高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第七章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第24講 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡的移動(dòng)練習(xí)
《高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第七章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第24講 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡的移動(dòng)練習(xí)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第七章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第24講 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡的移動(dòng)練習(xí)(25頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 第24講 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡的移動(dòng) 考綱要求 1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立。2.掌握化學(xué)平衡的特征。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響,能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 考點(diǎn)一 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡建立 1.可逆反應(yīng) (1)定義 在同一條件下,既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。 (2)特點(diǎn) ①二同:a.相同條件下;b.正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。 ②一?。悍磻?yīng)物與生成物同時(shí)存在;任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。 (3)表示
2、在方程式中用“??”表示。 2.化學(xué)平衡狀態(tài) (1)概念 一定條件下的可逆反應(yīng)中,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。 (2)化學(xué)平衡的建立 (3)平衡特點(diǎn) 3.判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種方法 (1)動(dòng)態(tài)標(biāo)志:v正=v逆≠0 ①同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。 ②不同物質(zhì):必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA+bB??cC+dD,=時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。 (2)靜態(tài)標(biāo)志:各種“量”不變 ①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。 ②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。 ③溫度、壓強(qiáng)(化學(xué)反
3、應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。 總之,若物理量由變量變成了不變量,則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);若物理量為“不變量”,則不能作為平衡標(biāo)志。 (1)2H2O2H2↑+O2↑為可逆反應(yīng)(×) (2)二次電池的充、放電為可逆反應(yīng)(×) (3)對(duì)反應(yīng)A(g)+B(g)??C(g)+D(g),壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變,說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)(×) (4)對(duì)于NO2(g)+SO2(g)??SO3(g)+NO(g)反應(yīng),當(dāng)每消耗1molSO3的同時(shí)生成1molNO2時(shí),說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(×) (5)化學(xué)平衡狀態(tài)指的是反應(yīng)靜止了,不再
4、發(fā)生反應(yīng)了(×) (6)對(duì)于A(g)+B(g)??2C(g)+D(g)反應(yīng),當(dāng)密度保持不變,在恒溫恒容或恒溫恒壓條件下,均不能作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志(×) (7)恒溫恒容下進(jìn)行的可逆反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g),當(dāng)SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(×) (8)在2L密閉容器內(nèi),800℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)+O2(g)??2NO2(g)體系中,當(dāng)該容器內(nèi)顏色保持不變時(shí)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)(√) 1.向含有2molSO2的容器中通入過量氧氣發(fā)生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-QkJ&
5、#183;mol-1(Q>0),充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量______2mol(填“<”“>”或“=”,下同),SO2的物質(zhì)的量______0mol,轉(zhuǎn)化率______100%,反應(yīng)放出的熱量________QkJ。 答案?。肌?gt;?。肌。? 2.一定溫度下,反應(yīng)N2O4(g)??2NO2(g)的焓變?yōu)棣?,F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 答案?、佗? 解析 ΔH是恒量,不能作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志;該反應(yīng)是充入1molN2O4,正反應(yīng)速率應(yīng)是逐漸減少直至不變,③曲線趨勢(shì)不正確。 題組一 極端
6、假設(shè),界定范圍,突破判斷 1.在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):X2(g)+Y2(g)??2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol· L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度有可能是( ) A.Z為0.3mol·L-1 B.Y2為0.4mol·L-1 C.X2為0.2mol·L-1 D.Z為0.4mol·L-1 答案 A 2.(2018·長沙一中月考)一定條件下,對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)+3Y(g)??2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c
7、1、c2、c3(均不為零),達(dá)到平衡時(shí),X、Y、Z的濃度分別為0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08mol·L-1,則下列判斷正確的是( ) A.c1∶c2=3∶1 B.平衡時(shí),Y和Z的生成速率之比為2∶3 C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等 D.c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1 答案 D 解析 平衡濃度之比為1∶3,轉(zhuǎn)化濃度亦為1∶3,故c1∶c2=1∶3,A、C不正確;平衡時(shí)Y生成表示逆反應(yīng)速率,Z生成表示正反應(yīng)速率且v生成(Y)∶v生成(Z)應(yīng)為3∶2,B不正確;由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0<c1<0.14mol
8、183;L-1。 極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍 上述題目1可根據(jù)極端假設(shè)法判斷,假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底,求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值,從而確定它們的濃度范圍。 假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底:X2(g)+Y2(g)??2Z(g) 起始濃度(mol·L-1) 0.10.30.2 改變濃度(mol·L-1) 0.10.10.2 終態(tài)濃度(mol·L-1) 00.20.4 假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底:X2(g)+Y2(g)??2Z(g) 起始濃度(mol·L-1) 0.10.30.2 改變濃度(mol·L-1) 0.10.10.
9、2 終態(tài)濃度(mol·L-1) 0.20.40 平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2∈(0,0.2),Y2∈(0.2,0.4),Z∈(0,0.4)。 題組二 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 3.(2017·石家莊高三模擬)對(duì)于CO2+3H2??CH3OH+H2O,下列說法能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是( ) A.v(CO2)=v(H2) B.3v逆(H2)=v正(H2O) C.v正(H2)=3v逆(CO2) D.?dāng)嗔?molH—H鍵的同時(shí),形成2molO—H鍵 答案 C 4.在一定溫度下的定容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí):①混合氣體的壓強(qiáng),②混合氣體的密度,③混
10、合氣體的總物質(zhì)的量,④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量,⑤混合氣體的顏色,⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,⑦某種氣體的百分含量 (1)能說明2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 (2)能說明I2(g)+H2(g)??2HI(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 (3)能說明2NO2(g)??N2O4(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________________________。 (4)能說明C(s)+CO2(g)??2CO(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 (5)能說明NH2COONH4(s)??2NH3(g)+CO2(g)達(dá)到平衡
11、狀態(tài)的是________。 (6)能說明5CO(g)+I(xiàn)2O5(s)??5CO2(g)+I(xiàn)2(s)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 答案 (1)①③④⑦ (2)⑤⑦ (3)①③④⑤⑦(4)①②③④⑦ (5)①②③ (6)②④⑦ 5.若上述題目中的(1)~(4)改成一定溫度下的恒壓密閉容器,結(jié)果又如何? 答案 (1)②③④⑦ (2)⑤⑦ (3)②③④⑤⑦(4)②③④⑦ 規(guī)避“2”個(gè)易失分點(diǎn) (1)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注” 關(guān)注反應(yīng)條件,是恒溫恒容,恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;關(guān)注反應(yīng)特點(diǎn),是等體積反應(yīng),還是非等體積反應(yīng);關(guān)注特殊情況,是否有固體參加或生成,或固體的分解反應(yīng)。
12、 (2)不能作為“標(biāo)志”的四種情況 ①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 ②恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng),體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不再隨時(shí)間而變化,如2HI(g)??H2(g)+I(xiàn)2(g)。 ③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再隨時(shí)間而變化,如2HI(g)??H2(g)+I(xiàn)2(g)。 ④全是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變。 考點(diǎn)二 化學(xué)平衡移動(dòng) 1.化學(xué)平衡移動(dòng)的過程 2.化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系 (1)v正>v逆:平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。 (2)v正=v逆:反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),不發(fā)生平衡移動(dòng)。
13、 (3)v正<v逆:平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。 3.影響化學(xué)平衡的因素 (1)若其他條件不變,改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響如下: 改變的條件(其他條件不變) 化學(xué)平衡移動(dòng)的方向 濃度 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度 向正反應(yīng)方向移動(dòng) 減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度 向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 壓強(qiáng)(對(duì)有氣體參加的反應(yīng)) 反應(yīng)前后氣體體積改變 增大壓強(qiáng) 向氣體分子總數(shù)減小的方向移動(dòng) 減小壓強(qiáng) 向氣體分子總數(shù)增大的方向移動(dòng) 反應(yīng)前后氣體體積不變 改變壓強(qiáng) 平衡不移動(dòng) 溫度 升高溫度 向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng) 降低溫度 向放熱反應(yīng)方向移動(dòng) 催化劑 同等程度改變v正、v
14、逆,平衡不移動(dòng) (2)勒夏特列原理 如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)、以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。 (3)“惰性氣體”對(duì)化學(xué)平衡的影響 ①恒溫、恒容條件 原平衡體系體系總壓強(qiáng)增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動(dòng)。 ②恒溫、恒壓條件 原平衡體系容器容積增大,各反應(yīng)氣體的分壓減小―→ (1)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),化學(xué)反應(yīng)速率一定改變;化學(xué)反應(yīng)速率改變,化學(xué)平衡也一定發(fā)生移動(dòng)(×) (2)升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),此時(shí)v放減小,v吸增大(×) (3)合成氨反應(yīng)需要使用催化劑,說明
15、催化劑可以促進(jìn)該平衡向生成氨的方向移動(dòng),所以也可以用勒夏特列原理解釋使用催化劑的原因(×) (4)平衡時(shí),其他條件不變,分離出固體生成物,v正減小(×) (5)C(s)+CO2(g)??2CO(g) ΔH>0,其他條件不變時(shí),升高溫度,反應(yīng)速率v(CO2)和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率均增大(√) (6)化學(xué)平衡正向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大(√) (7)往平衡體系FeCl3+3KSCN??Fe(SCN)3+3KCl中加入適量KCl固體,平衡逆向移動(dòng),溶液的顏色變淺(×) (8)對(duì)于2NO2(g)??N2O4(g)的平衡體系,壓縮體積,增大加強(qiáng),平衡正向移動(dòng),
16、混合氣體的顏色變淺(×) 根據(jù)化學(xué)平衡原理解答下列問題: 在體積不變的密閉容器中發(fā)生N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1,只改變一種外界條件,完成下表: 改變條件 平衡移動(dòng)方向 氫氣的轉(zhuǎn)化率(增大、減小或不變) 氨氣的體積分?jǐn)?shù)(增大、減小或不變) 增大氮?dú)獾臐舛? 增大氨氣的濃度 升溫 充入適量氬氣 答案 正向 增大 逆向 減小 增大 逆向 減小 減小 不移動(dòng) 不變 不變 題組一 選取措施使化學(xué)平衡定向移動(dòng) 1.(2017·南寧高三質(zhì)檢)CO
17、Cl2(g)??CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列措施:①升溫?、诤闳萃ㄈ攵栊詺怏w?、墼黾覥O濃度 ④減壓?、菁哟呋瘎藓銐和ㄈ攵栊詺怏w,能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是( ) A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥ 答案 B 解析 該反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng),所以升溫和減壓均可以促使反應(yīng)正向移動(dòng)。恒壓通入惰性氣體,相當(dāng)于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對(duì)平衡無影響。增加CO的濃度,將導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)。 2.(2017·鄭州一中檢測(cè))將NO2裝入帶有活塞的密閉容器中,當(dāng)反應(yīng)2NO2(g)??N2O4(g)達(dá)到平衡后,改變某個(gè)條件,下列敘述正確
18、的是( ) A.升高溫度,氣體顏色加深,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) B.慢慢壓縮氣體體積,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),混合氣體的顏色變淺 C.慢慢壓縮氣體體積,若體積減小一半,壓強(qiáng)增大,但小于原來壓強(qiáng)的兩倍 D.恒溫恒容時(shí),充入惰性氣體,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),混合氣體的顏色變淺 答案 C 解析 升高溫度,氣體顏色加深,則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;首先假設(shè)平衡不移動(dòng),壓縮體積,氣體顏色加深,但平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),使混合氣體的顏色在加深后的基礎(chǔ)上變淺,但一定比原平衡的顏色深,B錯(cuò)誤;同理C項(xiàng),首先假設(shè)平衡不移動(dòng),若體積減小一半,則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼膬杀?,但平衡向正?/p>
19、應(yīng)方向移動(dòng),使壓強(qiáng)在原平衡兩倍的基礎(chǔ)上減小,正確;體積不變,反應(yīng)物及生成物濃度不變,所以正、逆反應(yīng)速率均不變,平衡不移動(dòng),顏色無變化,D錯(cuò)誤。 3.在壓強(qiáng)為0.1MPa、溫度為300℃條件下,amolCO與3amolH2的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g) ΔH<0。 (1)平衡后將容器的容積壓縮到原來的一半,其他條件不變,對(duì)平衡體系產(chǎn)生的影響是________(填字母)。 A.c(H2)減小 B.正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢 C.反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大 D.重新平衡減小 (2)若容器容積不變,下列措施可增大甲醇產(chǎn)率的是_______
20、_(填字母)。 A.升高溫度 B.將CH3OH從體系中分離 C.充入He,使體系總壓強(qiáng)增大 答案 (1)CD (2)B 解析 (1)該反應(yīng)為正向氣體分子數(shù)減小的可逆反應(yīng),縮小體積,平衡正向移動(dòng),c(H2)增大,正、逆反應(yīng)速率均增大,因而A、B均不正確。(2)由于該反應(yīng)正向是放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),CH3OH的產(chǎn)率降低,體積不變,充入He,平衡不移動(dòng)。 化學(xué)平衡移動(dòng)的目的是“減弱”外界條件的改變,而不是“抵消”外界條件的改變,改變是不可逆轉(zhuǎn)的。新平衡時(shí)此物理量更靠近于改變的方向。如①增大反應(yīng)物A的濃度,平衡右移,A的濃度在增大的基礎(chǔ)上減小,但達(dá)到新平衡時(shí),A的濃度一定比原
21、平衡大;②若將體系溫度從50℃升高到80℃,則化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)50℃<T<80℃;③若對(duì)體系N2(g)+3H2(g)??2NH3(g)加壓,例如從30MPa加壓到60MPa,化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng),達(dá)到新的平衡時(shí)30MPa<p<60MPa。 題組二 條件改變時(shí)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)結(jié)果的判斷 4.將等物質(zhì)的量的N2、H2氣體充入某密閉容器中,在一定條件下,發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡:N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH<0。當(dāng)改變某個(gè)條件并維持新條件直至新的平衡時(shí),下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是( ) 選項(xiàng) 改變條件 新平衡與原平衡
22、比較 A 增大壓強(qiáng) N2的濃度一定變小 B 升高溫度 N2的轉(zhuǎn)化率變小 C 充入一定量H2 H2的轉(zhuǎn)化率不變,N2的轉(zhuǎn)化率變大 D 使用適當(dāng)催化劑 NH3的體積分?jǐn)?shù)增大 答案 B 解析 A項(xiàng),正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),依據(jù)勒夏特列原理可知增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但氮?dú)獾臐舛热匀槐仍胶獯?,不正確;B項(xiàng),正反應(yīng)是放熱反應(yīng),則升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率降低,正確;C項(xiàng),充入一定量的氫氣,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大,而氫氣的轉(zhuǎn)化率降低,不正確;D項(xiàng),催化劑只能改變反應(yīng)速率而不能改變平衡狀態(tài),不正確,答案選B。 5.(2017
23、83;沈陽質(zhì)檢)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染。新型RuO2催化劑對(duì)上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。 (1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得在一定壓強(qiáng)下,總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl~T曲線如下圖: 則總反應(yīng)的ΔH________(填“>”“=”或“<”)0。 (2)在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大,請(qǐng)?jiān)谏蠄D畫出相應(yīng)αHCl~T曲線的示意圖,并簡(jiǎn)要說明理由:_________________________________________________________________ __________________________________
24、______________________________________。 (3)下列措施中,有利于提高αHCl的有________。 A.增大n(HCl) B.增大n(O2) C.使用更好的催化劑 D.移去H2O 答案 (1)< (2)見下圖 溫度相同的條件下,增大壓強(qiáng),平衡右移,αHCl增大,因此曲線應(yīng)在原曲線上方 (3)BD 解析 (1)結(jié)合題中αHCl~T圖像可知,隨著溫度升高,αHCl降低,說明升高溫度平衡逆向移動(dòng),得出正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng),即ΔH<0。(2)結(jié)合可逆反應(yīng)2HCl(g)+O2(g)??H2O(g)+Cl2(g)的特點(diǎn),增大壓強(qiáng)平衡向右移動(dòng),αH
25、Cl增大,則相同溫度下,HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比增壓前的大,曲線如答案中圖示所示。(3)有利于提高αHCl,則采取措施應(yīng)使平衡2HCl(g)+O2(g)??H2O(g)+Cl2(g)正向移動(dòng)。A項(xiàng),增大n(HCl),則c(HCl)增大,雖平衡正向移動(dòng),但αHCl減小,錯(cuò)誤;B項(xiàng),增大n(O2)即增大反應(yīng)物的濃度;D項(xiàng),移去H2O即減小生成物的濃度,均能使平衡正向移動(dòng),兩項(xiàng)都正確;C項(xiàng),使用更好的催化劑,只能加快反應(yīng)速率,不能使平衡移動(dòng),錯(cuò)誤。 6.(2018·石家莊質(zhì)檢)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng): 工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為1∶9),
26、控制反應(yīng)溫度600℃,并保持體系總壓為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))示意圖如下: (1)摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率,解釋說明該事實(shí):____________________________。 (2)控制反應(yīng)溫度為600℃的理由是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (
27、1)正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增加,加入水蒸氣稀釋,相當(dāng)于起減壓的效果 (2)600℃,乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低,反應(yīng)速率慢,轉(zhuǎn)化率低;溫度過高,選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活,且能耗大 解化學(xué)平衡移動(dòng)的思維過程 關(guān)注特點(diǎn)— ―→分析條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等) ―→想原理(平衡移動(dòng)原理)―→綜合判斷得結(jié)論。 題組三 平衡移動(dòng)方向與結(jié)果的判斷 7.對(duì)于以下三個(gè)反應(yīng),從反應(yīng)開始進(jìn)行到達(dá)到平衡后,保持溫度、體積不變,按要求回答下列問題。 (1)PCl5(g)??PCl3(g)+Cl2(g) 再充入PCl5(g),平衡向________方向移動(dòng),達(dá)到平衡后,PC
28、l5(g)的轉(zhuǎn)化率________,PCl5(g)的百分含量______。 答案 正反應(yīng) 減小 增大 (2)2HI(g)??I2(g)+H2(g) 再充入HI(g),平衡向________方向移動(dòng),達(dá)到平衡后,HI的分解率________,HI的百分含量________。 答案 正反應(yīng) 不變 不變 (3)2NO2(g)??N2O4(g) 再充入NO2(g),平衡向________方向移動(dòng),達(dá)到平衡后,NO2(g)的轉(zhuǎn)化率________,NO2(g)的百分含量________。 答案 正反應(yīng) 增大 減小 1.恒容狀態(tài)下的化學(xué)平衡分析 在恒容容器中,當(dāng)改變其中一種氣態(tài)物質(zhì)的
29、濃度時(shí),必然會(huì)引起壓強(qiáng)的改變,但判斷平衡移動(dòng)的方向時(shí),仍以濃度的影響來考慮。如反應(yīng)2NO2??N2O4,達(dá)到平衡后,若向容器中再通入反應(yīng)物NO2,則c(NO2)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);若向容器中通入生成物N2O4,則c(N2O4)增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。但由于兩種情況下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)都增大,故對(duì)最終平衡狀態(tài)的影響是一致的,則兩種情況下,達(dá)到新的平衡時(shí),NO2的百分含量都比原平衡時(shí)要小。 2.平衡轉(zhuǎn)化率的分析與判斷方法 (1)反應(yīng)aA(g)+bB(g)??cC(g)+dD(g)的轉(zhuǎn)化率分析 ①若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,達(dá)到平衡后,它們的轉(zhuǎn)化率相等。 ②若只增加A
30、的量,平衡正向移動(dòng),B的轉(zhuǎn)化率提高,A的轉(zhuǎn)化率降低。 ③若按原比例同倍數(shù)地增加(或降低)A、B的濃度,等效于壓縮(或擴(kuò)大)容器體積,氣體反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。 同倍增大c(A)和c(B) (2)反應(yīng)mA(g)??nB(g)+qC(g)的轉(zhuǎn)化率分析 在T、V不變時(shí),增加A的量,等效于壓縮容器體積,A的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。 增大c(A) 考點(diǎn)三 應(yīng)用“等效平衡”判斷平衡移動(dòng)的結(jié)果 1.等效平衡的含義 在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應(yīng)體系,不管是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,還是正、逆反應(yīng)同時(shí)投料,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),任何相同組分的百分含量(質(zhì)量
31、分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。 2.等效平衡的判斷方法 (1)恒溫、恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng) 判斷方法:極值等量即等效。 例如:2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g) ①2mol1mol0 ②002mol ③0.5mol0.25mol1.5mol ④amolbmolcmol 上述①②③三種配比,按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則SO2均為2mol,O2均為1mol,三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。 ④中a、b、c三者的關(guān)系滿足:c+a=2,+b=1,即與上述平衡等效。 (2)恒溫、恒壓條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng) 判斷方法:極值等比即等效。
32、 例如:2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g) ①2mol3mol0 ②1mol3.5mol2mol ③amolbmolcmol 按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則①②中=,故互為等效平衡。 ③中a、b、c三者關(guān)系滿足:=,即與①②平衡等效。 (3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng) 判斷方法:無論是恒溫、恒容,還是恒溫、恒壓,只要極值等比即等效,因?yàn)閴簭?qiáng)改變對(duì)該類反應(yīng)的化學(xué)平衡無影響。 例如:H2(g)+I(xiàn)2(g)??2HI(g) ①1mol1mol0 ②2mol2mol1mol ③amolbmolcmol ①②兩種情況下,n(H2)∶n(I2)=1∶
33、1,故互為等效平衡。 ③中a、b、c三者關(guān)系滿足∶=1∶1或a∶b=1∶1,c≥0,即與①②平衡等效。 3.虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡 (1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式 新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加并壓縮而成,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。 (2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例,見圖示) 新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加,壓強(qiáng)不變,平衡不移動(dòng)。 1.(2018·衡水二中模擬)在相同溫度和壓強(qiáng)下,對(duì)反應(yīng)CO2(g)+H2(g)??CO(g)+H2O(g)進(jìn)行甲、乙、丙、丁四組實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)起始時(shí)放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表
34、 物質(zhì) 物質(zhì)的量 實(shí)驗(yàn) CO2 H2 CO H2O 甲 amol amol 0mol 0mol 乙 2amol amol 0mol 0mol 丙 0mol 0mol amol amol 丁 amol 0mol amol amol 上述四種情況達(dá)到平衡后,n(CO)的大小順序是( ) A.乙=丁>甲=丙 B.甲>乙>丙>丁 C.乙=甲>?。奖? D.丁>丙>乙>甲 答案 A 解析 四種情況均“一邊倒”為反應(yīng)物,進(jìn)行比較: 物質(zhì) 物質(zhì)的量 實(shí)驗(yàn) CO2 H2 CO H
35、2O 甲 amol amol 0mol 0mol 乙 2amol amol 0mol 0mol 丙 amol amol 0mol 0mol 丁 2amol amol 0mol 0mol 所以乙和丁相當(dāng)于增大了反應(yīng)物(CO2)的初始量,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),相對(duì)于甲和丙n(CO)增大,故有乙=丁>甲=丙。 2.一定溫度下,在3個(gè)容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)??CH3OH(g)達(dá)到平衡,下列說法正確的是( ) 容器 溫度/K 物質(zhì)的起始濃度/mol·L-1 物質(zhì)的平衡濃度/mol·L
36、-1 c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱 B.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大 C.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍 D.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大 答案 D 解析 對(duì)比容器Ⅰ和Ⅲ可知兩者投料量相當(dāng),若溫度相同,最終建立等效平衡,但Ⅲ溫度高,平衡時(shí)c(CH3OH)小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),即逆反應(yīng)為
37、吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;Ⅱ相對(duì)于Ⅰ成比例增加投料量,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率提高,所以Ⅱ中轉(zhuǎn)化率高,B錯(cuò)誤;不考慮溫度,Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動(dòng),所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的兩倍,C錯(cuò)誤;對(duì)比Ⅰ和Ⅲ,若溫度相同,兩者建立等效平衡,兩容器中速率相等,但Ⅲ溫度高,速率更快,D正確。 1.(2017·海南,11改編)已知反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0。在一定溫度和壓強(qiáng)下于密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡。下列敘述正確的是( ) A.升高溫度,K增大 B.減小壓強(qiáng),n(CO2)增加 C.更換高效催
38、化劑,α(CO)增大 D.充入一定量的氮?dú)?,n(H2)不變 答案 D 2.(2016·四川理綜,6)一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)??CO(g)+3H2(g)。設(shè)起始=Z,在恒壓下,平衡時(shí)CH4的體積分?jǐn)?shù)φ(CH4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( ) A.該反應(yīng)的焓變?chǔ)>0 B.圖中Z的大小為a>3>b C.圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中=3 D.溫度不變時(shí),圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡在加壓后φ(CH4)減小 答案 A 解析 A項(xiàng),由圖可知,隨溫度的升高,CH4的體積分?jǐn)?shù)減小,說明平衡向正反應(yīng)方
39、向移動(dòng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正確;B項(xiàng),Z越大,說明大,相當(dāng)于增加H2O的量,平衡正向移動(dòng),CH4的體積分?jǐn)?shù)減小,所以b>3>a,錯(cuò)誤;C項(xiàng),起始時(shí)n(H2O)=3xmol,n(CH4)=xmol,隨平衡的建立,消耗的n(CH4)=n(H2O)=amol,平衡時(shí)=≠3,錯(cuò)誤;D項(xiàng),加壓,平衡向逆反應(yīng)移動(dòng),CH4體積分?jǐn)?shù)增大,錯(cuò)誤。 3.[2016·天津理綜,10(3)]在恒溫恒容的密閉容器中,某儲(chǔ)氫反應(yīng):MHx(s)+yH2(g)?? MHx+2y(s) ΔH<0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是________。 a.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變 b.吸收ymolH2只
40、需1molMHx c.若降溫,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大 d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣,則v(放氫)>v(吸氫) 答案 ac 解析 MHx(s)+yH2(g)??MHx+2y(s) ΔH<0,該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量減小的反應(yīng)。a項(xiàng),平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量不變,壓強(qiáng)不變,正確;b項(xiàng),該反應(yīng)為可逆反應(yīng),吸收ymolH2需要大于1molMHx,錯(cuò)誤;c項(xiàng),因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng),降溫時(shí)該反應(yīng)將向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)的平衡常數(shù)將增大,正確;d項(xiàng),向容器內(nèi)通入少量氫氣,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),v(放氫)<v(吸氫),錯(cuò)誤。 4.(2017·全國卷Ⅱ,27)丁烯是一種
41、重要的化工原料,可由丁烷催化脫氫制備?;卮鹣铝袉栴}: (1)正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下: ①C4H10(g)===C4H8(g)+H2(g) ΔH1 已知:②C4H10(g)+O2(g)===C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119kJ·mol-1 ③H2(g)+O2(g)===H2O(g)ΔH3=-242kJ·mol-1 反應(yīng)①的ΔH1為________kJ·mol-1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖,x________(填“大于”或“小于”)0.1;欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高,應(yīng)采
42、取的措施是________(填標(biāo)號(hào))。 A.升高溫度 B.降低溫度 C.增大壓強(qiáng) D.降低壓強(qiáng) (2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑),出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì),其降低的原因是__________________________。 (3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是________________________、_______
43、_________________________________________________________________;590℃ 之后,丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)+123 小于 AD (2)氫氣是產(chǎn)物之一,隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大,逆反應(yīng)速率增大 (3)升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行 升高溫度時(shí),反應(yīng)速率加快 丁烯高溫裂解
44、生成短碳鏈烴類 解析 (1)根據(jù)蓋斯定律,用②式-③式可得①式,因此ΔH1=ΔH2-ΔH3=-119kJ·mol-1-(-242) kJ·mol-1=+123kJ·mol-1。由(a)圖可以看出,溫度相同時(shí),由0.1MPa變化到xMPa,丁烷的轉(zhuǎn)化率增大,即平衡正向移動(dòng),所以x<0.1。由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),所以溫度升高時(shí),平衡正向移動(dòng),丁烯的平衡產(chǎn)率增大,因此A正確、B錯(cuò)誤;反應(yīng)①正向進(jìn)行時(shí)體積增大,加壓時(shí)平衡逆向移動(dòng),丁烯的平衡產(chǎn)率減小,因此C錯(cuò)誤、D正確。(2)反應(yīng)初期,H2可以活化催化劑,進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)較小,丁烷濃度大,反應(yīng)向正反應(yīng)
45、方向進(jìn)行的程度大,丁烯轉(zhuǎn)化率升高;隨著進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)增大,原料中過量的H2會(huì)使反應(yīng)①平衡逆向移動(dòng),所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降。(3)590℃之前,溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快,生成的丁烯會(huì)更多,同時(shí)由于反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng),平衡體系中會(huì)含有更多的丁烯。而溫度超過590℃時(shí),丁烯高溫會(huì)裂解生成短碳鏈烴類,使產(chǎn)率降低。 1.(2017·淄博聯(lián)考)在一定條件下,可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),下列說法正確的是( ) A.降低溫度,可提高反應(yīng)速率 B.加入合適的催化劑,可提高
46、N2的轉(zhuǎn)化率 C.N2的正反應(yīng)速率等于NH3的逆反應(yīng)速率 D.反應(yīng)物和生成物的濃度都不再發(fā)生變化 答案 D 解析 降低溫度,反應(yīng)速率減慢,A項(xiàng)錯(cuò)誤;加入合適的催化劑,反應(yīng)速率加快,但平衡不移動(dòng),N2的轉(zhuǎn)化率不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),N2的正反應(yīng)速率等于NH3的逆反應(yīng)速率的1/2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度不變,D項(xiàng)正確。 2.用銅、鉻的氧化物作催化劑時(shí),HCl制Cl2的原理為4HCl(g)+O2(g)??2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6kJ·mol-1,下列說法正確的是( ) A.平衡時(shí),將生成的水蒸氣除去,有利于提高HCl的
47、轉(zhuǎn)化率 B.在恒容絕熱容器中進(jìn)行時(shí),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,氣體的壓強(qiáng)一定不斷減小 C.恒壓容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后通入惰性氣體,平衡不移動(dòng) D.平衡時(shí),其他條件不變,增大催化劑用量,反應(yīng)的平衡常數(shù)將變大 答案 A 解析 平衡時(shí)除去水蒸氣,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),有利于提高HCl的轉(zhuǎn)化率,A項(xiàng)正確;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溫度將不斷升高,雖然該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),但很難確定壓強(qiáng)是否減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;恒壓容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后通入惰性氣體,相當(dāng)于減小反應(yīng)體系氣體的壓強(qiáng),平衡向逆方向移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;催化劑對(duì)平衡常數(shù)沒有影響,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.一定條件下,通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的
48、回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l) ΔH<0。若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進(jìn)行,下列有關(guān)說法正確的是( ) A.平衡前,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變 B.平衡時(shí),其他條件不變,分離出硫,正反應(yīng)速率加快 C.平衡時(shí),其他條件不變,升高溫度可提高SO2的轉(zhuǎn)化率 D.其他條件不變,使用不同催化劑,該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變 答案 D 解析 S為液體,正反應(yīng)是氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng),隨著反應(yīng)進(jìn)行,氣體物質(zhì)的量減小,壓強(qiáng)減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;硫是純液態(tài)生成物,分離出硫后正反應(yīng)速率不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;此反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),SO2的轉(zhuǎn)化率降低,C項(xiàng)錯(cuò)誤;
49、化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,D項(xiàng)正確。 4.(2017·北京朝陽區(qū)一模)探究濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響,實(shí)驗(yàn)如下: Ⅰ.向5mL0.05mol·L-1FeCl3溶液中加入5mL0.05mol·L-1KI溶液(反應(yīng)a),反應(yīng)達(dá)到平衡后將溶液分為兩等份 Ⅱ.向其中一份中加入飽和KSCN溶液,變紅(反應(yīng)b);加入CCl4,振蕩、靜置,下層顯極淺的紫色 Ⅲ.向另一份中加入CCl4,振蕩、靜置,下層顯紫紅色 結(jié)合實(shí)驗(yàn),下列說法不正確的是( ) A.反應(yīng)a為2Fe3++2I-??2Fe2++I(xiàn)2 B.Ⅱ中,反應(yīng)a進(jìn)行的程度大于反應(yīng)b進(jìn)行的
50、程度 C.實(shí)驗(yàn)Ⅱ中變紅的原理Fe3++3SCN-??Fe(SCN)3 D.比較水溶液中c(Fe2+):Ⅱ<Ⅲ 答案 B 解析 由藥品用量看,F(xiàn)e3+與I-能恰好反應(yīng),再依據(jù)Ⅱ、Ⅲ實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可知,反應(yīng)混合物中存在Fe3+和I2,因而Fe3+與I-的反應(yīng)為可逆反應(yīng),A正確;結(jié)合Ⅱ、Ⅲ實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,a反應(yīng)后I2濃度較大,b反應(yīng)后I2濃度較小,說明SCN-結(jié)合Fe3+的能力比I-還原Fe3+的能力強(qiáng),使2Fe3++2I-??2Fe2++I(xiàn)2的平衡逆向逆動(dòng),B錯(cuò)。 5.如圖所示,三個(gè)燒瓶中分別充滿NO2氣體并分別裝置在盛有下列物質(zhì)的燒杯(燒杯內(nèi)有水)中: 在(1)中加入CaO,在(2)
51、中不加其他任何物質(zhì),在(3)中加入NH4Cl晶體,發(fā)現(xiàn)(1)中紅棕色變深,(3)中紅棕色變淺。 [已知反應(yīng)2NO2(紅棕色)??N2O4(無色)] 下列敘述正確的是( ) A.2NO2??N2O4是放熱反應(yīng) B.NH4Cl溶于水時(shí)放出熱量 C.燒瓶(1)中平衡混合氣體的相對(duì)分子質(zhì)量增大 D.燒瓶(3)中氣體的壓強(qiáng)增大 答案 A 解析 加CaO的燒杯(1)中溫度升高,(1)中紅棕色變深,說明平衡逆向移動(dòng),平衡混合氣體的相對(duì)分子質(zhì)量減??;(3)中紅棕色變淺,說明平衡正向移動(dòng),氣體的壓強(qiáng)減小,加NH4Cl晶體的燒杯(3)中溫度降低,由此可說明2NO2??N2O4是放熱反應(yīng),NH
52、4Cl溶于水時(shí)吸收熱量。 6.(2016·海南,11改編)由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是( ) A.由X→Y反應(yīng)的ΔH=E5-E2 B.由X→Z反應(yīng)的ΔH>0 C.降低壓強(qiáng)有利于提高Y的產(chǎn)率 D.升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率 答案 C 解析 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化決定于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小,由圖可知,X→Y反應(yīng)的ΔH=E3-E2,X→Z反應(yīng)的ΔH=E1-E2<0,反應(yīng)放熱,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;由X生成Y的反應(yīng),即2X(g)??3Y(g),是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),降低壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),有利于提高Y的產(chǎn)率,C正確;X→Z的反應(yīng)是
53、放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),不利于提高Z的產(chǎn)率,D錯(cuò)誤。 7.(2017·遼寧葫蘆島六校協(xié)作體考試)已知反應(yīng):CO(g)+3H2(g)??CH4(g)+H2O(g)。起始以物質(zhì)的量之比為1∶1充入反應(yīng)物,不同壓強(qiáng)條件下,H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示(M、N點(diǎn)標(biāo)記為▲)。下列有關(guān)說法正確的是( ) A.上述反應(yīng)的ΔH<0 B.N點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率一定比M點(diǎn)的快 C.降低溫度,H2的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100% D.工業(yè)上用此法制取甲烷應(yīng)采用更高的壓強(qiáng) 答案 A 解析 根據(jù)圖像,隨著溫度的升高,H2的轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),根據(jù)勒夏特列原理,正
54、反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,A項(xiàng)正確;N點(diǎn)壓強(qiáng)大于M點(diǎn)的,M點(diǎn)溫度高于N點(diǎn)的,因此無法確定兩點(diǎn)的反應(yīng)速率快慢,B項(xiàng)錯(cuò)誤;此反應(yīng)是可逆反應(yīng),不能完全進(jìn)行到底,C項(xiàng)錯(cuò)誤;控制合適的溫度和壓強(qiáng),既能保證反應(yīng)速率較快,也能保證H2有較高的轉(zhuǎn)化率,采用更高的壓強(qiáng)對(duì)設(shè)備的要求更高,增加經(jīng)濟(jì)成本,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8.在初始溫度為500℃、容積恒定為10L的三個(gè)密閉容器中,按圖所示投入原料,發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)??CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-25kJ·mol-1。已知乙達(dá)到平衡時(shí)氣體的壓強(qiáng)為開始時(shí)的0.55倍;乙、丙中初始反應(yīng)方向不同,平衡后對(duì)應(yīng)各組分的體積分?jǐn)?shù)相等。下列
55、分析正確的是( ) 絕熱 恒溫 恒溫 甲 乙 丙 A.剛開始反應(yīng)時(shí)速率:甲>乙 B.平衡后反應(yīng)放熱:甲>乙 C.500℃時(shí)乙容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3×102 D.若a≠0,則0.9<b<1 答案 D 解析 剛開始反應(yīng)時(shí)甲和乙各組分的濃度相等,所以開始時(shí)反應(yīng)速率相等,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;甲是絕熱體系,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)放出熱量,使得體系的溫度升高,所以平衡逆向移動(dòng),但乙為恒溫體系,所以甲相當(dāng)于在乙的基礎(chǔ)上逆向移動(dòng)了,故平衡后反應(yīng)放熱:甲<乙,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;設(shè)二氧化碳的轉(zhuǎn)化量為xmol,則:
56、 CO2(g)+3H2(g)??CH3OH(g)+H2O(g) 起始量/mol 1 3 0 0 轉(zhuǎn)化量/mol x 3x x x 平衡量/mol 1-x 3-3x x x 有=0.55,解得x=0.9,所以平衡常數(shù)K==3×104,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;乙和丙中初始反應(yīng)方向不同,平衡后對(duì)應(yīng)各組分的體積分?jǐn)?shù)相等,此時(shí)二者建立的平衡為等效平衡,根據(jù)C項(xiàng)的計(jì)算分析,平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量為0.9mol,則0.9<b<1,故D項(xiàng)正確。 9.鐵的氧化物可用于脫除煤氣中的H2S,反應(yīng)原理如下: Fe3O4(s)+3H2S(g
57、)+H2(g)??3FeS(s)+4H2O(g)① Fe2O3(s)+2H2S(g)+H2(g)??2FeS(s)+3H2O(g)② FeO(s)+H2S(g)??FeS(s)+H2O(g)③ 溫度與平衡常數(shù)的關(guān)系如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是( ) A.上述反應(yīng)均為吸熱反應(yīng) B.壓強(qiáng)越大,H2S脫除率越高 C.溫度越高,H2S脫除率越高 D.相同溫度、相同物質(zhì)的量的三種鐵的氧化物中,F(xiàn)e3O4脫除H2S的效果最好 答案 D 解析 溫度越高,平衡常數(shù)越小,說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高,H2S的脫除率越低,A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤;上述3個(gè)反應(yīng)均是氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平
58、衡不移動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤。 10.(2018·大連二十四中模擬)鎳能與CO反應(yīng),化學(xué)方程式如下: Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH (1)ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。 (2)工業(yè)上,利用密閉石英管提純粗鎳。在密閉石英管內(nèi)充滿CO,在________(填“高溫區(qū)”或“低溫區(qū)”)放置粗鎳,在另一區(qū)域收集純鎳粉。 (3)吸煙時(shí),煙草燃燒生成的CO會(huì)與煙草中微量的Ni在肺部發(fā)生該反應(yīng),生成容易進(jìn)入血液的Ni(CO)4,隨著CO與血紅蛋白的結(jié)合,在血液中不斷積累重金屬鎳單質(zhì),使人體中毒。用化學(xué)平衡原理解釋“鎳積累”:___________
59、____________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)< (2)低溫區(qū)(3)Ni(CO)4進(jìn)入血液后,CO與血紅蛋白結(jié)合,平衡左移,鎳在人體中積累 解析 (1)在較低溫度下有利于合成四羰基合鎳,在高溫下四羰基合鎳分解,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)利用平衡移動(dòng)原理提純鎳:粗鎳中含有不反應(yīng)且難揮發(fā)的雜質(zhì),將粗鎳放在低溫區(qū),使鎳與CO化合成氣態(tài)四羰基合鎳,將難揮發(fā)的雜質(zhì)殘留在低溫區(qū)。在高溫區(qū),四羰基合鎳蒸氣分解
60、,純鎳留在高溫區(qū)。(3)CO與血紅蛋白結(jié)合能力很強(qiáng),使平衡向左移動(dòng),產(chǎn)生的鎳逐漸增多。 11.(2018·淮安檢測(cè))汽車尾氣中CO、NO2在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng):4CO(g)+2NO2(g)??4CO2(g)+N2(g)ΔH=-1200kJ·mol-1。在一定溫度下,向容積固定為2L的密閉容器中充入一定量的CO和NO2,NO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示: (1)0~10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(CO)=________,從11min起其他條件不變,壓縮容器的容積變?yōu)?L,則n(NO2)的變化曲線可能為圖中的________(填字母)。 (2)恒溫恒容條
61、件下,不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填字母)。 A.容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化 B.容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變 C.2v逆(NO2)=v正(N2) D.容器內(nèi)混合氣體密度保持不變 (3)對(duì)于該反應(yīng),溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時(shí),下列圖像表示正確的是________(填序號(hào))。 答案 (1)0.03mol·L-1·min-1 d (2)CD (3)乙 解析 (1)0~10min內(nèi)v(CO)=2v(NO2)=×2=0.03mol·L-1·min-1。從11min起壓縮容器容積,壓強(qiáng)增大,平衡正向移
62、動(dòng),n(NO2)應(yīng)逐漸減小直至達(dá)到新的平衡。(2)混合氣體顏色不再變化,說明各物質(zhì)的濃度不變,可以說明達(dá)到平衡,A對(duì);反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不相等,因此壓強(qiáng)保持不變,可以說明達(dá)到平衡,B對(duì);v逆(NO2)=2v正(N2)才能說明達(dá)到平衡,C錯(cuò);反應(yīng)體系中物質(zhì)全部為氣體,密度始終保持不變,不能說明達(dá)到平衡,D錯(cuò)。(3)甲,溫度升高,v正、v逆應(yīng)該均出現(xiàn)突增,錯(cuò)誤;乙,溫度升高,平衡逆向移動(dòng),NO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)該降低,正確;丙,溫度不變時(shí),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該減小,錯(cuò)誤。 12.乙醇是重要的有機(jī)化工原料,可由乙烯氣相直接水合法[C2H4(g)+H2O(g)??C2H5OH
63、(g)]生產(chǎn)。下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中∶=1∶1)。 (1)圖中壓強(qiáng)(p1、p2、p3、p4)的大小順序?yàn)開_________,理由是_________________________ ________________________________________________________________________。 (2)氣相直接水合法常用的工藝條件為磷酸/硅藻土為催化劑,反應(yīng)溫度290℃、壓強(qiáng)6.9MPa,∶=0.6∶1,乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%,若要進(jìn)一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率,除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)外,還可以采取的措施有_____
64、_______________、___________________ ____________________________________________________。 答案 (1)p4>p3>p2>p1 正反應(yīng)為分子數(shù)減少的化學(xué)反應(yīng),相同溫度下,壓強(qiáng)增大,乙烯轉(zhuǎn)化率提高 (2)將產(chǎn)物乙醇液化移去 增加∶的比值 解析 (1)C2H4(g)+H2O(g)??C2H5OH(g)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng),相同溫度下,增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),C2H4的轉(zhuǎn)化率提高,所以p4>p3>p2>p1。 (2)依據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)及平衡移動(dòng)原理,提高乙烯轉(zhuǎn)化
65、率還可以增大H2O與C2H4的比例,將乙醇及時(shí)分離出去等。 13.(2018·南昌縣蓮塘一中月考)T℃下,向一容積不變的密閉容器中,通入一定量的NO和CO,用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間NO和CO濃度如下表: 時(shí)間/s 0 1 2 3 4 5 c(NO)/×10-4 mol·L-1 10.0 4.50 c1 1.50 1.00 1.00 c(CO)/×10-3 mol·L-1 3.60 3.05 c2 2.75 2.70 2.70 (1)則c2合理的數(shù)值為________(填字母)。 A.4.
66、20 B.4.00 C.2.95 D.2.80 (2)將不同物質(zhì)的量的H2O(g)和CO(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng):H2O(g)+CO(g)??CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù): 實(shí)驗(yàn)組 溫度/℃ 起始量/ mol 平衡量/ mol 達(dá)到平衡所 需時(shí)間/min H2O CO CO H2 Ⅰ 650 2 4 2.4 1.6 5 Ⅱ 900 1 2 1.6 0.4 3 Ⅲ 900 a b c d t 若a=2,b=1,則c=________,達(dá)到平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)組Ⅱ中H2O(g)和實(shí)驗(yàn)組Ⅲ中CO的轉(zhuǎn)
67、化率的關(guān)系為αⅡ(H2O)________(填“<”“>”或“=”)αⅢ(CO)。 (3)二甲醚是清潔能源,用CO在催化劑存在下制備二甲醚的反應(yīng)原理為2CO(g)+4H2(g)??CH3OCH3(g)+H2O(g),已知一定條件下,該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比的變化曲線如圖所示。 ①a、b、c按從大到小的順序排序?yàn)開______________________________________________。 ②根據(jù)圖像可以判斷該反應(yīng)為放熱反應(yīng),理由是____________________________________ ________________________
68、________________________________________________。 答案 (1)D (2)0.6?。健?3)①a>b>c?、谕读媳认嗤?,溫度越高,α(CO)越小,平衡左移,該反應(yīng)為放熱反應(yīng) 解析 (1)由于CO為反應(yīng)物,逐漸被消耗,故c2應(yīng)介于2.75~3.05之間,又濃度越大,反應(yīng)速率越快,即3.05-c2>c2-2.75,故應(yīng)選D。(2)由H2O(g)+CO(g)??CO2(g)+H2(g)可知Ⅱ中平衡時(shí)n(H2O)=0.6 mol,Ⅱ可看作向容器中加入1 mol CO、1 mol H2O建立平衡后又加1 mol CO重新建立的平衡,Ⅲ可看作向容器中加入1 mol CO、1 mol H2O,建立平衡后又加1 mol H2O重新建立的平衡,故對(duì)平衡右移的促進(jìn)作用完全相同。故c(CO)=0.6 mol,αⅡ(H2O)=αⅢ(CO)。(3)①α(CO)越大,越大,故a>b>c,
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