1、1第 21 讲 化学平衡移动 化学反应进行的方向 A 组 20142015 年模拟基础题组一、选择题1.(2015 云南玉溪一中月考,11)可逆反应 mA(g)+nB(s) rC(g)+qD(g)在反应过程中,其他条件不变,D 的体积百分含量和温度 T 或压强 p 关系如图所示,下列叙述中正确的是( )A.m+n=r+qB.使用催化剂,D 的物质的量分数增加C.温度降低,化学平衡向正反应方向移动D.物质 B 的颗粒越小,反应越快,有利于平衡向正反应方向移动2.(2015 湖北恩施模拟,12)在密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g),有关下列图像的说法正确的是( )A.依据图 a
2、可判断正反应为吸热反应B.在图 b 中,虚线可表示压强增大C.若正反应的 H03.(2014 河北唐山模拟,10)在一密闭容器中发生反应:2X(g)+Y(g) aZ(g) H=Q kJ/mol,开始按体积比 21 将 X、Y 充入反应器中,一定条件下发生反应。图甲和图乙是根据反应绘制的图像,下列有关说法正确的是( )A.图甲,p 1p2,a02C.图乙,t 1时表示恒温、恒压条件下,向平衡体系中充入一定量的 Z 气体D.图乙,如果 a=3,t2时表示向体系中加入了催化剂4.(2014 黑龙江佳木斯模拟,12)某温度时,在密闭容器中,X、Y、Z 三种气体浓度的变化如图所示,若其他条件不变,当温度
3、分别为 T1和 T2时,Y 的体积分数与时间关系如图所示。则下列结论正确的是( )A.该反应的热化学方程式为 X(g)+3Y(g) 2Z(g) H0B.若其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,X 的转化率减小C.达到平衡后,若其他条件不变,减小容器容积,平衡向逆反应方向移动D.达到平衡后,若其他条件不变,通入稀有气体,平衡向正反应方向移动二、非选择题5.(2014 湖北宜昌模拟,28)已知 2A(g)+B(g) 2C(g) H=-a kJ/mol(a0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入 2 mol A 和 1 mol B,在 500 时充分反应达平衡后 C 的浓度为 mol/L,
4、放出热量为 b kJ。(1)比较 a b(填“”“=”或“”“=”或“”“=”或“”“=”或“b2.(2015 河北唐山摸底,5)在温度和容积不变的密闭容器中,A 气体与 B 气体反应生成 C 气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如下图所示,则下列叙述正确的是 ( )4A.该反应的化学方程式为 A+3B 2CB.在 t1 s 时,v(A) 正 =0C.(t1+10)s 时再充入 0.4 mol A 和 0.25 mol B,反应物 A 的转化率增大D.若该反应在绝热容器中进行,也在 t1时刻达到平衡3.(2015 安徽六校联考,8)在恒温恒压下,向密闭容器中充入 4 mol
5、SO2和 2 mol O2,发生如下反应:2SO 2(g)+O2(g) 2SO3(g) H0B.增大压强,B 的转化率减小C.当反应达平衡时,混合气体的密度不再变化D.a+bc+d5.(2014 浙江富阳中学月考,10)一定温度下,将 1 mol A 和 1 mol B 气体充入 2 L 恒容密闭容器中,发生反应 A(g)+B(g) xC(g)+D(s),t1时达到平衡。在 t2、t 3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中气体 C 的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是( )A.t1t3间该反应的平衡常数均为 4B.反应方程式中的 x=1C.t2时刻改变的条件是使用催化剂D.t3时刻改
6、变的条件是移去少量物质 D5二、非选择题(共 15 分)6.(2014 陕西西工大附属中学模拟,29)(15 分)CO 和 H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,工业上利用天然气(主要成分为 CH4)与水进行高温重整制备合成气。(1)已知:CH 4、H 2和 CO 的燃烧热(H)分别为-890.3 kJ/mol、-285.8 kJ/mol 和-283.0 kJ/mol,且 1 mol 液态水汽化时的能量变化为 44.0 kJ。用 1 m3(标准状况)的甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气所需的热量为 (保留整数)。 (2)在一定温度下,向体积为 2 L 的密闭容器中充入 0.40 m
7、ol CH4和 0.60 mol H2O(g),测得CH4(g)和 H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:t/min 0 1 2 3 4CH4/(mol/L) 0.2 0.13 0.1 0.1 0.09H2/(mol/L) 0 0.2 0.3 0.3 0.33计算该反应第一次达平衡时的平衡常数 K= 。 3 min 时改变的反应条件可能是 (只填一种条件的改变即可)。 (3)已知温度、压强、投料比 Xn(CH4)/n(H2O)对该反应的影响如图所示。图 1 中的两条曲线所示的投料比的关系:X 1 X 2(填“=”“”或“T1,降低温度,D 的体积百分含量增大,说明化学平衡向正反应方向移
8、动,故 C 正确;物质 B 的颗粒越小,反应越快,但不影响平衡移动,故 D 错误。2.C 依据图 a 可知,当反应达到平衡后,升高温度,v 逆 v 正 ,平衡逆向移动,可判断正反应为放热反应,A 错误;在图 b 中,平衡未移动,由于该反应是气体体积减小的反应,所以虚线不可表示压强增大,B 错误;若正反应的 HT1,p1p2,高温下 Z 的体积分数小,正反应是放热反应,Q3,A 错。恒温、恒压充入 Z 气体,c(Z)增大,c(X)、c(Y)减小,v(逆)增大,v(正)减小,且平衡与原平衡等效,建立新平衡与原平衡相同,C 正确。若 a=3,t2时也可能是缩小容器体积,D 错。4.B 从图可以得知该
9、反应的化学方程式为 X(g)+3Y(g) 2Z(g);根据“先拐先平数值大”的原则,从图得知 T1T2,随着温度的升高 Y 的体积分数增大,所以正反应为放热反应,H (2) 反应过程中恒压容器中压强大于恒容容器,所以转化率更大,放热更多(6)不变解析 (2)正反应是放热反应,升高温度时,平衡左移,平衡常数减小,所以 T1 b,D 正确。2.C A 项,该反应的化学方程式为 3A+B 2C,错误;B 项,在 t1 s 时,反应处于平衡状态,v(A)正 0,错误;D 项,若该反应在绝热容器中进行,该反应达到平衡的时间可能比 t1时刻早,也可能晚,错误。3.C 恒压条件下反应前后压强比是 11,故
10、A 错误;若容器体积不变,02 min 内 v(SO3)=0.35 mol/(Lmin),故 B 错误;若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应,绝热温度升高,平衡逆向进行,平衡后 n(SO3)T1,温度升高,C 的含量减小,则Hc,D 项错误;C 项,由于气体的总质量在变化,体积不变,则密度是变量,当反应达平衡时,气体的总质量不变,则混合气体的密度不再变化,C 项正确。5.A 由题图可知,t 2时刻 C 的浓度增大,但平衡不移动,故改变的条件应是增大压强,反应前后气体的化学计量数之和相等,故 x=1+1=2,B、C 项错误;D 是固体,改变 D 的用量,不影响平衡移动,D 项错误;A 项
11、,t 1t3间温度相同,由题图可知 t1时刻平衡时,c(C)=0.50 molL -1,则:A(g) + B(g) 2C(g)+D(s)开始(molL -1): 0.5 0.5 0变化(molL -1): 0.25 0.25 0.50平衡(molL -1): 0.25 0.25 0.50故平衡常数为 =4,A 项正确。二、非选择题6. 答案 (1)9 201 kJ(2)0.135 升高温度或增大 H2O(g)的浓度或减小 CO 的浓度(3) (4)CH 4-8e-+10OH- C +7H2O c(K +)c(HC )c(C )c(OH-)c(H+)解析 (1)由题给燃烧热及水汽化所需热量可得甲
12、烷与水蒸气反应的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2 (g) H=+206.1 kJ/mol,所以 1 m3甲烷与水蒸气高温反应8需要的能量为 9 201 kJ。(2)K= = =0.135;34 min 甲烷浓度减小 0.01 mol/L,氢气浓度增大 0.03 mol/L,平衡向右移动,改变的条件可能是升高温度或增大水蒸气的浓度或减小 CO 的浓度。(3)X 越小,甲烷百分含量越小,所以 X1X2;投料比相同时,增大压强,平衡向左移动,甲烷百分含量增大,所以 p1p2。(4)放电时,甲烷在负极上失电子生成 C ,根据转移的电子数、电荷守恒、质量守恒配平;消耗 0.4
13、 mol 氧气生成 0.2 mol 二氧化碳,0.2 mol 二氧化碳与 0.3 mol KOH 恰好完全反应生成等物质的量的碳酸钾和碳酸氢钾,所以离子浓度大小关系为 c(K+)c(HC )c(C )c(OH-)c(H+)。A 组 20142015 年模拟基础题组一、选择题91.C 根据 D 的体积百分含量和压强关系图像可知改变压强平衡不移动,说明 m=r+q,故 A 错误;使用催化剂只能改变反应速率,平衡不移动,D 的物质的量分数不变,故 B 错误;根据 D 的体积百分含量和温度关系的图像可知 T2T1,降低温度,D 的体积百分含量增大,说明化学平衡向正反应方向移动,故 C 正确;物质 B
14、的颗粒越小,反应越快,但不影响平衡移动,故 D 错误。2.C 依据图 a 可知,当反应达到平衡后,升高温度,v 逆 v 正 ,平衡逆向移动,可判断正反应为放热反应,A 错误;在图 b 中,平衡未移动,由于该反应是气体体积减小的反应,所以虚线不可表示压强增大,B 错误;若正反应的 HT1,p1p2,高温下 Z 的体积分数小,正反应是放热反应,Q3,A 错。恒温、恒压充入 Z 气体,c(Z)增大,c(X)、c(Y)减小,v(逆)增大,v(正)减小,且平衡与原平衡等效,建立新平衡与原平衡相同,C 正确。若 a=3,t2时也可能是缩小容器体积,D 错。4.B 从图可以得知该反应的化学方程式为 X(g)
15、+3Y(g) 2Z(g);根据“先拐先平数值大”的原则,从图得知 T1T2,随着温度的升高 Y 的体积分数增大,所以正反应为放热反应,H (2) 反应过程中恒压容器中压强大于恒容容器,所以转化率更大,放热更多(6)不变解析 (2)正反应是放热反应,升高温度时,平衡左移,平衡常数减小,所以 T1 b,D 正确。102.C A 项,该反应的化学方程式为 3A+B 2C,错误;B 项,在 t1 s 时,反应处于平衡状态,v(A)正 0,错误;D 项,若该反应在绝热容器中进行,该反应达到平衡的时间可能比 t1时刻早,也可能晚,错误。3.C 恒压条件下反应前后压强比是 11,故 A 错误;若容器体积不变
16、,02 min 内 v(SO3)=0.35 mol/(Lmin),故 B 错误;若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应,绝热温度升高,平衡逆向进行,平衡后 n(SO3)T1,温度升高,C 的含量减小,则Hc,D 项错误;C 项,由于气体的总质量在变化,体积不变,则密度是变量,当反应达平衡时,气体的总质量不变,则混合气体的密度不再变化,C 项正确。5.A 由题图可知,t 2时刻 C 的浓度增大,但平衡不移动,故改变的条件应是增大压强,反应前后气体的化学计量数之和相等,故 x=1+1=2,B、C 项错误;D 是固体,改变 D 的用量,不影响平衡移动,D 项错误;A 项,t 1t3间温度相同,
17、由题图可知 t1时刻平衡时,c(C)=0.50 molL -1,则:A(g) + B(g) 2C(g)+D(s)开始(molL -1): 0.5 0.5 0变化(molL -1): 0.25 0.25 0.50平衡(molL -1): 0.25 0.25 0.50故平衡常数为 =4,A 项正确。二、非选择题6. 答案 (1)9 201 kJ(2)0.135 升高温度或增大 H2O(g)的浓度或减小 CO 的浓度(3) (4)CH 4-8e-+10OH- C +7H2O c(K +)c(HC )c(C )c(OH-)c(H+)解析 (1)由题给燃烧热及水汽化所需热量可得甲烷与水蒸气反应的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2 (g) H=+206.1 kJ/mol,所以 1 m3甲烷与水蒸气高温反应需要的能量为 9 201 kJ。(2)K= = =0.135;34 min 甲烷浓度减小 0.01 mol/L,氢气浓度增大 0.03 mol/L,平衡向右移动,改变的条件可能是升高温度或增大水蒸气的浓度或减小 CO 的浓度。(3)X 越小,甲烷百分含量越小,所以 X1X2;投料比相同时,增大压强,平衡向左移动,甲烷百分含量增大,所以 p1p2。(4)放电时,甲烷在负极上失电子生成 C ,根据转移的电子数、电荷守恒、质量守恒配平;消耗 0.4 mol 氧气生
