18、．測定乙酸的相對分子質(zhì)量要在高壓、低溫條件下
9．(2014·貴陽聯(lián)考)
我國某礦廠利用下列反應將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達99.9%的高純鎳：Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)，反應過程中溫度與CO體積分數(shù)[φ(CO)]的關系如圖所示，下列判斷合理的是( )
A．反應達平衡后增加Ni的量，平衡向正反應方向移動
B．該反應的焓變ΔH<0
C．180 ℃時反應的化學平衡常數(shù)大于80 ℃時反應的化學平衡常數(shù)
D．增大壓強，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小
10．(2015·石家莊模擬)粗硅提純常見方法之一是先將粗硅與HCl反應制得SiHCl3，經(jīng)提純后再用H2還原：SiHCl3
19、(g)＋H2(g) Si(s)＋3HCl(g)。在2 L密閉容器中，不同溫度及不同n(H2)/n(SiHCl3)時，反應物X的平衡轉(zhuǎn)化率變化如圖。下列判斷合理的是( )
A．X為H2
B．1 150 ℃時反應的平衡常數(shù)大于950 ℃時反應的平衡常數(shù)
C．減小Si(s)的量，有利于提高SiHCl3的轉(zhuǎn)化率
D．工業(yè)上可采用增大壓強的方法提高產(chǎn)率
11．(2015·北京40校聯(lián)考)NH3和CO2是兩種重要的化工原料。
(1)在一定溫度下，在固定體積的密閉容器中發(fā)生反應：N2＋3H22NH3。該可逆反應達到化學平衡的標志是________(填字母)。
a．3v(H2)正＝2v
20、(NH3)逆
b．單位時間生成m mol N2的同時消耗3m mol H2
c．混合氣體的密度不再隨時間變化
d．a(chǎn) molNN鍵斷裂的同時，有6a mol N—H鍵斷裂
(2)CO2和NH3可用于合成尿素，原理分如下兩步：
①合成氨基甲酸銨：CO2(g)＋2NH3(g)===H2NCOONH4(s) ΔH＝－159.47 kJ/mol
②氨基甲酸銨分解：H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝＋28.49 kJ/mol
則2 mol CO2完全反應合成尿素的ΔH＝________。
(3)最近科學家們研制成功一種新型催化劑，能將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榧?/p>
21、烷。在常壓、300 ℃，CO2與H2體積比為1∶4時反應，CO2轉(zhuǎn)化率達90%。
①此反應的化學方程式是______________________________。
②一定條件下，某興趣小組，在體積為V L的密閉容器中，模擬此反應達到化學平衡狀態(tài)。該反應的平衡常數(shù)表達式為________________________________；由上圖可知升高溫度，K將________(填“增大”、“減小”或“不變”)；300 ℃時，從反應開始，到達到平衡，以H2的濃度變化表示的化學反應速率是________(用nA、tA、V表示)。
12．(2015·商丘模擬)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代
22、替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件，能大幅度提高發(fā)動機的熱效率。工業(yè)上用化學氣相沉積法制備氮化硅，其反應如下：
3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g) Si3N4(s)＋12HCl(g)＋Q kJ/mol(Q>0)
(1)在一定溫度下進行上述反應，若反應容器的容積為2 L，3 min后達到平衡，測得固體的質(zhì)量增加了2.80 g，則H2的平均反應速率為________mol/(L·min)；該反應的平衡常數(shù)表達式K＝________。
(2)上述反應達到平衡后，下列說法正確的是________。
a．其他條件不變，壓強增大，平衡常數(shù)K減小
b．其他條件不變，溫度升高，平衡常數(shù)K減小
23、c．其他條件不變，增大Si3N4的量平衡向逆反應方向移動
d．其他條件不變，增大HCl的量平衡向逆反應方向移動
(3)一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應達到化學平衡狀態(tài)的是________。
a．3v逆(N2)＝v正(H2)
b．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)
c．混合氣體密度保持不變
d．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6
(4)若平衡時H2和HCl的物質(zhì)的量之比為，保持其他條件不變，降低溫度后達到新的平衡時，H2和HCl的物質(zhì)的量之比________(填“>”、“＝”或“<”)。
13．(2014·大同模擬)一定溫度下，向2 L恒容容器甲中，
24、
充入2 mol碳和2 mol CO2發(fā)生如下反應：C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH>0，測得容器中CO2的物質(zhì)的量隨時間t的變化關系如圖所示。
(1)下列判斷正確的是________。
A．該反應在低溫下也能自發(fā)進行
B．達平衡時，該反應的化學平衡常數(shù)K＝4.0 mol·L－1
C．及時分離出CO，對化學平衡沒有影響
D．溫度越高越有利于CO生成
(2)向上述平衡體系中再通入CO2，則CO2的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”)。
(3)相同溫度下，向2 L恒容容器乙中充入4 mol碳和4 mol CO2，達到平衡。請在圖中畫
25、出乙容器中CO2的物質(zhì)的量隨時間t變化關系的預期結(jié)果示意圖(注明平衡時CO2的物質(zhì)的量)。
考點專練23 化學平衡狀態(tài)及其移動
【三年高考真題演練】
[2015年高考真題]
1．解析 (1)①結(jié)合題中α(HCl)～T圖像可知，隨著溫度升高，α(HCl)降低，說明升高溫度平衡逆向移動，得出正反應方向為放熱反應，即ΔH＜0；A、B兩點A點溫度低，平衡常數(shù)K(A)大。②結(jié)合可逆反應2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)的特點，增大壓強平衡向右移動，α(HCl)增大，則相同溫度下，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比增壓前的大，曲線如答案中圖示所示。③有利于提高α(HCl)，則
26、采取措施應使平衡2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)正向移動。A項，增大n(HCl)，則c(HCl)增大，雖平衡正向移動，但α(HCl)減小，錯誤；B項，增大n(O2)即增大反應物的濃度，D項，移去H2O即減小生成物的濃度，均能使平衡正向移動，兩項都正確；C項，使用更好的催化劑，只能加快反應速率，不能使平衡移動，錯誤。(2)用在時間段2.0～6.0 min內(nèi)的HCl物質(zhì)的量的變化量除以這段時間 ，即可得2.0～6.0 min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應速率，計算過程見答案。
答案 (1)①＜ K(A) ②見下圖
增大壓強，平衡右移，α(HCl)增大，相同溫
27、度下，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比之前的大 ③BD
(2) 設2.0～6.0min時間內(nèi)，HCl轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為n，則
2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)
2mol 1mol
n (5.4－1.8)×10－3mol
n＝7.2×10－3 mol
所以v(HCl) ＝＝1.8×10－3mol·min－1
(3) 2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
2．解析 (1)根據(jù)化學平衡常數(shù)的概念可寫出反應①K的表達式；反應①是放熱反應，升高溫度，化學平衡向逆反應方向移動，化學平衡常
28、數(shù)K減小，因此曲線a符合。(2)由圖2可知，壓強不變時，隨著溫度的升高，α(CO)減小；反應③為氣體分子數(shù)不變的反應，加壓對其平衡無影響；反應①為氣體分子數(shù)減小的反應，加壓使α(CO)增大；由圖2可知，固定溫度(如530 K)時，p1→p2→p3，α(CO)增大，因此綜合分析可知p3＞p2＞p1。
答案 (1)K＝ a 反應①為放熱反應，升高溫度使其平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)K應減小
(2)減小 由圖2可知，壓強恒定時，隨著溫度的升高，α(CO)減小 p3＞p2＞p1 溫度恒定時，反應①為氣體分子數(shù)減小的反應，加壓使平衡向正反應方向移動，α(CO)增大，而反應③為氣體分子數(shù)不變的反應，
29、加壓對其平衡無影響，故增大壓強時，有利于α(CO)增大
[兩年經(jīng)典高考真題]
1．C [A項和B項都可以用溫度對化學平衡移動的影響判斷并解釋，A項和B項都正確；C項，MnO2作為催化劑可加快反應速率，不能使化學平衡發(fā)生移動，錯誤；D項，可用濃度對化學平衡移動的影響判斷并解釋，正確。]
2．A [由于此反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，混合氣體質(zhì)量增加，密度增大，A正確；當增加CO的物質(zhì)的量時，相當于增大體系的壓強，CO的轉(zhuǎn)化率減小，CO2與CO的物質(zhì)的量之比減小，B錯誤；平衡常數(shù)只與溫度有關，與SO2的濃度無關，C錯誤；MgSO4為固體，增加其質(zhì)量對平衡無影響，所以CO的轉(zhuǎn)化率不變
30、，D錯誤。]
3．AD [由Ⅰ、Ⅲ數(shù)據(jù)分析可知，降溫CH3OH的轉(zhuǎn)化率增大，平衡向正反應方向移動，正反應為放熱反應，A項正確；B項，Ⅰ和Ⅱ?qū)Ρ?，CH3OH(g)的起始濃度增大一倍，容器體積不變，相當于增大壓強，而此反應為反應前后氣體分子數(shù)不變的反應，增大壓強平衡不移動，CH3OH體積分數(shù)不變，B項錯誤；Ⅲ比Ⅰ溫度低，反應更慢，到達平衡所需時間更長，C項錯誤；D項，容器Ⅰ溫度為387 ℃，平衡常數(shù)K＝＝＝4，而此時濃度商Qc＝＝<4，反應向正反應方向進行，D項正確。]
4．CD [容器Ⅰ中正向建立平衡，容器Ⅱ中逆向建立平衡，由于正反應放熱、容器為絕熱，前者溫度高，反應速率快，A錯誤；容器Ⅰ中
31、溫度高，相對于容器Ⅱ相當于升高溫度平衡逆向移動，CO轉(zhuǎn)化率低，剩余的多，C正確；容器Ⅲ的投料量是容器Ⅰ的2倍，由于是氣體體積相等的反應，最終建立等效平衡，但由于容器Ⅲ的投料量多，放出的熱量多，兩容器的溫度不同，所以平衡常數(shù)不同，B錯誤；若容器Ⅰ、Ⅱ建立等效平衡，則容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率和為1，由A、C分析可知，A中溫度高，CO的轉(zhuǎn)化率低，所以兩者之和小于1，D正確。]
5．A [增大壓強，平衡逆向移動，G的體積分數(shù)減小，b0，所以K(1 000 ℃)>K(810 ℃)；壓強為2.0 MPa時，升高溫度，
32、平衡正向移動，G的體積分數(shù)增大，f>75%，所以f>b；已知915 ℃、2.0 MPa時G的體積分數(shù)為75%，設總物質(zhì)的量為1 mol，則G為0.75 mol，E為0.25 mol。
E(g)＋F(s) 2G(g)
始 n(E) 0
轉(zhuǎn) 0.375 mol 0.75 mol
平 0.25 mol 0.75 mol
則n(E)＝0.375 mol＋0.25 mol＝0.625 mol，
E的轉(zhuǎn)化率α(E)＝×100%＝60%。]
6．B [A項，加入催化劑，改變反應途徑，但不能使化學平衡移動，所以ΔH不變，錯誤。B項，由于該反應是反應前后氣體分子數(shù)不
33、變的反應，所以改變壓強，平衡不發(fā)生移動，反應放出的熱量也不變，正確。C項，該反應為放熱反應，升溫，化學反應速率加快，平衡逆向移動，反應放出的熱量應減少，錯誤。D項，若把該反應設計成原電池，化學能除轉(zhuǎn)化成熱能外，還轉(zhuǎn)化成電能，所以放出的熱量應減少，錯誤。]
7．解析 (1)依據(jù)題意，NH4HS被空氣中氧氣氧化，將－2價S元素氧化成S，同時生成一水合氨，其反應方程式為2NH4HS＋O22NH3·H2O＋2S↓。(2)結(jié)合反應特點，正反應方向是氣體物質(zhì)的量增大的吸熱反應，若要加快反應速率又增加H2的百分含量，可升高溫度，a項正確；增加水蒸氣濃度，能加快反應速率，使平衡正向移動，但H2增加的量沒有水
34、蒸氣增加的量多，H2的百分含量減少，b項錯誤；加入催化劑平衡不移動，H2的百分含量不變，c項錯誤；降低壓強反應速率減慢，d項錯誤。根據(jù)“三段式”法有：
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
開始(mol) 0.2 0 0.8
轉(zhuǎn)化(mol) x x x
一定時間(mol) 0.2－x x 0.8＋x
則0.2－x＋x＋0.8＋x＝1.18，解得x＝0.18，故CO轉(zhuǎn)化率為×100%＝90%。
(3)根據(jù)“三段式”法有
35、 N2?。?H22NH3
開始(mol) 1 3 0
轉(zhuǎn)化(mol) x 3x 2x
平衡(mol) 1－x 3－3x 2x
×100%＝42%，解之，x＝，
所以N2的平衡體積分數(shù)×100%＝14.5%。
(4)由于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，反應開始時，溫度大于零，隨著反應進行，達到平衡前NH3的物質(zhì)的量增加，達到平衡后，溫度升高，平衡逆向移動，NH3的物質(zhì)的量將減少，圖示見答案。
(5)根據(jù)流程圖可知，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟見Ⅳ(熱交換)，用合成氨
36、放出熱量對N2和H2進行預熱。合成氨的正反應是氣體物質(zhì)的量減少的放熱反應，為提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率，又不降低反應速率，可采取對原料加壓、分離液氨，使化學平衡正向移動，同時對未反應的N2、H2循環(huán)使用，提高原料轉(zhuǎn)化率。
答案 (1)2NH4HS＋O22NH3·H2O＋2S↓
(2)a 90% (3)14.5%
(4)
(5)Ⅳ 對原料氣加壓，分離液氨，使未反應的N2、H2循環(huán)使用
【兩年模擬試題精練】
1．A [假設反應向正反應方向進行，由于Y2(g)過量，則完全轉(zhuǎn)化時，Z(g)的濃度為0.4 mol·L－1；假設反應向逆反應方向進行，則完全轉(zhuǎn)化時，X2(g)、Y2(g)的濃度分
37、別為0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1。由題意知，該反應為可逆反應，反應物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物，生成物也不可能完全轉(zhuǎn)化為反應物，故A正確，B、C均錯誤；又該反應前后氣態(tài)物質(zhì)體積不變，反應達到平衡時，不論X2、Y2、Z怎么變化，總物質(zhì)的量不會改變，物質(zhì)的總濃度也不會改變，即c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.6 mol·L－1，D錯誤。]
2．D [增加投料量，A、B、C的濃度均增大，v(正)、v(逆)均增大，A項錯誤；成比例增加投料量，相當于加壓，化學平衡正向移動，A、B的物質(zhì)的量分數(shù)減小，C的物質(zhì)的量分數(shù)增大，A、B、C三種物質(zhì)的濃度之比不是1∶1∶2，在達到平衡的過程中體
38、系的壓強逐漸減小，B、C錯誤，D項正確]
3．C [A項，壓縮容器體積，反應物、生成物濃度均增大，正、逆反應速率均加快，錯誤；B項，兩者均表示正反應速率，無法判斷是否到達平衡狀態(tài)；C項，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，正確；D項，反應的平衡常數(shù)只與溫度有關，錯誤。]
4．C [在相同條件下，甲、乙容器中達平衡時是等效平衡，欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度，則甲中平衡向著正反應方向移動，同時乙向著逆反應方向移動或者不移動。選項A，甲、乙提高相同溫度時，平衡均向逆反應方向移動，且達平衡時二者等效，HI濃度相等；選項B，加入稀有氣體時，平衡不移動，二者HI濃度相等；選項C，甲降低溫度
39、平衡向著正反應方向移動，達平衡時HI濃度增大，而乙中HI濃度不變，符合題意；選項D，甲、乙中分別增加等量的H2、I2，達平衡時HI濃度相等。]
5．A [催化劑不能影響化學平衡，B項不正確；充入氦氣，不能影響平衡，A的轉(zhuǎn)化率不變，C項不正確；該反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，C的轉(zhuǎn)化率降低，D項不正確。]
6．B [A項，500 s內(nèi)N2O5分解速率為
＝2.96×10－3 mol·L－1·s－1，正確；B項，該反應的正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，K增大，錯誤；C項，平衡時N2O5的轉(zhuǎn)化率為×100%＝50%，正確；D項，達平衡后，其他條件不變，將容器的體積壓縮
40、到原來的一半，平衡向逆反應方向移動，則c(N2O5)＞5.00 mol·L－1，正確。]
7．B [因甲、丙為恒容容器，0.1 mol N2O4完全轉(zhuǎn)化可得到0.2 mol NO2，故甲、丙兩容器中的化學平衡為等效平衡，反應開始后乙容器中的壓強大于甲容器中的壓強，而壓強越大，越有利于平衡向生成N2O4的方向進行，故B對；再結(jié)合平均相對分子質(zhì)量與各組分相對分子質(zhì)量的關系知D錯；雖然乙中轉(zhuǎn)化掉的NO2比甲中多，由勒夏特列原理知因乙的容積減小導致NO2濃度增大的程度大于因平衡移動使NO2濃度減小的程度，因此，平衡時乙中NO2的濃度大于甲中NO2的濃度，但由于甲、丙兩容器內(nèi)的化學平衡為等效平衡，甲、
41、丙中NO2的濃度應相等，A錯；由甲、丙中的化學平衡為等效平衡知，若平衡時甲中NO2的轉(zhuǎn)化率為50%，則丙中N2O4的轉(zhuǎn)化率也為50%，C錯。]
8．B [由題中曲線可以看出，隨溫度升高混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小，說明升高溫度，平衡右移，正反應為吸熱反應，ΔH>0，A、D項錯誤；溫度越高，平衡常數(shù)越大，故b點的平衡常數(shù)最大，C項錯誤；圖中曲線為等壓線，p(b)＝p(c)，在同一溫度下，壓強增大，平衡逆向移動，即p(a)
42、ΔH<0；選項C，由于正反應是放熱反應，溫度越高，K值越??；選項D，增大壓強，平衡向正反應方向移動，氣體的平均相對分子質(zhì)量增加。]
10．B [選項A，兩種反應物，增加其中一種物質(zhì)的濃度，另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率增大，其自身的轉(zhuǎn)化率反而減小，隨H2量的增多，SiHCl3的轉(zhuǎn)化率提高，所以X應為SiHCl3；選項B，由圖分析可知，當n(H2)/n(SiHCl3)一定時，溫度越高，SiHCl3的轉(zhuǎn)化率越高，即反應進行的程度越大，所以高溫時的化學平衡常數(shù)大；選項C，Si為固體，減少其量對化學平衡沒有影響，不能提高SiHCl3的轉(zhuǎn)化率；選項D，增大壓強平衡向逆反應方向移動，不利于提高產(chǎn)率。]
11．解析
43、 (1)a項，v(H2)正∶v(NH3)逆＝2∶3，沒有達到平衡；b項，v正＝v逆，達到化學平衡；c項，該反應的反應物和生成物均為氣體，體積固定，密度是常數(shù)，不能判斷是否達到平衡；d項，v(正)＝v(逆)，達到化學平衡。
(2)將反應①＋②得：CO2(g)＋2NH3(g)===CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－130.98 kJ·mol－1，2 mol CO2完全合成尿素的ΔH＝－261.96 kJ·mol－1。(3)①CO2＋4H2CH4＋2H2O。②由圖可知升高溫度，n(CH4)減小，說明平衡向逆反應方向移動，K值減小。v(H2)＝4v(CH4)＝4×＝ mol·L－1·m
44、in－1。
答案 (1)bd (2)－261.96 kJ/mol
(3)①CO2＋4H2CH4＋2H2O
②K＝ 減小 mol/(L·min)
12．解析 (1)反應生成Si3N4的物質(zhì)的量n(Si3N4)＝0.02 mol，則反應消耗的H2的物質(zhì)的量n(H2)＝0.12 mol，v(H2)＝＝0.02 mol/(L·min)。該反應的平衡常數(shù)表達式K＝。(2)平衡常數(shù)只受溫度影響，改變壓強，平衡常數(shù)不變，a錯誤；題述反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)K減小，b正確；Si3N4為固體，改變Si3N4的量對平衡移動無影響，c錯誤；增加HCl的量，平衡向逆反應方向移
45、動，d正確。(3)判斷反應達到平衡狀態(tài)的標志是v正＝v逆，反應中N2與H2的化學計量數(shù)之比為1∶3，3v逆(N2)＝v逆(H2)即v正(H2)＝v逆(H2)，a正確；v正(HCl)、v正(SiCl4)描述的是同一反應方向，無法作為依據(jù)，b錯誤；對于該反應來說，反應物均為氣體，生成物有固體，反應過程中氣體的質(zhì)量發(fā)生改變，在體積不變的情況下，氣體密度發(fā)生改變，因此混合氣體密度保持不變時，反應達到平衡狀態(tài)，c正確；c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)的值與是否達到平衡狀態(tài)無關，d錯誤。(4)保持其他條件不變，降低溫度，平衡向正反應方向移動，HCl的物質(zhì)的量增大，H2的物質(zhì)的量減小，故H2與HCl的物
46、質(zhì)的量之比減小，即小于。
答案 (1)0.02
(2)bd (3)ac (4)<
13．解析 (1)選項A，根據(jù)方程式可知，該反應的ΔS>0，ΔH>0。ΔH－TΔS<0時反應能自發(fā)進行，要使反應自發(fā)進行，則需在高溫下進行。選項B，平衡時，c(CO2)＝0.38 mol·L－1，c(CO)＝1.24 mol·L－1。K＝1.242/0.38＝4.0(mol·L－1)。選項C，及時分離出CO，平衡向正反應方向移動。選項D，該反應為吸熱反應，溫度越高，越有利于CO生成。(2)增大CO2的濃度，則平衡向正反應方向移動，但CO2的轉(zhuǎn)化率降低。(3)由于CO2的濃度增大，所以反應速率加快，達到平衡所需時間小于t1。設消耗CO2為x mol，則生成CO為2x mol，所以有：＝4.0，解得x＝2.0，根據(jù)上述分析即可畫出相應變化曲線。
答案 (1)BD (2)減小
(3)如圖所示
高考化學復習 考點23 化學平衡狀態(tài)及其移動練習
