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考点26 化学平衡状态、化学平衡的移动
目录
............................................................................................................................................. 1
1.高考真题考点分布................................................................................................................................... 1
2.命题规律及备考策略............................................................................................................................... 1
............................................................................................................................................. 2
考法01 化学平衡状态...............................................................................................................................2
考法02 化学平衡移动...............................................................................................................................6
........................................................................................................................................... 10
1.高考真题考点分布
考点内容
考点分布
化学平衡移动
2024 辽宁卷,3 分;2024 山东卷,3 分;2024 江苏卷,3 分;2024 浙江卷,3 分;
2024 湖南卷,3 分;2023 北京卷,3 分;2023 湖南卷,3 分;2023 山东卷,3 分;
2022 天津卷,3 分;2022 重庆卷,3 分;2022 江苏卷,3 分;2022 浙江卷,3 分;
2022 北京卷,3 分;2022 辽宁卷,3 分;2022 湖南卷,3 分;
化学平衡状态
2022 湖北卷13 题,3 分;
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
高频考点从近几年全国高考试题来看,化学平衡状态的特征及化学平衡的移动及其影响因素仍是高考命题
的热点。
【备考策略】
1
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【命题预测】
预计2025 年高考会以新的情境载体考查勒夏特列原理的理解,通过实验、判断、图象、计算等形式对化学
平衡移动综合考查,题目难度一般适中。
考法01 化学平衡状态
1.可逆反应
(1)概念
在同一条件下,既可以向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
(2)特点
①双向性;②双同性(正、逆反应是在同一条件下,同时进行);③共存性。
2.化学平衡状态
(1)概念
一定条件下的可逆反应中,当正反应速率和逆反应速率相等时,反应物和生成物的浓度均保持不变,即体
系的组成不随时间而改变的状态。
(2)建立
(3)特征
2
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3.判断平衡状态的两种方法
(1)“正逆相等”:v 正=v 逆≠0
①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA+bB
cC+dD,=时,反应达平衡状态。
(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当其不变时为平衡状态;一个随反应进行保持不变
的量,不能作为判断是否平衡的依据。
【易错提醒】规避判断化学平衡状态的两个易错点
(1)化学平衡状态判断“三关注”
①关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压,还是绝热恒容容器。
②关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应。
③关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。
(2)不能作为化学平衡状态“标志”的四种情况
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2HI(g)
H2(g)+
I2(g)。
③全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如2HI(g)
H2(g)+
I2(g)。
④全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.在化学平衡建立过程中,v 正一定大于v 逆( )
2.恒温恒容下进行的可逆反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时,
反应达到平衡状态( )
3.任何可逆反应都有一定限度,达到了化学平衡状态即达到了该反应的限度( )
4.化学反应达到限度时,正、逆反应速率相等( )
5.化学反应达到平衡后,反应物和生成物的浓度或百分含量相等( )
6.在一定条件下,向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应,生成2 mol NH3( )
7.向含有3 mol H2的容器中通入足量N2,充分反应后会生成2 mol NH3。( )
8.一定条件下反应N2+3H2
2NH3达到平衡时,3v 正(H2)=2v 逆(NH3)。( )
9.对于NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)反应,当每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2时,说明反应达
到平衡状态。( )
【答案】1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.× 7.× 8.× 9.×
考向01 考查可逆反应
【例1】(2024·河北衡水·期中)向平衡体系
中,通入一定量由
18O 组成的氧
3
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气,经过一段时间后,
18O 存在于
A.只存在于多余O2中
B.只存在于生成的SO3中
C.存在于O2、SO2及SO3中
D.只存在于O2和SO3中
【答案】C
【解析】2SO2(g)+O2(g)
2SO
⇌
3(g)可建立平衡体系可知该反应是可逆反应,SO2与
18O2反应生成三氧化硫的
同时,三氧化硫还会分解,故平衡时,容器中的SO3、SO2和O2中都含有
18O,故答案选C。
考向02 考查平衡状态的判断
【例2】(2024·吉林四平·二模)下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是( )
A.H2(g)+Br2(g)
2HBr(g),恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
B.2NO2(g)
N2O4(g),恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变
C.CaCO3(s)
CO2(g)+CaO(s),恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
D.N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3 1∶
【答案】D
【解析】H2(g)+Br2(g)
2HBr(g)恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变,说明溴单质的浓度不
再变化,达到了平衡,选项A 不符合题意;2NO2(g)
N2O4(g)是前后气体系数和变化的反应,当恒温、恒
容下,反应体系中气体的压强保持不变,达到了平衡,选项B 不符合题意;CaCO3(s)
CO2(g)+CaO(s),
恒温、恒容下,反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值,质量变化,体积不变,所以密度变化,
当气体密度保持不变的状态是平衡状态,选项C 不符合题意;3H2(g)+N2(g)
2NH3(g)反应体系中H2与
N2的物质的量之比保持3 1∶,不能证明正、逆速率相等,不一定是平衡状态,选项D 符合题意。
【思维建模】判断化学平衡状态的两种方法
(1)动态标志:v 正=v 逆≠0
①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA+bB
cC+dD,=时,反应达到平衡状态。
(2)“变量→不变”标志
一定条件下,当可逆反应进行时,某“物理量”应当伴随变化,当该“物理量”不再变化时,该反应达到
限度,即化学平衡状态。
【对点1】(2024·浙江衢州·模拟)下列反应属于可逆反应的是
①
②
③
④
A.①③
B.②④
C.①
D.②③
【答案】C
【分析】可逆反应指同一条件下,既能正向进行,也能逆向进行的反应,判断关键是判断是否在相同的条
件下。
4
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【解析】①
反应条件相同,属于可逆反应;
②
光合作用和呼吸作用场所不同,不属于可逆反应;
③
条件不同,不属于可逆反应;
④
反应条件不同,不属于可逆反应。故选C
【对点2】(2024·河南许昌·模拟)一定温度下,向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2,发生
反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1。
下列有关该反应的叙述正确的是( )
A.达到平衡状态时,正、逆反应速率相等
B.达到平衡状态时,SO2和O2的浓度都为0
C.若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2,则达平衡时放出的热量为196.6 kJ
D.若反应达到平衡状态后,2 min 时生成a mol SO3,则4 min 时生成2a mol SO3
【答案】A
【解析】该反应为可逆反应,达到平衡状态时,反应物不能完全转化为生成物,所以SO2和O2的浓度不等
于0,B 错误;因为是可逆反应,所以消耗的SO2的物质的量小于2 mol、消耗O2的物质的量小于1 mol,
放出的热量小于196.6 kJ,C 错误;反应达到平衡状态时,各物质的物质的量不变,2~4 min 三氧化硫的物
质的量不变,为a mol,D 错误。
考法02 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:
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
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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――→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――→―→
(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
(1)含义:如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着
能够减弱这种改变的方向移动。
(2)注意 ①勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。
②化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变,改变是不可逆转
的。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(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+3KSCN
Fe(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( )
(6)反应达到平衡状态时,其他条件不变,分离出固体生成物,v 正减小。( )
(7)对于反应:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)
Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0,其他条件不变,增大Si3N4物质
的量,平衡向左移动。( )
(8)对于反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0,降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程
度大。( )
(9)化学平衡正向移动,反应物的转化率一定增大。( )
【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)×
考向01 考查外界条件对化学平衡的影响
【例1】(2024·江苏盐城·一模)某温度下,在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡:
6
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2X(g)
①
+Y(g)
Z(s)+ 2Q(g) ΔH1<0
M(g)
②
+N(g)
R(g)+Q(g) ΔH2>0
下列叙述错误的是( )
A.加入适量Z,①和②平衡均不移动
B.通入稀有气体Ar,①平衡正向移动
C.降温时无法判断Q 浓度的增减
D.通入Y,则N 的浓度增大
【答案】B
【解析】A.Z 为固体,加入适量Z 不影响反应①的平衡移动,而反应②与Z 无关,故加入Z 也不影响反应
②的平衡移动,A 正确;B.通入稀有气体Ar,由于容器体积不变,故气体浓度不发生改变,反应①的平衡
不移动,B 错误;C.温度降低,反应①正向进行,反应②逆向进行,但两个反应中反应物的起始浓度未知,
故无法判断Q 浓度的增减,C 正确;D.通入气体Y,反应①平衡正向移动,Q 的浓度增大,导致反应②平
衡逆向进行,则N 的浓度增大,D 正确。
【思维建模】惰性气体(稀有气体、不参与反应的气体)与平衡移动的关系
(1)恒温、恒容条件
原平衡体系――→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――→容器容积增大,各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减
压)
考向02 考查化学平衡移动方向、转化率的分析判断
【例2】(2024·湖南岳阳·二模)在一定温度下的密闭容器中发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g),平衡时测
得A 的浓度为0.50 mol·L-1。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A 的浓
度为0.30 mol·L-1。下列有关判断正确的是( )
A.x+y<z
B.平衡向正反应方向移动
C.B 的转化率增大
D.C 的体积分数减小
【答案】D
【解析】容积扩大2 倍,若不移动时c(A)=0.25 mol·L-1,但达平衡为0.30 mol·L-1>0.25 mol·L-1,说明减
小压强,平衡向逆反应方向移动,故x+y>z,B 转化率减小,C 的体积分数减小,D 项正确。
【思维建模】平衡转化率的分析与判断方法
反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g)的转化率分析
①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比,达到平衡后,它们的转化率相等。
②若只增加A 的量,平衡正向移动,B 的转化率增大,A 的转化率减小。
③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B 的浓度,等效于压缩(或扩大)容器体积,气体反应物的转化率与
化学计量数有关。具体如下:
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考向03 考查平衡移动原理
【例3】(2024·北京朝阳·二模)下列事实可以用平衡移动原理解释的是
A.合成氨工业中使用铁触媒,提高生产效率
B.铝片放入浓
中,待不再变化后,加热产生红棕色气体
C.在钢铁表面镀上一层锌,钢铁不易被腐蚀
D.盐碱地(含较多的NaCl、
)施加适量石膏(
),土壤的碱性降低
【答案】D
【解析】A.合成氨工业中使用铁触媒做催化剂,可以加快反应速率、但不能使平衡发生移动,不能用平
衡移动原理解释,A 项不符合题意;
B.常温下Al 放入浓硝酸中发生钝化,加热后Al 与浓硝酸反应生成Al(NO3)3、红棕色的NO2气体和H2O,
不能用平衡移动原理解释,B 项不符合题意;
C.在钢铁表面镀上一层锌,隔绝钢铁与空气、水分的接触,使钢铁不易被腐蚀,不能用平衡移动原理解
释,C 项不符合题意;
D.在盐碱地(含较多的NaCl、Na2CO3)中存在水解平衡
+H2O
+OH-、
+H2O
H2CO3+OH-,使盐碱地土壤呈碱性,施加适量石膏,Ca2+与
结合成CaCO3,
的浓度减小,上述水
解平衡逆向移动,或者:硫酸钙是微溶物、碳酸钙是难溶物,加入的硫酸钙能转化为碳酸钙沉淀,使碳酸
根浓度减小、土壤的碱性降低,能用平衡移动原理解释,D 项符合题意;
答案选D。
【对点1】(2024·河北承德·模拟)某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应2X(s)
Y(s)+
Z(g),一段时间后达到平衡。下列说法错误的是( )
A.升高温度,若c(Z)增大,则ΔH>0
B.加入一定量Z,达新平衡后m(Y)减小
C.加入等物质的量的Y 和Z,达新平衡后c(Z)增大
D.加入一定量氩气,平衡不移动
【答案】C
【解析】升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,而c(Z)增大,说明平衡正向移动,故ΔH>0,A 正确;
加入一定量Z,Z 的浓度增大,平衡逆向移动,故达新平衡后m(Y)减小,B 正确;加入等物质的量的Y 和
Z,Z 的浓度增大,平衡逆向移动,由X、Y 均为固体,故K=c(Z),达新平衡后c(Z)不变,C 错误;加入
一定量氩气,加入瞬间,Z 的浓度保持不变,正、逆反应速率不变,故平衡不移动,D 正确。
【对点2】(2024·辽宁丹东·模拟)将等物质的量的N2、H2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:N2(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( )
选项
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
8
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B
升高温度
N2的转化率变小
C
充入一定量H2
H2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
【答案】B
【解析】A 项,正反应是气体体积减小的反应,依据勒·夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动,
但氮气的浓度仍然比原平衡大,不正确;B 项,正反应是放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,
氮气的转化率变小,正确;C 项,充入一定量的氢气,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢
气的转化率变小,不正确;D 项,催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态,不正确。
【对点3】(2024·北京·三模)下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A.锌片与稀
反应过程中,加入少量
固体,促进
的产生
B.密闭烧瓶内的
和
的混合气体,受热后颜色加深
C.水垢中含有
,可先用
溶液浸泡处理,再用盐酸溶解
D.
的醋酸溶液加水稀释100 倍,
【答案】A
【解析】A.加入硫酸铜以后,锌置换出铜可以构成原电池,反应速率加快,与平衡移动无关,A 错误;
B.
转化为
的反应是放热反应,升温平衡逆向移动,
浓度增大,混合气体颜色加深,可以
用化学平衡移动原理解释,B 正确;
C.用
溶液浸泡处理水垢,
可以转化为
,可以用沉淀溶解平衡的原理解释,C 正确;
D.醋酸是弱酸,加水稀释会促进电离平衡正向移动,因此
的醋酸溶液加水稀释100 倍后,
大
于
,即溶液
,D 正确;
答案选A。
1.(2023·广东深圳·模拟预测)下列事实中,不能用化学平衡移动原理解释的是
A.棕色的
体系加压后,颜色先变深后逐渐变浅
B.在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入少量铁粉
C.用稀盐酸洗涤AgCl 沉淀比用水洗涤损耗AgCl 小
D.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
【答案】B
【解析】A.存在平衡2NO2(g)
N
⇌
2O4(g),增大压强,混合气体的浓度增大,平衡体系颜色变深,该反应正
反应为体积减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,二氧化氮的浓度又降低,颜色又变浅,由于移
动的目的是减弱变化,而不是消除变化,故颜色仍比原来的颜色深,所以可以用平衡移动原理解释,故A
9
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不选;
B.由于Fe2+易被空气中的氧气氧化,故在配制硫酸亚铁溶液时往往要加入少量铁粉,防止亚铁离子被氧
化,与平衡移动原理无关,B 选;
C.难溶物AgCl 在水中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),用稀盐酸洗涤相比用水洗涤,稀盐酸
中c(Cl-)较大,使沉淀溶解平衡逆向移动,减少氯化银沉淀的损耗,可以用平衡移动原理解释,故C 不
选;
D.工业上生产硫酸的过程中,二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫为可逆反应,使用过量的空气促进平衡
正向移动,以提高二氧化硫的利用率,可以用勒夏特列原理解释,故D 不选;
本题选B。
2.(2024·北京延庆·期中)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:
。当
、O2、
的浓度不再变化时,下列说法中正确的是
A.该反应已达化学平衡状态
B.
和O2全部转化为
C.正、逆反应速率相等且等于零
D.
、O2、
的浓度一定相等
【答案】A
【解析】A.当SO2、O2、SO3的浓度不再变化时,表明正、逆反应速率相等,该反应已达化学平衡状态,
故A 正确;
B.该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,则SO2和O2不可能全部转化为SO3,故B 错
误;
C.平衡时正反应速率和逆反应速率相等,但反应没有停止,反应速率不等于零,故C 错误;
D.SO2、O2、SO3的浓度与初始浓度、转化率有关,则平衡时SO2、O2、SO3的浓度不一定相等,故D 错
误;
答案选A。
3.(2024·浙江杭州·模拟预测)汽车尾气脱硝脱碳的主要反应:
,
该反应为放热反应。在一定温度、体积固定为2L 的密闭容器中,某兴趣小组模拟该反应,用传感器测得
该反应在不同时刻的NO 和CO 浓度如表所示:
时间/s
0
1
2
3
4
/(mol/L)
/(mol/L)
下列说法不正确的是
A.前2s 内的化学反应速率
B.升高温度时,正反应速率和逆反应速率均增大
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C.当密闭容器中气体压强不再发生变化时,反应达到平衡状态
D.当反应达到平衡时,密闭容器中气体浓度
【答案】D
【解析】A.前2s 内
,则
,
,故A 正确;
B.升高温度时,由于增大了活化分子百分数,正逆反应速率均增大,故B 正确;
C. 温度不变,容器的容积不变,随反应进行气体物质的量减小,故随反应进行压强减小,当容器内气体
的压强不再发生变化时,说明正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故C 正确;
D.当反应达到平衡时,密闭容器中气体浓度
,不能说明各组分
浓度不变,不能说明达到平衡状态,故D 错误;
故选D。
4.(2024·广东广州·三模)向一恒容密闭容器中加入
和一定量的
,发生反应:
。
的平衡转化率按不同投料比
温度的变化曲线如
图所示。下列说法不正确的是
A.
B.
两点的正反应速率:
C.此反应在任意温度下都可自发进行
D.当容器内气体的平均相对分子质量不变时,反应达平衡状态
【答案】C
【解析】A.
越大,甲烷的转化率越小,相同温度下x1甲烷的转化率大于x2,则
,
A 正确;
B.b 点和c 点温度相同,CH4的起始物质的量都为1mol,b 点x 值小于c 点,则b 点加水多,反应物浓度
大,则反应速率
,B 正确;
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C.a、b 投料比相同,升高温度,甲烷的转化率增大,说明升高温度平衡正向移动,正向
,正向体
积增大则
,
时T 较大,故该反应高温自发,C 错误;
D.都是气体参加的反应,正向体积增大,则平均相对分子量是个变值,平均相对分子量不变时各组分含
量不再变化,达到平衡,D 正确;
故选C。
5.(2024·海南·三模)
是廉价的碳资源,将其甲烷化具有重要意义。其原理为
。在某密闭容器中,充入1mol
和4mol
发生上述反
应。下列叙述正确的是
A.反应物的总能量小于生成物时总能量
B.恒温、恒压条件下,充入He,平衡向逆反应方向移动
C.在恒温、恒容条件下进行反应,容器中气体密度不再变化,说明已达到平衡状态
D.升高温度可增大活化分子的百分数及有效碰撞频率,因而温度越高越利于获得甲烷
【答案】B
【解析】A.该反应是放热反应,故反应物的总能量小于生成物时总能量,故A 错误;
B.恒温、恒压条件下,充入He,容器体积增大,平衡向逆反应方向移动,故B 正确;
C.在恒温、恒容条件下进行反应,气体的密度始终不变,不能说明达到平衡,故C 错误;
D.升高温度平衡逆向移动,甲烷的产率会降低,故D 错误。
答案选B。
6.(2024·安徽·模拟预测)氨催化氧化时会发生如下反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
向
密闭容器中充入
和
,在催化剂作用下发生上述反应,相同时间内,反应Ⅰ、反应Ⅱ
对应的
的转化率随温度的变化如图所示,已知C 点达到平衡状态,下列说法错误的是
A.由图可知,硝酸工业中,氨催化氧化时的最佳温度为840℃
B.C 点之后反应Ⅰ中
的转化率下降的原因是平衡逆向移动
C.混合体系中
保持不变说明反应Ⅱ达到平衡状态
12
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D.C 点对应温度下,反应Ⅰ的平衡常数
【答案】B
【解析】A.硝酸工业中物质的转化关系是
时,反应Ⅰ对应的
的转
化率达到最高,即生成的NO 最多,且温度升高化学反应速率增大,A 正确;
B.由题给信息可知,图像中对应的是相同反应时间的转化率,C 点之后,也可能随着温度升高,导致催
化剂失活,使反应Ⅰ的反应速率降低,则相同反应时间内,
的转化率也降低,B 错误;
C.
和
分别是反应物和生成物,充入
和
发生反应,
的量逐渐减少,
的量逐渐增大,
因此混合体系中
保持不变说明反应Ⅱ达到平衡状态(提醒:若给定条件下推出“变量”达到“不
变”,则可说明反应达到平衡状态),C 正确;
D.C 点时,反应Ⅰ、反应Ⅱ对应的
的转化率分别为
、
,则生成NO 的物质的量为
,生
成
的物质的量为
,则有:
则平衡
,
,则反应Ⅰ的平衡常数
,D 正
确;
故选B。
7.(2024·安徽·三模)
可用作有机合成的氯化剂,在体积为
的密闭容器中充入
,发
生反应:
.图中所示曲线分别表示反应在
时和平衡时
的转化率与温
度的关系.下列说法正确的是
A.
的
B.当容器中气体密度恒定不变时,反应达到平衡状态
C.
时,向体积为
的容器中充入
,
时
的转化率大于
13
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D.
时,起始时在该密闭容器中充入
和
各
,此时
【答案】C
【解析】A.由图可知,温度升高,平衡时
的转化率增大,可知该反应为吸热反应,
,A 错
误;
B.该反应在恒容密闭容器中进行,V 不变。反应物和生成物均为气体,气体总质量不变,则为一个恒定
值,即密度恒定不变,所以当容器中气体密度恒定不变时,不能确定该反应是否达到平衡状态,B 错误;
C.由图可知,55℃时,在体积为VL 的密闭容器中充入
,amin 时
的转化率等于
50%,但反应未达到平衡,若体积缩小为0.5VL,则气体浓度增大,反应速率加快,所以amin 时
的
转化率大于50%,C 正确;
D.由图可知,82℃时
的转化率为90%,得出三段式(单位:mol/L):
平衡常数K=
,在该密闭容然中充入
和
各
,此时浓度商Q=1<K,平
衡正向移动,所以
,D 错误;
答案选C。
8.(2024·广西贵港·模拟预测)中国积极推动技术创新,力争2060 年实现碳中和。
催化还原的主要
反应有:
①
②
向恒温恒压的密闭容器中通入
和
进行上述反应。
的平衡产率
、
的平衡转化率
随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是
14
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A.反应②在较高温度下才能自发进行
B.若气体平均摩尔质量不再变化,则反应①和②均达到平衡状态
C.任意温度下的平衡转化率:
D.平衡时
随温度升高先减小后增大
【答案】A
【解析】A.由图像信息可知,随着温度的升高
的平衡产率减小,即升高温度反应②平衡逆向移
动,故反应②的
,又因为该反应是气体分子数减少的反应,
,故该反应在较低的温度下能
自发进行,A 错误;
B.由题干信息可知,反应物质全部为气体,其中反应②为非等体积反应,故若气体平均摩尔质量不再变
化,则反应①和②均达到平衡状态,B 正确;
C.由题干方程式可知,若只发生反应②,则
和
的平衡转化率相等,若只发生反应①,则
的平
衡转化率小于
的,现同时发生反应①和反应②,故任一温度下的平衡转化率:
,C 正
确;
D.由题干图像信息可知,
的平衡产率随温度的升高一直在减小,而
的平衡转化率先减小后增
大,说明温度较低时以反应②为主,随着温度升高平衡逆向移动,
的物质的量减小,而温度较高时,
以反应①为主,温度升高平衡正向移动,
的物质的量增大,即平衡时
随温度升高先减小后增
大,D 正确;
故选A。
9.(2024·吉林长春·模拟预测)在盛有CuO/Cu2O 载氧体的恒容密闭容器中充入空气,发生反应:
2Cu2O(s)+O2(g)
4CuO(s) ΔH,平衡时O2的体积分数φ(O2)随反应温度T 变化的曲线如图所示。下列说法
错误的是
15
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A.该反应在低温条件下能自发进行
B.在1030℃时加入催化剂,平衡时φ(O2)>21%
C.1030℃,当气体密度不再随时间变化而变化时,反应达到了平衡状态
D.985℃达到平衡状态后,充入纯氧,再次达到平衡后,O2浓度不变
【答案】B
【解析】A.升高温度,氧气含量增加,平衡逆向移动,则为放热反应,且反应为熵减的反应,根据
可以自发可知,该反应在低温条件下能自发进行,A 正确;
B.催化剂通常能加快反应但不影响平衡的移动,不改变氧气含量,B 错误;
C.恒容密闭容器中,气体体积不变,气体的质量逐渐减少,所以密度一直在减小,当密度不变时,反应
达到了平衡状态,C 正确;
D.985℃达到平衡状态后,充入纯氧不影响平衡常数,
,则再次达到平衡后,,
φ(O2)=10%,,O2浓度不变,D 正确;
故选B。
10.(2024·北京·三模)一定温度下,在2 个容积均为1L 的恒容密闭容器中,加入一定量的反应物,发生
反应:
△H<0,相关数据见下表。
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
Ⅰ
0.2
0.2
0.1
Ⅱ
0.2
0.2
0.12
下列说法不正确的是
A.T1>T2
B.达到平衡所需要的时间:Ⅰ<Ⅱ
C.Ⅱ中反应达到平衡时,NO 的转化率为60%
D.对于Ⅰ,平衡后向容器中再充入0.2mol CO 和0.2mol CO2,平衡正向移动
【答案】D
16
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【分析】一定温度下,在容积为1L 的恒容密闭容器中,加入0.2molNO 和0.2molCO,发生反应,生成
0.1molCO2,可建立如下三段式:
平衡常数K=
=5。
【解析】A.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2的物质的量减小,则T1>T2,A 正确;
B.温度越高,反应速率越快,达到平衡的时间越短,因为T1>T2,所以达到平衡所需要的时间:Ⅰ<
Ⅱ,B 正确;
C.Ⅱ中反应达到平衡时,生成CO2的物质的量为0.12mol,则参加反应NO 的物质的量为0.12mol,NO 的
转化率为
=60%,C 正确;
D.对于Ⅰ,平衡后向容器中再充入0.2mol CO 和0.2mol CO2,此时浓度商Qc=
=5,平衡不移
动,D 不正确;
故选D。
11.(2024·湖南邵阳·三模)汽车尾气净化反应为:
、
。向
密闭容器中充入
、
,测得
和
的物质的量浓度与时间关系如图所示。下列说法正确
的是
A.当体系中
和
浓度比不变时达到平衡状态
B.
段反应速率
C.上述正反应在任何温度下都能自发进行
D.该温度下,上述反应的逆反应平衡常数
【答案】D
17
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【解析】A.向
密闭容器中充入
、
,发生反应:
,反应过程中
和
浓度比是定值,当体系中
和
浓度比不变
时,不能说明反应达到平衡状态,A 错误;
B.由曲线与纵坐标交点可知,曲线abcde 表示CO,曲线xyzw 表示NO,则
段反应速率
,B 错误;
C.根据反应可知ΔH<0,ΔS<0,当较低温度时满足
,反应能自发进行,C 错误;
D.曲线abcde 表示CO,曲线xyzw 表示NO,则该温度下,达到平衡时,c(CO)=2.7×10-3mol/L,
c(NO)=0.1×10-3mol/L,c(N2)=
,
c(CO2)=2c(NO)=0.9×10-3mol/L,上述反应的逆反应平衡常数
,D 正确;
故选D。
12.(2024·广东广州·模拟预测)
时,向
的
溶液中一次性加入
的
溶液(混合溶液的体积近似等于所加溶液体积之和),发生反应
,混合溶液
中
与反应时间(t)的变化如图所示。下列说法错误的是
A.
时向溶液中加入
溶液,平衡逆向移动。
B.E 点对应的坐标为
C.
过程中平均反应速率
D.
时加入少量
固体,溶液红色加深,说明上述反应是可逆反应
【答案】D
【解析】A.t4时刻向溶液中加入
溶液,溶液总体积增大,瞬间
的
18
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浓度同等倍数减小,使
,则
化学平衡逆向移动,A 正
确;
B.40mL 0.05mol/L 的FeCl3溶液中一次性加入10mL0.15mol/L 的KSCN 溶液,t=0 时刻反应尚未开始,溶
液总体积为50mL,c(Fe3+)=
=0.04mol/L,E 坐标为(0,0.04),B 正确;
C.
过程中平均反应速率
,则
,
C 正确;
D.Fe3+初始物质的量为0.002mol,SCN-初始物质的量为0.0015mol,根据反应的方程式可知Fe3+过量,故
即使该反应不是可逆反应,加入KSCN 固体后,剩余的铁离子也会与SCN-反应生成Fe(SCN)3,溶液红色
加深,无法证明该反应是可逆反应,D 错误;
故答案选D。
13.(2024·重庆·模拟预测)T℃时,向体积不等的恒容密闭容器中加入足量活性炭和1mol
,发生反
应
。反应相同时间,测得各容器中
的转化率与容器体积的关系如
图所示,下列说法正确的是
A.a 点对应容器中,反应未达到平衡状态
B.向b 点对应容器中再充入一定量
,达到新平衡时,
的转化率增大
C.缩小c 点对应容器的体积增大压强,v(正)<v(逆)
D.
【答案】D
【分析】图中b 点NO2的转化率最高,则温度为T℃时,b 点恰好达到平衡状态,由于ab 曲线上对应容器
的体积逐渐增大,NO2的起始浓度逐渐减小,但浓度均大于b 点,NO2的浓度越大,反应速率越大,达到
平衡的时间越短,所以ab 曲线上反应均达到平衡状态,反应正向是气体体积增大的反应,随着容器体积的
增大,NO2的转化率逐渐增大,b 点达到最大;b 点以后,随着容器体积的增大,NO2的起始浓度减小,反
应速率减慢,达到平衡的时间延长,所以bc 曲线上反应均未达到平衡状态,由于NO2的起始浓度低,则反
应正向进行;
【解析】A.据分析,a 点对应容器中,反应达到了平衡状态,A 错误;
B.向b 点对应容器中再充入一定量NO2,相当于增大压强,平衡逆向移动,达到新平衡时,NO2的转化率
19
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减小,B 错误;
C. 缩小c 点对应容器的体积增大压强,若在bc 曲线上任何一点,反应均正向进行,v(正)>v(逆) ,C 错
误;
D.a 点时反应达到平衡,NO2转化率为40%,则
;
T℃时,该反应的化学平衡常数为
=
,b 点时反应三段式为:
,则T℃时,该反应的化学平衡常数为
=
得
,则有V1:V2=1:72,D 正确;
答案选D。
14.(2024·安徽·三模)一定温度下,在1L 恒容密闭容器中,发生“甲烷重整”反应:
,其原理如下所示。
已知“甲烷重整”反应在不同温度下的化学平衡常数如下表所示:
温度/℃
850
1000
120
0
1400
K
0.5
2
275
1772
下列说法错误的是
A.物质a 可能是FeO
B.该反应在任何温度下均可自发进行
C.若减小
的值,则
的平衡转化率增大
D.1000℃,若容器中
、
,则反应处于平衡状态
【答案】B
【解析】A.由反应①可知,氢元素被还原,则铁元素被氧化,所以物质a 可能是FeO,A 正确;
20
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B.该反应的
,根据表中数据,升高温度,化学平衡常数增大,则正反应为吸热反应,
,根
据
反应可自发进行,可知该反应在高温下可能自发进行,B 错误;
C.若减小
的值,即相当于增加水蒸气的浓度,化学平衡正向移动,则
的平衡转化率
增大,C 正确;
D.1000℃,若容器中
,
,则
,则此时反应处于平衡状态,D 正确;
故选B。
15.(2024·广东·三模)一定温度下,向容积为
的恒容密闭容器中充入
和
,发生反应
,测得
随时间的变化如下图实线所
示,下列说法正确的是
A.升高温度,可以提高上述反应的平衡产率
B.该反应在
内
的平均反应速率是
C.该反应在
后,容器内总压强不再改变
D.加入催化剂(其他条件相同),
随时间的变化会如上图虚线所示
【答案】C
【解析】A.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物的产率减小,故A 错误;
B.由图可知,1min 时,氢气的物质的量为6mol,由方程式可知,0 1min
∼
内二氧化碳的反应速率为
≈0.33 mol/(L·min),故B 错误;
C.由图可知,8min 时氢气的物质的量和12min 时氢气的物质的量都为2mol,说明反应已经达到平衡,容
器内总压强不再改变,故C 正确;
D.加入催化剂,化学反应速率加快,但化学平衡不移动,氢气的物质的量不变,则氢气的物质的量随时
间的变化不能用图中虚线表示,故D 错误;
故选C。
21
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1.(2024·辽宁卷)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】
【解析】A.由图可知,3 小时后异山梨醇浓度继续增大,15h 后异山梨醇浓度才不再变化,所以3h 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,15h 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;故选A。
2.(2024·山东卷)逆水气变换反应:
。一定压力下,按
,
物
质的量之比
投料,
,
温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该
反应的速率方程为
,
,
温度时反应速率常数k 分别为
。下列说法错误的
是
22
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A.
B.
温度下达平衡时反应速率的比值:
C. 温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D.
温度下,改变初始投料比例,可使平衡时各组分摩尔分数与
温度时相同
【答案】CD
【分析】由图可知,T1比T2反应速率速率快,则T1>T2;T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温
度下平衡时;由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1,则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。
【解析】A.根据分析,T1比T2反应速率速率快,反应速率常数与温度有关,结合反应速率方程知k1>
k2,A 项正确;
B.反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2),则
,T1温度下达到平衡时反应物的摩尔
分数低于T2温度下平衡时,则
,B 项正确;
C.温度不变,仅改变体系初始压力,虽然平衡不移动,但反应物的浓度改变,反应速率改变,反应达到
平衡的时间改变,反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化,C 项错误;
D.T2温度下,改变初始投料比,相当于改变某一反应物的浓度,达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能
相等,故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同,D 项错误;
答案选CD。
3.(2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:
①
②
、
下,将一定比例
、
混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、
L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO 和
的体积分数如图所示。下列说法正确的是
23
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A. L4处与L5处反应①的平衡常数K 相等
B. 反应②的焓变
C. L6处的
的体积分数大于L5处
D. 混合气从起始到通过L1处,CO 的生成速率小于
的生成速率
【答案】C
【解析】A.L4处与L5处的温度不同,故反应①的平衡常数K 不相等,A 错误;
B.由图像可知,L1-L3温度在升高,该装置为绝热装置,反应①为吸热反应,所以反应②为放热反应,
ΔH2<0,B 错误;
C.从L5到L6,甲醇的体积分数逐渐增加,说明反应②在向右进行,反应②消耗 CO,而 CO 体积分数没
有明显变化,说明反应①也在向右进行,反应①为气体分子数不变的反应,其向右进行时,n(H2O) 增大,
反应②为气体分子数减小的反应,且没有H2O 的消耗与生成,故 n 总减小而n(H₂O)增加,即H2O 的体积
分数会增大,故L6处的 H2O 的体积分数大于L5处,C 正确;
D.L1处CO
体积分数大于 CH3OH,说明生成的 CO 的物质的量大于CH3OH,两者反应时间相同,说
明CO 的生成速率大于 CH3OH 的生成速率,D 错误;
故选C。
4.(2024·浙江卷6 月)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
I.
II.
向容积为
的密闭容器中投入
和
,不同温度下,测得
时(反应均未平衡)的
相关数据见下表,下列说法不正确的是
温度(
)
400
500
600
乙烷转化率(
)
2.2
9.0
17.8
乙烯选择性(
)
92.6
80.0
61.8
注:乙烯选择性
24
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A. 反应活化能:
B.
时,
反应I 的平均速率为:
C. 其他条件不变,平衡后及时移除
,可提高乙烯的产率
D. 其他条件不变,增大投料比
投料,平衡后可提高乙烷转化率
【答案】D
【解析】由表可知,相同温度下,乙烷在发生转化时,反应Ⅰ更易发生,则反应活化能:Ⅰ<Ⅱ,A 正确;
由表可知,500℃时,乙烷的转化率为9.0%,可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol,而此
温度下乙烯的选择性为80%,则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol,根据方程式可得,
生成乙烯的物质的量为0.144mol,则
反应I 的平均速率为:
,
B 正确;其他条件不变,平衡后及时移除
,反应Ⅰ正向进行,可提高乙烯的产率,C 正确;其他
条件不变,增大投料比
投料,平衡后CO2转化率提高,C2H6转化率降低,D 错误;
答案选D。
5.(2024·湖南卷)恒压下,向某密闭容器中充入一定量的
和
,发生如下反应:
主反应:
副反应:
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数
随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示,下列说法正确
的是
A. 投料比x 代表
B. 曲线c 代表乙酸的分布分数
C.
,
D. L、M、N 三点的平衡常数:
【答案】D
25
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【分析】题干明确指出,图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为
、
,若投料比x 代表
,x 越大,可看作是CH3OH 的量增多,则对于主、副反应可知
生成的CH3COOCH3越多,CH3COOCH3分布分数越高,则曲线a 或曲线b 表示CH3COOCH3分布分数,曲
线c 或曲线d 表示CH3COOH 分布分数,据此分析可知AB 均正确,可知如此假设错误,则可知投料比x 代
表
,曲线a 或曲线b 表示
,曲线c 或曲线d 表示
,据此作答。
【解析】A.根据分析可知,投料比x 代表
,故A 错误;
B.根据分析可知,曲线c 表示CH3COOCH3分布分数,故B 错误;
C.根据分析可知,曲线a 或曲线b 表示
,当同一投料比时,观察图像可知T2时
大于T1时
,而
可知,温度越高则
越大,说明温度升高主反应的平衡正向移
动,
;曲线c 或曲线d 表示
,当同一投料比时,观察可知T1时
大于
T2时
,而
可知,温度越高则
越小,说明温度升高副反应的平衡逆向移
动,
,故C 错误;
D.L、M、N 三点对应副反应
,且
,升高温度平衡逆向移动,
,
故D 正确;故答案选D。
6.(2023·北京卷)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.铁钢放入浓
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。
7.(2023·湖南卷)向一恒容密闭容器中加入
和一定量的
,发生反应:
。
的平衡转化率按不同投料比
随温度的变化曲线
26
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如图所示。下列说法错误的是
A.
B.反应速率:
C.点a、b、c 对应的平衡常数:
D.反应温度为
,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】A.一定条件下,增大水的浓度,能提高CH4的转化率,即x 值越小,CH4的转化率越大,则
,故A 正确;
B.b 点和c 点温度相同,CH4的起始物质的量都为1mol,b 点x 值小于c 点,则b 点加水多,反应物浓度
大,则反应速率:
,故B 错误;
C.由图像可知,x 一定时,温度升高CH4的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向
移动,K 增大;温度相同,K 不变,则点a、b、c 对应的平衡常数:
,故C 正确;
D.该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强不变时,
反应达到平衡状态,故D 正确;
答案选B。
8.(2023·山东卷)在含HgI2(g)的溶液中,一定c(I-)范围内,存在平衡关系:
;
;
;
;
,平衡常
数依次为
。已知
、
,
、
随
的变化关
系如图所示,下列说法错误的是
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A.线
表示
的变化情况
B.随
增大,
先增大后减小
C.
D.溶液中I 元素与
元素的物质的量之比始终为
【答案】B
【分析】由题干反应方程式
可知,K1=
,则有c(Hg2+)=
,则有
lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)-2lgc(I-),同理可得:lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)-lgc(I-),
=lgK3+lgc(HgI2)+
lgc(I-),
==lgK4+lgc(HgI2)+ 2lgc(I-),且由
可知K0=
为一定值,
故可知图示中
曲线1、2、3、4 即L 分别代表
、
、
、
,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,线
表示
的变化情况,A 正确;
B.已知
的化学平衡常数K0=
,温度不变平衡常数不变,故随
增大,
始终保持不变,B 错误;
C.由分析可知,曲线1 方程为:lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)-2lgc(I-),曲线2 方程为:
lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)-lgc(I-)即有①b= lgK1+lgc(HgI2)-2a,②b= lgK2+lgc(HgI2)-a,联合①②可知得:
,C 正确;
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D.溶液中的初始溶质为HgI2,根据原子守恒可知,该溶液中I 元素与
元素的物质的量之比始终为
,
D 正确;
故答案为:B。
9.(2022·天津卷)向恒温恒容密闭容器中通入2mol
和1mol
,反应
达到平衡后,再通入一定量
,达到新平衡时,下列有关判断错误的是
A.
的平衡浓度增大
B.反应平衡常数增大
C.正向反应速率增大
D.
的转化总量增大
【答案】B
【解析】A.平衡后,再通入一定量
,平衡正向移动,
的平衡浓度增大,A 正确;
B.平衡常数是与温度有关的常数,温度不变,平衡常数不变,B 错误;
C.通入一定量
,反应物浓度增大,正向反应速率增大,C 正确;
D.通入一定量
,促进二氧化硫的转化,
的转化总量增大,D 正确;
故选B。
10.(2022·重庆卷)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1 和p2。
反应1:NH4HCO3(s)
NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2:2NaHCO3(s)
Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下,刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体,平衡后以上3 种固体均大量存在。下列说法错
误的是
A.反应2 的平衡常数为4×106Pa2
B.通入NH3,再次平衡后,总压强增大
C.平衡后总压强为4.36×105Pa
D.缩小体积,再次平衡后总压强不变
【答案】B
【解析】A.反应2 的平衡常数为
,A 正确;
B.刚性密闭容器,温度不变平衡常数不变,再次达平衡后,容器内各气体分压不变,总压强不变,B 错
误;
C.
,
,
,
,所以总压强为:
,C 正确;
D.达平衡后,缩小体积,平衡逆向移动,温度不变,平衡常数不变,再次平衡后总压强不变,D 正确;
故选B。
11.(2022·江苏卷)乙醇-水催化重整可获得
。其主要反应为
,
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,在
、
时,若仅考
虑上述反应,平衡时
和CO 的选择性及
的产率随温度的变化如图所示。
CO 的选择性
,下列说法正确的是
A.图中曲线①表示平衡时
产率随温度的变化
B.升高温度,平衡时CO 的选择性增大
C.一定温度下,增大
可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下,加入
或选用高效催化剂,均能提高平衡时
产率
【答案】B
【分析】根据已知反应①
,反应②
,且反应①的热效应更大,温度升高的时候对反应①影响更
大一些,根据选择性的含义,升温时CO 选择性增大,同时CO2的选择性减小,所以图中③代表CO 的选
择性,①代表CO2的选择性,②代表H2的产率,以此解题。
【解析】A.由分析可知②代表H2的产率,故A 错误;
B.由分析可知升高温度,平衡时CO 的选择性增大,故B 正确;
C.一定温度下,增大
,可以认为开始时水蒸气物质的量不变,增大乙醇物质的量,乙醇的平
衡转化率降低,故C 错误;
D.加入
或者选用高效催化剂,不会影响平衡时
产率,故D 错误;
故选B。
12.(2022·江苏卷)用尿素水解生成的
催化还原
,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为
,下列说法正确的是
A.上述反应
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B.上述反应平衡常数
C.上述反应中消耗
,转移电子的数目为
D.实际应用中,加入尿素的量越多,柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
【答案】B
【解析】A.由方程式可知,该反应是一个气体分子数增大的反应,即熵增的反应,反应△S>0,故A 错
误;
B.由方程式可知,反应平衡常数
,故B 正确;
C.由方程式可知,反应每消耗4mol 氨气,反应转移12mol 电子,则反应中消耗1mol 氨气转移电子的数
目为3mol×4×
×6.02×1023=3×6.02×1023,故C 错误;
D.实际应用中,加入尿素的量越多,尿素水解生成的氨气过量,柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度
增大,故D 错误;
故选B。
13.(2022·浙江卷)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:
,测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化,如下表所示,下
列说法不正确的是
A.实验①,
,
B.实验②,
时处于平衡状态,
C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
【答案】C
【解析】A.实验①中,0~20min,氨气浓度变化量为2.40 10-3mol/L-2.00 10-3mol/L=4.00 10-4mol/L,
v(NH3)=
=2.00 10-5mol/(L·min),反应速率之比等于化学计量数之比,v(N2)=
v(NH3)=1.00
10-5mol/(L·min),A 正确;
B.催化剂表面积大小只影响反应速率,不影响平衡,实验③中氨气初始浓度与实验①中一样,实验③达
到平衡时氨气浓度为4.00 10-4mol/L,则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00 10-4mol/L,而恒温恒容条件下,
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实验②相对于实验①为减小压强,平衡正向移动,因此实验②60min 时处于平衡状态,x<0.4,即x≠0.4,B
正确;
C.实验①、实验②中0~20min、20min~40min 氨气浓度变化量都是4.00 10-4mol/L,实验②中60min 时反
应达到平衡状态,实验①和实验②催化剂表面积相同,实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的
两倍,实验①60min 时反应未达到平衡状态,相同条件下,增加氨气浓度,反应速率并没有增大,C 错误;
D.对比实验①和实验③,氨气浓度相同,实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2 倍,实验
③先达到平衡状态,实验③的反应速率大,说明相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大,D 正
确;
答案选C。
14.(2022·北京卷)某
多孔材料孔径大小和形状恰好将
“固定”,能高选择性吸附
。废
气中的
被吸附后,经处理能全部转化为
。原理示意图如下。
已知:
下列说法不正确的是
A.温度升高时不利于
吸附
B.多孔材料“固定”
,促进
平衡正向移动
C.转化为
的反应是
D.每获得
时,转移电子的数目为
【答案】D
【分析】废气经过MOFs 材料之后,NO2转化成N2O4被吸附,进而与氧气和水反应生成硝酸,从该过程中
我们知道,NO2转化为N2O4的程度,决定了整个废气处理的效率。
【解析】A.从
可以看出,这个是一个放热反应,升高温度之后,平衡逆向移动,
导致生成的N2O4减少,不利于NO2的吸附,A 正确;
B.多孔材料“固定”
,从而促进
平衡正向移动,B 正确;
C.N2O4和氧气、水反应生成硝酸,其方程式为
,C 正确;
D.在方程式
中,转移的电子数为4e-,则每获得
,转移的电子数为
0.4mol,即个数为
,D 错误;
故选D。
15.(2022·辽宁卷)某温度下,在
恒容密闭容器中
发生反应2X(s) Y(g)+2Z(g),有关数据
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如下:
时间段/
产物Z 的平均生成速率/
0~2
0.20
0~4
0.15
0~6
0.10
下列说法错误的是
A.
时,Z 的浓度大于
B.
时,加入
,此时
C.
时,Y 的体积分数约为33.3%
D.
时,X 的物质的量为
【答案】B
【解析】A.反应开始一段时间,随着时间的延长,反应物浓度逐渐减小,产物Z 的平均生成速率逐渐减
小,则
内Z 的平均生成速率大于
内的,故
时,Z 的浓度大于
,A 正确;
B.
时生成的Z 的物质的量为
,
时生成的Z 的物质的量为
,故反应在
时已达到平衡,设达到平衡时生了
,列三段
式:
根据
,得
,则Y 的平衡浓度为
,Z 的平衡浓度为
,平衡常数
,
时Y 的浓度为
,Z 的浓度为
,加入
后Z 的浓
度变为
,
,反应正向进行,故
,B 错误;
C.反应生成的Y 与Z 的物质的量之比恒等于1∶2,反应体系中只有Y 和Z 为气体,相同条件下,体积之
比等于物质的量之比,
,故Y 的体积分数始终约为33.3%,C 正确;
D.由B 项分析可知
时反应处于平衡状态,此时生成Z 为
,则X 的转化量为
,初始X
的物质的量为
,剩余X 的物质的量为
,D 正确;
故答案选B。
16.(2022·湖南卷)向体积均为1L 的两恒容容器中分别充入
和
发生反应:
,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所
示。下列说法正确的是
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A.
B.气体的总物质的量:
C.a 点平衡常数:
D.反应速率:
【答案】BC
【解析】A.甲容器在绝热条件下,随着反应的进行,压强先增大后减小,根据理想气体状态方程
PV=nRT 可知,刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高,则说明上述反应过程放热,即
<0,故A
错误;
B.根据A 项分析可知,上述密闭溶液中的反应为放热反应,图中a 点和c 点的压强相等,因甲容器为绝
热过程,乙容器为恒温过程,若两者气体物质的量相等,则甲容器压强大于乙容器压强,则说明甲容器中
气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量:na<nc,故B 正确;
C.a 点为平衡点,此时容器的总压为p,根据理想气体状态方程PV=nRT 可知,在恒容条件下进行,气体
的物质的量之比等于
整体之比,根据A 项分析可知,绝热条件下,反应到平衡状态放热,所以Ta>T 始,
压强:Pa=
P 始,则na<
n 始,可设Y 转化的物质的量浓度为xmol∙L−1,则列出三段式如下:
,则有
<
,计算得到x>0.75,那么化学
平衡常数K=
>
,故C 正确;
D.根据图像可知,甲容器达到平衡的时间短,温度高,所以达到平衡的速率相对乙容器的快,即Va 正>Vb
正,故D 错误。
综上所述,答案为B。
17.(2022·广东卷)恒容密闭容器中,
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
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A.该反应的
B.a 为
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
,H2的平衡转化率增大
【答案】C
【解析】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,随着温度升高氢气的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;
故选C。
18.(2022·江苏卷)乙醇-水催化重整可获得
。其主要反应为
,
,在
、
时,若仅考
虑上述反应,平衡时
和CO 的选择性及
的产率随温度的变化如图所示。
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CO 的选择性
,下列说法正确的是
A.图中曲线①表示平衡时
产率随温度的变化
B.升高温度,平衡时CO 的选择性增大
C.一定温度下,增大
可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下,加入
或选用高效催化剂,均能提高平衡时
产率
【答案】B
【分析】根据已知反应①
,反应②
,且反应①的热效应更大,温度升高的时候对反应①影响更
大一些,根据选择性的含义,升温时CO 选择性增大,同时CO2的选择性减小,所以图中③代表CO 的选
择性,①代表CO2的选择性,②代表H2的产率,以此解题。
【解析】A.由分析可知②代表H2的产率,故A 错误;
B.由分析可知升高温度,平衡时CO 的选择性增大,故B 正确;
C.一定温度下,增大
,可以认为开始时水蒸气物质的量不变,增大乙醇物质的量,乙醇的平
衡转化率降低,故C 错误;
D.加入
或者选用高效催化剂,不会影响平衡时
产率,故D 错误;
故选B。
19.(2022·海南卷)某温度下,反应CH2=CH2(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,
,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时
的浓度增大
C.恒容下,充入一定量的
,平衡向正反应方向移动
D.恒容下,充入一定量的
,
的平衡转化率增大
【答案】C
【解析】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CH2=CH2 (g),平衡向正反应方向移动,但是CH2=CH2 (g)的平衡转化率减小,
D 不正确;
综上所述,本题选C。
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20.(2022·浙江卷)AB 型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq),
其焓变和熵变分别为ΔH 和ΔS。对于不同组成的AB 型强电解质,下列说法正确的是
A.ΔH 和ΔS 均大于零
B.ΔH 和ΔS 均小于零
C.ΔH 可能大于零或小于零,ΔS 大于零
D.ΔH 和ΔS 均可能大于零或小于零
【答案】D
【解析】强电解质溶于水有的放热,如硫酸铜等;有的吸热,如碳酸氢钠等,所以在水中溶解对应的ΔH
可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱,则熵越大。AB 型强电解质固体溶于水,存在
熵的变化。固体转化为离子,混乱度是增加的,但离子在水中存在水合过程,这样会引发水的混乱度的变
化,让水分子会更加规则,即水的混乱度下降,所以整个溶解过程的熵变ΔS,取决于固体转化为离子的熵
增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导,则整个溶解过程熵增,即ΔS>0,反之,
熵减,即ΔS<0。综上所述,D 项符合题意。故选D。
37