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第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng):
類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)
定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)
形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量
總能量
與化學(xué)鍵強(qiáng)生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量大于生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量小于反應(yīng)物分
弱關(guān)系反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時(shí)吸收的總能量子斷裂舊鍵時(shí)吸收的總能量
常見(jiàn)的放熱反應(yīng):
①活潑金屬與水或酸的反應(yīng)②酸堿中和反應(yīng)③燃燒反應(yīng)
④多數(shù)化合反應(yīng)(C02+C=塾匚2co除外)
常見(jiàn)的吸熱反應(yīng):
①多數(shù)分解反應(yīng),如CaC03""‘溫'CaO+CO2t
②2NH4a(s)+Ba(OH)2-8H2O(s)=BaCI2+2NH3-T+10H20
③C(s)+H20(g)"'溫CO+H2④CO2+C溫2C0
注意:化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱,與反應(yīng)條件(加熱或不加熱)沒(méi)有關(guān)系。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)我們還可
以借助下面的圖像來(lái)理解。
【練習(xí)】1、下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)熱現(xiàn)象的說(shuō)法不正確的是()
A.放熱反應(yīng)時(shí)不必加熱B.化學(xué)反應(yīng)一定有能量變化
C.一般地說(shuō),吸熱反應(yīng)加熱后才能發(fā)生D.化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的數(shù)值與參加反應(yīng)的物質(zhì)的多少有關(guān)
(')反應(yīng)熱
1、定義:當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時(shí),反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng),
簡(jiǎn)稱反應(yīng)熱。
【練習(xí)】2、50mlOSOmoHJ1鹽酸與50mL0.55moM?NaOH溶液在如下圖所
示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中放出的熱量可
計(jì)算中和熱?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖中尚缺少的一種儀器是。
(2)燒杯間填滿碎紙條的作用是。
(3)若大燒杯上不蓋硬紙板,求得的反應(yīng)熱數(shù)值______
(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。
(4)實(shí)驗(yàn)中該用60mLe).50moH?鹽酸跟50mLe).55mol-L"NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的
熱量__________(填"相等"或"不相等"),簡(jiǎn)述理由:O
(5)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱數(shù)值會(huì):
用50mL0.50mol/LNaOH溶液進(jìn)行上述驗(yàn),測(cè)得的放出的熱量數(shù)值可能會(huì)(填“偏大”“偏小”
或“無(wú)影響”)。
1、烯(H):用來(lái)描述物質(zhì)所具有的能量的物理量。
2、焰變(AH):反應(yīng)產(chǎn)物的總焰與反應(yīng)物的總焰之差,稱為反應(yīng)焰變。是用來(lái)描述反應(yīng)熱的物理量。
(1)單位:J?mo「'或kJ,mo|T
(2)表達(dá)式:AH=H(反應(yīng)產(chǎn)物)-H(反應(yīng)物)
從能量角度分析焰變與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系:
△H>0或“+”反應(yīng)放熱
(3)AH
'AHvO或“一”反應(yīng)吸熱
(4)對(duì)于等壓條件下的化學(xué)反應(yīng),若只存在化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于熔變,
表示為:Qp=AH(Qp為等壓反應(yīng)熱)
我們可以借助于反應(yīng)焰變示意圖來(lái)理解反應(yīng)焙變與反應(yīng)熱之間的關(guān)系。
(-)熱化學(xué)方程式
1、定義:表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式。
2、含義:不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。
11
【舉例】出值)+5。2值)="。(1)△”(298K)=—285.8kJ?mo廠1的意義:lmolH?和5molc)2反應(yīng)生成lmol液態(tài)
H20時(shí)放出285.8kJ的熱量。
2、觀察下面三個(gè)熱化學(xué)方程式:
①山值)+5。2值)=匕。間AH(298K)=-241.8kJ?moF1
-11
1
②H2(g)+2O2(g)=H2O(l)AH(298K)=—285.8kJ?moF
③2H2值)+。2值)=2%。(1)AH(298K)=-571.6kJ?mol-1
試回答:為什么①中的的值要比②中的△,值要大?
③中的△”的值為什么是②中的值的2倍?
3、298K,lOlkPaH寸,合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=-92.38kJ/moL在該溫度
下,取lmolNz(g)和3m01%值)放在一密閉容器中,在催化劑存在進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)放出的熱量總是少
于92.38kJ,其原因是什么。
熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)要點(diǎn):
①注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài);氣體用“g”,液體用“I”,固體用“s”,溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不標(biāo)
反應(yīng)條件,也不用個(gè)和J。
②注意反應(yīng)熱AH與測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān)。因此書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注明AH的測(cè)定條件。絕
大多數(shù)AH是在298K、101325Pa下測(cè)定的,可不注明溫度和壓強(qiáng)。
③的單位J?mo廠1或kJ?mo「\
④注意熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,并不表示物質(zhì)的分子
數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)、也可以是分?jǐn)?shù)。
⑤△,的的值與方程式中的物質(zhì)前的系數(shù)成正比,若反應(yīng)逆向進(jìn)行,的數(shù)值改變符號(hào),但絕對(duì)值不變。
⑥△”的的值指的是反應(yīng)物完成轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所放出的熱量.
【練習(xí)】1、比較下列各組熱化學(xué)方程式中△名與的大小,并說(shuō)明理由。
⑴2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△Hi2H2(g)+5(g)=2出0(I)AH2
I
(2)S(g)+O2(g)=SO2(g)△HS(s)+02(g)=S02(g)AH2
△u△
f
(3)H,g+Cl2g=2HCIg1
=co(g)AH,Cs+O2(g=CO,(g)AH.
2、在101325Pa和298K條件下,2mo舊2生成水蒸汽放出484kJ熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是()
A.2H2+O2=2H2O,AH=-484kJ/molB.H2O(g)=H2(g)+02(g)AH=+242kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),AH=-484kJ/molD.H2(g)+02(g)=H2O(g)AH=+242kJ/mol
3、0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)B2Q和液態(tài)水,放出649.5U熱量,乙硼
烷燃燒的熱化學(xué)方程式為:
三、反應(yīng)焰變的計(jì)算
蓋斯定律:對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng),無(wú)論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)焰變都是一樣的。
這就說(shuō)明對(duì)于化學(xué)反應(yīng),只要其反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物確定了,不管它中間經(jīng)歷了多少步,反應(yīng)婚變總是一定
的。
理解要點(diǎn):反應(yīng)焰變(反應(yīng)熱效應(yīng))只與始態(tài)(反應(yīng)物)、終態(tài)(生成物)有關(guān),與反應(yīng)過(guò)程無(wú)關(guān)。
△H==△/^3++AH5
(-)焙變的計(jì)算方法
1、利用已知婚變求未知婚變一一熱化學(xué)方程式相加減
【例1】試?yán)?98K時(shí)下述反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算此溫度下P4(s,白磷)=4P(s,紅磷)的反應(yīng)焰變。
P4(s,白磷)+5。2(g)=P4O10(S)△%=-2983.2kJ?mo|T
51
P(s,紅磷)+-02(g)=.PQio(S)△”2=-738.5kJ?mo「i
【練習(xí)11試?yán)?98K時(shí)下述反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算此溫度下
2N2H,g)+2NO2(g)==3N2(g)+4電0值)的反應(yīng)給變。
1
N2(g)+2。2(g)==2NO2(g)△%=4-67.7kJ.moF
N2H4(g)+02(g)==N2(g)+H20(g)△"?=-534kJ?mo「i
2、利用化學(xué)鍵的鍵能求熔變:(2)△"=£(反應(yīng)物的鍵能)一W(反應(yīng)產(chǎn)物的鍵能)
【例】以下是部分共價(jià)鍵鍵能數(shù)據(jù):H-S364kJ?mo廠IS-S266kJ?mo「\S=。522kJ?mo「\H-0
464kJ?mo|T。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算下面這個(gè)反應(yīng)的始變。
2H2S(g)+SO2(g)==3S(g)+2H2O(g)△”=?
S8分子結(jié)構(gòu)
【模擬試題】
1、已知25℃、lOlkPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為()
①C(石勘+C)2(g)==CO2(g)AH=-393.51kJ/mol>②C(金剛石)+O2(g)==CC)2(g)
△H=-395.41kJ/mol據(jù)此判斷,下列說(shuō)法正確的是()
A.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的低
B.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的高
C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的低
D.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時(shí),石墨的能量比金剛石的高
2、已知X+Y==M+N為吸熱反應(yīng),對(duì)該反應(yīng)的下列說(shuō)法中正確的是()
A.X的能量一定低于M的能量B.Y的能量一定低于N的能量
C.X和Y的總能量一定低于M和N的總能量
D.因該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故該反應(yīng)一定要加熱才可發(fā)生
3、某短跑運(yùn)動(dòng)員體重70kg,,其跑時(shí)以1/7秒沖出1m遠(yuǎn),消耗的能量為6860J,其能量全部由消耗體內(nèi)葡
萄糖提供,熱化學(xué)方程式為C6Hl2。6($)+65(g)錯(cuò)誤!未定義”自動(dòng)圖文集”詞條。6CO2(g)+6H2O(l);
AH=-2804kJ/mol,則所消耗葡萄糖的質(zhì)量為(C)
A.0.22gB.0.55gC.0.44gD.0.66g
4、下列反應(yīng)中生成物的總能量大于反應(yīng)物總能量的是()
A.氫氣在氧氣中燃燒B.鐵絲在氧氣中燃燒
C.硫在氧氣中燃燒D.焦碳在高溫下與水蒸氣反應(yīng)
5、下列反應(yīng)為吸熱反應(yīng)的是()
6、熱化學(xué)方程式中化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示()
A.分子個(gè)數(shù)B.原子個(gè)數(shù)C.物質(zhì)的質(zhì)量D.物質(zhì)的量
7、下列變化屬于吸熱反廢的是()
①液態(tài)水汽化②將膽研加熱變?yōu)榘咨勰蹪饬蛩嵯♂將苈人徕浄纸?/p>
⑤生石灰跟水反應(yīng)
A.②④B.①④C.②③D.①④⑤
8、磷在氧氣中燃燒,可能生成兩種固態(tài)氧化物。3.1g的單質(zhì)磷(P)在3.2g氧氣中燃燒,至反應(yīng)物耗盡,
并放出XkJ熱量。
(1)通過(guò)計(jì)算確定反應(yīng)產(chǎn)物的組成(用化學(xué)式表示)是—,其相應(yīng)的質(zhì)量(g)為。
(2)已知單質(zhì)磷的燃燒熱為YkJ/mol,則ImolP與。2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3的反應(yīng)熱AH=。
(3)寫(xiě)出lmolP與02反應(yīng)生成固態(tài)P2O3的熱化學(xué)方程
9、發(fā)射衛(wèi)星時(shí)可用明(N2H/為燃料,用二氧化氮為氧化劑,這兩種物質(zhì)反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵狻R阎?
N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)AHl=+67.7kJ/mol①
N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)△II2=-534kJ/mol②
試計(jì)算lmol股和二氧化氮完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量為kJ,寫(xiě)出陰和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程
式_____________________________O
-第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度
(-)化學(xué)平衡常數(shù)
1.定義:對(duì)于給定化學(xué)方程式的可逆反應(yīng),溫度一定,不管反應(yīng)物和產(chǎn)物的初始濃度多大,達(dá)到平衡時(shí),
產(chǎn)物濃度系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方乘積的比值是一個(gè)不變的常數(shù)。
2.表達(dá)式:對(duì)于aA(g)+bB(g)'dD(g)+eE(g),
有K=(D)d?(E)e/(A)a?(B)b
3.注意事項(xiàng):
(1)在平衡常數(shù)的表達(dá)式中,純固體或純液體(包括溶劑液體)的濃度視為常數(shù),不在表達(dá)式上列
出。
(2)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式與方程式的書(shū)寫(xiě)有關(guān),系數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的n倍,平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的n次
方,單位也發(fā)生相應(yīng)的變化。
(3)正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。
(4)對(duì)于給定化學(xué)反應(yīng)方程式的可逆反應(yīng),平衡常數(shù)僅是溫度的函數(shù)。
4.平衡常數(shù)的意義:
(1)平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的(也叫)。
K值越大,表示反應(yīng)進(jìn)行得,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率;
K值越小,表示反應(yīng)進(jìn)行得,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率o
(2)判斷正在進(jìn)行的可逆是否平衡及反應(yīng)向何方向進(jìn)行:
對(duì)于可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定的溫度下的任意時(shí)刻,反應(yīng)物的濃度和生成
pqmn
物的濃度有如下關(guān)系:Qc=C(C)-C(D)/C(A).C(B),叫該反應(yīng)的濃度商。
Q<K,反應(yīng)向進(jìn)行
Q=K,反應(yīng)______________________
Qc>K,反應(yīng)向進(jìn)行
(3)利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)
若升高溫度,K值增大,則正反應(yīng)為反應(yīng)(填"吸熱"或"放熱")。
若升高溫度,K值減小,則正反應(yīng)為反應(yīng)(填"吸熱"或"放熱
(二)平衡轉(zhuǎn)化率
指定反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率表示為:
a(A)=(A的初始濃度一A的平衡濃度)/A的初始濃度X100%
={c()(A)-(A)}/c0(A)X100%
注意:①多種反應(yīng)物參加反應(yīng)時(shí),提高其中一種物質(zhì)的濃度,可以提高其它物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率,而其自身
轉(zhuǎn)化率會(huì)降低。
②平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率雖然都可以表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度,但是平衡轉(zhuǎn)化率隨著反應(yīng)物起始濃度
的不同而變化,而平衡常數(shù)卻不受起始濃度的影響。因此平衡常數(shù)更能反映出反應(yīng)的本質(zhì)。平衡常數(shù)與某
反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率之間是可以互相求算的。
(三)反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡的影響
化學(xué)平衡狀態(tài)的移動(dòng)
1.定義:對(duì)于已達(dá)平衡的可逆反應(yīng),如果改變影響平衡的外界條件并保持不變,可逆反應(yīng)會(huì)達(dá)到一個(gè)新
的平衡狀態(tài),從原平衡狀態(tài)到新平衡狀態(tài)的變化過(guò)程稱為平衡狀態(tài)的移動(dòng)。
2.方式:(1)正向(向右)移動(dòng):反應(yīng)的凈結(jié)果使反應(yīng)物減少而生成物增加。
(2)逆向(向左)移動(dòng):反應(yīng)的凈結(jié)果使生成物減少而反應(yīng)物增加。
3.結(jié)果:反應(yīng)混合體系中各物質(zhì)的百分含量發(fā)生變化了
4.外界條件對(duì)平衡的影響
(1)溫度
①結(jié)論:升溫,平衡向吸熱方向移動(dòng);降溫,平衡向放熱方向移動(dòng)。
②解釋:放(吸)熱反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的升高而降低(增大)。
對(duì)于放熱反應(yīng),升溫,K值變小,使Q>K,平衡逆向(吸熱方向)移動(dòng);
對(duì)于吸熱反應(yīng),升溫,K值變大,使Q<K,平衡正向(吸熱方向)移動(dòng)。
(2)濃度
①結(jié)論:c(反)增大或c(產(chǎn))減小,平衡正向移動(dòng);c(反)減小或c(產(chǎn))增大,平衡逆向移動(dòng)。
②解釋:c(反)增大或c(產(chǎn))減小,QVK,平衡正向移動(dòng):
c(反)減小或c(產(chǎn))增大,平衡逆向移動(dòng)。
(3)壓強(qiáng)
①結(jié)論:加壓,平衡向△珀減小的方向移動(dòng);減壓,平衡向avg增大的方向移動(dòng)。
②解釋:加壓,各氣體物質(zhì)的濃度同種程度的增大。
若正向△Vg<0,Q<K,平衡正向(^VgO的方向=移動(dòng),其它情況類似推導(dǎo)。
③注意:“加壓”一般指的是減小容器的體積而導(dǎo)致的壓強(qiáng)增大。
5、平衡移動(dòng)原理
(1)內(nèi)容:對(duì)于已達(dá)平衡的可逆反應(yīng),如果改變影響平衡的一個(gè)外界條件,平衡向著減弱這個(gè)改變
的方向移動(dòng)。
(2)要點(diǎn):研究對(duì)象一定是處于平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng);只適用于改變影響平衡的一個(gè)條件;平衡的
移動(dòng)結(jié)果只能“減弱”而不能“消除”這種改變。
6、化學(xué)平衡計(jì)算的基本模式一一平衡“三步曲”
例:mA+nB—-pC+qD
起始:ab00
轉(zhuǎn)化:mxnxpxqx
平衡:a-mxb-nxpxqx
注意:①轉(zhuǎn)化量與方程式中各物質(zhì)的系數(shù)成比例;
②這里a、b可指物質(zhì)的量、濃度、體積等。
③對(duì)反應(yīng)物:平=始一轉(zhuǎn)對(duì)生成物:平=始+轉(zhuǎn)
【典型例題】
例1.關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述中,正確的是()
A.只與化學(xué)反應(yīng)方程式本身和溫度有關(guān)
B.只與反應(yīng)的溫度有關(guān)
C.只與化學(xué)反應(yīng)本身和溫度有關(guān),并且會(huì)受到起始濃度的影響
D.只與化學(xué)反應(yīng)本身有關(guān),與其它任何條件無(wú)關(guān)的?個(gè)不變的常數(shù)
解析:大量試驗(yàn)證明,化學(xué)平衡常數(shù)決定于兩個(gè)方面的因素:化學(xué)反應(yīng)本身和反應(yīng)體系的溫度,與起
始濃度等其它外界條件沒(méi)有任何關(guān)系。
答案:A
例2.2000K時(shí),反應(yīng)CO(g)+1/202(g)'C02(g)的平衡常數(shù)為K,則相同溫度下反應(yīng)2c
(g)、2C0(g)+02(g)的平衡常數(shù)K為()
A.1/KB.(K)2C.1/(K)2D,1/(K)1/2
解析:因?yàn)楸绢}給定的化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前系數(shù)是原來(lái)化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前系數(shù)的
-2倍,因此其平衡常數(shù)是原來(lái)平衡常數(shù)的-2次方,因此C選項(xiàng)應(yīng)該是正確的。答案:C
點(diǎn)評(píng):本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用——即與方程式的書(shū)寫(xiě)密切相關(guān)。
i
例3.氣態(tài)PCIj的分解反應(yīng)為2PCI5(g)2PCI3(g)+2CI2(g),在473K達(dá)到平衡時(shí)氣態(tài)PCI5W48.5%
分解,在573K達(dá)到平衡時(shí)氣態(tài)PCb有97%分解,則此反應(yīng)是()
A.吸熱反應(yīng)B,放熱反應(yīng)
C.反應(yīng)的婚變?yōu)榱愕姆磻?yīng)D.無(wú)法判斷是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)
解析:對(duì)于氣態(tài)PCk的分解反應(yīng),升高溫度使氣態(tài)pels的分解率升高,即溫度由473K升高到573K
時(shí),在473K下建立的化學(xué)平衡向右移動(dòng),根據(jù)升高溫度化學(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng),降低溫度化學(xué)平衡向
放熱方向移動(dòng)的規(guī)律,氣態(tài)PCk的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即選A。答案:A
點(diǎn)評(píng):本題考查溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律,應(yīng)該注意靈活運(yùn)用。
例4.在相同的A和B兩個(gè)帶活塞的玻璃容器中,注入1A容積顏色相同的N02(存在2NO2、N2O4平
衡)和瓦2蒸氣,然后將活塞同時(shí)向外拉到或處(快速),過(guò)一會(huì)可以看到()
A.A中顏色比B中淺B.A中顏色比B中深
C.A中顏色和B中相同D.A和B中顏色都比開(kāi)始時(shí)淺
解析:對(duì)A、B容器來(lái)說(shuō),將活塞向外拉至比處,B容器只是溟蒸氣濃度減小一倍,顏色變淺為原來(lái)
一倍;而A容器開(kāi)始是濃度減小一倍,顏色變淺?倍,但隨后平衡向“體積增大”的方向移動(dòng),使NO?的
濃度“有所增加”,據(jù)勒夏特列原理,平衡向“減弱”方向移動(dòng),故使A容器中顏色比B容器中深,但都
比開(kāi)始淺。答案:BD
點(diǎn)評(píng):勒夏特列原理的具體應(yīng)用是廣泛考查的對(duì)象,要深刻理解其含義。
【模擬試題】
選擇題
1.一定溫度下,可逆反應(yīng)X(g)+3Y(g)"'2Z(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()
A.Z生成的速率與Z分解的速率相等B.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolX,同時(shí)生成3nmolY
C.X.Y.Z的濃度不再發(fā)生變化D.X.Y.Z的分子數(shù)之比為1:3:2
2.可逆反應(yīng)mA(氣)+nB(固)『三4(氣)+qD(氣)在反應(yīng)過(guò)程中,其他條件不變,D的百分含量
和T或P關(guān)系如圖所示,下列敘述中正確的是()
A、溫度降低,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)B、使用催化劑,D的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加
C、化學(xué)方程式系數(shù)m<r+qD、無(wú)法根據(jù)圖像確定改變溫度后化學(xué)平衡向正哪個(gè)反應(yīng)方向移動(dòng)
3.壓強(qiáng)變化不會(huì)使下列化學(xué)反應(yīng)的平衡發(fā)生移動(dòng)的是()
A.H2(g)+b(g)、、2HI(g)B.3H2(g)+N2(g)'2NH3(g)
C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)D.C(s)+CO2(g)'2CO(g)
4.體積相同的甲.乙兩個(gè)容器中,分別都充有等物質(zhì)的量的SO2和。2,在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)2SC)2(g)
并達(dá)到平衡。該過(guò)程中,甲容器保持體積不變,乙容器保持壓強(qiáng)不變,若甲容
+02(g)"2SO3(g),
器中S02的轉(zhuǎn)化率為p%,則乙容器中S02的轉(zhuǎn)化率()
A.等于p%B.大于p%C.小于p%D.無(wú)法判斷
時(shí)反應(yīng)的",當(dāng)各氣體物質(zhì)的量濃度
5.1000KC(s)+2H2(g)CH4(g)K=8.28X1()7(mol.I?)
分別為11時(shí),上述反應(yīng)()
H20.7mol?L,CH40.2mol?L-,N20.1mol?L”
A.正向移動(dòng)B.逆向移動(dòng)C.達(dá)到平衡D.不一定
6.對(duì)于mA(g)+nB(g)'pC(g)+qD(g)的平衡體系,當(dāng)溫度升高時(shí),體系中混合氣體的平
均相對(duì)分子量由38變?yōu)?4。下列有關(guān)判斷中,正確的是()
A.m+n>p+q,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.m+n>p+q,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
C.m+n<p+q,逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)D.m+n<p+q,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
7.放熱反應(yīng)X(g)+2Y(g)(g)在某溫度、壓強(qiáng)下達(dá)到平衡,采取一定措施后,平衡向右移
動(dòng),則所采取的措施是()
A.降低溫度和減小壓強(qiáng)B.降低溫度和增大壓強(qiáng)
C.升高溫度和減小壓強(qiáng)D.升高溫度和增大壓強(qiáng)
可逆反應(yīng)(氣)(氣)(氣),在不同壓強(qiáng)[、下,測(cè)得的體積分?jǐn)?shù)跟反應(yīng)時(shí)間
8.A+2BdnC(PP2)C
的關(guān)系如圖所示,以下結(jié)論正確的是()
、、、
A、Pi>P2,n>3BPi>P2,n<3CPi<P2,n>3DP1<P2,n<3
9.在?定體積的密閉容器中放入3L氣體R和5L氣體Q,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)2R(g)+5Q(g)^^^4X
(g)+nY(g),反應(yīng)完全后,容器溫度不變,混合氣體的壓強(qiáng)是原來(lái)的87.5%,則化學(xué)方程式中的n值是
()A.2B.3C.4D.5
不同溫度時(shí)反應(yīng)、&的平衡常數(shù)如下:時(shí)為時(shí)為
10.2Hl(g)、(g)+l2(g)350℃66.9,425℃54.4,
490℃時(shí)為45.9.HI的轉(zhuǎn)化率最高是在()
A.490℃B.425℃C.350℃D.無(wú)法確定
在一定條件下,其密閉容器中發(fā)生了如下反應(yīng):(氣)(氣)(氣)反應(yīng)達(dá)平
11.2SO2+02^^2SO3AHvO
衡后,S5、。2、SO3的物質(zhì)的量之比為3:2:5。保持其它條件不變,升溫后達(dá)到新平衡時(shí),SOZ、5的
物質(zhì)的量分別為1.4mol和0.9mol,此時(shí)容器內(nèi)SO3的物質(zhì)的量應(yīng)為()
A、1.8molB、2molC、2.2molD、2.4mol
在一定溫度下,向容積固定不變的密閉容器里充入發(fā)生如下反應(yīng):
12.amolNO22NO2(g)^^N2O4(g),
達(dá)到平衡后,再向該容器充入amoINCh,達(dá)平衡后與原平衡比較正確的是
A、平均相對(duì)分子質(zhì)量減小B、N5的轉(zhuǎn)化率提高
C、壓強(qiáng)為原來(lái)的2倍D、顏色變淺
13.在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):mA(氣)+nB(氣)QpC(氣)達(dá)到平衡后,溫度一定時(shí)、將氣體體
積壓縮到原來(lái)的1/2,當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),C的濃度的為原來(lái)的1.9倍,若壓縮時(shí)溫度不變,則下列說(shuō)法中不
正確的是()
A、m+n>pB、A的轉(zhuǎn)化率降低
C、平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D、C的體積百分含量降低
14.在密閉容器中于一定條件下進(jìn)行下列反應(yīng):2so2+O222SO3當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)通入1七2,再次平衡時(shí),
18。存在于()
A、SO2、。2B、SO2、SO3
C、SO2、。2、SO3D、。2、SO3
二.填空題
15.在一定條件下xA+yBL^zC可逆反應(yīng)達(dá)到平衡,試填空:
(1)已知A.B.C都是氣體,在減壓后平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則x.y.z的關(guān)系是.
(2)已知C是氣體且x+y=z,在加壓時(shí)化學(xué)平衡如發(fā)生移動(dòng),則平衡必定向方向移動(dòng)。
(3)已知C.B是氣體,現(xiàn)增加A物質(zhì)的量(其它條件不變),平衡不移動(dòng),說(shuō)明A是態(tài)。
16.在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)C5(g)+H2(g)(g)+C0(g),其化學(xué)平衡常
數(shù)K和溫度16向關(guān)系如下表:
t℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列問(wèn)題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=.
(2)該反應(yīng)為反應(yīng)。(選填“吸熱”或“放熱”)
(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的根據(jù)是(多選扣分)。
A.容器中壓強(qiáng)不變B.混合氣體中c(C0)不變
C.ViE(H2)=\I迫(H20)D.c(C02)=c(CO)
(4)某溫度下,平衡濃度符合下式:c(C02)-c(H2)=C(CO)-c(H20)可判斷此時(shí)的溫度為
_____________℃.
(5)若在830c時(shí)進(jìn)行上述反應(yīng),各物質(zhì)以不同的物質(zhì)的量(單位:mol)組合分別投入恒容反應(yīng)器,
則向正反應(yīng)方向移動(dòng)的有__________________(填字母編號(hào))
ABCDE
C0231011
上21012
co1230.53
H2O32321
17.高爐煉鐵中發(fā)生的反應(yīng)有:FeO(s)+CO(g)==Fe⑸+CO2(g)AH<0
⑴該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
(2)已知1100℃時(shí),K=0.263溫度升高,平衡常數(shù)K(增大,減少或不變)
(3)1100℃時(shí),測(cè)得高爐中c(CC>2)=0。25mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在這種情況下
該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)(填是或否),此時(shí)反應(yīng)速率是v正_____v逆(填>,<,=)
三.計(jì)算題
△、
18.已知可逆反應(yīng):CO+hCf^82+H2,達(dá)到平衡時(shí),K=[CO2nH是常數(shù),只與溫度有
關(guān),與濃度無(wú)關(guān)。
(l)830K時(shí),若起始時(shí),C0為2moi?1/1出2。為3moi?I?,平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%,計(jì)算水蒸
氣的轉(zhuǎn)化率及K值。
(2)830K,若只將起始時(shí)出0改為6moi?!?,計(jì)算水蒸氣的轉(zhuǎn)化率。
(3)若830K時(shí),CO起始濃度為amol?L”,出0起始濃度為bmol?1,平衡時(shí)“濃度為cmol?昌
計(jì)算:①a、b、c的關(guān)系式
②當(dāng)a=b時(shí),a=c
速率和平衡復(fù)習(xí)
(-)化學(xué)反應(yīng)速率
1.定義公式:?=AC/At(△(:—濃度變化量;At—反應(yīng)時(shí)間)
△C=An/V(△n—某物質(zhì)的物質(zhì)的量;V—反應(yīng)容器體積)
2.?個(gè)重要規(guī)律:不同物質(zhì)的速率的比值等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的系數(shù)比。
如對(duì):mA+nB?_spC+qD
有:u(A):u(B):u(C):u(D)=m:n:p:q
3.濃度變化量計(jì)算:K=u-At
4.反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算:Z=XC/V
5.反應(yīng)方程式系數(shù)的確定:系數(shù)比等于各物質(zhì)反應(yīng)速率比
6.影響反應(yīng)速率因素:
①濃度:濃度越大,反應(yīng)速率越快(固體不能改變其濃度)
②溫度:溫度越高,反應(yīng)速率越快(注意:正逆反應(yīng)速率同時(shí)增大)
③壓強(qiáng):增大壓強(qiáng)(減小體積),反應(yīng)速率增大
④催化劑:加快或減慢反應(yīng)速率;(正逆反應(yīng)速率同時(shí)同倍數(shù)增大或減?。?/p>
(二)化學(xué)平衡
1.化學(xué)平衡狀態(tài)一一在一定條件下可逆反應(yīng)中正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的質(zhì)
量分?jǐn)?shù)保持不變的狀態(tài)。
2.化學(xué)平衡的特征:
動(dòng)一一動(dòng)態(tài)平衡;等一一正逆反應(yīng)速率相等;
定一一各物質(zhì)含量保持不變;變一一條件改變,平衡移動(dòng)。
3.平衡狀態(tài)的標(biāo)志:
①V,i:=V逆(任何一種物質(zhì)的生成速率等于其消耗速率)
②各成分含量保持不變
a、混合氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變(不適用于前后無(wú)體積變化的反應(yīng))
b、各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度不隨時(shí)間而變化。
4.化學(xué)平衡的移動(dòng):
勒沙特列原理:
如果改變影響化學(xué)平衡的某一條件,平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。
①濃度:增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,平衡正向移動(dòng);
減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度,平衡逆向移動(dòng)。
②溫度:升溫,平衡向吸熱方向移動(dòng);
降溫,平衡向放熱方向移動(dòng)。
③壓強(qiáng):加壓,平衡向氣體體積縮小方向移動(dòng);
減壓,平衡向氣體體積擴(kuò)大方向移動(dòng)。
④催化劑:對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響,但能縮短到達(dá)平衡所需的時(shí)間.
5.合成氨條件選擇:
①溫度:500℃(為什么?)
②壓強(qiáng):2X1C>7~5X107Pa(為什么?)
6.化學(xué)平衡計(jì)算的基本模式一一平衡“三步曲”
例:tiiA+iiB——-pC+qD
起始:ab00
轉(zhuǎn)化:mxnxPXqx
平衡:a-mxb-nxpxqx
注意:①轉(zhuǎn)化量與方程式中各物質(zhì)的系數(shù)成比例;
②這里a、b可指物質(zhì)的量、濃度、體積等。
③對(duì)反應(yīng)物:平=始一轉(zhuǎn)對(duì)生成物:平=始+轉(zhuǎn)
7.解答圖象題常用的幾條重要規(guī)律:
①定點(diǎn)分析;(固定某一條件,觀察另某一條件的改變對(duì)反應(yīng)的影響)
②溫度越高0到達(dá)平衡所需時(shí)間就越短;(同壓強(qiáng)時(shí))
③壓強(qiáng)越大<=>到達(dá)平衡所需時(shí)間就越短;同溫度時(shí))
④使用催化劑U>到達(dá)平衡所需時(shí)間就越短;
8.惰氣對(duì)化學(xué)平衡的影響:
(1)壓強(qiáng)不變,充入惰氣,(實(shí)質(zhì):體積增大)平衡向氣體體積增大方向移動(dòng);
(2)體積不變,充入惰氣,平衡不移動(dòng)。
實(shí)質(zhì):(看體積是否變化)①體積增大,平衡向氣體體積增大方向移動(dòng);
②體積減小,平衡向氣體體積減小方向移動(dòng).
【典型例題】
例1.體積相同的甲、乙兩個(gè)容器中,分別都充有等物質(zhì)的量的S02和在相同溫度下發(fā)生反應(yīng):
2so2+。2=25。3,并達(dá)到平衡。在這過(guò)程中,甲容器保持體積不變,乙容器保持壓強(qiáng)不變,若甲容器中
S02的轉(zhuǎn)化率為P%,則乙容器中SC)2的轉(zhuǎn)化率................()
A、等于p%B、大于p%C、小于p%D、無(wú)法判斷
解析:山于:2s02+5Q2s。3隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器內(nèi)氣體數(shù)量減小,乙容器體積減小,所以乙的平
衡狀態(tài)可以認(rèn)為是在甲的平衡狀態(tài)基礎(chǔ)之上加壓實(shí)現(xiàn)的.因?yàn)榧訅浩胶庥乙?,所以乙容器中S02的轉(zhuǎn)化率比
甲大.答案:B
例2.可逆反應(yīng)mA(氣)+nB(固)QrC(氣)+qD(氣)在反應(yīng)過(guò)程中,其他條件不變,D的百分含
量和T或P關(guān)系如圖所示,下列敘述中正確的是()
A、溫度降低,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
B、使用催化劑,D的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加
C、化學(xué)方程式系數(shù)mVr+q
D、無(wú)法根據(jù)圖像確定改變溫度后化學(xué)平衡向正哪個(gè)反應(yīng)方向移動(dòng)
解析:根據(jù)左圖,時(shí)達(dá)到平衡所需時(shí)間短,說(shuō)明丁2比Ti高,因此降低溫度平衡正向移動(dòng).
催化劑的加入,不會(huì)移動(dòng)平衡。
根據(jù)右圖,P2時(shí)達(dá)到平衡所需時(shí)間短,說(shuō)明P2比P1大,因此降低壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)。答案:C
例3.設(shè)反應(yīng)C+CC>2-三28AH>0反應(yīng)速率為V[;N2+3出『42NH3>AH<0反應(yīng)速率為
V—對(duì)上述反應(yīng),當(dāng)溫度升高時(shí),Vi和V2的變化情況為()
A、同時(shí)增大B、同時(shí)減小
C、Vi增大,V2減少D、Vi減小,V2增大
解析:當(dāng)溫度升高時(shí),體系中所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大,單位忖間單位體積內(nèi)碰撞的次數(shù)增加,所
以任何反應(yīng)的速率都增大。答案:A
例4.在一-定溫度下,向容積固定不變的密閉容器里充入amolNC)2發(fā)生如下反應(yīng):2NC)2(g)
(g),達(dá)到平衡后,再向該容器充入amolNO2,達(dá)平衡后與原平衡比較正確的是
A、平均相對(duì)分子質(zhì)量減小B、NO2的轉(zhuǎn)化率提高
C、壓強(qiáng)為原來(lái)的2倍D、顏色變淺
解析:假定將amolNO?充入另一完全相同的容器,達(dá)平衡后,與原平衡等效.
實(shí)際上為此平衡加壓后再達(dá)新平衡,所以平衡向右移動(dòng),造成平均相對(duì)分子質(zhì)量增大,壓強(qiáng)小于原2
倍,二氧化氮濃度增大,其轉(zhuǎn)化率提高。答案:B
【模擬試題】
一.選擇題
1.用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),下列措施不能使氯氣生成速率加大的是()
A、對(duì)該反應(yīng)體系加熱B、不用稀硫酸,改用98%的濃硫酸
C、滴加少量CuSG溶液D、不用鐵片,改用鐵粉
2.在2s。2(氣)+。2(氣)02so3(氣)反應(yīng)中,反應(yīng)物消耗速率、生成物的生成速率之間的關(guān)系不
正確的是()
A、V(S02)=V(02)=V(S03)B、V(02)=1/2V(S02)
C、V(S02)=V(S03)D、V(S03)=2V(02)
3.NO和CO都是汽車尾氣里有害的物質(zhì),它們能緩慢地起反應(yīng)生成M和CO?,對(duì)此反應(yīng),下列敘述中
正確的是()
A、使用催化劑不能改變反應(yīng)速率B、降低壓強(qiáng)能使反應(yīng)速率加快
C、改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率沒(méi)有影響D、升高溫度能加快反應(yīng)速率
4.在恒溫下的密閉容器中,有可逆反應(yīng)2N0(氣)+。2(氣)Q2N5(氣)+熱量,不能說(shuō)明已達(dá)到
平衡狀態(tài)的是()
A、正反應(yīng)生成NO2的速率和逆反應(yīng)生成5的速率相等
B、反應(yīng)器中壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化
C、混合氣體顏色深淺保持不變
D、混合氣體平均分子量保持不變
5.在一定溫度下,反應(yīng)A?(氣)+B2(氣)n2AB(氣)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()
A、單位時(shí)間生成的nmol的A?同時(shí)生成nmol的AB
B、容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化
C、單位時(shí)間生成2nmol的AB同時(shí)生成nmol的B2
D、單位時(shí)間生成nmol的A2同時(shí)生成nmol的B2
6.下列敘述表示可逆反應(yīng)沖+3%Q2NH3一定處于平衡狀態(tài)的是()
A、*、出、NH3的百分含量相等
B、單位時(shí)間,消耗amolN2的同時(shí)消耗3moiH2
C、單位時(shí)間,消耗amolN2的同時(shí)生成amol出
D、反應(yīng)若在定容的密器中進(jìn)行,溫度一定時(shí),壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變
7.在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):mA(氣)+nB(氣)QpC(氣)達(dá)到平衡后,溫度-定時(shí),將氣體體
積壓縮到原來(lái)的1/2,當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),C的濃度的為原來(lái)的1.9倍,若壓縮時(shí)溫度不變,則下列說(shuō)法中不
正確的是()
A、m+n>pB、A的轉(zhuǎn)化率降低
C、平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D、C的體積百分含量降低
8.在密閉容器中于?定條件下進(jìn)行下列反應(yīng):2S5+02n2s當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)通入再次平衡時(shí),
180存在于()
A、SO2、。2B、SO2、SO3
C、SO2、。2、SO3D、。2、SO3
9.等溫下,在兩相同密閉容器甲、乙中分別加入lgSCh、lgO2和2gse>2、2gO20下列敘述錯(cuò)誤的是
()
A、化學(xué)反應(yīng)速率:乙〉甲B、平衡后。2的濃度:乙〉甲
C、SO2轉(zhuǎn)化率:乙〉甲D、平衡后SO2的體積分?jǐn)?shù):乙〉甲
10.在一恒定的容器中充入2moiA和ImolB發(fā)生反應(yīng):2A(氣)+B(氣)xC(氣),達(dá)到平衡后,C
的體枳分?jǐn)?shù)為W%;若維持容器的容積和溫度不變,按起始物質(zhì)的量A:0.6mokB:0.3mol、C:1.4mol充
入容器,達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)仍為W%,則x值為()
A、只能為2B、只能為3C、可能是2,也可能是3D、無(wú)法確定
11.在一定溫度下,反應(yīng)1/2%值)+l/2X2(g)==HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將l.Omol的HX(g)通入體積為
1.0L的密閉容器中,在該溫度時(shí)HX(g)的最大分解率接近于()
A.5%B.17%C.25%D.33%
12.X、Y、Z三種氣體,把a(bǔ)moIX和bmolY充入密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)X+2Y『-2Z,達(dá)到平衡時(shí),若它們
的物質(zhì)的量滿足n(X)+n(Y)=n(Z),則Y的轉(zhuǎn)化率是()
A、(a+b)/5X100%B、2(a+b)/5bX100%
C、2(a+b)/5X100%D、(a+b)/5aX100%
13.在2A+B=#3C+4D反應(yīng)中,表示該反應(yīng)速率最快的是
A.v(A)=0.5mol/(L-s)B.u(B)=0.3mol/(L-s)
C.u(C)=0.8mol/(L-s)D.u(D)=1mol/(L-s)
14.在2升的密閉容器中,發(fā)生以下反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol,
在前10秒鐘A的平均反應(yīng)速度為0.12mol/(L.s),則10秒鐘時(shí),容器中B的物質(zhì)的量是
A.1.6molB.2.8molC.2.4molD.1.2mol
15.在一定溫度不同壓強(qiáng)(P1〈P2=下,可逆反應(yīng)2X(g)2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反應(yīng)混合物中
的體積分?jǐn)?shù)(小)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系有以下圖示,正確的是
16.在可逆反應(yīng)中,改變下列條件一定能加快反應(yīng)速率的是
A,增大反應(yīng)物的量B.升高溫度
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