2019年高考化学一轮复习精品资料专题7.2化学平衡状态化学平衡移动(教学案)含解析
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2019年高考化学一轮复习精品资料
1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
2.掌握化学平衡的特征。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。
4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
一、可逆反应与化学平衡建立
1.可逆反应
(1)定义
在同一条件下既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
(2)特点
①二同:a.相同条件下;b.正逆反应同时进行。
②一小:反应物与生成物同时存在,任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。
(3)表示
在方程式中用“”表示。
2.化学平衡状态
(1)概念
在一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。
(2)化学平衡的建立
(3)平衡特点
二、化学平衡状态的判断
可逆反应达到平衡时,V正=V逆,即单位时间内任一物质生成多少,就消耗多少。
表现在外部的特点是:各物质的物质的量不变,总物质的量也不变,每一种物质的物质的量的百分含量也不变,混合气体的平均相对分子质量也不变,每种物质的浓度也不变,如温度、体积固定,反应容器内的总压,也不随时间的变化而变化。
(但对反应前后气体物质分子数相等的可逆反应,就不能用总压、平均分子质量是否随时间变化来判断是否达到了平衡。
)
(1)直接(特征)标志:
①V正=V逆:指反应体系中的用同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等,但对不同物质而言,速率不一定相等。
现以N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)为例,在单位时间、单位体积内:
a.若有1molN2消耗(代表V正),同时有1molN2生成(代表V逆)。
同种物质只需考虑量是否相同,所以有1molN2消耗必然同时有1molN2生成,即V正(N2)=V逆(N2)。
b.若有1molN2消耗(代表V正),同时有3molH2生成(代表V逆)。
不同种物质要考虑化学计量数,由化学方程式知N2和H2化学计量数之比为1:3,所以有1molN2消耗必然同时有3mol H2生成,即V逆(H2)=3V正(N2),由此可见两者数值不相等。
c.同理可得以下关系:若有1molN2消耗(代表V正),同时有2mol NH3消耗(代表V逆);若有nmolN2消耗(代表V正),同时有2nmol NH3消耗(代表V逆)……
d.同时还可以推出:若有1molN≡N键断裂,则有6molN-H键断裂。
②各物质的百分含量保持不变。
(2)间接(等价)标志:
①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。
(注:m+n≠p)对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应(如2SO2+O2 2SO3)来说,可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。
对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应:(如H2+I2(g)2HI),不能用此标志判断平衡是否到达,因为在此反应过程中,气体的总压、总体积、总物质的量
都不随时间的改变而改变。
②各物质的浓度不随时间的改变而改变。
③各物质的物质的量不随时间的改变而改变。
④各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。
小结:判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据
例举反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
混合物体系中各成分的浓度(1)各物质的物质的量或各物质的物质的量的
分数一定
平衡
(2)各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡
(3)各气体的体积或体积分数一定平衡
(4)总体积、总压力、总物质的量一定。
(如
反应前后气体体积不变的反应)
不一定平衡
正逆反应速率的关系(1)单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA,
则v正=v逆(对于同一物质而言)
平衡
(2)在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了
pmolC,则v正=v逆
平衡
(3)v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:
p:q(v正不一定等于v逆)
不一定平衡(4)在单位时间内生成了n molB,同时消耗了
q molD(因均指v逆)
不一定平衡
压强(1)若m+n≠p+q时,总压力一定(其它条件一
定)
平衡
(2)若m+n=p+q时,总压力一定(其它条件一
定)
不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量Mr (1)当m+n≠p+q时Mr=m(气)/n(总)平衡
(2)Mr一定时,但m+n=p+q时不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一
定时(其他不变)
平衡
体系的密度(ρ)
密度一定
m
ρ=气
V(固定容积不变)
不一定平衡
其他如体系颜色不再变化时等平衡
三、等效平衡
1.含义
在一定条件下(等温等容或等温等压),对同一可逆反应体系,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的百分含量相同。
2.原理
同一可逆反应,当外界条件一定时,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,最后都能达到平衡状态。
其中平衡混合物中各物质的含量相同。
由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关。
因而,同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同,则可形成等效平衡。
四、化学平衡移动
1.概念
可逆反应达到平衡状态以后,若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化,平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变,从而在一段时间后达到新的平衡状态。
这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程,叫做化学平衡的移动。
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆:平衡向正反应方向移动。
(2)v正=v逆:反应达到平衡状态,不发生平衡移动。
(3)v正<v逆:平衡向逆反应方向移动。
3.影响化学平衡移动的外界因素
(1)影响化学平衡移动的因素
若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:
条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体
参加的反应) 反应前后气体分子数改变
增大压
强
向气体体积减小的方向移动
减小压
强
向气体体积增大的方向移动
反应前后气体分子数不变
改变压
强
平衡不移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动 降低温度
向放热反应方向移动 催化剂
使用催化剂
平衡不移动 (2)勒夏特列原理
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
(3)几种特殊情况
①当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对化学平衡没影响。
②对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动。
③ “惰性气体”对化学平衡的影响 a .恒温、恒容条件
原平衡体系――→充入惰性气体
体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
b .恒温、恒压条件
原平衡体系――→充入惰性气体
容器容积增大,各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)
④同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
高频考点一 可逆反应与化学平衡状态 例1.一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)
2Z(g),若X 、Y 、Z 的起始浓度分别为c 1、c 2、c 3(均
不为零),达到平衡时,X 、Y 、Z 的浓度分别为0.1 mol·L -1
、0.3 mol·L -1
、0.08 mol·L -1
,则下列判断正确的是( )
A .c 1∶c 2=3∶1
B .平衡时,Y 和Z 的生成速率之比为2∶3
C.X、Y的转化率不相等
D.c1的取值范围为0 mol·L-1<c1<0.14 mol·L-1
答案 D
高频考点二判断化学平衡移动
例2.COCl 2(g) CO(g)+Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是( ) A.①②④B.①④⑥
C.②③⑤D.③⑤⑥
答案 B
解析该反应为体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。
恒压通入惰性气体,相当于减压。
恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。
增加CO的浓度,将导致平衡逆向移动。
【变式探究】某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应2SO2(g)+O 2(g) 2SO3(g) ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示:
(1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填序号,下同),平衡________移动。
(2)升高温度对反应速率影响的图像是__________,平衡向________方向移动。
(3)增大反应容器体积对反应速率影响的图像是________,平衡向________方向移动。
(4)增大O2的浓度对反应速率影响的图像是__________,平衡向________方向移动。
答案(1)C 不(2)A 逆反应(3)D 逆反应
(4)B 正反应
解析(1)加入催化剂,正、逆反应速率均增大,图像上应该出现“断点”,且应在原平衡的反应速率之上;催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同,则改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴,图像为C。
(2)升高温度,正、逆反应速率均增大,图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上。
因题给反应的正反应放热,升温平衡逆向移动,所以v正′<v逆′,图像为A。
(3)增大反应容器体积即减小压强,正、逆反应速率均减小,图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反应
速率之下。
因减小压强平衡逆向移动,所以v正′<v逆′,图像为D。
(4)增大O2的浓度,正反应速率会“突然增大”,图像上出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上,但逆反应速率应该在原来的基础上逐渐增大,图像为B。
高频考点三条件改变时化学平衡移动结果的判断
例3.将等物质的量的N2、H2气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:N2(g)+3H 2(g) 2NH3(g) ΔH<0。
当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )
改变条件新平衡与原平衡比较
A 增大压强N2的浓度一定变小
B 升高温度N2的转化率变小
C 充入一定量H2H2的转化率不变,N2的转化率变大
D 使用适当催化剂NH3的体积分数增大
答案 B
【变式探究】在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应m X(g) n Y(g) ΔH=Q kJ·mol -1。
反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:
c(Y)/mo l·L-1温度/℃气体体积/L 1 2 4
100 1.00 0.75 0.53
200 1.20 0.90 0.63
300 1.30 1.00 0.70 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
答案 C
高频考点四等效平衡
例4.恒温恒压下,在一个容积可变的密闭容器中发生反应:A(g)+B(g) C(g),若开始时通入1 mol A和1 mol B,达到平衡时生成a mol C。
则下列说法错误的是( )
A.若开始时通入3 mol A和3 mol B,达到平衡时,生成的C的物质的量为3a mol
B.若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C,达到平衡时,B的物质的量一定大于4 mol
C.若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C,达到平衡时,再通入3 mol C,则再次达到平衡后,C的
物质的量分数为
a 2-a
D.若在原平衡体系中,再通入1 mol A和1 mol B,混合气体的平均相对分子质量不变
答案 B
解析选项A,开始时通入3 mol A和3 mol B,由于容器体积膨胀,保持恒压,相当于将三个原容器叠加,各物质的含量与原平衡中的相同,C的物质的量为 3a mol;选项B,无法确定平衡移动的方向,不能确定平衡
时B的物质的量一定大于4 mol;选项C,根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为a
2-a
;选项D,这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变。
【变式探究】有甲、乙两容器,甲容器容积固定,乙容器容积可变。
一定温度下,在甲中加入2 mol N2、3 mol H 2,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为m mol。
(1)相同温度下,在乙中加入 4 mol N2、6 mol H2,若乙的压强始终与甲的压强相等,乙中反应达到平衡时,生成NH3的物质的量为________mol(从下列各项中选择,只填字母,下同);若乙的容积与甲的容积始终相等,乙中反应达到平衡时,生成NH3的物质的量为________mol。
A.小于m B.等于m
C.在m~2m之间D.等于2m
E.大于2m
(2)相同温度下,保持乙的容积为甲的一半,并加入1 mol NH3,要使乙中反应达到平衡时,各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同,则起始时应加入______mol N2和________mol H2。
答案(1)D E (2)0.5 0
解析(1)由于甲容器定容,而乙容器定压,它们的压强相等,达到平衡时,乙的容积应该为甲的两倍,
高频考点五平衡常数的影响因素及其应用
例5.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。
工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。
已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应
平衡常数
温度/℃
500
800 ①2H 2(g)+CO(g) CH 3OH(g) K 1 2.5 0.15 ②H 2(g)+CO 2(g) H 2O(g)+CO(g) K 2 1.0
2.50
③3H 2(g)+CO 2(g)
CH 3OH(g)+H 2O(g)
K 3
(1)据反应①与②可推导出K 1、K 2与K 3之间的关系,则K 3=________(用K 1、K 2表示)。
(2)反应③的ΔH ________0(填“>”或“<”)。
(3)500℃时测得反应③在某时刻H 2(g)、CO 2(g)、CH 3OH(g)、H 2O(g)的浓度(mol·L -1
)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v 正________v 逆(填“>”、“=”或“<”)。
答案 (1)K 1·K 2 (2)< (3)> 解析 (1)K 1=
c
3
c 2
2c
,
K 2=
c c 2c H 2c
2, K 3=
c 2
c 3c
3
2
c
2
,
K 3=K 1·K 2。
(2)根据K 3=K 1·K 2,500℃、800℃时,反应③的平衡常数分别为2.5,0.375;升温,K 减小,平衡左移,正反应为放热反应,所以ΔH <0。
Q =0.15×0.3
0.83
×0.1
<2.5。
所以v 正>v 逆。
【变式探究】在一个体积为2L 的真空密闭容器中加入0.5molCaCO 3,发生反应CaCO 3(s)
CaO (s)+
CO 2(g),测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示,图中A 表示CO 2的平衡浓度与温度的关系曲线,B 表示不同温度下反应经过相同时间时CO 2的物质的量浓度的变化曲线。
请按要求回答下列问题:
(1)该反应正反应为______热反应(填“吸”或“放”),温度为T 5℃时,该反应耗时40s 达到平衡,则T 5℃时,该反应的平衡常数数值为________。
(2)如果该反应的平衡常数K 值变大,该反应________(选填编号)。
a .一定向逆反应方向移动
b .在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向正反应方向移动
d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)请说明随温度的升高,曲线B向曲线A逼近的原因:
________________________________________________________________________。
(4)保持温度,体积不变,充入CO2气体,则CaCO3的质量________,CaO的质量________,CO2的浓度
________(填“增大”,“减小”或“不变”)。
(5)在T5℃下,维持温度和容器体积不变,向上述平衡体系中再充入0.5molN2,则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为________g。
答案(1)吸0.2 (2)bc (3)随着温度升高,反应速率加快,达到平衡所需要的时间变短(4)增大减小不变(5)10
高频考点六有关转化率的计算及判断
例6.已知可逆反应:M(g)+N(g) P(g)+Q(g) ΔH>0,请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为c(M)=1mol·L-1,c(N)=2.4mo l·L-1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为________。
(2)若反应温度升高,M的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)=4mol·L-1,c(N)=a mol·L-1;达到平衡后,c(P)=2mol·L-1,a=________。
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为c(M)=c(N)=b mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为________。
答案(1)25% (2)增大(3)6 (4)41%
(4)设M 的转化率为x ,则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为
c (M)=b (1-x ) mol·L -1 c (N)=b (1-x ) mol·L -1 c (P)=bx mol·L -1 c (Q)=bx mol·L -1 K =c c c
c
=
bx ·bx b
-x b -x =1
2
解得x ≈41%。
高频考点七 化学平衡的计算 例7.已知反应X(g)+Y(g)
R(g)+Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。
830 ℃时,向一个2 L
的密闭容器中充入0.2 mol X 和0.8 mol Y ,反应初始4 s 内v (X)=0.005 mol/(L·s)。
下列说法正确的是( )
温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A .4 s 时容器内c (Y)=0.76 mol/L
B .830 ℃达平衡时,X 的转化率为80%
C.反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动
D.1 200 ℃时反应R(g)+Q(g) X(g)+Y(g)的平衡常数K=0.4
答案 B
【变式探究】已知t℃时,反应FeO(s)++CO 2(g)的平衡常数K=0.25。
(1)t℃时,反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)=________。
(2)若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t℃时反应达到平衡,此时FeO(s)转化率为50%,则x=________。
解析(1)根据该反应的K=c(CO2)/c(CO)=0.25,可知反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)=4∶1。
(2)根据反应:FeO(s) +CO(g) Fe(s
)
+CO2(g)
初始物质的量/mol 0.02 x0 0
变化物质的量/mol 0.01 0.01 0.01 0.01 平衡物质的量/mol 0.01 x-0.01 0.01 0.01) 根据化学平衡常数可知:K=0.01/(x-0.01)=0.25,
解得x=0. 05。
答案(1)4∶1 (2)0.05
1. (2018年天津卷)室温下,向圆底烧瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸,溶液中发生反应;C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。
已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。
下列有关叙述错误的是
A. 加入NaOH,可增大乙醇的物质的量
B. 增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br
C. 若反应物增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变
D. 若起始温度提高至60℃,可缩短反应达到平衡的时间
【答案】D
2. (2018年江苏卷)根据下列图示所得出的结论不正确的是
A. 图甲是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线,说明该反应的ΔH<0
B. 图乙是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2)随反应时间变化的曲线,说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小
C. 图丙是室温下用0.1000 mol·L−1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L−1某一元酸HX的滴定曲线,说明HX是一元强酸
D. 图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时,溶液中c(Ba2+)与c(SO42−)的关系曲线,说明溶液中c(SO42− )越大c(Ba2+ )越小
【答案】C
3. (2018年江苏卷)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:
下列说法正确的是
A. v1< v2,c2< 2c1
B. K1> K3,p2> 2p3
C. v1< v3,α1(SO2 ) >α3(SO2 )
D. c2> 2c3,α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
【答案】CD
【解析】对比容器的特点,将容器1和容器2对比,将容器1和容器3对比。
容器2中加入4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO2和2molO2,容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍,容器2相当于在容器1达平衡后增大压强,将容器的体积缩小为原来的一半,增大压强化学反应速率加快,υ2>υ1,增大压强平衡向正反应方向移动,平衡时c2>2c1,p2<2p1,α1(SO2)+α2(SO3)<1,容器1和容器2温度相同,K1=K2;容器3相当于在容器1达到平衡后升高温度,升高温度化学反应速率加快,υ3>υ1,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡时c3<c1,p3 >p1,α3(SO2)<α1(SO2),K3<K1。
根据上述分析,A项,υ2 >υ1,c2 >2c1,A项错误;B项,K3<K1,p2<2p1,p3>p1,则p2<2p3,B项错误;C项,υ3>υ1,α3(SO2)<α1(SO2),C项正确;D项,c2 >2c1,c3<c1,则c2 >2c3,α1(SO2)+α2(SO3)<1,α3(SO2)α1(SO2),则α2(SO3)+α3(SO2)<1,D 项正确;答案选CD。
1.【2017天津卷】常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)
4(g)。
230℃时,该反应的平衡常数K=2×10−5。
已知:Ni(CO)4的沸点为42.2℃,固体杂质不参与反应。
第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;
第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是
A.增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大
B.第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃
C.第二阶段,Ni(CO)4分解率较低
D.该反应达到平衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
【答案】B
2.【2017江苏卷】H2O2分解速率受多种因素影响。
实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是
A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快
B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快
C.图丙表明,少量Mn 2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快
D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
【答案】D
【解析】由甲图可知,双氧水浓度越大,分解越快,A错误;由图乙可知,溶液的碱性越强即pH越大,双氧水分解越快,B错误;根据变量控制法,3个实验必须加入等量的Mn2+才能比较溶液的碱性对双氧水分解的影响。
由图丙可知,3个实验中由于仅在其中一个加了Mn2+,C错误;由图丙和图丁可知,溶液的碱性越强、Mn2+浓度越大,双氧水分解越快,D正确。
3.【2017海南】已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0。
在一定温度和压强下于密闭容器中,反应达到平衡。
下列叙述正确的是
A. 升高温度,K减小
B. 减小压强,n(CO2)增加
C. 更换高效催化剂,α(CO)增大
D. 充入一定量的氮气,n(H2)不变
【答案】
AD
4.【2017江苏卷】温度为T 1时,在三个容积均为1 L 的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO 2(g)
2NO(g)+O 2
(g) (正反应吸热)。
实验测得:v 正= v (NO 2)消耗=k 正c 2
(NO 2),v 逆=v (NO)消耗=2v (O 2)消耗=k 逆c 2
(N O)·c (O 2),k 正、k 逆为速率常数,受温度影响。
下列说法正确的是
A .达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5
B .达平衡时,容器Ⅱ中
()()
22O NO c c 比容器Ⅰ中的大
C .达平衡时,容器Ⅲ中NO 的体积分数小于50%
D .当温度改变为T 2时,若k 正=k 逆,则 T 2> T 1 【答案】CD
达平衡时,
()()
22O NO c c 一定小于1,B 错误;C .若容器III 在某时刻,NO 的体积分数为50%,
由反应 2NO 2
2NO + O 2
起始量(mol/L) 0 0.5 0.35 变化量(mol/L) 2x 2x x
平衡量(mol/L) 2x 0.5−2x 0.35−x
由0.5−2x =2x +0.35−x ,解之得,x =0.05,求出此时浓度商Q c =22
0.40.3 4.80.1⨯=>1
K
,说明此时反应未达平衡,反应继续向逆反应方向进行,NO 进一步减少,所以C 正确;D .温度为T 2时,
21k K k ==正
逆
>0.8,因为正反应是吸热反应,升高温度后化学平衡常数变大,所以T 2>T 1,D 正确。
1.(2016·海南化学,11)由反应物X 转化为Y 和Z 的能量变化如图所示。
下列说法正确的是(双选)( )
A.由X→Y反应的ΔH=E5-E2
B.由X→Z反应的ΔH<0
C.降低压强有利于提高Y的产率
D.升高温度有利于提高Z的产率
答案BC
2.(2016·江苏化学,15)一定温度下,在3个体积均为 1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g) CH 3OH(g) 达到平衡,下列说法正确的是(双选)( )
物质的起始浓度/mol·L-1物质的平衡浓度/mol·L-1容器温度/K
c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)
0.1
0 0.080
Ⅰ400 0.20
0.2
Ⅱ400 0.40
Ⅲ500 0 0 0.10 0.025
A.该反应的正反应放热
B.达到平衡时,容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C.达到平衡时,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D.达到平衡时,容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
答案 AD
3.(2016·课标全国Ⅱ,27)丙烯腈(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 3H 3N)和副产物丙烯醛(C 3H 4O)的热化学方程式如下:
①C 3H 6(g)+NH 3(g)+32O 2(g)===C 3H 3N(g)+3H 2O(g) ΔH =-515 kJ·mol -1
②C 3H 6(g)+O 2(g)===C 3H 4O(g)+H 2O(g) ΔH =-353 kJ·mol -1
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)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n (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________。
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1∶7.5∶1
4.【2016年高考上海卷】(本题共12分)
随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
完成下列填空:
(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
已知H2的体积分数随温度的升高而增加。
若温度从300℃升至400℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化。
(选填“增大”、“减小”或“不变”)
v正v逆平衡常数K转化率α
(2)相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表:
[CO2]/mol·L-1[H2]/mol·L-1[CH4]/mol·L-1[H2O]/mol·L-1
平衡Ⅰ a b c d
平衡Ⅱm n x y
a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_________。
(3)碳酸:H2CO3,K i1=4.3×10-7,K i2=5.6×10-11
草酸:H2C2O4,K i1=5.9×10-2,K i2=6.4×10-5
0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH____________0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。
(选填“大于”“小于”或“等于”)
等浓度广东草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是___________。
若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_____。
(选填编号)
A.[H+]>[HC2O4-]>[HCO3-]>[CO32-] b.[HCO3-]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]
c.[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-] d.[H2CO3] >[HCO3-]>[HC2O4-]>[CO32-]
(4)人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡:H++ HCO3- H2CO3,当有少量酸性或碱性物质进入血液中时,血液的pH变化不大,用平衡移动原理解释上述现象。
________________________________
【答案】(1)
v正v逆平衡常数K转化率
α
增大增大减小减小
(2)
22
44 cd xy ab mn
(3)大于;草酸;ac
(4)当少量酸性物质进入血液中,平衡向右移动,使H+浓度变化较小,血液中的pH基本不变;当少量碱性物质进入血液中,平衡向左移动,使H+浓度变化较小,血液的pH基本不变。
(合理即给分)
5.【2016年高考新课标Ⅰ卷】 (15分)
元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(2)CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。
室温下,初始浓度为1.0 mol·L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72−)随c(H+)的变化如图所示。
①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,CrO42−的平衡转化率__________(填“增大“减小”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CrO42−的平衡转化率减小,则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】
(2)①2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;②增大;1.0×1014;③小于;。