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文檔簡介
第23講化學平衡移動原理及應用1.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡的影響,認識其一般規(guī)律。2.了解化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用??键c一考點二探究高考明確考向練出高分考點一化學平衡移動1.概念可逆反應達到平衡狀態(tài)以后,若反應條件(如溫度、壓強、濃度等)發(fā)生了變化,平衡混合物中各組分的濃度也會隨之改變,從而在一段時間后達到新的平衡狀態(tài)。這種由原平衡狀態(tài)向新平衡狀態(tài)的變化過程,叫做化學平衡的移動。2.過程3.化學平衡移動與化學反應速率的關系(1)v正>v逆:平衡向
移動。(2)v正=v逆:反應達到平衡狀態(tài),
平衡移動。(3)v正<v逆:平衡向
移動。正反應方向不發(fā)生不發(fā)生答案4.影響化學平衡的外界因素(1)影響化學平衡的因素若其他條件不變,改變下列條件對化學平衡的影響如下:條件的改變(其他條件不變)化學平衡的移動濃度增大反應物濃度或減小生成物濃度向
方向移動減小反應物濃度或增大生成物濃度向
方向移動正反應逆反應答案壓強(對有氣體存在的反應)反應前后氣體分子數(shù)改變增大壓強向氣體體積
的方向移動減小壓強向氣體體積
的方向移動反應前后氣體分子數(shù)不變改變壓強
溫度升高溫度向
反應方向移動降低溫度向
反應方向移動催化劑使用催化劑
減小增大平衡不移動吸熱放熱平衡不移動答案(2)勒·夏特列原理如果改變影響化學平衡的條件之一(如溫度、壓強以及參加反應的化學物質的濃度),平衡將向著能夠
的方向移動。減弱這種改變答案5.幾種特殊情況(1)當反應混合物中存在與其他物質不相混溶的固體或液體物質時,由于其“濃度”是恒定的,不隨其量的增減而變化,故改變這些固體或液體的量,對化學平衡沒影響。(2)對于反應前后氣態(tài)物質的化學計量數(shù)相等的反應,壓強的變化對正、逆反應速率的影響程度是等同的,故平衡不移動。(3)“惰性氣體”對化學平衡的影響①恒溫、恒容條件②恒溫、恒壓條件(4)同等程度地改變反應混合物中各物質的濃度時,應視為壓強的影響。1.正誤判斷,正確的劃“√”,錯誤的劃“×”(1)化學平衡發(fā)生移動,化學反應速率一定改變;化學反應速率改變,化學平衡也一定發(fā)生移動()(2)升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動,此時v放減小,v吸增大()深度思考××答案2.對于一定條件下的可逆反應甲:A(g)+B(g)C(g)
ΔH<0乙:A(s)+B(g)C(g)
ΔH<0丙:A(g)+B(g)2C(g)
ΔH>0達到化學平衡后,改變條件,按要求回答下列問題:(1)升溫,平衡移動方向分別為(填“向左”、“向右”或“不移動”)甲________;乙________;丙________。此時反應體系的溫度均比原來____(填“大”或“小”)混合氣體的平均相對分子質量變化分別為(填“增大”、“減小”或“不變”)甲________;乙________;丙________。向左向左向右大減小減小不變答案
①平衡移動方向(填“向左”、“向右”或“不移動”)甲________;乙________;丙________。③混合氣體的平均相對分子質量變化分別為(填“增大”、“減小”或“不變”)甲________;乙________;丙________。向右不移動不移動增大不變不變答案題組一選取措施使化學平衡定向移動1.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)
ΔH>0,當反應達到平衡時,下列措施:①升溫②恒容通入惰性氣體③增加CO濃度④減壓⑤加催化劑⑥恒壓通入惰性氣體,能提高COCl2轉化率的是(
)A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥解析該反應為體積增大的吸熱反應,所以升溫和減壓均可以促使反應正向移動。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,將導致平衡逆向移動。B123456解析答案A.在該溫度下,保持容積固定不變,向容器內(nèi)補充了B氣體,則a<bB.若a=b,則容器中一定使用了催化劑C.若其他條件不變,升高溫度,則a<bD.若保持溫度、壓強不變,充入惰性氣體,則a>b123456解析答案解析A項,充入B氣體相當于增大壓強,B的體積分數(shù)增大,故a>b;B項,只有使用催化劑,平衡不移動,a=b;C項,升高溫度,平衡正向移動,a>b;D項,相當于擴大體積,減小壓強,平衡逆向移動,a<b。答案B123456題組二條件改變時化學平衡移動結果的判斷3.一定條件下,向一容積固定的密閉容器中通入2molSO2和1molO2,發(fā)生2SO2+O22SO3
ΔH<0,一段時間后達到平衡,SO2、O2、SO3的物質的量分別為amol、bmol、cmol,按要求回答下列問題。(1)平衡后,通入2molSO2,則SO2的轉化率________,O2的轉化率________。(填“增大”、“減小”或“不變”,下同)(2)平衡后,通入2molSO2,1molO2,則SO2的轉化率______,O2的轉化率______,SO2的百分含量________,O2的百分含量__________,SO3的百分含量__________。減小增大增大增大減小減小增大123456答案(3)平衡后,通入amolSO2,bmolO2,cmolSO3,則SO2的轉化率________,O2的轉化率________,SO2的百分含量________,O2的百分含量________,SO3的百分含量________。(4)平衡后,通入2molSO3,則平衡向________(填“正反應”或“逆反應”)移動,SO2的百分含量________,O2的百分含量________,SO3的百分含量________。(5)平衡后,升溫,則SO2轉化率________,O2的轉化率________,SO2的百分含量________,O2的百分含量________,SO3的百分含量________。增大增大減小減小增大逆反應減小減小增大減小減小增大增大減小123456答案4.對于以下三個反應,從正反開始進行達到平衡后,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)的轉化率________,PCl5(g)的百分含量______。(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________。正反應減小增大正反應不變不變123456答案(3)2NO2(g)N2O4(g)再充入NO2(g),平衡向________方向移動,達到平衡后,NO2(g)的轉化率________,NO2(g)的百分含量________。正反應增大減小123456答案5.將等物質的量的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,下表中關于新平衡與原平衡的比較正確的是(
)
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的轉化率變小C充入一定量H2H2的轉化率不變,N2的轉化率變大D使用適當催化劑NH3的體積分數(shù)增大123456解析答案解析A項,正反應是體積減小的反應,依據(jù)勒·夏特列原理可知增大壓強平衡向正反應方向移動,但氮氣的濃度仍然比原平衡大,A不正確;B項,正反應是放熱反應,則升高溫度平衡向逆反應方向移動,氮氣的轉化率降低,B正確;C項,充入一定量的氫氣,平衡向正反應方向移動,氮氣的轉化率增大,而氫氣的轉化率降低,C不正確;D項,催化劑只能改變反應速率而不能改變平衡狀態(tài),D不正確,答案選B。答案B1234566.在一體積可變的密閉容器中,加入一定量的X、Y,發(fā)生反應mX(g)nY(g)
ΔH=QkJ·mol-1。反應達到平衡時,Y的物質的量濃度與溫度、氣體體積的關系如下表所示:
氣體體積/Lc(Y)/mol·L-1溫度/℃1241001.000.750.532001.200.900.633001.301.000.70123456下列說法正確的是(
)A.m>nB.Q<0C.溫度不變,壓強增大,Y的質量分數(shù)減少D.體積不變,溫度升高,平衡向逆反應方向移動123456解析答案解析溫度不變時(假設100℃條件下),體積是1L時,Y的物質的量為1mol,體積為2L時,Y的物質的量為0.75mol·L-1×2L=1.5mol,體積為4L時,Y的物質的量為0.53mol·L-1×4L=2.12mol,說明體積越小,壓強越大,Y的物質的量越小,Y的質量分數(shù)越小,平衡向生成X的方向進行,m<n,A項錯誤,C項正確;體積不變時,溫度越高,Y的物質的量濃度越大,說明升高溫度,平衡向生成Y的方向移動,則Q>0,B、D項錯誤。答案C1234561.解析化學平衡移動題目的一般思路2.壓強的影響實質是濃度的影響,所以只有當這些“改變”造成濃度改變時,平衡才有可能移動。練后反思方法指導3.化學平衡移動的目的是“減弱”外界條件的改變,而不是“抵消”外界條件的改變,改變是不可逆轉的。新平衡時此物理量更靠近于改變的方向。如①增大反應物A的濃度,平衡右移,A的濃度在增大的基礎上減小,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℃,則化學平衡向吸熱反應方向移動,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30MPa加壓到60MPa,化學平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動,達到新的平衡時30MPa<p<60MPa。4.我們在分析化學平衡移動對顏色、壓強、濃度等變化時,有時我們可以給自己建立一個平臺,“假設平衡不移動”,然后在此平臺的基礎上進行分析、比較,就容易得到正確答案。5.判斷轉化率的變化時,不要把平衡正向移動與反應物轉化率提高等同起來,要視具體情況而定。判斷平衡轉化率變化的兩個類型反應類型條件的改變反應物轉化率的變化有多種反應物的可逆反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)恒容時只增加反應物A的用量反應物A的轉化率減小,反應物B的轉化率增大同等倍數(shù)地增大反應物A、B的量恒溫恒壓條件下反應物轉化率不變恒溫恒容條件下m+n>p+q反應物A和B的轉化率均增大m+n<p+q反應物A和B的轉化率均減小m+n=p+q反應物A和B的轉化率均不變只有一種反應物的可逆反應mA(g)nB(g)+pC(g)增加反應物A的用量恒溫恒壓條件下反應物轉化率不變恒溫恒容條件下m>n+p反應物A的轉化率增大m<n+p反應物A的轉化率減小m=n+p反應物A的轉化率不變返回考點二等效平衡1.含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓),對同一可逆反應體系,
時加入物質的物質的量不同,而達到化學平衡時,同種物質的百分含量
。2.原理同一可逆反應,當外界條件一定時,反應無論從正反應開始,還是從逆反應開始,最后都能達到平衡狀態(tài)。其中平衡混合物中各物質的含量
。由于化學平衡狀態(tài)與
有關,而與建立平衡的
無關。因而,同一可逆反應,從不同的狀態(tài)開始,只要達到平衡時條件(溫度、濃度、壓強等)完全相同,則可形成等效平衡。起始相同相同途徑條件答案3.規(guī)律等效類型①②③條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓反應的特點任何可逆反應反應前后氣體分子數(shù)相等任何可逆反應起始投料換算為化學方程式同一邊物質,其“量”相同換算為化學方程式同一邊物質,其“量”符合同一比例換算為化學方程式同一邊物質,其“量”符合同一比例平衡特點質量分數(shù)(w%)相同相同相同相同(氣體)成比例濃度(c)相同成比例物質的量(n)相同成比例1.在恒溫恒容條件下,可逆反應:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)
ΔH=-Q1kJ·mol-1(Q1>0),起始物質的量如下表所示:深度思考序號ABCD①2mol1mol00②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol(1)上述反應達到平衡時,互為等效平衡的是哪幾組?達到平衡后,哪些量相同?答案
①③⑤互為等效平衡。表現(xiàn)在達到平衡后物質的量、質量、體積、物質的量濃度、各組分百分含量(物質的量分數(shù)、質量分數(shù)、體積分數(shù))相同。(2)達到平衡后,①放出的熱量為Q2kJ,⑤吸收的熱量為Q3kJ,則Q1、Q2、Q3的定量關系為________________。Q2+Q3=Q1答案2.在恒溫恒容條件下,可逆反應:2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)起始物質的量如下表所示:序號ABCD①2mol1mol00②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol上述反應達到平衡時,互為等效平衡的是哪幾組?達到平衡后,哪些量相同?答案①②③⑤互為等效平衡。表現(xiàn)在達到平衡后各組分百分含量(物質的量分數(shù)、質量分數(shù)、體積分數(shù))相同。答案3.在恒溫恒壓條件下,可逆反應2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)起始物質的量如下表所示:序號ABCD①2mol1mol00②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol(1)上述反應達到平衡后,互為等效平衡的是哪幾組?達到平衡后,哪些量相同?答案①②③⑤互為等效平衡。表現(xiàn)在達到平衡后物質的量濃度、各組分百分含量(物質的量分數(shù)、質量分數(shù)、體積分數(shù))相同。(2)達到平衡后,①放出的熱量為Q1kJ,②放出的熱量為Q2kJ,則Q1和Q2的定量關系為__________。Q2=2Q1答案題組一恒溫恒容條件下等效平衡的應用1.在溫度、容積相同的3個密閉容器中,按不同方式投入反應物,保持恒溫、恒容,測得反應達到平衡時的有關數(shù)據(jù)如下[已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92.4kJ·mol-1]:容器甲乙丙反應物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的濃度(mol·L-1)c1c2c3123反應的能量變化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ體系壓強(Pa)p1p2p3反應物轉化率α1α2α3下列說法正確的是(
)A.2c1>c3
B.a+b=92.4C.2p2<p3
D.α1+α3>1解析答案123解析采用“一邊倒”的方法知甲、乙是兩個相同的裝置,且甲中生成的NH3與乙中分解的NH3的和為2mol,則B項正確;此時α1+α2=1。而丙中加入的NH3是乙中的兩倍,開始時c3=2c2,但丙中壓強亦是乙中的兩倍,增大壓強,平衡正向移動,則平衡時2c1<c3,2p2>p3,A、C錯誤;增大壓強,不利于NH3的分解,則α2>α3,故α1+α3<1,D錯誤。答案B123題組二恒溫恒壓條件下等效平衡的應用2.恒溫恒壓下,在一個容積可變的密閉容器中發(fā)生反應:A(g)+B(g)C(g),若開始時通入1molA和1molB,達到平衡時生成amolC。則下列說法錯誤的是(
)A.若開始時通入3molA和3molB,達到平衡時,生成C物質的量為3amolB.若開始時通入4molA、4molB和2molC,達到平衡時,B的物質的量
一定大于4molC.若開始時通入2molA、2molB和1molC,達到平衡時,再通入3molC,則再次達到平衡后,C的物質的量分數(shù)為D.若在原平衡體系中,再通入1molA和1molB,混合氣體的平均相
對分子質量不變123解析答案解析選項A,開始時通入3molA和3molB,由于容器體積膨脹,保持恒壓,相當于將三個原容器疊加,各物質的含量與原平衡中的相同,C的物質的量為3amol;選項B,無法確定平衡移動的方向,不能確定平衡時B的物質的量一定大于4mol;選項D,這種條件下混合氣體的平均相對分子質量不變。答案B123題組三恒溫恒容,恒溫恒壓條件下等效平衡的比較應用3.有甲、乙兩容器,甲容器容積固定,乙容器容積可變。一定溫度下,在甲中加入2molN2、3molH2,反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)達到平衡時生成NH3的物質的量為
mmol。(1)相同溫度下,在乙中加入4molN2、6molH2,若乙的壓強始終與甲的壓強相等,乙中反應達到平衡時,生成NH3的物質的量為________mol(從下列各項中選擇,只填字母,下同);若乙的容積與甲的容積始終相等,乙中反應達到平衡時,生成NH3的物質的量為________mol。A.小于m B.等于mC.在m~2m之間 D.等于2mE.大于2m123解析答案解析由于甲容器定容,而乙容器定壓,它們的壓強相等,達到平衡時,乙的容積應該為甲的兩倍,生成的NH3的物質的量應該等于2mmol。當甲、乙兩容器的容積相等時,相當于將建立等效平衡后的乙容器壓縮,故乙中NH3的物質的量大于2mmol。答案D
E123(2)相同溫度下,保持乙的容積為甲的一半,并加入1molNH3,要使乙中反應達到平衡時,各物質的體積分數(shù)與上述甲容器中達到平衡時相同,則起始時應加入______molN2和___molH2。解析乙的容積為甲的一半時,要建立與甲一樣的平衡,只有乙中的投入量是甲的一半才行,故乙中應該投入N2為(1-0.5)mol=0.5mol,H2為(1.5-1.5)mol=0mol。0.5
0123解析答案1.構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.構建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質的量增加的反應為例,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。思維建模返回1234561.(2013·山東理綜,12)對于反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH<0,在其他條件不變的情況下(
)A.加入催化劑,改變了反應的途徑,反應的ΔH也隨之改變B.改變壓強,平衡不發(fā)生移動,反應放出的熱量不變C.升高溫度,反應速率加快,反應放出的熱量不變D.若在原電池中進行,反應放出的熱量不變7解析答案解析A項,加入催化劑,改變反應途徑,但不能改變反應物和生成物的總能量,所以ΔH不變,錯誤;B項,由于該反應是反應前后氣體分子數(shù)不變的反應,所以改變壓強,平衡不發(fā)生移動,反應放出的熱量也不變,正確;C項,該反應為放熱反應,升溫,化學反應速率加快,平衡逆向移動,反應放出的熱量應減少,錯誤;D項,若把該反應設計成原電池,化學能除轉化成熱能外,還轉化成電能,所以放出的熱量應減少,錯誤。答案B12345672.(2013·北京理綜,11)下列實驗事實不能用平衡移動原理解釋的是(
)1234567解析答案解析首先理解選項所提供的信息含義,然后分析該含義中有沒有包含平衡移動,即可順利解答。A項二氧化氮氣體中存在平衡:2NO2(g)N2O4(g),體系的溫度變化會使平衡發(fā)生移動;B項不同溫度下水的電離平衡常數(shù)不同,溫度升高促進水的電離,電離平衡常數(shù)增大;C項向過氧化氫溶液中加入二氧化錳,加速了過氧化氫的分解,這是二氧化錳的催化作用,不能用平衡移動原理解釋;D項氨水的濃度減小為原來的十分之一,但其pH的變化小于1,說明氨水在稀釋的過程中平衡:NH3·H2ONH+OH-發(fā)生了移動。1234567答案C3.(2015·安徽理綜,11)汽車尾氣中,NO產(chǎn)生的反應為N2(g)+O2(g)2NO(g),一定條件下,等物質的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應,下圖曲線a表示該反應在溫度T下N2的濃度隨時間的變化,曲線b表示該反應在某一起始條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是(
)A.溫度T下,該反應的平衡常數(shù)K=B.溫度T下,隨著反應的進行,混合氣體的密度減小C.曲線b對應的條件改變可能是加入了催化劑D.若曲線b對應的條件改變是溫度,可判斷該反應的ΔH<01234567解析答案B項,反應前后,混合氣體的體積與質量都沒有發(fā)生改變,所以混合氣體的密度不變,錯誤;C項,加入催化劑只改變反應速率而不改變反應的轉化率,若加入催化劑達到平衡后,c(N2)應與曲線a對應的平衡濃度相同,錯誤;D項,若曲線b對應的條件改變是溫度,由于曲線b相對于曲線a先達到了平衡,故應該為升溫,升高溫度,N2的平衡濃度減小,說明平衡向正向移動,該反應為吸熱反應,ΔH>0,錯誤。1234567答案A4.(2015·江蘇,15改編)在體積均為1.0L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉,再分別加入0.1molCO2和0.2molCO2,在不同溫度下反應CO2(g)+C(s)2CO(g)達到平衡,平衡時CO2的物質的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點均處于曲線上)。下列說法不正確的是(
)A.反應CO2(g)+C(s)===2CO(g)的ΔS>0、ΔH>0B.體系的總壓強p總:p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ)C.體系中c(CO):c(CO,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO,狀態(tài)Ⅲ)D.逆反應速率v逆:v逆(狀態(tài)Ⅰ)>v逆(狀態(tài)Ⅲ)1234567解析答案解析A項,CO2(g)+C(s)===2CO(g)是氣體的物質的量增加的反應,故ΔS>0,觀察圖像知,隨著溫度的升高,c(CO2)減小,平衡右移,則ΔH>0,正確;1234567B項,Ⅰ所在曲線表示的是通入0.1molCO2的變化過程,此時
CO2(g)+C(s)2CO(g)n(始)/mol0.100n(轉)/mol0.02
0.04n(平)/mol0.08
0.04此時氣體總的物質的量為0.12mol,Ⅱ所在曲線表示的是通入0.2molCO2的變化過程,此時
CO2(g)+C(s)2CO(g)n(始)/mol0.200n(轉)/mol0.12
0.24n(平)/mol0.08
0.24此時氣體總的物質的量為0.32mol,此時Ⅱ中氣體總物質的量大于Ⅰ中氣體總物質的量的2倍,且Ⅱ的溫度高,氣體體積膨脹,壓強又要增大,則p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ),正確;1234567C項,狀態(tài)Ⅱ和Ⅲ,溫度相同,Ⅱ中CO2的投料量是Ⅲ中CO2投料量的2倍,若恒容時兩平衡等效,則有c(CO,狀態(tài)Ⅱ)=2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),但成比例增加投料量,相當于加壓,平衡向逆反應方向移動,所以c(CO,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),正確;D項,狀態(tài)Ⅰ和Ⅲ相比,Ⅲ的溫度高,反應速率快,所以v逆(狀態(tài)Ⅲ)>v逆(狀態(tài)Ⅰ),錯誤。答案D12345675.[2015·廣東理綜,31(2)]用O2將HCl轉化為Cl2,可提高效益,減少污染。新型RuO2催化劑對上述HCl轉化為Cl2的總反應具有更好的催化活性。①實驗測得在一定壓強下,總反應的HCl平衡轉化率隨溫度變化的αHCl~T曲線如下圖:則總反應的ΔH____0(填“>”、“=”或“<”);A、B兩點的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是______。解析結合題中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,得出正反應方向為放熱反應,即ΔH<0;A、B兩點A點溫度低,平衡常數(shù)K(A)大。1234567<K(A)解析答案②在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大,畫出相應αHCl~T曲線的示意圖,并簡要說明理由:____________________________。答案見右圖溫度相同的條件下,增大壓強,平衡右移,α(HCl)增大,因此曲線應在原曲線上方1234567解析答案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H2OB項,增大n(O2)即增大反應物的濃度,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,只能加快反應速率,不能使平衡移動,錯誤。BDA項,增大n(HCl),則c(HCl)增大,雖平衡正向移動,但αHCl減小,錯誤1234567解析答案6.[2015·北京理綜,26(3)]氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?,以太陽能為熱源,熱化學硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應過程如下圖所示:反應Ⅱ:2H2SO4(l)===2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)
ΔH=550kJ·mol-1它由兩步反應組成:1234567ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)+H2O(g)
ΔH=177kJ·mol-1ⅱSO3(g)分解。L(L1,L2),X可分別代表壓強或溫度,下圖表示L一定時,ⅱ中SO3(g)的平衡轉化率隨X的變化關系。1234567①X代表的物理量是________。解析首先根據(jù)反應Ⅱ和反應ⅰ確定反應ⅱ為2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)
ΔH=196kJ·mol-1。根據(jù)反應ⅱ的特點:正反應方向為氣體體積增大、吸熱反應,增大壓強SO3(g)的轉化率減小,故X代表壓強。壓強1234567②判斷L1,L2的大小關系,并簡述理由:_______________________
。解析在等壓條件下,升高溫度,反應ⅱ的平衡向正向移動,SO3(g)的轉化率增大,故L2代表高溫曲線,即L1<L2。L1<L2,SO3(g)分解的熱化學方程式為2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)
ΔH=196kJ·mol-1,當壓強一定時,溫度升高,平衡轉化率增大解析答案7.(2015·山東理綜,30)合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能,在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用。(1)一定溫度下,某貯氫合金(M)的貯氫過程如圖所示,縱軸為平衡時氫氣的壓強(p),橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個數(shù)比(H/M)。1234567在OA段,氫溶解于M中形成固溶體MHx,隨著氫氣壓強的增大,H/M逐漸增大;在AB段,MHx與氫氣發(fā)生氫化反應生成氫化物MHy,氫化反應方程式為zMHx(s)+H2(g)zMHy(s)
ΔH1(Ⅰ);在B點,氫化反應結束,進一步增大氫氣壓強,H/M幾乎不變。反應(Ⅰ)中z=________(用含x和y的代數(shù)式表示)。溫度為T1時,2g某合金4min內(nèi)吸收氫氣240mL,吸氫速率v=________mL·g-1·min-1。反應Ⅰ的焓變ΔH1________0(填“>”“<”或“=”)。1234567解析答案由題中所給數(shù)據(jù)可知吸氫速率v=240mL÷2g÷4min=30mL·g-1·min-1。由圖像可知,T1<T2,且T2時氫氣的壓強大,說明升高溫度平衡向生成氫氣的方向移動,逆反應為吸熱反應,所以正反應為放熱反應,故ΔH1<0。1234567(2)η表示單位質量貯氫合金在氫化反應階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例,則溫度為T1、T2時,η(T1)________η(T2)(填“>”“<”或“=”)。當反應(Ⅰ)處于圖中a點時,保持溫度不變,向恒容體系中通入少量氫氣,達到平衡后反應(Ⅰ)可能處于圖中的________點(填“b”“c”或“d”),該貯氫合金可通過________或________的方式釋放氫氣。1234567解析答案解析由圖像可知,固定橫坐標不變,即氫原子與金屬原子個數(shù)比相同時,T2時氫氣的壓強大,說明吸氫能力弱,故η(T1)>η(T2)。處于圖中a點時,保持溫度不變,向恒容體系中通入少量氫氣,H2
濃度增大,平衡正向移動,一段時間后再次達到平衡,此時H/M增大,故可能處于圖中的c點。由氫化反應方程式及圖像可知,這是一個放熱的氣體體積減小的反應,根據(jù)平衡移動原理,要使平衡向左移動釋放H2
,可改變的條件是升溫或減壓。答案>
c加熱減壓1234567(3)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應,溫度為T時,該反應的熱化學方程式為_________________________________________________。已知溫度為T時:CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g)
ΔH=165kJ·mol-1CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)
ΔH=-41kJ·mol-1解析CO、H2合成CH4的反應為CO(g)+3H2(g)===CH4(g)+H2O(g)
ΔH,將已知的兩個熱化學方程式依次編號為①、②,②-①即得所求的反應,根據(jù)蓋斯定律有:ΔH=-41kJ·mol-1-(+165kJ·mol-1)=-206kJ·mol-1。CO(g)+3H2(g)===CH4(g)+H2O(g)ΔH=-206kJ·mol-11234567返回解析答案1234567891011121314A.提高反應溫度 B.移出部分CO2C.加入合適的催化劑 D.減小容器的容積解析A項,升溫,平衡左移,CO的轉化率減??;C項,催化劑不能使平衡發(fā)生移動;D項,改變壓強平衡不移動。B解析答案2.反應C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一定密閉容器中進行,下列說法或結論中,能夠成立的是(
)A.反應達平衡狀態(tài)時:v(CO)正=v(H2O)逆B.其他條件不變僅將容器的體積縮小一半,反應速率減小C.保持體積不變,充入少量He使體系壓強的增大,反應速率一定增大D.其他條件不變,適當增加C(s)的質量會使反應速率增大解析B選項,體積減小相當于增大壓強,反應速率增大,錯誤;C選項,體積不變,反應體系中各物質的濃度不變,反應速率不變,錯誤;D選項,增大固體的質量,對反應速率無影響,錯誤。A解析答案12345678910111213143.用于凈化汽車尾氣的反應:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),已知該反應在570K時的平衡常數(shù)為1×1059mol-1·L,但反應速率極慢。下列說法正確的是(
)A.裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或COB.提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度C.增大壓強,上述平衡右移,故可通過增壓的方法提高尾氣凈化效率D.提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑解析答案1234567891011121314解析因為該反應是可逆反應,不可能進行到底,A錯誤;由題干知570K時反應速率極慢,B錯誤;因平衡常數(shù)已經(jīng)較大,增大壓強雖然平衡正向移動,但對設備要求更高,故應通過提高反應速率而提高凈化效率,故C錯誤,D正確。答案D12345678910111213144.下圖是關于反應A2(g)+3B2(g)2C(g)
ΔH<0的平衡移動圖像,影響平衡移動的原因是(
)A.升高溫度,同時加壓B.降低溫度,同時減壓C.增大反應物濃度,同時使用催化劑D.增大反應物濃度,同時減小生成物濃度解析答案1234567891011121314解析A項,升高溫度,同時加壓,正逆反應速率都增大,逆反應速率應在原速率的上方,故A錯誤;B項,降低溫度,同時減壓正逆反應速率都降低,正反應速率應在原速率的下方,故B錯誤;C項,增大反應物濃度,同時使用催化劑,正逆反應速率都增大,逆反應速率應在原速率的上方,但正反應速率增大更多,平衡向正反應方向移動,故C錯誤;D項,增大反應物濃度,同時減小生成物濃度,瞬間正反應速率增大,逆反應速率減小,平衡向正反應方向移動,圖像符合,故D正確。答案D12345678910111213145.在相同溫度下,將H2和N2兩種氣體按不同比例通入相同的恒容密閉容器中,發(fā)生反應:3H2+N22NH3。
表示起始時H2和N2的物質的量之比,且起始時H2和N2的物質的量之和相等。下列圖像正確的是(
)解析答案1234567891011121314答案D12345678910111213146.在容積均為1L的甲、乙兩個恒容容器中,分別充入2molA、2molB和1molA、1molB,相同條件下,發(fā)生下列反應:A(g)+B(g)xC(g)
ΔH<0。測得兩容器中c(A)隨時間t的變化如圖所示,下列說法錯誤的是(
)A.甲容器中A的反應速率為0.1mol·L-1·min-1B.給甲容器加壓可縮短反應達到平衡的時間C.給乙容器升溫可縮短反應達到平衡的時間D.甲和乙中A的平衡轉化率相等解析A選項,沒有指定時間段,錯誤;B、C選項均可提高化學反應速率,縮短達到平衡所需時間,正確;由圖像可知A的轉化率均為50%,D選項正確。A解析答案1234567891011121314C.b點對應的平衡常數(shù)比a點的大D.a點對應的NH3的體積分數(shù)約為26%解析答案1234567891011121314B項,ΔH>0,該反應是吸熱反應,升高溫度平衡正向移動,NH3的體積分數(shù)會增大,故B正確;C項,a、b兩點的溫度相同,平衡常數(shù)只與溫度有關,則平衡常數(shù)不變,故C錯誤;1234567891011121314開始/mol340轉化/mol0.660.440.88平衡/mol2.343.560.88故選B。答案B12345678910111213148.80℃時,2L密閉容器中充入0.40molN2O4,發(fā)生反應N2O4(g)2NO2(g)
ΔH=QkJ·mol-1(Q>0),獲得如下數(shù)據(jù):時間/s020406080100c(NO2)/mol·L-10.000.120.200.260.300.30下列判斷正確的是(
)A.升高溫度該反應的平衡常數(shù)K減小B.20~40s內(nèi),v(N2O4)=0.004mol·L-1·s-1C.反應達平衡時,吸收的熱量為0.30QkJD.100s時再通入0.40molN2O4,達新平衡時N2O4的轉化率增大解析答案1234567891011121314
12345678910111213149.向密閉容器中充入物質的量濃度均為0.1mol·L-1的CH4和CO2,在一定條件下發(fā)生反應CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測得CH4的平衡轉化率與溫度及壓強的關系如圖所示。下列說法不正確的是(
)A.平衡時CO與H2的物質的量之比為1∶1B.p1、p2、p3、p4由大到小的順序為p1<p2<p3<p4C.1100℃,p4條件下,該反應10min時達到平
衡點X,則v(CO2)=0.008mol·L-1·min-1D.隨著溫度升高,該反應的平衡常數(shù)減小解析答案1234567891011121314解析A項,由于從正反應開始,整個過程中,CO與H2的物質的量之比均符合1∶1;B項,當溫度不變時,增大壓強,平衡左移,CH4的轉化率減小,所以p4>p3>p2>p1;D項,升溫,CH4的轉化率增大,正反應為吸熱反應,K應增大。答案D123456789101112131410.一定條件下存在反應:H2(g)+I2(g)2HI(g)
ΔH<0,現(xiàn)有三個相同的1L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1molH2和1molI2(g),在Ⅱ中充入2molHI(g),在Ⅲ中充入2molH2和2molI2(g),700℃條件下開始反應。達到平衡時,下列說法正確的是(
)A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反應速率相同B.容器Ⅰ、Ⅲ中反應的平衡常數(shù)相同C.容器Ⅰ中的氣體顏色比容器Ⅱ中的氣體顏色深D.容器Ⅰ中H2的轉化率與容器Ⅱ中HI的轉化率之和等于1解析答案1234567891011121314解析A項,由于條件是恒容絕熱,容器Ⅰ、Ⅱ中分別從正、逆反應方向達平衡,Ⅰ中放熱,Ⅱ中吸熱,達平衡時溫度不同,所以正反應速率不相同,故A錯誤;B項,容器Ⅰ、Ⅲ中平衡溫度不同,反應的平衡常數(shù)不相同,故B錯誤;C項,Ⅰ中放熱,Ⅱ中吸熱,達平衡時容器Ⅰ中溫度比Ⅱ中高,結合升溫平衡逆向移動知Ⅰ中的氣體顏色比容器Ⅱ中的氣體顏色深,故C正確;D項,若恒溫恒容時容器Ⅰ、Ⅱ中形成等效平衡,容器Ⅰ中H2的轉化率與容器Ⅱ中HI的轉化率之和等于1,但本題條件是恒容絕熱,平衡時溫度不同,故D錯誤。答案C123456789101112131411.某溫度下,密閉容器中發(fā)生如下可逆反應:2E(g)F(g)+xG(g)
ΔH<0,若起始時E的濃度為amol·L-1,F(xiàn)、G的濃度均為0,達到平衡時E的濃度為0.5amol·L-1;若E的起始濃度為2amol·L-1,F(xiàn)、G濃度仍為0,當達到新的平衡時,下列說法正確的是(
)A.升高溫度時,正反應速率加快,逆反應速率減慢B.若x=1,容器體積保持不變,新平衡下E的體積分數(shù)為50%C.若x=2,容器體積保持不變,新平衡下F的平衡濃度為0.5amol·L-1D.若x=3,容器壓強保持不變,新平衡下E的物質的量為amol解析答案1234567891011121314解析升高溫度時,正、逆反應速率都加快,故A錯誤;B項,若x=1,則反應前后體積不變,所以在這兩種情況下兩平衡是等效的,各相同成分的百分含量都相同,故B正確;C項,若x=2,則反應是體積增大的可逆反應,若E的起始濃度改為2amol·L-1,相當于增大壓強,平衡向逆反應方向移動,所以新平衡下F的平衡濃度大于0.5amol·L-1小于amol·L-1,故C錯誤;不知道容器的體積,無法計算E的物質的量,故D錯誤。答案B123456789101112131412.已知:可逆反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH<0?,F(xiàn)有甲、乙兩個容積相同且不變的真空密閉容器,向甲容器中加入1molN2(g)和3molH2(g),在一定條件下發(fā)生反應,達到平衡時放出熱量為Q1kJ。在相同條件下,向乙容器中加入2molNH3(g)并發(fā)生反應,達到平衡時吸收熱量為Q2kJ,若Q1=3Q2。下列敘述中正確的是(
)A.達平衡時甲中N2的轉化率為75%B.達平衡時甲、乙中NH3的體積分數(shù)乙>甲C.達到平衡后,再向乙中加入0.25molN2(g)、0.75molH2(g)和1.5molNH3(g),
平衡向生成N2的方向移動D.乙中反應的熱化學方程式為2NH3(g)N2(g)+3H2(g)
ΔH=Q2kJ·mol-1解析答案1234567891011121314解析甲、乙兩平衡等效。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-QkJ·mol-1根據(jù)題意Q=Q1+Q2=4Q2。A項,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
Q1mol4Q2
x3Q2B項,由于甲、乙兩個體系為等效平衡,達平衡時,甲、乙中NH3的體積分數(shù)應相等,錯誤;解析答案1234567891011121314C項,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)
Q2mol4Q2
y
Q2y=0.5mol。所以平衡時,n(NH3)=1.5mol,n(N2)=0.25mol,n(H2)=0.75mol。若再向乙容器中加入NH31.5mol、N20.25mol、H20.75mol,相當于加壓,平衡應向生成NH3的方向移動,錯誤;D項,乙中反應的熱化學方程式應為2NH3(g)N2(g)+3H2(g)
ΔH=4Q2kJ·mol-1。答案A123456789101112131413.在一個體積為2L的密閉容器中,高溫下發(fā)生反應:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)。其中CO2、CO的物質的量(mol)隨時間(min)的變化關系如圖所示。(1)反應在1min時第一次達到平衡狀態(tài),固體的質量增加了3.2g。用CO2的濃度變化表示的反應速率v(CO2)=____________________。0.1mol·L-1·min-1解析答案1234567891011121314(2)反應進行至2min時,若升高溫度,曲線發(fā)生的變化如圖所示,3min時再次達到平衡,則ΔH______(填“>”、“<”或“=”)0。解析由于建立新平衡時CO物質的量增加,可知升高溫度,平衡正向移動,說明正反應吸熱。>解析答案1234567891011121314(3)5min時再充入一定量的CO(g),平衡發(fā)生移動。下列說法正確的是_____(填寫字母)。a.v正先增大后減小 b.v正先減小后增大c.v逆先增大后減小 d.v逆先減小后增大表示n(CO2)變化的曲線是______(填寫圖中曲
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