2024届高考化学一轮复习练习第七章化学反应速率与化学平衡第35讲化学平衡移动原理

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考点一 化学平衡移动
1．化学平衡移动
(1)原因：反应条件改变引起v正≠v逆。
(2)化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
①v正>v逆时，平衡向正反应方向移动；
②v正＜v逆时，平衡向逆反应方向移动。
2．影响因素
在一定条件下，aA(g)＋bB(g)mC(g) ΔH<0达到了平衡状态，若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡影响如下：
3.几种特殊情况说明
(1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。
(2)“惰性气体”对化学平衡的影响。
①恒温、恒容条件：
原平衡体系 eq \(――→,\s\up7(充入惰性气体)) 体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
②恒温、恒压条件：
原平衡体系 eq \(――→,\s\up7(充入惰性气体)) eq \a\vs4\al(容器容积增大，各反,应气体的分压减小) ―→
(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。
4．勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强)，平衡将向减弱这种改变的方向移动。
[正误辨析]
(1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动( )
(2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大( )
(3)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大( )
(4)向平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅( )
(5)对于2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅( )
答案： (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
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1．对于一定条件下的可逆反应
甲：A(g)＋B(g)C(g) ΔH<0
乙：A(s)＋B(g)C(g) ΔH<0
丙：A(g)＋B(g)2C(g) ΔH>0
达到化学平衡后加压，使体系体积缩小为原来的 eq \f(1,2)
(1)平衡移动的方向：甲________ (填“向左”“向右”或“不移动”，下同)；乙________；丙________。
(2)设压缩之前压强分别为p甲 、p乙、p丙 ，压缩后压强分别为p′甲、p′乙、p′丙 ，则p甲与p′甲 、p乙与p′乙、p丙与p′丙 的关系分别为甲__________；乙__________；丙____________。
(3)混合气体的平均相对分子质量变化分别为甲__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；乙____________；丙____________。
答案： (1)向右 不移动 不移动 (2)p甲＜p′甲 ＜2p甲 p′乙＝2p乙 p′丙＝2p丙 (3)增大 不变 不变
2．在密闭容器中，反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，在一定条件下达到平衡状态，试回答下列问题：
(1)若保持体积不变，通入氦气，则平衡________移动。
(2)若保持压强不变，通入氦气，平衡向正反应方向移动，则x、y、z的关系为__________。
答案： (1)不 (2)x＋y＜z
3．用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染，其反应为2HCl(g)＋ eq \f(1,2) O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
(1)实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl～T曲线如下图：
则总反应的ΔH________0(填“>”“＝”或“<”)。
(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，请在上图画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说明理由：____________________________。
答案： (1)< (2)如图所示
温度相同的条件下，增大压强，平衡右移，αHCl增大，因此曲线应在原曲线上方
4．甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：
ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0
ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0
ⅲ.CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) ΔH＞0
一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。
(1)温度为470 K时，图中P点________(填“是”或“不是”)处于平衡状态。在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是__________________________________；
490 K之后，甲醇产率下降的原因是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)一定能提高甲醇产率的措施是________(填字母)。
A．增大压强 B．升高温度
C．选择合适催化剂 D．加入大量催化剂
解析： (1)温度为470 K时，图中P点不是处于平衡状态。在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是温度越高，化学反应速率越快；490 K之后，甲醇产率下降的原因是升高温度，反应ⅰ逆向移动，催化剂活性降低。(2)增大压强，反应ⅰ平衡正向移动，A项正确；升高温度，反应ⅰ平衡逆向移动，B项错误；选择合适催化剂，可提高甲醇产率，C项正确；加入大量催化剂，不影响产率，D项错误。
答案： (1)不是 温度越高化学反应速率越快 升高温度，反应ⅰ逆向移动，催化剂活性降低 (2)AC
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考点二 工业合成氨
如图是工业合成氨的工艺，根据流程解答下列问题。
(1)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其热化学方程式如下：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ· ml－1，结合反应的化学方程式分析：
①可以提高合成氨的反应速率的措施有哪些？
②可以提高氮气或氢气转化率的措施有哪些？
答案： ①升高温度、增大压强、增大反应物的浓度、使用催化剂等 ②降低温度、增大压强、增大反应物浓度或减小生成物浓度等。
(2)工业合成氨中，使用铁触媒作催化剂。
①铁触媒能提高氢气的平衡转化率吗？简述理由。
②铁触媒能提高反应混合物中氨的体积分数吗？
答案： ①不能。因为催化剂对化学平衡无影响 ②能。因为实际合成氨过程为非平衡状态下进行，反应速率大，单位时间里生成氨气的量多。
(3)合成氨时选择500 ℃而不采用常温主要考虑什么因素？
答案： 考虑速率因素，500 ℃时催化剂的催化活性最好。
(4)合成氨时一般采用的压强为10～30 MPa的原因是什么？
答案： 合成氨时增大压强尽管可以同时提高反应速率和反应物的转化率，但压强越大，对材料的强度和设备的要求也越高，增加生产投资成本将降低综合经济效益。故一般采用的压强为10～30 MPa。
(5)合成氨工业中，为提高反应物的转化率，还采取哪些措施？
答案： 使氨气变成液氨并及时分离，分离后的原料气循环使用。
1．合成氨工业中，原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中的CO，其反应是[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO ΔH<0。
(1)必须除去原料气中CO的原因是 。
(2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收CO的适宜生产条件应是 。
(3)吸收CO后的醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液经过适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液再生的适宜生产条件应是 。
解析： 合成氨的流程中的除杂，是为了除去能使催化剂中毒的物质。题中指出：在合成氨的过程中必须除去CO，因此CO是属于使催化剂中毒的物质。从吸收CO的化学方程式可得：吸收CO的反应是正反应气体体积缩小的放热反应，因此为了使CO尽最大可能地被吸收，应采取高压、低温的办法使平衡正向移动，要使醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液再生，即使平衡逆向移动，故必须采取低压、高温的办法。
答案： (1)防止CO使催化剂中毒 (2)低温、高压 (3)高温、低压
2．化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生反应：TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g) ΔH>0(Ⅰ)。如图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1 T2(填“>”“<”或“＝”)。上述反应体系中循环使用的物质是 。
(2)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应ΔH 0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是 。
答案： (1)< I2
(2)< 在1.3×104 kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失
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3．“丁烯裂解法”是另一种重要的丙烯生产法，在生产过程中会有生成乙烯的副反应发生。反应如下：
主反应：3C4H8(g) 4C3H6(g)；
副反应：C4H8(g) 2C2H4(g)。
测得上述两反应的平衡体系中，各组分的质量分数(w)随温度(T)和压强(p)变化的趋势分别如图甲和图乙所示：
(1)平衡体系中的C3H6(g)和C2H4(g)的质量比是工业生产C3H6(g)时选择反应条件的重要依据之一，从产物的纯度考虑，该数值越高越好，据图甲和图乙判断，反应条件应选择 (填字母)。
A．300 ℃、0.1 MPa B．700 ℃、0.1 MPa
C．300 ℃、0.5 MPa D．700 ℃、0.5 MPa
(2)有研究者结合图甲数据并综合考虑各种因素，认为450 ℃的反应温度比300 ℃或700 ℃更合适，从反应原理角度分析其理由可能是 。
解析： (1)由图甲可知，300 ℃时C2H4(g)的质量分数接近于0，而温度升高，C2H4(g)的质量分数增大，故选择300 ℃；由图乙可知，压强增大，C2H4(g)的质量分数减小，C3H6(g)的质量分数增大，故选0.5 MPa，因此控制反应条件为300 ℃、0.5 MPa。
(2)温度越低，反应速率越慢，由图甲可知，300 ℃时反应速率慢；温度升高，C2H4(g)的质量分数增大，700 ℃的副反应的转化率大于丁烯转化成丙烯的转化率。而450 ℃时，C3H6(g)的质量分数达到最大值，且C2H4(g)的质量分数在10%左右，产物中C3H6(g)的含量较高，故450 ℃更合适。
答案： (1)C (2)300 ℃反应速率慢，700 ℃副反应的转化率大于丁烯转化成丙烯的转化率
真题演练 明确考向
1．(2022·海南选择考，8)某温度下，反应CH2ＦCH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是( )
A．增大压强，v正＞v逆，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动
D．恒容下，充入一定量的CH2ＦCH2(g)，CH2ＦCH2(g)的平衡转化率增大
C [A.该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应的，故v正> v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；B.催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；D.恒容下，充入一定量的CH2ＦCH2 (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2ＦCH2 (g)的平衡转化率减小，D不正确。]
2．(2022·6浙江选择考，19)关于反应Cl2(g)＋H2O(l)HClO(aq)＋H＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH＜0，达到平衡后，下列说法不正确的是( )
A．升高温度，氯水中的c(HClO)减小
B．氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动，c(HClO)增大
C．取氯水稀释，c(Cl－)/c(HClO)增大
D．取两份氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色，可以证明上述反应存在限度
D [A.HClO受热易分解，升高温度，HClO分解，平衡正向移动，c(HClO)减小，A正确；B.氯水中加入少量醋酸钠固体，醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子，氢离子浓度减小，平衡正向移动，c(HClO)增大，B正确；C.氯水稀释，平衡正向移动，而c(HClO)和c(Cl－)均减小，但HClO本身也存在电离平衡HClOH＋＋ClO－，稀释促进了HClO的电离，使c(HClO)减少更多，因此 eq \f(c（Cl－）,c（HClO）) 增大，C正确；D.氯水中加硝酸银产生白色沉淀，证明溶液中有氯离子，氯水中加淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，证明生成了碘单质，溶液中有强氧化性的物质，而氯气和次氯酸都有强氧化性，不能证明反应物和生成物共存，即不能证明上述反应存在限度，D错误。]
3．(2022·广东选择考，13)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH＜0
B．a为n(H2O)随温度的变化曲线
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
C [A.从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；B.从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；C.容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；D.BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误。]
4．[2022·广东选择考，19(2)]K2Cr2O7溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：
(ⅰ)Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) (aq)＋H2O(l)2HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) (aq) K1＝3.0×10－2 (25 ℃)
(ⅱ)HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) (aq)CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)＋H＋(aq) K2＝3.3×10－7(25 ℃)
①下列有关K2Cr2O7溶液的说法正确的有________。
A．加入少量硫酸，溶液的pH不变
B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加
C．加入少量NaOH溶液，反应(ⅰ)的平衡逆向移动
D．加入少量K2Cr2O7固体，平衡时c2(HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) )与c(Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) )的比值保持不变
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②25 ℃时，0.10 ml·L－1 K2Cr2O7溶液中lg eq \f(c（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) 随pH的变化关系如图。计算溶液中HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 的平衡浓度________________________(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长(λ)有关；在一定波长范围内，最大A对应的波长(λmax)取决于物质的结构特征；浓度越高，A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究pH对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响，配制浓度相同、pH不同的K2Cr2O7稀溶液，测得其A随λ的变化曲线如图，波长λ1、λ2和λ3中，与CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的λmax最接近的是________；溶液pH从a变到b的过程中， eq \f(c（H＋）·c2（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) 的值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析： ①K2Cr2O7溶液中存在平衡：(ⅰ)Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) (aq)＋H2O(l)2HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) (aq)、(ⅱ)HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) (aq)CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)＋H＋(aq)。
A.向溶液中加入少量硫酸，溶液中c(H＋)增大，(ⅱ)平衡逆向移动，根据勒夏特列原理可知，平衡移动只是减弱改变量，平衡后，溶液中c(H＋)依然增大，因此溶液的pH将减小，故A错误；B.加水稀释过程中，根据“越稀越水解”、“越稀越电离”可知，(ⅰ)和(ⅱ)的平衡都正向移动，两个平衡正向都是离子数增大的反应，因此稀释后，溶液中离子总数将增大，故B正确；C.加入少量NaOH溶液，(ⅱ)正向移动，溶液中c(HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) )将减小，(ⅰ)将正向移动，故C错误；D.平衡(ⅰ)的平衡常数K1＝ eq \f(c2（HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ）,c（Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) ，平衡常数只与温度和反应本身有关，因此加入少量K2Cr2O7溶液， eq \f(c2（HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ）,c（Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) 不变，故D正确。
②由题图可知，当溶液pH＝9时， eq \f(c（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) ＞104，因此可忽略溶液中Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ，即c(HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) )＋c(CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＝0.20 ml·L－1，反应(ⅱ)的平衡常数K2＝ eq \f(c（H＋）·c（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ）) ＝ eq \f(10－9×c（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ）) ＝3.3×10－7，联立两个方程式可得c(HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) )≈6.0×10－4ml/L。
③根据反应(ⅰ)、(ⅱ)是离子浓度增大的平衡可知，溶液pH越大，溶液中c(Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) )＋c(HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) )＋c(CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )越大，混合溶液在某一波长的A越大，溶液的pH越大，溶液中c(CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )越大，因此与CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的λmax最接近的是λ3；反应(ⅰ)的平衡常数K1＝ eq \f(c2（HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ）,c（Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) ，反应(ⅱ)的平衡常数K2＝ eq \f(c（H＋）·c（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ）) ，(K2)2×K1＝ eq \f(c2（H＋）·c2（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c2（HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ）) × eq \f(c2（HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ）,c（Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) ＝ eq \f(c2（H＋）·c2（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) ，因此 eq \f(c（H＋）·c2（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) ＝ eq \f(（K2）2·K1,c（H＋）) ，由上述分析逆推可知，b>a，即溶液pH从a变到b的过程中，溶液中c(H＋)减小，所以 eq \f(c（H＋）·c2（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) 的值将增大。
答案： ①BD
②当溶液pH＝9时， eq \f(c（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) ＞104，因此可忽略溶液中Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ，即c(HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) )＋c(CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＝0.20 ml·L－1，反应(ⅱ)的平衡常数K2＝ eq \f(c（H＋）·c（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ）) ＝ eq \f(10－9×c（CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）,c（HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ）) ＝3.3×10－7，联立两个方程式可得c(HCrO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) )≈6.0×10－4 ml/L
③λ3 增大
课时精练(三十五) 化学平衡移动原理 eq \a\vs4\al(\f(对应学生,用书P414))
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．一定条件下：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是( )
A．温度0 ℃、压强50 kPa
B．温度130 ℃、压强300 kPa
C．温度25 ℃、压强100 kPa
D．温度130 ℃、压强50 kPa
D [测定二氧化氮的相对分子质量，要使测定结果误差最小，应该使混合气体中NO2的含量越多越好，为了实现该目的，应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应，可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动，则选项中，温度高的为130 ℃，压强低的为50 kPa，结合二者选D。]
2．已知反应式：mX(g)＋nY(？)pQ (g)＋2mZ(g)，达到平衡时c(X)＝0.3 ml·L－1。其他条件不变，将容器体积缩小到原来的 eq \f(1,2) ，重新平衡后c(X)＝0.5 ml·L－1。下列说法正确的是( )
A.平衡向逆方向移动 B．Y 可能是固体
C．系数n>m D．Z 的体积分数减小
C [平衡时c(X)＝0.3 ml·L－1，将容器体积缩小到原来的 eq \f(1,2) 的瞬间，X的浓度变为原来的2倍，即为0.6 ml·L－1，重新平衡后c(X)＝0.5 ml·L－1，说明平衡在增大压强时向正向移动。A项，从以上分析可知，平衡向正方向移动，故A错误；B项，增大压强，平衡正向移动，说明反应物的系数之和大于生成物的系数之和，若Y 是固体，反应物的系数之和小于生成物的系数之和，所以Y是气体，故B错误；C项，根据B的分析，系数m＋n＞p＋2m，即n＞p＋m，所以n＞m，故C正确；D项，平衡正向移动，所以Z 的体积分数增大，故D错误；故选C。]
3．有两个相同带活塞的容器，向容器a中充入NO2(g)，待颜色不再变化，再向容器b中充入溴蒸气，使两容器的颜色相同和体积相等[注意：同浓度的NO2和Br2蒸气颜色相同，2NO2(g)N2O4(g)(无色)]，迅速将两容器同时压缩(假设气体不液化)，下列说法正确的是( )
A．a→a′过程中，颜色突然加深，然后逐渐变浅，最终颜色比原来的浅
B．若对a和b以极慢的速度缓缓压缩，则a和b的颜色均慢慢加深，但在每一个相同的时间点，b的颜色总比a的深
C．假设容器和活塞均为无色，从容器左侧观察a和a′，a′的颜色比a浅
D．气体的物质的量：na′一定大于nb′
B [a→a′过程中，增大压强，2NO2N2O4平衡正向移动，有一定量的NO2转化成N2O4，但是新平衡时各气体物质的物质的量浓度均比旧平衡时大；b→b′过程中，溴蒸气的物质的量不变，浓度增大。A项，a→a′过程中，开始时容器的容积瞬间减小，NO2的浓度瞬间增大，则颜色突然加深，2NO2N2O4平衡正向移动，NO2的浓度逐渐减小，则颜色又逐渐变浅，但是新平衡时各气体物质的浓度均比旧平衡时大，则最终颜色比原来的深，故A错误；B项，在以极慢的速度缓缓压缩的过程中，a中2NO2N2O4平衡正向移动，有一定量的NO2转化成N2O4，而b→b′过程中，溴蒸气的物质的量不变，但在每一个相同的时间点，溴蒸气的浓度总是比NO2的浓度大，故b的颜色总比a的深，故B正确；C项， 由A项分析知，从容器左侧观察a和a′，a′的颜色更深，故C错误；D项，a′中反应为气体分子数减小的反应，而b′中气体分子数不变，故na′一定小于nb′，故D错误；故选B。]
4．对密闭容器中进行的反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)绘制如下图像，下列说法错误的是( )
A．依据图甲可判断正反应为放热反应
B.在图乙中，虚线可表示使用了催化剂后X的转化率
C．图丙可表示减小压强，平衡向逆反应方向移动
D．依据图丁中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH<0
C [图甲中v正、v逆曲线的交点是平衡点，升高温度，v正增大的程度小于v逆，平衡逆向移动，则该反应的正反应是放热反应，A正确；使用催化剂，可加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但平衡不移动，X的转化率不变，故图乙中虚线可表示使用催化剂后X的转化率，B正确；减小压强，v正、v逆均减小，v正减小的程度大于v逆，平衡逆向移动，与图丙不相符，C错误；X、Y、Z均为气体，混合气体的总质量不变，图丁中 eq \x\t(M) 随温度升高而逐渐减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则正反应的ΔH<0，D正确。]
5．将5 mL 0.005 ml·L－1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 ml·L－1 KSCN溶液混合，达到平衡后溶液呈红色。再将混合液等分为5份，分别进行如下实验：
下列说法不正确的是( )
A．对比实验①和②，为了证明增加反应物浓度，平衡发生正向移动
B．对比实验①和③，为了证明增加生成物浓度，平衡发生逆向移动
C．对比实验①和④，为了证明增加反应物浓度，平衡发生正向移动
D．对比实验①和⑤，为了证明减少反应物浓度，平衡发生逆向移动
B [A.实验②与实验①对比，只改变了Fe3＋浓度，故A说法正确；B.FeCl3溶液和KSCN溶液反应的实质是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，改变钾离子或氯离子的浓度对平衡无影响，故B说法错误；C.实验④与实验①对比，只改变了SCN－浓度，故C说法正确；D.在原平衡体系中加入NaOH溶液，Fe3＋与OH－反应生成氢氧化铁沉淀，溶液中Fe3＋的浓度减小，故D说法正确。故答案选B。]
6．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅
B．对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深
C．反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g) ΔH<0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D．对于合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施
B [溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入少量AgNO3溶液，HBr与AgNO3反应生成AgBr沉淀，c(HBr)减小，平衡正向移动，溶液的颜色变浅，A可以用勒夏特列原理解释；2HI(g)H2(g)＋I2(g)的正反应是反应前后气体总分子数不变的反应，缩小容器的容积，压强增大，平衡不移动，但c(I2)增大，导致平衡体系的颜色变深，由于平衡不移动，故B不能用勒夏特列原理解释；反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)的ΔH<0，升高温度，为了减弱温度的改变，平衡逆向移动，C可以用勒夏特列原理解释；合成氨的反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，有利于生成NH3，D可以用勒夏特列原理解释。]
7．某温度下，在一容积可变的恒压容器中，反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 ml、2 ml和4 ml。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是( )
A．均减半 B．均加倍
C．均增加1 ml D．均减少1 ml
C [容积可变，说明是恒温、恒压条件，满足“等比等效”。A项，“均减半”后A、B、C的物质的量分别为2 ml、1 ml和2 ml，满足“等比等效”，平衡不会移动；B项，“均加倍”后A、B、C的物质的量分别为8 ml、4 ml和8 ml，满足“等比等效”，平衡不会移动；C项，“均增加1 ml”后A、B、C的物质的量分别为5 ml、3 ml和5 ml，相当于在5 ml、2.5 ml和5 ml的基础上又增加了0.5 ml B，平衡向右移动；D项，“均减小1 ml”后A、B、C的物质的量分别为3 ml、1 ml和3 ml，相当于在3 ml、1.5 ml和3 ml的基础上减少了0.5 ml B，平衡向左移动。]
8．在一个固定容积的密闭容器中充入2 ml NO2，一定温度下建立平衡：2NO2N2O4，此时NO2的转化率为x%，若再充入1 ml N2O4，在温度不变的情况下，达到新的平衡时，测得NO2的转化率为y%，则x和y的大小关系正确的是( )
A．x>y B．xC．x＝y D．不能确定
B [先建立等效平衡模型，即假设原容器的体积可变，当再充入1 ml N2O4后重新建立起的平衡和原平衡等效，此时NO2的转化率依然为x%。当体积不发生变化时，在原平衡的基础上要缩小容器的体积，即增大了压强，该反应正反应方向为气体体积缩小的方向，平衡向正反应方向移动，NO2的转化率增大，即x9．如图所示，A是由导热材料制成的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊。关闭K2，将各1 ml NO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为a L。若打开K2，平衡后B容器的体积缩至0.4a L，则打开K2之前，气体B体积为( )
A．0.1a L B．0.3a L C．0.5a L D．0.7a L
D [将NO2充入两个容器中发生2NO2N2O4的反应，打开K2，相当于是在等温等压条件下建立平衡，此时建立起的平衡与未打开K2时B容器建立起的平衡等效。由于此时反应物的物质的量是B中的2倍，所以打开K2之前，气球B的体积为(a L＋0.4a L)÷2＝0.7a L。]
10．在密闭容器中充入足量的FeO(s)和适量O2(g)，在一定条件下发生反应6FeO(s)＋O2(g)2Fe3O4(s) ΔH＜0，达到平衡时，测得O2浓度为a ml·L－1；保持温度不变，缩小体积至原来的四分之一，重新达到平衡时，测得O2浓度为c ml·L－1，下列有关说法正确的是( )
A．上述反应为熵减反应，在较高温度下能自发进行
B．恒温恒容条件下平衡后，再充入O2，O2的平衡转化率减小
C．当FeO(s)或Fe3O4(s)的物质的量保持不变时达到平衡状态
D．温度不变，达到新平衡时，c＝4a
C [A项，根据题给反应式可知：反应物只有O2是气体，产物是固体，它是熵减反应，正反应是放热反应，由复合判据知，它在较低温度下能自发进行，A错误；B项，恒温条件下，化学平衡常数不变，再充入氧气，化学平衡向正反应方向移动，最终平衡时O2浓度不变，氧气的平衡转化率增大，B错误；C项，当固体质量或物质的量保持不变时，说明正反应速率等于逆反应速率，C正确；D项，假设化学平衡不移动，当缩小体积至原容器体积的 eq \f(1,4) 时，则氧气浓度增至原来的4倍。实际上，缩小体积时化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，导致氧气浓度减小。当第二次达到平衡时，因温度不变，平衡常数K不变，则根据平衡常数表达式可知：K＝ eq \f(1,c（O2）) ，所以平衡时氧气浓度不变，故a＝c，D错误；故选C。]
11.在一定条件下，取一定量的A和B在恒容密闭容器中发生反应：aA(g)＋bB(g)mM(g)＋nN(s) ΔH＝Q kJ·ml－1。达到平衡时，M的浓度与温度和容器容积的关系如图所示。下列有关判断正确的是( )
A．a＋b>m
B．E点的平衡常数小于F点的平衡常数
C．达到平衡后，增大A的浓度将会提高B的转化率
D．Q＜0
C [A项，由题图可知，体积越大时M的浓度越小，比较E、F两点可知，体积增大3倍，M浓度减小不到3倍，说明减小压强平衡正向移动，N为固体，则a＋b0，故D错误；故选AC。]
12．工业上用C6H5Cl和H2S的高温气相反应制备苯硫酚(C6H5SH)，同时有副产物苯(C6H6)生成：
Ⅰ.C6H5Cl(g)＋H2S(g)C6H5SH(g)＋HCl(g) ΔH1
Ⅱ.C6H5Cl(g)＋H2S(g)C6H6(g)＋HCl(g)＋ eq \f(1,8) S8(g) ΔH2
使C6H5Cl和H2S按物质的量1∶1进入反应器，定时测定反应器尾端出来的混合气体中各产物的量，得到单程收率( eq \f(生产目的产物所消耗的原料量,进入反应器的原料量) ×100%)与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.ΔH1＜0，ΔH2＞0
B．反应Ⅱ的活化能较大
C．590 ℃以上，随温度升高，反应Ⅰ消耗H2S增多
D．645 ℃时，反应Ⅰ的化学平衡常数K＝ eq \f(2,9)
C [A项，温度大于590 ℃时，随温度升高，苯硫酚的单程收率降低，说明ΔH1＜0，随温度升高，苯的单程收率增大，说明ΔH2＞0，故A正确；B项，温度较低时，苯的单程收率小，说明Ⅱ反应速率小，Ⅱ的活化能较大，故B正确；C项，590 ℃以上，随温度升高，苯硫酚的单程收率降低，反应Ⅰ消耗H2S 减少，故C错误；D项，设通入氯苯、H2S的物质的量各为1 ml，645 ℃时，苯硫酚的单程收率为20%、苯的单程收率为20%，则反应Ⅰ消耗0.2 ml氯苯、0.2 ml H2S，生成苯硫酚0.2 ml、氯化氢0.2 ml，反应Ⅱ消耗0.2 ml氯苯、0.2 ml H2S，生成苯0.2 ml、氯化氢0.2 ml、S8 0.025 ml，容器中含有0.6 ml氯苯、0.6 ml H2S、苯硫酚0.2 ml、氯化氢0.4 ml，反应Ⅰ的化学平衡常数K＝ eq \f(0.2×0.4,0.6×0.6) ＝ eq \f(2,9) ，故D正确。]
13．(1)某兴趣小组对该反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 ml NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是________(用图中a、b、c、d表示)，理由是________________________________。
(2)Shichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0]中，CO和H2分压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。
467 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。489 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。
解析： (1)t2时将容器体积压缩到原来的一半，开始N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小，故b曲线符合。
(2)水煤气变换中CO是反应物，H2是产物，又因为该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，重新达到平衡时，H2的压强减小，CO的压强增大。故a曲线代表489 ℃时pH2随时间变化关系的曲线，d曲线代表489 ℃时pCO随时间变化关系的曲线，b曲线代表467 ℃时pH2随时间变化关系的曲线，c曲线代表467 ℃时pCO随时间变化关系的曲线。
答案： (1)b 开始体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来2倍要小 (2)b c a d
14．丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1­丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：
C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g) ΔH＝＋123 kJ·ml－1
图(a)是平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是________(填字母)。
A．升高温度 B．降低温度
C．增大压强 D．降低压强
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是____________________、________________；590 ℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是________________________________________________________________________。
答案： (1)小于 AD (2)氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大
(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类化合物
15．我国力争2060年前实现碳中和。CH4与CO2催化重整是实现碳中和的热点研究课题。该催化重整反应体系主要涉及以下反应：
反应Ⅰ：主反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH1 Kp1
反应Ⅱ：副反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2 Kp2
反应Ⅲ：积碳反应2CO(g)CO2(g)＋C(s) ΔH3 Kp3
反应Ⅳ：积碳反应CH4(g)C(s)＋2H2(g) ΔH4 Kp4
(1)设Kp为分压平衡常数(用分压代替浓度，气体分压＝总压×该组分的物质的量分数)，反应Ⅲ、Ⅳ的lg Kp随 eq \f(1,T) (T表示温度)的变化如图所示。据图判断，反应Ⅰ的ΔH1________0(选填“大于”“小于”或“等于”)，说明判断的理由___________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)下列关于该重整反应体系的说法正确的是____。
A．在投料时适当增大 eq \f(n（CO2）,n（CH4）) 的值，有利于减少积碳
B．在一定条件下建立平衡后，移去部分积碳，反应Ⅲ和反应Ⅳ平衡均向右移
C．随着投料比 eq \f(n（CO2）,n（CH4）) 的增大，达到平衡时CH4的转化率增大
D．降低反应温度，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的正反应速率减小，逆反应速率增大；反应Ⅲ的正反应速率增大，逆反应速率减小
(3)在一定条件下的密闭容器中，按照 eq \f(n（CO2）,n（CH4）) ＝1加入反应物，发生反应Ⅰ(反应Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可忽略)。在不同条件下达到平衡，设体系中平衡状态下甲烷的物质的量分数为x(CH4)，在T＝800 ℃下的x(CH4)随压强p的变化曲线、在p＝100 kPa下的x(CH4)随温度T的变化曲线如图所示。
①图中对应T＝800 ℃下，x(CH4)随压强p的变化曲线是________，判断的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若x(CH4)＝0.1，则CO2的平衡转化率为________。
解析： (1)由盖斯定律可知，反应Ⅳ—反应Ⅲ得到反应Ⅰ，则ΔH1＝ΔH4—ΔH3，由题图可知，温度升高，反应Ⅲ分压平衡常数减小，该反应为放热反应，反应ΔH3<0，反应Ⅳ分压平衡常数增大，该反应为吸热反应，反应ΔH4>0，则ΔH1＝ΔH4－ΔH3>0(或由盖斯定律可知，反应Ⅳ—反应Ⅲ得到反应Ⅰ，则反应Ⅰ分压平衡常数为Kp1＝ eq \f(Kp4,Kp3) ，由图可知，温度升高，反应Ⅲ分压平衡常数减小，反应Ⅳ分压平衡常数增大，Kp1增大，则该反应为吸热反应)。
(2)A项，在投料时适当增大 eq \f(n（CO2）,n（CH4）) 相当于增大二氧化碳的浓度，反应Ⅰ平衡向正反应方向移动，一氧化碳和氢气的浓度增大，反应Ⅲ、Ⅳ的平衡向逆反应方向移动，碳的物质的量减小，所以在投料时适当增大 eq \f(n（CO2）,n（CH4）) 的值，有利于减少积碳，故正确；B项，在一定条件下建立平衡后，移去浓度为定值的碳固体，化学反应速率不变，反应Ⅲ和反应Ⅳ的平衡均不移动，故错误；C项，投料比 eq \f(n（CO2）,n（CH4）) 增大相当于增大二氧化碳的浓度，反应Ⅰ平衡向正反应方向移动，甲烷的转化率增大，故正确；D项，降低反应温度，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的正、逆反应速率均减小，故错误。
(3)①反应Ⅰ正反应方向气体分子数增大，其他条件不变时，增大压强，平衡逆移，x(CH4)增大，故选b；②设起始甲烷和二氧化碳的物质的量都为1 ml，二氧化碳的转化率为a，由题意可建立如下三段式：
CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)
起始/ml 1 1 0 0
变化/ml a a 2a 2a
平衡/ml 1－a 1－a 2a 2a
由甲烷的物质的量分数为0.1可得： eq \f(1－a,2＋2a) ＝0.1，解得a＝ eq \f(2,3) 。
答案： (1)大于 温度T升高，Kp3减小，Kp4增大，Kp1＝ eq \f(Kp4,Kp3) ，则Kp1增大，故反应Ⅰ正反应吸热(或温度T升高，Kp3减小，Kp4增大，说明反应ΔH3<0，反应ΔH4>0，则ΔH1＝ΔH4－ΔH3>0)
(2)AC
(3)① b 反应Ⅰ正反应方向气体分子数增大，其他条件不变时，增大压强，平衡逆移，x(CH4)增大 ② eq \f(2,3) 条件的改变(其他条件不变)
化学平衡的移动
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强(对有气体存在的反应)
反应前后气体分子数改变
增大压强
向气体体积减小的方向移动
减小压强
向气体体积增大的方向移动
反应前后气体分子数不变
改变压强
平衡不移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动
实验①：滴加4滴水，振荡
实验②：滴加4滴饱和FeCl3溶液，振荡
实验③：滴加4滴1 ml·L－1KCl溶液，振荡
实验④：滴加4滴1 ml·L－1KSCN溶液，振荡
实验⑤：滴加4滴6 ml·L－1NaOH溶液，振荡