配餐作业(二十三)化学平衡的移动和化学反应进行的方向1．(2018·河北石家庄测试)下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )A ．2N 2(g)＋O 2(g)===2N 2O(g) ΔH ＝＋163 kJ·mol －1B ．Ag(s)＋12Cl 2(g)===AgCl(s) ΔH ＝－127 kJ·mol －1 C ．HgO(s)===Hg(l)＋12O 2(g) ΔH ＝＋91 kJ·mol －1 D ．H 2O 2(l)===12O 2(g)＋H 2O(l) ΔH ＝－98 kJ·mol －1 解析 当ΔH ＜0，ΔS ＞0，反应在任何温度下均有ΔH －T ΔS ＜0，故反应自发进行。

A 、C 项中的ΔH ＞0，不符合要求；B 项中的ΔS ＜0，不符合要求；D 项中的ΔH ＜0，ΔS ＞0，符合要求。

答案 D2．(2018·杭州模拟)反应2AB(g)C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的ΔH 、ΔS 应为( )A ．ΔH ＜0，ΔS ＞0B ．ΔH ＜0，ΔS ＜0C ．ΔH ＞0，ΔS ＞0D ．ΔH ＞0，ΔS ＜0解析 由反应方程式可看出反应后气体物质的量增加，ΔS ＞0。

又由于反应能自发进行的前提是ΔH －T ΔS ＜0，该反应在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，说明ΔH ＞0。

答案 C3．(2018·沧州质量监测)已知反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH的能量变化如图所示。

下列说法正确的是()A．ΔH＝E2－E1B．更换高效催化剂，E3不变C．恒压下充入一定量的氦气n(Z)减少D．压缩容器，c(X)减小解析ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝E1－E2，故A 项错误；更换高效催化剂，降低反应活化能，反应速率加快，该反应中(E3－E2)为活化能，E2为反应物的总能量，E2不变，活化能降低，则E3减小，故B项错误；恒压下充入一定量的氦气，容器体积增大，反应体系的分压减小，平衡向气体分子数增多的方向移动，则n(Z)减少，故C项正确；压缩容器体积，压强增大，平衡向右移动，n(X)减小。

压缩容器，体积减小，各物质的浓度都增大，平衡移动只能减弱这种改变，而不能消除，故c(X)还是比原来大，故D项错误。

答案 C4．(2018·东北师大附中高三摸底考试)如图是关于反应A2(g)＋3B2(g)2C(g)ΔH<0的平衡移动图象，影响平衡移动的原因是()A．升高温度，同时加压B．降低温度，同时减压C．增大反应物浓度，同时使用催化剂D．增大反应物速度，同时减小生成物浓度解析升高温度，同时加压，正逆反应速率都增大，逆反应速率应在原速率的上方，故A项错误；降低温度，同时减压正逆反应速率都降低，正反应速率应在原速率的下方，故B项错误；增大反应浓度，同时使用催化剂，正逆反应速率都增大，逆反应速率应在原速率的上方，但正反应速率增大更多，平衡向正反应方向移动，故C 项错误；增大反应物浓度，同时减小生成物浓度，瞬间正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动，图象符合，故D项正确。

答案 D5．(2018·孝感统考)将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH<0并达到平衡。

当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是()选项改变条件新平衡与原平衡比较A. 升高温度X的转化率变小B. 增大压强(减小体积) X的浓度变小C. 充入一定量Y Y的转化率增大D. 使用适当催化剂X的体积分数变小解析升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即逆向移动，X的转化率将变小，A项正确；增大压强，平衡向正反应方向移动，但X 转化的不如增加的多，X的浓度反而增大，故B项错误；增大一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，而其本身的转化率将降低，故C项错误；催化剂只能改变反应速率，不影响平衡状态，故各物质的体积分数不变，D项错误。

答案 A6．(2018·河南洛阳统考)对于可逆反应A(g)＋2B(g)2C(g)ΔH>0，下列图象中正确的是()A. B. C. D.解析升高温度，化学反应速率增大，达到平衡的时间缩短，因正反应为吸热反应，故平衡正向移动，A的转化率增大，平衡时A 的百分含量减小，A项正确，C项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，因为正反应为吸热反应，所以正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度，B项错误；该反应的正反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，v(正)>v(逆)，D项错误。

答案 A7．对于a A(g)＋b B(g)c C(g)的平衡体系，压强不变，加热时体系中混合气体对H2的相对密度增大，下列说法正确的是() A．a＋b＞c，正反应放热B．a＋b＞c，正反应吸热C．a＋b＜c，逆反应放热D．a＋b＝c，正反应吸热解析压强不变下加热时混合气体对H2的相对密度增大，而气体的总质量不变，说明加热时平衡向气体物质的量减小的方向移动，只有B项符合题意。

答案 B8．下列事实能用勒夏特列原理来解释的是()A．SO2氧化为SO3，往往需要使用催化剂2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)B．500 ℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0C．H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深H2(g)＋I2(g)2HI(g)D．实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO解析加入催化剂有利于加快反应速率，但不会引起平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，A项错误；合成氨的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，500 ℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应，是从反应速率不能太低和催化剂的活性两方面考虑，不能用平衡移动原理解释，B项错误；在H2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡中，增大压强，浓度增加，颜色加深，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，C项错误；氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，能用勒夏特列原理解释，D项正确。

答案 D9．(2018·湖南六校联考)德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨，反应原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH ＝－92.4 kJ·mol－1。

(1)在恒温恒容条件下，向反应平衡体系中充入氮气，达到新平衡时，c(H2)将________(填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”，下同)，c(N2)·c3(H2)将________。

(2)工业上可用CH4与水蒸气制氢气：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。

在200 ℃时2 L的密闭容器中，将1 mol CH4和1 mol H2O(g)混合，达平衡时CH4的转化率为80%。

则200 ℃时该反应的平衡常数K＝________(保留一位小数)。

(3)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1∶3时，平衡混合物中氨的体积分数。

若分别用v A(NH3)和v B(NH3)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则v A(NH3)________(填“>”“<”或“＝”)v B(NH3)。

解析(1)恒温恒容条件下，向反应平衡体系中充入氮气，平衡将向正反应方向移动，故达到新平衡时，c(H2)减小。

温度不变，平衡常数K＝c2(NH3)c(N2)·c3(H2)不变，达到平衡后，c(NH3)增大，K不变，故c(N2)·c3(H2)也会增大。

(2)根据三段式法进行计算：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)起始(mol·L－1)0.5 0.5 0 0转化(mol·L－1)0.5×80% 0.5×80% 0.5×80% 0.5×80%×3平衡(mol·L－1)0.1 0.1 0.4 1.2则平衡常数K＝c(CO)·c3(H2)c(CH4)·c(H2O)＝0.4×1.230.1×0.1＝69.1。

(3)由题图可知，B所处的温度和压强均大于A，故v A(NH3)<v B(NH3)。

答案(1)减小增大(2)69.1(3)<【方法技巧】对于同一个化学反应，平衡常数只受温度的影响，而转化率则受浓度、温度、压强等外界因素的影响。

平衡常数与转化率之间存在一定的关系，用平衡常数可以计算转化率，用转化率也可以计算平衡常数。

这类计算的基本方法都是“三段式”法。

10．当温度高于500 K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。

回答下列问题：(1)该反应的化学方程式为_____________________；其平衡常数表达式为K＝_____________________。

(2)在恒容密闭容器中，判断上述反应达到平衡状态的依据是________(双选；填选项字母)。

a．体系压强不再改变b．H2的浓度不再改变c．气体的密度不随时间改变d．单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1(3)在一定压强下，测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据中，起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图。

根据图中数据分析：①降低温度，平衡向________方向移动。

②在700 K、起始投料比n(H2)n(CO2)＝1.5时，H2的转化率为________。

③在500 K、起始投料比n(H2)n(CO2)＝2时，达到平衡后H2的浓度为a mol·L－1，则达到平衡时CH3CH2OH的浓度为________。

解析(1)由题给信息可得到该反应的化学方程式为2CO2＋6H2500 KC2H5OH＋3H2O；该反应的平衡常数表达式为K＝c(C2H5OH)·c3(H2O)c2(CO2)·c6(H2)。

(2)该反应为气体分子数减小的化学反应，当体系的压强不再改变时，反应达到平衡状态，另外氢气的浓度不再变化，也能说明反应达到平衡状态；由于在500 K时，所有物质均为气体，故在恒容状态下气体的密度恒为定值，密度不变不能说明反应达到平衡状态；根据化学方程式可知，任何单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比均为3∶1。

(3)①由图中信息可知，其他条件不变时，升高温度，CO2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即降低温度，平衡将向正反应方向移动。