经典
题型十六 平衡移动判断型
一、单项选择题
1.(2018·南京高三第三次模拟)温度为T1时,在四个容积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+2H2(g)
N2(g)+2H2O(g) ΔH,该反应的速率表达式为v=k·c(NO)·c(H2)(k、m、n为常数),测得有关实验
mn数据如下:
物质的起始浓度容器编号 (mol·L) 1-1速率(mol·L·s) -1-物质的平衡浓度(mol·L) -1c(NO) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
下列说法正确的是( ) A.m=1,n=1
6×10 6×10 1×10 2×10 -3-3-3-3c(H2) 1×10 2×10 6×10 6×10 -3-3-3-3c(N2) a×10-3 2a×10 -32×10 -4b×10-3 4b×10 -3B.达到平衡时,容器Ⅱ与容器Ⅳ的总压强之比为1∶2
C.温度升高至T2,测得平衡时,容器Ⅱ中c(H2O)=3.8×10 mol·L,则ΔH>0
D.温度为T1时,容器Ⅲ中达到平衡后再充入NO、H2O(g)各2×10 mol,则反应将向逆反应方向进行 答案 D
解析 反应Ⅰ、Ⅱ相比较,NO的浓度不变,Ⅱ中氢气浓度是Ⅰ的2倍,反应速率Ⅱ是Ⅰ的2倍,所以n=1;反应Ⅲ、Ⅳ相比较,氢气的浓度不变,Ⅳ中NO浓度是Ⅲ的2倍,反应速率Ⅳ是Ⅲ的4倍,所以m=2;选项A错误。恒温恒容下,体系的压强比等于气体的物质的量的比,对于反应Ⅱ有:
2NO(g)+2H2(g)
N2(g)+2H2O(g)
-4
-4
-1
起始: 6 2 0 0 反应: x x x/2 x 平衡: 6-x 2-x x/2 x 对于反应Ⅳ有:
2NO(g) + 2H2(g)
N2(g)+2H2O(g)
起始: 2 6 0 0 反应: y y y/2 y
经典
平衡: 2-y 6-y y/2 y (以上单位都是10mol·L)
两个反应的平衡常数必然相等,列出其平衡常数计算式,所以得到x=y,则得到达平衡时两个反应体系的气体总物质的量相等,所以压强相等,选项B错误。温度不变的前提下,从反应Ⅰ变为反应Ⅱ,氢气的浓度变为原来的2倍,则平衡正向移动,达到新平衡的时候c(N2)应该大于2×10 mol·L,此时的c(H2O)应该大于4×10 mol·L
-1
-4
-1
-4
-3
-1
;但是,实际升高温度以后实验Ⅱ达平衡时c(H2O)=3.8×10 mol·L<4×10 mol·L,说明升高温度的时
-4-1-4-1
候,平衡一定逆向移动了,所以该反应为放热反应,焓变小于0,选项C错误。增大生成物浓度,平衡一定逆向移动,所以充入NO、H2O(g)各2×10 mol,则反应将向逆反应方向进行,选项D正确。
2.(2018·南通市高三第三次调研)在3个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应:SO2(g)+2NO(g) +S(s)。改变容器Ⅰ的反应温度,平衡时c(NO2)与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是( )
起始物质的量/mol 容器编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 温度/K SO2 0.5 0.5 0.5
NO 0.6 1 0.2 NO2 0 0.5 1 S 0 1 1 2NO2(g)
-4
T1 T2
A.该反应的ΔH>0
1B.T1时,该反应的平衡常数为
16
C.容器Ⅰ与容器Ⅱ均在T1时达到平衡,总压强之比小于1∶2 D.若T2 解析 根据图像,升高温度,c( NO2)减小,说明平衡逆向移动,因此正反应为放热反应,ΔH<0,故A项错误; T1时,平衡时c(NO2)=0.2 mol·L-1, SO2(g)+2NO(g) -1 2NO2(g)+S(s) 起始(mol·L) 0.5 0.6 0 0 反应(mol·L) 0.1 0.2 0.2 -1 经典 平衡(mol·L) 0.4 0.4 0.2 0.25 该反应的平衡常数K=2=,故B错误;T1时,容器Ⅰ平衡时气体的物质的量为0.4 mol+0.4 mol+0.2 0.4×0.480.55 mol=1.0 mol,容器Ⅱ中Q==0.5<,说明反应正向移动,气体的物质的量小于0.5 mol+1 mol+0.5 mol2 0.5×18=2.0 mol,因此达到平衡,总压强之比大于1∶2,故C错误;根据上述分析,T1时,平衡时容器Ⅰ中NO的体积0.4 分数为×100%=40%;容器Ⅲ相当于起始时加入1.0 mol二氧化硫和1.2 mol一氧化氮,若温度相 0.4+0.4+0.2同,容器Ⅲ相当于容器Ⅰ缩小体积的结果,根据方程式,增大压强,平衡正向移动,一氧化氮的物质的量减少,因此平衡时容器Ⅲ中NO的体积分数小于40%,且T2 3.(2018·淮安、宿迁、连云港、徐州 苏北四市高三一模)利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇,发生的反应如下:CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( ) 2 2 -1 A.该反应的ΔH<0,且p1<p2 B.反应速率:v逆(状态A)>v逆(状态B) C.在C点时,CO的转化率为75% D.在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH,达平衡时CH3OH的体积分数不同 答案 C 解析 A项,由图可知,升高温度,CH3OH的体积分数减小,平衡逆向移动,则该反应的ΔH<0,300 ℃时,增大压强,平衡正向移动,CH3OH的体积分数增大,所以p1>p2,错误;B项,B点对应的温度和压强均大于A点,温度升高、增大压强均使该反应的化学反应速率加快,因此v逆(状态A)<v逆(状态B),错误;C项,设向密闭容器中充入了1 mol CO和2 mol H2,CO的转化率为α,则 CO(g)+2H2(g) 起始 1 2 0 变化 α 2α α 平衡 1-α 2-2α α CH3OH(g)