命题角度二 根据化学平衡移动结果判断反应特点
4.在容积不变的密闭容器中,一定条件下发生反应:
2A
B(g)+2C(g),且达到平衡。
当升高温度时气体的密度增大,则下列叙述中正确的是( )
A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.若正反应是放热反应,则A为气态
C.物质A一定为非气态,且正反应是吸热反应
D.若向容器中充入惰性气体,则平衡向右移动
解析:
选C 升高温度,正、逆反应速率均增大,A错误;升高温度,气体的密度增大,由于容器的容积不变,则容器内气体的质量一定增大,平衡只能向正反应方向移动,且A一定为非气态,B错误,C正确;若向容器中充入惰性气体,虽然容器的压强增大,但各反应物的浓度不变,平衡不移动,D错误。
5.一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:
mA(g)+nB(g)
pC(g)达到平衡时,维持温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2,当达到新的平衡时,气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍,则下列说法正确的是( )
A.m+n>p B.m+n<p
C.平衡向正反应方向移动D.C的质量分数增加
解析:
选B 当气体体积缩小到原来的1/2,假设平衡未发生移动(虚拟出一种中间状态),则C的浓度为原平衡时的2倍,而事实上平衡发生了移动,平衡移动的结果是C的浓度变为原平衡时的1.9倍,则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。
6.(2014·山东泰安质检)在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX(g)
nY(g) ΔH=QkJ/mol。
反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如表所示:
下列说法正确的是( )
A.m>n
B.Q<0
C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减少
D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动
解析:
选C 温度不变时(假设100℃条件下),体积是1L时,Y的物质的量为1mol;体积为2L时,Y的物质的量为0.75mol/L×2L=1.5mol;体积为4L时,Y的物质的量为0.53mol/L×4L=2.12mol,说明体积越小,压强越大,Y的物质的量越小,Y的质量分数越小,平衡向生成X的方向进行,m0,B、D错误。
【总结提升】
虚拟中间状态突破化学平衡问题
先虚拟一个中间状态(一般假定平衡不移动或者可以向一个方向完全进行到底)作为中介,找出符合题意的可能的最大值或最小值,然后再恢复到现实状况,进而做出相应的判断,从而使问题顺利解决。
1.(2013·全国高考)反应X(g)+Y(g)
2Z(g) ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器体积,平衡向右移动
B.加入催化剂,Z的产率增大
C.增大c(X),X的转化率增大
D.降低温度,Y的转化率增大
解析:
选D 该反应气态物质反应前后总物质的量不变,减小体积平衡不移动,A项错误;催化剂不影响平衡移动,产率不变,B错误;增大X物质浓度,平衡正向移动,但X的转化率减小,C错误;降低温度,平衡正向移动,Y的转化率增大,D正确。
2.(2013·山东高考)对于反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH<0,在其他条件不变的情况下( )
A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的ΔH也随之改变
B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变
解析:
选B 反应的ΔH与外界条件无关,A错误;反应前后气体体积不变,改变压强平衡不移动,反应放出的热量不变,B正确;升高温度,平衡左移,反应进行程度减小,放出的热量减少,C错误;该反应若设计成原电池装置,反应产生的能量更多地转化为电能,释放的热量减少,D错误。
3.(2012·全国高考)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:
反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增大压强B.降低温度
C.增大CO的浓度D.更换催化剂
解析:
选B 因为该反应为反应前后气体体积不变的反应,增大压强只能增大反应速率,平衡不移动,由此判断A错误;因为该反应的正反应为放热反应,降温使平衡向正反应方向移动,从而增大CO的转化率,B正确;增大CO的浓度,平衡虽然向正反应方向移动,但CO的转化率会降低,因此C错误;D项催化剂对化学平衡无影响。
4.(双选)(2013·上海高考)某恒温密闭容器中,可逆反应A(s)
B+C(g)-Q达到平衡。
缩小容器体积,重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。
以下分析正确的是( )
A.产物B的状态只能为固态或液态
B.平衡时,单位时间内n(A)消耗∶n(C)消耗=1∶1
C.保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动
D.若开始时向容器中加入1molB和1molC,达到平衡时放出热量Q
解析:
选B、C 因A为固体,不受压强影响,当缩小体积,压强增大,平衡逆向移动,达到新平衡时,C(g)恢复到原平衡时的浓度,与B的状态无关,A错误;根据反应中的化学计量数,平衡时单位时间内消耗的A和C的物质的量相等,B正确;恒容条件下,加入B,若B是气体,则平衡逆向移动,若B是固体或液体,则平衡不发生移动,C正确;若开始向容器中加入1molB和1molC,由于B和C不能完全转化,因此达到平衡时放出热量小于Q,D错误。
5.(2012·重庆高考)在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:
a(g)+b(g)
2c(g) ΔH1<0、x(g)+3y(g)2z(g)ΔH2>0,进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功)。
下列叙述错误的是( )
A.等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变
B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
解析:
选A 等压时通入惰性气体,相当于给体系减压,扩大体积,第二个反应平衡向左移动,反应放热,则第一个反应也向左移动,c的物质的量减小,所以A错误;等压时,通入z气体,相当于扩大体积,第二个反应平衡向左移动,反应放热,温度升高,B正确;等容时充入惰性气体,对反应体系无影响,各物质浓度不变,反应速率不变,C正确;等容时通入z,第二个反应平衡左移,y的物质的量浓度增大,D正确。
6.(2012·安徽高考)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是( )
A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变
B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快
C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率
D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变
解析:
选D 正反应是气体分子数减小的反应,因此平衡前,随着反应的进行,容器内压强不断变化,A错误;因硫为液态,故平衡时,其他条件不变,分离出硫,反应速率不变,B错误;正反应是放热反应,故升高温度,平衡逆向进行,SO2的转化率降低,C错误;其他条件不变时,使用不同的催化剂,只能改变反应速率,不影响平衡的移动,故反应的平衡常数不变,D正确。
7.(2013·海南高考节选)溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料阻燃剂等。
已知CuBr2分解的热化学方程式为:
2CuBr2(s)
2CuBr(s)+Br2(g) ΔH=+105.4kJ/mol。
在密闭容器中将过量CuBr2于487K下加热分解,平衡时p(Br2)为4.66×103Pa。
(1)若反应体系的体积不变,提高反应温度,则p(Br2)将会________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)若反应温度不变,将反应体系的体积增加一倍,则p(Br2)的变化范围为________。