2019版高考化學(xué)一輪復(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)平衡的移動學(xué)案.doc
《2019版高考化學(xué)一輪復(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)平衡的移動學(xué)案.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019版高考化學(xué)一輪復(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)平衡的移動學(xué)案.doc(26頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
第24講 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡的移動 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、催化劑等)對化學(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)方向進行,同時又可以向逆反應(yīng)方向進行的化學(xué)反應(yīng)。 (2)特點 ①二同:a.相同條件下;b.正、逆反應(yīng)同時進行。 ②一?。悍磻?yīng)物與生成物同時存在;任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。 (3)表示 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 3.判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種方法 (1)動態(tài)標志: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):必須標明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如aA+bBcC+dD,=時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。 (2)靜態(tài)標志: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)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)等)不變。 ③溫度、壓強(化學(xué)反應(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)達到平衡狀態(tài);若物理量為“不變量”,則不能作為平衡標志。 (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)對反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g),壓強不隨時間而變,說明反應(yīng)已達平衡狀態(tài)() (4)對于NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)反應(yīng),當每消耗1 mol SO3的同時生成1 mol NO2時,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)() (5)化學(xué)平衡狀態(tài)指的是反應(yīng)靜止了,不再發(fā)生反應(yīng)了() (6)對于A(g)+B(g)2C(g)+D(g)反應(yīng),當密度保持不變,在恒溫恒容或恒溫恒壓條件下,均不能作為達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標志() (7)恒溫恒容下進行的可逆反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),當SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)() (8)在2 L密閉容器內(nèi),800 ℃時反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中,當該容器內(nèi)顏色保持不變時能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)(√) 1.向含有2 mol SO2的容器中通入過量氧氣發(fā)生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-Q kJmol-1(Q>0),充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量______2 mol(填“<”“>”或“=”,下同),SO2的物質(zhì)的量______0 mol,轉(zhuǎn)化率______100%,反應(yīng)放出的熱量________ Q kJ。 答案?。肌??。肌。? 2.一定溫度下,反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的焓變?yōu)棣?,F(xiàn)將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是________。 答案 ①④ 解析 ΔH是恒量,不能作為判斷平衡狀態(tài)的標志;該反應(yīng)是充入1 mol N2O4,正反應(yīng)速率應(yīng)是逐漸減少直至不變,③曲線趨勢不正確。 題組一 極端假設(shè),界定范圍,突破判斷 1.在密閉容器中進行反應(yīng):X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 mol L-1、0.3 molL-1、0.2 molL-1,在一定條件下,當反應(yīng)達到平衡時,各物質(zhì)的濃度有可能是( ) A.Z為0.3 molL-1 B.Y2為0.4 molL-1 C.X2為0.2 molL-1 D.Z為0.4 molL-1 答案 A 2.(2018長沙一中月考)一定條件下,對于可逆反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達到平衡時,X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL-1、0.3 molL-1、0.08 molL-1,則下列判斷正確的是( ) A.c1∶c2=3∶1 B.平衡時,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<0.14 molL-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)的特點可知0<c1<0.14 molL-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)正向進行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g) 起始濃度(molL-1) 0.1 0.3 0.2 改變濃度(molL-1) 0.1 0.1 0.2 終態(tài)濃度(molL-1) 0 0.2 0.4 假設(shè)反應(yīng)逆向進行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g) 起始濃度(molL-1) 0.1 0.3 0.2 改變濃度(molL-1) 0.1 0.1 0.2 終態(tài)濃度(molL-1) 0.2 0.4 0 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)對于CO2+3H2CH3OH+H2O,下列說法能判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是( ) A.v(CO2)=v(H2) B.3v逆(H2)=v正(H2O) C.v正(H2)=3v逆(CO2) D.斷裂3 mol H—H鍵的同時,形成2 mol O—H鍵 答案 C 4.在一定溫度下的定容容器中,當下列物理量不再發(fā)生變化時:①混合氣體的壓強,②混合氣體的密度,③混合氣體的總物質(zhì)的量,④混合氣體的平均相對分子質(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)達到平衡狀態(tài)的是________。 (2)能說明I2(g)+H2(g)2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是________。 (3)能說明2NO2(g)N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是________________________。 (4)能說明C(s)+CO2(g)2CO(g)達到平衡狀態(tài)的是________。 (5)能說明NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)達到平衡狀態(tài)的是________。 (6)能說明5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)達到平衡狀態(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”個易失分點 (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,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)。 (2)不能作為“標志”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),體系的壓強或總物質(zhì)的量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。 ③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(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。 考點二 化學(xué)平衡移動 1.化學(xué)平衡移動的過程 2.化學(xué)平衡移動與化學(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。 (2)v正=v逆:反應(yīng)達到平衡狀態(tài),不發(fā)生平衡移動。 (3)v正<v逆:平衡向逆反應(yīng)方向移動。 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 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 壓強(對有氣體參加的反應(yīng)) 反應(yīng)前后氣體體積改變 增大壓強 向氣體分子總數(shù)減小的方向移動 減小壓強 向氣體分子總數(shù)增大的方向移動 反應(yīng)前后氣體體積不變 改變壓強 平衡不移動 溫度 升高溫度 向吸熱反應(yīng)方向移動 降低溫度 向放熱反應(yīng)方向移動 催化劑 同等程度改變v正、v逆,平衡不移動 (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、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。 (3)“惰性氣體”對化學(xué)平衡的影響 ①恒溫、恒容條件 原平衡體系體系總壓強增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動。 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,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() (2)升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,此時v放減小,v吸增大() (3)合成氨反應(yīng)需要使用催化劑,說明催化劑可以促進該平衡向生成氨的方向移動,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,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,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,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大(√) (7)往平衡體系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入適量KCl固體,平衡逆向移動,溶液的顏色變淺() (8)對于2NO2(g)N2O4(g)的平衡體系,壓縮體積,增大加強,平衡正向移動,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=-92.4 kJmol-1,只改變一種外界條件,完成下表: 改變條件 平衡移動方向 氫氣的轉(zhuǎn)化率(增大、減小或不變) 氨氣的體積分數(shù)(增大、減小或不變) 增大氮氣的濃度 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 不變 不變 題組一 選取措施使化學(xué)平衡定向移動 1.(2017南寧高三質(zhì)檢)COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,當反應(yīng)達到平衡時,下列措施:①升溫?、诤闳萃ㄈ攵栊詺怏w?、墼黾覥O濃度?、軠p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.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.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。恒壓通入惰性氣體,相當于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響。增加CO的濃度,將導(dǎo)致平衡逆向移動。 2.(2017鄭州一中檢測)將NO2裝入帶有活塞的密閉容器中,當反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達到平衡后,改變某個條件,下列敘述正確的是( ) 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,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,壓強增大,但小于原來壓強的兩倍 D.恒溫恒容時,充入惰性氣體,壓強增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,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,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A錯誤;首先假設(shè)平衡不移動,壓縮體積,氣體顏色加深,但平衡向正反應(yīng)方向移動,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錯誤;同理C項,首先假設(shè)平衡不移動,若體積減小一半,則壓強變?yōu)樵瓉淼膬杀叮胶庀蛘磻?yīng)方向移動,使壓強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,顏色無變化,D錯誤。 3.在壓強為0.1 MPa、溫度為300 ℃條件下,a mol CO與3a mol H2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________(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,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,CH3OH的產(chǎn)率降低,體積不變,充入He,平衡不移動。 化學(xué)平衡移動的目的是“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,但達到新平衡時,A的濃度一定比原平衡大;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,達到新的平衡狀態(tài)時50 ℃<T<80 ℃;③若對體系N2(g)+3H2(g)2NH3(g)加壓,例如從30 MPa加壓到60 MPa,化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動,達到新的平衡時30 MPa<p<60 MPa。 題組二 條件改變時對化學(xué)平衡移動結(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)并達到平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。當改變某個條件并維持新條件直至新的平衡時,下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是( ) 選項 改變條件 新平衡與原平衡比較 A 增大壓強 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 使用適當催化劑 NH3的體積分數(shù)增大 答案 B 解析 A項,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平衡向正反應(yīng)方向移動,但氮氣的濃度仍然比原平衡大,不正確;B項,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,氮氣的轉(zhuǎn)化率降低,正確;C項,充入一定量的氫氣,平衡向正反應(yīng)方向移動,氮氣的轉(zhuǎn)化率增大,而氫氣的轉(zhuǎn)化率降低,不正確;D項,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催化劑對上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。 (1)實驗測得在一定壓強下,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)在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大,請在上圖畫出相應(yīng)αHCl~T曲線的示意圖,并簡要說明理由:_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (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,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,得出正反應(yīng)方向為放熱反應(yīng),即ΔH<0。(2)結(jié)合可逆反應(yīng)2HCl(g)+O2(g)H2O(g)+Cl2(g)的特點,增大壓強平衡向右移動,αHCl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。A項,增大n(HCl),則c(HCl)增大,雖平衡正向移動,但αHCl減小,錯誤;B項,增大n(O2)即增大反應(yīng)物的濃度;D項,移去H2O即減小生成物的濃度,均能使平衡正向移動,兩項都正確;C項,使用更好的催化劑,只能加快反應(yīng)速率,不能使平衡移動,錯誤。 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),控制反應(yīng)溫度600 ℃,并保持體系總壓為常壓的條件下進行反應(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)的量分數(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:____________________________。 (2)控制反應(yīng)溫度為600 ℃的理由是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增加,加入水蒸氣稀釋,相當于起減壓的效果 (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)平衡移動的思維過程 關(guān)注特點— ―→分析條件(濃度、溫度、壓強等) ―→想原理(平衡移動原理)―→綜合判斷得結(jié)論。 題組三 平衡移動方向與結(jié)果的判斷 7.對于以下三個反應(yīng),從反應(yīng)開始進行到達到平衡后,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,達到平衡后,PCl5(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,達到平衡后,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,達到平衡后,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,當改變其中一種氣態(tài)物質(zhì)的濃度時,必然會引起壓強的改變,但判斷平衡移動的方向時,仍以濃度的影響來考慮。如反應(yīng)2NO2N2O4,達到平衡后,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;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。但由于兩種情況下,容器內(nèi)的壓強都增大,故對最終平衡狀態(tài)的影響是一致的,則兩種情況下,達到新的平衡時,NO2的百分含量都比原平衡時要小。 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)計量數(shù)之比,達到平衡后,它們的轉(zhuǎn)化率相等。 ②若只增加A的量,平衡正向移動,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(或擴大)容器體積,氣體反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計量數(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,增加A的量,等效于壓縮容器體積,A的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計量數(shù)有關(guān)。 增大c(A) 考點三 應(yīng)用“等效平衡”判斷平衡移動的結(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)同時投料,達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、體積分數(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) ① 2 mol 1 mol 0 ② 0 0 2 mol ③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol ④ a mol b mol c mol 上述①②③三種配比,按化學(xué)方程式的化學(xué)計量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則SO2均為2 mol,O2均為1 mol,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。 例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ① 2 mol 3 mol 0 ② 1 mol 3.5 mol 2 mol ③ a mol b mol c mol 按化學(xué)方程式的化學(xué)計量關(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,因為壓強改變對該類反應(yīng)的化學(xué)平衡無影響。 例如:H2(g)+I2(g)2HI(g) ① 1 mol 1 mol 0 ② 2 mol 2 mol 1 mol ③ a mol b mol c mol ①②兩種情況下,n(H2)∶n(I2)=1∶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)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成,相當于增大壓強。 (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)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加,壓強不變,平衡不移動。 1.(2018衡水二中模擬)在相同溫度和壓強下,對反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)進行甲、乙、丙、丁四組實驗,實驗起始時放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表 物質(zhì) 物質(zhì)的量 實驗 CO2 H2 CO H2O 甲 a mol a mol 0 mol 0 mol 乙 2a mol a mol 0 mol 0 mol 丙 0 mol 0 mol a mol a mol 丁 a mol 0 mol a mol a mol 上述四種情況達到平衡后,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,進行比較: 物質(zhì) 物質(zhì)的量 實驗 CO2 H2 CO H2O 甲 a mol a mol 0 mol 0 mol 乙 2a mol a mol 0 mol 0 mol 丙 a mol a mol 0 mol 0 mol 丁 2a mol a mol 0 mol 0 mol 所以乙和丁相當于增大了反應(yīng)物(CO2)的初始量,平衡向正反應(yīng)方向移動,相對于甲和丙n(CO)增大,故有乙=丁>甲=丙。 2.一定溫度下,在3個容積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)達到平衡,下列說法正確的是( ) 容器 溫度/K 物質(zhì)的起始濃度/molL-1 物質(zhì)的平衡濃度/molL-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.達到平衡時,容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大 C.達到平衡時,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍 D.達到平衡時,容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大 答案 D 解析 對比容器Ⅰ和Ⅲ可知兩者投料量相當,若溫度相同,最終建立等效平衡,但Ⅲ溫度高,平衡時c(CH3OH)小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A錯誤;Ⅱ相對于Ⅰ成比例增加投料量,相當于加壓,平衡正向移動,轉(zhuǎn)化率提高,所以Ⅱ中轉(zhuǎn)化率高,B錯誤;不考慮溫度,Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍,相當于加壓,平衡正向移動,所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的兩倍,C錯誤;對比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。在一定溫度和壓強下于密閉容器中,反應(yīng)達到平衡。下列敘述正確的是( ) A.升高溫度,K增大 B.減小壓強,n(CO2)增加 C.更換高效催化劑,α(CO)增大 D.充入一定量的氮氣,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CH4的體積分數(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ΔH>0 B.圖中Z的大小為a>3>b C.圖中X點對應(yīng)的平衡混合物中=3 D.溫度不變時,圖中X點對應(yīng)的平衡在加壓后φ(CH4)減小 答案 A 解析 A項,由圖可知,隨溫度的升高,CH4的體積分數(shù)減小,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正確;B項,Z越大,說明大,相當于增加H2O的量,平衡正向移動,CH4的體積分數(shù)減小,所以b>3>a,錯誤;C項,起始時n(H2O)=3x mol,n(CH4)=x mol,隨平衡的建立,消耗的n(CH4)=n(H2O)=a mol,平衡時=≠3,錯誤;D項,加壓,平衡向逆反應(yīng)移動,CH4體積分數(shù)增大,錯誤。 3.[2016天津理綜,10(3)]在恒溫恒容的密閉容器中,某儲氫反應(yīng):MHx(s)+yH2(g) MHx+2y(s) ΔH<0達到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是________。 a.容器內(nèi)氣體壓強保持不變 b.吸收y mol H2只需1 mol MHx 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,平衡時氣體的物質(zhì)的量不變,壓強不變,正確;b項,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),吸收y mol H2需要大于1 mol MHx,錯誤;c項,因為該反應(yīng)的正反應(yīng)方向為放熱反應(yīng),降溫時該反應(yīng)將向正反應(yīng)方向移動,反應(yīng)的平衡常數(shù)將增大,正確;d項,向容器內(nèi)通入少量氫氣,相當于增大壓強,平衡正向移動,v(放氫)<v(吸氫),錯誤。 4.(2017全國卷Ⅱ,27)丁烯是一種重要的化工原料,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=-119 kJmol-1 ③H2(g)+ O2(g)===H2O(g) ΔH3=-242 kJmol-1 反應(yīng)①的ΔH1為________ kJmol-1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強的關(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)采取的措施是________(填標號)。 A.升高溫度 B.降低溫度 C.增大壓強 D.降低壓強 (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,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________________________、________________________________________________________________________;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)向吸熱方向進行 升高溫度時,反應(yīng)速率加快 丁烯高溫裂解生成短碳鏈烴類 解析 (1)根據(jù)蓋斯定律,用②式-③式可得①式,因此ΔH1=ΔH2-ΔH3=-119 kJmol-1-(-242) kJmol-1=+123 kJmol-1。由(a)圖可以看出,溫度相同時,由0.1 MPa變化到x MPa,丁烷的轉(zhuǎn)化率增大,即平衡正向移動,所以x<0.1。由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),所以溫度升高時,平衡正向移動,丁烯的平衡產(chǎn)率增大,因此A正確、B錯誤;反應(yīng)①正向進行時體積增大,加壓時平衡逆向移動,丁烯的平衡產(chǎn)率減小,因此C錯誤、D正確。(2)反應(yīng)初期,H2可以活化催化劑,進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)較小,丁烷濃度大,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行的程度大,丁烯轉(zhuǎn)化率升高;隨著進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)增大,原料中過量的H2會使反應(yīng)①平衡逆向移動,所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降。(3)590 ℃之前,溫度升高時反應(yīng)速率加快,生成的丁烯會更多,同時由于反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動,平衡體系中會含有更多的丁烯。而溫度超過590 ℃時,丁烯高溫會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 kJmol-1,達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,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項錯誤;加入合適的催化劑,反應(yīng)速率加快,但平衡不移動,N2的轉(zhuǎn)化率不變,B項錯誤;反應(yīng)達到平衡時,N2的正反應(yīng)速率等于NH3的逆反應(yīng)速率的1/2,C項錯誤;反應(yīng)達到平衡時,反應(yīng)物和生成物的濃度不變,D項正確。 2.用銅、鉻的氧化物作催化劑時,HCl制Cl2的原理為4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJmol-1,下列說法正確的是( ) A.平衡時,將生成的水蒸氣除去,有利于提高HCl的轉(zhuǎn)化率 B.在恒容絕熱容器中進行時,隨著反應(yīng)的進行,氣體的壓強一定不斷減小 C.恒壓容器中,反應(yīng)達到平衡后通入惰性氣體,平衡不移動 D.平衡時,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 平衡時除去水蒸氣,平衡向正反應(yīng)方向移動,有利于提高HCl的轉(zhuǎn)化率,A項正確;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨著反應(yīng)的進行,溫度將不斷升高,雖然該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),但很難確定壓強是否減小,B項錯誤;恒壓容器中,反應(yīng)達到平衡后通入惰性氣體,相當于減小反應(yīng)體系氣體的壓強,平衡向逆方向移動,C項錯誤;催化劑對平衡常數(shù)沒有影響,D項錯誤。 3.一定條件下,通過下列反應(yīng)可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l) ΔH<0。若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進行,下列有關(guān)說法正確的是( ) A.平衡前,隨著反應(yīng)的進行,容器內(nèi)壓強始終不變 B.平衡時,其他條件不變,分離出硫,正反應(yīng)速率加快 C.平衡時,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)進行,氣體物質(zhì)的量減小,壓強減小,A項錯誤;硫是純液態(tài)生成物,分離出硫后正反應(yīng)速率不變,B項錯誤;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,SO2的轉(zhuǎn)化率降低,C項錯誤;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項正確。 4.(2017北京朝陽區(qū)一模)探究濃度對化學(xué)平衡的影響,實驗如下: Ⅰ.向5 mL 0.05 molL-1 FeCl3溶液中加入5 mL 0.05 molL-1KI溶液(反應(yīng)a),反應(yīng)達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)合實驗,下列說法不正確的是( ) A.反應(yīng)a為2Fe3++2I-2Fe2++I2 B.Ⅱ中,反應(yīng)a進行的程度大于反應(yīng)b進行的程度 C.實驗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實驗現(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實驗現(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,使2Fe3++2I-2Fe2++I2的平衡逆向逆動,B錯。 5.如圖所示,三個燒瓶中分別充滿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)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.2NO2N2O4是放熱反應(yīng) B.NH4Cl溶于水時放出熱量 C.燒瓶(1)中平衡混合氣體的相對分子質(zhì)量增大 D.燒瓶(3)中氣體的壓強增大 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,平衡混合氣體的相對分子質(zhì)量減?。?3)中紅棕色變淺,說明平衡正向移動,氣體的壓強減小,加NH4Cl晶體的燒杯(3)中溫度降低,由此可說明2NO2N2O4是放熱反應(yīng),NH4Cl溶于水時吸收熱量。 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項錯誤;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,平衡正向移動,有利于提高Y的產(chǎn)率,C正確;X→Z的反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,不利于提高Z的產(chǎn)率,D錯誤。 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點標記為▲)。下列有關(guān)說法正確的是( ) A.上述反應(yīng)的ΔH<0 B.N點時的反應(yīng)速率一定比M點的快 C.降低溫度,H2的轉(zhuǎn)化率可達到100% D.工業(yè)上用此法制取甲烷應(yīng)采用更高的壓強 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,根據(jù)勒夏特列原理,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,A項正確;N點壓強大于M點的,M點溫度高于N點的,因此無法確定兩點的反應(yīng)速率快慢,B項錯誤;此反應(yīng)是可逆反應(yīng),不能完全進行到底,C項錯誤;控制合適的溫度和壓強,既能保證反應(yīng)速率較快,也能保證H2有較高的轉(zhuǎn)化率,采用更高的壓強對設(shè)備的要求更高,增加經(jīng)濟成本,D項錯誤。 8.在初始溫度為500 ℃、容積恒定為10 L的三個密閉容器中,按圖所示投入原料,發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-25 kJmol-1。已知乙達到平衡時氣體的壓強為開始時的0.55倍;乙、丙中初始反應(yīng)方向不同,平衡后對應(yīng)各組分的體積分數(shù)相等。下列分析正確的是( ) 絕熱 恒溫 恒溫 甲 乙 丙 A.剛開始反應(yīng)時速率:甲>乙 B.平衡后反應(yīng)放熱:甲>乙 C.500 ℃時乙容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3102 D.若a≠0,則0.9”“<”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,煙草燃燒生成的CO會與煙草中微量的Ni在肺部發(fā)生該反應(yīng),生成容易進入血液的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”:_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)< (2)低溫區(qū) (3)Ni(CO)4進入血液后,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,純鎳留在高溫區(qū)。(3)CO與血紅蛋白結(jié)合能力很強,使平衡向左移動,產(chǎn)生的鎳逐漸增多。 11.(2018淮安檢測)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=-1 200 kJmol-1。在一定溫度下,向容積固定為2 L的密閉容器中充入一定量的CO和NO2,NO2的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示: (1)0~10 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(CO)=________,從11 min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)恒溫恒容條件下,不能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(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)對于該反應(yīng),溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時,下列圖像表示正確的是________(填序號)。 答案 (1)0.03 molL-1min-1 d (2)CD (3)乙 解析 (1)0~10 min內(nèi)v(CO)=2v(NO2)=2=0.03 molL-1min-1。從11 min起壓縮容器容積,壓強增大,平衡正向移動,n(NO2)應(yīng)逐漸減小直至達到新的平衡。(2)混合氣體顏色不再變化,說明各物質(zhì)的濃度不變,可以說明達到平衡,A對;反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不相等,因此壓強保持不變,可以說明達到平衡,B對;v逆(NO2)=2v正(N2)才能說明達到平衡,C錯;反應(yīng)體系中物質(zhì)全部為氣體,密度始終保持不變,不能說明達到平衡,D錯。(3)甲,溫度升高,v正、v逆應(yīng)該均出現(xiàn)突增,錯誤;乙,溫度升高,平衡逆向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)該降低,正確;丙,溫度不變時,增大壓強,平衡正向移動,平衡時CO的體積分數(shù)應(yīng)該減小,錯誤。 12.乙醇是重要的有機化工原料,可由乙烯氣相直接水合法[C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(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、壓強的關(guān)系(其中∶=1∶1)。 (1)圖中壓強(p1、p2、p3、p4)的大小順序為__________,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6.9 MPa,∶=0.6∶1,乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%,若要進一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率,除了可以適當改變反應(yīng)溫度和壓強外,還可以采取的措施有____________________、___________________ ____________________________________________________。 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)是一個氣體體積減小的反應(yīng),相同溫度下,增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,C2H4的轉(zhuǎn)化率提高,所以p4>p3>p2>p1。 (2)依據(jù)反應(yīng)特點及平衡移動原理,提高乙烯轉(zhuǎn)化率還可以增大H2O與C2H4的比例,將乙醇及時分離出去等。 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,用氣體傳感器測得不同時間NO和CO濃度如下表: 時間/s 0 1 2 3 4 5 c(NO)/10-4 molL-1 10.0 4.50 c1 1.50 1.00 1.00 c(CO)/10-3 molL-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.4.20 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2 L的恒容密閉容器中,進行反應(yīng):H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù): 實驗組 溫度/℃ 起始量/ mol 平衡量/ mol 達到平衡所 需時間/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=________,達到平衡時實驗組Ⅱ中H2O(g)和實驗組Ⅲ中CO的轉(zhuǎn)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為_______________________________________________。 ②根據(jù)圖像可以判斷該反應(yīng)為放熱反應(yīng),理由是____________________________________ _________________- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2019版高考化學(xué)一輪復(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)平衡的移動學(xué)案 2019 高考 化學(xué) 一輪 復(fù)習(xí) 第七 化學(xué)反應(yīng) 速率 化學(xué)平衡 24 狀態(tài) 移動
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