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1、 十九 化学反应的限度与平衡的移动题组一：可逆反应与化学平衡的建立(建议用时：15分钟)1合成氨是工业上的重要反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，下列说法不正确的是()A反应达平衡状态后，各物质浓度不变，反应停止B反应达平衡状态后，单位时间内生成1 mol N2的同时消耗3 mol H2C在上述条件下，N2不可能100%转化为NH3D使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率解析:选A。反应达到平衡状态，是一个动态平衡，正、逆反应速率相等，各物质浓度不变，反应仍在进行，故A错误。2(2022昆明模拟)在一定温度下的恒容密闭容器中，发生反应CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)，
2、下列能判断该反应已达到化学平衡状态的标志是()ACO和CO2的物质的量浓度之和不再变化B混合气体的分子总数不再变化C混合气体的密度不再变化DH2O和H2的物质的量之比不再变化解析:选D。根据守恒规律分析，CO和CO2的物质的量浓度之和不再变化，不一定达到了平衡，故A错误；反应为等体积反应，总物质的量不发生改变，混合气体的分子总数不再变化，不一定达到了平衡，故B错误；密闭容器中气体体积不变，根据质量守恒可知，质量也不会发生改变，则混合气体的密度始终不变，故C错误；水的物质的量一直减少，氢气的物质的量一直增多，故H2O和H2的物质的量之比不再变化则达到了平衡，故D正确。3(2022商丘模拟)在一个
3、恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0 molL1、1.0 molL1、0.5 molL1，当反应达到最大限度时，可能出现的数据是()Ac(SO3)1.5 molL1Bc(O2)c(SO3)0.75 molL1Cc(O2)1.25 molL1Dc(SO2)c(SO3)1.5 molL1解析:选D。为可逆反应，不能完全转化，则c(SO3)1.5 molL1，故A错误；某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0 molL1、1.0 molL1、0.5 molL1，SO3的浓度增大0.25 molL1变为
4、0.75 molL1，此时转化的氧气为0.125 molL1，此时c(O2)1.0 molL10.125 molL10.875 molL1，故B错误；为可逆反应，不能完全转化，结合上述分析可知，c(O2)1.25 molL1，故C错误；由S原子守恒可知，c(SO2)c(SO3)1.5 molL1，故D正确。【点睛笔】极端假设法确定各物质浓度范围上述题目可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底：X2(g)Y2(g) 2Z(g)起始浓度(molL1)0.10.30.2改变浓度(molL1)0.10.10.2终态浓
5、度(molL1)0 0.20.4假设反应逆向进行到底：X2(g)Y2(g) 2Z(g)起始浓度(molL1)0.10.30.2改变浓度(molL1)0.10.10.2终态浓度(molL1)0.20.40平衡体系中各物质的浓度范围为c(X2)(0，0.2)，c(Y2)(0.2，0.4)，c(Z)(0，0.4)。4(2022长沙模拟)一定条件下，对于可逆反应X(g)3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则下列判断正确的是()Ac1c231B平衡时，Y和Z的生成
6、速率之比为23CX、Y的转化率不相等Dc1的取值范围为0c10.14 molL1解析:选D。平衡浓度之比为13，转化浓度之比亦为13，故c1c213，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)v生成(Z)应为32，B不正确；由可逆反应的特点可知0c10.14 molL1，D正确。5(2022徐州模拟)在5 mL 0.1 molL1KI溶液中滴加0.1 molL1 FeCl3溶液1 mL，充分振荡后，再进行下列实验，其中可证明该反应有一定限度的实验是()A再滴加AgNO3溶液，观察是否有AgI沉淀产生B加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色C加入CCl4振荡后，取
7、上层清液，滴加KSCN溶液，观察是否出现红色D加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加入AgNO3溶液，观察是否有AgCl沉淀产生解析:选C。加入FeCl3溶液1 mL，物质的量较少，由于有剩余的KI，滴加AgNO3溶液，肯定会有黄色沉淀生成，不能判断2Fe32II22Fe2是否存在限度，故A错误；由于加入FeCl3溶液，将碘离子氧化为碘单质，加入CCl4振荡后，生成的碘单质溶于CCl4而显紫红色，只能说明生成了碘单质，而不能判断是否存在限度，故B错误；滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红色，由于加入FeCl3溶液较少，若不存在限度，加入KSCN溶液后，溶液不变红色，若溶液变红色，说明存在Fe3，即
8、该反应存在限度，故C正确；加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，说明存在Cl，由于氯离子不参与离子反应，即氯离子始终存在于溶液中，所以不能判断是否存在限度，故D错误。6在恒温恒容的密闭容器中发生反应4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)H0，下列能说明该反应达到平衡状态的是()反应速率5v(NH3)4v(O2)体系的压强不再发生变化混合气体的密度不再发生变化气体的平均摩尔质量不再发生变化单位时间内生成5 mol O2，同时断裂12 mol OH键NO的浓度不变ABCD解析:选A。无论反应是否达到平衡，用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，v(NH3)v(O2)45，则
9、有5v(NH3)4v(O2)，错误；该反应的正向是气体总分子数增加的反应，恒温恒容时，体系的压强不变，则气体总物质的量不变，达到平衡状态，正确；恒容时，反应中各物质均为气体，则混合气体的密度始终不变，错误；气体的总质量一定，平均摩尔质量不变，则气体总物质的量不变，该反应达到平衡状态，正确；单位时间内生成5 mol O2必然消耗6 mol H2O，断裂12 mol HO键，不能判断是否平衡，错误；NO的浓度不变，则其消耗速率等于生成速率，该反应达到平衡，正确。加固训练:一定条件下，0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)3Y(g) 2Z(g)Ha
10、 kJmol1，下列说法正确的是()A反应一段时间后，X与Y的物质的量之比仍为11B达到平衡时，反应放出0.1a kJ的热量C达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，Z的正反应速率将不发生变化DX的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡解析:选C。反应过程中X与Y的变化量是13，则反应一段时间后，X与Y的物质的量之比不可能仍为11，故A错误；达到平衡时，因不知道变化的X的物质的量，无法确定反应放出0.1a kJ的热量，故B错误；恒容条件下，达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，不影响反应物和生成物的浓度，反应速率也不变，故C正确；X(g)3Y(g) 2Z(g)起始物质的量/mol0.30.30
11、变化物质的量/mol x 3x2x变化后物质的量/mo 0.3-x0.3-3x2xX的体积分数100%50%，始终保持不变，不能说明反应已达到平衡，故D错误。7将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s) 2NH3(g)CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是()A2v(NH3)v(CO2)B密闭容器中c(NH3)c(CO2)21C密闭容器中混合气体的密度不变D密闭容器中氨气的体积分数不变解析:选C。该反应为有固体参与的非等体积反应，且容器体积不变，所以压强、密度均可作化学反应是否达到平衡状态的标志，该题
12、应特别注意D项，因为该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值(NH3为，CO2为)。8一定温度下，反应N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为H。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是()ABCD解析:选D。因反应容器保持恒压，所以容器体积随反应进行而不断变化，结合气可知，气体密度不再变化，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，符合题意；无论是否平衡，反应的H都不变，不符合题意；反应开始时，加入1 mol N2O4，随着反应的进行，N2O4的浓度逐渐变小，故v正(N2O4)逐渐变小，直至达到平衡，
13、不符合题意；N2O4的转化率不再变化，说明N2O4的浓度不再变化，反应达到平衡状态，符合题意。题组二：化学平衡的移动(建议用时：15分钟)1大气中的污染物氮氧化物主要来源于机动车尾气，低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为2NH3(g)NO(g)NO2(g) 2N2(g)3H2O(g)H0。在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是()A单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为12时，反应达到平衡B平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大C平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小D其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大解
14、析:选A。单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为12时，正逆反应速率相等，反应达到平衡，故A正确；该反应是放热可逆反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故B错误；增加NH3的浓度，平衡向正反应方向移动，新平衡时，NH3的转化率减小，氮氧化物的转化率增大，故C错误；使用高效催化剂，反应速率加快，化学平衡不移动，废气中氮氧化物的转化率不变，故D错误。加固训练:反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0已达平衡，恒容条件下，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(Ot1：v正v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)()
15、 解析:选C。分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，A正确；增大压强，v正、v逆瞬间都增大，v正增大的倍数大于v逆，B正确；升高温度，v正、v逆瞬间都增大，C错误；加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，D正确。2(2022洛阳模拟)T ，在容积不变的密闭容器中发生反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，实验测得SO2(g)的物质的量浓度c(SO2)(单位：molL1)随反应时间t(单位：min)的关系如图所示。下列说法不正确的是()A.a点与b点的正反应速率：v正(a)v正(b)Bt1t2时间内用SO2表示的平均反应速率v(SO2) molL
16、1min1Cd点的反应速率：v正v逆Dc点对应的容器中：c(SO2)可能等于c(SO3)解析:选A。b点SO2的浓度小于a点，所以v正(a)v正(b)，A错误；据图可知t1t2时间内c(SO2)(xy) molL1，所以v(SO2)molL1min1，B正确；d点时c(SO2)已经不再改变，反应达到平衡，所以v正v逆，C正确；由于初始投料未知，转化率也未知，所以平衡时c(SO2)可能等于c(SO3)，也可能不相等，D正确。3.某温度下，将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L密闭容器中，发生反应CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H0，容器中H2的物质的量随时间的变化
17、关系如图中的实线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时，H2的物质的量随时间的变化关系。下列说法正确的是()A从反应开始至a点，v(CO2)0.9 molL1min1B曲线对应的条件改变可能是减小压强C曲线对应的条件改变可能是充入氦气D该温度下，此反应的化学平衡常数的数值为0.5解析:选D。由题图可知，a点氢气的物质的量为4.4 mol，参加反应的氢气的物质的量为8 mol4.4 mol3.6 mol，氢气的浓度变化量为1.8 molL1，故v(H2)0.9 molL1min1，速率比等于化学计量数之比，则v(CO2)v(H2)0.3 molL1min1，A项错误；由题图可知，曲线到达平衡的时
18、间缩短，反应速率加快，平衡时氢气的物质的量增大，平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，说明是升高温度，B项错误；恒温恒容下充入氦气，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动，而曲线速率加快，氢气的物质的量变少，平衡正向移动，C项错误；由题图可知，该温度平衡时氢气的物质的量为2 mol，参加反应的氢气的物质的量为8 mol2 mol6 mol，氢气的浓度变化量为3 molL1，则：CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)开始/(molL-1) 3400变化/(molL-1) 1311平衡/(molL-1) 2111故该温度下平衡常数K0.5，D项正确。4PCl3和PCl5都是重要的化
19、工原料。将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2 L密闭容器中，在一定条件下发生下述反应，并于10 min时达到平衡：PCl3(g)Cl2(g) PCl5(g)H0。有关数据如下：项目PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)初始浓度/(molL1)2.01.00平衡浓度/(molL1)c1c20.4下列判断不正确的是()A10 min内，v(Cl2)0.04 molL1min1B当容器中Cl2为1.2 mol时，反应达到平衡C升高温度，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的转化率升高D平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同条件下再达平衡时，c(PCl5)0.2
20、 molL1解析:选C。由题意可知c11.6，c20.6。A项，v(Cl2)0.04 molL1min1；B项，反应达到平衡时Cl2的物质的量为0.6 molL12 L1.2 mol；C项，正反应是放热反应，所以升高温度，平衡常数减小，平衡向逆反应方向移动，PCl3的转化率降低；D项，平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2相当于压强减小一半，平衡向逆反应方向移动，c(PCl5)”“”或“”)0。(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，请在上图画出相应HClT曲线的示意图，并简要说明理由：_。(3)下列措施中，有利于提高HCl的有_(填字母)。A增大n(HCl)B增大n(O2
21、)C使用更好的催化剂D移去H2O解析:(1)结合题中HClT图像可知，随着温度升高，HCl降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反应，即H0。(2)结合可逆反应2HCl(g)O2(g) H2O(g)Cl2(g)的特点，增大压强平衡向右移动，HCl增大，则相同温度下，HCl的平衡转化率比增压前的大，曲线如答案中图像所示。(3)有利于提高HCl，则采取措施应使平衡2HCl(g)O2(g) H2O(g)Cl2(g)正向移动。A项，增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但HCl减小，错误；B项，增大n(O2)即增大反应物的浓度，D项，移去H2O即减小生成物的浓度，均能使平
22、衡正向移动，两项都正确；C项，使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，错误。答案：(1)(2)见下图温度相同的条件下，增大压强，平衡右移，HCl增大，因此曲线应在原曲线上方(3)BD5(能力拔高题)含氮化合物的用途广泛，氮气是制备含氮化合物的重要原料。已知：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H”“T2T1。(3)A.为Qc的表达式，不变时即QcK，即反应达到平衡状态，正确；B.3 mol HH键断裂的同时，有6 mol NH键断裂时，反应达到平衡状态，故3 mol HH键断裂的同时，有2 mol NH键断裂时，反应正向进行，错误；C.2v正(N2)v逆(NH3)时，反应达到平衡
23、，2v(N2)v(NH3)时不能确定反应是否平衡，错误；D.正反应为压强减小的反应，所以压强不变，反应达到平衡，正确。(4)对于正反应是气体体积减小的放热反应，若使反应向正反应方向移动则要求增大压强、降低温度。(5)由题中所给反应方程式可知，主反应和副反应均为放热反应和气体物质的量增加的反应，为减少副反应发生，提高NO产率，最合理的措施是采用合适的催化剂，使反应物尽可能完全反应，既能增大反应速率，又能提高NO产率；根据盖斯定律由得到N2(g)O2(g) 2NO(g)H181 kJmol1。答案：(1)其他条件相同，M点的压强大，化学反应速率快(2)T3T2T1(3)AD (4)低温、加压(5)使用合适的催化剂N2(g)O2(g) 2NO(g)H181 kJmol1学科网（北京）股份有限公司