2021届一轮复习苏教版专题7第三单元　化学平衡的移动学案（江苏专用）

2021届一轮复习苏教版专题7第三单元　化学平衡的移动学案（江苏专用）

第三单元　化学平衡的移动 学习任务1　化学平衡的移动 ‎1．化学平衡移动的原因与方向 ‎(1)原因 反应条件改变，引起v正≠v逆。‎ ‎(2)方向 ‎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．化学平衡移动的过程 ‎3．影响化学平衡移动的因素 ‎(1)勒夏特列原理 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)影响化学平衡移动的因素 若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：‎ 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 参加的 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 减小 向气体体积增大的方向移动 ‎ 压强 ‎ 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 降低温度 ‎ 向放热反应方向移动 催化剂 使用催化剂 ‎ 平衡不移动 ‎4.几种特殊情况说明 ‎(1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没有影响。‎ ‎(2)“惰性气体”对化学平衡的影响 ‎①恒温、恒容条件 ‎②恒温、恒压条件 ‎(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。‎ ‎1．对于一定条件下的可逆反应，‎ 甲：A(g)＋B(g)C(g)　ΔH＜0‎ 乙：A(s)＋B(g)C(g)　ΔH＜0‎ 丙：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＞0‎ 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”，下同)‎ 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”，下同)‎ 甲________，乙________，丙________。‎ ‎(2)加压，平衡移动方向分别为 甲________，乙________，丙________；‎ 混合气体的平均相对分子质量变化分别为 甲________，乙________，丙________。‎ 答案：(1)向左　向左　向右　减小　减小　不变 ‎(2)向右　不移动　不移动　增大　不变　不变 ‎2．已知一定条件下合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，在反应过程中，反应速率的变化如图所示，请根据反应速率的变化回答采取的措施。‎ t1____________；t2____________；t3____________；‎ t4____________。‎ 答案：增大c(N2)或c(H2)　加入催化剂　降低温度 增大压强 化学平衡移动问题的分析步骤 ‎ ‎ 提升一　化学平衡移动方向的判断 ‎1．(双选)对可逆反应：2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小 B．压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)均增大 C．增大B的浓度，v(正)>v(逆)‎ D．加入催化剂，B的转化率提高 解析：选BC。升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动，A项错误；增大压强，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大，B项正确；增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)，C项正确；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变，D项错误。‎ ‎2．(2020·扬州高三质检)一定条件下的密闭容器中：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－905.9 kJ·mol－1, 下列叙述正确的是(　　)‎ A．4 mol NH3和5 mol O2反应，达到平衡时放出热量为905.9 kJ B．平衡时v正(O2)＝v逆(NO)‎ C．平衡后减小压强， 混合气体平均摩尔质量增大 D．平衡后升高温度， 混合气体中NO含量降低 解析：选D。A项，由于可逆反应不能进行到底，所以放出热量小于905.9 kJ，错误；B项，达到平衡时v正(O2)∶v逆(NO)＝5∶4，错误；C项，减小压强，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，而气体的总质量不变，所以混合气体的平均摩尔质量减小，错误；D项，升高温度，平衡逆向移动，NO含量降低，正确。‎ ‎3．某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示：‎ ‎(1)加入催化剂对反应速率产生影响的图像是________(填序号，下同)，平衡________移动。‎ ‎(2)升高温度对反应速率产生影响的图像是________，平衡向________方向移动。‎ ‎(3)增大反应容器体积对反应速率产生影响的图像是________，平衡向________方向移动。‎ ‎(4)增大O2的浓度对反应速率产生影响的图像是______，平衡向________方向移动。‎ 解析：(1)加入催化剂，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同，则平衡不移动，改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴，图像为C。‎ ‎(2)升高温度，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。因题给反应的正反应放热，升温平衡逆向移动，所以v′正c3 B．a＋b＝92.4‎ C．2p21‎ 解析：选B。根据“一边倒”的方法可知甲、乙两容器中的反应为等效平衡，且甲中生成的NH3与乙中分解的NH3的和为2 mol，此时α1＋α2＝1。而丙中加入的NH3是乙中的2倍，丙中压强亦是乙中的2倍，增大压强，平衡正向移动，则平衡时2c1p3，A、C项错误，B项正确；增大压强，不利于NH3的分解，则α2>α3，故α1＋α3<1，D项错误。‎ ‎3．(恒温恒压下的等效平衡)恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C ‎。则下列说法错误的是(　　)‎ A．若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成的C的物质的量为3a mol B．若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，B的物质的量一定大于4 mol C．若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为 D．若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变 解析：选B。A项，开始时通入3 mol A和3 mol B，由于容器保持恒压，故容积增大，相当于将三个原容器叠加，各物质的含量与原平衡中的相同，C的物质的量为3a mol；B项，无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时B的物质的量一定大于4 mol；C项，再次达到的平衡与题干所给平衡互为等效平衡，根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为；D项，这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变。‎ ‎4．(恒温恒容与恒温恒压条件下等效平衡的比较)有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为m mol。‎ ‎(1)在相同温度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量________mol(填选项字母，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量________mol。‎ A．小于m B．等于m C．在m～2m之间 D．等于2m E．大于2m ‎(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入________mol N2和________mol H2。‎ 解析：(1)由于甲容器恒容，而乙容器恒压，若它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m mol。若甲、乙两容器的容积始终相等，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于 2m mol。‎ ‎(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为0.5 mol, H2为0 mol。‎ 答案：(1)D　E　(2)0.5　0‎ ‎1．(2018·高考天津卷)室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，‎ C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是(　　)‎ A．加入NaOH，可增大乙醇的物质的量 B．增大HBr浓度，有利于生成C2H5Br C．若反应物均增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变 D．若起始温度提高至60 ℃，可缩短反应达到平衡的时间 解析：选D。加入NaOH，c(HBr)减小，平衡向逆反应方向移动，乙醇的物质的量增大，A项正确；增大HBr浓度，平衡向正反应方向移动，有利于生成C2H5Br，B项正确；若反应物按照化学计量数之比加入，则各物质的平衡转化率相等，故反应物均增大至2 mol，两种反应物平衡转化率之比不变，C项正确；若起始温度提高至60 ℃，生成物C2H5Br为气态，能够从反应体系中逸出，导致反应不断向正反应方向进行，因此不能缩短反应达到平衡的时间，D项错误。‎ ‎2．(双选)(2017·高考江苏卷)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c(O2)/c(NO2)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：选CD。容器Ⅰ中平衡时，c(NO2)＝0.2 mol ·L－1，c(NO)＝0.4 mol ·L－1，c(O2)＝0.2 mol·L－1，容器容积为1 L，气体总物质的量为(0.2＋0.4＋0.2) mol＝0.8 mol，容器Ⅱ中投入量为(0.3＋0.5＋0.2) mol＝1 mol，若容器Ⅱ中投入量与平衡量相等，则两容器内压强之比为0.8∶1＝4∶5，根据容器Ⅰ中的相关数据，知该反应的平衡常数K＝＝0.8，容器Ⅱ中Qc＝≈0.56＜K，说明容器Ⅱ中反应未达到平衡，反应向右进行，则达到平衡时两容器中压强之比小于4∶5，A项错误；容器Ⅱ中反应相当于起始加入0.7 mol ·L－1 NO2和0.1 mol·L－1 NO，‎ 达到平衡时，相对容器Ⅰ，平衡逆向移动，则容器Ⅱ中的值小，B项错误；容器Ⅰ中达到平衡时NO的体积分数为×100%＝50%，容器Ⅲ中相当于起始加入0.5 mol·L－1 NO2和0.1 mol·L－1 O2，达到平衡时，相对容器Ⅰ，平衡逆向移动，则容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%, C项正确；容器Ⅰ中，T1时，平衡常数K＝＝0.8，T2时，若k正＝k逆，反应达平衡时，v正＝v逆，即k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)·c(O2)，得c2(NO2)＝c2(NO)·c(O2)，K＝c2(NO)·c(O2)/c2(NO2)＝1，平衡常数增大，平衡正向移动，该反应为吸热反应，则应升高温度，即T2＞T1，D项正确。‎ ‎3．(2017·高考全国卷Ⅲ)298 K时，将20 mL 3x mol·L－1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中 c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。‎ ‎ ‎ ‎(1)下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。‎ a．溶液的pH不再变化 b．v(I－)＝2v(AsO)‎ c．c(AsO)/c(AsO)不再变化 d．c(I－)＝y mol·L－1‎ ‎(2)tm时，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。‎ ‎(3)tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)溶液的pH不再变化，即OH－的浓度不再变化，所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，a项正确；当v正(I－)＝2v逆(AsO)或v逆(I－)＝2v正(AsO)时反应达到平衡状态，选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率，b项错误；反应达到平衡之前，c(AsO)逐渐减小而c(AsO)逐渐增大，故c(AsO)/c(AsO)逐渐增大，当c(AsO)/c(AsO)不再变化时反应达到平衡状态，c项正确；根据离子方程式可知反应体系中恒有c(I－)＝2c(AsO)，观察图像可知，反应达到平衡时c(AsO)＝y mol·L－1，此时c(I－)＝2y mol·L－1，d项错误。(2)tm时反应未达到平衡状态，所以v正大于v逆。(3)从tm到tn，反应逐渐趋于平衡状态，反应物浓度逐渐减小而生成物浓度逐渐增大，所以正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，故tm时v逆小于tn时v逆。‎ 答案：(1)ac　(2)大于　(3)小于　tm时生成物浓度较低 一、单项选择题 ‎1．CO和NO都是汽车尾气中的有害物质，它们之间能缓慢地发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0，现利用此反应，拟设计一种环保装置，用来消除汽车尾气对大气的污染，下列设计方案可以提高尾气处理效果的是(　　)‎ ‎①选用适当的催化剂　②提高装置温度　③降低装置的压强　④装置中放入碱石灰 A．①③　　　　　　　　 B．②④‎ C．①④ D．②③‎ 解析：选C。①选用适当催化剂虽不能提高反应物的转化率，但能加快反应速率，正确；②因为该反应的正反应为放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，错误；③该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此降低压强，平衡向逆反应方向移动，错误；④装置中放入碱石灰能吸收CO2，使CO2的浓度降低，平衡向正反应方向移动，正确。‎ ‎2．下列各项与化学平衡移动原理无关的是(　　)‎ A．收集氯气用排饱和食盐水的方法 B．加催化剂，使N2和H2在一定的条件下转化为NH3‎ C．可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气 D．加压条件下有利于SO2和O2反应生成SO3‎ 解析：选B。使用催化剂对化学平衡移动无影响，与化学平衡移动原理无关，故选B。‎ ‎3．将4.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生如下反应：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)。达到平衡时，PCl5为0.8 mol，如果此时移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是(　　)‎ A．0.8 mol B．0.4 mol C．小于0.4 mol D．大于0.4 mol，小于0.8 mol 解析：选C。‎ ‎4．可逆反应：mA(g)nB(g)＋pC(s)　ΔH＝Q，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合图中的两个图像，以下叙述正确的是(　　)‎ A．m>n，Q >0 B．m>n＋p，Q >0‎ C．m>n，Q <0 D．mv正，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，即Q<0；压强增大，v正、v逆都增大，且v正>v逆，平衡向正反应方向移动，正反应为气体体积减小的反应，即m>n，C正确。‎ ‎5．(2018·浙江11月选考)已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197.8 kJ·mol－1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1，且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表：‎ 温度/K 压强/(105Pa)‎ ‎1.01‎ ‎5.07‎ ‎10.1‎ ‎25.3‎ ‎50.7‎ ‎673‎ ‎99.2‎ ‎99.6‎ ‎99.7‎ ‎99.8‎ ‎99.9‎ ‎723‎ ‎97.5‎ ‎98.9‎ ‎99.2‎ ‎99.5‎ ‎99.6‎ ‎773‎ ‎93.5‎ ‎96.9‎ ‎97.8‎ ‎98.6‎ ‎99.0‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．一定压强下，降低温度，SO2平衡转化率增大 B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等 C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间 D．工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2转化率已相当高 解析：选B。A项，由于该反应是放热反应，所以一定压强下，降低温度，平衡向放热反应方向移动，SO2 的转化率增大，故A正确；B项，在不同温度、压强下，由于化学反应速率不一定相同，所以转化相同物质的量的SO2 所需要的时间不一定相等，故B不正确；C项，使用催化剂的目的是加快化学反应速率，缩短反应达到平衡所需的时间，故C正确；D项，分析2SO2 (g)＋O2 (g)2SO3 (g)可知，加压可以提高SO2 的转化率，但因为常压下SO2 的转化率已相当高，所以工业生产中通常不采取加压措施，故D正确。‎ ‎6．(2020·黄冈高三质检)T ℃时在2 L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2，Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。下列分析正确的是(　　)‎ A．容器中发生的反应可表示为3X(g)＋Y(g)4Z(g)‎ B．0～3 min内，v(X)＝0.2 mol·L－1·min－1‎ C．若改变条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件可能是增大压强 D．其他条件不变时，升高温度，v(正)、v(逆)都增大，且重新达到平衡前v(正)>v(逆)‎ 解析：选D。A项，由图中X、Y、Z的物质的量变化可知反应为3X(g)＋Y(g)2Z(g)，错误；B项，0～3 min内，v(X)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，错误；C项，图3与图1相比，限度没有变，只是缩短了到达平衡的时间，若增大压强，平衡向正反应方向移动，错误；D项，由图2可知T2>T1，升高温度，Y的体积百分含量减小，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)，正确。‎ 二、不定项选择题 ‎7．在一定温度和压强下，密闭容器中发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0，当反应达到平衡状态，下列叙述正确的是(　　)‎ A．升高温度，K减小 B．减小压强，n(CO2)增加 C．更换高效催化剂，α(CO)增大 D．充入一定量的氮气，n(H2)不变 解析：选AD。A.此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数只受温度的影响，即升高温度，K减小，故A说法正确；B.反应前后气体系数之和相等，因此减小压强，平衡不移动，即n(CO2)不变，故B说法错误；C.催化剂对化学平衡移动无影响，因此CO的转化率不变，故C说法错误；D.恒压下，充入N2，容器的体积增大，组分浓度降低，但化学反应前后气体体积不变，因此化学平衡不移动，n(H2)不变，故D说法正确。‎ ‎8．已知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1，在三个不同容积的容器中分别充入1 mol CO与2 mol H2，恒温恒容，测得平衡时CO的转化率如下表。‎ 序号 温度/℃‎ 容器体积 CO转化率 平衡压强/Pa ‎①‎ ‎200‎ V1‎ ‎50%‎ p1‎ ‎②‎ ‎200‎ V2‎ ‎70%‎ p2‎ ‎③‎ ‎350‎ V3‎ ‎50%‎ p3‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．反应速率：③>①>②‎ B．平衡时体系压强：p1∶p2＝5∶4‎ C．若容器体积V1>V3，则Q<0‎ D．若实验②中CO和H2用量均加倍，则CO转化率<70%‎ 解析：选C。①和②的温度相同，而转化率②>①，则②可看作在①的基础上加压，即V1>V2，因此反应速率：②>①，A错误；①与②比较，达到平衡时，平衡混合物的物质的量之比为5∶4，但V1与V2不等，因此平衡时体系压强：p1∶p2≠5∶4，B错误；若容器体积V1>V3且温度相同，则①与③比较，CO的转化率③>①，而现在CO的转化率相同，则升温③的平衡逆向移动，而升温平衡向吸热反应方向移动，即逆反应是吸热反应，C正确；若实验②中CO和H2用量均加倍，则可看作在②的基础上加压，CO转化率增大，D错误。‎ ‎9．在三个容积均为1 L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2)/n(CO2)]充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH。CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的ΔH>0‎ B．氢碳比：①>②‎ C．在氢碳比为2.0时，Q点v(正)＜v(逆)‎ D．若起始时，CO2、H2浓度分别为0.5 mol·L－1和1.0 mol·L－1，则可得P点对应温度的平衡常数的值为512‎ 解析：选BD。A项，由图像可知，随温度的升高，CO2平衡转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，错误；B项，相同温度时，①中CO2的平衡转化率高，说明氢碳比高(提高H2的比例，平衡正向移动，CO2的转化率高)，正确；C项，相同温度下，氢碳比为2.0时，平衡点是P点，Q点到P点，CO2平衡转化率增大，平衡正向移动，v(正)>v(逆)，错误；D项，‎ ‎　 　　　2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)‎ 0.5 1.0 0 0‎ 0.25 0.75 0.125 0.5‎ 0.25 0.25 0.125 0.5‎ K＝＝＝512，正确。‎ 三、非选择题 ‎10．高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)。‎ 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：‎ 温度/℃‎ ‎1 000‎ ‎1 150‎ ‎1 300‎ 平衡常数 ‎4.0‎ ‎3.7‎ ‎3.5‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH______0(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝______________，CO的平衡转化率＝________。‎ ‎(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是_________________________。‎ A．减少Fe的量 B．增加Fe2O3的量 C．移出部分CO2‎ D．升高反应温度 E．减小容器的容积 F．加入合适的催化剂 解析：(1)根据表中平衡常数与温度的关系，温度越高，平衡常数越小，说明该反应是放热反应，ΔH<0；Fe2O3、Fe都是固体，不出现在平衡常数表达式中，则K＝。‎ ‎(2)设平衡后转化的CO的浓度为x mol·L－1，‎ ‎　 　　Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)‎ 起始/mol·L－1　 0.1 0.1‎ 转化/mol·L－1　 x　 x 平衡/mol·L－1　 0.1－x 0.1＋x ‎1 000 ℃时，K＝＝4.0，x＝0.06。则v(CO2)＝＝＝0.006 mol·L－1·min－1。‎ CO的平衡转化率为×100%＝60%。‎ ‎(3)对于题中反应，由于Fe、Fe2O3是固体，改变其用量不影响平衡；由于此反应是一个反应前后气体体积不变的反应，减小容器容积，对平衡无影响；催化剂不影响平衡；移出部分CO2，平衡右移，CO的平衡转化率增大；升高反应温度，平衡左移，CO的平衡转化率减小。‎ 答案：(1)　<‎ ‎(2)0.006 mol·L－1·min－1　60%‎ ‎(3)C ‎11．Ⅰ.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。‎ ‎(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值。‎ 反应 大气固氮 N2(g)＋O2(g) ‎2NO(g)‎ 工业固氮 N2(g)＋3H2(g) ‎2NH3(g)‎ 温度/℃‎ ‎27‎ ‎2 000‎ ‎25‎ ‎400‎ ‎450‎ 平衡常数K ‎3.84×10－31‎ ‎0.1‎ ‎5×108‎ ‎0.507‎ ‎0.152‎ ‎①分析数据可知：大气固氮反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。‎ ‎②分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N2的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线，下图所示正确的是________(填“A”或“B”)；比较p1、p2的大小关系：________。‎ Ⅱ.目前工业合成氨的原理是N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。‎ ‎(3)在一定温度下，将1 mol N2和3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8 mol。‎ ‎①达平衡时，H2的转化率α＝________。‎ ‎②已知平衡时，容器压强为8 MPa，则平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。‎ 解析：Ⅰ.(1)①由表中数据可知，温度从27 ℃升高到2 000 ℃，K增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应是吸热反应；②大气固氮的K值小，转化率低，‎ 不适合大规模生产。(2)工业固氮，随温度升高，K值减小，平衡向逆反应方向移动，N2的转化率降低，所以图A正确。相同温度下，p1→p2，N2的转化率升高，说明平衡向正反应方向移动，正反应是气体体积减小的反应，说明压强增大，即p2＞p1。‎ Ⅱ.(3)设达到平衡时，参加反应的N2的物质的量为a mol，列“三段式”：‎ ‎　　　　 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)‎ n(始)/mol　　 1　　　3　　　　　0‎ n(变)/mol　　 a　　　3a　　　　 2a n(平)/mol　 1－a　　3－3a　　　2a 由(1－a)＋(3－3a)＋2a＝2.8，解得a＝0.6，H2的转化率α＝×100%＝60%；N2的平衡分压为(×8) MPa，H2、NH3的平衡分压均为(×8) MPa，Kp＝＝。‎ 答案：Ⅰ.(1)①吸热　②大气固氮的K值小，正向进行的程度小(或转化率低)，不适合大规模生产 ‎(2)A　p2＞p1‎ Ⅱ.(3)①60%　②(或0.255或0.26)‎ ‎12．合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。‎ ‎(1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如下所示，纵轴表示平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。‎ 在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应的方程式为zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)　ΔH1()；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应()中z＝________(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时，2 g 某合金4 min 内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝________mL·g－1·min－1。反应(Ⅰ)的焓变ΔH1________0(填“＞”“＝”或“＜”)。‎ ‎(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η(T1)________η(T2)(填“＞”“＝”或“＜”)。当反应(Ⅰ)‎ 处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b”“c”或“d”)，该贮氢合金可通过__________或__________的方式释放氢气。‎ ‎(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝165 kJ·mol－1‎ CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1‎ 解析：(1)在反应(Ⅰ)中，zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)，由方程式两边氢原子个数守恒得zx＋2＝zy，z＝；温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝＝30 mL·g－1·min－1。因为T1＜T2，温度升高，H2的压强增大，由平衡移动原理知，平衡向吸热方向移动，反应(Ⅰ)的逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，所以ΔH1＜0。‎ ‎(2)结合图像分析知，随着温度升高，反应(Ⅰ)向左移动，H2压强增大，故η随着温度升高而降低，所以η(T1)＞η(T2)；当反应处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量H2，H2压强增大，H/M逐渐增大，由图像可知，气体压强在B点以前是不改变的，故反应(Ⅰ)可能处于图中的c点；该贮氢合金要释放氢气，应该使反应(Ⅰ)左移，根据平衡移动原理，可以通过升高温度或减小压强的方式使反应向左移动。‎ ‎(3)由题意知：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝165 kJ·mol－1①‎ CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1②‎ 应用盖斯定律，由②－①可得CO、H2合成CH4的反应：‎ CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－206 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)　30　<　(2)>　c　加热　减压　‎ ‎(3)CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－206 kJ·mol－1‎