1、1第 2节 化学平衡移动原理及应用课后达标检测一、选择题1(2019张家口模拟)下列说法不能用勒夏特列原理来解释的是( )A在一定浓度的盐酸中加入氢氧化钠溶液，体系温度逐渐升高，随后又逐渐降低B夏天打开啤酒，会有大量气泡冒出C实验室制备氯气时，用排饱和氯化钠溶液收集氯气D在 K2CrO4溶液中加入几滴稀硫酸，颜色由黄色变为橙色解析：选 A。HClNaOH= =NaClH 2O不属于可逆反应，不存在化学平衡，故不能用勒夏特列原理解释。2对于可逆反应：2CO(g)2NO(g)N 2(g)2CO 2(g) HKcD压强： p1p2解析：选 A。设起始充入 NH3的物质的量为 x mol，a 点时，生
2、成 N2 y mol，则0.1，整理得 x8 y，故 a点时 NH3的转化率为 100%25%，A 项正确；yx 2y y 3y 2yx达到平衡时，3 v 正 (NH3)2 v 逆 (H2)，B 项错误；该反应的正反应是吸热反应，c 点温度高，平衡常数大，故 Kbv 逆D T2 时，若起始时向丙中充入 0.06 mol N2和 0.12 mol CO2，则达平衡时 N2的转化率小于 40%解析：选 D。由题图可知，甲容器中反应先达到平衡状态，故 T1T2，升高温度，平衡时 CO2的物质的量减少，说明反应逆向进行，故该反应的正反应为放热反应，A 项正确。根据表中数据可知，乙容器中反应相当于对甲容
3、器中的反应增大压强，该反应为气体分子数减小的反应，故增大压强，平衡正向移动，故达到平衡时，乙中 CO2的体积分数比甲中的大，B 项正确。结合题中数据可知， T1 甲容器中反应达到平衡时，CO 20.05 molL1 ，N 20.025 molL1 ，NO0.05 molL1 ，CO0.05 molL1 ，故平衡常数 K 10(Lmol 1 )，若起始时充入 0.40 mol NO、0.40 mol (0.05)20.025(0.05)2(0.05)2CO、0.40 mol N2和 0.40 mol CO2，则浓度商Q 5(Lmol 1 )v 逆 ，(f(0.40,2.0)20.402.0(f(
4、0.40,2.0)2(f(0.40,2.0)2C项正确。在丙容器中，达到平衡状态时， n(N2)0.06 mol，根据等效平衡，起始时充入0.20 mol NO和 0.20 mol CO相当于充入 0.10 mol N2和 0.20 mol CO2，故平衡时 N2的转化率为 100%40%，现若充入 0.06 mol N2和 0.12 mol CO2，相当于在(0.10 0.06) mol0.10 mol丙容器中反应达到平衡后减小压强，反应逆向进行，故平衡时 N2的转化率大于 40%，D 项错误。二、非选择题8(2016高考全国卷)CrO 和 Cr2O 在溶液中可相互转化。室温下，初始浓24
5、27度为 1.0 molL1 的 Na2CrO4溶液中 c(Cr2O )随 c(H )的变化如图所示。27(1)用离子方程式表示 Na2CrO4溶液中的转化反应：_。(2)由图可知，溶液酸性增大，CrO 的平衡转化率_(填“增大” “减小”245或“不变”)。根据 A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。(3)升高温度，溶液中 CrO 的平衡转化率减小，则该反应的 H_0(填“大24于” “小于”或“等于”)。解析：(1)从题图可看出，铬酸根离子在酸性条件下逐渐转化成重铬酸根离子，离子方程式为 2CrO 2H Cr 2O H 2O。(2)从图像看出，酸性越强， c(Cr2O )越大，说24
6、27 27明 CrO 的平衡转化率越大。A 点对应的离子浓度：Cr 2O 0.25 molL1 ，H 24 271.010 7 molL1 ，CrO 1.0 molL1 0.25 molL1 20.5 molL1 。24平衡常数 K 1.010 14 0.25 molL 1(1.010 7 molL 1)2(0.5 molL 1)2mol3 L3。(3)升高温度，CrO 的平衡转化率减小，说明平衡向左移动，根据平衡移动24原理，正反应是放热反应， H0。答案：(1)2CrO 2H Cr 2O H 2O (2)增大 1.010 14 mol3 L3 (3)小于24 279(2016高考全国卷)丙
7、烯腈(CH 2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH 2=CHCHO)和乙腈(CH 3CN)等。回答下列问题：(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C 3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：C 3H6(g)NH 3(g) O2(g)=C3H3N(g)3H 2O(g) H515 kJ/mol32C 3H6(g)O 2(g)=C3H4O(g)H 2O(g) H353 kJ/mol两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。(2)图(a)
8、为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为 460 。低于460 时，丙烯腈的产率_(填“是”或“不是”) 对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于 460 时，丙烯腈产率降低的可能原因是_(双选，填标号)。A催化剂活性降低 B平衡常数变大C副反应增多 D反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与 n(氨)/ n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳6n(氨)/ n(丙烯)约为_，理由是_。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_。解析：(1)由于反应和均为放出热量较多的反应，产物的能量较低，故两个反应在热力学上趋势很大；由于反应为放热反应，且该反应为气体分子数增大的反应，故降
9、低温度和降低压强均有利于反应正向进行，从而提高丙烯腈的平衡产率；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是使用合适的催化剂。(2)反应为放热反应，升高温度，丙烯腈的平衡产率应降低，故低于 460 时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于 460 时，催化剂的活性降低、副反应增多均可能导致丙烯腈的产率降低，A、C 项正确；该反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，B 项错误；升高温度可以提高活化分子的百分数，但不能改变反应所需的活化能，D 项错误。(3)从题图(b)中可看出当 n(氨)/ n(丙烯)1.0 时，丙烯腈的产率最高，此时几乎没有丙烯醛；只发生反应时 NH3、O 2、C 3H6的物质的量之
10、比为 11.51，结合空气中 O2的体积分数约为 20%，可确定进料气 NH3、空气、C 3H6的理论体积之比约为 17.51。答案：(1)两个反应均为放热量大的反应 降低温度、降低压强 催化剂(2)不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC(3)1.0 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 17.5110(2019广州一测)氮的固定意义重大，氮肥的使用大幅度提高了粮食产量。(1)目前人工固氮最有效的方法是_(用一个化学方程式表示)。(2)自然界发生的一个固氮反应是 N2(g)O 2(g) 2NO(g)，已知= = = = =放 电 N2、O 2、NO 三种分子中化学键
11、断裂所吸收的能量依次为 946 kJmol1 、498 kJmol1 、632 kJmol1 ，则该反应的 H_kJmol 1 。该反应在放电或极高温度下才能发生，原因是_。(3)100 kPa时，反应 2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)中 NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图 1，反应 2NO2(g)N 2O4(g)中 NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图 2。图 1中 A、B、C 三点表示不同温度、压强下 2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)达到平衡时NO的转化率，则_点对应的压强最大。7100 kPa、25 时， 2NO2(g)N 2O4(g)平衡体系中 N2O4的物质的量分
12、数为_，N 2O4的分压 p(N2O4)_kPa，列式计算平衡常数Kp_( Kp用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。100 kPa、25 时， V mL NO与 0.5V mL O2混合后最终气体的体积为_mL。(4)室温下，用注射器吸入一定量 NO2气体，将针头插入胶塞密封(如图 3) ，然后迅速将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定，此时手握针筒有热感，继续放置一段时间。从活塞固定时开始观察，气体颜色逐渐_(填“变深”或“变浅”)，原因是_。已知：2NO 2(g)N 2O4(g)在几微秒内即可达到化学平衡解析：(2)根据 H反应物总键能生成物总键能，知该反应的 H946 k
13、Jmol1 498 kJmol1 632 kJmol1 2180 kJmol1 。(3)图 1中曲线为等压线，A、C 在等压线下方，B 在等压线上方，A、C 点相对等压线，NO 的平衡转化率减小，则平衡逆向移动，为减小压强所致，B 点相对等压线，NO 的平衡转化率增大，则平衡正向移动，为增大压强所致，故压强最大的点为 B点。100 kPa、25 时，NO 2的平衡转化率为 80%，设起始时 NO2的浓度为 a，则平衡时 NO2的浓度为 0.2a、N 2O4的浓度为 0.4a，故N2O4的物质的量分数为 100%66.7%。N 2O4的分压 p(N2O4)100 kPa66.7% 0.4a0.2
14、a 0.4a66.7 kPa。 Kp 0.06 (kPa)1 。 V mL NO与p(N2O4)p2(NO2) 100 kPa66.7%100 kPa(1 66.7%)20.5V mL O2生成 V mL NO2，根据 100 kPa、25 时，2NO 2(g)N 2O4(g)平衡体系中 NO2的转化率为 80%，知平衡时气体的体积为 V mL(180%) V mL80% 0.6 V mL。(4)12根据题图 2，知 2NO2(g)N 2O4(g)为放热反应，将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定，相当于增大压强，会使平衡正向移动，反应放出热量，直至达到平衡，继续放置时气体温度降低，促使平衡向正反应方向移动，NO 2浓度降低，气体颜色逐渐变浅。答案：(1)N 23H 2 2NH3 高 温 、 高 压 催 化 剂(2)180 N 2分子中化学键很稳定，反应需要很高的活化能(3)B 66.7% 66.7 0.06 (kPa) 1p(N2O4)p2(NO2) 100 kPa66.7%100 kPa(1 66.7%)20.6 V(4)变浅 活塞固定时 2NO2(g)N 2O4(g)已达平衡状态，因反应是放热反应，放置时气体温度下降，平衡向正反应方向移动，NO 2浓度降低8
