高考化學(xué)總復(fù)習(xí)第七單元第2講化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動教案新人教版.docx

第2講化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動一、化學(xué)平衡1.可逆反應(yīng)(1)定義:條件下,既能向正反應(yīng)方向進行,同時又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)。(2)特點a.反應(yīng)物和生成物同時存在。b.任一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率100%。c.在一定條件下可達平衡狀態(tài)。2.化學(xué)平衡(1)建立過程a.反應(yīng)剛開始時,反應(yīng)物濃度最大,反應(yīng)速率最大;生成物濃度為0,反應(yīng)速率為0。b.隨著反應(yīng)的進行,反應(yīng)物濃度逐漸,正反應(yīng)速率逐漸;生成物濃度逐漸,逆反應(yīng)速率逐漸。最終正、逆反應(yīng)速率,達到平衡狀態(tài),此時反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度均保持不變。(2)特點二、外界因素對化學(xué)平衡的影響1.化學(xué)平衡移動的過程2.平衡移動方向與反應(yīng)速率的關(guān)系(1)v(正)v(逆),平衡正向移動。(2)v(正)v(逆),平衡不移動。(3)v(正)v(逆),平衡逆向移動。3.外界因素對化學(xué)平衡的影響如一定溫度下,密閉容器中進行反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=正向逆向減小增大不吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)不能向右向左不向左1.化學(xué)平衡狀態(tài)判斷的2個根本依據(jù)(1)v(正)=v(逆)。(2)各組分濃度或質(zhì)量保持不變。2.化學(xué)平衡的5個特征逆、等、動、定、變。3.影響化學(xué)平衡移動的3個外界因素(1)濃度;(2)壓強;(3)溫度。4.正確理解2個定義式(1)氣體的密度=m(總)V(容器體積)。(2)氣體的平均相對分子質(zhì)量M=m(總)n(總)。見自學(xué)聽講P131可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)1.判斷正誤(正確的打“”,錯誤的打“”)。(1)2H2O2H2+O2為可逆反應(yīng)。()(2)化學(xué)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,各組分的濃度、百分含量保持不變,但不一定相等。()(3)反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g),當(dāng)壓強不隨時間而變時,說明反應(yīng)已達平衡狀態(tài)。()(4)在已達到平衡的可逆反應(yīng)2SO2+O22SO3中,充入一段時間18O2后,18O存在于二氧化硫、氧氣和三氧化硫中。()(5)化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過改變反應(yīng)條件而改變。()(6)對于反應(yīng)A(g)+B(g)2C(g)+D(g),在恒溫、恒容或恒溫、恒壓條件下,密度不變均不能作為達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。()(7)在2 L密閉容器內(nèi),800 時反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中,當(dāng)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)。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2.已知可逆反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g),回答下列問題。(1)現(xiàn)向恒容密閉容器中充入含18O的氧氣,達到平衡后,18O存在于中;達到平衡的過程中,正反應(yīng)速率逐漸(填“增大”“減小”或“不變”)。 (2)下列能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是(填字母)。a.v(NO2)=2v(O2)b.容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量保持不變c.v逆(NO)=2v正(O2)d.容器內(nèi)氣體的密度保持不變答案(1)NO、O2、NO2;減小(2)bc一、極端假設(shè)法確定可逆反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度范圍采用極端假設(shè)法確定可逆反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度范圍,即假設(shè)反應(yīng)正向或者逆向能夠進行到底,從而求出各種物質(zhì)濃度的最大值和最小值,從而確定各物質(zhì)的范圍。二、判斷化學(xué)平衡的方法1.逆向相等、變量不變(1)“逆向相等”:反應(yīng)速率必須一個是正反應(yīng)的速率,一個是逆反應(yīng)的速率,且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等。(2)“變量不變”:如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的,當(dāng)不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應(yīng)的進行保持不變的量,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。2.兩標(biāo)志本質(zhì)標(biāo)志、等價標(biāo)志(1)本質(zhì)標(biāo)志:v(正)=v(逆)0。對于某一可逆反應(yīng)來說,正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率。(2)等價標(biāo)志全部是氣體參加的非等體積反應(yīng),體系的壓強、平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化。例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。體系中各組分的物質(zhì)的量濃度、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量(或質(zhì)量)分?jǐn)?shù)保持不變。對同一物質(zhì)而言,斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。對于有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng),體系的顏色不再隨時間而變化。例如,2NO2(g)N2O4(g)。體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達到最大值且不再隨時間而變化。絕熱體系的溫度不變,說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。1.在一個密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應(yīng)過程中某一時刻測得SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2 molL-1、0.2 molL-1、0.2 molL-1,當(dāng)反應(yīng)達到平衡時,可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是()。A.c(SO3)=0.4 molL-1B.c(SO2)=c(SO3)=0.15 molL-1C.c(SO2)=0.25 molL-1D.c(SO2)+c(SO3)=0.5 molL-1解析2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)c(某時刻)0.2 molL-10.2 molL-10.2 molL-1c(向右進行完全)00.1 molL-10.4 molL-1c(向左進行完全)0.4 molL-10.3 molL-10由于反應(yīng)為可逆反應(yīng),SO3的濃度一定小于0.4 molL-1,故A項錯誤;SO2與SO3濃度不會均為0.15 molL-1,故B項錯誤;由于反應(yīng)為可逆反應(yīng),0c(SO2)0.4 molL-1,則可能為0.25 molL-1,故C項正確;根據(jù)硫元素守恒可知,c(SO2)+c(SO3)=0.4 molL-1,故D項錯誤。答案C2.一定條件下,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.c1c2=31B.平衡時,Y和Z的生成速率之比為23C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D.c1的取值范圍為0c10.14 molL-1解析平衡濃度之比為13,轉(zhuǎn)化濃度之比也為13,故c1c2=13,X、Y的平衡轉(zhuǎn)化率相等,A、C兩項不正確;平衡時Y、Z的生成速率之比應(yīng)為32,B項不正確;由可逆反應(yīng)的特點可知0c10,其他條件不變時,升高溫度,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)對于反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)的平衡體系,增大加強,平衡正向移動,混合氣體的顏色變淺。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2.(1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0,不改變其他條件的情況下,下列說法合理的是()。A.加入催化劑,反應(yīng)途徑將發(fā)生改變,H也將隨之改變B.升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,H2S的分解率也增大C.增大壓強,平衡向逆反應(yīng)方向移動,將引起體系溫度降低D.若體系恒容,注入一些H2后達新平衡,與原平衡相比H2濃度將減小解析焓變是一個狀態(tài)函數(shù),與反應(yīng)發(fā)生的途徑無關(guān),A項錯誤;溫度升高,正、逆反應(yīng)速率均增大,因該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故平衡正向移動,H2S的分解率增大,B項正確;該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強,平衡逆向移動,逆反應(yīng)是放熱反應(yīng),會使體系溫度升高,C項錯誤;向恒容體系中注入H2,反應(yīng)將向H2濃度降低的方向移動,但不能消除這種改變,最終H2的濃度會增大,D項錯誤。答案B3.對于一定條件下的可逆反應(yīng)甲:A(g)+B(g)C(g)H0乙:A(s)+B(g)C(g)H0達到化學(xué)平衡后,改變條件,按要求回答下列問題:(1)升高溫度,平衡移動方向分別為(填“向左”“向右”或“不移動”):甲;乙;丙。此時反應(yīng)體系的溫度均比原來(填“高”或“低”)?；旌蠚怏w的平均相對分子質(zhì)量變化分別為(填“增大”“減小”或“不變”):甲;乙;丙。(2)增大壓強,使體系體積縮小為原來的12。平衡移動方向分別為(填“向左”“向右”或“不移動”):甲;乙;丙。設(shè)三者壓縮之前的壓強分別為p甲、p乙、p丙,壓縮之后的平衡壓強分別為p甲、p乙、p丙,則p甲與p甲,p乙與p乙,p丙與p丙的關(guān)系分別為:甲;乙;丙?；旌蠚怏w的平均相對分子質(zhì)量變化分別為(填“增大”“減小”或“不變”):甲;乙;丙。解析(1)反應(yīng)甲是放熱反應(yīng),反應(yīng)乙是放熱反應(yīng),反應(yīng)丙是吸熱反應(yīng)。升高溫度平衡將向吸熱方向移動,故反應(yīng)甲、乙向逆反應(yīng)方向移動,反應(yīng)丙向正反應(yīng)方向移動?？赡娣磻?yīng)只能減弱“升溫”的變化,故三個反應(yīng)體系的溫度最終都升高了。反應(yīng)甲中混合氣體的總質(zhì)量不變,物質(zhì)的量增大,故混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小;反應(yīng)乙中氣體的總物質(zhì)的量不變,但是“氣體C”會轉(zhuǎn)化為固體A,故平均相對分子質(zhì)量減小;反應(yīng)丙中氣體的質(zhì)量和氣體的物質(zhì)的量均不變,平均相對分子質(zhì)量不變。(2)加壓使體系體積縮小為原來的12,反應(yīng)甲是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強平衡向正反應(yīng)方向移動;反應(yīng)乙、反應(yīng)丙是氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強兩個反應(yīng)均不移動。根據(jù)平衡移動原理,反應(yīng)甲達到平衡時:p甲p甲2p甲。反應(yīng)乙、丙的壓強均增大一倍。反應(yīng)甲的正反應(yīng)方向是氣體物質(zhì)的量減小的方向,故氣體的平均相對分子質(zhì)量增大。反應(yīng)乙、丙不發(fā)生變化,平均相對分子質(zhì)量不變。答案(1)向左;向左;向右;高;減小;減小;不變(2)向右;不移動;不移動p甲p甲2p甲;p乙=2p乙;p丙=2p丙增大;不變;不變4.在0.1 MPa、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)H0。(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.重新達到平衡時,c(H2)c(CH3OH)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,因此A、B兩項均不正確。(2)由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故升高溫度,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。答案(1)CD(2)B化學(xué)平衡圖像1.某溫度下,在密閉容器中SO2、O2、SO3三種氣態(tài)物質(zhì)建立化學(xué)平衡后,改變條件對反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0的正、逆反應(yīng)速率的影響如圖所示:(1)加催化劑對反應(yīng)速率影響的圖像是,平衡移動。(2)升高溫度對反應(yīng)速率影響的圖像是,平衡移動。(3)增大反應(yīng)容器的體積對反應(yīng)速率影響的圖像是,平衡移動。(4)增大O2的濃度對反應(yīng)速率影響的圖像是,平衡移動。解析(1)加入催化劑,正、逆反應(yīng)速率均增大,圖像上應(yīng)該出現(xiàn)“斷點”,且應(yīng)在原平衡的反應(yīng)速率之上。催化劑使正、逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)相同,則改變條件后的速率線應(yīng)該平行于橫坐標(biāo)軸,圖像為C。(2)升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,圖像上應(yīng)該出現(xiàn)“斷點”,且應(yīng)在原平衡的反應(yīng)速率之上。因題給反應(yīng)的正反應(yīng)放熱,升溫平衡逆向移動,所以v正v逆,圖像為A。(3)增大反應(yīng)容器體積即減小壓強,正、逆反應(yīng)速率均減小,圖像上應(yīng)該出現(xiàn)“斷點”,且應(yīng)在原平衡的反應(yīng)速率之下。因減小壓強平衡逆向移動,所以v正”“”“”“”“”“T1。若為壓強變化引起,壓強較大時,反應(yīng)達平衡所需時間短,圖B中p1p2。若為使用催化劑引起,使用適宜催化劑時,反應(yīng)達平衡所需時間短,圖C中a使用催化劑。圖A中,T2T1,升高溫度,A降低,平衡向逆反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。圖B中,p1p2,增大壓強,A升高,平衡向正反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)。(2)可通過分析相同壓強下不同溫度時反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率的大小來判斷平衡移動的方向,從而確定反應(yīng)的熱效應(yīng)。如利用上述分析方法,在圖D中作垂直線,即能分析出正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。也可通過分析相同溫度下不同壓強時反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率變化來判斷平衡移動的方向,從而確定反應(yīng)的化學(xué)方程式中反應(yīng)物與產(chǎn)物氣體物質(zhì)間的化學(xué)計量數(shù)的大小關(guān)系。如圖D中任取一條溫度曲線研究,壓強增大,A增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)。(3)圖A的縱坐標(biāo)為物質(zhì)A的百分含量,可知溫度升高物質(zhì)A的含量降低,說明該平衡向正反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。圖B中壓強增大,平衡后物質(zhì)A的百分含量增大,說明平衡逆向移動,故正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。根據(jù)等壓線,溫度升高物質(zhì)A的百分含量降低,則平衡正向移動,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。壓強增大,物質(zhì)A的百分含量增大,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(氣體體積減小方向),則正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。答案(1);a放;(2)放;(3)吸;吸;化學(xué)平衡圖像的分析1.先拐先平。例如,在轉(zhuǎn)化率時間圖像上,先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡,此時逆向推理可得該變化是由溫度高還是壓強大引起的。2.定一議二。當(dāng)圖像中有三個量時,先固定一個量不變,再討論另外兩個量的關(guān)系。3.化學(xué)平衡圖像題一般解題思路這類題目是討論自變量x(如時間、溫度、壓強等)與函數(shù)值y(如物質(zhì)的量、濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率等)之間的定量或定性關(guān)系。因此,要運用數(shù)學(xué)方法解決此類題目。1.密閉容器中進行的可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)在不同溫度(T1和T2)及壓強(p1和p2)下,混合氣體中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(B)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()。A.T1T2,p1c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.T1T2,p1p2,a+bc,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C.T1p2,a+bT2,p1p2,a+bc,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)解析由(T1,p1)和(T1,p2)兩條曲線可以看出:溫度(T1)相同,但壓強為p2時先出現(xiàn)“拐點”,達到平衡所需的時間短,即反應(yīng)速率大,所以p2p1;壓強較大(壓強為p2)時對應(yīng)的w(B)較大,說明增大壓強平衡逆向移動,則a+bT2;溫度較高(溫度為T1)時對應(yīng)的w(B)較小,說明升高溫度平衡正向移動,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。答案B2.某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時,改變某一條件對化學(xué)平衡的影響,得到如下變化規(guī)律(圖中p表示壓強,T表示溫度,n表示物質(zhì)的量):根據(jù)以上規(guī)律,判斷下列結(jié)論正確的是()。A.反應(yīng):H0,p2p1B.反應(yīng):H0,T1T2C.反應(yīng):H0,T2T1或H0,T2T1D.反應(yīng):HT1解析由反應(yīng)的圖像可知,溫度越高,反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率越小,故Hp1,A項錯誤。由反應(yīng)的圖像中反應(yīng)達到平衡的時間可知T1T2,由圖像信息可知,T2時生成物C的濃度高,即降低溫度有利于平衡正向移動,故H0,B項錯誤。反應(yīng),若H0,溫度降低,轉(zhuǎn)化率增大,由圖像信息可知,T2時生成物C的平衡體積分?jǐn)?shù)大,故T20,溫度升高,轉(zhuǎn)化率增大,由圖像信息可知,T2時生成物C的平衡體積分?jǐn)?shù)大,故T2T1,C項正確。反應(yīng),H0,反應(yīng)放熱,升高溫度時,A的平衡轉(zhuǎn)化率降低,故T2T1,D項錯誤。答案C3.在某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(g)+xB(g)2C(g),達到平衡后,只改變反應(yīng)的一個條件,測得容器中物質(zhì)的濃度、反應(yīng)速率隨時間變化如圖所示。下列說法中正確的是()。A.2030 min內(nèi)溫度、壓強不變,40 min時溫度不變,增大壓強B.前8 min A的平均反應(yīng)速率為0.08 molL-1s-1C.化學(xué)方程式中的x=1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D.2040 min內(nèi)該反應(yīng)的溫度不變解析第30 min時,A、B、C的濃度均突然減小,說明此時應(yīng)為增大容器體積,減小壓強;第40 min時正、逆反應(yīng)速率同時增大且平衡逆向移動,說明此時反應(yīng)溫度升高,A項錯誤。前8 min A的平均反應(yīng)速率為(2.00-1.36)molL-1480 s0.00133 molL-1s-1,B項錯誤;由A、B、C三種物質(zhì)單位時間內(nèi)物質(zhì)的量濃度變化可知,化學(xué)方程式中的x=1,而第40 min時平衡逆向移動,說明正反應(yīng)放熱,C項錯誤;2040 min內(nèi)該平衡沒有發(fā)生移動,故反應(yīng)溫度沒有改變,D項正確。答案D1.(2018年天津理綜,5)室溫下,向圓底燒瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氫溴酸,溶液中發(fā)生反應(yīng):C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反應(yīng)后達到平衡。已知常壓下,C2H5Br和C2H5OH的沸點分別為38.4 和78.5 。下列有關(guān)敘述錯誤的是()。A.加入NaOH,可增大乙醇的物質(zhì)的量B.增大HBr濃度,有利于生成C2H5BrC.若反應(yīng)物均增大至2 mol,則兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比不變D.若起始溫度提高至60 ,可縮短反應(yīng)達到平衡的時間解析加入NaOH,會中和HBr,平衡逆向移動,可增大乙醇的物質(zhì)的量,A項正確;增大HBr濃度,平衡正向移動,有利于生成C2H5Br,B項正確;若反應(yīng)物增大至2 mol,實際上就是將反應(yīng)物的濃度都增大至原來的2倍,比例不變(兩次實驗反應(yīng)物的比例都是11,等于方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比),只要反應(yīng)物的投料比等于化學(xué)計量數(shù)之比,達平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定是相等的,所以兩種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定是11,C項正確;若起始溫度提高至60 ,C2H5Br會揮發(fā),平衡不斷正向移動,一直無法達到新的平衡,則反應(yīng)達到平衡的時間延長,D項錯誤。答案D2.(2017年海南,11,)(雙選)已知反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0。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減小B.減小壓強,n(CO2)增加C.更換高效催化劑,(CO)增大D.充入一定量的氮氣,n(H2)不變解析Hv(第二步反應(yīng))B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3C.第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D.第三步反應(yīng)活化能較高解析(1)氯氣與硝酸銀發(fā)生氧化還原反應(yīng),其中化合價能升高的只有氯元素和氧元素,由于得到了N2O5,氮元素化合價沒有變化,因此在該反應(yīng)中氯氣作氧化劑,被氧化的是氧元素,則生成O2。(2)運用蓋斯定律,H=12H1-H2=+53.1 kJmol-1。pO2=2.9 kPa,根據(jù)反應(yīng)2N2O54NO2+O2,則N2O5減少的壓強為2pO2=22.9 kPa=5.8 kPa,所以t=62 min時,pN2O5=35.8 kPa-5.8 kPa=30.0 kPa,v=210-3pN2O5(kPamin-1)=6.010-2 kPamin-1。N2O5完全分解發(fā)生的反應(yīng): 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)N2O5完全分解時壓強的變化35.871.617.9生成的NO2建立平衡2NO2(g)N2O4(g)此平衡壓強的變化為2yy平衡時總壓強是63.1 kPa,即63.1=71.6-2y+y+17.9。求得y=26.4,所以NO2產(chǎn)生的壓強為(71.6-226.4) kPa=18.8 kPa。反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的Kp=(pNO2)2pN2O4=18.8 kPa18.8 kPa26.4 kPa13.4 kPa。(3)第一步反應(yīng)比第二步反應(yīng)快,因此A項符合題意;中間產(chǎn)物有NO、NO2,B項不符合題意;第二步反應(yīng)慢,說明反應(yīng)難進行,則有效碰撞少,C項符合題意;第三步反應(yīng)很快,說明活化能較低,D項不符合題意。答案(1)O2(2)+53.130.0;6.010-2大于;溫度升高,體積不變,總壓強升高;NO2二聚是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強升高13.4(3)AC4.(2017年全國卷,28節(jié)選)298 K時,將20 mL 3x molL-1Na3AsO3、20 mL 3x molL-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,發(fā)生反應(yīng):AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43-)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。下列可判斷反應(yīng)達到平衡的是(填標(biāo)號)。a.溶液的pH不再變化b.v(I-)=2v(AsO33-)c.c(AsO43-)c(AsO33-)不再變化d.c(I-)=y molL-1tm時,v正v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。tm時v逆tn時v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是。若平衡時溶液的pH=14,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為。解析溶液pH不變時,則c(OH-)也保持不變,反應(yīng)處于平衡狀態(tài),a項正確;根據(jù)離子方程式可知,始終存在速率關(guān)系v(I-)=2v(AsO33-),反應(yīng)不一定處于平衡狀態(tài),b項錯誤;由于Na3AsO3總量一定,當(dāng)c(AsO43-)c(AsO33-)不再變化時,c(AsO33-)、c(AsO43-)均保持不變,反應(yīng)建立平衡,c項正確;由圖像可知,建立平衡時c(I-)=2c(AsO43-)=2y molL-1,因此當(dāng)c(I-)=y molL-1時,反應(yīng)沒有建立平衡,d項錯誤。tm時,反應(yīng)正向進行,故v正大于v逆。由于生成物AsO43-tm時的濃度小于tn時的濃度,因v逆的大小取決于生成物濃度的大小,故tm時的v逆小于tn時的v逆。反應(yīng)前,三種溶液混合后,c(Na3AsO3)=3x molL-120 mL20 mL+20 mL+20 mL=x molL-1,同理,c(I2)=x molL-1,平衡時溶液的pH=14,則c(OH-)=1 molL-1,反應(yīng)情況如下: AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)起始濃度/molL-1xx00平衡濃度/molL-1x-yx-y1y2yK=y(2y)2(x-y)(x-y)12=4y3(x-y)2。答案ac大于小于;tm時生成物濃度較低4y3(x-y)25.(2017年全國卷,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:C4H10(g)C4H8(g)+H2(g)H1已知:C4H10(g)+12O2(g)C4H8(g)+H2O(g)H2=-119 kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(g)H3=-242 kJmol-1圖(a)是反應(yīng)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(biāo)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。解析(1)反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),減小壓強平衡正向移動,由圖(a)可知,溫度相同時,由0.1 MPa變化到x MPa時丁烷的轉(zhuǎn)化率增大,化學(xué)平衡正向移動,故x0B.圖中Z的大小為a3bC.圖中X點對應(yīng)的平衡混合物中n(H2O)n(CH4)=3D.溫度不變時,圖中X點對應(yīng)的平衡在加壓后(CH4)減小解析從圖中分析,隨著溫度升高甲烷的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小,說明升高溫度,平衡正向移動,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A項正確;n(H2O)n(CH4)的比值越大,則甲烷的體積分?jǐn)?shù)越小,因此a3b,B項錯誤;甲烷和水起始加入量的比值為3,但隨著反應(yīng)的進行,甲烷和水是按等物質(zhì)的量反應(yīng),故平衡時其比值不是3,C項錯誤;溫度不變時,加壓平衡逆向移動,甲烷的體積分?jǐn)?shù)增大,D項錯誤。答案A8.(2016年天津理綜,10節(jié)選)在恒溫恒容的密閉容器中,某儲氫反應(yīng):MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)Hv(吸氫)解析該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時氣體的量不變(只有氫氣為氣體),故壓強不變,a項正確;由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化,要吸收y mol氫氣,需要的MHx的物質(zhì)的量要大于1 mol,故b項錯誤;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降溫,平衡右移,平衡常數(shù)增大,故c項正確;向平衡體系中通入氫氣,平衡右移,則v(吸氫)v(放氫),故d項錯誤。答案ac9.(2016年全國卷,27)丙烯腈(CH2CHCN)是一種重要的化工原料,工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)。主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2CHCHO)和乙腈(CH3CN)等?；卮鹣铝袉栴}:(1)以丙烯、氨、氧氣為原料,在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下:C3H6(g)+NH3(g)+32O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g)H=-515 kJmol-1C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g)H=-353 kJmol-1兩個反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢均很大,其原因是;有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是;提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是。(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,最高產(chǎn)率對應(yīng)的溫度為460 。低于460 時,丙烯腈的產(chǎn)率(填“是”或“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率,判斷理由是;高于460 時,丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是(雙選,填標(biāo)號)。A.催化劑活性降低B.平衡常數(shù)變大C.副反應(yīng)增多D.反應(yīng)活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知,最佳n(氨)n(丙烯)約為,理由是。進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為。解析(2)反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),如果已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài),當(dāng)投料、壓強、濃度等變量不變時,升溫能使平衡左移,丙烯腈的產(chǎn)率逐漸減小,由圖可知,低于460 時,丙烯腈的產(chǎn)率不是對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率。溫度高于460 時,催化劑活性可能降低,導(dǎo)致丙烯腈產(chǎn)率降低,A項正確;反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升溫使平衡逆向移動,平衡常數(shù)逐漸變小,B項錯誤;溫度高于460 時,副反應(yīng)進行程度可能增多,反應(yīng)進行程度減少,導(dǎo)致丙烯腈產(chǎn)率降低,C項正確;反應(yīng)活化能與催化劑有關(guān),與溫度、壓強、濃度等無關(guān),升高溫度,不能使反應(yīng)活化能改變,D項錯誤。(3)由圖可知,最佳n(氨)n(丙烯)約為1,因為該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高,而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低。由反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可知,進料氣中氨、氧氣、丙烯氣體的理論體積之比為11.51,空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為15(氮氣約占45),則進料氣中氨、空氣、丙烯的理論體積比約為11.5151=17.51。答案(1)兩個反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng);降低溫度、降低壓強;催化劑(2)不是;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低;AC(3)1;該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高,而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低;17.51見高效訓(xùn)練P651.下列事實不能用化學(xué)平衡移動原理解釋的是(