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第02 讲 化学平衡状态、化学平衡的移动
目录
01 课标达标练
题型01 考查可逆反应及特点
题型02 考查化学平衡状态的判断
题型03 考查分析外界条件对化学平衡的影响
题型04 考查勒夏特列原理的应用
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查可逆反应及特点
1.一定条件下,向一容积为2L 的恒温恒容密闭容器中充入
和
,发生反应
。下列分析正确的是
A.反应体系中核素
只存在于
、
中
B.容器内压强不再发生变化时,反应达到平衡状态
C.无限延长化学反应的时间能改变化学反应的限度
D.平衡时,
【答案】B
【解析】A.反应中
18O 会通过可逆反应的动态平衡转移,SO2分解时可能携带
18O,因此
18O 存在于O2、
SO3和SO2中,故A 错误;
B.相同条件下,气体物质的量之比等于压强之比,该反应前后气体总物质的量减小(3mol→2mol),压强
变化可作为平衡标志,当压强不再变化时达到平衡,故B 正确;
C.化学反应的限度由平衡常数决定,恒温下无限延长时间不会改变化学反应的限度,故C 错误;
D.根据反应速率关系,正反应中v 正(SO2)=2v 正(O2),平衡时v 正(O2)=v 逆(O2),推出v 正(SO2)=2v 逆(O2),而
选项D 等式为2v 正(SO2)=v 逆(O2),与推导结果矛盾,故D 错误;
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答案为B。
2.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的
浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 mol·L-1,O2为0.2 mol·L-1 B.SO2为0.25 mol·L-1
C.SO3为0.4 mol·L-1 D.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
【答案】B
【解析】SO2和O2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,SO2和O2的浓度变化分别为0.2
mol·L-1、0.1 mol·L-1,需要消耗三氧化硫的浓度为0.2 mol·L-1,由于该反应为可逆反应,实际变化浓度
应小于三氧化硫的原有浓度0.2 mol·L-1,所以达到平衡时SO2的浓度小于0.4 mol·L-1,O2的浓度小于0.2
mol·L-1,故A 错误;SO2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2的
浓度变化为0.2 mol·L-1,实际变化为0.05 mol·L-1,故B 正确;SO3的浓度增大,说明该反应向正反应方
向进行建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度变化为0.2 mol·L-1,实际变化应小于该值,故
C 错误;反应物、生成物的浓度不可能同时减小,故D 错误。
3.对于反应NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)
H=-41.8kJ•mol
△
-1,下列有关说法正确的是
A.达到平衡后,升高温度,c(SO3)增大
B.使用催化剂能缩短该反应达到平衡的时间
C.1molNO2(g)与1molSO2(g)混合后,充分反应会放出41.8kJ 热量
D.在恒温、恒容条件下,当反应容器内总压强不变时,说明该反应已达到平衡
【答案】B
【解析】A 项,该反应正向为放热反应,达到平衡后,升高温度,平衡逆向移动,
减小,故A 错
误;B.催化剂能加快反应速率,所以使用催化剂能缩短该反应达到平衡的时间,故B 正确;C.该反应
是可逆反应,故
与
混合后,反应物不能完全反应,所以放出的热量小于
,
故C 错误;D.在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数相等的可逆反应,总压强一直不变,所以
压强不变,反应不一定达到平衡状态,故D 错误;选B。
02 考查化学平衡状态的判断
4.在一定温度时,将1molA 和2mol B 放入容积为5L 的某密闭容器中发生反应:
,经5min 后,测得容器内B 的浓度减少了
,下列叙述正确的是
A.5min 时,容器内气体总物质的量为2.5mol
B.在5min 内,用A 的浓度变化表示的该反应的速率为
C.当
时,该反应已达到平衡状态
D.保持容器体积不变,增加充入A 物质的量,则反应速率增大
【答案】A
【解析】A.起始时,B 的浓度为
,5min 时,B 的浓度减少
,剩余0.2mol/L,
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生成C 和D 的浓度分别为
和
,总气体物质的量为
,A 正确;
B.A 为固体,无法用A 的浓度变化表示反应速率,B 错误;
C.平衡时正逆反应速率相等,正确关系应为当
,该反应已达到平衡状态,C 错误;
D.保持容器体积不变,增加充入A 物质的量,A 为固体,浓度为定值,反应速率不变,D 错误;
故选A。
5.煤焦与水蒸气的反应是煤气化过程中的主要反应,具体反应是
。向
、
恒容密闭容器中加入
和
,测得体系中气体密度(
)与时间(t)的关系如图
所示(
时,瞬间缩小容器体积为
)。下列说法正确的是
A.M 点时,体系已达平衡状态
B.0→
内,用
表示的平均反应速率为
C.
时,该反应的平衡常数
D.N 点时,向容器中同时充入
和
,则
大于
【答案】A
【解析】A.M 点对应t1时刻,此前气体密度ρ 随时间增大,说明反应正向进行;t1~t2间ρ 恒定,表明反
应达到平衡,则M 点体系已达平衡状态,A 项正确;
B.固体C 的浓度视为常数,无法用浓度变化表示反应速率,B 项错误;
C.平衡时气体密度ρ=0.033g/cm³,容器体积2L,气体总质量=0.033g/cm3×2000cm3=66g,初始气体质量为
3molH2O 的质量为54g,气体质量增加12g,则消耗1molH2O,平衡时c(H2O)=1mol/L,c(CO)=0.5mol/L,
c(H2)=0.5mol/L,K=
=0.25,C 项错误;
D.N 点为缩小体积后新平衡,气体质量64g,说明气体减少2g,对应逆向生成
mol 的C,此时c(H2O)=
mol/L,c(CO)=
mol/L,c(H2)=
mol/L,充入1mol H2O 和1mol H2,则
,平衡
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逆向移动,v 逆>v 正,D 项错误;
答案选A。
6.反应
在恒温恒容的密闭容器中进行,下列叙述不能说明反应达到
平衡状态的是
A.气体的密度不再改变
B.水蒸气的浓度不再改变
C.容器内压强保持不变
D.单位时间消耗
的同时消耗
【答案】C
【解析】A.气体的密度由气体总质量决定,反应中固体质量变化导致气体总质量变化,当密度不变时说
明反应停止,达到平衡,A 正确;
B.水蒸气的浓度不再改变,说明正逆反应速率相等,达到平衡,B 正确;
C.反应前后气体总物质的量均为4mol(4H2O→4H2),恒温恒容条件下压强始终不变,因此压强不变不
能作为平衡判断依据,C 错误;
D.单位时间消耗2mol H2O(正反应)和2mol H2(逆反应),速率比为1:1,符合反应系数关系,说明正
逆反应速率相等,达到平衡,D 正确;
答案选C。
7.保持温度恒定,向某恒容容器中按体积比1:3:1 充入CO2、H2和Ar。同时发生反应I:
及反应II:
。已知分压=总压×
物质的量分数。则下列不能作为反应I 达到平衡状态的判据是。
A.H2与H2O 的总物质的量不再变化
B.容器的总压强不再改变
C.混合气体的平均摩尔质量不再变化
D.Ar 的分压不再改变
【答案】D
【解析】设初始投入的CO2、H2和Ar 分别为1mol,3mol 和1mol,反应I:
中改变值为x,及反应II:
中改
变值为y。则CO2、CO、CH3OH、H2O 和H2的物质的量分别为(1-x-y)mol、xmol、ymol、(x+y)mol、(3-
x-3y)mol,混合气体共(5-2y)mol;
A.反应I 中H2与H2O 的总物质的量变化为0,但反应II 中H2减少3ymol、H2O 增加ymol,总减少
2ymol。当总物质的量不变时,即y 确定时,甲醇的浓度不再改变,反应II 达到平衡,则二氧化碳、氢
气、水和甲醇的浓度不再改变,根据平衡常数的定义和计算式可知,CO 的浓度也不再改变,则反应I 也
平衡,因此A 可作为判据,A 不符合;
B.容器的总压强不再改变反应,说明总物质的量不变,结合选项A 可知,反应II 和反应I 均平衡,B 不
符合;
C.气体总质量守恒,混合气体的平均摩尔质量不变,说明气体总物质的量不变,结合选项A 可知,反应
II 和反应I 均平衡,C 不符合;
D.设初始压强为P0,则Ar 的分压
,始终恒定,则与反应进程无
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关,D 符合;综上,选D。
8.(节选)工业上,裂解丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。
反应1:
反应2:
某温度下,向2L 恒容密闭容器中投入2mol 正丁烷。假设控制反应条件,只发生反应1,达到平衡时测得
CH4的体积分数为
。
下列情况表明上述反应达到平衡的是 (填字母)。
A.混合气体的密度保持不变
B.甲烷、丙烯的生成速率相等
C.混合气体的压强保持不变
D.丙烯的体积分数保持不变
【答案】 CD
【解析】A.气体密度等于气体质量除以容器体积,反应1 的反应物和产物都是气体,气体
质量不变,容器体积不变,因此在恒温恒容条件下气体密度始终不变,不能作为判断平衡标
志,故A 不符合题意;
B.甲烷、丙烯均属于反应1 的产物,两者的化学计量数相同,无论是否达到平衡,它们的
生成速率始终相等,故B 不符合题意;
C.在恒容恒温下,气体分子数逐渐增多,气体压强由小到大,当压强不变时达到平衡,故
C 符合题意;
D.丙烯体积分数由0 逐渐增大,丙烯体积分数不变时表明达到平衡,故D 符合题意;
综上所述,答案为CD;
03 考查分析外界条件对化学平衡的影响
9.一定量混合气体在一体积可变的密闭容器中发生反应:xA(g)+yB(g)
zC(g)。该反应达到平衡后,测
得A 气体的浓度为0.5 mol·L-1.在恒温下将密闭容器的体积扩大到原来的2 倍,再次达到平衡后,测得A 的
浓度为0.3 mol·L-1,则下列叙述正确的是
A.平衡向正反应方向移动
B.x+y<z
C.B 的转化率升高
D.C 的体积分数降低
【答案】D
【解析】恒温下将密闭容器的容积扩大到两倍,如平衡不移动,A 的浓度为0.25mol/L,而再达到平衡
后,测得A 浓度为0.3 mol/L,说明平衡向逆反应方向移动。
A.由上述分析可知,平衡向逆反应方向移动,A 错误;
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B.增大体积,压强减小,平衡向逆反应移动,压强减小平衡向气体物质的量增大的方向移动,即x+y>
z,B 错误;
C.平衡向逆反应方向移动,B 的转化率降低,C 错误;;
D.平衡向逆反应方向移动,C 的体积分数降低,D 正确;
故选D
10.大气中CO2含量的增多除了导致地球表面温度升高外,还会影响海洋生态环境。某研究小组在实验室
测得不同温度下(T1,T2)海水中CO
浓度与模拟空气中CO2浓度的关系曲线。已知:海水中存在以下平
衡:CO2(aq)+CO
(aq)+H2O(aq)
2HCO (aq),下列说法不正确的是
A.T1>T2
B.海水温度一定时,大气中CO2浓度增加,海水中溶解的CO2随之增大,CO
浓度降低
C.当大气中CO2浓度确定时,海水温度越高,CO
浓度越低
D.大气中CO2含量增加时,海水中的珊瑚礁将逐渐溶解
【答案】C
【解析】题中给出的图,涉及模拟空气中CO2浓度以及温度两个变量,类似于恒温线或恒压线的图象,因
此,在分析此图时采用“控制变量”的方法进行分析。判断温度的大小关系,一方面将模拟空气中CO2浓
度固定在某个值,另一方面也要注意升高温度可以使HCO 分解,即让反应CO2+ CO
+H2O
2HCO 逆
向移动。
A.升高温度可以使HCO 分解,反应CO2+ CO
+H2O
2HCO 逆向移动,海水中的CO
浓度增加;当
模拟空气中CO2浓度固定时,T1温度下的海水中CO
浓度更高,所以T1温度更高,A 项正确;
B.假设海水温度为T1,观察图象可知,随着模拟空气中CO2浓度增加,海水中的CO
浓度下降,这是因
为更多的CO2溶解在海水中导致反应CO2+ CO
+H2O
2HCO 正向移动,从而使CO
浓度下降,B 项正
确;
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C.结合上述分析可知,大气中CO2浓度一定时,温度越高,海水中的CO
浓度也越大,C 项错误;
D.结合B 项分析可知,大气中的CO2含量增加,会导致海水中的CO3
2-浓度下降;珊瑚礁的主要成分是
CaCO3,CaCO3的溶解平衡方程式为:CaCO3(s)
Ca2+(aq)+ CO
(aq),若海水中的CO
浓度下降会导
致珊瑚礁中的CaCO3溶解平衡正向移动,珊瑚礁会逐渐溶解,D 项正确.
故答案选C。
11.工业合成氨的反应是在高温、高压和有催化剂存在的条件下,用氢气和氮气直接化合制取:3H2+
N2⇌2NH3,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述有关说法中错误的是
A.为了提高H2的转化率。应适当提高N2的浓度
B.达到平衡时,c(NH3)一定是c(H2)的三分之二
C.使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率
D.达到平衡时,氨气分解速率是氮气消耗速率的两倍
【答案】B
【解析】A、增大N2的浓度,平衡向正反应移动,H2的转化率增大,选项A 正确;
B、反应达到平衡时,c(NH3)不一定是c(H2)的三分之二,这与该反应的初始物质的量及转化率有关,选项
B 错误;
C、使用催化剂增大反应速率,不影响化学平衡移动,能提高生产效率,选项C 正确;
D、氨气分解速率是氮气消耗速率的两倍时,说明正逆反应速率相等,则反应达平衡状态,选项D 正确。
答案选B。
12.COCl2(g)⇌CO(g)+Cl2(g)∆H>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温,②恒压通入惰性气
体,③增加CO 的浓度,④减压,⑤加催化剂,⑥恒容通入惰性气体;能提高COCl2转化率的是( )
A.①②④
B.①④⑥
C.②③⑥
D.③⑤⑥
【答案】A
【解析】①正反应吸热,升温,平衡正向移动,能提高COCl2的转化率;
②正反应是气体分子数增大的反应,恒压通入惰性气体,体积增大,相当于减压,平衡正向移动,能提高
COCl2的转化率;
③增加CO 的浓度,平衡逆向移动,COCl2的转化率减小;
④正反应是气体分子数增大的反应,减压,平衡正向移动,能提高COCl2的转化率;
⑤加催化剂,平衡不移动,COCl2的转化率不变;
⑥恒容通入惰性气体,各组分的浓度不变,平衡不移动,COCl2的转化率不变;
能提高COCl2转化率的是①②④,答案选A。
13.由
直接脱氢制
的反应为
。在密闭容器中发生该反
应,测得
的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,下列说法正确的是
7
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A.
两点平衡常数:
B.该反应在高温条件下能自发进行
C.
两点的化学反应速率:
D.减压、降温均有利于提高
的平衡转化率
【答案】B
【解析】A.平衡常数K 只与温度有关,X、Z 两点温度相同,所以K(X)=K(Z),故A 错误;
B.该反应正反应气体分子数增大(ΔS>0),由图像知升温转化率增大,说明ΔH>0。根据ΔG=ΔH-
TΔS,高温下ΔG<0,反应能自发进行,故B 正确;
C.X、Y 两点温度不同(Y 点温度更高),温度越高反应速率越快,且Y 点为平衡点(v 正(Y)=v 逆
(Y)),v 逆(Y)>v 正(X),故C 错误;
D.
正反应吸热,降温使平衡逆向移动,转化率降低,故D 错误;
选B。
14.中国原子能科学研究院利用电导率仪在线监测了
制备
的反应历程,并能判定反应的终点。
下列说法错误的是
A.过渡态1 比过渡态2 稳定
B.可能有
副产物生成
C.该历程分三步进行,总反应的决速步是第三步
D.升高温度,平衡时
减小
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【答案】D
【解析】A.过渡态1 的能量低于过渡态2,故过渡态1 比过渡态2 稳定,A 正确;
B.
和
有可能继续反应生成
副产物,B 正确;
C.该历程分三步进行,第三步的活化能最大,故总反应的决速步是第三步,C 正确:
D.升高温度,第一步反应是吸热反应,平衡向正向发生移动,第二步反应是放热反应,平衡向逆向发生
移动,平衡时
增大,D 错误;
故选D。
15.下列表格中,陈述及原因都正确的是
选项
陈述
原因
A
工业盐酸呈黄色
溶液中含有
(
)
B
用玻璃棒蘸取某溶液进行焰色试验,观察到火焰为黄色
该溶液中一定含有钠元素
C
向
中加入足量酸性
溶液可以制备HCOOH
具有强氧化性
D
装有
、
、HI 混合气体的容器,反应平衡后压缩颜色加深
平衡向生成
的方向移动
【答案】A
【解析】A.工业盐酸因含Fe3+而显黄色,A 正确;
B.焰色试验需用铂丝或洁净铁丝,玻璃棒中含有钠元素会干扰,B 错误;
C.酸性
氧化
时若
过量会生成
,C 错误;
D.压缩容器导致
浓度增大颜色加深,但反应
是反应前后气体分子总数不变的反应,平
衡不移动,原因错误,D 错误。
故选A。
16.“双碳”战略背景下,
和
的减排和转化利用受到普遍关注,已知
和
催化重整的主
反应为
。其他条件一定,在Ar 作为辅助气
体时,
与
的物质的量之比以及气体总流量对重整反应的影响分别如图1、2 所示,下列说法错误
的是
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A.恒温恒压时,充入气体Ar 有利于提高
和
的平衡转化率
B.主反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能
C.
与
物质的量之比达
后
转化率有所下降,
的产率提升并不明显,可能是过量的
发生了反应
D.随气体流量增加,原料气转化率和目标产物产率逐渐降低,所以气体流量越低越好
【答案】D
【解析】A.反应
为气体体积增大的反应,恒温恒压时充入Ar,体
系体积增大,相当于减压,根据勒夏特列原理,减小压强平衡正向移动,有利于提高
和
的平衡转
化率,A 项正确;
B.主反应的
,反应为吸热反应。吸热反应中,正反应的活化能大于逆反应的活化能,B 项正确;
C.由图1 知
与
物质的量之比达
后
转化率有所下降,
的产率提升并不明显,可能是过
量的
与
发生了反应,C 项正确;
D.由图2 知随气体流量增加,原料气转化率和目标产物产率逐渐降低,当流量过低时,反应速率慢,单
位时间内的产量也低,并非气体流量越低越好,D 项错误;
综上所述,答案是D。
04 勒夏特列原理的应用
17.“衣食住行,还有医药,老百姓最关心的就是这些。”习主席如是说。下列与之相关的说法错误的是
A.合成布料涤纶(
)的单体有两种
B.合成氨工业是粮食生产的基础,合成氨选择较高温度是为了提高产率
C.建筑住宅楼所使用的钢筋混凝土属于复合材料
D.青蒿素是治疗疟疾的药物,用乙醚提取青蒿中的青蒿素属于萃取操作
【答案】B
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【解析】
A.
属于高分子聚酯化合物,合成其化合物的单体有
和
两种,故A 正确;
B.合成氨是用铁触媒作催化剂,在500℃、20MPa~50MPa 下进行,自此温度下催化剂活性最高,故B 错
误;
C.复合材料是一种混合物,是将几种化学、物理性质不同的材料混合得到性能更加优异的材料,所以建
筑住宅楼所使用的钢筋混凝土属于复合材料,故C 正确;
D.根据溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解性不同,从溶解性小的溶剂里向溶解性大的溶剂里转移,青蒿
素在乙醚中溶解性大于水中,所以用乙醚提取青蒿中的青蒿素属于萃取操作,故D 正确;
故选B。
18.下列关于实验方案的说法错误的是
A.用甲装置不能制取无水
B.用乙装置可验证金属性:
C.用丙装置可验证非金属性:
D.丁装置中气体颜色变深,不能用勒夏特列原理解释
【答案】C
【解析】A.甲装置中氯化镁水解得到氢氧化镁和HCl,HCl 全部挥发,促进氯化镁完全水解,最终固体
产物为氢氧化镁,不能制取无水
,A 项正确;
B.乙装置构成原电池,若铁钉两端溶液变红,没有蓝色沉淀生成,则铁钉没有被腐蚀,说明锌为负极,
铁为正极,金属性强弱为
,B 项正确;
C.丙装置中
通过溴化钠溶液后得到的混合气中有
和
,
和
都能将硫化钠氧化为硫,不能
证明非金属性强弱为
,C 项错误;
D.氢气与碘蒸气反应前后气体分子数不变,压强对该平衡无影响,但往里推活塞,气体体积减小,浓度
增大,气体颜色变深,不能用勒夏特列原理解释,D 项正确;
答案选C。
19.下列变化不能用勒夏特列原理解释的是
A.工业生产硫酸的过程中通入过量的空气,以提高二氧化硫的转化率
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B.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
C.光照新制的氯水,溶液的酸性增强
D.工业合成氨的反应,往往需要使用催化剂
【答案】D
【解析】A.工业生产硫酸的过程中通入过量的空气,使平衡
向正反应方向移动,
提高二氧化硫的转化率,可用勒夏特列原理解释,A 不选;
B.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,该反应存在溶解平衡,饱和食盐水中含有氯化钠电离出的氯离子,
饱和食盐水抑制了氯气的溶解,所以实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,可用勒夏特列原理解释,
B 不选;
C.光照新制的氯水时,溶液中氯气和水的反应为可逆反应,生成的HClO 见光分解生成HCl,促进平衡
向正方向移动,溶液酸性增强,可用勒夏特列原理来解释,C 不选;
D.催化剂对平衡移动没有影响,工业合成氨的反应,往往需要使用催化剂的目的是加快反应速率,不能
用勒夏特列原理来解释,D 选;
故选D。
20.下列过程不能用平衡移动原理解释的是
A.中和等体积、等pH 的盐酸和醋酸,醋酸所需NaOH 的物质的量更多
B.将
通入饱和氨盐水(溶质为
、NaCl)中,有固体析出
C.将
浓溶液与
浓溶液混合,迅速产生气泡
D.将锌片插入pH=4 的硫酸中无明显现象,加入少量
固体,有气泡产生
【答案】D
【解析】A.等pH 的盐酸和醋酸中氢离子浓度相等,醋酸是弱酸,在水溶液中不完全电离,加入氢氧化
钠会促进醋酸电离产生氢离子、进一步被中和,则醋酸所需NaOH 的物质的量更多,能用化学平衡移动原
理解释,A 错误;
B.二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸是弱酸、一水合氨是弱碱,弱酸和弱碱在水溶液中均不完全电离,
将
通入饱和氨盐水(溶质为
、NaCl)中,氢离子和氢氧根离子发生中和反应,促进碳酸和一水合氨
电离,增大了铵离子和碳酸氢根的浓度,导致溶解度小的碳酸氢钠以晶体析出,能用化学平衡移动原理解
释,B 错误;
C.
浓溶液中碳酸氢根水解程度大于电离程度呈碱性,
溶液中铝离子水解呈酸性,将
浓溶液与
浓溶液混合,碳酸氢根和铝离子相互促进水解,迅速产生二氧化碳气体和氢
氧化铝沉淀,能用化学平衡移动原理解释,C 错误;
D.硫酸铜与锌发生置换反应,析出的铜、锌和稀硫酸构成原电池,原电池总反应为
,原电池反应加快了气泡产生,不能用化学平衡移动原理解释,D 正确;
故选D。
12
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21.在硫酸工业中,通过下列反应使SO2氧化为SO3:
。下表列出了在不同温度和压强下,反应达到平衡时SO2的转化率。
温
度/
℃
平衡时SO2的转化率/%
0.1MP
a
0.5MP
a
1MP
a
5MP
a
10MP
a
45
0
97.5
98.9
99.2
99.6
99.7
55
0
85.6
92.9
94.9
97.7
98.3
下列说法不正确的是
A.在实际生产中,通入过量的空气,可提高SO2的转化率
B.450℃、0.1MPa 时,投入1mol/L 的SO2,5min 后反应平衡,则SO2的反应速率为:0.195mol/
(L·min)
C.高温高压有利于反应的自发进行,所以工业上采取高温高压
D.平衡后,增大压强(改变容器体积),平衡正向移动
【答案】C
【解析】A.在实际生产中,通入过量的空气,增大氧气的浓度,平衡正向移动,可提高SO2的转化率,
A 正确;
B.450℃、0.1MPa 时,投入1mol/L 的SO2,5min 后反应平衡,则SO2的反应速率为:
0.195mol/(L·min),B 正确;
C.反应为熵减,放热反应,
,低温有利于反应的自发进行,该反应为正向气体体积减少的
反应,低温高压有利于产率增加,C 错误;
D.该反应为正向气体体积减少的反应,平衡后,增大压强(改变容器体积),平衡正向移动,D 正确;
故选C。
22.下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.
溶液中加入少量
固体,促进
分解
B.密闭烧瓶内的
和
的混合气体,受热后颜色加深
C.铁钉放入浓
中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀
反应过程中,加入少量
固体,促进
的产生
【答案】B
【解析】A.MnO2会催化 H2O2分解,与平衡移动无关,A 项错误;
B.NO2转化为N2O4 的反应是放热反应,升温平衡逆向移动, NO2浓度增大,混合气体颜色加深,B 项
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正确;
C.铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动
无关,C 项错误;
D.加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,D 项错误;
故选B。
23.恒容反应器中,
和
均能催化反应:
(羟基乙醛),反应历程
如图所示,
为中间体,
为过渡态。
下列描述错误的是
A.
催化作用下,达平衡时羟基乙醛的产率较大
B.
催化作用下,“加氢”为决速步骤
C.适当降低反应温度,有利于提升羟基乙醛的平衡转化率
D.其它条件相同时,两种不同催化剂作用下,“
插入”步骤的活化能相同
【答案】A
【解析】A.催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动,因此两种催化剂作用下达平衡时羟基乙醛的产率
相同,故A 错误;
B.决速步骤是反应历程中活化能最大的步骤,
催化下,“加氢”步骤活化能最大,为决速步骤,故B
正确;
C.该反应的ΔH=终态能量-始态能量<0,为放热反应,根据勒夏特列原理,降低温度,平衡正向移动,
羟基乙醛的平衡转化率提高,故C 正确;
D.活化能是过渡态与起始态的能量差,由图可知,两种不同催化剂作用下,“
插入”步骤的起始态
()与过渡态(
)能量相同,活化能相同,故D 正确;
故答案选A。
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1.(2025·安徽滁州·二模)中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献涉及的化学知识,对其说明
错误的是
A.《天工开物》中“取入缸中浸三小时,漉入釜中煎炼”,其过程包含过滤操作
B.《本草经集注》记载区分硝石(
)和朴消(
)的方法:“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石
也”,这是古人利用焰色试验鉴别物质
C.《格物粗谈》中记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味”,文中的
“气”是指乙烯
D.《笑林广记》中记载:“一斗米,一两曲,加二斗水,相参和,酿七日,便成酒”,文中的“曲”
会提高酿酒反应的平衡转化率
【答案】D
【解析】A.“漉”指过滤,“煎炼”为蒸发结晶,包含过滤操作,A 正确;
B.
含
,焰色为紫色,
含
,焰色为黄色,利用焰色试验鉴别,B 正确;
C.木瓜释放的乙烯可催熟水果,文中“气”即乙烯,C 正确;
D.“曲”是催化剂,仅加快反应速率,不影响化学平衡,故不会提高平衡转化率,D 错误;
故选D。
2.(2025·安徽合肥·三模)向起始温度为T℃、容积为
的两个相同的密闭容器中,均充入
和
的混合气,保持其中一个容器恒温,另一个绝热,发生反应
。两容器中
的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法
正确的是
A.
B.曲线
表示恒温容器
C.
点的正反应速率大于
点的正反应速率
D.
内,曲线
表示的容器内
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【答案】C
【解析】A.曲线M 表示的容器先平衡,说明温度高,但是
的平衡转化率比N 低,说明升高温度,
平衡逆向移动,则反应为放热反应,
,故A 错误;
B.由A 项可知,反应为放热反应,绝热容器温度会升高,M 表示绝热容器,故B 错误;
C.Q 点和P 点均没有平衡,
的转化率相同,M 是绝热容器,则Q 点温度高于P,故
点的正反应速
率大于
点的正反应速率,故C 正确;
D.
内,曲线
表示的容器
的转化率为10%,反应的
为0.1mol,结合方程式可知,反应
掉的CO 为0.1mol,
,故D 错误;
答案选C。
3.(2025·河南郑州·一模)常温下,将
、
和10 mL NaOH 溶液混
合,发生反应:
。溶液中
与反应时间(t)的关系如图所示。下
列说法错误的是
A.当
不再变化时,该反应达到平衡状态
B.
时的
小于
时的
C.若平衡时溶液的
,则该反应的平衡常数
D.在酸性条件下,
的氧化性大于
【答案】C
【解析】A.当
不再变化时,可说明各物质的浓度不再变化,反应达到平衡状态,A 正
确;
B.
时未达到平衡,
随时间增加而增加,平衡正向移动,
时
小于的
小于的
,B
正确;
C.根据题意可知,起始时,
,由图可知,平衡时
,
,
,平衡时溶液的
,则
,反应的平衡常数
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,C 错误;
D.在酸性条件下,
,平衡逆向移动,
为氧化剂,
为氧化产
物,故
的氧化性大于
,D 正确;
故选C。
4.(2025·湖南长沙·二模)根据实验操作及现象,得出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向两只分别盛有蒸馏水和无水乙醇的烧杯中各加入同样大小的钠
(约绿豆大),乙醇与钠的反应没有水与钠的反应剧烈
分子中氢氧键的极性:水>
乙醇
B
向盛有少量蒸馏水的试管中滴加2 滴
溶液,然后再滴
加2 滴硫氰化钾溶液,无明显现象
中心离子
与
以离子
键结合后,不易与
反
应
C
在一支盛有
水的试管中滴加3 滴
稀溶液,再滴加3 滴同
浓度的
溶液,溶液变为棕黄色;然后向溶液中滴加2 滴淀粉溶
液,溶液出现蓝色
具有氧化性,与
的反
应为可逆反应
D
向一支试管中加入
混有少量泥土的水,然后向其中加入
硫酸铝溶液,振荡,静置
,泥水变澄清
水解生成的
胶
体可杀菌消毒,起到净水的
作用
【答案】A
【解析】A.乙醇与钠的反应不如水剧烈,说明水中的O-H 键极性更强,更易断裂,A 结论正确;
B.K3[Fe(CN)6]中Fe3+与CN-通过配位键结合,而非离子键,B 结论错误;
C.溶液变蓝说明Fe3+氧化I-生成I2,但未证明反应可逆(如未检测剩余Fe3+),C 结论错误;
D.Al(OH)3胶体通过吸附悬浮物净水,但无杀菌消毒作用,D 结论错误;
故选A。
5.(2025·湖南永州)SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为
的密闭容器中充入0.2mol SCl2,发生
反应:2SCl2 (g)
S2Cl2 (g) +Cl2(g),图中所示曲线分别表示反应在
时和平衡时SCl2的转化率
与
温度
的关系。下列说法正确的是
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A.2SCl2 (g)
S2Cl2 (g) +Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0
B.55OC,从0~10min,以S2Cl2表示反应的平均速率为0.0050mol·L-1·min-1
C.当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,反应达到平衡状态
D.82℃,若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol,则此时v(逆)>v(正)
【答案】A
【解析】A.由图可知,升高温度,
的平衡转化率增大,则正反应为吸热反应,
,且正反应可
自发进行,说明
,则
,A 项正确;
B.
,从
,以
表示反应的平均速率为
,B 项错
误;
C.反应过程中气体的总质量不变,该反应为气体分子数不变的反应,则该反应中混合气体的总物质的量
不变,混合气体的摩尔质量始终不变,则平均相对分子质量恒定不变,故当容器中混合气体的平均相对分
子质量恒定不变时,不能说明反应达到平衡状态,C 项错误;
D.82℃下,反应达平衡时,
的转化率为90%,则达平衡时,c(
)=
=
,
c(
)=c(
)=
=0.045mol/L,该反应的平衡常数K=
=20.25,若起始时在该
密闭容器中充入
和
各
,则Qc=
=1<K,则平衡正向移动,v(逆)<v(正),D
项错误;
答案选A。
6.(2025·安徽·三模)在反应物起始投料相同条件下,可逆反应X(s)+4Y(g)
Z(g)
⇌
△H 在总压分别为
0.10、0.50、1.0、2.0 MPa 下达到平衡时,Z 的体积分数与温度的关系如图所示。图中O 点时,Z 的体积分
数为0.9。下列说法正确的是
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A.该反应的△H 大于0
B.p2=1.0 MPa
C.M、N、O 三点中,M 点反应速率最快
D.O 点对应温度下,该反应的平衡常数Kp=9 000(MPa)-3
【答案】D
【解析】A.根据图像可知:该反应在升高温度时生成物Z 的体积分数减小,说明升高温度,化学平衡逆
向移动,逆反应为吸热反应,则该反应的正反应为放热反应,故△H<0,A 错误;
B.根据反应方程式可知:该反应正反应为气体分子数减少的反应,在温度不变时,压强增大,Z 的体积
分数增大。根据图像可知Z 的体积分数:p1<p2<p3<p4,故压强:p1<p2<p3<p4,结合题目给出的压强
数值,可知:压强p2应该为0.50 MPa,B 错误;
C.反应速率受温度和压强等因素影响。在其他条件不变时,升高温度,反应速率加快;在其它条件不变
时,增大压强,化学反应速率加快。根据图像可以看出:在M、N、O 三点中,反应温度:O>N>M;反
应压强:O>M>N。可见O 点温度最高,压强最大,因此O 点的化学反应速率更快,C 错误;
D.根据图像可知:在O 点时生成物Z 的体积分数0.9,其所在的气体总压P=1.0 MPa,分压p(Z)=0.9×1.0
MPa=0.9 MPa,p(Y)=0.1×1.0 MPa=0.1 MPa,则该条件下该反应的压强平衡常数为Kp=
,D 正确;
故合理选项是D。
7.(2025·山西吕梁·二模)在某一初始温度下,在恒容绝热密闭容器中,发生反应:
,测得各物质的量浓度和容器内温度随时间变化的关系如图所
示。下列说法正确的是
A.
时,体系内两个反应均达到平衡状态
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B.
,用物质Y 表示的平均反应速率为
C.
D.若改为恒温容器,则X、Z 物质的量浓度相同的时刻要比
提前
【答案】C
【解析】A.根据图像分析,
后,X、Z 的物质的量浓度仍在发生变化,所以体系内两个反应均未
达到平衡状态,A 项错误;
B.
时,反应物X 的浓度变化为
,则第1 个反应生成Y 的浓度为
。
时,反应物Z 的浓度为
,则第2 个反应消耗Y 的浓度为
,所以,此时Y 的浓度变化为
,则
内用物质Y 表示的平均反应速率为
,B 项错误;
C.反应开始时X 减少,体系温度升高,随着Z 增多,体系温度降低,所以
,C 项正确;
D.若改为恒温容器,则
时的反应体系的温度要低于题设条件,所以两个反应的速率会变慢,
X、Z 物质的量浓度相同的时刻要比
靠后,D 项错误;
答案选C。
8.将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应原理为:
。已知在压强为aMPa 下,该反应在不同温度、
不同投料比时,CO2的平衡转化率如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.X 点时,H2的平衡转化率为65%
C.温度为500K 时,提高投料比
,该反应的平衡常数K 不变
D.恒温恒容条件下,气体的密度不变,不能说明该反应一定达到平衡状态
【答案】B
【解析】A.由图可知,当投料比相同时,温度越高,CO2的平衡转化率越小,说明升高温度,平衡向逆
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反应方向移动,则该反应为放热反应,即该反应的
,A 正确;
B.由图可知,X 点对应的投料比
,恰好等于化学方程式中氢气和二氧化碳的化学计量数之
比,CO2的平衡转化率为60%,由于H2和CO2的平衡转化率相等,故H2的平衡转化率也为60%,B 错
误;
C.平衡常数只和温度有关,温度不变,平衡常数不变,故温度为500K 时,提高投料比
,CO2
的平衡转化率增大,但该反应的平衡常数K 不变,C 正确;
D.恒温恒容条件下,反应过程中混合气体的质量不变,体积不变,故混合气体的密度始终不变,则气体
的密度不变,不能说明该反应一定达到平衡状态,D 正确;
故选B。
9.(2025·安徽安庆·二模)下列实验操作、现象和结论均正确的是
实验操作
现象
结论
A
将乙醇和浓硫酸加热至170℃,产生的气体通入
酸性
溶液
紫红色褪去
生成了乙烯
B
向
硫酸铜溶液中逐渐滴加过量的
氨水
得到深蓝色的透
明溶液
与铜离子形成配位键的能力:
C
向氢氧化钠溶液中滴入饱和的
溶液
出现红褐色液体
有
胶体生成
D
用注射器吸入
和
的混合气体,然后将
活塞往里推压缩体积
注射器内气体颜
色加深
平衡向生成
的方向移动
【答案】B
【解析】A.乙醇和浓硫酸共热会发生消去反应产生乙烯气体,但会有副产物二氧化硫生成,并且乙醇易
挥发,这两种气体均可以使酸性
溶液紫红色褪去,干扰乙烯的检验,A 错误;
B.向硫酸铜溶液中逐渐滴入过量的氨水,水合铜离子转化为四氨合铜离子,溶液颜色由蓝色变成深蓝
色,B 正确;
C.应该是在沸水中滴加饱和的
溶液制备
胶体,向氢氧化钠溶液中滴入饱和的
溶液得
到的是
沉淀,C 错误;
D.压缩体积,增大压强,平衡向生成在
的方向移动,混合气体的颜色先变深又逐渐变浅,D 错误;
故选B。
10.(2025·安徽阜阳·二模)高炉气中存在反应:C(s)+CO2(g)
2CO(g) ΔH>0,勒夏特列通过研究该反应
提出了化学平衡移动原理。
(1)恒温恒容时,能说明上述反应达到平衡状态的是_______。(不定项)
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A.CO2与CO 的物质的量之比为1:2
B.v 正(CO2):v 逆(CO) = 2:1
C.CO2和CO 的浓度不再改变
D.混合气体的密度不再改变
(2)不同温度和压强下,上述反应达到平衡时CO 和CO2的体积分数变化如图所示。
根据化学平衡移动原理,解释两种气体体积分数的变化趋势 。
【答案】(1)CD (2)当温度不变时,由于该反应是体积增大的反应,压强增大,平衡左移,所以
CO 体积分数减小,CO2体积分数增大。当压强不变时,由于该反应正反应吸热,温度升高,平衡右移,
所以CO 体积分数增大,CO2体积分数减小。(合理即可)
【解析】(1)A.CO2与CO 的物质的量之比为1:2,没有说保持不变,无法判断反应是否达到平衡状
态,A 错误;
B.反应处于平衡状态时2v 正(CO2)=v 逆(CO),当v 正(CO2):v 逆(CO) = 2:1 时,反应未处于平衡状态,B 错
误;
C.CO2和CO 的浓度不再改变,按定义达到平衡状态,C 正确;
D.因为该反应是在恒容条件下,气体质量在反应前后不守恒,即密度是不断变化的,故当密度不变是反
应达到平衡状态,D 正确;
故选CD。
(2)当温度不变时,由于该反应是体积增大的反应,压强增大,平衡左移,所以CO 体积分数减小,CO2
体积分数增大;当压强不变时,由于该反应正反应吸热,温度升高,平衡右移,所以CO 体积分数增大,
CO2体积分数减小。
11.硫化氢是天然气开采、炼油行业和煤化工的副产物,在科研、生活及化学工业中均有重要应用。工业
上采用高温分解
制取
。在恒容密闭容器中,控制不同温度进行
分解实验:
。以
起始浓度均为
测定
的转化率,结果如下图所示。
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①由上图可知,关于该反应的判断正确的是___________。
A.高温下才能自发进行
B.任意温度下都不能自发进行
C.低温下才能自发进行
D.任意温度下都能自发进行
②能说明某温度下该反应已达到平衡状态的是___________。
A.气体密度保持不变
B.气体总物质的量保持不变
C.
D.
不变
③随温度升高,曲线
向曲线
逼近的原因是 。
④计算985℃时,该反应的平衡常数
值为 (用含的代数式表示)。
⑤若在
恒容密闭容器中,加入
进行分解实验,
后测得容器中气体总物质的量为
,则0~2min 内
的平均反应速率为 。
【答案】①A ②BD ③温度升高,反应速率增大,反应更快地达到平衡状态,相同时间的转化率更
接近平衡转化率 ④
⑤
【解析】①根据图像可知,温度升高,反应物平衡转化率(曲线a)增大,所以
且
,该反应高温下自发进行;故答案选A;
②A.该反应的反应前后气体总质量不变且恒容密闭容器,则
为定值,不能用密度来判断化学反应是否
达到平衡,A 不符合题意;
B.该反应的反应前后气体总物质的量变化,n 总为变量,可以用气体总物质的量来判断化学反应是否达到
平衡,B 符合题意
C.平衡时,
,即
,C 不符合题意;
D.随之反应的发生,
,
逐渐减小,当比值不变时达平衡,D 符
合题意;
故答案选BD;
③根据题意结合平衡转化率是该条件下的最大转化率可知:温度升高,反应速率增大,缩短达到平衡的时
间,相同时间的转化率更接近平衡转化率;
④根据题意结合图像可知,985℃时
的转化率为40%,得到三段式为
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可以得到
;
⑤根据题意,可得三段式为
2min 末,
,解得
,则0~2min 内
的平均反应速率为
。
1.(2025·安徽卷)恒温恒压密闭容器中,
时加入
,各组分物质的量分数x 随反应时间t 变化的
曲线如图(反应速率
,k 为反应速率常数)。
下列说法错误的是
A.该条件下
B.
时间段,生成M 和N 的平均反应速率相等
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C.若加入催化剂,
增大,
不变,则
和
均变大
D.若
和
均为放热反应,升高温度则
变大
【答案】C
【详解】A.①
的
,②
,②-①得到
,则K=
,A 正确;
B.由图可知,
时间段,生成M 和N 的物质的量相同,由此可知,成M 和N 的平均反应速率相等,B
正确;
C.若加入催化剂,
增大,更有利于生成M,则
变大,但催化剂不影响平衡移动,
不变,C 错
误;
D.若
和
均为放热反应,升高温度,两个反应均逆向移动,A 的物质的量分数变
大,即
变大,D 正确;
故选C。
2.(2025·北京卷)为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:
为黄色、
为红色、
为无色。
下列说法不正确的是
A.①中浓盐酸促进
平衡正向移动
B.由①到②,生成
并消耗
C.②、③对比,说明
:②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入
、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【答案】D
【解析】
的FeCl3溶液滴加数滴浓盐酸,生成更多的
,溶液黄色加深;继续滴加1 滴
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KSCN 溶液,
转化为
,溶液变为红色;再加入NaF 固体,
转化为
,溶液红色褪去,变为无色;再滴加KI 溶液、淀粉溶液,无色溶液未见明显变化,说明I-未被氧
化。
A.①中滴加数滴浓盐酸,试管溶液黄色加深,生成更多的
,说明浓盐酸促进
平衡正向移动,A 正确;
B.由①到②,溶液变为红色,说明
转化为
,即生成
并消耗
,
B 正确;
C.②、③溶液中,均存在平衡
,由于温度不变,故该反应的平衡常数不
变,由于②、③溶液中含有的初始
浓度相同,且②溶液为红色,③溶液为无色,故能说明
:
②>③,C 正确;
D.类似C 选项分析,由①→④推断,溶液中的
是越来越小的,若向①深黄色溶液中加入
、淀
粉溶液,无法确定①中溶液中的
的含量是否能够氧化I-,D 错误;
故选D。
3.(2024·浙江卷)为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设
计和结论都正确的是( )
选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
浓度
向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中
加入1mL0.1mol·L-1 HBr 溶液
黄色溶液变橙色
增大反应物浓度,平衡
向正反应方向移动
B
压强
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入
气体,分解达到平衡
后再充入100mLAr
气体颜色不变
对于反应前后气体总体
积不变的可逆反应,改
变压强平衡不移动
C
温度
将封装有NO2和N2O4混合气体
的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色变深
升高温度,平衡向吸热
反应方向移动
D
催化剂
向
乙酸乙酯中加入
1mL0.3mol·L-1H2SO4溶液,水浴
加热
上层液体逐渐减少
使用合适的催化剂可使
平衡向正反应方向移动
【答案】C
【解析】A 项,2CrO4
2-(黄色)+2H+
Cr2O7
2-(橙色)+H2O ,向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入
1mL0.1mol·L-1 HBr 溶液,H+浓度增大,平衡正向移动,实验现象应为溶液橙色加深,A 错误;B 项,反
应2HI
H2+I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应,向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mLHI 气
体,分解达到平衡后再充入100mLAr,平衡不发生移动,气体颜色不变,应得到的结论是:对于反应前后
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气体总体积不变的可逆反应,恒温恒容时,改变压强平衡不移动,B 错误;C 项,反应2NO2
N2O4
为放热反应,升高温度,气体颜色变深,说明平衡逆向移动,即向吸热反应方向移动,C 正确;D 项,催
化剂只会改变化学反应速率,不影响平衡移动,D 错误;故选C。
4.(2024·吉林卷)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,
时其制备过程及相关物质浓
度随时间变化如图所示,
后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A.
时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.
平均速率(异山梨醇)
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【答案】A
【解析】A.由图可知,3 小时后异山梨醇浓度继续增大,
后异山梨醇浓度才不再变化,所以
时,
反应②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,故A 错误;
B.图像显示该温度下,
后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4-
失水山梨醇仍有剩余,即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①,所以该温度下的平衡常
数:①>②,故B 正确;
C.由图可知,在
内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg,所以平均速率(异山梨醇)=
,故C 正确;
D.催化剂只能改变化学反应速率,不能改变物质平衡转化率,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化
率,故D 正确;
故答案为:A。
5.(2025·安徽卷)I.通过甲酸分解可获得超高纯度的
。甲酸有两种可能的分解反应:
①
②
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(1)反应
的
。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中通入一定量的
,发生上述两个分解反应下列说法中能表明
反应达到平衡状态的是 (填标号)。
a.气体密度不变 b.气体总压强不变
c.
的浓度不变 d.
和
的物质的量相等
Ⅱ.甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(
和
)的重要方法,主要反应有:
③
④
⑤
(4)恒温恒容条件下,可提高
转化率的措施有 (填标号)。
a.增加原料中
的量 b.增加原料中
的量 c.通入
气
(5)恒温恒压密闭容器中,投入不同物质的量之比的
/
/
混合气,投料组成与
和
的平衡
转化率之间的关系如下图。
i.投料组成中
含量下降,平衡体系中
的值将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)-41.2
(2)bc
(4)b
(5) 增大
【解析】(1)由盖斯定律,②-①可以得到目标反应,则
;
(2)a.气体质量是定值,体积是固定的,密度始终不变,气体密度不变,不能说明达到平衡状态;
b.两个反应均为气体体积增大的反应,则随着反应进行,压强变大,压强不变是平衡状态;
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c.气体浓度不变是平衡状态的标志,则
浓度不变,是平衡状态;
d.CO 和CO2物质的量相等,不能说明其浓度不变,不能判断达到平衡状态;
故选bc;
(4)a.增加原料中CH4的量,CH4自身转化率降低;
b.增大原料中CO2的量,CH4转化率增大;
c.通入Ar,各物质浓度不变,平衡不移动,CH4转化率不变;
故选b;
(5)如图可知,恒压时,随着Ar 含量上升(图像从右到左),反应物的分压减小,相当于减压,平衡正向
移动,压强不影响反应④平衡移动;则随着Ar 含量下降,反应③和⑤平衡逆向移动,但甲烷的转化率下
降的更快,而反应①甲烷二氧化碳转化率相同,说明反应⑤逆移程度稍小,但CO 减小的少,则
n(CO):n(H2)增大;
6.(2025•甘肃卷)乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质,得到高纯度乙烯的重要方法。该过程包括以下两
个主要反应:
反应1:C2H2(g)+H2(g)
C2H4(g) ΔH1=-175kJ·mol−1(25℃,101kPa)
反应2:C2H2(g)+2H2(g)
C2H6(g) ΔH2=-312kJ·mol−1(25℃,101kPa)
(1)25℃,101kPa 时,反应C2H4(g)+H2(g)
C2H6(g)的ΔH= kJ·mol−1。
(2)一定条件下,使用某含Co 催化剂,在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的
量/转化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。
①在60~220℃范围内,乙炔转化率随温度升高而增大的原因为 (任写一条),当温度由220℃升
高至260℃,乙炔转化率减小的原因可能为 。
②在120~240℃范围内,反应1 和反应2 乙炔的转化速率大小关系为v1 v2(填“>”“<”或“=”),
理由为 。
【答案】(1)-137
(2)温度升高,反应速率加快或温度升高,催化剂活性增强 催化剂在该温度范围内失活 >
乙烯的选择性大于乙烷,说明反应1 乙炔的转化速率大于反应2 乙炔的转化速率
【解析】(1)由盖斯定律,②-①可以得到目标反应,则
;
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(2)反应未达到平衡状态,温度升高,反应速率加快,乙炔的转化率增大或温度升高,催化剂活性增
强,乙炔的转化率增大;220℃-260℃,乙炔的转化率下降,反应未达平衡状态,说明不是由于平衡移动
造成的,可能原因是催化剂在该温度范围内失活;由图像可知,乙烯的选择性大于乙烷,说明反应1 乙炔
的转化速率大于反应2 乙炔的转化速率,即v1>v2;
7.(2025•陕晋宁青卷)MgCO3/MgO 循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用
MgCO3与H2反应生成CH4的路线,主要反应如下:
I.MgCO3(s)= MgO(s)+CO2(g) ΔH1=+101kJ·mol−1
II.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH2= -166kJ·mol−1
III.CO2(g)+H2(g)= CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41kJ·mol−1
(4) 100kPa 下,在密闭容器中H2(g)和MgCO3(s)各1 mol 发生反应。反应物(H2、MgCO3)的平衡转化率
和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如下图(反应III 在360℃以下不考虑)。
注:含碳生成物选择性
①表示CH4选择性的曲线是 (填字母)。
②点M 温度下,反应Ⅱ的Kp= (kPa)-2 (列出计算式即可)。
③在550℃下达到平衡时,n(CO) mol。500~600℃,随温度升高H2平衡转化率下降的原因可能
是 。
【答案】(4)c
0.2 反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气
【解析】(4)已知反应I 为吸热反应, Ⅱ为放热反应,III 为吸热反应,根据图像,温度逐渐升高,则
碳酸镁的转化率逐渐升高,氢气的转化率下降,在360℃以下不考虑反应Ⅲ,则二氧化碳的选择性上升,
甲烷的选择性下降,所以a 表示碳酸镁的转化率,b 表示二氧化碳的选择性,c 表示甲烷的选择性。①表
示CH4选择性的曲线是c;②点M 温度下,从图中看出碳酸镁的转化率为49%,则剩余的碳酸镁为
0.51mol,根据碳原子守恒,甲烷和二氧化碳中碳原子的物质的量之和为0.49mol,又因为此时二氧化碳的
选择性和甲烷的选择性相等,则二氧化碳和甲烷的物质的量为0.245mol,根据氧原子守恒得出水的物质的
量为0.49mol,根据氢原子守恒得出 氢气的物质的量为0.02mol,总的物质的量为
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0.02+0.245+0.245+0.49=1mol,
,
,
,则反应Ⅱ的
;③在550℃下达到平衡时,碳酸镁完
全转化,二氧化碳的选择性为70%,甲烷的选择性为10%,则生成的二氧化碳为0.7mol,生成的甲烷为
0.1mol,根据碳原子守恒得出n(CO)=1-0.7-0.1 mol=0.2mol;因为反应Ⅱ是放热的,反应Ⅲ是吸热的。在
500~600℃,随温度升高,反应Ⅱ逆向移动,反应Ⅲ正向移动,由于反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的
氢气,导致H2平衡转化率下降,故答案为:0.2;反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气。
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