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第22讲化学平衡的移动一、单项选择题1.(2018·河南新乡模拟)已知:N2+3H22NH3ΔH0。工业合成氨应选择的条件是()A.高温、高压B.低温、低压、催化剂C.适宜的温度、高压、催化剂D.低温、高压、催化剂2.下列说法正确的是()A.改变反应条件使平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大B.浓度变化引起平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大C.温度或压强的变化引起平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大D.催化剂可使化学反应速率加快,使反应物的转化率增大3.(2018·山东潍坊模拟)常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)ΔH0。230℃时,该反应的平衡常数K=2×10-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2℃,固体杂质不参与反应。第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230℃制得高纯镍。下列判断错误的是()A.第一阶段,选择反应温度应高于42.2℃B.第一阶段增加c(CO),平衡正向移动,反应的平衡常数不变C.第二阶段,Ni(CO)4几乎完全分解D.第二阶段,及时分离出Ni,有利于平衡移动4.(2018·河北沧州质检)某科研小组利用如下反应消除NO和CO的污染:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=xkJ·mol-1。T℃时,在容积为2L的恒容密闭容器中充入2molNO和2molCO,保持温度不变,5min时达到平衡状态,此时c(N2)=0.4mol·L-1。下列说法不正确的是()A.x0B.α(NO)=80%C.0~5min内,v(CO)=0.16mol·L-1·min-1D.保持温度不变,若再向上述平衡体系中充入2molNO和2molCO,重新达平衡时,c(N2)=0.8mol·L-15.(2018·安徽亳州模拟)反应N2O4(g)2NO2(g)ΔH=+57kJ·mol-1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是()A.A、C两点的反应速率:ACB.A、C两点气体的颜色:A深,C浅C.A、C两点气体的平均相对分子质量:ACD.由状态B到状态A,可以用加热的方法6.(2018·安徽A10联盟联考)一定量CO2与足量C在体积可变的恒压密闭容器中发生反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。下列说法不正确的是()A.550℃时v逆小于925℃时v逆B.650℃时,反应达平衡后,CO2的转化率为25%C.由图中数据分析可得,该反应为放热反应D.T℃时,若向平衡体系内充入惰性气体,化学平衡将向正反应方向移动7.(2018·武汉2月调研)固定容积为2L的密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)zC(g),图Ⅰ表示在298K时容器中各物质的物质的量随时间的变化关系,图Ⅱ表示平衡常数K随温度T变化的关系。结合图像判断,下列结论正确的是()A.该反应可表示为2A(g)+B(g)C(g)ΔH0B.298K时该反应的平衡常数K=6.25C.当容器中气体密度不再变化时,该反应达到平衡状态D.第6min时,再向体系充入0.4molC,重新达到平衡时C的体积分数大于0.258.(2018·安徽江南十校)已知在一定条件下,反应X(g)+3Y(g)2Z(g)ΔH=-akJ·mol-1(a0),某实验小组测得X的转化率(α)在不同温度与压强(p)下的实验数据,三者之间关系如下图所示。下列说法正确的是()A.图中a、b两点对应的平衡常数相等B.上述反应在达到平衡后,缩小体积,Y的转化率提高C.升高温度,正、逆反应速率增大,平衡向正反应方向移动D.将2.0molX、6.0molY置于密闭容器中发生反应,放出的热量为2akJ9.在某密闭容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH0,某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,针对图像下列分析不正确的是()A.图Ⅰ研究的是t1时刻增大压强(缩小体积)对反应速率的影响B.图Ⅱ研究的是t1时刻通入氦气(保持恒容)对反应速率的影响C.图Ⅱ研究的是t1时刻加入合适的催化剂对反应速率的影响D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高10.(2018·合肥一检)在一恒温恒压的密闭容器中发生反应:M(g)+N(g)2R(g)ΔH0。t1时刻达到平衡,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如下图所示。下列说法不正确的是()A.t1时刻的v(正)小于t2时刻的v(正)B.t2时刻改变的条件是向密闭容器中加RC.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,M的体积分数相等D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,反应的平衡常数相等二、非选择题11.(2018·广东化州模拟)对机动车尾气中的N元素、C元素进行处理,可以保护环境,减少污染。(1)汽缸中生成NO的反应为N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH0。NOx在铑(Rh)的催化下最终转化为无毒的产物,其中NO与CO的反应过程中经历如下两步(已知:1kcal=4.18kJ):反应Ⅰ:NO(g)+CO(g)+Rh(s)RhN(s)+CO2(g)ΔH=-8kcal·mol-1反应Ⅱ:RhN(s)+NO(g)Rh(s)+N2O(g)ΔH=-76.4kcal·mol-1则由NO生成2molN2O的ΔH=kcal·mol-1。若Ⅰ比Ⅱ的反应速率大,下列能正确表示反应2NO(g)+CO(g)N2O(g)+CO2(g)ΔH在有催化剂(a)和无催化剂(b)时反应过程的能量变化的是(填字母)。ABCD(2)相同温度下,两个体积均为1L的恒容密闭容器中,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),有关物质的量如下表:容器起始物质的量/mol平衡物质的量/molNOCON2CO2CO2编号Ⅰ0.20.200aⅡ0.30.3b0.10.2①容器Ⅰ中平衡后气体的压强为开始时的0.875倍,则a=。②容器Ⅱ平衡时的气体压强为p,用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数K为。(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag-ZSW-5催化,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示。①在(NO)(CO)=1条件下,最佳温度应控制在左右。②若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为。③用平衡移动原理解释为什么加入CO后NO转化为N2的平衡转化率增大:。12.(2018·广东肇庆三模)固定利用CO2对减少温室气体排放意义重大。CO2加氢合成甲醇是CO2综合利用的一条新途径。CO2和H2在催化剂作用下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH0。(1)测得甲醇的理论产率与反应温度、压强的关系如下图所示。①下列措施能使CO2的平衡转化率提高的是(填字母)。A.增大压强B.升高温度C.增大H2投料比D.用更高效的催化剂②在220℃、5.0MPa时,CO2、H2的转化率之比为。③将温度从220℃降低至160℃,压强从5.0MPa减小至3.0MPa,化学反应速率将(填“增大”“减小”或“不变”,下同),CO2的转化率将。④200℃时,将0.100molCO2和0.275molH2充入1L密闭容器中,在催化剂作用下反应达到平衡。若CO2的转化率为25%,,则此温度下该反应的平衡常数表达式K=(只用数字填,不必计算出结果)。(2)若H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为-285.8kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1,则由CO2和H2生成液态甲醇和液态水的热化学方程式为。13.(2018·广东东莞期末)在一定的温度、压强和钒催化剂存在的条件下,SO2被空气中的O2氧化为SO3。V2O5是钒催化剂的活性成分,郭汗贤等提出:V2O5在对反应Ⅰ的催化循环过程中,经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段,图示如图1。图1(1)①已知有关气体分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下:化学键SO(SO2)OO(O2)SO(SO3)能量/kJ535496472由此计算反应Ⅰ的ΔH=kJ·mol-1。②写出反应Ⅱ的化学方程式:。(2)不能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是(填字母)。A.恒容密闭容器中混合气体的压强不再变化B.恒容密闭容器中混合气体的密度不再变化C.混合气体的总物质的量不再变化D.混合气体的平均相对分子质量不再变化E.n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)=2∶1∶2F.SO2气体的百分含量不再变化(3)在保持体系总压为105Pa的条件下进行反应SO2+12O2SO3,原料气中SO2和O2的物质的量之比m[m=(O2)(O2)]不同时,SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如下图所示。图2①图中m1、m2、m3的大小顺序为,理由是。②反应的化学平衡常数Kp表达式为(用平衡分压代替平衡浓度表示)。图中A点原料气的成分是n(SO2)=10mol、n(O2)=24.4mol、n(N2)=70mol,达平衡时SO2的分压p(SO2)为Pa(分压=总压×物质的量分数)。③近年,有人研发出用氧气代替空气的新工艺,使SO2趋于全部转化。此工艺的优点除了能充分利用含硫的原料外,主要还有。14.(2018·深圳第二次调研)氮氧化物是大气主要污染物,可采用强氧化剂氧化脱除、热分解等方法处理氮氧化物。Ⅰ.已知:(1)写出反应1的离子方程式:。(2)在反应2中,NO2-的初始浓度为0.1mol·L-1,反应为NO2-+S2O2-+2OH-NO-+2SO2-+H2O。不同温度下,达到平衡时NO2-的脱除率与过硫酸钠(Na2S2O8)初始浓度的关系如下图所示。①比较a、b点的反应速率:va(逆)(填“”“”或“=”)vb(正)。②随着温度的升高,该反应的化学平衡常数K(填“增大”“不变”或“减小”)。③已知90℃时,Kw=.6×10-13,若b点对应的pH为12,则该温度下K=(保留一位小数)。(3)工业电解硫酸钠和硫酸的混合液制备过硫酸钠(Na2S2O8),阳极的电极反应式为。Ⅱ.N2O在金粉表面发生热分解:2N2O(g)2N2(g)+O2(g)ΔH。(4)已知:2NH3(g)+3N2O(g)4N2(g)+3H2O(l)ΔH14NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l)ΔH2ΔH=(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。(5)某温度下,测得c(N2O)随时间t变化关系如下图所示。已知瞬时反应速率v与c(N2O)的关系为v=kcn(N2O)(k是反应速率常数),则k=,n=。第22讲化学平衡的移动1.C解析合成氨反应是气体分子数减小的放热反应。低温条件下,化学反应速率较慢;高温条件下,平衡逆向移动,氨气的产率低;高压条件下,平衡正向移动,氨气的产率高。从速率和平衡两个角度分析,合成氨应选择适宜的温度、高压、催化剂。2.C解析A项,改变反应条件使平衡向正反应方向移动,反应物的转化率不一定增大,例如合成氨反应中通入氮气,平衡向正反应方向移动,但氮气转化率降低,错误;B项,根据A中分析可知浓度变化引起平衡向正反应方向移动,反应物的转化率不一定增大,错误;C项正确;D项,催化剂可使化学反应速率加快,但不能改变反应物的转化率,错误。3.D解析Ni(CO)4的沸点为42.2℃,反应温度应高于沸点,生成气态Ni(CO)4,故A正确;增大反应物浓度平衡正向移动,但是温度不变化学平衡常数不变,故B正确;230℃时,Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)的平衡常数K=2×10-5,则其逆反应化学平衡常数很大,所以Ni(CO)4几乎完全分解得到高纯镍,故C正确;Ni是固体,不影响平衡移动,故D错误。4.D解析该反应ΔS0,若要自发进行,必须为放热反应,故ΔH0,A正确;5min时达到平衡状态,c(N2)=0.4mol·L-1,则n(N2)=0.4mol·L-1×2L=0.8mol,根据化学方程式可知Δn(NO)=Δn(CO)=1.6mol,则NO的转化率α(NO)=1.62×1