课件95张PPT。第3讲 化学平衡移动基础盘点一、化学平衡移动
自我诊断
1.对于任何一个化学平衡体系,采取以下措施,一定会使平衡发生移动的是 ( )
A.加入一种反应物 B.升高温度
C.增大平衡体系的压强 D.使用催化剂解析 向反应平衡体系中加纯固体物质,不会使
平衡发生移动;对于反应前后气体体积不变的平
衡体系来说,改变压强平衡不移动;催化剂只能
改变速率,不会使平衡发生移动;因任何反应都
有一定的热效应,故改变温度,平衡一定会发生
移动。
答案 B2.在一定温度下,向容积固定不变的密闭容器中充
入a mol NO2,发生如下反应2NO2(g)
N2O4(g),达到平衡后,再向该容器中充入a mol
NO2达到平衡后与原平衡比较错误的是 ( )
A.平均相对分子质量增大
B.NO2的转化率提高
C.压强为原来的2倍
D.颜色变深解析 本题考查学生对化学平衡及其移动原理的定量理解,以及在其中体现的思维敏捷性。本题以增大NO2的量为依据,实质上是考查压强对平衡移动的影响。由于体积不变,向平衡体系中再加入a mol NO2,相当于增大了体系的压强,平衡向正反应方向移动。NO2的转化率增大,相对分子质量增大,压强比原平衡的两倍要小,NO2的平衡浓度
比原平衡要大。故答案为C项。
答案 C基础回归
1.概念
达到平衡状态的反应在条件改变后,平衡状态
被破坏的过程。
2.过程3.平衡移动方向与反应速率的关系
(1)v正 v逆,平衡向正反应方向移动。
(2)v正 v逆,平衡不移动。
(3)v正 v逆,平衡向逆反应方向移动。
4.平衡移动会伴随着哪些变化
(1)反应速率的变化(引起平衡移动的本质,但
反应速率变化也可能平衡不移动),主要看v正与
v逆是否相等,如果v正≠v逆,则平衡必然要发生
移动,如v正、v逆同时改变相同倍数,则平衡不
移动。>=<(2)浓度的变化,平衡移动会使浓度变化,但是浓度的变化不一定使平衡移动。
(3)各组分百分含量的变化。
(4)平均相对分子质量的变化。
(5)颜色的变化(颜色变化,平衡不一定发生移动)。
(6)混合气体密度的变化。
(7)转化率的变化。
(8)温度变化二、外界条件对化学平衡的影响
自我诊断
3.对于某一可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH<0。达平衡时,条件变化与速率、平衡移动的关系。完成下表:增大不变增大不变增大增大增大增大增大增大><=><正反应方向逆反应方向不移动正反应方向逆反应方向⑤⑥③①答案④增大增大减小减小增大增大减小减小减小减小减小减小<<>=>正反应方向逆反应方向不移动逆反应方向正反应方向不移动⑦②⑧⑧①基础回归
1.外界条件对化学平衡的影响
在一定条件下,aA(g)+bB(g) mC(g) ΔH<0达到了平衡状态,若其他条件不变,改变下列条件对平衡的影响如下:
(1)浓度
①增大A的浓度或减小C的浓度,平衡向
方向移动;
②增大C的浓度或减小A的浓度,平衡向
方向移动。正反应逆反应(2)压强
①若a+b≠m
增大压强,平衡向 的方向移动;
减小压强,平衡向 的方向移动;
②若a+b=m
改变压强,平衡 移动。
(3)温度
升高温度,平衡向 方向移动;
降低温度,平衡向 方向移动。
(4)催化剂
使用催化剂,因其能同等程度地改变正、逆反应速率,平衡 移动。体积减小体积增大不吸热反应放热反应不温馨提示
“惰性”气体对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
原平衡体系 体系总压强增大,但各反应气体的分压不变 体系中各反应成分的浓度不变 平衡不移动。
②恒温、恒压条件
原平衡体系 容器容积增大,各反应气体的分压减小 体系中各反应成分的浓度同倍数减小(等效于减压)
平衡不移动
平衡向气体体积增大的方向移动充入惰性气体充入惰性气体体积不变反应体积可变反应2.勒夏特列原理
(1)内容
如果改变影响平衡的条件之一(如 、
或 ),平衡将向着能够 的方向移动。
(2)适用
①该原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡。
②这种减弱并不能消除外界条件的变化。温度压强浓度减弱这种改变指点迷津
应用勒夏特列原理时要注意不能走入误区:
(1)是否真的改变了影响化学平衡的条件。例如:
a.改变化学平衡体系中固体或纯液体的物质的量时,并未改变影响化学平衡的条件;b.即使有气体存在的化学平衡体系,恒温、恒容下充入惰性气
体,也未改变影响化学平衡的条件。
(2)可逆反应是否存在能够减弱某项条件改变的反
应方向,例如对mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g), m+n=p+q型的可逆反应,它无气体体积扩大或缩小的反应方向,即使是改变压强,化学平衡也不
移动。要点一 化学平衡移动原理及其应用
1.化学平衡移动的分析方法
应用上述规律分析问题时应注意:
①不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同,只有v(正)>v(逆)时,才使平衡向正反应方向移动。要点精讲②不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同,当反应物总量不变时,平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高。当增大一种反应物的浓度,使平衡向正反应方向移动,会使另一种反应物的转化率提高,而本身的转化率降低。2.化学平衡移动原理
外界条件对化学平衡的影响可概括为勒夏特列
原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、
压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变
的方向移动。
①对原理中“减弱这种改变”的正确理解应当
是:升高温度时,平衡向吸热方向移动;增加
反应物的浓度,平衡向反应物减少的方向移动;
增大压强,平衡向气体体积缩小的方向移动。 ②移动的结果只是减弱了外界条件的变化,而不能完全抵消外界条件的变化,达到新平衡时此物理量更靠近改变的方向。如增大反应物A的浓度,平衡右移,但达到新平衡时,A的浓度仍比原平衡时大;同理,若改变温度、压强等,其变化也相
似。3.平衡移动的应用
(1)判状态:由压强的改变,根据平衡移动的
方向,可以判断反应物或生成物的状态。
(2)判系数:由压强的改变,根据平衡移动的方向,可以判断方程式中某气体物质的计量数或反应物和生成物之间的计量数的大小关系。
(3)判ΔH:由温度的改变,根据化学平衡移动的方向,可以判断正反应或逆反应是吸热反应
或放热反应。(4)判转化率:根据条件改变对化学平衡的
影响,可以判断达到新平衡时某反应物转化率
的提高或降低以及平衡体系中某组分百分含
量的变化。(5)调控反应:根据影响化学反
应速率和平衡的条件以及化学平衡移动原理,
可调控工业反应使之效益最大化。4.典型实例分析【典例导析1】(2009·四川理综,13)在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX(g) nY(g) ΔH=Q kJ/mol。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:
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
解析 温度不变时(假设100℃条件下),体积是1 L时,Y的物质的量为1 mol,体积为2 L时,Y的物质的量为0.75 mol/L×2 L=1.5 mol,体积为4升时,Y的物质的量为0.53 mol/L×4 L=2.12 mol,说明体积越小,压强越大,Y的物质的量越小,Y的质量分数越小,平衡向生成X的方向进行,故m
0,B、D项错误。
答案 C 迁移应用1 (2008·广东,8)将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g) ΔH<0,平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是 ( )
A.a>b B.a=b C.a 解析 由于该反应ΔH<0,即该反应为放热反应,绝热条件下,反应过程中放出的大量的热使体系的温度升高,平衡向左移动,Br2(g)的转
化率降低,因此a>b。A迁移应用2 已知:C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH>0。该反应达到平衡后,下列条件有利于反应向正方向进行的是 ( )
A.升高温度和减小压强
B.降低温度和减小压强
C.降低温度和增大压强
D.升高温度和增大压强
解析 ΔH>0,正反应吸热,升高温度有利于平衡向正反应方向移动;ΔV(g)>0,正反应气体数目增大,减压也有利于平衡向正反应方向移动。A要点二 化学平衡的计算模板
1.一般步骤
(1)写出有关化学平衡的反应方程式。
(2)确定各物质的起始量、转化量、平衡量。
(3)根据已知条件建立等式关系进行解答。
2.模式
如mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol,达到平衡后消耗A的物质的量为mx mol。
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
起始/mol a b 0 0
变化/mol mx nx px qx
平衡/mol a-mx b-nx px qx3.说明
计算中存在以下量的关系:
①反应物:n(平)=n(始)-n(变);
生成物:n(平)=n(始)+n(变)。
②各物质的转化量之比等于化学方程式中化学计
量数之比。
③转化率=
×100%。特别提醒
①同一个反应中,反应物可以有多种,但不同反
应物的转化率可能不同。
②增大一种反应物的浓度,可以提高其他反应物的转化率,工业生产中常常提高廉价原料的比例,从而增大昂贵原料的利用率,如工业合成氨
中增大氮气的浓度,从而提高氢气的转化率。
③对于一个确定的化学反应,温度一定,平衡常数只有一个,与浓度大小无关,但是平衡常数与平衡转化率之间存在一定的关系,用平衡常数可以计算平衡转化率,用平衡转化率也可以计算平衡常数。【典例导析2】反应2A(g)+B(g) 3C(g),起始时
按5∶2的体积比将A、B两气体混合后,充入一
体积不变的密闭容器中,在恒定温度下使其反
应,达到平衡时混合气体中C的体积分数为60%。
求:(1)A、B的转化率分别为:αA= ,
αB= 。
(2)平衡混合气体的平均相对分子质量(设A的
相对分子质量为MA,B的相对分子质量为MB):
。
(3)平衡时压强与起始相比,有何变化?
(填“增大”、“不变”或“减小”)。解析 (1)2A(g)+B(g) 3C(g)
起始量 5 2 0
变化量 2x x 3x
平衡量 5-2x 2-x 3x
由已知得 ×100%=60% x=1.4
所以αA= ×100%=56%
αB= ×100%=70%
(2)总质量、总体积保持不变,则恒温下,已知平衡后的混合气体平均相对分子质量即为A、B两气体混合时的平均相对分子质量。(3)反应2A(g)+B(g) 3C(g)中两边气体总系数相等,反应前后气体的总的物质的量不变,则在恒温恒容条件下,压强不变。
答案 (1)56% 70%(2)
(3)不变迁移应用3 在一定条件下,将一定量PCl5(g)通入
密闭容器中,发生反应PCl5(g) PCl3(g)
+Cl2(g)。当达到平衡时,混合气体相对于H2的
密度为74.5,求PCl3(g)在平衡混合气体中所占体
积分数。 解析 设起始时通入PCl5(g)的物质的量为1 mol,
达到平衡时消耗PCl5(g)的物质的量为x,则
PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)
起始物质的量
(mol) 1 0 0
转化物质的量
(mol) x x x
平衡物质的量
(mol) 1-x x x
平衡时总物质的量为(1 mol-x)+x+x=1 mol+x。由题意得平衡混合气体的平均摩尔质量 =74.5×2 g/mol
解得x=0.40 mol。
故PCl3(g)在平衡混合气体中所占体积分数为
答案 28.6%要点三 由化学平衡常数判断化学平衡移动的方向
1.借助平衡常数,可以判断一个化学反应是否达到
化学平衡状态
对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),
在一定温度下的任意时刻,反应物与生成物浓度
有如下关系:
v(逆)
=K 反应处于化学平衡状态,v(正)=v(逆)
>K 反应向逆反应方向进行,v(正) 若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;
若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。【典例导析3】(2008·宁夏理综,25)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)=1 mol/L,c(N)=2.4 mol/L;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)=4 mol/L,c(N)=a mol/L;达到平衡后,c(P)=2 mol/L,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,达到平衡后,M的转化率为 。
解析 (1)M(g) + N(g) P(g)+Q(g)
始态 1 mol/L 2.4 mol/L 0 0
变化量 1 mol/L×60% 1 mol/L×60%
因此N的转化率为: ×100%=25%
(2)由于该反应的ΔH>0,即该反应为吸热反应,因此升高温度,平衡右移,M的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度:
c(M)=0.4 mol/L c(N)=1.8 mol/L
c(P)=0.6 mol/L c(Q)=0.6 mol/L
因此化学平衡常数K=
由于温度不变,因此K不变,达到平衡后
c(P)=2 mol/L c(Q)=2 mol/L
c(M)=2 mol/L c(N)=(a-2)mol/L
解得a=6
(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 c(N)=b(1-x)mol/L
c(P)=bx mol/L c(Q)=bx mol/L
解得x=41%
答案 (1)25% (2)增大 (3)6 (4)41%迁移应用4 在一定条件下,反应xA+yB zC
达到平衡。
(1)若A、B、C均为气体,则该反应的平衡常
数表达式为 。
(2)若A、B、C均为气体,减压后平衡向逆反
应方向移动,则x、y、z间的关系是 。
(3)已知C是气体,且x+y=z,在增大压强时,若
平衡发生移动,则一定向 (填“正”或
“逆”)反应方向移动。
(4)已知B、C是气体,当其他条件不变时,增
大A的物质的量,平衡不移动,则A为 态。(5)加热后C的质量分数减小,则正反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。升高温度达到
新的平衡后,该反应的平衡常数将变 (填“大”或“小”)。
答案 (1)
(2)x+y>z (3)逆(4)固或液(5)放热 小题组一 化学平衡的移动
1. 对于任何一个化学平衡体系,采取以下措施,一定会使平衡发生移动的是 ( )
A.加入一种反应物 B.升高温度
C.增大平衡体系的压强 D.使用催化剂
解析 向反应平衡体系中加纯固体物质,不会使平衡发生移动;对于反应前后气体体积不变的平衡体系来说,改变压强平衡不移动;催化剂只能改变速率,不会使平衡发生移动;因任何反应都有一定的热效应,故改变温度,平衡一定会发生移动。B对点训练2. 将1 mol H2(g)和2 mol I2(g)置于
2 L密闭容器中,在一定温度下
发生反应:H2(g)+I2(g)
2HI(g) ΔH<0,并达到平衡,
HI的体积分数w(HI)随时间变化如图(Ⅱ)所示。
若改变反应条件,w(HI)的变化曲线如图(Ⅰ)所
示,则改变的条件可能是 ( )
A.恒温恒容条件下,加入适当催化剂
B.恒温恒压条件下,充入1 mol N2
C.恒容条件下,升高温度
D.恒温恒容条件下,再充入1 mol H2(g)和2 mol
I2(g)解析 催化剂只能加快反应速率,而不会使平衡移动,A项错;恒压条件下充入N2,体积增大,反应物浓度减小,反应速率降低,B项错;原反应是放热反应,温度升高,反应速率加快,平衡向逆反应方向移动,C项正确;按原比例充入H2和I2,
反应速率加快,但平衡转化率不变,D项错。
答案 C3. 在恒容密闭容器中A(g) + 3B(g) 2C(g) ΔH<0,达平衡后,将气体混合物的温度降
低,下列叙述中不正确的是 ( )
A.容器中混合气体的平均相对分子质量增大
B.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向
正反应方向移动
C.正反应速率和逆反应速率都变小,C的百分含
量增加
D.混合气体密度的变化情况,不可以作为判断
反应是否再次达平衡的依据解析 原反应的ΔH<0,是放热反应,温度降低使正、逆反应速率均降低,平衡向正反应方向移动,故A、C项正确,B项错;ρ=m/V,反应中气体
的质量守恒,密度始终保持不变,D项正确。
答案 B4.在密闭容器中发生下列反应:aA(g) cC(g)+
dD(g),反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.8倍,下列叙述正确的是 ( )
A.A的转化率变小
B.平衡向正反应方向移动
C.D的体积分数变大
D.a>c+d
解析 若平衡不发生移动,改变体积后D的浓度应变为原来的2倍,现在变为1.8倍说明平衡向左移动,故A的转化率变小,D的体积分数减小,a5.现往1 L的容器中通入CO2、H2各2 mol。在一定条件下让其发生反应:CO2+H2 CO+H2O,回答下列问题:
(1)在830℃条件下,反应达到平衡时CO2的浓度为1 mol/L。该条件下平衡常数K1= 。
(2)在(1)基础上,把体系的温度降至800℃。已知该条件下的平衡常数K2=0.81,可以推知平衡时c(H2O)= (保留2位有效数字)。
(3)该可逆反应的正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。 (4)在(1)基础上,压缩容器体积至0.5 L。该条件下的平衡常数为K3。则K3 (填“大于”、“等于”或“小于”)K1,理由是 。
答案 (1)1 (2)0.95 mol/L (3)吸热
(4)等于 平衡常数只与温度有关6. 设反应①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)
ΔH1,其平衡常数为K1。
反应②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) ΔH2,其平衡常数为K2。在不同温度下,K1、K2的值如下:
(1)从上表可以推断:ΔH2 0(填“>”或“<”)。(2)现有反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3,其平衡常数为K3,则K3的值为 (用K1、K2表示)。若在T K时,将2 mol CO2(g)和1 mol H2(g)放入1 L密闭容器中,H2的最大转化率为 。
解析 随着温度升高反应②的平衡常数减小,说明该反应为放热反应;T K时,反应③的平衡常数等于1,设达到平衡时,H2转化的最大物质的量为
x mol,则 =1,解得x=0.666 7。
答案 (1)< (2)K1/K2 66.67%7.(1)反应aA(g) bB(g)+cC(g)在一容积固定不变的容器内进行,反应达到平衡后(以下填“增大”、“减小”或“不变”):
①若a=b+c,增大A的浓度,A的转化率 。
②若a>b+c,增大A的浓度,A的转化率 。
(2)若将反应改为aA(g)+bB(g) cC(g) +dD(g),容器体积固定不变,且起始时A与B的物质的量之比为a∶b。
①平衡时A与B的转化率之比是 。
②若增大A的浓度,则A的转化率 。
③若同时同等倍数地增大A、B的浓度,则a+b
(填“>”、“<”或“=”)c+d时,A与B的转化率同时增大。解析 (1)因为a=b+c,反应前后气体体积无变化,增大A的浓度平衡向正反应方向移动,但A的转化率不变。若a>b+c时,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大。
(2)由题意可知,起始时A与B的物质的量之比等于其化学计量数之比,故平衡时A、B的转化率相等。增大A的浓度,平衡向正反应方向移动,B的转化率增大,A的转化率减小。若同等倍数增大A、B的浓度,可按增大压强分析对其平衡的影响,欲使A、B的转化率都增大,则平衡向正反应方向移动,(a+b)>(c+d)。
答案 (1)①不变 ②增大 (2)①1∶1 ②减小 ③>定时检测
一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分)
1.(2009·广东理基,29)已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。下列说法不正确的是 ( )
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定
D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等
时,反应达到平衡解析 升温,无论是正反应,还是逆反应,速率均加快,A项错;催化剂可以加快化学反应速率,B项正确;达平衡后,各组分的速率保持不变,C项正确;由于CO和CO2的计量系数相等,故当两者同时消耗的量相等时,反应即达平衡,D项正确。
答案 A 2.(2008·海南,10)X、Y、Z三种气体,取X和Y按1∶1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y 2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2,则Y的转化率最接近于 ( )
A.33% B.40% C.50% D.65%解析 设X、Y的初始物质的量均为1 mol,X、Y、Z转化的物质的量分别为a mol、2a mol、2a mol,由方程式
X + 2Y 2Z
开始(mol)1 1 0
转化(mol)a 2a 2a
平衡(mol)1-a 1-2a 2a
由题意得
求得: 因此Y的转化率为 ×100%,最接近65%。
答案 D3.(2008·四川理综,8)在密闭容器中
进行如下反应:H2(g)+I2(g)
2HI(g)。在温度T1和T2时,产物的量
与反应时间的关系如图所示。符合
图示的正确判断是 ( )
A.T1>T2,ΔH>0 B.T1>T2,ΔH<0
C.T10 D.T1 解析 从图象上可以看出,T2达到平衡所用的时间短,因此T2的温度高,即T2>T1。随温度升高,HI的含量降低,因此该反应为放热反应,即ΔH<0。D4. 某兴趣小组为探究外界条件对可逆反应A(g)+B(g) C(g)+D(s)的影响,进行了如下实验:恒温条件下,往一个容积为10 L的密闭容器中充入1 mol A和1 mol B,反应达平衡时测得容器中各物质的浓度为Ⅰ。然后改变不同条件做了另三组实验,重新达到平衡时容器中各成分的浓度分别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。针对上述系列实验,下列结论中错误的是 ( )
A.由Ⅰ中数据可计算出该温度下反应的平衡常数K=20 mol/L
B.Ⅱ可能是通过增大C的浓度实现的
C.若Ⅲ只是升高温度,则与Ⅰ比较,可以判断出正反应一定是放热反应
D.第Ⅳ组实验数据的得出,通过压缩容器的体积就可以实现D5.(2008·山东理综,14)高温下,某反应达平衡,
平衡常数 恒容时,温度升
高,H2浓度减小。下列说法正确的是 ( )
A.该反应的焓变为正值
B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C.升高温度,逆反应速率减小
D.该反应的化学方程式为CO+H2O
CO2+H2催化剂高温解析 由平衡常数 温度升高时H2浓度减小,说明在恒容时平衡正向移动,ΔH>0,
A正确;恒容时反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),在增大压强时H2的浓度不变,升高温度,v正和v逆都增大。
答案 A6.(2008·广东,15改编)碘钨灯比白炽灯使用寿命长,灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应:W(s)+I2(g)
WI2(g)ΔH<0(温度T1 A.灯管工作时,扩散到灯丝附近高温区的
WI2(g)会分解出W,W重新沉积到灯丝上
B.灯丝附近温度越高,WI2(g)的转化率越低
C.该反应的平衡常数表达式是
D.利用该反应原理可以提纯钨T1T2解析 根据可逆反应:
W(s)+I2(g) WI2(g) ΔH<0 T1升高温度,平衡向着生成钨的方向移动,因此A正确;B不正确;平衡常数与反应中的固态物质无关,因此该反应的平衡常数 故C正确;先利用W(s)和I2(g)反应生成WI2(g),再控制温度使WI2(g)分解生成纯净的W(s)。
答案 BT1T27. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 ( )
A.用排饱和食盐水法收集Cl2
B.加压有利于合成氨反应
C.冰镇的啤酒打开后泛起泡沫
D.对2HI H2+I2(气)平衡体系增加压强使
颜色变深解析 勒夏特列原理适合解释平衡的移动,A项氯气与水反应生成盐酸和次氯酸是个可逆反应,在饱和食盐水中其平衡左移,减小了氯气的溶解从而除去氯化氢气体;B项加压使得合成氨的反应右移;C项减小压强使气体的溶解度减小,使得溶解的二氧化碳逸出;D项平衡没有发生移动,只是浓
度大了颜色加深。
答案 D8. 在一个6 L的密闭容器内,通入3 L X(气体)和2 L Y(气体),在一定条件下发生下列反应:4X(气)+3Y(气) 2Q(气)+nR(气)。达平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强比原来增加5%,X的浓度减小1/3,则该反应方程式中的n值是 ( )
A.3 B.4 C.5 D.6
解析 此题看似计算,其实应巧解,混合气体压强增大,说明生成物的计量数之和大于反应物,故D项正确。D9. 在一密闭容器中有如下反应:
L(s)+aG(g) bR(g)。温度和压
强对该反应的影响如右图所示,
其中压强p1 A.正反应为放热反应
B.化学方程式中的计量数a>b
C.G的转化率随温度升高而减小
D.增大压强,容器内气体质量不变解析 温度升高,G的体积分数减小,转化率增大,平衡向正反应方向移动,说明正反应为吸热反应,A、C项错;压强增大,G的体积分数减小,平衡向正反应方向移动,说明a>b,B项正确;L是固体,平衡移动将引起气体质量的改变,D项错。
答案 B10. 将等物质的量的F2和ClF混合,在密闭容器中发生反应:F2(g)+ClF(g) ClF3(g) ΔH<0。下列叙述中正确的是 ( )
A.恒温恒容时,当ClF 转化40% 时,容器内的压
强为初始时的0.8 倍
B.若 c(F2)∶c(ClF)∶c(ClF3) =1∶1∶1, 则反应
一定达到平衡状态
C.达到平衡后,若增大容器体积,则正反应速
率减小,逆反应速率增大,平衡左移
D.平衡后再降低温度,保持恒容,达到新的平
衡,则混合气体的平均摩尔质量增大解析 设F2和ClF的物质的量均为1 mol,
F2(g) + ClF(g) ClF3(g)
开始(mol)1 1 0
反应(mol)0.4 0.4 0.4
平衡(mol)0.6 0.6 0.4
A项正确;不同
条件下的平衡,转化率不同,反应物与产物的比例不同,故B项错;增大体积,正、逆反应速率都减小,C项错;降温,平衡向正反应方向移动,D项错。
答案 A 11. 某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入
4 mol A和2 mol B进行如下反应3A(g)+2B(g) 4C(s)+2D(g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,则下列说法正确的是 ( )
A.该反应的化学平衡常数表达式是
B.此时,B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平
衡常数增大
D.增加B,平衡向右移动,B的平衡转化率增
大B12. 恒温恒容条件下,下列叙述正确的是 ( )
A.相同的甲、乙两容器中分别加入1 g SO2、1 g
O2与2 g SO2、2 g O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)达到平衡,SO2的转化率前者大
B.反应2HI(g) H2(g)+I2(g)达到平衡,增
大HI的物质的量,平衡不移动
C.反应2HI(g) H2(g)+I2(g)达到平衡,增大
HI的物质的量,HI的分解率和体积分数均不
变
D.反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡时,再向
容器内通入一定量的NO2(g),重新达到平衡
时,与第一次平衡时相比,NO2的体积分数增
大解析 选项A中后者相当于前者达到化学平衡后加
压,SO2的转化率增大;B选项中平衡应向右移
动;D选项相当于给原平衡加压,平衡向右移动导
致NO2的体积分数减小。
答案 C二、非选择题(本题包括4小题,共40分)
13.(11分)(2008·海南,15)反应
A(g)+B(g) C(g)+D(g)过程中
的能量变化如图所示,回答下列
问题。
(1)该反应是 反应(填“吸热” 或“放热”);
(2)当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率 (填 “增大”、“减小”或“不变”),原因是 。(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影
响? ,原因是 ;
(4)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,
E1和E2的变化是:E1 ,E2 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析 (1)从图象上可以看出,反应物的总能量比生成物的总能量高,因此该反应为放热反应。
(2)升高温度,平衡左移,因此A的转化率减小。
(3)加入催化剂,对反应热无影响,因为催化剂不改变反应进行程度的大小,反应物参加反应的量不变,所以反应热也不变。(4)催化剂改变了反应的历程,降低了反应所需要的活化能,使E1减小,E2也减小。
答案 (1)放热
(2)减小 根据勒夏特列原理,升高温度反应向吸热方向移动,因而该反应中A的转化率减小
(3)没有 催化剂只能改变化学反应的速率和途径,不能改变化学反应始态和终态的能量,因此对反应热没有影响
(4)减小 减小14. (7分)一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
根据题意完成下列各题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K= ,升高温度,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是 (填字母序号)。
a.氢气的浓度减小
b.正反应速率加快,逆反应速率也加快
c.甲醇的物质的量增加
d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
答案 (1) 减小
(2) (3)bc15.(8分) 黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫
酸的重要原料,其煅烧产物为SO2和Fe3O4。
(1)将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容
积为1 L 的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得
c(SO3)=0.040 mol/L。该条件下反应的平衡常数
K为 和SO2的平衡转化率为 。 (2)已知上述反应是放热反应,当该反应处于平
衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中
有利于提高SO2平衡转化率的有 (填字母)。
A.升高温度 B.降低温度
C.增大压强 D.减小压强
E.加入催化剂 F.移出氧气
(3)SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到重要
的化工原料,反应的化学方程式为 。
(4)将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后,加
入铁粉,可制备FeSO4。酸溶过程中需保持溶液
足够酸性,其原因是 。答案 (1)1.6×103 80%
(2)BC (3)SO2+H2O+Na2SO3 2NaHSO3
(4)抑制Fe2+、Fe3+的水解,防止Fe2+被氧化成Fe3+16.(14分)向一体积不变的密闭容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如附图一所示。附图二为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件(但不再改变加入的各物质的物质的量)。已知只有t3~t4阶段为使用催化剂;图一中t0~t1阶段c(B)未画出。(1)若t1=15 min,则t0~t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C)= 。
(2)t4~t5阶段改变的条件为 ,B的起始物质的量为 。各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示:
则K1= (保留两位小数),K3、K4、K5之间的关系为 (用“>”、“<”或“=”连接)。(3)t5~t6阶段保持容器内温度不变,若A的物质的量共变化了0.01 mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ,写出此温度下该反应的热化学方程式 。
(4)在相同条件下,若起始时容器中加入a mol A、b mol B和c mol C,要达到t1时刻同样的平衡状态,a、b、c要满足的条件为 。
解析 由图象一可知A为反应物,C为生成物,且二者反应的物质的量之比为2∶3,由图象二中t3~t4阶段为使用催化剂,则t4~t5阶段为减小压强,说明压强变化不影响平衡移动,说明B为反应物,反应方程式为2A(g)+B(g) 3C(g)。t5~t6阶段反应速率加快,说明条件为升高温度,平衡右移,则K3=K4答案 (1)0.02 mol/(L·min)
(2)减小压强 1 mol 0.84 K3=K4(3)2A(g)+B(g) 3C(g) ΔH=+200a kJ/mol
(4) 返回