2019年高中化学 专题06 化学平衡（一）难点大串讲学案 新人教版选修4.doc

专题 06 化学平衡 知识一 可逆反应 例 1 下列有关可逆反应的说法不正确的是 A 可逆反应是指在同一条件下能同时向正 逆两个方向进行的反应 B 2SO 2 O22SO3是可逆反应 C NH 4ClNH3 HCl 与 NH3 HClNH4Cl 互为可逆反应 D 可逆反应的化学方程式中用 表示 不能用 表示 答案 C 变式 1 可逆反应 N2 3H 22NH3 在容积为 10 L 的密闭容器中进行 开始时加入 2 mol N2和 3 mol H2 达平衡时 NH 3的浓度不可能达到 A 0 1 mol L 1 B 0 2 mol L 1 C 0 05 mol L 1 D 0 15 mol L 1 答案 B 2 在密闭容器中进行如下反应 X 2 g Y 2 g 2Z g 已知 X2 Y 2 Z 的起始浓度分别为 0 1 mol L 1 0 3 mol L 1 0 2 mol L 1 在一定条件下 当反应达到平衡时 各物 质的浓度有可能是 A Z 为 0 3 mol L 1 B X 2为 0 2 mol L 1 C Y 2为 0 4 mol L 1 D c X2 c Y2 c Z 0 55 mol L 1 答案 A 解析 可逆反应中 反应体系中各物质一定共存 如果 B C 选项中的数据存在 则 Z 的 浓度为 0 这是不可能的 A 选项符合题意 又因为该反应是总体积不变的反应 达到平衡 时 不论 X2 Y 2 Z 怎么变化 总物质的量不会改变 总浓度也不会改变 即 c X2 c Y2 c Z 0 6 mol L 1 知识二 化学平衡状态 例 根据下面条件判断反应是否达到平衡状态 举例 mA g nB g pC g qD g 状态 各物质的物质的量或各物质的物质的量分 数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 混合物体系中各成分的含量 总压强 总体积 总物质的量一定 不一定平衡 在单位时间内消耗了 m mol A 同时生成 m mol A 即 v 正 v 逆 平衡 在单位时间内消耗了 n mol B 同时生成 p mol C 不一定平衡 vA vB vC vD m n p q v 正 不一定等 于 v 逆 不一定平衡 正 逆反应速率的关系 在单位时间内生成了 n mol B 同时消耗了 q mol D 不一定平衡 m n p q 时 总压强一定 其他条件一定 平衡 压强 m n p q 时 总压强一定 其他条件一定 不一定平衡 一定 当 m n p q 时 平衡混合气体的平均相对分子质 量 一定 当 m n p q 时 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量的变化 在其 他条件不变的情况下 体系温度一定 平衡 密度 密度一定 不一定平衡 颜色 含有有色物质的体系颜色不再变化 平衡 变式 可逆反应 2NO 22NO O2在恒容的密闭容器中反应 达到平衡状态的标志是 单位时间内生成 n mol O2的同时 生成2 n mol NO2 单位时间内生成 n mol O2的同时 生成2 n mol NO 用NO 2 NO O 2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2 2 1的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A B C D 答案 A 2 可逆反应 2HI g H2 g I 2 g 在密闭容器中进行 下列能说明该反应已达到平衡状态的 是 A 容器内压强不随时间变化而变化 B 混合气体总分子数不随时间变化而变化 C 混合气体的颜色不再改变 D c H2 与 c I2 保持相等 答案 C 解析 该反应为体积不变的反应 总分子数不变 压强不变不证明平衡已建立 H 2 I 2 都是生成物且计量数相等 二者浓度相等也不能证明平衡已建立 3 在一定条件下 反应 2NO O 2NO2在定容容器中发生 对该反应达到平衡的标 志的描述中 错误的是 A 混合气体的总分子数不再变化 B 混合气体的颜色不再变化 C 容器的总压强不再变化 D 混合气体的总质量不再变化 答案 D 解析 该反应为物质的量改变的反应 在定容容器中 建立平衡的过程会有压强的改变 总分子数的改变 颜色的改变 一旦这些可变量不变了 则证明平衡建立了 而总质量在 任何情况下都不发生变化 4 一定条件下 可逆反应 2A g B g 3C g 在下列四种状态中处于平衡状态的是 选项 正反应速率 逆反应速率 A v A 2 mol L 1 min 1 v B 2 mol L 1 min 1 B v A 2 mol L 1 min 1 v C 2 mol L 1 min 1 C v A 1 mol L 1 min 1 v B 2 mol L 1 min 1 D v A 1 mol L 1 min 1 v C 1 5 mol L 1 min 1 答案 D 解析 根据平衡状态的判断依据 v 正 v 逆 知 v A v B v C 2 1 3 即 D 中的 反应达到平衡 5 一定温度下 在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应 2X g Y g Z s 以下不能说 明该反应达到化学平衡状态的是 A 混合气体的密度不再变化 B 反应容器中 Y 的质量分数不变 C X 的分解速率与 Y 的消耗速率相等 D 单位时间内生成 1 mol Y 的同时生成 2 mol X 答案 C 1 3 mol H 2和 1 mol N2放入密闭容器中 使用催化剂发生反应 N 2 3H 22NH3 从反应开 始到平衡过程中 不可能出现的是 A 2 mol NH 3 B 0 5 mol NH 3 C 0 9 mol N 2 D H 2和 NH3物质的量相等 答案 A 解析 可逆反应不可能进行到底 当生成 2 mol NH3时 N 2和 H2的物质的量均为 0 这 种情况不可能出现 2 可逆反应 aA g bB g cC g 的正 逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表 示 下列各关系式中能说明反应已达到平衡状态的是 A av 正 A bv 正 B B bv 正 A av 逆 B C av 正 C cv 正 A D av 正 A bv 逆 B 答案 B 解析 化学平衡建立时 v 正 v 逆 对于不同物质而言 要符合物质的反应速率之比等 于化学计量数之比的要求 同时必须要使反应方向不同 A C 选项方向都是正反应 B 选 项方向相反且符合 v 正 A v 逆 B a b 符合题意 D 选项错误 3 在一定温度下的定容密闭容器中 当物质的下列物理量不再发生变化时 表明反应 A s 2B g C g D g 已达到平衡状态的是 A 混合气体的密度 B 混合气体的总物质的量 C 混合气体的压强 D 混合气体的总体积 答案 A 4 可逆反应 N2 3H 22NH3 在容积为 10 L 的密闭容器中进行 开始时加入 2 mol N2和 3 mol H2 达平衡时 NH 3的浓度不可能达到 A 0 1 mol L 1 B 0 2 mol L 1 C 0 05 mol L 1 D 0 15 mol L 1 答案 B 解析 2 mol N 2和 3 mol H2反应 假设反应能够进行到底 则 3 mol H2完全反应 生成 2 mol NH3 此时 NH3浓度为 0 2 mol L 1 但由于反应是可逆反应 不能完全反应 所以 NH3浓度达不到 0 2 mol L 1 5 在体积 温度都相同的条件下 反应 2A g 2B g C g 3D g 分别从下列两条途径建 立平衡 A B 的起始物质的量均为 2 mol C D 的起始物质的量分别为 2 mol 和 6 mol 以下叙述中不正确的是 A 两途径最终达到平衡时 体系内混合气体的百分组成相同 B 两途径最终达到平衡时 体系内混合气体的平均相对分子质量相同 C 达平衡时 途径的反应速率 vA等于 途径的反应速率 vA D 达平衡时 途径所得混合气体的密度为 途径所得混合气体密度的Error 答案 C 解析 途径 中 2 mol C 和 6 mol D 按方程式转化为 A B 相当于 4 mol A 和 4 mol B 该反应为反应前后气体物质的量不变的反应 故在恒温 恒容条件下 途径 和途径 将建立等效平衡 A B 均正确 因为途径 达平衡时各组分的浓度为途径 的两倍 达平 衡时途径 的反应速率 vA小于途径 的反应速率 vA C 错误 6 在一恒温 恒容的密闭容器中有如下平衡 H 2 g I 2 g 2HI g 已知 H2和 I2的起始 浓度均是 0 10 mol L 1 达到平衡时 HI 的浓度为 0 16 mol L 1 若 H2和 I2的起始浓度 均变为 0 20 mol L 1 则平衡时 H2的浓度是 A 0 16 mol L 1 B 0 08 mol L 1 C 0 04 mol L 1 D 0 02 mol L 1 答案 C 7 下列各关系式中能说明反应 N 2 3H 2 2NH 3已达到平衡状态的是 A 3 v 正 N2 v 正 H2 B v 正 N2 v 逆 NH3 C 2 v 正 H2 3 v 逆 NH3 D v 正 N2 3 v 逆 H2 答案 C 解析 解题的关键在于抓住化学平衡状态的主要特征之一 v 正 v 逆 8 在一定温度下 反应 H2 g I 2 g 2HI g 达到平衡的标志是 A 单位时间生成 n mol 的 H2 同时生成 n mol 的 I2 B 容器内总压强不随时间而变化 C 单位时间内生成 2n mol HI 同时生成 n mol 的 H2 D 当 v H2 Error v HI 时 答案 C 解析 达到平衡状态时 v 正 v 逆 即速率对应方向相反 A 中的速率虽然符合化学计量 数之比 但都为逆反应速率 B 中由于反应气体的化学计量数相等 所以反应过程中压强 不变 故压强不变 不能说明达到平衡 D 中的反应速率无方向 故也不正确 9 在一个定容的密闭容器中进行如下反应 2SO 2 g O 2 g 2SO 3 g 已知反应过程中 的某一时间 SO2 O 2和 SO3的浓度分别为 0 1 mol L 1 0 05mol L 1 和 0 3mol L 1 当 反应达平衡时可能存在的数据正确的是 A c SO2 0 25mol L 1 B c O2 0 2mol L 1 C c SO2 c SO3 0 15mol L 1 D c SO3 c O2 0 25mol L 1 答案 A 10 1 在一定温度下 可以证明 H2 g I 2 g 2HI g 已达平衡状态的是 填 序号 单位时间内生成 n mol H2的同时 生成 n mol HI 一个 H H 键断裂的同时有两个 H I 键断裂 百分含量 HI I 2 反应速率 v H2 v I2 Error v HI c HI c H2 c I2 2 1 1 温度和体积一定时 某一生成物浓度不再变化 温度和体积一定时 容器内压强不再变化 条件一定 混合气体的平均相对分子质量不再变化 温度和体积一定时 混合气体颜色不再变化 温度和压强一定时 混合气体的密度不再变化 2 在上述 的说法中能说明 2NO2 g N 2O4 g 达到平衡状态的是 填 序号 答案 1 2 反应是一个物质的量在反应前后不发生变化的可逆反应 温度和体积一定时 无论反应是 否达到平衡 容器内压强都不发生变化 故 不能说明反应达到平衡状态 由于该反应 的物质的量和质量均不发生变化 故无论反应是否达到平衡 混合气体的平均摩尔质量 或 平均相对分子质量 不发生变化 故 不能说明反应达到平衡状态 温度一定时 混合气 体的颜色不发生变化 说明 c I2 不变 反应达到平衡状态 温度和压强一定时 混合 气体的密度与其平均相对分子质量成正比 由于混合气体的平均相对分子质量不变 故混 合气体的密度不变 故 不能说明反应已达平衡状态 2 中某组分的浓度不变 中说明 c NO2 不变 均能说明反应达到平衡状态 若 气体的总物质的量不变 说明反应 2NO2 g N 2O4 g 达到平衡状态 均能说 明该反应的总物质的量不变 故它们均达到了平衡状态 11 将固体 NH4I 置于密闭容器中 在某温度下发生下列反应 NH4I s NH3 g HI g 2HI g H2 g I 2 g 当反应达到平衡时 c H2 0 5 mol L 1 c HI 4 mol L 1 试回答 1 计算平衡时 NH3 I 2的浓度 c NH3 c I2 2 增大压强 容器内 I2的物质的量 n I2 填 增大 减小 或 不变 下同 NH 4I 的物质的量 n NH4I 答案 1 5 mol L 1 0 5 mol L 1 2 减小 增大 解析 1 列式并设如下 平衡时 NH3的浓度为 x I 2的浓度为 y NH4I s NH3 g HI g x x 2 y 2HI g H2 g I 2 g 2y y y 则有 y 0 5 mol L 1 c H2 c I2 x 2 y c HI 4 mol L 1 得 x 5 mol L 1 2 增大压强 平衡向化学计量数小的方向移动 反应 平衡向逆反应方向移动使得反 应 平衡也向逆反应方向移动 故 n I2 减小 n NH4I 增大 12 已知 A g B g C g D g 反应的平衡常数和温度的关系如下 温度 700 800 830 1 000 1 200 平衡常数 1 7 1 1 1 0 0 6 0 4 回答下列问题 1 该反应的平衡常数表达式 K H 填 或 0 2 830 时 向一个 5 L 的密闭容器中充入 0 20 mol A 和 0 80 mol B 如反应初始 6 s 内 A 的平均反应速率 v A 0 003 mol L 1 s 1 则 6 s 时 c A mol L 1 C 的物质的量为 mol 若反应经一段时间后 达到平衡时 A 的转化率为 如果这时向该密闭容器中再充入 1 mol 氩气 平衡时 A 的转化率为 3 判断该反应是否达到平衡的依据为 a 压强不随时间改变 b 气体的密度不随时间改变 c c A 不随时间改变 d 单位时间里生成 C 和 D 的物质的量相等 4 1 200 时 反应 C g D g A g B g 的平衡常数的值为 答案 1 Error 2 0 022 0 09 80 80 3 c 4 2 5 2 v A 0 003 mol L 1 s 1 则 A 减少的浓度 c A v A t 0 003 mol L 1 s 1 6 s 0 018 mol L 1 故剩余的 A 的浓度为Error 0 018 mol L 1 0 022 mol L 1 A 减少的物质的量为 0 018 mol L 1 5 L 0 09 mol 根据 化学方程式中的化学计量关系知 生成的 C 的物质的量为 0 09 mol 设 830 达到化学平衡时 A 的转化浓度为 x mol L 1 则 A g B g C g D g 起始浓度 mol L 1 0 04 0 16 0 0 转化浓度 mol L 1 x x x x 平衡浓度 mol L 1 0 04 x 0 16 x x x 由Error 1 0 解得 x 0 032 故 A 的转化率 A Error 100 80 由于容 器的容积是固定的 通入氩气后各组分的浓度不变 反应速率不改变 化学平衡不移动 3 由于该反应是反应前后气体体积不变的反应 容器中压强 气体的密度都始终不变 故 a b 项错误 c A 随反应的进行不再变化 故 c 可以说明反应已达到平衡状态 不论是 否达到平衡状态 单位时间里生成 C 和 D 的物质的量都相等 故 d 项错误 4 反应 C g D g A g B g 与 A g B g C g D g 互为逆反应 平衡常数互为倒数关系 故 1 200 时 C g D g A g B g 的平衡常数 K Error 2 5