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1、课时训练 21 化学平衡的移动 化学反应进行的方向 一、选择题(本题包括 12 小题，每小题 4 分，共 48 分，每小题只有一个选项符合题目要求)1下列说法中正确的是()A放热反应都能自发进行，吸热反应都不能自发进行 B自发反应肯定是熵增的反应，非自发反应肯定是熵减或熵不变的反应 C自发反应在恰当条件下才能实现 D自发反应在任何条件下都能实现 解析：放热反应大部分是能自发进行的，但吸热反应有些也是能自发进行的，A 错；自发反应的熵不肯定增大，可能减小，也可能不变，B 错；反应的自发性只能用于推断反应的方向，是否能实现还要看具体的条件，C 对、D 错。答案：C 2反应 N2(g)3H2(g)2
2、NH3(g)H0 达到平衡后，将气体混合物的温度降低，下列叙述正确的是()A正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动 B正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动 C正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动 D正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动 解析：降温，正、逆反应速率均减小，因该反应的正反应放热，所以平衡向正反应方向移动，故选 C。答案：C 3肯定条件下，密闭容器发生如下反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，反应中的能量变化如图所示，下列说法正确的是()A反应体系中加入催化剂可增大焓变 B加压可使化学平衡正向移动 C升温可使化学
3、平衡正向移动 D增大 H2浓度可使达到新平衡时 CO 的体积分数增大 解析：由图像可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，正反应为吸热反应。A 项，加入催化剂，焓变不发生变化，A 错；B 项，该反应前后气体总物质的量不变，加压，化学平衡不移动，B 错；C 项，正反应吸热，升温，平衡正向移动，C 正确；D 项，增大 H2浓度，虽然平衡正向移动，但达到新平衡时 CO 的体积分数减小，D 错。答案：C 4人体血液内的血红蛋白(Hb)易与 O2结合生成 HbO2，因此具有输氧力量，CO 吸入肺中发生反应：COHbO2O2HbCO,37 时，该反应的平衡常数 K220。HbCO 的浓度达到 HbO2浓度
4、的 0.02 倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是()ACO 与 HbO2反应的平衡常数 KcO2cHbCOcCOcHbO2 B人体吸入的 CO 越多，与血红蛋白结合的 O2越少 C当吸入的 CO 与 O2浓度之比大于或等于 0.02 时，人的智力才会受损 D把 CO 中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动 解析：由反应方程式知，KcO2cHbCOcCOcHbO2，A 正确；CO 与 HbO2反应的平衡常数达 220，可见其正向进行的程度很大，B 正确。KcO2cHbCOcCOcHbO2，由题意知，K220，cHbCOcHbO20.02 时，人的智力会受损，则cCOcO
5、29105，C 错误。当 O2浓度很大时，题中平衡将逆向移动，从而解救人，D 正确。答案：C 5汽车尾气净化中的一个反应如下：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H746.8 kJmol1在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，当转变其中一个条件 x，y 随 x 的变化符合图中曲线的是()A当 x 表示温度时，y 表示平衡常数 K B当 x 表示温度时，y 表示 CO 的转化率 C当 x 表示 N2的物质的量时，y 表示 NO 的转化率 D当 x 表示 NO 的物质的量时，y 表示平衡常数 K 解析：由图知 y 不随 x 的变化而变化，所以 D 正确；当 x 表示温度时，平衡常数 K
6、减小；当 x 表示温度时，CO 的转化率减小；x 表示 N2的物质的量时，NO的转化率减小。答案：D 6已知“凡气体分子总数增多的反应肯定是熵增大的反应”。依据所学学问推断，下列反应中，在任何温度下都不能自发进行的是()A2O3(g)=3O2(g)H0 CN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H0 解析：依据 HTS 进行反应自发性的推断，HTS0 的反应肯定不能自发进行。答案：B 7在密闭容器中进行如下反应：H2(g)I2(g)2HI(g)，在温度 T1和 T2时，产物的量与反应时间的关系如下图所示，符合图示的正确推断是()AT1T2 H0 BT1T2 H0 CT10 DT1T2 HT1，从
7、 T2到 T1是一个降温过程，HI 的量在增加，说明平衡向正反应方向移动，正反应是放热反应，H0，达到甲平衡。在仅转变某一条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是()A图可能是上升温度的变化状况 B图是压缩容器体积的变化状况 C图是增大压强的变化状况 D图是上升温度的变化状况 解析：图正、逆反应速率都增大，且正反应速率增大的程度大，平衡向正反应方向移动，结合该反应的特点，说明转变的条件为升温或加压，A 项正确；图正、逆反应速率同时、同倍数增大，结合该反应为气体物质的量减小的反应，转变的条件不是压缩体积，而是加入催化剂，B 项错误；若增大压强或上升温度，均先达到平衡，但平衡时 X2Y2的含量都
8、会增大，C、D 项错误。答案：A 9对于可逆反应 2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H0，下列说法正确的是()A加入催化剂，平衡正向移动 B在恒温、恒容条件下，加入氢氧化钠，平衡不移动 C在恒温、恒压条件下，通入 He 气，平衡不移动 D降温，平衡正向移动 解析：A 项，催化剂不影响化学平衡的移动，A 错；B 项，加入的 NaOH 会吸取二氧化碳气体，平衡正向移动，B 错；C 项，恒温、恒压下通入 He 气，体系体积会增大，相当于减小压强，则平衡逆向移动，C 错。答案：D 10臭氧是抱负的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为 2NO2(g)O3(g)N2O5(g)O2(g)，若反应在恒容密
9、闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的推断正确的是()A B 上升温度，平衡常数较小 03 s 内，反应速率为 v(NO2)0.2 molL1 C D t1时仅加入催化剂，平衡正向移动 达平衡时，仅转变 x，则 x 为 c(O2)解析：本题考查化学平衡的移动以及图像分析，考查同学读图的力量以及解决问题的力量。由图可知，该反应为放热反应，则上升温度，平衡逆向移动，依据平衡常数的表达式可知平衡常数减小，A 项正确；c(NO2)0.6 molL1，则 v(NO2)0.2 molL1s1，单位错误，B 项错误；加入催化剂，正反应速率加快，但是平衡不移动，C 项错误；增大 c(O2)，平衡逆向移动，N
10、O2的转化率减小，D 项错误。答案：A 11在肯定温度下，将气体 X 和气体 Y 各 0.16 mol 充入 10 L 恒容密闭容器中，发生反应 X(g)Y(g)2Z(g)Hv(正)C该温度下此反应的平衡常数 K1.44 D其他条件不变，再充入 0.2 mol Z，平衡时 X 的体积分数增大 解析：反应前 2 min，Y 的浓度变化为 0.004 mol/L，则 v(Z)2v(Y)0.004 mol/(Lmin)，A 项错误；此反应正反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，v(正)v(逆)，B 项错误；由表可知 7 min 时反应达到平衡，这时 c(Z)0.012 mol/L，c(X)c(Y)0
11、.01 mol/L，Kc2ZcXcY1.44，C 项正确；此反应是一个反应前后气体分子数不变的反应，再充入 0.2 mol Z，达到平衡后 X 的体积分数不变，D 项错误。答案：C 12.2021东北一模肯定温度下，在容积为 1 L 的密闭容器中，存在如下关系：xH2O(g)(H2O)x(g)，反应物和生成物的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是()Ax3 B该温度下，反应的平衡常数 0.125 L C平衡时混合气体的平均摩尔质量是 33.3 g/mol Dt1时刻，保持温度不变，再充入 1 mol H2O(g)，重新达到平衡时，cH2OxcH2O将增大 解析：本题以化学平衡图
12、像为载体考查化学平衡的移动、化学平衡常数以及化学平衡的计算，意在考查同学的分析力量和推断力量。依据图像可得如下关系：xH2O(g)(H2O)x(g)起始 5 mol 0 mol 转化 3 mol 1 mol 平衡 2 mol 1 mol 化学方程式中的化学计量数之比等于参与反应各物质的物质的量之比，则 x3，A 项正确；该温度下反应的平衡常数 K1230.125，B 项正确；平衡时混合气体的平均摩尔质量M2 mol18 g/mol1 mol54 g/mol2 mol1 mol30 g/mol，C项错误；t1时刻，保持温度不变，再充入 1 mol 水蒸气，相当于增大压强，平衡右移，重新达到平衡时
13、，cH2OxcH2O将增大，D 项正确。答案：C 二、非选择题(本题共 4 小题，共 52 分)13(10 分)2021东城期末活性炭可处理大气污染物 NO。T 时，在容积为1 L 的密闭容器中加入 NO 气体和炭粉，使之发生反应生成两种气体 A 和 B，测得各物质的物质的量如下：活性炭/mol NO/mol A/mol B/mol 起始状态 2.030 0.100 0 0 2 min 2.000 0.040 0.030 0.030(1)2 min 内，用 NO 表示该反应的平均速率 v(NO)_ molL1min1。(2)该反应的化学方程式是_；T 时，它的平衡常数 K916，则 2 min
14、 时反应_(填“是”或“不是”)平衡状态；已知上升温度时，K 增大，则该反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。(3)为了提高反应速率和 NO 的转化率，可实行的措施是_。解析：(1)v(NO)0.100 mol0.040 mol2 min1 L0.03 molL1min1。(2)该反应的化学方程式为 C2NOCO2N2。由于反应前后气体分子数不变，所以可将气体物质的物质的量直接代入平衡常数表达式中，从而求出 2 min 时的浓度商：Qc0.0300.0300.0402916。因 QcK，所以 2 min 时反应处于平衡状态。上升温度，平衡常数增大，说明平衡正向移动，所以正反应为吸热反应。(3)
15、增大反应速率的措施有增大反应物浓度、增大压强、上升温度及使用催化剂。炭粉是固体物质，转变其量对平衡无影响；增大 NO 的浓度，NO 的转化率反而降低，所以增大反应物浓度的方法不行行。增大压强，平衡不移动，NO 的转化率不变，不行行。上升温度，平衡正向移动，NO 的转化率增大，可行。催化剂对平衡无影响，不行行。答案：(1)0.03(2)C2NOCO2N2 是 吸热(3)上升温度 14(14 分)2021沈阳监测某争辩小组向 2 L 密闭容器中加入肯定量的固体 A和气体 B，发生反应 A(s)2B(g)D(g)E(g)HQ kJmol1。在 T1 时，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如表：(
16、1)T1 时，该反应的平衡常数 K_。(2)30 min 后，只转变某一条件，反应重新达到平衡，依据表中的数据推断转变的条件可能是_(填字母编号)。a通入肯定量的 B b加入肯定量的固体 A c适当缩小容器的体积 d上升反应体系温度 e同时加入 0.2 mol B、0.1 mol D、0.1 mol E(3)对于该反应，用各物质表示的反应速率与时间的关系示意曲线为下图中的_(填序号)。(4)维持容器的体积和温度 T1 不变，若向该容器加入 1.60 mol B、0.20 mol D、0.20 mol E 和 n mol A，达到平衡后，与表格中 20 分钟时各物质的浓度完全相同，则投入固体 A
17、 的物质的量 n 的取值范围是_。(5)维持容器的体积和温度 T1 不变，各物质的起始物质的量：n(A)1.0 mol，n(B)3.0 mol，n(D)a mol，n(E)0 mol，达到平衡后，n(E)0.50 mol，则 a_。(6)若该密闭容器绝热，试验测得 B 的转化率随温度变化的示意图如图所示。由图可知，Q_0(填“大于”或“小于”)，c 点 v正_v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。解析：本题考查了化学平衡有关学问，意在考查同学对所学学问的理解和综合应用力量。(1)由题给表中数据可知，20 min 时反应已达平衡状态，则 K0.5020.5021.00220.25。(2)30
18、min 后，B、D、E 的物质的量都增加，加入肯定量的 B，平衡正向移动，符合题意；加入固体 A，平衡不移动，不符合题意；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，缩小容器体积，平衡不移动，各物质的物质的量不变，不符合题意；只上升温度，平衡移动，但反应物和生成物的物质的量不会同时增加，不符合题意；同时加入 0.2 mol B、0.1 mol D、0.1 mol E，平衡不移动，但符合题意。(3)可逆反应中各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，故 B 的反应速率为 D、E 的 2 倍，且 D、E 的反应速率相等，满足此条件的图像是。(4)由于开头时 n(D)n(E)0.2 mol，平衡时 n(D)
19、n(E)0.5 mol，所以 D、E 均转化了 0.3 mol，则 A 的物质的量大于 0.3 mol 即可。(5)由于温度不变，所以平衡常数不变，由“三段式”法，可知：A(s)2B(g)D(g)E(g)开头(mol)3.0 a 0 转化(mol)1.0 0.5 0.5 平衡(mol)2.0 a0.5 0.5 则a0.5mol2 L0.5 mol2 L2.0 mol2 L20.25，解得 a1.5。(6)由图可知，c 点 B 的转化率最大，则 c 点达到了平衡状态，v正v逆；c 点之后平衡逆向移动，由于该容器密闭绝热，B 的转化率随温度上升而减小，则此反应正向为放热反应。答案：(1)0.25(
20、2)ae(3)(4)大于 0.3(或0.3)(5)1.5(6)大于 等于 15(14 分)2021贵州联考(1)二氧化硫的催化氧化的过程如图所示，其中 a、c 两步的化学方程式可表示为 SO2V2O5SO3V2O4、4VOSO4O22V2O54SO3。该反应的催化剂是_(写化学式)。(2)550 时，SO2转化为 SO3的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。将 2.0 mol SO2和 1.0 mol O2置于 5 L 密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为 0.10 MPa。试计算反应 2SO3(g)2SO2(g)O2(g)在 550 时的平衡常数 K_。(3)550 时，将 2
21、.0 mol SO2和 1.0 mol O2置于 5 L 密闭容器中，反应达平衡后，下列措施中能使 n(SO3)/n(SO2)增大的是_。A上升温度 B充入 He(g)，使体系总压强增大 C再充入 2 mol SO2和 1 mol O2 D再充入 1 mol SO2和 1 mol O2 (4)维持温度不变条件下发生如下反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。有两个密闭容器 A 和 B，A 容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压，B 容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比 21 的 SO2和O2的混合气体，并使 A 和 B 容积相等(如图所示)。试填写下列空格：
22、A 容器达到平衡所需的时间比 B 容器_(填“短”或“长”)；平衡时 A容器中 SO2的转化率比 B 容器_(填“大”或“小”)；达到所述平衡后，若向两容器中通入等物质的量的原反应气体，再次达到平衡时，A 容器的混合气体中 SO3的体积分数_(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)；B 容器的混合气体中 SO3的体积分数_。解析：本题考查化学反应速率和化学平衡，意在考查同学对化学反应速率和化学平衡理论的理解。(1)依据反应机理可以推断出 V2O5为催化剂。(2)依据题意和图像可知反应达平衡时 SO2的转化率为 0.80，则平衡建立过程中 SO2转化了 1.6 mol，平衡时 c(SO2)0.4
23、 mol5 L0.08 mol/L，c(O2)0.2 mol5 L0.04 mol/L，c(SO3)1.6 mol5 L0.32 mol/L,2SO3(g)2SO2(g)O2(g)的平衡常数 Kc2SO2cO2c2SO30.0820.040.3222.5103。(3)对于 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，上升温度，平衡逆向移动，n(SO3)/n(SO2)减小，A 项错误；充入 He(g)，使体系总压强增大，平衡不移动，n(SO3)/n(SO2)不变，B 项错误；再充入 2 mol SO2和 1 mol O2，平衡正向移动，n(SO3)/n(SO2)增大，C 项正确；再充入 1 mol
24、SO2和 1 mol O2，平衡正向移动，n(SO3)/n(SO2)增大，D 项正确。(4)A 中恒压，B 中恒容，随着反应的进行，体系中气体的总物质的量减小，因此 A 中压强大于 B 中压强，A 中反应速率大，达平衡所需时间短。A 相当于对 B 加压，因此 A 中 SO2的转化率大。若向两容器中通入等物质的量的原反应气体，A 中所达平衡与原平衡等效，因此 SO3的体积分数不变，而 B 容器相当于将两个 B 容器中的气体压缩到一个 B 容器中，平衡正向移动，SO3的体积分数增大。答案：(1)V2O5(2)2.5103(3)CD(4)短 大 不变 增大 16(14 分)2022新课标全国卷在容积
25、为 1.00 L 的容器中，通入肯定量的N2O4，发生反应 N2O4(g)2NO2(g)，随温度上升，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)反应的 H_0(填“大于”或“小于”)；100 时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在 060 s 时段，反应速率 v(N2O4)为_molL1s1；反应的平衡常数 K1为_。(2)100 时达平衡后，转变反应温度为 T，c(N2O4)以 0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经 10 s 又达到平衡。T_100(填“大于”或“小于”)，推断理由是_。列式计算温度 T 时反应的平衡常数 K2 _。(3)温度 T 时反应达平衡后，将反应容器的容
26、积削减一半。平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，推断理由是_。解析：(1)由于 NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体，温度上升，混合气体的颜色加深，说明 NO2气体浓度增大，即升温平衡向生成二氧化氮气体的方向移动，上升温度平衡向吸热反应的方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，即 H 大于 0；依据反应速率的定义可求出 N2O4的反应速率；由题中图像可知平衡时 NO2和 N2O4的浓度，将数据代入平衡常数表达式计算即可。(2)由题意，转变温度，N2O4的浓度减小，则是上升温度，T 大于 100；依据速率和时间，求出削减的 N2O4的浓度为 0.020 molL1，则平衡时 N2O4的浓度为 0.020 molL1，NO2为0.16 molL1，由平衡常数表达式可得 K2的值。(3)缩小体积，即增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，所以平衡逆向移动。答案：(1)大于 0.001 0 0.36(2)大于 反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度上升 平衡时，c(NO2)0.120 molL10.002 0 molL1s110 s20.16 molL1，c(N2O4)0.040 molL10.002 0 molL1s110 s0.020 molL1，K20.1620.0201.3(3)逆反应 对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动