新高考化学一轮复习考点过关练考向23 化学平衡及其移动（含解析）

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【2022江苏】．乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为，，在、时，若仅考虑上述反应，平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性，下列说法正确的是
A．图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化
B．升高温度，平衡时CO的选择性增大
C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率
D．一定温度下，加入或选用高效催化剂，均能提高平衡时产率
【答案】D
【分析】
根据已知反应①，反应②，且反应①的热效应更大，温度升高的时候对反应①影响更大一些，即CO2选择性增大，同时CO的选择性减小，根据CO的选择性的定义可知③代表CO2的选择性，①代表CO的选择性，②代表H2的产率，以此解题。
【详解】
A．由分析可知②代表H2的产率，故A错误；
B．由分析可知升高温度，平衡时CO的选择性减小，故B错误；
C．一定温度下，增大，可以认为开始时水蒸气物质的量不变，增大乙醇物质的量，乙醇的平衡转化率降低，故C错误；
D．加入与水反应放热，且CaO吸收CO2，促进反应①向正反应方向进行，反应②向逆反应方向进行，对反应①影响较大，可以增大产率，或者选用对反应①影响较大的高效催化剂，增加反应①的反应，减少反应②的发生，也可以增大产率，故D正确；
故选D。
知识点一 可逆反应与化学平衡状态
1．可逆反应
(1)概念
在相同条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
(2)特点——“三同一小”
①三同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行；c.反应物与生成物同时存在。
②一小：任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。
(3)表示方法
在化学方程式中用“”表示。
2．化学平衡状态
(1)概念
一定条件下的可逆反应，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应混合物中各组分浓度或质量分数保持不变的状态，称为化学平衡状态。
(2)化学平衡的建立
在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中发生反应，化学平衡的建立过程可用下图表示：
(3)化学平衡状态的特征
[名师点拨] (1)化学平衡状态既可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆两方向建立。
(2)可逆反应达平衡状态时的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等，应与化学计量数成正比。
(3)可逆反应达平衡状态时，各组分的浓度，百分含量保持不变，但不一定相等。
3．化学平衡状态的判断方法
(1)判断化学平衡状态的方法——“正、逆相等，变量不变”
(2)常见的“变量”
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
[名师点拨] 不能作为“平衡标志”的四种情况
(1)反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
(2)恒温恒容下的气体体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。
(3)全是气体参加的气体体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。
(4)全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
知识点二 化学平衡移动和化学反应进行的方向
一、化学平衡移动
1．化学平衡移动的过程
2．化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆：平衡向正反应方向移动。
(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，平衡不发生移动。
(3)v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。
3．影响化学平衡的条件
(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
(2)外界条件对化学平衡影响的图示分析
①浓度对化学平衡的影响
②压强对化学平衡的影响
对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若m＋n>p＋q，则图像对应图1、图2；若m＋n＝p＋q，则图像对应图3、图4，
说明：a.改变压强，相当于改变体积，也就相当于改变浓度。
b．若反应前后气体体积无变化，改变压强，能同时改变正、逆反应速率，v(正)＝v(逆)，平衡不移动。如H2(g)＋I2(g)2HI(g)。
c．压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的总压强变化。若平衡混合物的体积不变，而加入“惰性气体”，虽然总压强变化了，但平衡混合物的浓度仍不变，反应速率不变，平衡不移动；若保持总压强不变加入“惰性气体”，此时增大了体系体积，这就相当于降低了平衡体系的压强，平衡向气体体积增大的方向移动。
③温度对化学平衡的影响
在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。
注意：a.升高温度，不管是吸热还是放热方向，反应速率均增大，但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速率增大的倍数，使v(吸热)>v(放热)，故平衡向吸热方向移动。
b．只要是升高温度，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值；反之则小。v­t图像[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔHv(逆)时，平衡才向正反应方向移动。
(4)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的增大等同，当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他反应物的转化率提高，而该反应物的转化率降低。

1．将1 ml N2和3 ml H2充入某固定容积的密闭容器中，在一定条件下，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH v(正)，平衡逆向移动，是升高温度造成的，C错误；
D．根据C项分析，D正确；
故选D。
3．B
【分析】图中b点NO2的转化率最高，则温度为T℃时，b点恰好达到平衡状态，由于ab曲线上对应容器的体积逐渐增大，NO2的起始浓度逐渐减小，但浓度均大于b点，NO2的浓度越大，反应速率越大，达到平衡的时间越短，所以ab曲线上反应均达到平衡状态；反应正向是气体体积增大的反应，随着容器体积的增大，NO2的转化率逐渐增大，b点达到最大；b点以后，随着容器体积的增大，NO2的起始浓度减小，反应速率减慢，达到平衡的时间延长，所以bc曲线上反应均未达到平衡状态，由于NO2的起始浓度低，则反应正向进行。
【详解】A． 通过以上分析知，c点没有达到平衡状态，故A错误；
B． a点时反应达到平衡，NO2的转化率为40%，则
b点时反应达到平衡，NO2的转化率为80%，则
由以上三段式可知，a点时容器内气体的物质的量为2.4ml，b点时容器内气体的物质的量为2.8ml，又V1＜V2，则Pa:Pb＞2.4:28=6:7，故B正确；
C． a、c两点时体积不同，气体的颜色不相同，故C错误；
D． 温度相同，平衡常数不变，该温度下，a、b、c三点时反应的平衡常数：，故D错误；
故选B。
4．D
【详解】A．碳原子之间存在碳碳双键的烃为烯烃，即烯烃中除了C-H键、碳碳单键外，还有碳碳双键，故CO转变成烯烃反应不止有碳氢键的形成，还有碳碳单键、碳碳双键的形成，故A错误；
B．催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，催化剂HZMS-5不可以提高汽油中芳香烃的平衡产率，故B错误；
C．由图可知合成过程中CO2除了转化为汽油外，还有其他的产物生成，其中生成汽油的选择性是78%，故C错误；
D．生成的烷烃分子中C原子数越少，耗氢量越低，当生成C5的烷烃和水时，起始时CO2和H2的物质的量之比为5：16，故当生成C5及以上的烷烃和水，则起始时CO2和H2的物质的量之比不低于5：16，故D正确；
故选：D。
5．C
【详解】A． M的化学名称为1，4—丁二醇，故A错误；
B．手性碳原子是指连接4个不一样原子或原子团的碳原子，N、Q与足量加成后产物中所含手性碳原子个数相同，均为一个，均为连接侧链的碳原子，故B错误；
C． 从图中看出，耦合可以使反应(Ⅰ)的产物(氢气)作为反应(Ⅱ)的反应物，反应(Ⅱ)放热，有利于反应(Ⅰ)的进行，所以可以提高反应(Ⅰ)和(Ⅱ)的M、N转化率都增大，故C正确；
D．反应(Ⅱ)中醛基变为甲基，加氢去氧，属于还原反应，有电子转移，故D错误；
故选C。
1．D
【分析】废气经过MOFs材料之后，NO2转化成N2O4被吸附，进而与氧气和水反应生成硝酸，从该过程中我们知道，NO2转化为N2O4的程度，决定了整个废气处理的效率。
【详解】A．从可以看出，这个是一个放热反应，升高温度之后，平衡逆向移动，导致生成的N2O4减少，不利于NO2的吸附，A正确；
B．多孔材料“固定”，从而促进平衡正向移动，B正确；
C．N2O4和氧气、水反应生成硝酸，其方程式为，C正确；
D．在方程式中，转移的电子数为4e-，则每获得，转移的电子数为0.4ml，即个数为，D错误；
故选D。
2. 【答案】D
【解析】
【详解】A．根据反应机理的图示知，含N分子发生的反应有NO+∙OOH=NO2+∙OH、NO+NO2+H2O=2HONO、NO2+∙C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+∙OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价，上述反应中均有元素化合价的升降，都为氧化还原反应，一定有电子转移，A项正确；
B．根据图示，由NO生成HONO的反应历程有2种，B项正确；
C．NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，C项正确；
D．无论反应历程如何，在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O22C3H6+2H2O，当主要发生包含②的历程时，最终生成的水不变，D项错误；
答案选D。
【答案】D
【解析】测定NO2的相对分子质量时，N2O4越少越好，即使平衡逆向移动。正反应是气体分子数减小的放热反应，要使平衡逆向移动，需减小压强、升高温度，故选D项。
【答案】C
【解析】A项，根据c(X)＝0.3 ml·L－1，其他条件不变，若容器容积缩小到原来的 eq \f(1,2) ，若平衡不移动，则c(X)＝0.6 ml·L－1＞0.5 ml·L－1，说明平衡正向移动，错误；B项，缩小体积，即增大压强，平衡正向移动，说明正反应方向气体体积减小，Y必为气体，错误；C项，平衡正向移动，说明正反应方向气体体积减小，m＋n＞2m，即n＞m，正确；D项，平衡正向移动，生成了Z，Z的体积分数增大，错误。
5. 【答案】BD
【解析】A．甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，甲烷转化率增大，甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率减小，错误；B．根据两个反应得到总反应为CH4(g)＋2CO2(g) H2(g)＋3CO(g) ＋H2O (g)，加入的CH4与CO2物质的量相等，CO2消耗量大于CH4，因此CO2的转化率大于CH4，因此曲线B表示CH4的平衡转化率随温度变化，正确；C．使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，错误；D．800K时甲烷的转化率为X点，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y点的值，正确。综上所述，答案为BD。
平衡建立过程
正、逆反应速率
反应物、生成物的浓度
反应开始阶段
v(正)>v(逆)
反应物浓度最大，生成物浓度为零
反应过程中
v(正)逐渐减小，v(逆)逐渐增大
反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大
平衡状态时
v(正)＝v(逆)
各组分浓度不再随时间的变化而变化
选项
改变条件
平衡移动方向
A
使用适当催化剂
平衡向正反应方向移动
B
升高温度
平衡向逆反应方向移动
C
再向容器中充入1 ml N2和3 ml H2
平衡不移动
D
向容器中充入氦气
平衡向正反应方向移动