

7．氢气能用于烟气的脱氮反应：　。某温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.2mol和0.2molNO，经5min反应达到平衡，测得平衡体系中。下列说法正确的是

A．使用高效催化剂能提高NO的平衡转化率

B．在0~5min内，

C．保持其他条件不变，增大，逆反应速率减小，平衡正向移动

D．保持其他条件不变向容器中再充入0.2mol和0.2molNO，NO的平衡转化率增大

8．合成氨生产技术的发展方案如下表，下列说法错误的是

A．上述方案中原料应循环利用

B．铁催化剂在500℃左右催化效能最好

C．平衡时，的体积分数取决于催化剂的选择

D．寻找温和条件下的催化剂可以作为合成氨工业发展方向

9．某温度下，反应在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是

A．增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动。

B．加入催化剂，平衡时的浓度增大

C．恒容下，充入一定量的，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大

D．恒容下，充入一定量的，的平衡转化率减小

10．下列说法正确且能用勒夏特列原理解释的是

A．由、和组成的平衡体系加压后颜色变深

B．向平衡体系中加入少量固体，平衡逆向移动，溶液颜色变浅

C．饱和食盐水既可除去氯气中的氯化氢气体，又可以减小氯气的溶解度

D．向溶液中滴加浓硫酸能使溶液颜色由橙色变为黄色

11．用活性炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为2C(s)+2NO2(g) N2(g)+2CO2(g)。在恒温的密闭容器中加入1 mol NO2(g)和足量活性炭发生上述反应，测得平衡时NO2(g)和CO2(g)的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示(Kp为以分压表示的平衡常数，分压总压×物质的量分数)。下列说法不正确的是

A．a、c两点的平衡常数：Kp(a)=Kp(c)

B．移除部分活性炭可实现从b点到c点的移动

C．图示的三个点中，b点NO2的转化率最低

D．该温度下，c点的Kp=4 MPa

题组C  培优拔尖练

12．溶液是中学化学常用的一种试剂。下列实验探究方案能达到探究目的的是

A．A B．B C．C D．D

13．在硫酸工业中，在催化剂条件下使氧化为：  。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法正确的是

A．该反应在任何条件下均能自发进行

B．实际生产中，最适宜的条件是温度450℃、压强

C．使用催化剂可加快反应速率，提高的平衡产率

D．为提高的转化率，应适当充入过量的空气

14．利用反应　△H＜0，可减少汽车尾气对大气的污染。该反应的速率方程可表示为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数(与温度有关)，lgk与的关系如图所示：

下列说法正确的是

A．升高温度，v正减小、v逆增大 B．曲线②代表lgk正

C．该反应易在高温下自发进行 D．℃时，该反应的平衡常数K为10

15．一定条件下，分别向体积为1L的密闭容器中充入气体，发生反应：，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是

A．曲线Ⅰ对应实验① B．正反应为放热反应

C．气体的总物质的量： D．b点平衡常数比c点平衡常数小

16．利用合成气(CO和)在催化剂作用下合成甲醇：(Q>0)，反应体系中CO的平衡转化率α(CO)与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是

A．升高温度，平衡常数减小

B．

C．在不同温度、压强下进行该反应，α(CO)不可能相等

D．若，则合成气中

17．SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g)　ΔH<0。该法可能发生副反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)。投料比一定时，下列说法中不正确的是

A．提高NO平衡转化率的条件是高温高压 B．提高NO平衡转化率的条件是低温低压

C．减少副反应的措施是选择合适的催化剂 D．减少副反应的措施是控制O2的用量

18．石油化工、煤化工等行业的废气中普遍含有硫化氢，的回收利用有重要意义。以下是处理的一些方法。

完成下列填空：

Ⅰ.用氢氧化钠溶液吸收。

(1)硫化氢被完全吸收后，溶液里含硫的微粒可能为_______，25℃时若溶液，则溶液中_______(填“>”或“<”或“=”)。

Ⅱ.制取，其反应的能量示意如下图所示。

(2)写出该总反应的热化学方程式。_______

Ⅲ.高温分解：

(3)能够判断上述反应到达平衡状态的是_______。(选填编号)

a.的浓度保持不变        b.气体的质量保持不变

c.恒容时，容器的压强保持不变    d.

(4)在恒温恒压条件下，充入氩气，发现：越小，平衡转化率越大，请解释可能的原因。_______

Ⅳ.将燃烧，产生的与剩余混合后反应，生成单质疏回收。

①

②

(5)②的平衡常数表达式为_______，某温度下，若只发生反应②，从反应开始到15s时，测得容器内的气体密度减小了，则内，平均反应速率_______。

(6)在某温度下发生反应①和②，当②达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为：、、，请计算开始时投料比_______。

19．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破：

(1)根据下表中键能写出合成氨的热化学方程式_______。

(2)科研小组模拟不同条件下的合成氨反应，向容器中充入a mol N2和b mol H2，不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图1：

①T1、T2、T3由大到小的排序为_______。

②在T2、60MPa条件下，A点v正_______v逆(填“>”、“<”或“=”)

③图2表示500 °C、60 MPa条件下，合成氨反应原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡转化率为_______%(结果保留一位小数)。

(3)用NH3可消除NO污染，反应原理为：4NH3+6NO5N2+6H2O，以n(NH3)﹕n(NO)分别为4﹕1、3﹕1、1﹕3投料，得到NO脱除率随温度变化的曲线如图所示：

①曲线a对应的n(NH3)﹕n(NO)=_______。

②曲线c中NO的起始浓度为4×10-4 mg/m3，从A点到B点(经过0.8 s，该时间段内NO的脱除速率_______mg/(m3·s)。

(4)用间接电化学法可对NO进行无害化处理，其原理如下图所示(质子膜允许H＋和H2O通过)，用离子方程式表示吸收塔内吸收NO的原理：_______。