高考化学专题复习导练测 第七章 第3讲 化学平衡移动课件.ppt

第七章化学反应速率和化学平衡 第3讲化学平衡常数化学反应进行的方向 1 理解化学平衡常数的含义并能进行简单计算 2 了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系 3 掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据 能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向 考纲要求 考点一化学平衡常数 考点二有关化学平衡的计算 探究高考明确考向 练出高分 考点三化学反应进行的方向 知识梳理 递进题组 考点一化学平衡常数 知识梳理 1 概念在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平衡时 生成物与反应物的比值是一个常数 用符号K表示 浓度幂之积 浓度幂之积 2 表达式对于反应mA g nB g pC g qD g K 固体和纯液体的浓度视为常数 通常不计入平衡常数表达式中 3 意义 1 K值越大 反应物的转化率越大 正反应进行的程度越大 2 K只受影响 与反应物或生成物的浓度变化无关 3 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数 温度 深度思考 1 判断正误 正确的划 错误的划 1 平衡常数表达式中 可以是物质的任一浓度 2 催化剂能改变化学反应速率 也能改变平衡常数 3 平衡常数发生变化 化学平衡不一定发生移动 4 化学平衡发生移动 平衡常数不一定发生变化 2 对于N2 g 3H2 g 2NH3 g K12NH3 g N2 g 3H2 g K2试分别写出平衡常数表达式 并判断其关系 3 化学平衡常数只受温度的影响 温度升高 化学平衡常数是增大还是减小 答案温度升高化学平衡常数的变化要视反应而定 若正反应是吸热反应 则温度升高K值增大 反之则减小 4 对于一个可逆反应 化学计量数扩大或缩小 化学平衡常数表达式是否改变 是什么关系 转化率是否相同 试举例说明 答案对于一个可逆反应 化学计量数不一样 化学平衡常数表达式也不一样 但对应物质的转化率相同 例如 无论 还是 A或B的转化率是相同的 递进题组 1 温度为T 时 在体积为10L的真空容器中通入1 00mol氢气和1 00mol碘蒸气 20min后 反应达到平衡 此时测得碘蒸气的浓度为0 020mol L 1 涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示 H2 g I2 g 2HI g 2H2 g 2I2 g 4HI g 题组一化学平衡常数及其影响因素 下列说法正确的是 A 反应速率用HI表示时 v HI 0 008mol L 1 min 1B 两个化学方程式的意义相同 但其平衡常数表达式不同 不过计算所得数值相同C 氢气在两个反应方程式中的转化率不同D 第二个反应中 增大压强平衡向生成HI的方向移动 解析H2 g I2 g 2HI g 初始浓度 mol L 1 0 1000 1000平衡浓度 mol L 1 0 0200 0200 160转化浓度 mol L 1 0 0800 0800 160所以 v HI 0 160mol L 1 20min 0 008mol L 1 min 1 A正确 两个化学方程式表示的是一个反应 反应达到平衡时 氢气的浓度相同 故其转化率相同 C错 两个反应相同 只是表达形式不同 压强的改变对平衡的移动没有影响 D错 答案A 2 已知反应 CO g CuO s CO2 g Cu s 和反应 H2 g CuO s Cu s H2O g 在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2 该温度下反应 CO g H2O g CO2 g H2 g 的平衡常数为K 则下列说法正确的是 C 对于反应 恒容时 温度升高 H2浓度减小 则该反应的焓变为正值D 对于反应 恒温恒容下 增大压强 H2浓度一定减小解析在书写平衡常数表达式时 纯固体不能表示在平衡常数表达式中 A错误 由于反应 反应 反应 因此平衡常数K B正确 反应 中 温度升高 H2浓度减小 则平衡左移 即逆反应为吸热反应 正反应为放热反应 因此 H 0 C错误 对于反应 在恒温恒容下 增大压强 如充入惰性气体 则平衡不移动 H2的浓度不变 D错误 答案B 题组二化学平衡常数及其应用3 某温度下 某反应达平衡时平衡常数K 恒容时 温度升高 H2的浓度减小 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的浓度一定减小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 解析由化学平衡常数的表达式可知该反应的方程式为CO2 g H2 g CO g H2O g 温度升高 H2的浓度减小 说明平衡正向移动 正反应为吸热反应 H 0 A项正确 D项错误 恒温恒容下 因该反应为等体积反应 故增大压强对该反应的平衡无影响 H2的浓度不变 B项错误 升高温度 正 逆反应速率都增大 C项错误 答案A 反思归纳 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 Q 称为浓度商 考点二有关化学平衡的计算 递进题组 知识梳理 1 分析三个量 即起始量 变化量 平衡量 2 明确三个关系 1 对于同一反应物 起始量 变化量 平衡量 2 对于同一生成物 起始量 变化量 平衡量 3 各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比 知识梳理 3 计算方法 三段式法化学平衡计算模式 对以下反应 mA g nB g pC g qD g 令A B起始物质的量 mol 分别为a b 达到平衡后 A的消耗量为mx 容器容积为VL mA g nB g pC g qD g 起始 mol ab00变化 mol mxnxpxqx平衡 mol a mxb nxpxqx 递进题组 题组一有关转化率的计算及判断 1 已知可逆反应 M g N g P g Q g H 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 1mol L 1 c N 2 4mol L 1 达到平衡后 M的转化率为60 此时N的转化率为 答案25 2 若反应温度升高 M的转化率 填 增大 减小 或 不变 解析由于该反应的 H 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 增大 3 若反应温度不变 反应物的起始浓度分别为c M 4mol L 1 c N amol L 1 达到平衡后 c P 2mol L 1 a 解析根据 1 可求出各平衡浓度 c M 0 4mol L 1c N 1 8mol L 1c P 0 6mol L 1c Q 0 6mol L 1 由于温度不变 因此K不变 新状态达到平衡后c P 2mol L 1c Q 2mol L 1c M 2mol L 1c N a 2 mol L 1 解得a 6 答案6 4 若反应温度不变 反应物的起始浓度为c M c N bmol L 1 达到平衡后 M的转化率为 解析设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 1c N b 1 x mol L 1c P bxmol L 1c Q bxmol L 1 解得x 41 41 题组二化学平衡常数 转化率的相互换算 2 SO2常用于制硫酸 其中一步重要的反应为2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 若向一个2L的密闭容器中充入0 4molSO2 0 2molO2和0 4molSO3 发生上述反应 请回答下列问题 1 当反应达到平衡时 各物质的浓度可能是 填字母 A c SO2 0 3mol L 1 c O2 0 15mol L 1B c SO3 0 4mol L 1 C c O2 0 2mol L 1 c SO2 0 4mol L 1D c SO3 0 3mol L 1解析2SO2 g O2 g 2SO3 g 起始浓度 mol L 1 0 20 10 2正向进行到底 mol L 1 000 4逆向进行到底 mol L 1 0 40 20由此可知 A D项可能 答案AD 2 任选上述一种可能的情况 计算达到平衡时的平衡常数为 解析2SO2 g O2 g 2SO3 g 起始浓度 mol L 1 0 20 10 2转化浓度 mol L 1 0 10 050 1平衡浓度 mol L 1 0 30 150 1 3 某温度时 将4molSO2和2molO2通入2L密闭容器中 10min时反应达到平衡 SO2的转化率为80 则0 10min内的平均反应速率v O2 该温度下反应2SO2 g O2 g 2SO3 g 的平衡常数K 答案0 08mol L 1 min 180 考点三化学反应进行的方向 递进题组 知识梳理 1 自发过程 1 含义在一定条件下 不需要借助外力作用就能自动进行的过程 2 特点 体系趋向于从状态转变为状态 体系对外部做功或释放热量 在密闭条件下 体系有从转变为的倾向性 无序体系更加稳定 知识梳理 低能 有序 无序 高能 2 自发反应在一定条件下就能自发进行的反应称为自发反应 无需外界帮助 3 判断化学反应方向的依据 1 焓变与反应方向研究表明 对于化学反应而言 绝大多数都能自发进行 且反应放出的热量 体系能量得也 反应越 可见 是制约化学反应能否自发进行的因素之一 放热反应 越多 降低 越多 完全 反应的焓变 2 熵变与反应方向 研究表明 除了热效应外 决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的 大多数自发反应有趋向于体系增大的倾向 混乱度 混乱度 熵和熵变的含义a 熵的含义熵是衡量一个体系的物理量 用符号表示 同一条件下 不同物质有不同的熵值 同一物质在不同状态下熵值也不同 一般规律是S g S l S s b 熵变的含义熵变是反应前后体系 用表示 化学反应的 S越大 越有利于反应 混乱度 S 熵的变化 S 自发进行 3 综合判断反应方向的依据 H T S0 反应 能自发进行 达到平衡状态 不能自发进行 深度思考 1 能自发进行的反应一定能实际发生吗 答案不一定 化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势 并不能说明在该条件下反应一定能实际发生 还要考虑化学反应的快慢问题 2 判断正误 正确的划 错误的划 1 放热过程有自发进行的倾向性 但并不一定能自发进行 吸热过程没有自发进行的倾向性 但在一定条件下也可自发进行 2 反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响 递进题组 题组一焓变与自发反应 1 实验证明 多数能自发进行的反应都是放热反应 对此说法的理解正确的是 A 所有的放热反应都是自发进行的B 所有的自发反应都是放热的C 焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素D 焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据 C 题组二熵变与自发反应2 下列过程属于熵增加的是 A 一定条件下 水由气态变成液态B 高温高压条件下使石墨转变成金刚石C 4NO2 g O2 g 2N2O5 g D 固态碘升华 D 3 下列反应中 熵显著增加的反应是 A CO g 2H2 g CH3OH g B CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 C C s O2 g CO2 g D 2Hg l O2 g 2HgO s 解析反应中若生成气体或气体的量增加 都会使混乱度增大 熵增加 B 题组三复合判据的应用4 已知 NH4 2CO3 s NH4HCO3 s NH3 g H 74 9kJ mol 1 下列说法中正确的是 A 该反应中熵变小于0 焓变大于0B 该反应是吸热反应 因此一定不能自发进行C 碳酸盐分解反应中熵增加 因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行D 判断反应能否自发进行需要根据 H与 S综合考虑 D 5 灰锡结构松散 不能用于制造器皿 而白锡结构坚固 可以制造器皿 现把白锡制成的器皿放在0 100kPa的室内存放 它会不会变成灰锡而不能再继续使用 已知 在0 100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为 H 2180 9J mol 1 S 6 61J mol 1 K 1 解析 H T S 2180 9J mol 1 10 3 273K 6 61J mol 1 K 1 10 3 0 38kJ mol 1 0 能自发进行 答案会自发变成灰锡 不能再继续使用 焓变 熵变和温度对化学反应方向的影响 反思归纳 探究高考明确考向 全国卷 高考题调研 各省市高考题调研 1 2 3 1 2014 新课标全国卷 26 在容积为1 00L的容器中 通入一定量的N2O4 发生反应N2O4 g 2NO2 g 随温度升高 混合气体的颜色变深 回答下列问题 1 反应的 H 0 填 大于 或 小于 100 时 体系中各物质浓度随时间变化如图所示 在0 60s时段 反应速率v N2O4 为 mol L 1 s 1 反应的平衡常数K1为 1 2 3 解析由题意及图示知 在1 00L的容器中 通入0 100mol的N2O4 发生反应 N2O4 g 2NO2 g 随温度升高混合气体的颜色变深 说明反应向生成NO2的方向移动 即向正反应方向移动 所以正反应为吸热反应 即 H 0 由图示知60s时该反应达到平衡 消耗N2O4为0 100mol L 1 0 040mol L 1 0 060mol L 1 根据v 可知 v N2O4 0 0010mol L 1 s 1 求平衡常数可利用三段式 1 2 3 N2O4 g 2NO2 g 起始量 mol L 1 0 1000转化量 mol L 1 0 0600 120平衡量 mol L 1 0 0400 120 答案大于0 00100 36mol L 1 1 2 3 2 100 时达平衡后 改变反应温度为T c N2O4 以0 0020mol L 1 s 1的平均速率降低 经10s又达到平衡 T 100 填 大于 或 小于 判断理由是 列式计算温度T时反应的平衡常数K2 1 2 3 解析100 时达平衡后 改变反应温度为T c N2O4 降低 说明平衡N2O4 g 2NO2 g 向正反应方向移动 根据勒夏特列原理 温度升高 向吸热反应方向移动 即向正反应方向移动 故T 100 由c N2O4 以0 0020mol L 1 s 1的平均速率降低 经10s又达到平衡 可知此时消耗N2O40 0020mol L 1 s 1 10s 0 020mol L 1 1 2 3 由三段式 N2O4 g 2NO2 g 起始量 mol L 1 0 0400 120转化量 mol L 1 0 0200 040平衡量 mol L 1 0 0200 160 1 2 3 答案 大于反应正方向吸热 反应向吸热方向进行 故温度升高 平衡时 c NO2 0 120mol L 1 0 0020mol L 1 10s 2 0 160mol L 1c N2O4 0 040mol L 1 0 0020mol L 1 s 1 10s 0 020mol L 1 1 2 3 3 温度T时反应达平衡后 将反应容器的容积减少一半 平衡向 填 正反应 或 逆反应 方向移动 判断理由是 解析温度T时反应达到平衡后 将反应容器的容积减小一半 压强增大 平衡会向气体体积减小的方向移动 该反应逆反应为气体体积减小的反应 故平衡向逆反应方向移动 逆反应 将反应容器的容积减小一半 即增大压强 当其他条 件不变时 增大压强 平衡向气体分子数减小的方向移动 即向逆反应方向移动 1 2 3 2 2014 新课标全国卷 28 3 已知 C2H4 g H2O g C2H5OH g H 45 5kJ mol 1 乙醇是重要的有机化工原料 可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产 如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度 压强的关系 其中 1 1 1 2 3 列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp 用平衡分压代替平衡浓度计算 分压 总压 物质的量分数 0 07 MPa 1 1 2 3 图中压强 p1 p2 p3 p4 的大小顺序为 理由是 解析C2H4 g H2O g C2H5OH g 是一个气体体积减小的反应 相同温度下 增大压强 平衡向正反应方向移动 C2H4的转化率提高 所以p4 p3 p2 p1 p4 p3 p2 p1 反应分子数减少 相同温度下 压强增大 乙烯转化率 提高 1 2 3 气相直接水合法常用的工艺条件为磷酸 硅藻土为催化剂 反应温度290 压强6 9MPa nH2O nC2H4 0 6 1 乙烯的转化率为5 若要进一步提高乙烯转化率 除了可以适当改变反应温度和压强外 还可以采取的措施有 解析依据反应特点及平衡移动原理 提高乙烯转化率还可以增大H2O与C2H4的比例 将乙醇及时分离出去等 1 2 3 将产物乙醇液化移去增加 比 3 2013 新课标全国卷 28 在1 0L密闭容器中放入0 10molA g 在一定温度进行如下反应 A g B g C g H 85 1kJ mol 1反应时间 t 与容器内气体总压强 p 的数据见下表 1 2 3 回答下列问题 1 欲提高A的平衡转化率 应采取的措施为 解析通过分析表格中数据 根据压强之比等于物质的量之比入手解决相关问题 要提高A的转化率 应通过改变条件使平衡正向移动 可以从浓度 温度 压强三个方面考虑 可从容器中分离出B C或扩大容器的体积 降低压强 或升高温度 升高温度 降低压强 1 2 3 2 由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率 A 的表达式为 平衡时A的转化率为 列式并计算反应的平衡常数K 解析相同条件下 在密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比 设反应后气体的总物质的量为x 则有而气体的物质的量的增加量等于消耗的A的物质的量 1 2 3 根据化学方程式列出平衡三段式 注意三段式中使用的都是浓度 即可求得平衡常数 1 2 3 A g B g C g 起始浓度 mol L 1 0 1000平衡浓度 mol L 1 0 10 1 94 1 0 10 94 1 0 10 94 1 1 2 3 3 由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n A n 总 mol n A mol 下表为反应物A浓度与反应时间的数据 计算 a 1 2 3 分析该反应中反应物的浓度c A 变化与时间间隔 t 的规律 得出的结论是 由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c A 为 mol L 1 1 2 3 根据表中的数据 可知a 0 10 2 mol L 1 0 051mol L 1 通过表中的数据可知 在达到平衡前每间隔4h A的浓度减少约一半 故反应在12h时 A的浓度为0 5 0 026mol L 1 0 013mol L 1 答案 0 10 0 10 2 0 051达到平衡前每间隔4h c A 减少约一半0 013 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 1 2014 四川理综 7 在10L恒容密闭容器中充入X g 和Y g 发生反应X g Y g M g N g 所得实验数据如下表 1 2 3 4 5 6 7 下列说法正确的是 A 实验 中 若5min时测得n M 0 050mol 则0至5min时间内 用N表示的平均反应速率v N 1 0 10 2mol L 1 min 1B 实验 中 该反应的平衡常数K 2 0C 实验 中 达到平衡时 X的转化率为60 D 实验 中 达到平衡时 b 0 060 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 C项 因该反应在800 时平衡常数为1 0 设反应中转化的X的物质的量为x 则有 0 20 x 0 30 x x x 故x 0 12mol X的转化率为 100 60 该项正确 假设在900 时 该反应的平衡常数也为1 0 根据实验 中的数据可知b 0 060 由 中数据可知在700 时平衡常数约为2 6 结合800 时平衡常数为1 0可知 温度越高 该平衡常数越小 平衡逆向移动 故b 0 060 该项错误 答案C 2 2014 北京理综 26 2 2NO g O2 g 2NO2 g 在其他条件相同时 分别测得NO的平衡转化率在不同压强 p1 p2 下随温度变化的曲线 如图 比较p1 p2的大小关系 随温度升高 该反应平衡常数变化的趋势是 1 2 3 4 5 6 7 解析反应2NO g O2 g 2NO2 g 的正反应为气体总分子数减小的反应 在温度相同时 增大压强 平衡正向移动 NO的平衡转化率增大 结合NO的平衡转化率与压强的变化曲线可知 p1 p2 由图可知 压强一定时 温度升高 NO的平衡转化率降低 说明平衡逆向移动 则该反应的正向 H 0 所以随着温度升高 该反应平衡常数减小 答案 p1 p2 减小 1 2 3 4 5 6 7 3 2014 重庆理综 11 3 储氢还可借助有机物 如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢 g g 3H2 g 在某温度下 向恒容密闭容器中加入环己烷 其起始浓度为amol L 1 平衡时苯的浓度为bmol L 1 该反应的平衡常数K 1 2 3 4 5 6 7 解析达到平衡时 H2的浓度为苯的3倍 即H2浓度为3bmol L 1 环己烷的浓度为 a b mol L 1 反应的平衡常 1 2 3 4 5 6 7 数为 4 2014 山东理综 29 1 2 研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时 涉及如下反应 2NO2 g NaCl s NaNO3 s ClNO g K1 H1 0 2NO g Cl2 g 2ClNO g K2 H2 0 1 4NO2 g 2NaCl s 2NaNO3 s 2NO g Cl2 g 的平衡常数K 用K1 K2表示 解析观察题给的三个方程式可知 题目所求的方程式可由 2 得到 故该反应的平衡常数K 1 2 3 4 5 6 7 2 为研究不同条件对反应 的影响 在恒温条件下 向2L恒容密闭容器中加入0 2molNO和0 1molCl2 10min时反应 达到平衡 测得10min内v ClNO 7 5 10 3mol L 1 min 1 则平衡后n Cl2 mol NO的转化率 1 其他条件保持不变 反应 在恒压条件下进行 平衡时NO的转化率 2 1 填 或 平衡常数K2 填 增大 减小 或 不变 若要使K2减小 可采取的措施是 1 2 3 4 5 6 7 解析由题给数据可知 n ClNO 7 5 10 3mol L 1 min 1 10min 2L 0 15mol 2NO g Cl2 g 2ClNO g 起始物质的量 mol0 20 1010min内转化的物质的量 mol0 150 0750 15平衡物质的量 mol0 050 0250 15故n Cl2 0 025mol 1 2 3 4 5 6 7 其他条件保持不变 由恒容条件 2L 改为恒压条件 因该反应是气体分子数减小的反应 平衡正向移动 NO的转化率增大 即 2 1 平衡常数只是温度的函数 故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变 要使平衡常数减小 平衡应逆向移动 因为反应 是放热反应 故应升高温度 答案2 5 10 275 不变升高温度 1 2 3 4 5 6 7 5 2014 福建理综 24 3 已知t 时 反应FeO s CO g Fe s CO2 g 的平衡常数K 0 25 t 时 反应达到平衡时n CO n CO2 解析根据该反应的K c CO2 c CO 0 25 可知反应达到平衡时n CO n CO2 4 1 1 2 3 4 5 6 7 4 1 若在1L密闭容器中加入0 02molFeO s 并通入xmolCO t 时反应达到平衡 此时FeO s 转化率为50 则x 解析根据反应 FeO s CO g Fe s CO2 g 初始物质的量 mol0 02x00变化物质的量 mol0 010 010 010 01平衡物质的量 mol0 01x 0 010 010 01根据化学平衡常数可知 K 0 01 x 0 01 0 25 解得x 0 05 1 2 3 4 5 6 7 0 05 6 2014 大纲全国卷 28 2 反应AX3 g X2 g AX5 g 在容积为10L的密闭容器中进行 起始时AX3和X2均为0 2mol 反应在不同条件下进行 反应体系总压强随时间的变化如图所示 列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v AX5 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 解析实验a开始时 n0 0 4mol 总压强为160kPa 平衡时总压强为120kPa 设平衡时总物质的量为n 则 AX3 g X2 g AX5 g 起始量 mol0 200 200变化量 molxxx平衡量 mol0 20 x0 20 xx 1 2 3 4 5 6 7 0 20 x 0 20 x x 0 30 x 0 10 1 2 3 4 5 6 7 图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v AX5 由大到小的次序为 填实验序号 与实验a相比 其他两组改变的实验条件及判断依据是 b c 解析实验b从反应开始至达到平衡时的反应速率v AX5 2 5 10 4mol L 1 min 1 1 2 3 4 5 6 7 实验c达到平衡时n 0 40mol 0 32mol 从反应开始到达到平衡时的反应速率v AX5 1 8 10 4mol L 1 min 1 所以v AX5 由大到小的顺序是bca 与实验a相比较 实验b达到平衡的时间缩短 但平衡点与实验a相同 应为加入催化剂而导致加快反应速率 实验c与实验a比较 起始时容器的体积和气体的物质的量均相同 但压强增大 应为升高温度使气体膨胀所致 温度升高加快化学反应速率且平衡逆向移动 1 2 3 4 5 6 7 答案bca加入催化剂 反应速率加快 但平衡点没有改变温度升高 反应速率加快 但平衡点向逆反应方向移动 或反应容器的容积和起始物质的量未改变 但起始总压强增大 1 2 3 4 5 6 7 用p0表示开始时总压强 p表示平衡时总压强 表示AX3的平衡转化率 则 的表达式为 实验a和c的平衡转化率 a为 c为 解析AX3 g X2 g AX5 g 起始量 mol0 200 200变化量 mol0 20 0 20 0 20 平衡量 mol0 20 0 20 0 20 0 20 0 20 1 2 3 4 5 6 7 7 2013 福建理综 23 2 利用H2S废气制取氢气的方法有多种 高温热分解法已知 H2S g H2 g S2 g 在恒容密闭容器中 控制不同温度进行H2S分解实验 以H2S起始浓度均为cmol L 1测定H2S的转化率 结果见右图 1 2 3 4 5 6 7 图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线 b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率 据图计算985 时H2S按上述反应分解的平衡常数K 说明随温度的升高 曲线b向曲线a逼近的原因 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 解析由图知 985 时H2S的平衡转化率为40 则 1 2 3 4 5 6 7 b曲线表示未达到平衡时H2S的转化率 温度越高 b曲线上的转化率越接近平衡值 原因是温度升高 反应速率加快 达到平衡所需的时间缩短 答案温度升高 反应速率加快 达到平衡所需的时间缩短 或其他合理答案 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1 下列说法正确的是 A 凡是放热反应都是自发的 因为吸热反应都是非自发的B 自发反应的熵一定增大 非自发反应的熵一定减小C 常温下 反应C s CO2 g 2CO g 不能自发进行 则该反应的 H 0D 反应2Mg s CO2 g C s 2MgO s 能自发进行 则该反应的 H 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的 若 H0 则一定自发 若 H 0 S0 S 0 反应能否自发 和温度有关 A B错误 C项中反应的 S 0 若 H0 正确 D项中反应的 S 0 能自发 说明 H 0 错误 答案C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 最新 人工固氮 的研究报道 常温常压 光照条件下 N2在催化剂表面与水发生反应 2N2 g 6H2O l 4NH3 g 3O2 g H 0 如果反应的平衡常数K值变大 则下列说法错误的是 A 一定向正反应方向移动B 在平衡移动时正反应速率先增大后减小C 改变的外界条件是升温D 在平衡移动时逆反应速率先减小后增大 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 在300mL的密闭容器中 放入镍粉并充入一定量的CO气体 一定条件下发生反应 Ni s 4CO g Ni CO 4 g 已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 下列说法不正确的是 A 上述生成Ni CO 4的反应为放热反应B 25 时反应Ni CO 4 g Ni s 4CO g 的平衡常数为2 10 5C 在80 时 测得某时刻Ni CO 4 CO的浓度均为0 5mol L 1 则此时v正 v逆D 80 达到平衡时 测得n CO 0 3mol 则Ni CO 4的平衡浓度为2mol L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析温度升高 平衡常数减小 说明平衡向逆反应方向移动 正反应为放热反应 A正确 Ni CO 4 g Ni s 4CO g 为题给反应的逆反应 相同温度下两个反应的平衡常数互为倒数关系 B正确 C项中该时刻Q 8 K 反应逆向进行 v逆 v正 C错误 D项中CO的平衡浓度为1mol L 1 由K 2可计算出Ni CO 4的平衡浓度为2mol L 1 答案C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4 将2molX和2molY充入2L密闭容器中发生反应 X g 3Y g 2Z g aQ g 2min时达到平衡 生成0 8molZ 测得Q的浓度为0 4mol L 1 下列叙述错误的是 A a的值为2B 平衡时X的浓度为0 8mol L 1C Y的转化率为60 D 反应速率v Y 0 2mol L 1 min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析生成Q的物质的量为0 8mol a 2 A正确 X g 3Y g 2Z g 2Q g n 始 mol 2200n 变 mol 0 41 20 80 8n 2min mol 1 60 80 80 8X的平衡浓度为0 8mol L 1 Y的转化率为60 B C项正确 v Y 0 3mol L 1 min 1 D项错误 答案D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5 T 时 在VL恒容密闭容器中加入足量的TaS2 s 和1molI2 g 发生反应TaS2 s 2I2 g TaI4 g S2 g H 0 tmin时生成0 1molTaI4 下列说法中正确的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 0 tmin内 v I2 mol L 1 min 1B 若T 时反应的平衡常数K 1 则平衡时I2的转化率为C 图中制备TaS2晶体过程中循环使用的物质是S2 g D 图中T1端得到纯净TaS2晶体 则温度T1 T2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析A选项 c I2 2 c TaI4 2 错误 B选项 依据三段式进行计算 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 TaS2 s 2I2 g TaI4 g S2 g H 0 右端升高温度平衡右移 生成气体TaI4 在左端降低温度反应逆向进行 生成纯净的TaS2 s 循环利用的是I2 g C D选项错误 答案B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6 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 830 时 向一个2L的密闭容器中充入0 2mol的A和0 8mol的B 反应初始4s内A的平均反应速率v A 0 005mol L 1 s 1 下列说法中正确的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 4s时c B 为0 76mol L 1B 830 达平衡时 A的转化率为80 C 反应达平衡后 升高温度 平衡正向移动D 1200 时反应C g D g A g B g 的平衡常数的值为0 4解析A的浓度减少量 c A 0 005mol L 1 s 1 4s 0 02mol L 1 所以B的浓度减少量为0 02mol L 1 4s时c B 0 4mol L 1 0 02mol L 1 A选项错误 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B选项依据三段式进行计算 A g B g C g D g 始态 mol L 1 0 10 400反应的量 mol L 1 xxxx平衡 mol L 1 0 1 x0 4 xxxK 1 x 0 08 B选项正确 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 温度越高 平衡常数越小 所以升高温度平衡左移 C选项错误 D选项 平衡常数为 2 5 错误 答案B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7 O3也是一种很好的消毒剂 具有高效 洁净 方便 经济等优点 O3可溶于水 在水中易分解 产生的 O 为游离氧原子 有很强的杀菌消毒能力 常温常压下发生反应如下 反应 O3 O2 O H 0平衡常数为K1 反应 O O3 2O2 H 0平衡常数为K2 总反应 2O3 3O2 H 0平衡常数为K 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 下列叙述正确的是 A 降低温度 K减小B K K1 K2C 适当升温 可提高消毒效率D 压强增大 K2减小解析A项 降温 总反应平衡右移 K增大 错误 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C项 升温 反应 右移 c O 增大 提高消毒效率 正确 D项 对于给定的反应 平衡常数只与温度有关 错误 答案C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8 一定条件下 反应 6H2 g 2CO2 g C2H5OH g 3H2O g 的数据如右图所示 下列说法正确的是 A 该反应的 H 0B 达平衡时 v正 H2 v逆 CO2 C b点对应的平衡常数K值大于c点D a点对应的H2的平衡转化率为90 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析A项 升温 CO2的转化率越小 平衡左移 正反应为放热反应 H 0 错误 B项 应为v正 H2 3v逆 CO2 C项 升温 平衡左移 b点温度高 其平衡常数小 错误 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D项 6H2 g 2CO2 g C2H5OH g 3H2O g 21006x2xx3x x 0 3 答案D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9 铁是最常见的金属之一 铁可以形成多种氧化物 氢氧化物和盐类 铁与二氧化碳 水在某一密闭体系中反应情况如下表所示 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 完成下列填空 1 反应 为 填 吸热 或 放热 反应 根据反应 与 可以推导出同温下K1 K2与K3之间的关系 则K3 用K1 K2表示 解析反应 升温K1增大 平衡右移 正反应为吸热反应 吸热 K2 K1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 973K时 若反应 在一个容积为2L的反应容器内2min时达到平衡 有3mol电子发生转移 则在2min内v CO2 若压缩容器的容积为原来的一半 平衡将 移动 填 向左 向右 或 不 CO2的浓度将 填 增大 减小 或 不变 使该反应的平衡转化率及平衡常数都增大的措施有 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析当有3mol电子转移时 参加反应的CO2为1 5mol 所以v CO2 0 375mol L 1 min 1 由于反应 为等体积反应 压缩体积 平衡不移动 但CO2浓度增大 973K时 K3 1 62 1173K时 K3 0 78 反应 为放热反应 所以降温 平衡右移 转化率及平衡常数均增大 答案0 375mol L 1 min 1不增大降温 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 10 已知 CO g H2O g CO2 g H2 g H Q 其平衡常数随温度变化如下表所示 请回答下列问题 1 上述反应的化学平衡常数表达式为 该反应的Q 0 填 或 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析可逆反应CO g H2O g CO2 g H2 g 的平衡常数K 由表中数据可知 温度越高 平衡常数越小 平衡向逆反应方向移动 因升高温度平衡向吸热方向移动 故正反应为放热反应 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 850 时在体积为10L的反应器中 通入一定量的CO和H2O g 发生上述反应 CO和H2O g 的物质的量浓度变化如图所示 则0 4min时平均反应速率v CO 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析由图像可知 CO在4min内浓度减小了0 20mol L 1 0 08mol L 1 0 12mol L 1 则v CO 0 03mol L 1 min 1 答案0 03mol L 1 min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 若在500 时进行 且CO H2O g 的起始浓度均为0 020mol L 1 该条件下 CO的最大转化率为 解析500 时平衡常数为9 设CO最多能转化xmol L 1 则CO g H2O g CO2 g H2 g 起始 mol L 1 0 020 0200转化 mol L 1 xxxx平衡 mol L 1 0 02 x0 02 xxx 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 答案75 4 若在850 时进行 设起始时CO和H2O g 共为1mol 其中H2O g 的体积分数为x 平衡时CO的转化率为y 试推导y随x变化的函数关系式为 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析850 时平衡常数为1 有 CO g H2O g CO2 g H2 g 起始 mol L 1 1 xx00转化 mol L 1 y 1 x y 1 x y 1 x y 1 x 平衡 mol L 1 1 x y xyx y xyy 1 x y 1 x 答案y x 11 水煤气法制甲醇工艺流程框图如下 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 已知 除去水蒸气后的水煤气含55 59 的H2 15 18 的CO 11 13 的CO2 少量的H2S CH4 除去H2S后 可采用催化或非催化转化技术 将CH4转化成CO 得到CO CO2和H2的混合气体 是理想的合成甲醇原料气 即可进行甲醇合成 1 制水煤气的主要化学反应方程式为C s H2O g CO g H2 g 此反应是吸热反应 高温 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 此反应的化学平衡常数表达式为 A加入C s B 加入H2O g C 升高温度D 增大压强解析根据平衡常数的定义 可知K 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 下列能提高碳的平衡转化率的措施是 A加入C s B 加入H2O g C 升高温度D 增大压强解析根据化学平衡移动原理 增加一种物质的浓度可以提高另外一种物质的转化率 上述反应为吸热反应 升高温度 结合平衡移动原理 向着吸热方向移动 即正方向移动 故B C正确 增大压强 向着体积减小 即逆方向移动 碳的转化率降低 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 BC 2 将CH4转化成CO 工业上常采用催化转化技术 其反应原理为CH4 g O2 g CO g 2H2O g H 519kJ 工业上要选择合适的催化剂 分别对X Y Z三种催化剂进行如下实验 其他条件相同 X在T1 时催化效率最高 能使正反应速率加快约3 105倍 Y在T2 时催化效率最高 能使正反应速率加快约3 105倍 Z在T3 时催化效率最高 能使逆反应速率加快约1 106倍 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 已知 T1 T2 T3 根据上述信息 你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是 填 X 或 Y 或 Z 选择的理由是 解析选择催化剂 考虑温度较低 且活性高即催化效率高 所以选择Z 催化效率高且活性温度低 或催化活性高速度快 反应 Z 温度低产率高 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔 在催化剂作用下 进行甲醇合成 主要反应是 2H2 g CO g CH3OH g H 181 6kJ 4 下此反应的平衡常数为160 此温度下 在密闭容器中加入CO H2 反应到某时刻测得各组分的浓度如下 比较此时正 逆反应速率的大小 v正 v逆 填 或 解析由浓度商公式 代入此时各物质的浓度 得 100 160 即进一步向正方向进行 v正 v逆 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 若加入同样多的CO H2 在T5 反应 10min后达到平衡 此时c H2 0 4mol L 1 则该时间内反应速率v CH3OH mol L 1 min 1 解析列出三段式 由反应速率的计算公式得v CH3OH 0 03mol L 1 min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 0 03 4 生产过程中 合成气要进行循环 其目的是 解析原料进行循环 一般都是为了提高原料的利用率 提高产率 提高原料CO H2的利用率 或提高产量 产率亦可 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12 苯乙烷 C8H10 可生产塑料单体苯乙烯 C8H8 其反应原理是C8H10 g C8H8 g H2 g H 125kJ mol 1 某温度下 将0 40mol苯乙烷 充入2L真空密闭容器中发生反应 测定不同时间该容器内物质的量 得到数据如下表 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1 当反应进行到20min时 该段时间内H2的平均反应速率是 解析v H2 v C8H10 0 0035mol L 1 min 1 0 0035mol L 1 min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 该温度下 该反应的化学平衡常数是 解析C8H10 g C8H8 g H2 g 起始 mol L 10 2000平衡 mol L 10 120 080 08 4 75或0 053 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3 若保持其他条件不变 用0 40molH2 g 和0 40molC8H8 g 合成C8H10 g 当有30kJ热量放出时 该反应中H2的转化率是 此时 该反应是否达到了平衡状态 填 是 或 否 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析C8H8 g H2 g C8H10 g 起始 mol0 400 400某时刻 mol0 40 x0 40 xx125kJ mol 1 x 30kJx 0 24mol 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 答案60 是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂 不参与反应 C8H10 g 的平衡转化率与水蒸气的用量 体系的温度 压强的关系如图 图 所示 4 由图 可知 T1 T2 填 大于 小于 或 等于 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析升温 平衡右移 C8H10的平衡转化率增大 所以T1大于T2 答案大于 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5 由图 可知 当其他条件不变时 水蒸气的用量越大 C8H10的平衡转化率将 填 越大 越小 或 不变 原因是 解析随着水蒸气的加入 扩大了容器的容积 相当于对反应体系减小压强 平衡右移 转化率增大 越大 随着水蒸气的加入 扩大了容器的容积 相当于对反应体系减小压强 或使得浓度商Q K 平衡右移 转化率增大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1