第七单元 主题18 化学平衡状态.docx

主题18:化学平衡状态 命题一 可逆反应与化学平衡状态 ‎1.(2018年4月浙江选考,14)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)‎ ΔHv(放氢),故d项错误。‎ ‎【答案】ac ‎3.(2017年全国Ⅲ卷,28节选)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:AsO‎3‎‎3-‎(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO‎4‎‎3-‎(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO‎4‎‎3-‎)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(AsO‎3‎‎3-‎)‎ c.c(AsO‎4‎‎3-‎)‎c(AsO‎3‎‎3-‎)‎不再变化 d.c(I-)=y mol·L-1‎ ‎②tm时,v正　　　　v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 ‎ ‎③tm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,说明c(OH-)不变,可判断出反应达到平衡;v(I-)=2v(AsO‎3‎‎3-‎)在任何反应阶段都成立,与是否平衡无关;c(AsO‎4‎‎3-‎)‎c(AsO‎3‎‎3-‎)‎不再变化,说明反应物和生成物的浓度保持不变,说明反应达到平衡;根据反应的化学计量数可知,当c(I-)=y mol·L-1时,c(AsO‎4‎‎3-‎)一定不等于y mol·L-1,说明反应未达平衡,故选a、c。②tm 时,反应还未达到平衡,继续向正反应方向进行,即tm时,v正>v逆。③由于tn时的c(AsO‎4‎‎3-‎)>tm时的c(AsO‎4‎‎3-‎),故tm时的v逆0‎ B.图中Z的大小为a>3>b C.图中X点对应的平衡混合物中 n(H‎2‎O)‎n(CH‎4‎)‎=3‎ D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小 ‎【解析】从图分析,随着温度升高,甲烷的体积分数逐渐减小,说明升温使平衡正向移动,则正反应为吸热反应,A项正确;n(H‎2‎O)‎n(CH‎4‎)‎的比值越大,则甲烷的体积分数越小,则ap3>p2>p1。压强为p4时,b点未达到平衡,反应正向进行,故v(正)>v(逆)。③由用平衡浓度表示的平衡常数类推可知,用平衡压强表示的平衡常数Kp=p‎2‎‎(CO)·p‎2‎(H‎2‎)‎p(CO‎2‎)·p(CH‎4‎)‎。p4时a点CH4的平衡转化率为80%,则平衡时c(CH4)=c(CO2)=0.2 mol·L-1,c(CO)=c(H2)=1.6 mol·L-1,则p(CH4)=p(CO2)=p4×‎0.2‎‎0.2×2+1.6×2‎=‎1‎‎18‎p4,p(CO)=p(H2)=p4×‎1.6‎‎0.2×2+1.6×2‎=‎8‎‎18‎p4,故K=‎(‎8‎‎18‎p‎4‎‎)‎‎2‎×(‎‎8‎‎18‎p‎4‎‎)‎‎2‎‎1‎‎18‎p‎4‎‎×‎‎1‎‎18‎p‎4‎=‎8‎‎4‎‎×‎p‎4‎‎2‎‎1‎‎8‎‎2‎=1.64。④(ⅰ)CH4的浓度由1.0 mol·L-1逐渐减小,而CO的浓度由0逐渐增加,故v正~c(CH4)相对应的曲线为乙。(ⅱ)降低温度,正、逆反应速率均减小,平衡向逆反应方向移动,则CH4的浓度增大,而CO的浓度减小,故相应的平衡点分别为B、F。‎ ‎【答案】(1)CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)　ΔH=-442 kJ·mol-1‎ ‎(2)①>‎ ‎②p4>p3>p2>p1　>‎ ‎③p‎2‎‎(CO)·p‎2‎(H‎2‎)‎p(CO‎2‎)·p(CH‎4‎)‎　1.64‎ ‎④(ⅰ)乙　(ⅱ)B、F ‎1.(2018年北京朝阳期中)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是(　　)。‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.向浓氨水中加入NaOH固体有利于NH3逸出 ‎ B.对于平衡体系2HI(g)H2(g)+I2(g),减小容器体积,体系颜色变深 ‎ C.水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3溶液浸泡处理,然后用盐酸去除 ‎ D.可用调节pH的方法除去NH4Cl溶液中的杂质FeCl3 ‎ ‎　　【解析】A项,向浓氨水中加入NaOH固体,OH-浓度增大,促使平衡NH3+H2ONH3·H2ONH‎4‎‎+‎+OH-逆向移动,有利于NH3逸出;B项,2HI(g)H2(g)+I2(g)反应前后气体体积不变,减小容器体积,压强增大,平衡不移动,但因I2(g)浓度增大,体系颜色加深;C项,水垢中含有CaSO4,加入Na2CO3溶液浸泡能使CaSO4的溶解平衡正向移动,使CaSO4转化为CaCO3, CaCO3可溶于盐酸;D项,调节pH可使Fe3+的水解平衡正向移动生成Fe(OH)3而从溶液中除去。‎ ‎【答案】B ‎2.(2018年亳州第二次联考)在t ℃时,向a L密闭容器中加入1.6 mol HI(g),发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g)　ΔH>0,H2的物质的量随时间的变化曲线如图所示,下列有关说法中正确的是(　　)。‎ A.平衡时,I2蒸气的体积分数为25%‎ B.若在1.5 min时降低温度,则反应将向左进行 C.平衡后若升高温度,v正增大,v逆减小 D.平衡后向容器中加入一定量的H2后,平衡向左移动,H2的体积分数减小 ‎　　【解析】该反应的反应前后气体体积不变,由图可知,平衡时n(H2)=0.4 mol,则有n(I2)=0.4 mol,故I2蒸气的体积分数为‎0.4mol‎1.6mol×100%=25%,A项正确;1.5 min时反应未达到平衡状态,降低温度,反应速率减慢,但反 应仍向右进行,直至平衡,B项错误;平衡后若升高温度,v正、v逆均增大,但v正增大的程度大于v逆,平衡向右移动,C项错误;平衡后加入H2,平衡向左移动,根据勒夏特列原理可知,达到新平衡后,c(H2)仍比原来大,则新平衡后H2的体积分数增大,D项错误。‎ ‎【答案】A ‎3.在容积均为1 L的a、b、c三个密闭容器中,分别放入铁粉并充入1 mol CO,控制在不同温度下发生反应:Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g)。当反应进行到5 min时,测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)。‎ A.反应进行到5 min时,b容器中v(正)=v(逆)‎ B.正反应为吸热反应,平衡常数:K(T1)>K(T2)‎ C.b中v(正)大于a中v(逆)‎ D.达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为b>c>a ‎　　【解析】根据图像可知,随着温度的升高,φ(CO)先减小后增大,若三个容器都未达到平衡状态,则应该是随着温度的升高,φ(CO)一直减小,但b容器中φ(CO)小于c容器,所以可以确定反应在T2到T3之间,先达到了平衡状态,然后随着温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以可知该反应的正反应为放热反应,B项错误。若三个容器都达到平衡状态,因为是放热反应,a容器的φ(CO)应小于b容器,但实际上a容器的φ(CO)大于b容器,所以确定a容器还未达到平衡状态,b容器的状态不确定,所以v(正)、v(逆)不一定相等,A项错误。a容器中反应还没达到平衡,反应向正反应方向进行,所以va(正)>va(逆);因b容器的温度高于a容器的温度,所以相同时间内,vb(正)>va(正),所以vb(正)>va(逆),C项正确。因为该反应是放热反应,所以三容器达到平衡时,CO的转化率为a>b>c,D项错误。‎ ‎【答案】C ‎4.(2018年淮北一模)已知反应:2NO2(红棕色)N2O4(无色)‎ ΔHp2>p3‎ C.当混合气体的密度不变时反应达到了平衡 D.其他条件不变,增大起始投料nH‎2‎OnC‎2‎H‎4‎,可提高乙烯的转化率 ‎　　【解析】平衡常数只受温度影响,与其他因素无关,a、b两点温度相同,故a、b两点平衡常数相等,A项错误;该反应为气体体积减小的反应,增大压强,乙烯的转化率增大,则压强大小顺序为p1v(p2)>v(p3)。该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,乙酸乙酯的产率增大,故p1>p2>p3,对于有气体参与的反应,其他条件相同时,压强越大,反应速率越快。②乙烯与乙酸乙酯的化学计量数相等,故乙烯的转化率与乙酸乙酯的产率相等。④根据题图,p1、80 ℃时乙酸乙酯的产率最大,为较适宜的生产条件。根据平衡移动原理,通入乙烯气体或增大压强,均可提高乙酸乙酯的合成速率和产率。‎ ‎【答案】(1)BD ‎(2)①v(p1)>v(p2)>v(p3)　其他条件相同时,对于有气体参与的反应,压强越大化学反应速率越快　②30%　③由图像可知,压强为p1,温度为80 ℃时,反应已达平衡,且正反应放热,故压强不变升高温度平衡逆向移动,产率下降　④p1、80 ℃　通入乙烯气体(或增大压强)‎ ‎5.(2018年北京西城期末)甲醇是重要的化工原料,发展前景广阔。 ‎ ‎(1)利用甲醇可制成微生物燃料电池(利用微生物将化学能直接转化成电能的装置)。某微生物燃料电池装置如图所示: ‎ A极是　　　　　　极(填“正”或“负”),其电极反应式为　　　　　　　　　　　　　。  ‎ ‎(2)研究表明CO2加氢可以合成甲醇。CO2和H2可发生如下两个反应: ‎ Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1 ‎ Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2 ‎ ‎①反应Ⅰ的化学平衡常数表达式为K=　　　　　。  ‎ ‎②有利于提高反应Ⅰ中CO2的平衡转化率的措施有　　　　　　　(填字母)。  ‎ a.使用催化剂 ‎ b.增大压强 ‎ c.增大CO2和H2的初始投料比 ‎③研究温度对甲醇产率的影响。在210 ~290 ℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,按一定流速通过催化剂甲,主要发生反应Ⅰ,得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如图所示。‎ ‎ ‎ ΔH1　　(填“>”“=”或“Ka(HPO‎4‎‎2-‎),HPO‎4‎‎2-‎的水解程度大于其电离程度,溶液呈碱性