1、第第 34 讲讲 化学平衡状态化学平衡状态 化学平衡的移动化学平衡的移动 复习目标 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外 界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。 4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 考点一考点一 可逆反应与化学平衡建立可逆反应与化学平衡建立 1可逆反应 (1)定义 在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 (2)特点 二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。 一小： 反应物与生成物同时存在； 任一组分的转化率都小于(填“大于”
2、或“小于”)100%。 (3)表示 在方程式中用“”表示。 2化学平衡状态 (1)概念 一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质 的质量或浓度保持不变的状态。 (2)建立 (3)平衡特点 3判断化学平衡状态的两种方法 (1)动态标志：v正v逆0 同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如 aAbBcCdD，v 正A v逆B a b时， 反应达到平衡状态。 (2)静态标志：各种“量”不变 各物质的质量、物质的量或浓度不变。 各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。 温度、压强(化学反应方程式两边气体
3、体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变 量”，则不能作为平衡标志。 (1)反应 2NaHCO3= Na2CO3CO2H2O、 Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3互为可逆反 应() 错因：可逆反应的反应条件必须相同。 (2)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() 错因：化学反应达到平衡后，反应物或生成物的浓度或百分含量应保持不变，不一定相等。 (3)在 1 L 的密闭容器中发生反应：2NO(g)O2(g)2NO2(g)，当容器中气体的颜色保持不 变时，说明反应已达到平衡状态() (4)对
4、于反应 H2(g)I2(g)2HI(g)，当压强不变时，反应达到平衡状态() 错因：该反应为反应前后气体分子数保持不变的可逆反应，反应过程中压强始终保持不变。 1 向含有2 mol SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)O2(g) 催化剂 2SO3(g) HQ kJ mol 1 (Q0)，充分反应后生成 SO3的物质的量_(填“”“”或“”，下同)2 mol， SO2的物质的量_0 mol，转化率_100%，反应放出的热量_ Q kJ。 答案 2在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：混合气体的压强；混合 气体的密度；混合气体的总物质的量；混合气体的平均相对分子质量；混合气
5、体的颜 色；各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；某种气体的百分含量 (1)能说明 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是_(填序号，下同)。 (2)能说明 I2(g)H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_。 (3)能说明 2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是_。 (4)能说明 C(s)CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是_。 (5)能说明 NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)达到平衡状态的是_。 (6)能说明 5CO(g)I2O5(s)5CO2(g)I2(s)达到平衡状态的是_。 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 3若上
6、述题目中的(1)(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ (1)_。(2)_。(3)_。(4)_。 答案 (1) (2) (3) (4) 规避“2”个易失分点 (1)化学平衡状态判断“三关注” 关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应， 还是非等体积反应；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“标志”的四种情况 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。 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)。 全是气体参加的体积不变的反应，体
7、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)。 全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 题组一 “极端转化”确定各物质的量 1.在密闭容器中进行反应：X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z 的起始浓度分别为0.1 mol L 1、 0.3 mol L1、 0.2 mol L1， 在一定条件下， 当反应达到平衡时， 各物质的浓度有可能是( ) AZ 为 0.3 mol L 1 BY2为 0.4 mol L 1 CX2为 0.2 mol L 1 DZ 为 0.4 mol L 1 答案 A 2.(2019 长沙一中月考)一定条件下，对于可逆反应
8、X(g)3Y(g)2Z(g)，若 X、Y、Z 的起 始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol L 1、0.3 mol L1、 0.08 mol L 1，则下列判断正确的是( ) Ac1c231 B平衡时，Y 和 Z 的生成速率之比为 23 CX、Y 的转化率不相等 Dc1的取值范围为 0c10.14 mol L 1 答案 D 解析 平衡浓度之比为 13，转化浓度之比亦为 13，故 c1c213，A、C 不正确；平 衡时 Y 生成表示逆反应速率，Z 生成表示正反应速率且 v生成(Y)v生成(Z)应为 32，B 不正 确；由可逆反应的特点可知 0c
9、10.14 mol L 1。 极端假设法确定各物质浓度范围 上述题目 1 可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大 值和最小值，从而确定它们的浓度范围。 假设反应正向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g) 起始浓度(mol L 1) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol L 1) 0.1 0.1 0.2 终态浓度(mol L 1) 0 0.2 0.4 假设反应逆向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g) 起始浓度(mol L 1) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol L 1) 0.1 0.1 0.2 终态浓度(mol L 1) 0.2 0.4 0 平衡
10、体系中各物质的浓度范围为 X2(0,0.2)，Y2(0.2,0.4)，Z(0,0.4)。 题组二 化学平衡状态的判断 3(2020 衡阳高三调研)反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g) Hv逆：平衡向正反应方向移动。 (2)v正v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。 (3)v正v逆：平衡向逆反应方向移动。 4影响化学平衡的外界因素 根据化学平衡原理解答下列问题： 在体积不变的密闭容器中发生反应： N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJ mol 1，只改 变一种外界条件，完成下表： 改变条件 平衡移 动方向 氢 气 的 转 化 率 (“ 增 大”“减小”或“不变”) 氨 气
11、 的 体 积 分 数 (“ 增 大”“减小”或“不变”) 增大氮气的浓度 正向 增大 增大氨气的浓度 逆向 减小 增大 升温 逆向 减小 减小 充入适量氩气 不移动 不变 不变 5.化学平衡中的特殊情况 (1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定 的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。 (2)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。 (3)充入惰性气体与平衡移动的关系 恒温、恒容条件 原平衡体系 充入惰性气体 体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。 恒温、恒压条件 原平衡体系 充入惰性气体 容
12、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) 6勒夏特列原理及运用 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。本原理也称为平衡移动原理。 (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() 错因：化学反应速率改变，化学平衡不一定发生移动，如加入催化剂。 (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() 错因：升高温度，v放、v吸均增大。 (3)化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大() 错因：化学平衡正向移动，反应物的转化
13、率不一定增大，如 A(g)B(g)C(g)，增大 A 的 浓度、平衡右移，但 A 的转化率减小。 (4)向平衡体系 FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl 中加入适量 KCl 固体， 平衡逆向移动， 溶 液的颜色变浅() 错因：KCl 没有参与反应，加入 KCl 固体，平衡不移动，颜色不变。 (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() 错因：因为压缩体积，平衡右移，但 c(NO2)仍大于原来的浓度，所以混合气体的颜色变深。 1 化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变， 而不是消除“外界条件的改变”， 即“减 弱而不抵
14、消”。 对于一定条件下的可逆反应 甲：A(g)B(g)C(g) H0 乙：A(s)B(g)C(g) H0 丙：A(g)B(g)2C(g) H0 达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题： (1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲_；乙_； 丙_。 此时反应体系的温度均比原来_(填“高”或“低”)。 混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”) 甲_；乙_；丙_。 答案 向左 向左 向右 高 减小 减小 不变 (2)加压，使体系体积缩小为原来的1 2 平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”) 甲_；乙_；丙_。 设压缩之前压强分别
15、为 p甲、p乙、p丙，压缩后压强分别为 p甲、p乙、p丙，则 p甲与 p 甲，p乙与 p乙，p丙与 p丙的关系分别为 甲_；乙_；丙_。 混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”) 甲_；乙_；丙_。 答案 向右 不移动 不移动 p甲p甲2p甲 p乙2p乙 p丙2p丙 增大 不变 不变 2(1)可逆反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H0，当反应达到平衡时，下列措施：升温 恒容通 入惰性气体 增加 CO 浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气体，能提高 COCl2 转化率的是( ) A B C D 答案 B 解析 该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压
16、均可以促使反应正向移动。恒压 通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加 CO 的浓 度，将导致平衡逆向移动。 4在压强为 0.1 MPa、温度为 300 条件下，a mol CO 与 3a mol H2的混合气体在催化剂作 用下发生反应生成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H0。 (1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是 _(填字母，下同)。 Ac(H2)减小 B正反应速率加快，逆反应速率减慢 C反应物转化率增大 D重新平衡 cH2 cCH3OH减小 (2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是_。 A升高温
17、度 B将 CH3OH 从体系中分离 C充入 He，使体系总压强增大 答案 (1)CD (2)B 解析 (1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小容器体积，平衡正向移动，c(H2) 增大，正、逆反应速率均增大，因而 A、B 均不正确。(2)由于该反应正向是放热反应，升高 温度平衡逆向移动，CH3OH 的产率降低；容器容积不变，充入 He，平衡不移动。 1 (2020 浙江 7 月选考， 18)5 mL 0.1 mol L 1 KI 溶液与 1 mL 0.1 mol L1 FeCl 3溶液发生反应： 2Fe3 (aq)2I(aq) 2Fe2 (aq)I 2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的
18、是( ) A加入苯，振荡，平衡正向移动 B经苯 2 次萃取分离后，在水溶液中加入 KSCN，溶液呈红色，表明该化学反应存在限度 C加入 FeSO4固体，平衡逆向移动 D该反应的平衡常数 K c2Fe2 c2Fe3 c2I 答案 D 解析 加入苯，振荡，苯萃取了 I2，水溶液中的 c(I2)减小，平衡正向移动，A 正确；反应开 始时 n(KI)n(FeCl3)， 反应中 KI 过量； 经苯两次萃取分离后， 水溶液中 c(I2)很小， 加入 KSCN， 溶液呈红色，说明水溶液中仍含有 Fe3 ，证明该反应是可逆反应，存在一定限度，B 正确； 加入 FeSO4固体，c(Fe2 )增大，平衡逆向移动，
19、C 正确；该反应在溶液中进行，平衡常数 K c2Fe2 cI 2 c2Fe3 c2I，D 错误。 2(2020 浙江 7 月选考，20)一定条件下：2NO2(g)N2O4(g) H0。在测定 NO2的相对 分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是( ) A温度 0 、压强 50 kPa B温度 130 、压强 300 kPa C温度 25 、压强 100 kPa D温度 130 、压强 50 kPa 答案 D 解析 测定 NO2的相对分子质量时，要使平衡逆向移动，且逆向移动的程度越大，测定结果 的误差越小。该反应的正反应是气体分子数减少的放热反应，因此温度越高、压强越小时， 平衡逆向移动的
20、程度越大，故选 D。 3(2019 海南，3)反应 C2H6(g)C2H4(g)H2(g) H0，在一定条件下于密闭容器中达到 平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是( ) A增大容器容积 B升高反应温度 C分离出部分氢气 D等容下通入惰性气体 答案 D 4(2019 浙江 4 月选考，17)下列说法正确的是( ) AH2(g)I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变 BC(s)H2O(g)H2(g)CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C若压强不再随时间变化能说明反应 2A(？)B(g)2C(？)已达平衡，则 A、C 不能同时 是气体 D1
21、mol N2和 3 mol H2反应达到平衡时 H2转化率为 10%，放出的热量为 Q1；在相同温度和 压强下，当 2 mol NH3分解为 N2和 H2的转化率为 10%时，吸收的热量为 Q2，Q2不等于 Q1 答案 B 解析 A 项，该可逆反应的反应前后气体的化学计量数不发生变化，当缩小反应容器体积， 相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，错误；B 项，在建立平衡前，碳的质量不断改变， 达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，正确；C 项，若压强不 再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数不等，故 A、C 可能均为气体， 错误； D 项， 易知 N2(g)3
22、H2(g)2NH3(g) H， 合成氨气实际参与反应 n(H2)3 mol10% 0.3 mol，因而 Q10.3 3 |H|0.1|H|，分解氨气时实际消耗的 n(NH3)2 mol10% 0.2 mol，Q20.2 2 |H|0.1|H|，则 Q1Q2，错误。 5 2018 全国卷， 27(1)节选CH4CO2催化重整反应为 CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g) H247 kJ mol 1，有利于提高 CH 4平衡转化率的条件是_(填字母)。 A高温低压 B低温高压 C高温高压 D低温低压 答案 A 解析 根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，
23、所以 高温低压有利于平衡正向移动。 62017 全国卷，28(4)298 K 时，将 20 mL 3x mol L 1Na 3AsO3、20 mL 3x mol L 1 I 2和 20 mL NaOH 溶液混合，发生反应：AsO3 3(aq)I2(aq)2OH (aq) AsO3 4(aq)2I (aq) H2O(l)。溶液中 c(AsO3 4)与反应时间(t)的关系如图所示。 下列可判断反应达到平衡的是_(填字母)。 a溶液的 pH 不再变化 bv(I )2v(AsO3 3) cc(AsO3 4)/c(AsO 3 3)不再变化 dc(I )y mol L1 tm时，v正_(填“大于”“小于”
24、或“等于”)v逆。 tm时 v逆_(填“大于”“小于”或“等于”)tn时 v逆， 理由是_。 若平衡时溶液的 pH14，则该反应的平衡常数 K 为_。 答案 ac 大于 小于 tm时生成物浓度较低 4y3 xy2 1已知可逆反应 2NO2(g)N2O4(g)，下列状态合理且可以判断该反应已经达到平衡的是 ( ) v正v逆0 的状态 NO2全部转化成 N2O4的状态 c(NO2)c(N2O4)的状态 N2O4 不再分解的状态 NO2的百分含量不再改变的状态 体系颜色不再发生变化的状态 A B C D 答案 B 解析 v正v逆0 是化学平衡状态的本质标志，此状态合理且能说明反应已经达到平衡； 由于
25、该反应为可逆反应，NO2不可能全部转化成 N2O4，此状态不合理；c(NO2)c(N2O4) 是一种特殊情况，但不能说明反应已经达到平衡；化学反应达到平衡时正、逆反应仍在进 行， N2O4不再分解的状态不合理； NO2的百分含量不再改变的状态是化学平衡的特征标志， 此状态合理且能说明反应已经达到平衡； 体系颜色不再发生变化的状态即 NO2的浓度不再 变化的状态，该状态是化学平衡的特征标志，此状态合理且能说明反应已经达到平衡；符合 题意的是。 2对处于化学平衡的体系，由化学平衡与化学反应速率的关系可知( ) A化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动 B化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化
26、C正反应进行的程度大，正反应速率一定大 D改变压强，化学反应速率一定改变，平衡一定移动 答案 B 解析 如果正、逆反应速率改变的幅度一样大，则平衡不移动，A 项错；化学平衡发生移动， 则化学反应速率一定改变，B 项对；反应进行的程度与化学反应速率无关，C 项错；改变压 强， 化学反应速率不一定改变(如固液反应或容器容积不变的反应体系中充入不参与反应的气 体)，平衡也不一定移动，D 错。 3对于可逆反应 2A(s)3B(g)C(g)2D(g) Hv逆 加入催化剂，物质 B 的转化率提高 A B C D 答案 B 解析 物质 A 是固体，增大物质 A 的量对化学平衡无影响，错误；升高温度，v正、v
27、逆均 增大，平衡向逆反应(吸热反应)方向移动，错误；该反应为反应前后气态物质总物质的量 不变的反应，增大压强平衡不移动，但 v正、v逆都增大，错误；增大物质 B 的浓度，正反 应速率增大，v正v逆，平衡向正反应方向移动，正确；催化剂不能使化学平衡发生移动， 故物质 B 的转化率不变，错误。 4下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) A使用铁触媒，加快合成氨的反应速率 B溴水中存在 Br2H2OHBrHBrO，当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅 C合成氨工业采用 2050 MPa 高压 D反应 CO(g)NO2(g)CO2(g)NO(g) Ht1)： 反应时间/min n(H2O)/mol n(
28、CO)/mol 0 2.00 0.00 t1 1.60 t2 1.40 下列说法正确的是( ) A反应在 t1 min 内的平均速率为 v(H2)0.40 t1 mol L 1 min1 Bt2时，c(H2O)0.60 mol L 1 Ct2时，H2O(g)的转化率为 70.0% D保持其他条件不变，t3时(t3t2)向容器中再通入 0.20 mol H2O(g)，正反应速率加快，逆反 应速率减小 答案 C 解析 A 项，v(H2)32.001.60mol 2 Lt1 min 0.60 t1 mol L 1 min1，错误；B 项，容积为 2 L 的 密闭容器中，t2时，c(H2O)0.30
29、mol L 1，错误；C 项，t 2时，H2O(g)剩余 0.6 mol，转化率 为 70.0%，正确；D 项，向容器中再通入 0.20 mol H2O(g)，正反应速率加快，逆反应速率也 增大，错误。 9某实验小组研究温度对化学反应 H2(g)I2(g)2HI(g)的影响，在其他条件相同时，将 1 mol H2(g)和 1 mol I2(g)充入体积为 2 L 的恒容密闭容器中，测得 HI(g)的物质的量分数随时间 (min)变化的实验数据如下： 时间 0 20 40 60 80 100 HI(g)的物质 T1 0 0.50 0.68 0.76 0.80 0.80 的量分数 T2 0 0.6
30、0 0.72 0.75 0.75 0.75 下列说法正确的是( ) AT1温度下，020 min 之间，H2的平均反应速率为 0.012 5 mol L 1 min1 B在 T1温度下，该反应有可能在 70 min 时已达到平衡状态 C由表中数据推测，T1T2 D由表中数据可知，温度越高，H2(g)与 I2(g)的反应限度越大 答案 A 解析 T1温度下， 020 min 之间， HI 的物质的量分数为 0.5， 反应前后气体的物质的量不变， 则说明生成1 mol HI，说明氢气消耗了0.5 mol，H2的平均反应速率为 0.5 mol 2 L20 min0.012 5 mol L 1 min
31、1， 选项 A 正确；由表中数据分析可知，在 T1温度下，该反应 70 min 时没有达到平衡状态，选 项 B 错误；T2温度下，反应更快达到平衡，其他条件不变的情况下，这是受温度影响。从而 可推断 T2T1，选项 C 错误；T2T1，温度越大 H2(g)与 I2(g)的反应限度越小，选项 D 错误。 10在一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应：A(g)B(g)2C(g) H0，t1时刻达 到平衡后，在 t2时刻改变条件，其反应过程如图。下列说法正确的是( ) A0t2时，v正v逆 Bt2时刻改变的条件可能只是加催化剂 Ct2时刻改变的条件可能只是升高了温度 D、两过程达到反应限度时，无法确
32、定、中 A 物质的量的哪个多 答案 D 解析 图像分析判断 0t2时，0t1时间的正反应速率大于逆反应速率，t1t2时间段正、逆 反应速率相同，故 A 错误；在 t2时刻若升高温度，该反应正反应为放热反应，平衡会逆向移 动，不会达到与原平衡相同的平衡状态，故 C 错误；、两过程达到反应限度时，反应速 率不变，说明反应达到相同的平衡状态，若是在 t2时刻改变的条件是增加 C 的浓度，、 两过程达到反应限度时，A 物质的量：，若是改变的条件是减小容器体积，、两 过程达到反应限度时，A 物质的量：，故 D 正确。 11已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0。在密闭容器中，充入 2 mol
33、N2和 6 mol H2使 之发生反应： (1)当反应达到平衡时，N2和 H2的转化率之比是_。 (2)当达到平衡时， 保持体积不变充入氩气， 平衡将向_(填“向左”“向右”或“不”， 下同)移动。 (3)当达到平衡时，将 c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时减半，平衡将_移动。 (4)若有两容器都充入 2 mol N2和 6 mol H2，甲容器保持恒温、恒容，乙容器保持恒容绝热， 同时开始反应，先达平衡的是_(填“甲”或“乙”)容器，甲中 N2的转化率比乙中的 更_(填“高”或“低”)。 (5)在密闭容器中进行反应 2NO(g)O2(g)2NO2(g) H0。该反应的反应速率(v)随时
34、间 (t)变化的关系如图所示， 若 t2、 t4时刻只改变一个条件， 下列说法正确的是_(填字母)。 a在 t1t2时，可依据定容容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态 b在 t2时，采取的措施可以是升高温度 c在 t3t4时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态 d在 t5时，容器内 NO2的体积分数是整个过程中的最大值 答案 (1)11 (2)不 (3)向左 (4)乙 高 (5)a 解析 (1)对 N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0，在密闭容器中，开始时 n(N2)n(H2)26 13，反应时消耗 n(N2)n(H2)13，则 N2和 H2的转化率之比是 1
35、1。 (2)当达到平衡时，保持体积不变充入氩气，使体系压强增大，但体积不变浓度不变，平衡不 移动。 (3)当达到平衡时，将 c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时减小一倍，体积增大一倍，根据勒夏特列原 理，平衡向体积增大的方向移动，即平衡将向左移动。 (4)由于反应放热，则乙容器温度升高，反应速率比甲容器快，所以先达平衡的是乙容器；由 于反应放热，甲容器温度比乙容器低，能促进平衡正向移动，所以甲中 N2的转化率比乙中的 更高。 12燃煤会产生 CO2、CO、SO2等大气污染物。燃煤脱硫的相关反应的热化学方程式如下： .CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g) H1281
36、.4 kJ mol 1 .1 4CaSO4(s)CO(g) 1 4CaS(s)CO2(g) H243.6 kJ mol 1 (1)一定温度下，向某恒容密闭容器中加入 CaSO4(s)和 1 mol CO，若只发生反应，下列能说 明该反应已达到平衡状态的是_(填字母)。 a容器内的压强不发生变化 bv正(CO)v正(CO2) c容器内气体的密度不发生变化 dn(CO)n(CO2)1 mol (2)一定温度下，体积为 1 L 容器中加入 CaSO4(s)和 1 mol CO，若只发生反应，测得 CO2 的物质的量随时间变化如图中曲线 A 所示： 在 02 min 内的平均反应速率 v(CO)_。
37、曲线 B 表示过程与曲线 A 相比改变的反应条件可能为_(答出一条即可)。 若要提高反应体系中CO2的体积分数， 可采取的措施为_。 (3)一定温度下，向恒容密闭容器中加入 CaSO4(s)和 1 mol CO， 下列能说明反应和反应同 时发生的是_(填字母)。 a反应后气体能使品红褪色 b反应过程中，CO 的体积分数逐渐减小 c反应体系达平衡前，SO2和 CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化 d体系压强逐渐增大 答案 (1)ac (2)0.45 mol L 1 min1 加入催化剂(或增大压强) 降低温度 (3)c 解析 (1)反应前后气体体积不等，则容器内的压强不发生变化，可说明达到平衡
38、状态，故 a 正确；v正(CO)、v正(CO2)都表示正反应，两者相等不能说明反应达到平衡状态，故 b 错误； 有固体参加反应，则容器内气体的密度不发生变化，可说明达到平衡状态，故 c 正确；由碳 原子守恒可知，始终有 n(CO)n(CO2)1 mol，不能说明反应达到平衡状态，故 d 错误。 (2)一定温度下， 体积为 1 L 容器中加入 CaSO4(s)和 1 mol CO， 若只发生反应， 图中 2 min 达到平衡状态，二氧化碳物质的量 0.9 mol，1 4CaSO4(s)CO(g) 1 4CaS(s)CO2(g) H2 43.6 kJ mol 1，达到平衡状态消耗一氧化碳物质的量
39、0.9 mol，在 02 min 内的平均反应速 率 v(CO) 0.9 mol 1 L2 min0.45 mol L 1 min1。曲线 B 表示过程与曲线 A 相比，曲线斜率增 大，反应速率增大，可为加入催化剂(或增大压强)。反应： 1 4CaSO4(s)CO(g) 1 4CaS(s) CO2(g)是体积不变的放热反应， 若要提高反应体系中 CO2的体积分数， 需要平衡正向移动， 反应为放热反应，降低温度反应正向进行。(3)反应后气体能使品红褪色，只能说明生成 SO2， 可能只发生反应，故 a 错误；CO 的体积分数逐渐减小，也可能只发生一个反应，故 b 错误；反应和反应不同产物分别是 S
40、O2和 CO2，故反应体系达平衡前，SO2和 CO2两种 气体的浓度之比随时间发生变化，能说明反应和反应同时发生，故 c 正确；压强逐渐增 大，说明气体物质的量增多，反应一定发生，不能确定反应是否发生，故 d 错误。 13 (1)向甲、 乙两个均为1 L的密闭容器中， 分别充入5 mol SO2和3 mol O2， 发生反应： 2SO2(g) O2(g)2SO3(g) H”或“ 108 (2)D 1 at mol L 1 s1 解析 (1)该反应为放热反应，温度越高，生成的 SO3越少，达到平衡时甲容器中生成的三氧 化硫的物质的量少，则甲容器的温度高，即 T1T2； 2SO2(g)O2(g)2
41、SO3(g) 起始/(mol L 1) 5 3 0 转化/(mol L 1) 4.5 2.25 4.5 平衡/(mol L 1) 0.5 0.75 4.5 K c2SO3 c2SO2 cO2 4.52 0.520.75108。 (2)密度总质量 体积 ，总质量一定，A 中体积不变，故密度不变，所以不能说明反应达到平衡 状态，故 A 错误；恒温条件下，平衡常数保持不变，则不能说明反应达到平衡状态，故 B 错 误；都是正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，故 C 错误；N2的转化率先增大，后保持 不变，说明反应达到平衡状态，与图像相符，故 D 正确。 根据反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g) 起始/mol 1 3 0 转化/mol x 3x 2x 平衡/mol 1x 33x 2x 达到平衡后容器的压强变为原来的5 6，则 42x 4 5 6，解得x 1 3，v(H2) 1 mol a Lt s 1 at mol L 1 s1。
