第3节化学平衡第2课时化学平衡的移动基础过关1. 反应2A(g)2B(g)+C(g),正反应吸热,达平衡时,要使v(正)增大、c(A)减小,应采取的措施是( D )A.加压B.减压C.减小B的浓度D.升温解析:加压,平衡逆向移动,c(A)增大,A错误;减压,反应速率减小,B错误;减小B的浓度,v(逆)减小,随着v(逆)减小,v(正)也减小,C错误;升温,反应速率增大,平衡正向移动,c(A)减小,D正确。
2. 下列说法正确的是( B )A.可逆反应的特征是正反应速率和逆反应速率相等B.在其他条件不变时,使用催化剂只能改变反应速率,而不能改变化学平衡状态C.在其他条件不变时,升高温度可以使平衡向放热反应方向移动D.在其他条件不变时,增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态解析:化学平衡状态的特征之一是正反应速率和逆反应速率相等,A错误;使用催化剂可以改变化学反应速率,但不能改变化学平衡状态,B正确;根据化学平衡移动原理:升高温度可以使化学平衡向吸热反应的方向移动,C错误;增大压强会破坏有气体存在并且反应前后气体体积变化的反应的平衡状态,对反应前后气体体积不变的反应无影响,D 错误。
3. 下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是( C )A.混合物中各组分的浓度改变B.正、逆反应速率改变C.混合物中各组分的含量改变D.混合体系的压强发生改变解析:如果混合物中各组分的浓度变化而保持各组分的含量不变时,平衡不移动,A错误;使用合适的催化剂,正、逆反应速率都改变,但平衡不移动,B错误;混合物中各组分的含量不变是化学平衡状态的标志,如果各组分的含量改变,一定发生化学平衡移动,C正确;如果反应前后气体总物质的量不变,则压强对平衡无影响,D错误。
4. 下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是( C )A.硫酸工业中,增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率B.开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量气泡C.对2HI(g)H 2(g)+I2(g)平衡体系增加压强使颜色变深D.Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡体系中加入少量Fe(SCN)3固体,溶液颜色变深解析:硫酸工业中,增大O2的浓度,平衡正向移动,有利于提高SO2的转化率,A能;开启啤酒瓶后,压强减小,平衡向生成二氧化碳的方向移动,瓶中立刻泛起大量气泡,B能;对2HI(g)H 2(g)+I2(g)平衡体系增加压强,平衡不移动,但I2(g)浓度增大,使颜色变深,与平衡移动无关,C 不能;加入少量Fe(SCN)3固体,c[Fe(SCN)3]增大,使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向左移动,根据勒夏特列原理,新平衡体系中c[Fe(SCN)3]比旧平衡体系中的c[Fe(SCN)3]大,颜色变深,D能。
5.已知某可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g) ΔH,在密闭容器中进行,如图表示在不同时间t、温度T和压强p时,反应物B在混合气体中的百分含量(B%)的变化曲线,由曲线分析下列判断正确的是( B )A.T1<T2,p1>p2,m+n>p,ΔH>0B.T1>T2,p1<p2,m+n>p,ΔH>0C.T1>T2,p1<p2,m+n<p,ΔH<0D.T1>T2,p1>p2,m+n>p,ΔH<0解析:温度越高,压强越大,反应速率越快,达到平衡的时间就越短,所以根据图像,温度越高(T1),B的含量越低,所以升高温度平衡向正反应方向移动,即正反应是吸热反应。
压强越大(p2),B的含量越低,所以增大压强平衡向正反应方向移动,即正反应是体积减小的反应,选B。
6. 据报道,在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
2CO 2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)下列叙述不正确的是( C )A.使用Cu Zn Fe催化剂可大大提高生产效率B.恒容时,充入大量CO2气体可提高H2的转化率C.反应需在300 ℃时进行,可推测该反应是吸热反应D.从平衡混合气体中及时分离出CH3CH2OH和H2O,可提高CO2和H2的利用率解析:A.催化剂能降低反应活化能,加快化学反应速率,则在一定时间内提高了生产效率,正确;B.充入大量CO2气体,能使平衡正向移动,提高H2的转化率,正确;C.反应需在 300 ℃进行可能是为了获得较快的反应速率,不能说明反应是吸热还是放热,错误;D.从平衡混合物中及时分离出产物,使平衡正向移动,可提高CO2和H2的转化率,正确。
7. 下列说法中正确的是( D )A.Na2S2O3(aq)+2HCl(aq)2NaCl(aq)+S(s)+SO2(g)+H2O(l)在加热条件下化学反应速率增大的主要原因是该反应是吸热反应,加热使平衡向正反应方向移动B.若在恒容容器中发生反应:N 2(g)+3H2(g)2NH3(g),达到平衡后再充入适量He,由于压强增大,化学平衡向正反应方向移动C.在合成氨反应中,其他条件相同时,在有催化剂时(a)和无催化剂时(b)的速率—时间图像可用图一表示D.若在恒压容器中发生反应:2SO 3(g)2SO2(g)+O2(g),达到平衡后再充入适量He,其速率—时间图像可用图二表示解析:加热能提高化学反应速率,与反应是放热反应或吸热反应无关,A错误;反应N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)是体积减小的反应,恒容充入适量He,压强增大,但反应物的浓度不变,平衡不移动,B错误;加入催化剂,反应速率增大,a、b的反应速率不应该相等,C错误;反应是一个气体体积增大的反应,恒压加入He,SO3、SO2和O2的浓度均减小,正、逆反应速率均减小,该平衡向正反应方向移动,与图像符合,D正确。
8. 将等物质的量的N2、H2气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:N 2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。
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( B )改变条件新平衡与原平衡比较A 增大压强N2的浓度一定变小B 升高温度N2的转化率变小C 充入一定量H2H2的转化率不变,N2的转化率变大D 使用适当催化剂NH3的体积分数增大解析:增大压强,平衡右移,但N2的浓度比原平衡大,A错误;充入H2,H2的转化率减小,N2的转化率增大,C错误;催化剂不能影响平衡状态,NH3的体积分数不变,D错误。
9. 等物质的量的A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应:aA+bB cC(s)+dD。
当反应进行一段时间后,测得A减少了n mol,B 减少了 mol,C增加了n mol,D增加了n mol,此时达到化学平衡:(1)该化学方程式的各化学计量数为a= ;b= ;c= ;d= 。
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中各物质的聚集状态A ;B ;D 。
(3)若只升高温度,反应一段时间后,测知四种物质其物质的量又达到相等,则该反应为(填“吸热”或“放热”)反应。
解析:(1)同一化学反应的同一时间段内,参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比,所以a∶b∶c∶d=n mol∶ mol∶n mol∶n mol=2∶1∶3∶2,即a=2,b=1,c=3,d=2。
(2)压强对化学反应前后气体体积不变的可逆反应的平衡状态无影响,根据题意知,该反应前后气体体积不变;2A+B3C(s)+2D,已知生成物C是固体,要使反应前后气体体积不变,那么只能是A、D是气体,B是液体或固体。
(3)根据题意知,开始反应时,A、B的物质的量减少,C、D的物质的量增加,所以反应向正反应方向进行;升高温度,反应一段时间后,测知这四种物质的物质的量又达到相等,说明平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应。
答案:(1)2 1 3 2 (2)气态液体或固体气态(3)放热能力提升10. 已知:2X+Y2Z,反应中w(Z的物质的量分数)随温度T的变化如图所示。
下列判断正确的是( B )A.T1时,v正>v逆B.正反应的ΔH<0C.a、b两点的反应速率v a=v bD.T<T1时,w增大的原因是升温使平衡向正反应方向移动解析:当可逆反应达到化学平衡状态时,产物Z的生成率最大,物质的量分数最大,所以T1时刻,化学反应达到了平衡状态。
T1时,化学反应达到了平衡状态,v正=v逆,A错误;当温度高于T1时,Z的物质的量分数逐渐减小,所以化学平衡逆向移动,即逆反应方向是吸热的,所以正反应是一个放热反应,即ΔH<0,B正确;温度越高,化学反应速率越大,b 点温度高于a点,所以v a<v b,C错误;O～T1阶段是化学平衡的建立过程,反应开始向右不断进行,生成的Z的量越来越大,所以w增大,D错误。
11. 根据下列有关图像,说法正确的是( C )①由图Ⅰ知,反应在T1、T3处达到平衡,且该反应的ΔH<0②由图Ⅱ知,反应在t6时刻,NH3体积分数最大③由图Ⅱ知,t3时采取减小反应体系压强的措施④图Ⅲ表示在10 L容器、850 ℃时的反应,由图知,到4 min时,反应放出51.6 kJ的热量A.①③B.②④C.③④D.②③解析:由图Ⅰ知,反应在T1处未达平衡,T2～T3升高温度,反应物X体积分数增大,生成物Z体积分数减小,平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应,ΔH<0,①错误;由图Ⅱ知,t2时刻正、逆反应速率都增大且相等,改变的条件是加入催化剂,平衡不移动;t3时刻正、逆反应速率都减小,且逆反应速率大于正反应速率,改变的条件是减小压强,平衡向逆反应方向移动;t5时刻正、逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,改变的条件是升高温度,平衡向逆反应方向移动,故反应在t1时,NH3体积分数最大,②错误,③正确;该反应是一个放热反应,1 mol CO完全转化时放出43 kJ能量,当转化(0.30-0.18) mol/L ×10 L=1.2 mol CO时放出51.6 kJ的热量,④正确。
12. 已知合成氨反应:N 2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,在特定条件下,其反应的速率与参加反应的物质的浓度的关系式为v=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3)。
欲既要使合成氨的产率增大,又要使反应速率加快,可采取的方法是( B )A.升高反应温度B.及时从平衡混合气体中分离出NH3C.使用催化剂D.减小压强解析:正反应为放热反应,升高温度不利于平衡向正反应方向移动,A 错误;及时从平衡混合气体中分离出NH3,降低生成物的浓度,反应物的转化率升高,又v=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3),反应速率也增大,B正确;选择合适的催化剂,可加快反应速率,提高经济效益,但不能使合成氨的产率增大,C错误;减小体系压强,平衡逆向移动,合成氨的产率、反应速率都减小,D错误。