第22讲 化学平衡的移动 化学反应的方向1．下列可逆反应达到平衡后，加压或升高温度可使平衡向逆反应方向移动的是( )A．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＜0B．2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g) ΔH＞0C．H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＜0D．N2O4(g)2NO2(g) ΔH＞02．[2022·莱芜期末]关于反应3O2(g)===2O3(g) ΔH>0，下列说法正确的是( )A．反应前后，熵不变B．反应前后，分子总数不变C．反应前后，生成物总能量与反应物的总能量不变D．反应前后，氧元素化合价不变3．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，下列研究目的和示意图相符的是( )ABCD研究目的压强对反应的影响(p2>p1)温度对反应的影响平衡体系增加N2的浓度对反应的影响催化剂对反应的影响图示4.(双选)对于任何一个化学平衡体系，以下变化或采取的措施，平衡一定发生移动的是( )A．加入一种反应物B．增大体系的压强C．升高温度D．化学平衡常数减小5．对处于化学平衡的体系，关于化学平衡与化学反应速率的关系正确的是( )A．化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动B．只有在催化剂存在下，才会发生化学反应速率变化，而化学平衡不移动的情况C．正反应进行的程度大，正反应速率一定大D．化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化图K22－16．有一反应：2A＋B2C，其中A、B、C均为气体，图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示B的转化率，图中有a、b、c三点，如图K22－1所示，则下列描述正确的是( )6\nA．该反应是放热反应B．b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化C．T1温度下若由a点达到平衡，可以采取增大压强的方法D．c点v正＜v逆7．[2022·厦门模拟]往2L密闭容器中充入NO2，在三种不同条件下发生反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，实验测得NO2的浓度随时间的变化如下表(不考虑生成N2O4)。浓度(mol·L－1)01020304050实验1/8001.000.800.650.550.500.50实验2/8001.000.700.500.500.500.50实验3/8501.000.500.400.150.150.15下列说法正确的是( )A．实验2比实验1使用了效率更高的催化剂B．实验2比实验1的反应容器体积减小C．实验2和实验3可判断该反应是放热反应D．实验1比实验3的平衡常数大8．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9．[2022·天水模拟]下列叙述与图像对应符合的是( )图K22－2A．对于达到平衡状态的N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，图①表示在t0时刻充入了一定的NH3，平衡逆向移动B．由图②可知p2>p1，T1>T2C．图③表示的方程式为2A===B＋3CD．对于反应2X(g)＋3Y(g)2Z(g) ΔH<0，图④y轴可以表示Y的百分含量10．在一定温度下，将1molCO与3molH2气体充入一体积不变的密闭容器中，在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)6\n(1)该反应的ΔH________0(填“＜”“＞”或“＝”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)保持反应条件不变，下列能说明反应达到平衡状态的是________。a．化学平衡常数K值不再发生变化b．容器内气体密度不再发生变化c．容器内压强不再发生变化(3)若反应分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(CO)＝0.100mol·L－1、c(H2)＝0.200mol·L－1、c(CH3OH)＝0mol·L－1。CO的浓度随时间的变化分别如图K22－3中①②③曲线所示。则反应①、②的平衡常数K1、K2的大小关系为________(填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)；相对于反应①来说，反应②和反应③改变的条件分别为________和________。图K22－3(4)为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面的实验设计表中。请将表中剩余的实验条件、数据填满。实验编号T(℃)n(CO)/n(H2)p(MPa)ⅰ1501/30.1ⅱ5ⅲ350511．[2022·广东六校联考]在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图K22－4所示，请回答下列问题：图K22－4(1)根据上图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(NH3)＝________。(2)该反应450℃的平衡常数________500℃时的平衡常数(填“>”“<”或“＝”)。(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是________。A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)6\nB．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化C．容器中气体的密度不随时间而变化D．容器中气体的分子总数不随时间而变化(4)第5min末将容器的体积缩小一半后，若在第8min末达到新的平衡(此时NH3浓度约为0.25mol/L)，请在上图中画出第5min末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。12．已知25℃、101kPa，合成氨反应中，1molN2完全转化为NH3时，释放的能量为92.4kJ。现将1molN2和3molH2混合置于2L密闭容器中，反应进行到2s末，测得NH3为0.4mol。请回答：(1)该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(2)该反应达平衡后，升高温度，平衡向________(填“正”或“逆”)反应方向移动；增大压强，平衡向________(填“正”或“逆”)反应方向移动；(3)加入催化剂，平衡________(填“能”或“不能”)移动；(4)前2s内v(H2)为________mol/(L·s)。6\n1．A [解析]A项的正反应是气体体积增大的放热反应，加压平衡左移，升温平衡也左移，故A正确；B项正反应是气体体积增大的吸热反应，则加压平衡左移，但升温平衡右移，故B错；C项正反应是气体体积不变的放热反应，加压平衡不移动，故C错；D项正反应是气体体积增大的吸热反应，加压平衡左移，但升温平衡右移，故D错。2．D [解析]该反应是气体物质的量减小的吸热反应，故A、B、C项不正确；O2和O3均为单质，反应中化合价不变，D项正确。3．C [解析]A项中p2压强大，反应速率快，应先达平衡，错误；该反应为放热反应，温度越高，氮气的转化率应越低，B项错误；催化剂可加快反应速率，应先达平衡，D项错误。4．CD [解析]对于既有气体反应物和生成物，又有固体反应物的反应来说，增加固体反应物的质量，因为不能改变其浓度，对平衡无影响，故A错；压强的改变对溶液中进行的反应的反应速率和平衡没有影响，故B错；任何反应都伴随着能量的变化，即任何反应不是吸热反应，就是放热反应，改变反应温度，化学平衡一定会发生移动，故C对；化学平衡常数减小，一定是温度发生了改变，化学平衡一定发生了移动，故D对。5．D [解析]加入催化剂，化学反应速率增大，但化学平衡不移动，A项错误；对于气体体积不变的反应来说，增大压强，反应速率增大，但平衡不移动，B项错误；反应进行的程度与反应速率无必然联系，C项错误。6．B [解析]由于温度升高，B的转化率增大，说明平衡正向移动，推知该反应是吸热反应，A错；在T1温度下，由a点达平衡时，B的转化率不断减小，若采取加压措施，结合化学方程式可知B的转化率会不断增大，故C错；在T2温度下，c点要达到平衡状态，此过程中B的转化率不断增大，说明该过程v正＞v逆，D错。7．A [解析]实验1和实验2相比，反应温度和初始反应物浓度均相同，而实验2反应速率快，在20min即达平衡，可知实验2使用了高效催化剂，A项正确；反应容器为体积不变的密闭容器，B项错误；实验2和实验3相比，实验3温度高，反应限度大，即升高温度平衡右移，反应为吸热反应，C项错误；温度越高，反应限度越大，平衡常数越大，故实验3的平衡常数比实验1的大，D项错误。8．B [解析]若增大A的浓度，平衡体系颜色加深，可能是因为A为有色物质，A项正确；增大压强，平衡不移动，B、D既可以都是气体，也可以都不是气体，B项错误；升高温度，C的百分含量减小，说明反应逆向移动，正反应是放热反应，C项正确。9．B [解析]图①，如果在t0时刻充入了一定的NH3，v正应与平衡点相连，A项错误；图②，由先拐先平知p2>p1，T1>T2，B项正确；图③表示的是可逆反应，C项错误；由D中方程式看出，温度升高，平衡将逆向移动，Y的百分含量将增大，D项错误。10．(1)< 该反应为熵减的反应，而反应能自发进行，故必为放热反应(2)c(3)等于 催化剂 降低温度(4)实验编号T(℃)n(CO)/n(H2)p(MPa)ⅰⅱ1501/3ⅲ1/3[解析](1)吸热的熵减反应一定不能自发进行，而放热的熵减反应在一定条件下可以自发进行。(2)化学平衡常数只与反应温度有关，温度不变，平衡常数不变，与反应是否达到平衡无关；容器体积不变，因此容器内气体密度为恒量，与反应是否达到平衡无关；该反应为气体物质的量减小的反应，在体积不变的情况下，压强不变说明气体的总物质的量不再变化，反应已达平衡。6\n(3)由图中曲线看出，反应①②达到的平衡相同，但反应速率不同，故反应①②只能是在有无催化剂的条件下进行的，故平衡常数应相等；而反应③反应速率减小，CO的平衡浓度也减小，说明平衡向右移动，为降低温度。(4)探究外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响时，每次只能改变一个条件，即遵循“多定一变”的原则。11．(1)0.025mol/(L·min)(2)>(3)BD(4)如图[解析](1)图中氨气的平衡浓度为0.10mol/L，达到平衡的时间为4min，则平均反应速率v(NH3)＝(0.10mol/L－0)÷4min＝0.025mol/(L·min)；(2)合成氨是放热反应，升温使平衡左移，则生成物浓度减小、反应物浓度增大，所以平衡常数减小，则该反应450℃的平衡常数大于500℃时的平衡常数；(3)v正(H2)∶v逆(NH3)＝3∶2能说明反应达到平衡，则2v正(H2)＝3v逆(NH3)，故A错；由于M＝m/n，气体的总质量守恒，则容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化说明混合气体总物质的量保持不变，因此反应达到平衡，故B正确；由于ρ＝m/V，分子、分母均不随时间变化，则容器中气体的密度不随时间而变化不能说明反应达到平衡，故C错；正反应是气体分子数减少的方向，则容器中气体的分子总数不随时间而变化说明反应已达平衡，故D正确；(4)画图要点：容器体积缩小一半，则氨气浓度立即增大一倍；增大压强反应速率加快且平衡右移，则氨气浓度逐渐增大并在第8min达到0.25mol/L，之后保持不变。12．(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4kJ/mol(2)逆 正(3)不能 (4)0.15[解析](2)正反应是放热反应，则升温平衡向逆反应方向移动；正反应是气体体积缩小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动；(3)催化剂不能使平衡移动；(4)先求氨气的平均反应速率，再由化学计量数比求氮气的平均反应速率。6
