高考化学专题复习导练测 第七章 第2讲 化学反应进行的方向和化学平衡状态课件.ppt

第七章化学反应速率和化学平衡 第2讲化学平衡状态 1 了解化学反应的可逆性 2 理解化学平衡的定义 3 理解影响化学平衡的因素 考纲要求 考点一可逆反应与化学平衡状态 考点二借助速率 时间图像 判断化学平衡移动 探究高考明确考向 练出高分 考点三等效平衡 知识梳理 递进题组 考点一可逆反应与化学平衡状态 知识梳理 1 可逆反应 1 定义在下既可以向正反应方向进行 同时又可以向逆反应方向进行的化学反应 2 特点 二同 a 相同条件下 b 正 逆反应同时进行 同一条件 一小 反应物与生成物同时存在 任一组分的转化率都 填 大于 或 小于 100 3 表示在方程式中用 表示 小于 2 化学平衡状态 1 概念一定条件下的可逆反应中 正反应速率与逆反应速率相等 反应体系中所有参加反应的物质的保持不变的状态 2 化学平衡的建立 质量或浓度 正反应 逆反应 3 平衡特点 深度思考 1 判断正误 正确的划 错误的划 2 二次电池的充 放电为可逆反应 3 可逆反应不等同于可逆过程 可逆过程包括物理变化和化学变化 而可逆反应属于化学变化 4 化学反应达到化学平衡状态的正逆反应速率相等 是指同一物质的消耗速率和生成速率相等 若用不同物质表示时 反应速率不一定相等 5 一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度 6 化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变 2 向含有2mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2 g O2 g 2SO3 g H QkJ mol 1 Q 0 充分反应后生成SO3的物质的量 2mol 填 或 下同 SO2的物质的量 0mol 转化率 100 反应放出的热量 QkJ 递进题组 1 一定条件下 对于可逆反应X g 3Y g 2Z g 若X Y Z的起始浓度分别为c1 c2 c3 均不为零 达到平衡时 X Y Z的浓度分别为0 1mol L 1 0 3mol L 1 0 08mol L 1 则下列判断正确的是 A c1 c2 3 1B 平衡时 Y和Z的生成速率之比为2 3C X Y的转化率不相等D c1的取值范围为0mol L 1 c1 0 14mol L 1 题组一极端假设 界定范围 突破判断 解析平衡浓度之比为1 3 转化浓度亦为1 3 故c1 c2 1 3 A C不正确 平衡时Y生成表示逆反应 Z生成表示正反应速率且vY 生成 vZ 生成 应为3 2 B不正确 由可逆反应的特点可知0 c1 0 14mol L 1 答案D 2 在密闭容器中进行反应 X2 g Y2 g 2Z g 已知X2 Y2 Z的起始浓度分别为0 1mol L 1 0 3mol L 1 0 2mol 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 3mol L 1B Y2为0 4mol L 1C X2为0 2mol L 1D Z为0 4mol L 1 A 极端假设法确定各物质浓度范围上述题目2可根据极端假设法判断 假设反应正向或逆向进行到底 求出各物质浓度的最大值和最小值 从而确定它们的浓度范围 假设反应正向进行到底 X2 g Y2 g 2Z g 起始浓度 mol L 1 0 10 30 2改变浓度 mol L 1 0 10 10 2终态浓度 mol L 1 00 20 4 方法探究 假设反应逆向进行到底 X2 g Y2 g 2Z g 起始浓度 mol L 1 0 10 30 2改变浓度 mol L 1 0 10 10 2终态浓度 mol L 1 0 20 40平衡体系中各物质的浓度范围为X2 0 0 2 Y2 0 2 0 4 Z 0 0 4 题组二审准题干 关注特点 判断标志3 在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应 甲 2NO2 g 2NO g O2 g 乙 H2 g I2 g 2HI g 现有下列状态 反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于系数之比 反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比 速率之比等于系数之比的状态 浓度之比等于系数之比的状态 百分含量之比等于系数之比的状态 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 体系温度不再改变的状态 压强不再改变的状态 反应物的浓度不再改变的状态 反应物或生成物的百分含量不再改变的状态其中能表明 甲 达到化学平衡状态的是 能表明 乙 达到化学平衡状态的是 能表明 甲 乙 都达到化学平衡状态的是 4 在两个恒温 恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应 甲 2X g Y g Z s 乙 A s 2B g C g D g 当下列物理量不再发生变化时 混合气体的密度 反应容器中生成物的百分含量 反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比 混合气体的压强 混合气体的平均相对分子质量 混合气体的总物质的量其中能表明 甲 达到化学平衡状态是 能表明 乙 达到化学平衡状态是 5 在一定温度下的某容积可变的密闭容器中 建立下列化学平衡 C s H2O g CO g H2 g 不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是 A 体系的体积不再发生变化B v正 CO v逆 H2O C 生成nmolCO的同时生成nmolH2D 1molH H键断裂的同时断裂2molH O键 解析不论反应是否达到平衡状态 生成nmolCO的同时都会生成nmolH2 答案C 反思归纳 规避 2 个易失分点1 注意两审一审题干条件 是恒温恒容还是恒温恒压 二审反应特点 1 全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应 2 是有固体参与的等体积反应还是非等体积反应 2 不能作为 标志 的四种情况 1 反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比 2 恒温恒容下的体积不变的反应 体系的压强或总物质的量不再随时间而变化 如2HI g H2 g I2 g 3 全是气体参加体积不变的反应 体系的平均相对分子质量不再随时间而变化 如2HI g H2 g I2 g 4 全是气体参加的反应 恒容条件下体系的密度保持不变 考点二借助速率 时间图像 判断化学平衡移动 递进题组 知识梳理 1 概念可逆反应达到平衡状态以后 若反应条件 如温度 压强 浓度等 发生了变化 平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变 从而在一段时间后达到新的平衡状态 这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程 叫做化学平衡的移动 知识梳理 2 过程 3 化学平衡移动与化学反应速率的关系 1 v正 v逆 平衡向移动 2 v正 v逆 反应达到平衡状态 平衡移动 3 v正 v逆 平衡向移动 正反应方向 不发生 逆反应方向 4 借助图像 分析影响化学平衡的因素 1 影响化学平衡的因素若其他条件不变 改变下列条件对化学平衡的影响如下 2 勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一 如温度 压强 以及参加反应的化学物质的浓度 平衡将向着能够的方向移动 减弱这种改 变 5 几种特殊情况 1 当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时 由于其 浓度 是恒定的 不随其量的增减而变化 故改变这些固体或液体的量 对化学平衡没影响 2 对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应 压强的变化对正 逆反应速率的影响程度是等同的 故平衡不移动 等效于减压 4 同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时 应视为压强的影响 深度思考 1 判断正误 正确的划 错误的划 1 化学平衡发生移动 化学反应速率一定改变 化学反应速率改变 化学平衡也一定发生移动 2 升高温度 平衡向吸热反应方向移动 此时v放减小 v吸增大 2 对于一定条件下的可逆反应甲 A g B g C g H 0乙 A s B g C g H 0丙 A g B g 2C g H 0达到化学平衡后 改变条件 按要求回答下列问题 1 升温 平衡移动方向分别为 填 向左 向右 或 不移动 甲 乙 丙 向左向左向右 此时反应体系的温度均比原来 填 大 或 小 混合气体的平均相对分子质量变化分别为 填 增大 减小 或 不变 甲 乙 丙 减小减小不变 大 向右不移动不移动 增大不变不变 3 已知一定条件下合成氨反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1 在反应过程中 反应速率的变化如图所示 请根据速率的变化回答采取的措施 t1 t2 t3 t4 增大c N2 或c H2 加入催化剂降低温度增大压强 递进题组 题组一选取措施使化学平衡定向移动 1 COCl2 g CO g Cl2 g H 0 当反应达到平衡时 下列措施 升温 恒容通入惰性气体 增加CO浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气体 能提高COCl2转化率的是 A B C D 解析该反应为体积增大的吸热反应 所以升温和减压均可以促使反应正向移动 恒压通入惰性气体 相当于减压 恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响 增加CO的浓度 将导致平衡逆向移动 答案B 2 某温度下 在密闭容器中SO2 O2 SO3三种气态物质建立化学平衡后 改变条件对反应2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0的正 逆反应速率的影响如图所示 1 加催化剂对反应速率影响的图像是 填序号 下同 平衡 移动 解析加入催化剂 正 逆反应速率均增大 图像上应该出现 断点 且应在原平衡的反应速率之上 催化剂使正 逆反应速率增大的倍数相同 则改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴 图像为C C 不 2 升高温度对反应速率影响的图像是 平衡向 方向移动 解析升高温度 正 逆反应速率均增大 图像上应该出现 断点 且应在原平衡的反应速率之上 因题给反应的正反应放热 升温平衡逆向移动 所以v正 v逆 图像为A 逆反应 A 3 增大反应容器体积对反应速率影响的图像是 平衡向 方向移动 解析增大反应容器体积即减小压强 正 逆反应速率均减小 图像上应该出现 断点 且应在原平衡的反应速率之下 因减小压强平衡逆向移动 所以v正 v逆 图像为D D 逆反应 4 增大O2的浓度对反应速率影响的图像是 平衡向 方向移动 解析增大O2的浓度 正反应速率会 突然增大 图像上出现 断点 且应在原平衡的反应速率之上 但逆反应速率应该在原来的基础上逐渐增大 图像为B B 正反应 规律方法 解析化学平衡移动题目的一般思路 改变条件 题组二条件改变时化学平衡移动结果的判断 3 对于以下三个反应 从正反开始进行达到平衡后 保持温度 体积不变 按要求回答下列问题 1 PCl5 g PCl3 g Cl2 g 再充入PCl5 g 平衡向 方向移动 达到平衡后 PCl5 g 的转化率 PCl5 g 的百分含量 正反应 减小增大 2 2HI g I2 g H2 g 再充入HI g 平衡向 方向移动 达到平衡后 HI的分解率 HI的百分含量 3 2NO2 g N2O4 g 再充入NO2 g 平衡向 方向移动 达到平衡后 NO2 g 的转化率 NO2 g 的百分含量 正反应 不变不变 正反应 增大减小 4 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 H QkJ mol 1 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 温度 气体体积 L c Y mol L 1 下列说法正确的是 A m nB Q 0C 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1L时 Y的物质的量为1mol 体积为2L时 Y的物质的量为0 75mol L 1 2L 1 5mol 体积为4L时 Y的物质的量为0 53mol L 1 4L 2 12mol 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 m0 B D项错误 答案C 反思归纳 1 判断转化率的变化时 不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来 要视具体情况而定 2 压强的影响实质是浓度的影响 所以只有当这些 改变 造成浓度改变时 平衡才有可能移动 3 化学平衡移动的目的是 减弱 外界条件的改变 而不是 抵消 外界条件的改变 改变是不可逆转的 新平衡时此物理量更靠近于改变的方向 如 增大反应物A的浓度 平衡右移 A的浓度在增大的基础上减小 但达到新平衡时 A的浓度一定比原平衡大 若将体系温度从50 升高到80 则化学平衡向吸热反应方向移动 达到新的平衡状态时50 T 80 若对体系N2 g 3H2 g 2NH3 g 加压 例如从30MPa加压到60MPa 化学平衡向气体分子数减小的方向移动 达到新的平衡时30MPa p 60MPa 4 我们在分析化学平衡移动对颜色 压强 浓度等变化时 有时我们可以给自己建立一个平台 假设平衡不移动 然后在此平台的基础上进行分析 比较 就容易得到正确答案 考点三等效平衡 递进题组 知识梳理 1 含义在一定条件下 等温等容或等温等压 对同一可逆反应体系 时加入物质的物质的量不同 而达到化学平衡时 同种物质的百分含量 知识梳理 起始 相同 2 原理同一可逆反应 当外界条件一定时 反应无论从正反应开始 还是从逆反应开始 最后都能达到平衡状态 其中平衡混合物中各物质的含量 由于化学平衡状态与有关 而与建立平衡的无关 因而 同一可逆反应 从不同的状态开始 只要达到平衡时条件 温度 浓度 压强等 完全相同 则可形成等效平衡 相同 条件 途径 1 在等温等容条件下 可逆反应 2A g B g 3C g D g H Q1kJ mol 1 Q1 0 起始物质的量如下表所示 深度思考 1 上述反应达到平衡时 互为等效平衡的是哪几组 达到平衡后 哪些量相同 答案 互为等效平衡 表现在达到平衡后物质的量 质量 体积 物质的量浓度 各组分百分含量 物质的量分数 质量分数 体积分数 相同 2 达到平衡后 放出的热量为Q2kJ 吸收的热量为Q3kJ 则Q1 Q2 Q3的定量关系为 Q2 Q3 Q1 归纳总结 等温 等容条件下 对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应 改变起始时加入物质的物质的量 若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质 一边倒 其物质的量对应相同 则它们互为等效平衡 2 在等温等容条件下 可逆反应 2A g B g 3C g D s 起始物质的量如下表所示 上述反应达到平衡时 互为等效平衡的是哪几组 达到平衡后 哪些量相同 答案 互为等效平衡 表现在达到平衡后各组分百分含量 物质的量分数 质量分数 体积分数 相同 归纳总结 等温 等容条件下 对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应 改变起始时加入物质的物质的量 若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质 一边倒 其物质的量对应成比例 则它们互为等效平衡 3 在等温等压条件下 可逆反应2A g B g 3C g D g 起始物质的量如下表所示 上述反应达到平衡后 互为等效平衡的是哪几组 达到平衡后 哪些量相同 答案 互为等效平衡 表现在达到平衡后物质的量浓度 组分百分含量 物质的量分数 质量分数 体积分数 相同 递进题组 题组一等温 等容条件下等效平衡的应用 1 将4 0molPCl3和2 0molCl2充入体积不变的密闭容器中 在一定条件下发生下述反应 PCl3 g Cl2 g PCl5 g 达到平衡时 PCl5为0 80mol 如果此时移走2 0molPCl3和1 0molCl2 在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是 A 0 8molB 0 4molC 小于0 4molD 大于0 4mol 小于0 8mol 解析采用等效平衡方法加以解决 反应达到平衡后 此时移走2 0molPCl3和1 0molCl2 若不考虑平衡移动 则此时PCl5的物质的量为0 4mol 移走2 0molPCl3和1 0molCl2后 相当于减小压强 故平衡向逆反应方向移动 所以再次达平衡时PCl5的物质的量小于0 4mol C项正确 答案C 题组二等温 等压条件下等效平衡的应用 2 恒温恒压下 在一个容积可变的密闭容器中发生反应 A g B g C g 若开始时通入1molA和1molB 达到平衡时生成amolC 则下列说法错误的是 A 若开始时通入3molA和3molB 达到平衡时 生成的C的物质的量为3amolB 若开始时通入4molA 4molB和2molC 达到平衡时 B的物质的量一定大于4mol C 若开始时通入2molA 2molB和1molC 达到平衡时 再通入3molC 则再次达到平衡后 C的物质的量分数为D 若在原平衡体系中 再通入1molA和1molB 混合气体的平均相对分子质量不变解析选项A 开始时通入3molA和3molB 由于容器体积膨胀 保持恒压 相当于将三个原容器叠加 各物质的含量与原平衡中的相同 C的物质的量为3amol 选项B 无法确定平衡移动的方向 不能确定平衡时B的物质的量一定大于4mol 选项C 根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为 选项D 这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变 答案B 题组三等温 等容 等温 等压条件下等效平衡的比较应用3 有甲 乙两容器 甲容器容积固定 乙容器容积可变 一定温度下 在甲中加入2molN2 3molH2 反应N2 g 3H2 g 2NH3 g 达到平衡时生成NH3的物质的量为mmol 1 相同温度下 在乙中加入4molN2 6molH2 若乙的压强始终与甲的压强相等 乙中反应达到平衡时 生成NH3的物质的量为 mol 从下列各项中选择 只填字母 下同 若乙的容积与甲的容积始终相等 乙中反应达到平衡时 生成NH3的物质的量为 mol A 小于mB 等于mC 在m 2m之间D 等于2mE 大于2m解析由于甲容器定容 而乙容器定压 它们的压强相等 达到平衡时 乙的容积应该为甲的两倍 生成的NH3的物质的量应该等于2mmol 当甲 乙两容器的容积相等时 相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩 故乙中NH3的物质的量大于2mmol 答案DE 2 相同温度下 保持乙的容积为甲的一半 并加入1molNH3 要使乙中反应达到平衡时 各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同 则起始时应加入 molN2和 molH2 解析乙的容积为甲的一半时 要建立与甲一样的平衡 只有乙中的投入量是甲的一半才行 故乙中应该投入N2为 1 0 5 mol 0 5mol H2为 1 5 1 5 mol 0mol 0 5 0 中间态 法构建等效平衡1 构建等温等容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成 相当于增大压强 思维建模 2 构建等温等压平衡思维模式 以气体物质的量增加的反应为例 见图示 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加 压强不变 平衡不移动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2014 安徽理综 10 臭氧是理想的烟气脱硝试剂 其脱硝反应为2NO2 g O3 g N2O5 g O2 g 若反应在恒容密闭容器中进行 下列由该反应相关图像作出的判断正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析A项 从能量变化的图像分析 该反应为放热反应 升高温度 平衡逆向移动 平衡常数减小 正确 B项 依据化学反应速率的计算公式 v NO2 0 2mol L 1 s 1 单位不对 错误 C项 催化剂会同等程度地改变正 逆反应速率 所以加入催化剂 平衡不移动 错误 D项 增大c O2 平衡逆向移动 NO2的转化率降低 错误 答案A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 2014 重庆理综 7 在恒容密闭容器中通入X并发生反应 2X g Y g 温度T1 T2下X的物质的量浓度c X 随时间t变化的曲线如图所示 下列叙述正确的是 A 该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量B T2下 在0 t1时间内 v Y mol L 1 min 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆D M点时再加入一定量X 平衡后X的转化率减小解析根据图像给出的在不同温度下达到平衡所需要的时间可得出 T1 T2 再根据不同温度下达到平衡时c X 的大小可推出此反应为放热反应 M点X的转化率小于W点X的转化率 因此反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量 选项A不正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 M点时在恒容条件下再加入一定量X 相当于增大压强 平衡正向移动 平衡后X的转化率增大 选项D不正确 在T1和T2温度时 当达到平衡状态时 M点v正 M v逆 M W点v正 W v逆 W 温度高反应速率快 v逆 M v逆 W 又v逆 W v逆 N 则v逆 M v逆 N 则v正 M v逆 N 选项C正确 答案C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3 2013 山东理综 12 对于反应CO g H2O g CO2 g H2 g H 0 在其他条件不变的情况下 A 加入催化剂 改变了反应的途径 反应的 H也随之改变B 改变压强 平衡不发生移动 反应放出的热量不变C 升高温度 反应速率加快 反应放出的热量不变D 若在原电池中进行 反应放出的热量不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析A项 加入催化剂 改变反应途径 但不能改变反应物和生成物的总能量 所以 H不变 错误 B项 由于该反应是反应前后气体分子数不变的反应 所以改变压强 平衡不发生移动 反应放出的热量也不变 正确 C项 该反应为放热反应 升温 化学反应速率加快 平衡逆向移动 反应放出的热量应减少 错误 D项 若把该反应设计成原电池 化学能除转化成热能外 还转化成电能 所以放出的热量应减少 错误 答案B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4 2013 北京理综 11 下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析首先理解选项所提供的信息含义 然后分析该含义中有没有包含平衡移动 即可顺利解答 A项二氧化氮气体中存在平衡 2NO2 g N2O4 g 体系的温度变化会使平衡发生移动 B项不同温度下水的电离平衡常数不同 温度升高促进水的电离 电离平衡常数增大 C项向过氧化氢溶液中加入二氧化锰 加速了过氧化氢的分解 这是二氧化锰的催化作用 不能用平衡移动原理解释 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D项氨水的浓度减小为原来的十分之一 但其pH的变化小于1 说明氨水在稀释的过程中平衡 NH3 H2O NH OH 发生了移动 答案C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5 2013 重庆理综 7 将E和F加入密闭容器中 在一定条件下发生反应 E g F s 2G g 忽略固体体积 平衡时G的体积分数 随温度和压强的变化如下表所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 b f 915 2 0MPa时E的转化率为60 该反应的 S 0 K 1000 K 810 上述 中正确的有 A 4个B 3个C 2个D 1个解析由表中数据分析得出该反应正向是吸热反应 然后逐项分析 反应E g F s 2G g 是气体分子数增大的反应 压强增大平衡逆向移动 故b75 0 故b f 正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 915 2 0MPa时 G的体积分数 物质的量分数 为75 0 设总的物质的量为4mol 则E为1mol G为3mol 根据反应E g F s 2G g 可知 生成3molG 消耗1 5molE 所以E的转化率为 100 60 正确 该反应是气体分子数增大的反应 故 S 0 正确 因为该反应正向吸热 升高温度平衡正向移动 平衡常数增大 故 正确 答案A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6 2013 大纲全国卷 7 反应X g Y g 2Z g H 0 达到平衡时 下列说法正确的是 A 减小容器体积 平衡向右移动B 加入催化剂 Z的产率增大C 增大c X X的转化率增大D 降低温度 Y的转化率增大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析根据该反应的特点结合平衡移动原理逐项分析 A项该反应为反应前后气体物质的量不变的反应 平衡不受压强影响 减小容器体积 平衡不移动 B项催化剂不能使平衡移动 不改变产物的产率 C项增大c X 平衡正向移动 Y的转化率增大 X本身的转化率反而减小 D项该反应的正反应是放热反应 降低温度 平衡正向移动 Y的转化率增大 答案D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 7 2014 广东理综 33 2 利用下图 a 和 b 中的信息 按图 c 装置 连接的A B瓶中已充有NO2气体 进行实验 可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的 填 深 或 浅 其原因是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析通过分析能量变化图像的起点和终点可判断该反应是吸热反应还是放热反应 通过分析温度对平衡移动的影响 可以判断平衡移动的方向和结果 由本小题给出的能量变化图像可知 双氧水的分解和二氧化氮生成四氧化二氮的反应都属于放热反应 由此可知 c 装置中右边烧杯的温度应高于左边烧杯的温度 温度升高 使平衡2NO2 g N2O4 g 向左移动 所以B瓶中二氧化氮浓度增大 气体颜色加深 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案深双氧水分解放热 使B瓶的温度升高 2NO2 g N2O4 g 平衡向左移动 NO2浓度增大 气体颜色加深 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8 1 2013 山东理综 29 2 化学反应原理在科研和生产中有广泛应用 利用 化学蒸气转移法 制备TaS2晶体 发生如下反应 TaS2 s 2I2 g TaI4 g S2 g H 0 如图所示 反应 在石英真空管中进行 先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 g 一段时间后 在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体 则温度T1 T2 填 或 上述反应体系中循环使用的物质是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析由题意可知 未提纯的TaS2粉末变成纯净TaS2晶体 要经过两步转化 TaS2 2I2 TaI4 S2 TaI4 S2 TaS2 2I2 即反应 先在温度T2端正向进行 后在温度T1端逆向进行 反应 的 H大于0 因此温度T1小于T2 该过程中循环使用的是I2 答案 I2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 2011 山东理综 28 3 CO可用于合成甲醇 反应方程式为CO g 2H2 g CH3OH g CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示 该反应 H 0 填 或 实际生产条件控制在250 1 3 104kPa左右 选择此压强的理由是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析从图像来看 随着温度的升高 CO的转化率变小 故 H 0 综合温度 压强对CO转化率的影响来看 在题给压强下 CO的转化率已经很大 不必再增大压强 答案 在1 3 104kPa下 CO的转化率已较高 再增大压强CO转化率提高不大 同时生产成本增加 得不偿失 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 2011 新课标全国卷 27 3 4 3 在容积为2L的密闭容器中 由CO2和H2合成甲醇 在其他条件不变的情况下 考察温度对反应的影响 实验结果如图所示 注 T1 T2均大于300 1 2 3 4 5 6 7 8 9 下列说法正确的是 填序号 温度为T1时 从反应开始到平衡 生成甲醇的平均速率为v CH3OH mol L 1 min 1 该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 该反应为放热反应 处于A点的反应体系从T1变到T2 达到平衡时增大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4 在T1温度时 将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中 充分反应达到平衡后 若CO2的转化率为 则容器内的压强与起始压强之比为 解析T1 300 此时甲醇和水都为气态 根据化学反应方程式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g 起始物质的量 mol 1300转化物质的量 mol 3 平衡物质的量 mol 1 3 3 压强之比等于物质的量之比 则p平 p始 4 2 4 2 2 答案 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 解析A项 升温 平衡左移 CO的转化率减小 C项 催化剂不能使平衡发生移动 D项 改变压强平衡不移动 答案B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 2 反应C s H2O g CO g H2 g 在一定密闭容器中进行 下列说法或结论中 能够成立的是 A 反应达平衡状态时 v CO 正 v H2O 逆B 其他条件不变仅将容器的体积缩小一半 反应速率减小C 保持体积不变 充入少量He使体系压强的增大 反应速率一定增大D 其他条件不变 适当增加C s 的质量会使反应速率增大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 解析B选项 体积减小相当于增大压强 反应速率增大 错误 C选项 体积不变 反应体系中各物质的浓度不变 反应速率不变 错误 D选项 增大固体的质量 对反应速率无影响 错误 答案A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 3 一定条件下 在密闭恒容容器中 能表示反应X g 2Y g 2Z g 一定达到化学平衡状态的是 X Y Z的物质的量之比为1 2 2 X Y Z的浓度不再发生变化 容器中的压强不再发生变化 单位时间内生成nmolZ 同时生成2nmolYA B C D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 解析X Y Z的物质的量之比等于化学计量数之比 不能作为反应达到平衡状态的标志 错 X Y Z的浓度保持不变可以作为反应达到平衡状态的标志 对 该反应为反应前后气体分子数不相等的反应 密闭容器中压强保持不变可以作为反应达到平衡状态的标志 对 单位时间内生成nmolZ 同时生成nmolY时正 逆反应速率相等 错 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 答案C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 4 恒温 恒压下 1molA和1molB在一个容积可变的容器中发生如下反应 A g 2B g 2C g 一段时间后达到平衡 生成amolC 则下列说法不正确的是 A 物质A B的转化率之比一定是1 2B 起始时刻和达平衡后容器中的压强比为1 1C 若起始放入3molA和3molB 则达平衡时生成3amolCD 当v正 A v逆 C 时 可断定反应达到平衡 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 解析A项 平衡时 转化的A B分别为mol amol 所以其转化率之比为 1 2 B项 因为体积可变 平衡前后压强之比为1 1 C项 由于恒温恒压下建立平衡 起始量是原来的3倍 C的平衡量也应是原来的3倍 D项 不符合系数之比 不能断定反应达到平衡状态 答案D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 5 在容积均为1L的甲 乙两个恒容容器中 分别充入2molA 2molB和1molA 1molB 相同条件下 发生下列反应 A g B g xC g H 0 测得两容器中c A 随时间t的变化如图所示 下列说法错误的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 A 甲容器中A的反应速率为0 1mol L 1 min 1B 给甲容器加压可缩短反应达到平衡的时间C 给乙容器升温可缩短反应达到平衡的时间D 甲和乙中A的平衡转化率相等解析A选项 没有指定时间段 错误 B C选项均可提高化学反应速率 缩短达到平衡所需时间 正确 由图像可知A的转化率均为50 D选项正确 答案A 6 某化学科研小组研究在其他条件不变时 改变某一条件对A2 g 3B2 g 2AB3 g 化学平衡状态的影响 得到如图所示的变化规律 图中T表示温度 由此可得出的结论是 A 反应速率a b cB 达到平衡时A2的转化率大小为b a cC 若T2 T1 则正反应一定是放热反应D 达到平衡时 AB3的物质的量大小为c b a 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 解析B项 增大c B2 A2的转化率增大 所以A2的转化率为c b a C项 升温 AB3的体积分数增大 平衡右移 正反应为吸热反应 D项 n B2 增大 平衡右移 n AB3 增大 所以AB3的物质的量c b a 正确 答案D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 7 已知2SO2 g O2 g 2SO3 g H Q Q 0 向同温 同体积的三个真空密闭容器中分别充入气体 甲 2molSO2和1molO2 乙 1molSO2和0 5molO2 丙 2molSO3 恒温 恒容下反应达平衡时 下列关系一定正确的是 A 容器内压强p p甲 p丙 2p乙B SO3的质量m m甲 m丙 2m乙C c SO2 与c O2 之比k k甲 k丙 k乙D 反应放出或吸收热量的数值Q Q甲 Q丙 2Q乙 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 解析甲 丙属于等效平衡 乙相当于把甲的体积扩大1倍 平衡逆向移动 A项 压强p p甲 p丙 2p乙 C项 k甲 k丙 k乙 D项 Q甲 Q丙 Q Q甲 2Q乙 答案B 8 一定温度时 向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2 发生反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g 反应过程中测定的部分数据见下表 表中t1 t2 下列说法正确的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 A 反应在0 t1min内的平均速率为v SO3 0 088 t1mol L 1 min 1B 保持其他条件不变 起始时向容器中充入0 10molSO3和0 010molO2 到达平衡时 n SO2 0 012molC 保持其他条件不变 升高温度 平衡时c SO2 0 0070mol L 1 则反应的 H 0D 相同温度下 起始时向容器中充入0 050molSO2和0 030molO2 达到平衡时SO2转化率大于88 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 B项 t1时 n O2 0 06 0 016mol 所以t1已达平衡 0 10molSO3和0 010molO2与原状态相同 所以达平衡时 n SO2 0 012mol 正确 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 C项 升温 c SO2 增大 平衡左移 正反应为放热反应 H 0 错误 D项 原平衡SO2的转化率为 100 88 若起始量减半 相当于减小压强 平衡左移 其转化率应小于88 错误 答案B 9 在一定温度下 将气体X和气体Y各0 16mol充入10L恒容密闭容器中 发生反应 X g Y g 2Z g H 0 一段时间后达到平衡 反应过程中测定的数据如下表 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 下列说法正确的是 A 反应前2min的平均速率v Z 2 0 10 3mol L 1 min 1B 其他条件不变 降低温度 反应达到新平衡前v逆 v正C 保持其他条件不变 起始时向容器中充入0 32mol气体X和0 32mol气体Y 到达平衡时 n Z 0 24molD 其他条件不变 向平衡体系中再充入0 16mol气体X 与原平衡相比 达到新平衡时 气体Y的转化率增大 X的体积分数增大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 解析A项 v Z 2v Y 2 0 004mol L 1 min 1 错误 B项 降温 平衡右移 v正 v逆 错误 C项 原平衡n Z 0 12mol 起始量加倍 由于是等体积反应 所以平衡量也加倍 n Z 0 24mol 错误 答案D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 10 相同温度下 容积相同的甲 乙 丙3个恒容密闭容器中均发生如下反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 197kJ mol 1 实验测得有关数据如下 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 下列判断中正确的是 A 197 Q2 Q1B 若升高温度 反应的热效应不变C Q3 197D 生成1molSO3 l 时放出的热量大于98 5kJ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 解析A项应为197 Q1 Q2 B项 升温 平衡左移 放出的热量将减小 C项 Q3 Q1 197 D项 SO3 g SO3 l 放出热量 所以生成1molSO3 l 放出的热量大于98 5kJ 答案D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 11 一定条件下 体积为1L的密闭容器中发生如下反应 SiF4 g 2H2O g SiO2 s 4HF g H 148 9kJ mol 1 1 下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是 填字母 a v消耗 SiF4 4v生成 HF b 容器内气体压强不再变化c 容器内气体的总质量不再变化d HF的体积分数不再变化 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 bcd 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 2 反应过程中测定的部分数据如下表 表中t2 t1 所示 通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 解析0 t1min 反应消耗的SiF4为0 40mol 根据已知反应可确定消耗的H2O为0 80mol 故a 1 60mol t2min时 H2O仍为1 60mol 故b 0 80mol 由此可判断t1时该反应已经达到化学平衡状态 答案a 1 60 或b 0 80 说明在一定条件下 t1 t2时各组分的浓度 或物质的量 均不再发生改变 则t1时反应已经达到化学平衡状态 3 若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大 该反应 填字母 a 一定向正反应方向移动b 一定向逆反应方向移动c 一定是减小压强造成的d 一定是升高温度造成的e SiF4的平衡转化率一定增大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 ade 12 已知反应 2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g 某温度下的平衡常数为400 在此温度下 向密闭容器中加入一定量CH3OH 反应到5min时测得各组分的浓度如表所示 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 1 该反应在低温下 此时水为液态 能自发进行 则该反应的 H 0 填 或 下同 解析该反应在低温下能自发进行 且 S 0 故可知 H 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 2 比较此时正 逆反应速率的大小 v正 v逆 解析此时的浓度商Q 1 86 K 反应正向进行 故v正 v逆 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 3 前5min时 用CH3OCH3表示该反应的速率为 解析用CH3OCH3表示该反应的速率为 0 12mol L 1 min 1 0 12mol L 1 min 1 4 再过一段时间后 反应达到平衡状态 能判断该反应已达到化学平衡状态的依据是 填字母 A 容器中压强不变B 混合气体中c CH3OH 不变C v生成 CH3OH 2v消耗 H2O D c CH3OCH3 c H2O 解析判断反应达到化学平衡状态的依据 一是v正 v逆 C选项中生成CH3OH时是逆向进行 消耗H2O也是逆向进行 不能判断 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 二是各组分的浓度保持不变 但不一定相等 故选项B可以判断 而选项D不可以判断 三是特殊情况 该反应前后气体的物质的量不变 容器内压强始终不变 故压强不变不能作为判断依据 答案B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 5 达到平衡状态时 CH3OH的转化率为 解析由表中数据得 起始时c CH3OH 0 44mol L 1 0 6mol L 1 2 1 64mol L 1 设达到平衡状态时H2O的浓度为xmol L 1 根据 三段式 可得平衡时CH3OH CH3OCH3 H2O的浓度分别为 1 64 2x mol L 1 xmol L 1 xmol L 1 故有K 400 解得x 0 8 则CH3OH的转化率为 100 97 6 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 97 6 13 在一个体积为2L的密闭容器中 高温下发生反应 Fe s CO2 g FeO s CO g 其中CO2 CO的物质的量 mol 随时间 min 的变化关系如图所示 1 反应在1min时第一次达到平衡状态 固体的质量增加了3 2g 用CO2的浓度变化表示的反应速率v CO2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 解析Fe FeO 固体质量增加3 2g 说明生成FeO0 2mol v CO2 0 1mol L 1 min 1 答案0 1mol L 1 min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 2 反应进行至2min时 若升高温度 曲线发生的变化如图所示 3min时再次达到平衡 则 H 0 填 或 解析由于建立新平衡时CO物质的量增加 可知升高温度 平衡正向移动 说明正反应吸热 3 5min时再充入一定量的CO g 平衡发生移动 下列说法正确的是 填写字母 a v正先增大后减小b v正先减小后增大c v逆先增大后减小d v逆先减小后增大表示n CO2 变化的曲线是 填写图中曲线的字母编号 解析充入CO CO浓度增大 逆反应速率增大 之后逐渐减小 5min时CO2浓度不变 正反应速率不变 充入CO后 平衡逆向移动 CO2浓度增大 正反应速率逐渐增大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 c b 4 请用固态物质的有关物理量来说明该反应已经达到化学平衡状态 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 Fe 或FeO 的质量 或物质的量 保持不变 或固体 总质量保持不变 14 在一容积为2L的密闭容器内加入0 2mol的N2和0 6mol的H2 在一定条件下发生如下反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 0 反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 1 该反应的化学平衡常数表达式为 2 根据上图 计算从反应开始到平衡时 平均反应速率v H2 为 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 0 0375mol L 1 min 1 3 判断该反应达到平衡状态的标志是 填序号 N2和NH3浓度相等 NH3百分含量保持不变 容器中气体的压强不变 NH3的生成速率与H2的消耗速率相等 容器中混合气体的密度保持不变解析根据反应条件 恒容 和反应特点 全部是气体参与的非等体积反应 密度不能作为平衡标志 达到平衡时 各反应物 生成物的浓度保持不变 并不是相等 也不一定符合系数之比 能作为平衡时的标志 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 4 反应达到平衡后 第5分钟末 保持其它条件不变 若改变反应温度 则NH3的物质的量浓度不可能为 0 20mol L 1 0 12mol L 1 0 10mol L 1 0 08mol L 1解析升温 平衡左移 c NH3 0 10mol L 1 符合 降温 平衡右移 0 10mol L 1 c NH3 0 20mol L 1 符合 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14 5 在第5分钟末将容器的体积缩小一半后 若在第8分钟末达到新的平衡 此时NH3的浓度约为0 25mol L 1 请在上图中画出第5分钟末至达到新平衡时NH3浓度的变化曲线 解析将体积缩小一半 NH3浓度瞬间变为原来的2倍 0 20mol L 1 然后平衡右移 8分钟末接近0 25mol L 1 答案如图所示 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 14