1、第 3 节 化学平衡移动 化学反应进行的方向一、选择题1已知反应 2CO(g)=2C(s)O 2(g)的 H 为正值，S 为负值。设 H 和 S 不随温度的变化而变化，下列说法中正确的是( ) 。A低温下能自发进行B高温下能自发进行C低温下不能自发进行，高温下能自发进行D任何温度下都不能自发进行2250 和 1.01105 Pa 时，2N 2O5(g)=4NO2(g)O 2(g) H56.76 kJmol1 能自发进行，其自发进行的原因是( ) 。A是吸热反应B是放热反应C是熵减少的反应D熵增效应大于能量效应3在某一温度下，某一密闭容器中，M、N、R 三种气体浓度的变化如图 a 所示，若其他条
2、件不变，当温度分别为 T1 和 T2 时，N 的体积分数与时间关系如图 b 所示。则下列结论正确的是( )。图 a 图 bA该反应的热化学方程式： M(g)3N(g) 2R(g) H0B达到平衡后，若其他条件不变，减小容器体积，平衡向逆反应方向移动C达到平衡后，若其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，M 的转化率减小D达到平衡后，若其他条件不变，通入稀有气体，平衡一定向正反应方向移动4(2018 年辽宁大连测试)将一定量的氨基甲酸铵置于恒容的密闭真空容器中 (固体体积忽略不计)，使其达到化学平衡： H2NCOONH4(s) 2NH3(g)CO 2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于
3、下表：温度/ 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0平衡气体总浓度/(10 3 molL1 ) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4下列有关叙述正确的是( )。A在低温下该反应能自发进行B15 时，该反应的化学平衡常数约为 2.0C当混合气体平均相对分子质量不变时，该反应达到化学反应限度D恒温条件下，向原平衡体系中再充入 2 mol NH3 和 1 mol CO2，达平衡后 CO2 浓度不变5已知反应 CO(g)2H 2(g) CH3OH(g) H Q kJmol1 ，在三个不同容积的容器中分别充入 1 mol CO
4、与 2 mol H2，恒温恒容，测得平衡时 CO 的转化率如下表。下列说法正确的是( )。编号 温度 / 容器体积 CO 转化率 平衡压强 200 V1 50% p1 200 V2 70% p2 350 V3 50% p3A.反应速率： B平衡时体系压强：p 1p 254C若容器体积 V1V3，则 Q”“”“0，则 H0，根据 GHTS 可知在高温下该反应才能自发进行，故 A 错误；15.0 时，总浓度为 2.4103 molL 1，容器内气体的浓度之比为 21，故 NH3 和 CO2 的浓度分别为 1.6103 molL1 、0.810 3 molL1 ，代入平衡常数表达式：K(1.610
5、3 )20.8103 2.048109 ，故 B 错误；反应混合气体中 NH3 和 CO2 的比值始终是 21，混合气体平均相对分子质量始终是定值，无法判断反应达到平衡状态，故 C 错误；恒温条件下，平衡常数不变，且 Kc 2(NH3)c(CO2)，反应混合气体中 NH3 和 CO2 的比值始终是 21，故重新平衡时CO2 的浓度不变，故 D 正确。5C 解析：和体积不知，压强不知，无法比较两者的反应速率，A 错误；体积不知，所以压强之比不一定是 54，B 错误；和CO 的转化率相同，若容器体积V1V3，到平衡逆向移动，CO 转化率减小，但降低温度使 CO 的转化率增加，所以正反应为放热反应，
6、所以 QK，则反应将向逆反应方向进行，D 错误。8(1)41.19 kJmol 1 K1K3(2)较低温度(3)高于 0.135 molL 1 min1 200(4)BD 增大解析：(3)反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，反应物转化率降低，则 T 高于 500 。 CO 2(g)3H 2(g) CH3OH(g)H 2O(g)0.75 1.5 0 0起 始 浓 度molL 10.45 1.35 0.45 0.45转 化 浓 度molL 10.3 0.15 0.45 0.45平 衡 浓 度molL 1用 H2 表示该反应的速率为 0.135 molL1 min1 ，反应的平衡常数1.3
7、5 molL 110 minK 200。(4)升高温度，加快反应速率，正反应为放热反应，平衡逆向移0.450.450.30.153动，甲醇生产量减小，A 错误；缩小容器体积，增大压强，加快反应速率，平衡正向移动，甲醇生产量增大，B 正确；分离出甲醇，平衡正向移动，甲醇生产量增大，但反应速率减慢，C 错误；增加 CO2 的浓度，可以加快反应速率且使得平衡正向移动，甲醇生成量增大，D 正确。反应、反应均为放热反应，温度升高不利于 CO2、CO 转化为甲醇，反应为吸热反应，温度升高使更多的 CO2 转化为 CO，所以当温度高于 260 后，CO 的浓度一定增大。9(1)746.5 kJmol 1 低
8、温(2)0.10 molL 1 min1 1.6(3)快速将容器体积由 3 L 压缩到 2 L如下图所示(起点、拐点时间及趋势正确即可 )解析：(2)求 02 min 内 n(N2)1.0 mol0.80 mol0.2 mol，则 n(CO)0.4 mol，用 CO 来表示的平均反应速率 v(CO) 0.10 molL1min1。24 min 时0.4 mol2 L2 minCO2 的物质的量没有发生变化，可知 2 min 时反应达到平衡，此时：2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO 2(g)0.4 1.6 1.0 2.0起 始 物 质 的 量mol0.4 0.4 0.2变 化 物 质 的
9、 量mol0.8 2.0 0.8 1.6平 衡 物 质 的 量mol0.4 1.0 0.4 0.8平 衡 浓 度molL 1该温度下反应的化学平衡常数 K 1.6。0.40.820.421.02(3)由图示可知 c(N2)的浓度瞬间增大为原来的 1.5 倍，可通过快速将容器体积由 3 L压缩到 2 L。t 2 min 时升高温度平衡逆向移动，c(N 2)的浓度会减小，重新形成新的平衡状态。10(1)612(2)该反应正向为气体分子数增大的反应，通入水蒸气需增大容器容积，减小体系压强，平衡正向移动，增大反应物的转化率(3)高温(4)0.05 molL 1 min1 升高温度 81 86.7%解析
10、：(1)反应热反应物总键能生成物总键能，由有机物的结构可知，应是CH2CH3 中总键能与CH =CH2、H 2 总键能之差，由题给数据可知H (54123483412x436) kJmol1 124 kJmol1 ，解得 x612 kJmol1 。(2)降低压强，平衡向气体体积增大的方向移动，制备苯乙烯的正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率。(3)反应自发进行需要满足 HTS0，制备苯乙烯的正反应为气体分子数增大的反应，S0，正反应吸热，H0，所以反应一定是在高温条件下才能自发进行。(4)用氯化氢表示
11、的反应速率是 0.05 molL1 min 0.1 molL 12 min1 。制备 氯乙基苯的正反应为吸热反应，反应前后气体的体积不变，6 min 时，乙苯、Cl2 的浓度在减小，而 氯乙基苯和 HCl 的浓度在增加，平衡向正反应方向移动，只能是升高温度。该温度下达到平衡，依据题干条件可知，平衡常数为K 81。10 min 时，乙苯、Cl 2、氯乙基苯和 HCl 的物质的量浓度比为0.180.180.020.021199，保持其他条件不变，再向容器中充入 1 mol 乙苯、1 mol Cl2、1 mol 氯乙基苯和 1 mol HCl，相当于增加反应物的浓度，平衡正向移动，正反应速率大于逆反
12、应速率。设转化的乙苯物质的量浓度为 x molL1 ，则0.3 0.3 0.1 0.1起 始molL 1x x x x 转 化molL 10.3x 0.3x 0.1x 0.1x 平 衡molL 1平衡常数为 K 81，得 x0.26，所以氯气的转化率是0.1 x0.1 x0.3 x0.3 x100%86.7%。0.26 molL 10.3 molL 111(1)C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2 (g) H2131.3 kJmol 1(2)1076(3) 此温度范围下的催化剂活性高；温度低于 240 ，反应速率太慢；该反应为放热反应，温度高于 270 ，化学平衡逆向移动，转化率降低 0.
13、25 1.610 5(4) 由图可知，随着温度升高，K 2 增大，则 H20，根据盖斯定律可得H3 H1 H2，所以 H1H 3解析：.(1)由可得 C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g)，则 H2( 110.5 kJmol1 )(241.8 kJmol1 )131.3 kJmol1 。(2)反应焓变反应物键能总和生成物键能总和，即 x2436 413334346599，解得 x1076。.反应 CO(g)2H 2(g) CH3OH(g)的正反应是气体物质的量总和减小的反应， 催 化 剂 则 S 0。正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动， CO 的平衡转化率减小，故T1T 2。当温度低于 240 ，反应速率太慢；该反应为放热反应，温度高于 270 ，化学平衡逆向移动，转化率降低，故该合成反应的温度一般控制在 240 270 ，并且此时催化剂活性高。a 点的一氧化碳转化率为 50%，总压为 0.5 MPa，CO(g)2H 2(g) CH3OH(g)起始量/mol 1 2 0变化量/mol 0.5 1 0.5平衡量/mol 0.5 1 0.5CH3OH 的物质的量分数为 0.25。K p0.5 mol2 mol0.520.50.520.5(120.5)2
