2019高考化学 难点剖析 专题37 化学平衡的移动讲解.doc

专题37 化学平衡的移动一、高考题再现1（2018课标）采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题（1）1840年 Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为_。（2）F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25时N2O5(g)分解反应：其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=时，N2O4(g)完全分解）：t/min0408016026013001700p/kPa35.840.342.5.45.949.261.262.363. 1已知：2N2O5(g)2N2O5(g)+O2(g) H1=4.4 kJmol12NO2(g)N2O4(g) H 2=55.3 kJmol1则反应N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)的H =_ kJmol1。研究表明，N2O5(g)分解的反应速率=210-3pN2O5(kPamin-1)。t=62 min时，测得体系中pO2pO2=2.9 kPa，则此时的pN2O5=_ kPa，v=_kPamin1。若提高反应温度至35，则N2O5(g)完全分解后体系压强p(35)_63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是_。25时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。（3）对于反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反应第三步 NO+NO32NO2 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_（填标号)。Av(第一步的逆反应)v(第二步反应)B反应的中间产物只有NO3C第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D第三步反应活化能较高【答案】O2 53.1 30.0 6.0102 大于 温度提高，体积不变，总压强提高；NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高 13.4 AC由于温度升高，容器容积不变，总压强提高，且二氧化氮二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高，所以若提高反应温度至35，则N2O5(g)完全分解后体系压强p(35)大于63.1 kPa。根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1kPa，根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8kPa271.6 kPa，氧气是35.8kPa217.9 kPa，总压强应该是71.6 kPa+17.9 kPa89.5 kPa，平衡后压强减少了89.5 kPa63.1kPa26.4kPa，所以根据方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4kPa，二氧化氮对应的压强是71.6 kPa26.4kPa218.8kPa，则反应的平衡常数Kp=18.8226.4kPa13.4kPa。（3）A、第一步反应快，所以第一步的逆反应速率大于第二步的逆反应速率，A正确；B、根据第二步和第三步可知中间产物还有NO，B错误；C、根据第二步反应生成物中有NO2可知NO2与NO3的碰撞仅部分有效，C正确；D、第三步反应快，所以第三步反应的活化能较低，D错误。答案选AC。1（2018课标）CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：（1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) H=-75 kJmol1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJmol1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=-111 kJmol1该催化重整反应的H=_ kJmol1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是_（填标号）。A高温低压 B低温高压 C高温高压 D低温低压某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_mol2L2。（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)H/(kJmol1)75172活化能/(kJmol1)催化剂X3391催化剂Y4372由上表判断，催化剂X_Y（填“优于”或“劣于”），理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是_填标号）。AK积、K消均增加 Bv积减小，v消增加 CK积减小，K消增加 Dv消增加的倍数比v积增加的倍数大在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kp(CH4)p(CO2)-0.5（k为速率常数）。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。【答案】247 A 13 劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 AD pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)根据盖斯定律可知2即得到该催化重整反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的H=247 kJmol1。正反应是体积增大的吸热反应，所以有利于提高CH4平衡转化率的条件是高温低压，答案选A；某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，根据方程式可知CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)起始浓度（mol/L） 1 0.5 0 0转化浓度（mol/L） 0.25 0.25 0.5 0.5平衡浓度（mol/L） 0.75 0.25 0.5 0.5所以其平衡常数为0.520.520.750.25=13mol2L2。（2）根据表中数据可知相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，所以催化剂X劣于Y。A正反应均是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，因此K积、K消均增加，A正确；B升高温度反应速率均增大，B错误；C根据A中分析可知选项C错误；D积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低，这说明v消增加的倍数比v积增加的倍数大，D正确。答案选AD。根据反应速率方程式可知在p(CH4)一定时，生成速率随p(CO2)的升高而降低，所以根据图像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。二、考点突破化学平衡移动1概念(1) 原因：反应条件改变引起V(正)V(逆)。(2) 方向：若v(正)v(逆)时，平衡向正反应方向移动；若v(正)v(逆)时，平衡向逆反应方向移动。2影响因素在一定条件下，aA(g)bB(g)mC(g)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 增大A的浓度或减小C的浓度，平衡向正反应方向移动； 增大C的浓度或减小A的浓度，平衡向逆反应方向移动 增大反应物浓度或减小生成物浓度 增大生成浓度或减小反应物浓度：(2) 压强 若abm，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，平衡向体体积增大的方向移动。如图1。 图1 图2 若abm，改变压强，平衡不移动。如上图2。(3)温度升高温度，平衡向吸热方向移动；降低温度，平衡向放热方向移动。(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，平衡不移动。3勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强)，平衡将向减弱这个改变的方向移动。三、考查方向浓度对化学平衡的影响典例1（2018届辽宁葫芦岛市普通高中高三上学期期末）某温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入H2和I2，发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)。反应体系中各物质浓度的有关数据如下。容器起始浓度平衡浓度c(H2)/molL-1c(I2)/molL-1c(HI)/molL-1甲0.010.010.004乙0.010.02a丙0.020.01b丁0.020.02下列判断正确的是A. H2的平衡浓度：a=b0.004 B. 平衡时，H2的转化率：丁甲C. 平衡时，乙中H2的转化率等于20% D. 丙中条件下，该反应的平衡常数K=4【答案】AD、甲容器达到平衡时，c(H2)=(0.010.002)molL1=0.008molL1，c(I2)=0.008molL1，根据化学平衡常数的数学表达式，K= =0.25，因为化学平衡常数只受温度的影响，因此丙条件下的K=0.25，故D错误。压强对化学平衡的影响典例2（2018届内蒙古杭锦后旗奋斗中学高三上学期第二次月考）已知298K时反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）H=-197kJmol-1，在相同温度下向一密闭容器中加入2molSO2和1molO2，达化学平衡时放出热量为a1kJ；向另一容积相同的密闭容器中通入1molSO2和0.5molO2，达化学平衡时放出热量为a2kJ，则下列关系式中正确的是（）A. 2a2a1197 B. 2a2a1197 C. 2a2=a1197 D. 2a2=a1=197【答案】B【解析】该反应是可逆反应，所以a1197，前一个容器对于后一个容器而言是加压，平衡右移，反应物的转化率增大，所以，2a2a1，总之，2a2a1197，故选B。温度对化学平衡的影响典例3（2019届全国大联考高三入学调研考试卷四）在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是 A 平衡常数K=c(CH3OH)c(CO)c(H2)B 该反应在T1时的平衡常数比T2时的小C CO合成甲醇的反应为吸热反应D 处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时c(H2)c(CH3OH)增大【答案】D