2019届一轮复习苏教版化学平衡的移动学案

2019届一轮复习苏教版化学平衡的移动学案

第3讲　化学平衡的移动 ‎【2019·备考】‎ 最新考纲：1.理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。2.认识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。‎ 最新考情：化学平衡的移动考查形式固定，一般是以图像或者表格的形式为载体，考查平衡移动、化学平衡的计算、等效平衡、平衡图像等知识点，如2017年T15、2016年T15、 2015年T15等，综合性强，难度大，为选择题中的压轴题型。预测2019年高考延续这一命题特点，另外在填空题中也会结合工农业生产考查平衡状态的判断、平衡图像、化学平衡常数等，如2014年T20、2015年T20中均涉及化学平衡的知识，所以这部分内容为高考重点。‎ 考点一　可逆反应与化学平衡状态 ‎[知识梳理]‎ ‎1．可逆反应 ‎2．化学平衡状态 ‎(1)概念 一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不变，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。‎ ‎(2)建立过程 在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：‎ 以上过程可用下图表示：‎ ‎(3)平衡特点 名师助学：①化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。‎ ‎②化学反应达到化学平衡状态时正逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率则与其化学计量数成正比。‎ ‎③化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。‎ ‎[题组诊断]‎ ‎　可逆反应与化学平衡状态 ‎1．基础知识判断，正确的划“√”，错误的划“×”‎ ‎(1)2H2O2H2↑＋O2↑为可逆反应(×)‎ ‎(2)二次电池的充、放电为可逆反应(×)‎ ‎(3)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化(√)‎ ‎(4)化学反应达到化学平衡状态的正逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等(√)‎ ‎(5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度(√)‎ ‎(6)化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变(√)‎ ‎(7)对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(×)‎ ‎(8)对于反应A(g)＋B(g)‎2C(g)＋D(g)，当密度保持不变，在恒温恒容或恒压条件下，均不能作为达到化学平衡状态的标志(×)‎ ‎(9)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(×)‎ ‎(10)在‎2 L密闭容器内，‎800 ℃‎时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，当该容器内颜色保持不变时能说明该反应已达到平衡状态(√)‎ ‎2．在一定条件下，使一定量的A和B气体混合发生‎2A(g)＋3B(g)‎4C(g)反应。下列描述中，说明反应已达到平衡状态的是(　　)‎ A．各物质的浓度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4‎ B．混合气体中各物质的浓度相等 C．单位时间内，若消耗了a mol A物质，同时也消耗了‎2a mol C物质 D．混合气体的体积是反应开始前的 解析　开始时不知道A、B物质的量，因此无法判断，A项错误；根据化学平衡状态定义，是各组分浓度保持不变，不是浓度相等，B项错误；用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比为化学计量数之比，C项正确；此反应是可逆反应，不能进行到底，D项错误。 ‎ 答案　C ‎3．在一定温度下，下列叙述不是可逆反应A(g)＋3B(g)‎2C(g)达到平衡状态标志的是(　　)‎ ‎①C的生成速率与C的分解速率相等；‎ ‎②单位时间生成a mol A，同时生成‎3a mol B；‎ ‎③A、B、C的浓度不再变化；‎ ‎④A、B、C的分子数目比为1∶3∶2；‎ ‎⑤混合气体的总压强不再变化；‎ ‎⑥混合气体的物质的量不再变化；‎ ‎⑦单位时间消耗a mol A，同时生成‎3a mol B A．②④ B．⑦④ C．①③ D．⑤⑥‎ 解析　C的生成速率是正反应速率，C的分解速率是逆反应速率，正逆反应速率相等，说明达到平衡状态，①不选；单位时间生成a mol A为逆反应，同时生成‎3a mol B也是逆反应，不能说明达到平衡状态，②选；A、B、C的浓度不再变化，说明达到平衡状态，③不选；平衡时各物质的分子数之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故A、B、C的分子数目比为1∶3∶2不能作为判断是否达到平衡状态的依据，④选；反应前后气体的体积不等，故混合气体的总压强不再变化可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，⑤不选；混合气体的物质的量会变，故混合气体的物质的量不再变化，说明达到平衡状态，⑥不选；单位时间消耗a mol A是正反应，同时生成‎3a mol B是逆反应，且化学反应速率之比等于化学计量数之比，故正逆反应速率相等，说明达到平衡状态，⑦不选；A正确。‎ 答案　A ‎【方法技巧】‎ 判断化学平衡状态的两方法和两标志 ‎1．两方法——逆向相等、变量不变 ‎(1)“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。‎ ‎(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。‎ ‎2．两标志——本质标志、等价标志 ‎(1)本质标志：v(正)＝v(逆)≠0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。‎ ‎(2)等价标志 ‎①全部是气体参加的非等体积反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。‎ ‎②体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。‎ ‎③对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。‎ ‎④对于有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。例如，2NO2(g)N2O4(g)。‎ ‎⑤体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。‎ ‎⑥绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。‎ 考点二　化学平衡移动 ‎[知识梳理]‎ ‎1．化学平衡的移动 平衡移动就是由一个“平衡状态→不平衡状态→新平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，平衡可能发生移动，如下所示：‎ ‎2．化学平衡移动与化学反应速率的关系 v正>v逆，平衡向正反应方向移动；‎ v正＝v逆，反应达到平衡状态，不发生平衡移动 ；‎ v正v(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。‎ ‎④外界条件改变时，化学平衡发生移动，最终结果只能“减弱”条件的改变，但不能“消除”条件的改变。‎ ‎[题组诊断]‎ ‎　外界条件对化学平衡的影响 ‎1．可逆反应A(g)＋BC(g)＋D达到平衡时，下列说法不正确的是(　　)‎ A．若增大A的浓度，平衡体系颜色加深，D不一定是具有颜色的气体 B．增大压强，平衡不移动，说明B、D必是气体 C．升高温度，C的百分含量减小，说明正反应是放热反应 D．若B是气体，增大A的浓度会使B的转化率增大 解析　因A本身可能为有颜色的气体，则若增大A的浓度，平衡体系颜色加深，D不一定是具有颜色的气体，A项正确；因A、C为气体，且化学计量数相同，则增大压强平衡不移动，可说明B、D均不是气体或均为气体，B项错误；升高温度，C的百分含量减小，说明升温平衡逆向移动，即正反应为放热反应，C项正确；B是气体时，增大一种反应物必然会促进另一种反应物的转化，所以增大A的浓度会使B的转化率增大，D项正确。 ‎ 答案　B ‎2．一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO: MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)　ΔH>0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x 变化趋势合理的是(　　)‎ 选项 x y A 温度 容器内混合气体的密度 B CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比 C SO2的浓度 平衡常数K D MgSO4的质量(忽略体积)‎ CO的转化率 解析　该反应正方向为体积增加且吸热的反应。升高温度，平衡正向移动，气体的质量增加，密度增大，A项正确；增加CO的量，平衡正向移动，生成的CO2的量虽然增多，但平衡时CO增加的量比CO2增加的量要多，所以CO2与CO的物质的量之比减小，B项错误；平衡常数只与温度有关，C项错误；因MgSO4为固体，增加其量对CO的转化率没有影响，D项错误。‎ 答案　A ‎3．密闭容器中，由H2和CO直接制备二甲醚(CH3OCH3)，其过程包含以下反应：‎ ⅰ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1＝－90.1 kJ·mol－1‎ ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－24.5 kJ·mol－1‎ 当其他条件相同时，由H2和CO直接制备二甲醚的反应中，CO平衡转化率随条件X的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应 B．条件X为压强 C．X增大，二甲醚的产率一定增大 D．X增大，该反应的平衡常数一定减小 解析　将ⅰ×2＋ⅱ得：2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－204.7 kJ·mol－1，因此由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应，A项正确；根据2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，压强越大，CO平衡转化率越大，与图像不符，B项错误；X增大，CO平衡转化率减小，二甲醚的产率可能减小，C项错误；根据图像，X可能是温度，温度升高，平衡逆向移动，反应的平衡常数减小，X也可能是容器的体积，平衡逆向移动，CO平衡转化率减小，但平衡常数不变，D项错误。‎ 答案　A ‎【归纳总结】‎ 解答化学平衡移动类试题的一般思路 ‎　“等效平衡”理论的应用 ‎4．(2017·江苏无锡期末)一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g)，进行反应：2SO2＋O22SO3，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下列判断中正确的是(　　)‎ 甲 乙 丙 丁 密闭容器体积/L ‎2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎1‎ 起始物质的量 n(SO2)/mol ‎0.40‎ ‎0.80‎ ‎0.80‎ ‎0.40‎ n(O2)/mol ‎0.24‎ ‎0.24‎ ‎0.48‎ ‎0.24‎ SO2的平衡转化率%‎ ‎80‎ α1‎ α2‎ α3‎ A.该温度下，该反应的平衡常数K为400‎ B．SO2的平衡转化率：α1>α2＝α3‎ C．达到平衡时，容器丁中的正反应速率比容器丙中的正反应速率大 D．达到平衡时，容器丙中c(SO3)大于容器甲中c(SO3)的两倍 解析　依据甲容器，平衡时，n(SO2)＝0.08 mol，n(O2)＝0.08 mol，n(SO3)＝0.32 mol，K＝＝400，A项正确；乙与丙对比，相当于在丙中多加入了O2，所以丙中SO2的转化率增大，α2>α1，丙与丁相比，丁的容器减少一半，且丁中的物质的量也是丙中的一半，所以丙、丁中的转化率相等，B项错误；丙、丁中的浓度相同，所以两容器中的正反应速率相等，C项错误；丙中起始投入量为甲中的2倍，丙相当于2个甲容器加压，平衡正向移动，所以丙中平衡时，SO3浓度比甲中的2倍大，D项正确。‎ 答案　AD ‎5．(2017·江苏南京、盐城一模)在四个恒容密闭容器中按左下表相应量充入气体，发生2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O平衡转化率如右下图所示：‎ 容器 容积/L 起始物质的量/mol N2O N2‎ O2‎ Ⅰ V1‎ ‎0.1‎ ‎0‎ ‎0‎ Ⅱ ‎1.0‎ ‎0.1‎ ‎0‎ ‎0‎ Ⅲ V3‎ ‎0.1‎ ‎0‎ ‎0‎ Ⅳ ‎1.0‎ ‎0.06‎ ‎0.06‎ ‎0.04‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的正反应放热 B．相同温度下反应时，平均反应速率：v(Ⅰ)＞v(Ⅲ)‎ C．图中A、B、C三点处容器内总压强：P(Ⅰ)A＜P(Ⅱ)B＜P(Ⅲ)C D．容器Ⅳ在‎470 ℃‎进行反应时，起始速率：v(N2O)正＞v(N2O)逆 解析　从图像来看，随着温度的升高，N2O的转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，A项错误；从图中看，相同温度下，Ⅲ的转化率最小，因该反应为体积增大的反应，故Ⅲ的压强最大，容器的体积最小，所以 v(Ⅰ)v(正)‎ C．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.32 mol气体X和0.32 mol 气体Y，到达平衡时，n(Z)＝0.24 mol D．该温度下此反应的平衡常数：K＝1.44‎ 解析　根据速率公式：v＝(0.16－0.12)/10/2＝0.002[mol/(L·min)]速率之比等于化学计量数之比：Z的速率为0.004 mol/(L·min)，A项错误；由于该反应为放热反应，降低温度时，平衡正向移动，v(逆)＜v(正)，B项错误；保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.32 mol气体X和0.32 mol 气体Y，由于该反应前后气体体积不变，相当于加压，平衡不移动，n(Z)为原来的2倍，C项正确；利用三段式，‎ 所以平衡常数K＝0.0122/0.01×0.01＝1.44，D项正确。‎ 答案　CD ‎【方法技巧】‎ 等效平衡判断“四步曲”‎ ：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应；‎ ：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；‎ ：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一边的物质；‎ ：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。‎ ‎　平衡图像问题 ‎7．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对A2(g)＋3B2 (g)AB3 (g)化学平衡状态的影响，得到如下图所示的变化规律(图中T表示温度，n表示物质的量)，根据如图可得出的判断结论正确的是(　　)‎ A．反应速率a>b>c B．若T2>T1，则正反应一定是吸热反应 C．达到平衡时，AB3的物质的量大小为：b>c>a D．达到平衡时A2的转化率大小为：b>a>c 解析　根据图像可知，a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大，则反应物的浓度依次增大，反应速率依次增大，A项错误；若T2＞T1，由图像可知温度升高生成物的物质的量增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，B项正确；对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增多，所以达到平衡时，AB3的物质的量大小为c＞b＞a，C项错误；根据图像可知，a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大，对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，则另一种反应物的转化率增大，则达到平衡时A2‎ 的转化率大小为：a＜b＜c，D项错误。‎ 答案　B ‎8．某温度下，将6 mol CO2和8 mol H2 充入‎2 L密闭容器中发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH < 0，容器中H2的物质的量随时间的变化关系如图中的实线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时，H2的物质的量随时间的变化关系。下列说法正确的是(　　)‎ A．从反应开始至a点，v(CO2)＝0.9 mol·L－1·min－1‎ B．曲线Ⅰ对应的条件改变可能是减小压强 C．曲线Ⅱ对应的条件改变可能是充入氢气 D．该温度下，此反应的化学平衡常数的数值为0.5‎ 解析　由图可知，a点氢气的物质的量为4.4 mol，参加反应的氢气的物质的量为8 mol－4.4 mol＝3.6 mol，氢气的浓度变化量为＝1.8 mol/L，故v(H2)＝＝0.9 mol·L－1·min－1，速率比等于化学计量数之比，故v(CO2)＝v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1，A项错误；由图可知，曲线Ⅰ到达平衡的时间缩短，反应速率加快，平衡时氢气的物质的量增大，平衡向逆反应移动，正反应放热反应，说明是升高温度，B项错误；条件改变如果是充入氢气，平衡正向移动，反应速率加快，但氢气的总量应比以前的多，而曲线Ⅱ速率加快，氢气的量变少，C项错误；由图可知，T ℃时平衡时氢气的物质的量为2 mol，参加反应的氢气的物质的量为8 mol－2 mol＝6 mol，氢气的浓度变化量为3 mol/L，则：‎ 故该温度下平衡常数K＝＝0.5，D项正确。‎ 答案　D ‎9．在密闭容器中存在如下反应：A(g)＋3B(g)‎2C(g)　ΔH＜0，某研究小组研究了只改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：‎ 下列判断一定错误的是(　　)‎ A．图Ⅰ研究的是压强对反应的影响，且乙的压强较高 B．图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高 C．图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高 D．图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用催化剂的效率较高 解析　图Ⅰ中，根据斜率大小可知，在乙条件下的化学反应速率，明显比在甲条件下的化学反应速率快；在乙条件下C的平衡浓度，比在甲条件下的C的平衡浓度大，相比较而言，条件乙既有利于此反应的化学反应速率增大又有利于平衡向正反应方向移动。说明甲、乙两个条件不仅影响化学反应速率，而且影响化学平衡，压强增大平衡正向进行，C的浓度增大，图像符合，A项正确；图Ⅱ根据斜率大小可知，在乙条件下的化学反应速率，比在甲条件下的化学反应速率慢，如果甲、乙两个条件是压强对反应的影响，从化学反应速率来讲，是甲的压强较高，而在乙条件下B的体积分数增大，比在甲条件下B的体积分数高，说明条件乙有利于平衡向逆反应方向移动，而所给反应正反应气体体积减小，压强减小平衡逆向进行，符合勒夏特列原理，B项正确；温度高化学反应速率快，则甲的温度高，但是由于正反应放热，升高温度平衡左移，B的体积含量增大，B的体积含量甲大于乙，C项错误；催化剂只改变化学反应速率不影响化学平衡，但甲的时间短，反应速率快，则甲的催化效率高，D项正确。‎ 答案　C ‎【方法技巧】‎ ‎“四步法”解图像题 ‎1．构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。‎ ‎2．构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)‎ 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。‎ ‎3．等效平衡分类及规律 等效类型 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ 条件 恒温、恒容 恒温、恒容 恒温、恒压 反应的特点 任何可逆反应 反应前后气体分子数相等 任何可逆反应 起始投料 换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同 换算为化学方程式一边物质，其“量”符合同一比例 换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例 平衡特点 质量分数(w%)‎ 相同 相同 相同 浓度(c)‎ 相同 成比例 相同(气体)‎ 物质的量(n)‎ 相同 成比例 成比例 ‎　表格型 ‎1．(2017·江苏化学，15)温度为T1时，在三个容积均为‎1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(正反应吸热)。实验测得：v正＝‎ v(NO2)消耗＝k正c2(NO2)，v逆＝v(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是(　　)‎ 容器编号 物质的起始浓度(mol·L－1)‎ 物质的平衡浓度(mol·L－1)‎ c(NO2)‎ c(NO)‎ c(O2)‎ c(O2)‎ Ⅰ ‎0.6‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.2‎ Ⅱ ‎0.3‎ ‎0.5‎ ‎0.2‎ Ⅲ ‎0‎ ‎0.5‎ ‎0.35‎ A.达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5‎ B．达平衡时，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大 C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%‎ D．当温度改变为T2时，若k正＝k逆，则T2＞T1‎ 解析　A项，　　 2NO2(g)2NO(g)＋ O2(g)‎ c(始)/(mol·L－1) 0.6 0 0‎ c(变)/(mol·L－1) 0.4 0.4 0.2‎ c(平)/(mol·L－1) 0.2 0.4 0.2‎ K＝＝＝0.8，平衡时气体的总物质的量为0.8‎ ‎ mol。容器Ⅱ中起始气体的总物质的量为1.0 mol，此时Qc＝＝＜K，正向建立平衡，气体的物质的量增大，即气体的物质的量大于1.0 mol，容器Ⅰ和容器Ⅱ中总压强之比小于4∶5，错误；B项，平衡时容器Ⅰ中＝1，容器Ⅱ中，‎ ‎　　　　　　2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)‎ c(始)/(mol·L－1) 0.3 0.5 0.2‎ c(变)/(mol·L－1) x x 0.5x c(平)/(mol·L－1) 0.3－x 0.5＋x 0.2＋0.5x 若＝1，得x＝0.067，代入得Qc＝1.38>K，平衡逆向移动，故容器Ⅱ中，＜1，[另解：容器Ⅱ中投料量相当于0.7 mol NO2、0.1 mol NO，容器Ⅰ中投料量为0.6 mol NO2，容器Ⅱ相对于容器Ⅰ相当于多投入0.1 mol NO2，相当于加压，平衡逆向移动，多投入0.1 mol NO，平衡逆向移动，减小]，错误；C项，容器Ⅰ达到平衡状态时，NO的体积分数为50%，设容器Ⅲ中平衡时NO的体积分数也为50%，‎ ‎　　　　　　2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)‎ c(始)/(mol·L－1) 0 0.5 0.35‎ c(变)/(mol·L－1) x x 0.5x c(平)/(mol·L－1) x 0.5－x 0.35－0.5x 则有＝0.5，x＝0.1，此时Qc＝4.8＞K，平衡逆向移动，NO的体积分数小于50%，[另解：容器Ⅲ的投料量改为0.6 mol NO和0.3 mol O2，则建立与容器Ⅰ等效的平衡，现在投料量减少0.1 mol NO，增加0.05 mol O2，造成NO体积分数减小]，正确；D项，达到平衡时，v(正)＝v(逆)，有k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)·c(O2)，有＝＝K，T1时＝K＝0.8，T2时＝K＝1，K值增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，说明温度升高，即T2＞T1，正确。‎ 答案　CD ‎2．(2016·江苏化学，15)一定温度下，在3个体积均为‎1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) 达到平衡，下列说法正确的是(双选)(　　)‎ 容器 温度/K 物质的起始浓度/mol·L－1‎ 物质的平衡浓度/mol·L－1‎ c(H2)‎ c(CO)‎ c(CH3OH)‎ c(CH3OH)‎ Ⅰ ‎400‎ ‎0.20‎ ‎0.10‎ ‎0‎ ‎0.080‎ Ⅱ ‎400‎ ‎0.40‎ ‎0.20‎ ‎0‎ Ⅲ ‎500‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.10‎ ‎0.025‎ A.该反应的正反应放热 B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 解析　对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A正确；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，且Ⅲ的温度比Ⅱ高，相对于Ⅱ，平衡向逆反应方向移动，c(H2)增大，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，温度相同，两者建立等效平衡两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率加快，D正确。‎ 答案　AD ‎3．(2018·江苏南京期初学情调研)一定温度下，向容积为‎2 L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(表中t10‎ D．相同温度下，起始时向容器中充入0.050 mol SO2和0.030 mol O2，达到平衡时SO2转化率小于88%‎ 解析　0～t1 min内，SO2减小0.1－0.012＝0.088 mol，v(SO3)＝v(SO2)＝0.088 mol/‎2 L÷t1＝0.044/t1 mol·L－1·min－1，A项错误；0.1 mol SO3和0.01 mol O2相当于0.1 mol SO2和0.06 mol O2，达到平衡时，与表中相同，在t1时，SO2减小0.088 mol，则O2减小0.044 mol，平衡时O2为0.06－0.044＝0.016 mol，与t2相同，所以在t1时，已达平衡，则n(SO2)＝0.012 mol，B项正确；平衡时，c(SO2)＝0.012 mol/‎2 L＝0.006 mol·L－1，升高温度时，c(SO2)增大，平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，C项错误；表中SO2的转化率为(0.1－0.012)/0.1 ×100%＝88%，若投入量减半，则相当于减压，平衡逆向移动，SO2的转化率减小，即小于88%，D项正确。‎ 答案　BD ‎4．(2017·江苏南通第一次调研)‎700 ℃‎时，向容积为‎2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2，发生如下反应：‎ CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应过程中测定的部分数据见下表：‎ 反应时间/min n(CO)/mol n(H2)/ mol ‎0‎ ‎0.60‎ ‎1.20‎ ‎20‎ ‎0.20‎ ‎30‎ ‎0.40‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．反应在20 min内的平均速率为v(H2)＝0.04 mol·L－1·min－1‎ B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L－1，则反应的ΔH<0‎ C．保持其他条件不变，再向平衡体系中同时通入0.20 mol CO、0.20 mol H2、0.20 mol CH3OH，达到新平衡前v(正)>v(逆)‎ D．相同温度下，若起始时向容器中充入1.0 mol CH3OH，达到平衡时CH3OH转化率大于 解析　v(H2)＝2v(CO)＝2[(0.6－0.2)mol/‎2 L]÷20 min＝0.02 mol·L－1·min－1，A项错误；由表中数据知，20 min时，CO反应掉0.4 mol，同时H2反应掉0.8 mol，余下n(H2)＝1.20－0.80＝0.40 mol，而30 min 时，n(H2)＝0.40 mol，所以在20 min时，说明反应已达平衡，平衡时，n(CH3OH)＝0.4 mol，c(CH3OH)＝0.20 mol·‎ L－1，升高温度，c(CH3OH)减小，平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，B项正确；平衡时，c(CO)＝0.1 mol·L－1，c(H2)＝0.2 mol·L－1，c(CH3OH)＝0.2 mol·‎ L－1，K＝c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2)＝0.2/[0.1×(0.2)2]＝50，再通入0.20 mol CO、0.20 mol H2、0.20 mol CH3OH时，c(CO)＝(0.2＋0.2)/2＝0.2(mol·L－1)，c(H2)＝(0.4＋0.2)/2＝0.3(mol·L－1)，c(CH3OH)＝(0.4＋0.2)/2＝0.3(mol·L－1)，Qc＝＝16.67v(逆)，C项正确；表中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2，相当于充入0.60 mol CH3OH，平衡时，CH3OH为0.40 mol，平衡时CH3OH转化率为(0.60－0.40)mol/0.60 mol＝，充入1.0 mol CH3OH，相当于加压容器，平衡向生成CH3OH方向移动，所以CH3OH的转化率小于，D项错误。‎ 答案　BC ‎　图像型 ‎5．(2015·江苏化学，15改编)在体积均为‎1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是(　　)‎ A．反应CO2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS＞0、ΔH＜0‎ B．体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)＜2p总(状态Ⅰ)‎ C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)＜‎2c(CO，状态Ⅲ)‎ D．逆反应速率v逆：v逆(状态Ⅰ)＞v逆(状态Ⅲ)‎ 解析　A项，CO2(g)＋C(s)===2CO(g)是气体的物质的量增加的反应，故ΔS>0，观察图像知，随着温度的升高，c(CO2)减小，平衡正移，则ΔH＞0，错误；B项，相同温度下，图中Ⅱ点所在曲线对应的c(CO2)高，表示通入0.2 mol CO2，则Ⅰ点所在曲线表示通入0.1 mol CO2，Ⅰ点和Ⅱ点的c(CO2)相等，由图知参加反应的CO2的物质的量；Ⅱ点大于Ⅰ点的2倍，且该反应为气体分子数增多的反应，同时Ⅱ点的温度比Ⅰ点高，所以体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ)，错误；C项，状态Ⅱ和Ⅲ，温度相同，Ⅱ中CO2的投料量是Ⅲ中CO2投料量的2倍，若恒容时两平衡等效，则有c(CO，状态Ⅱ)＝‎2c(CO，状态Ⅲ)，但成比例增加投料量，相当于加压，平衡向逆反应方向移动，所以c(CO，状态Ⅱ)<‎2c(CO，状态Ⅲ)，正确；D项，状态Ⅰ和Ⅲ相比，Ⅲ的温度高，反应速率快，所以v逆(状态Ⅲ)>v逆(状态Ⅰ)，错误。‎ 答案　C ‎6．(2018·苏锡常镇教学情况调研一)在①②③容积不等的恒容密闭容器中，均充入0.1 mol CO和0.2 mol H2，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。测得三个容器中平衡混合物中CH3OH的体积分数随温度的变化如下图所示：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的正反应为放热反应 B．三个容器容积：①＞②＞③‎ C．在P点，CO转化率为75%‎ D．在P点，向容器②中再充入CO、H2及CH3OH各0.025 mol，此时v(CO)正＜v(CO逆)‎ 解析　从图像看，随着温度的升高，CH3OH的体积分数减小，说明升温平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，A项正确；该反应为体积减小的反应，在起始投入量相同时，若加压，平衡会正向移动，CH3OH的体积分数增大，故图中①对应的容器体积小，压强大，B项错误；设CO转化量为x mol，则有：‎ 在P点处：＝0.5，得x＝0.075 mol，CO的转化率为×100%＝75%，C项正确；平衡时：CO为0.025 mol，H2为0.05 mol，CH3OH为0.075 mol，设容器②的体积为V L，则K＝＝1 200V2，再充入CO、H2及CH3OH各0.025 mol时，Qc＝＝35.556V2，Qcv(CO)逆，D项错误。‎ 答案　AC ‎7．(2017·江苏南京三模)在‎2 L恒容密闭容器中进行反应：2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)。起始时n(CO2)＝4 mol，投入不同量的H2，测得CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．该反应的ΔH<0‎ B．三种条件下起始的n(H2)：①<②<③‎ C．其他条件不变，扩大容器体积可提高CO2的转化率 D．曲线③对应的H2起始投料为8 mol，则400 K时该反应的平衡常数为1.6 875‎ 解析　随着温度的升高，CO2的转化率下降，即平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，A项正确；取相同温度时，CO2的转化率为①>②>③，当H2的量越多，CO2的转化率则越高，故起始时n(H2)为①>②>③，B项错误；扩大容器体积，相当于减小压强，平衡逆向移动，CO2的转化率减小，C项错误；‎ K＝＝×＝1.687 5，D项正确。‎ 答案　AD ‎　表格加图像型 ‎8．(2017·江苏盐城三模)有Ⅰ－Ⅳ四个体积均为‎0.5 L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如左下表)，加入催化剂发生反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH, HCl的平衡转化率与Z和T的关系如右下图所示：‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．ΔH<0，a<4P(Q)‎ C．‎300 ℃‎该反应的平衡常数的值为640‎ D．若起始时，在容器Ⅳ中只充入0.25 mol Cl2和0.25 mol H2O(g)，‎300 ℃‎达平衡时容器中 HCl的物质的量浓度大于0.2 mol·L－1‎ 解析　从图像知，随着温度升高，HCl的平衡转化率减小，即升高温度，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，Z＝，Z越大，HCl越多，HCl的转化率越小，所以a<4v(逆)，平衡正向移动过程中，气体的物质的量减小，即压强减小，P(R)>P(Q)，B项错误；‎300 ℃‎时，Q点HCl的平衡转化率为80%，Z＝4，n(HCl)＝0.25 mol，n(O2)＝0.0 625 mol，c(HCl)＝0.5 mol·L－1，c(O2)＝0.125 mol·L－1，‎ K＝＝640，C项正确；充入0.25 mol Cl2和0.25 mol H2O相当于投入0.5 mol HCl和0.125 mol O2，投入量为Ⅲ中的2倍，则相当于加压，平衡正向移动，所以重新平衡时，HCl的浓度小于原平衡的2倍，原平衡时，c(HCl)＝0.1 mol·L－1，所以再次平衡时，c(HCl)<0.2 mol·L－1，D项错误。‎ 答案　BD ‎9．(2017·江苏苏北三市三模)一定温度下，在三个容积均为‎2.0 L的恒容密闭容器中发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，各容器中起始物质的物质的量与反应温度见下表，反应过程中容器Ⅰ、Ⅲ中CH3OH的物质的量随时间变化关系如下图所示：‎ 容器 温度/℃‎ 起始物质的量/mol CO(g)‎ H2(g)‎ CH3OH(g)‎ Ⅰ T1‎ ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0‎ Ⅱ T1‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.4‎ Ⅲ T2‎ ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．在前20 min内，容器Ⅰ中反应的平均速率为v(H2)＝0.012 mol·L－1·min－1‎ B．达到平衡后，容器Ⅰ中再充入0.20 mol CO和0.20 mol CH3OH，此时v(正)>v(逆)‎ C．达到平衡时，容器Ⅱ中的压强一定大于容器Ⅰ中的压强的两倍 D．将容器Ⅲ改为绝热容器，实验起始温度为T2，达到平衡时，CO的转化率小于50%‎ 解析　v(H2)＝2v(CH3OH)＝2×＝0.006 mol·L－1·min－1，A项错误；原平衡时，K＝＝234.375，Qc＝＝178.57，Qcv(逆)，B项正确；Ⅱ中投入量相当于I中的2倍，容器体积固定，则为加压，平衡正向移动，压强小于2倍，C项错误；原容器Ⅲ中，CO的转化率为×100%＝50%，从图分析知，Ⅲ相对于Ⅰ先产生拐点，则Ⅲ对应的温度高，Ⅲ中平衡时CH3OH的物质的量小，说明高温下平衡逆向移动，正反应为放热反应，绝热容器中反应，相当于升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，D项正确。‎ 答案　BD ‎10．(2017·江苏南京盐城二模)一定温度下，在三个容积均为‎2.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示，反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如下图所示。‎ 容器 温度/℃‎ 起始物质的量浓度/(mol·L－1)‎ NO(g)‎ CO(g)‎ N2‎ CO2‎ 甲 t1‎ ‎ 0.10‎ ‎0.10‎ ‎0‎ ‎0‎ 乙 t2‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ 丙 t2‎ ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎0‎ ‎0‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的正反应为吸热反应 B．乙容器中反应达到平衡时，N2的转化率小于40%‎ C．达到平衡时，乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍 D．丙容器中反应达到平衡后，再充入0.10 mol NO和0.10 mol CO2，此时v(正)v(逆)，D项错误。‎ 答案　B ‎　文字叙述型 ‎11．(2013·江苏化学，15)一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的‎2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO和2 mol H2O，‎700 ℃‎条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是(　　)‎ A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同 B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同 C．容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多 D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1‎ 解析　容器Ⅰ中正向建立平衡，容器Ⅱ中逆向建立平衡，由于正反应放热、容器为绝热，前者温度高，反应速率快，A错误；容器Ⅰ中温度高，相对于容器Ⅱ相当于升高温度平衡逆向移动，CO转化率低，剩余的多，C正确；容器Ⅲ的投料量是容器Ⅰ的2倍，由于是气体体积相等的反应，最终建立等效平衡，但由于容器Ⅲ的投料量多，放出的热量多，两容器的温度不同，所以平衡常数不同，B错误；若容器Ⅰ、Ⅱ建立等效平衡，则容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率和为1，由A、C分析可知，Ⅰ中温度高，CO的转化率低，所以两者之和小于1，D正确。‎ 答案　CD ‎12．在恒温恒压下，向密闭容器中充入4 mol SO2和2 mol O2，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。2 min后，反应达到平衡，生成SO3为1.4 mol，同时放出热量Q kJ。则下列分析正确的是(　　)‎ A．若反应开始时容器体积为‎2 L，则v(SO3)＝0.35 mol·L－1·min－1‎ B．2 min后，向容器中再通入一定量的SO3气体，重新达到平衡时，SO2的含量降低 C．若把条件“恒温恒压”改为“恒压绝热”，则平衡后n(SO3)大于1.4 mol D．若把条件“恒温恒压”改为“恒温恒容”，则平衡时放出热量小于Q kJ 解析　若反应开始时容器体积为‎2 L，该反应气体物质的量减小，气体体积变小，则v(SO3)> mol·L－1·min－1＝0.35 mol·L－1·min－1，A项错误；2 min后，向容器中再通入一定量的SO3气体，因为是恒温恒压条件下，平衡不移动，重新达到平衡时，SO2的含量不变，B项错误；若把条件“恒温恒压”改为“恒压绝热”，反应放热，升温平衡左移，则平衡后n(SO3)小于1.4 mol，C项错误；该反应气体物质的量减小，若把条件“恒温恒压”改为“恒温恒容”，相当于减压，平衡左移，则平衡时放出热量小于Q kJ，D项正确。‎ 答案　D ‎13．常温常压下，在带有相同质量活塞的容积相等的甲、乙两容器里，甲充有二氧化氮(N2O42NO2　ΔH＞0)；乙充有空气，现分别进行下列两个实验：‎ ‎(a)将两容器置于沸水中加热 ‎(b)在活塞上都加‎2 kg的砝码 在以上两情况下，甲和乙容器的体积大小的比较，正确的是(　　)‎ A．(a)甲＞乙，(b)甲＞乙 B．(a)甲＞乙，(b)甲＝乙 C．(a)甲＜乙，(b)甲＞乙 D．(a)甲＞乙，(b)甲＜乙 解析　(a)置于沸水中，气体受热膨胀，甲中正反应是吸热反应，升温平衡向正反应方向进行，气体物质的量增大，乙中空气物质的量不变，因此甲中气体体积大于乙，(b)甲中增大压强，平衡向逆反应方向移动，气体物质的量减小，而乙中气体物质的量不变，因此甲中气体体积小于乙，D项正确。‎ 答案　D ‎【归纳总结】‎ 等效平衡内容是高中基础理论知识中最难理解的部分之一，是江苏高考必考题型，为选择题中的压轴题，要求学生具备平衡的思想，要有很强的逻辑思维能力，同学们在学习时感到特别的困难，若在平时的学习中，形成一定的解题思路则可达到事半功倍的效果。如对于某些化学平衡问题，在解答过程中若建立“虚拟过程”模型，然后进行参照对比，可以使看似复杂的问题简单化。‎ 过程虚拟法：就是在分析或解决问题时，根据需要和可能，虚拟出能方便解题的对象，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。‎ 极端假设法：是科学研究中常用的一种思维方法。极端假设是指根据已知的条件，把复杂问题假设为处于理想的极端状态，站在极端的角度去分析、考虑问题，使其因果关系显得十分明显、简单，从而迅速地作出正确判断的方法。‎ ‎【知识网络回顾】‎ ‎1．下列关于化学平衡的说法中正确的是(　　)‎ A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度 B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等都等于0‎ C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变 D．化学平衡不可以通过改变条件而改变 解析　可逆反应达到平衡状态后，虽v(正)＝v(逆)，但均不为0，是动态平衡，B、C错；通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度，D错。‎ 答案　A ‎2．在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)；ΔH＝－373.2 kJ/mol，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是(　　)‎ A．加催化剂同时升高温度 B．加催化剂同时增大压强 C．升高温度同时充入N2 D．降低温度同时增大压强 解析　结合该反应的特点，提高反应速率的措施有升高温度、增大压强、使用催化剂；提高NO的转化率(平衡正方向移动)的措施有降低温度、增大压强。‎ 答案　B ‎3．(2017·扬州模拟)现有下列两个图像：‎ 下列反应中符合上述图像的是(　　)‎ A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0‎ B．2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0‎ C．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＜0‎ D．H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g)　ΔH＞0‎ 解析　由左边的图像可知，温度越高生成物的浓度越大，说明升高温度，平衡向正反应移动，故正反应为吸热反应；由右边图像可知，相交点左边未达平衡，相交点为平衡点，相交点右边压强增大，平衡被破坏，v逆＞v正，平衡向逆反应方向移动，说明正反应为气体物质的量增大的反应；综合上述分析可知，可逆反应正反应为吸热反应且正反应为气体物质的量增大的反应。N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0，为放热反应，正反应是气体物质的量减小的反应，A不符合；2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0，为吸热反应，正反应是气体物质的量增大的反应，B符合；4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＜0，正反应是气体物质的量增大的反应，但为放热反应，C不符合；H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g)　ΔH＞0，为吸热反应，但正反应是气体物质的量减小的反应，D不符合。‎ 答案　B ‎4．(2017·江苏通扬泰淮三模)温度为T时，向‎2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，发生反应：‎ PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)　ΔH＝a kJ/mol(a>0)‎ ‎0～10 min保持容器温度不变，10 min时改变一种条件，整个过程中PCl5、PCl3、Cl2的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．0～4 min的平均速率v(Cl2)＝0.05 mol/(L·min)‎ B．10 min时改变的条件是分离出一定量的PCl5‎ C．起始时向该容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，保持温度为T，反应达平衡时放出的热量大于‎1.6a kJ D．温度为T，起始时向该容器中充入1.0 mol PCl5、0.10 mol PCl3和0.10 mol Cl2，反应达到平衡前，v(正)＞v(逆)‎ 解析　v(Cl2)＝＝0.025 mol/(L·min)，A项错误；若分离出PCl5，则平衡会逆向移动，再次达到平衡时，PCl3和Cl2的物质的量减少，与图像不吻合，B项错误；充入1.0 mol PCl5，相当于充入1.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，平衡时，PCl3为0.2 mol，即转化0.8 mol PCl3，共放出‎0.8a kJ热量，若充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，相当于加压，平衡向逆向移动，所以放出的热量大于2×‎0.8a kJ热量，C项正确；K＝＝0.025，Qc＝＝0.005，Qc0，A项错误；600 K时，Y点在平衡曲线之上，可通过减小甲醇的转化率达到平衡，即应使平衡逆向移动，故此时甲醇的v正0.13，则反应向逆反应方向移动，反应达到平衡前v正＜v逆，C项错误；原平衡等效为起始向容器中充入1.0 mol Cl2和1.0 mol CO，达到平衡时Cl2的转化率＝×100%＝60%，如加入1.0 mol Cl2和0.8 mol CO，相当于在原来的基础上减小0.2 mol CO，平衡在原来的基础上向正反应方向移动，则Cl2的转化率减小，则Cl2的转化率小于60%，D项正确。‎ 答案　D 二、填空题 ‎13．(2017·江苏泰州二中期中)在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应A(s)＋3B(g)‎2C(g)＋D(g)，下列能说明反应已达平衡状态的是________(填序号)。‎ ‎①C的生成速率与C的分解速率相等 ‎②单位时间内生成a mol A，同时生成‎3a mol B ‎③3v(B)正＝2v(C)逆 ‎④B、C、D的浓度不再变化 ‎⑤B在混合气体中的体积分数不再变化 ‎⑥A、B、C、D的分子数之比为1∶3∶2∶1‎ ‎⑦气体的总物质的量不变 ‎⑧混合气体的压强不变 ‎⑨混合气体的密度不变 ‎⑩混合气体的平均相对分子质量不变 解析　C的生成速率与C的分解速率相等，说明正、逆反应速率相等，①正确；单位时间内生成a mol A，同时生成‎3a mol B，都表示逆反应速率，②错误；应为2v正(B)＝3v逆(C)，③错误；各组分的浓度、物质的量、百分含量不再变化，并不是成比例，④⑤正确，⑥错误；反应前后气体体积不变，则气体的总物质的量始终不变，⑦错误；反应前后气体体积不变，则压强始终不变，⑧错误；密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终不变，但气体的质量变化，则混合气体的密度不变可以作为判断依据，⑨正确；混合气体的平均相对分子质量是混合气体的质量和混合气体的总物质的量的比值，物质的量不变，但质量是变化的，所以混合气体的平均相对分子质量不变可以说明反应达到平衡状态，⑩正确。‎ 答案　①④⑤⑨⑩‎ ‎14．运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。‎ ‎(1)硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。‎ ‎①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。‎ ‎②若反应进行到状态D时，v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。‎ ‎(2)课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。‎ ‎①能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是________(填编号)。‎ A．使用更高效的催化剂 B．升高温度 C．及时分离出氨气 D．充入氮气，增大氮气的浓度(保持容器体积不变)‎ ‎②若在某温度下，‎2 L的密闭容器中发生合成氨的反应，图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0～10 min内该反应的平均速率v(H2)＝________。从第11 min起，压缩容器的体积为‎1 L，则n(N2)的变化曲线为________(填编号)。‎ 解析　(1)①恒压条件下向题述平衡体系中通入氦气，则反应器的体积会增大，各物质的浓度会减小，平衡会向气体分子数增大的方向(向左)移动。②反应进行到状态D时没有达到平衡，需要反应向右进行，增加SO3的量，所以v正>v逆。(2)①该反应是一个气体分子数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动；分离出氨气，平衡虽然正向移动，但反应速率减小；充入氮气，平衡正向移动且反应速率增大。②0～10 min时，N2从0.6 mol减少到0.2 mol，变化量为0.4 mol，则H2的变化量为1.2 mol，v(H2)＝1.2 mol÷‎2 L÷10 min＝0.06 mol·L－1·min－1。平衡时压缩容器的体积，气体的压强增大，平衡正向移动，N2的物质的量在原有基础上减小，图线d符合题意。‎ 答案　(1)①向左　②>　(2)①D　②0.06 mol·L－1·min－1　d ‎15．用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。‎ 已知：‎ 反应Ⅰ：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l)　ΔH1‎ 反应Ⅱ：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH2(且|ΔH1|＝2|ΔH2|)‎ 反应Ⅲ：4NH3(g)＋6NO2(g)5N2(g)＋3O2(g)＋6H2O(l)　ΔH3‎ 反应Ⅰ和反应Ⅱ在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表：‎ 温度/K 反应Ⅰ 反应Ⅱ 已知：K2>K1>K′2>K′1‎ ‎298‎ K1‎ K2‎ ‎398‎ K′1‎ K′2‎ ‎(1)推测反应Ⅲ是________反应(填“吸热”或“放热”)‎ ‎(2)相同条件下，反应Ⅰ在‎2 L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示。‎ ‎①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v(NO)＝________。‎ ‎②下列说法正确的是________。‎ A．该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)‎ B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数 C．单位时间内H—O键与N—H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡 D．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已达到平衡 ‎(3)一定条件下，反应Ⅱ达到平衡时体系中n(NO)∶n(O2)∶n(NO2)＝2∶1∶2。在其他条件不变时，再充入NO2气体，分析NO2体积分数——φ(NO2)的变化情况：恒温恒压容器，φ(NO2)________；恒温恒容容器，φ(NO2)________(填“变大”、“变小”或“不变”)。‎ ‎(4)一定温度下，反应Ⅲ在容积可变的密闭容器中达到平衡，此时容积为‎3 L，c(N2)与反应时间t变化曲线X如图所示，若在t1时刻改变一个条件，曲线X变为曲线Y或曲线Z。则：‎ ‎①变为曲线Y改变的条件是_____________________________________________。‎ 变为曲线Z改变的条件是_______________________________________________。‎ ‎②若t2时降低温度，t3时达到平衡，请在图中画出曲线X在t2～t4内c(N2)的变化曲线。‎ 解析　(1)分析表中数据可知，对于反应Ⅰ和反应Ⅱ，温度升高时，K值减小，平衡逆向移动，故两个反应都是放热反应，焓变小于0。将反应Ⅰ－反应Ⅱ×‎ ‎3得反应Ⅲ，则ΔH3＝ΔH1－3ΔH2＝2ΔH2－3ΔH2＝－ΔH2，因为ΔH2<0，所以ΔH3>0，反应Ⅲ是吸热反应。(2)①v(NO)＝v(N2)＝×＝0.375 mol·L－1·min－1。②生成的N2越多，则活化分子越多，活化能降低，A错误；增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子的浓度，活化分子的百分数不变，B错误；单位时间内H—O键与N—H键断裂的数目相等时，说明正反应速率等于逆反应速率，反应已经达到平衡，C正确；若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡，D正确。(3)恒温恒压容器中的平衡是等效平衡，φ(NO2)不变；恒温恒容容器，再充入NO2气体，等效于增大压强，平衡正向移动，φ(NO2)变大。(4)①曲线Y比曲线X先达到平衡，但平衡状态相同，改变的条件是加入催化剂；曲线Z条件下，N2的浓度由2 mol·L－1瞬间增大到3 mol·L－1，容器体积应由‎3 L减小到‎2 L，改变的条件是：将容器的体积快速压缩至‎2 L。②该反应是吸热反应，降低温度时，平衡逆向移动，c(N2)在原有基础上逐渐减小，直到达到新的平衡。‎ 答案　(1)吸热 ‎(2)①0.375 mol·L－1·min－1　②CD ‎(3)不变　变大 ‎(4)①加入催化剂　将容器的体积快速压缩至‎2 L ‎②图像如图