高考化學二輪復習 專題08 化學平衡考點講解學案_第1頁
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文檔簡介

1、專題8化學平衡【考情報告】考查角度考查內容命題特點化學反應速率的計算及其影響因素化學反應速率的計算;化學反應速率的影響因素。 預計2019年保持傳統知識點考查,如化學反應速率的計算及其影響因素,化學平衡狀態的判斷,平衡常數的計算及化學平衡的影響因素等,通過圖像考查數據處理能力,將更加注重化學反應速率概念理解和平衡移動在社會生產、生活、科學等領域的應用。題型有選擇題和填空題。化學平衡及其影響因素化學平衡狀態的特征;化學平衡的影響因素;等效平衡;平衡圖像問題;化學反應方向的判斷。化學平衡常數及轉化率的計算化學平衡常數的計算;轉化率的計算。【考向預測】 化學反應速率是中學化學的主干知識之一,是高考必

2、考內容。選擇題和非選擇題均有,其中選擇題重點考查化學反應速率的概念、簡單計算以及外界條件對化學反應速率的影響,非選擇題通過圖像(或圖表)把化學反應速率融合在化學平衡、實驗和計算之中考查數據處理能力。預計今后的命題方向有從實驗和計算的角度進行考查影響化學反應速率的因素;結合化學平衡來考查平衡圖像或者速率圖像。化學平衡狀態、化學平衡常數是中學化學中的一個重要的知識點,是中學化學教學的難點,又是學習“三大平衡(電離平衡、水解平衡、溶解平衡)”知識的重要理論之一,因此成為每年高考的必考內容。題型為選擇題和非選擇題,其中選擇題重點考查化學平衡狀態的判斷以及化學平衡常數、轉化率等的簡單計算,非選擇題則通過

3、圖像(或圖表)把化學平衡狀態的判斷、化學平衡常數、轉化率等的計算融合在一起,考查學生數據處理的能力。化學平衡的移動、化學反應進行的方向是中學化學中的一個重要的知識點,特別是化學平衡的移動是中學化學教學的難點,又是“四大平衡(化學平衡、電離平衡、水解平衡、溶解平衡)”知識的重要理論之一,因此成為年年高考的必考內容。題型為選擇題和非選擇題,其中選擇題重點考查化學平衡的移動、有關化學平衡的圖像問題;非選擇題則通過圖像(或圖表)把化學平衡的移動融合在化學平衡狀態的判斷,化學平衡常數、轉化率、化學反應速率等的計算之中,考查學生數據處理的能力。【經典在線】1. 知識梳理一、化學反應速率的計算及其影響因素1

4、化學反應速率的計算依據(1)依據化學反應速率的定義進行有關計算,其模式是靈活運用“v”。(2)利用同一化學反應的速率以不同物質的濃度變化表示時,各速率值之比等于化學方程式中化學計量數之比,其模式為“mAnB = pCqD,有v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq”。2外界條件對化學反應速率的影響外界條件對可逆反應的v(正)和v(逆)的影響趨勢是一樣的,若升溫或增大壓強(有氣體參與的反應體系),v(正)、v(逆)均加快,只是變化的程度不同:改變溫度時吸熱反應方向上的化學反應速率變化程度大,改變壓強時氣體化學計量數之和大的方向上的化學反應速率變化程度大;而若增大反應物濃度,瞬時速率v(正)加快、

5、v(逆)不變,但最終v(正)和v(逆)均加快;加入合適的催化劑,將同等程度地加快v(正)和v(逆)。二、化學平衡及其影響因素1化學平衡狀態判斷(1)本質標志同一物質的消耗速率與生成速率相等,即v正v逆。(2)等價標志可逆反應的正、逆反應速率不再隨時間發生變化。體系中各組成成分的含量,即物質的量濃度、物質的量分數、體積分數、質量分數等保持不變。對同一物質而言,單位時間內該物質所代表的正反應的轉化濃度和所代表的逆反應的轉化濃度相等。對不同物質而言,一種物質所代表的正反應速率和另一種物質所代表的逆反應速率的比值等于化學方程式中的化學計量數(系數)之比。(3)特殊標志對于反應物和生成物全部是氣體且反應

6、前后氣體計量數不相等的可逆反應,若反應體系中混合氣體的平均相對分子質量不再隨時間變化,則反應達到平衡狀態。此標志不適用于反應前后氣體計量數相等的可逆反應,因為這類反應不管是否達到平衡狀態,混合氣體的平均相對分子質量始終是不變的。對于氣體反應物和氣體生成物的計量數不相等的可逆反應(體系中可存在固、液態物質),當恒溫、恒容時,若反應體系中總壓強不再隨時間變化,則反應達到平衡狀態;當恒溫、恒壓時,若反應體系中體積不變或混合氣體的密度不變,則反應達到平衡狀態。對于反應物和生成物全部是氣體且反應前后氣體計量數相等的可逆反應,恒溫、恒容時壓強不變以及恒溫、恒壓時密度不變等均不能說明反應已達到平衡狀態。由于

7、任何化學反應都伴有能量變化,因此在其他條件不變的情況下,當總體系溫度一定時,則反應達到平衡狀態。對于反應混合物中含有有色氣體物質的可逆反應,若體系顏色不變,則反應達到平衡狀態。(4)一角度從微觀的角度分析,如反應N2(g)3H2(g)2NH3(g),下列各項均可說明該反應達到了平衡狀態斷裂1 mol NN鍵的同時生成1 mol NN鍵斷裂1 mol NN鍵的同時生成3 mol HH鍵斷裂1 mol NN鍵的同時斷裂6 mol NH鍵生成1 mol NN鍵的同時生成6 mol NH鍵2化學平衡問題中的“三不混同”(1)不要將平衡的移動和速率的變化混同起來。如:化學反應速率改變,平衡不一定發生移動

8、,但平衡發生移動,化學反應速率一定改變;再如:別以為平衡正向移動一定是v(正)加快,v(逆)減慢等。(2)不要將平衡的移動和濃度的變化混同起來。如:別以為平衡正向移動時,反應物濃度一定減少,生成物濃度一定增加等。(3)不要將平衡的移動和反應物的轉化率提高混同起來。如:別以為平衡正向移動時,反應物的轉化率一定提高。三、化學平衡常數及轉化率的計算1化學平衡常數和平衡轉化率的相關計算(1)步驟寫出有關化學平衡的方程式。確定各物質的起始量、轉化量、平衡量。根據已知條件建立等式關系進行解答。(2)模式(“三段式”)如mA(g)nB(g) pC(g)qD(g),令A、B起始物質的量濃度分別為a mol&#

9、183;L1、b mol·L1,達到平衡后消耗A的物質的量濃度為mx mol·L1。K(3)說明反應物:c(平)c(始)c(變);生成物:c(平)c(始)c(變)。各物質的轉化量之比等于化學方程式中化學計量數之比。轉化率×100%。2化學平衡常數的應用(1)判斷反應進行的程度對于同類型的反應,K值越大,表示反應進行的程度越大;K值越小,表示反應進行的程度越小。(2)判斷反應進行的方向,應用濃度商Qc與平衡常數K的關系判斷(3)判斷反應的熱效應若升高溫度,K值增大,則正反應為吸熱反應;若升高溫度,K值減小,則正反應為放熱反應。(4)利用化學平衡常數計算平衡濃度、轉化

10、率、體積分數等。2.經典精講【經典考題1】【2018天津卷】室溫下,向圓底燒瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氫溴酸,溶液中發生反應;C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反應后達到平衡。已知常壓下,C2H5Br和C2H5OH的沸點分別為38.4和78.5。下列有關敘述錯誤的是A加入NaOH,可增大乙醇的物質的量B增大HBr濃度,有利于生成C2H5BrC若反應物增大至2 mol,則兩種反應物平衡轉化率之比不變D若起始溫度提高至60,可縮短反應達到平衡的時間【答案】D【解析】分析:本題考查反應速率和平衡的基本知識。根據題目的反應,主要判斷外界條件的變化對平衡和速率的應該結

11、果即可。D若起始溫度提高至60,考慮到HBr是揮發性酸,在此溫度下會揮發出去,降低HBr的濃度減慢速率,增加了反應時間。選項D錯誤。【經典考題2】對于反應CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0,在其他條件不變的情況下( )A加入催化劑,改變了反應的途徑,反應的H也隨之改變B改變壓強,平衡不發生移動,反應放出的熱量不變C升高溫度,反應速率加快,反應放出的熱量不變D若在原電池中進行,反應放出的熱量不變答案:B解析:反應的H大小只取決于反應物、生成物的狀態與反應條件,而和反應是否使用催化劑、反應途徑無關,A項錯誤;該反應在反應前后氣體的總體積不變,因此改變壓強,平衡不移動,反應放出的熱量不

12、變,B項正確;升高溫度,平衡逆向進行,反應放出熱量減小,C項錯誤;在原電池中,隨反應進行,能量轉化形式是化學能轉化為電能,而不再是化學能轉化為熱能,D項錯誤。【經典考題3】在一定溫度下,將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中,發生反應X(g)Y(g)2Z(g)H0,一段時間后達到平衡。反應過程中測定的數據如下表:t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列說法正確的是( )A反應前2 min的平均速率v(Z)2.0×103 mol/(L·min)B其他條件不變,降低溫度,反應達到新平衡前v逆v正C該溫度下此反應的平衡常數K1.

13、44D其他條件不變,再充入0.2 mol Z,平衡時X的體積分數增大答案:C解析:利用反應式可知v(Z)2v(Y)2×(0.16 mol0.12 mol)÷(10 L×2 min)4.0×103 mol/(L·min),A項錯誤;該反應放熱,降溫平衡正向移動,v正v逆,B項錯誤;列三段式,K1.44,C項正確;因反應前后氣體物質的量不變,故再充入0.2 mol Z,平衡不移動,平衡時X的體積分數不變,D項錯誤。【經典考題4】一定條件下,通過下列反應可以制備特種陶瓷的原料MgO:MgSO4(s)CO(g)MgO(s)CO2(g)SO2(g)H0。

14、該反應在恒容的密閉容器中達到平衡后,若僅改變圖中橫坐標x的值,重新達到平衡后,縱坐標y隨x變化趨勢合理的是( )選項xyA溫度容器內混合氣體的密度BCO的物質的量CO2與CO的物質的量之比CSO2的濃度平衡常數KDMgSO4的質量(忽略體積)CO的轉化率答案:A【經典考題5】【2018屆重慶一中三模】工業上以CH4為原料制備H2的原理為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在一定條件下向a、b兩個恒溫恒容的密閉容器中均通入1.1mol CH4(g)和1.1 mol H2O(g),測得兩容器中CO的物質的量隨時間的變化曲線分別為a和b。已知容器a的體積

15、為10L,溫度為Ta,下列說法不正確的是A容器a中CH4從反應開始到怡好平衡時的平均反應速率為0.025mol·L-1·min-1Ba、b兩容器的溫度可能相同C在達到平衡前,容器a的壓強逐漸增大D該反應在Ta溫度下的平衡常數為27(mol·L-1)2【答案】B詳解:A容器a中CH4從反應開始到怡好平衡時的平均反應速率=0.025mol·L-1·min-1,故A正確;B根據以上分析a、b兩容器的溫度不可能相同,B錯誤;C因為該反應條件為等溫等容,反應后氣體的物質的量增大,所以在達到平衡前,容器a的壓強逐漸增大,C正確;D該反應在Ta溫度下的平衡常

16、數=(mol·L-1)2=27(mol·L-1)2,D正確;因此本題答案為B。【經典考題6】在1.0 L密閉容器中放入0.10 mol A(g),在一定溫度進行如下反應:A(g)B(g)C(g)H85.1 kJ·mol1。反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p)的數據見下表:時間t/h0124816202530總壓強p/100 kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53 回答下列問題:(1)欲提高A的平衡轉化率,應采取的措施為_。(2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應物A的轉化率(A)的表達式為_,平衡時A的轉化率為_ ,列式并計

17、算反應的平衡常數K_。(3)由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質的量n總和反應物A的物質的量n(A),n總_mol,n(A)_mol。下表為反應物A的濃度與反應時間的數據,計算:a_。反應時間t/h04816c(A)/(mol·L1)0.10a0.0260.006 5分析該反應中反應物的濃度c(A)變化與時間間隔(t)的規律,得出的結論是_,由此規律推出反應在12 h時反應物的濃度c(A)為_mol·L1。答案:(1)升高溫度、降低壓強(2)(1)×100%94.1%A(g) B(g)C(g)010 0 0 0.10×94.1% 0.10

18、5;94.1%K1.5(3)0.10×0.10×(2)0.051達到平衡前每間隔4 h,c(A)減少約一半0.013解析: (1)該反應是一個體積增加的吸熱反應,升溫、降壓均有利于平衡正向移動,提高A的轉化率。(2)結合pVnRT,該反應消耗A的物質的量即是體系增加的物質的量,(A);(A)×100%94.1%。(3)結合在等溫、等容下物質的量之比等于壓強之比,那么,n總0.10×;n(A)0.10(n總0.10)0.100.10×。結合,4 min時n(A)0.10 mol×0.051 mol,c(A)0.051 mol/L。由表格

19、數據可知,達到平衡前每4 h,c(A)減小約一半,那么12 h時,c(A)約為0.013 mol/L。【解題技巧】(1)改變固體或純液體反應物的用量,化學反應速率不變。(2)壓強對速率的影響是通過改變體積而使濃度改變來實現的,對于沒有氣體參加的反應,改變體系壓強,反應物的濃度不變,反應速率不變。(3)對于氣體反應,有如下幾種類型:類型一:恒溫時,增大壓強體積減小濃度增大反應速率增大。類型二:恒容時,充入氣體反應物反應物濃度增大總壓強增大反應速率增大;充入無關氣體(稀有氣體或與本反應無關的氣體,如N2等)總壓強增大,但各反應物的分壓不變,各物質的濃度不變反應速率不變。類型三:恒壓時,充入無關氣體

20、(稀有氣體或與本反應無關的氣體,如N2等)體積增大各反應物濃度減小反應速率減小。(4)不論反應是放熱還是吸熱,升高溫度,反應速率都加快。(5)判斷化學平衡狀態時的注意事項:速率相等要指明正、逆反應速率,或有正、逆反應速率的描述,否則只知道速率相等不能判斷是平衡狀態。各反應混合物的含量“保持不變”,并非是“相等”或“成比例”。(6)增大固體或純液體物質的量,化學平衡不發生移動,因固體或純液體的濃度可視為1,增加其用量,對平衡不產生影響。(7)化學反應速率改變是化學平衡移動的前提條件,但化學反應速率改變,化學平衡不一定移動,化學平衡移動,化學反應速率必定改變。(8)改變容器內氣體的壓強,使化學平衡

21、發生移動,是通過改變氣體的濃度而實現的。即改變壓強,若氣體的濃度不變則化學平衡一定不會發生移動。(9)勒夏特列原理適用于化學平衡、溶解平衡、電離平衡、水解平衡等動態平衡。(10)平衡移動能夠“減弱”外界條件的變化,但不能“抵消”外界條件的變化。(11)注意H2O只有在氣態或非水溶劑中才能代入平衡常數表達式。(12)計算平衡常數利用的是物質的平衡濃度,而不是任意時刻濃度。(13)催化劑能改變化學反應速率,但對化學平衡無影響,也不會改變平衡常數的大小。(14)放熱過程有自發進行的傾向性,但并不一定能自發進行,吸熱過程沒有自發進行的傾向性,但在一定條件下也可自發進行。(15)反應能否自發進行需綜合考

22、慮焓變和熵變對反應的影響。【規律總結】 (1)化學平衡問題中的“三不混同”:不要將平衡的移動和速率的變化混同起來。如:化學反應速率改變,平衡不一定發生移動,但平衡發生移動,化學反應速率一定改變;再如:別以為平衡正向移動一定是v(正)加快,v(逆)減慢等。不要將平衡的移動和濃度的變化混同起來。如:別以為平衡正向移動時,反應物濃度一定減少,生成物濃度一定增加等。不要將平衡的移動和反應物的轉化率提高混同起來。如:別以為平衡正向移動時,反應物的轉化率一定提高。(2)“惰性氣體”(不參加反應的氣體)對化學平衡的影響:恒溫、恒容:原平衡體系體系總壓強增大體系中各組分的濃度不變平衡不移動(轉化率不變)恒溫、

23、恒壓:原平衡體系容器容積增大體系中各組分的濃度同倍數減小(3)關于圖像題:看圖像:一看軸,即縱、橫坐標的意義;二看點:即起點、拐點、交點、終點;三看線,即線的走向和變化趨勢;四看輔助線,即等溫線、等壓線、平衡線等;五看量的變化,如濃度變化、溫度變化、轉化率變化、物質的量的變化等。依據圖像信息,利用平衡移動原理,分析可逆反應的特征:吸熱還是放熱,氣體的化學計量數增大、減小還是不變,有無固體或純液體參加或生成等。先拐先平:在化學平衡圖像中,先出現拐點的反應先達到平衡,可能是該反應的溫度高、濃度大、壓強大或使用了催化劑。定一議二:勒夏特列原理只適用于一個條件的改變,所以圖像中有三個變量,先固定一個量

24、,再討論另外兩個量的關系。【高考演練】1【2018屆全國四月大聯考】已知某密閉容器中發生反應:X(g)+Y(g)mZ(g) H< 0。反應過程中,X、Y、Z的物質的量隨時間的變化如圖所示,則t1時刻改變的條件可能是( )A升高溫度 B加入更高效的催化劑C增大壓強 D加入一定量的Z【答案】A【解析】A、正反應方向是放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向進行,Z的物質的量減少,X或Y的物質的量增大,符合圖像,故A正確;B、使用催化劑不影響化學平衡的移動,故B錯誤;C、相同容器和時間,物質的量變化的比等于化學計量數之比,即m=2,反應前后氣體系數之和相等,增大壓強,化學平衡不移動,故C

25、錯誤;D、加入一定量Z,Z的量增大,故D錯誤。2(2018·馬鞍山質檢)下列關于化學反應速率的說法中正確的是()A同時改變兩個變量來研究反應速率的變化,能更快得出有關規律B放熱反應的反應速率總是大于吸熱反應的反應速率C一定條件下,使用催化劑能加快反應速率并提高反應物的平衡轉化率D相同溫度下,H2(g)CO2(g)CO(g)H2O(g)中,密閉容器中兩種反應物濃度為0.020 mol/L的反應速率大于兩種反應物濃度為0.010 mol/L的反應速率【答案】D 3(2018·深圳模擬)某恒容容器內發生的可逆反應的化學平衡常數表達式為:K 。能判斷該反應一定達到化學平衡狀態的依據

26、是()容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化v正(H2O)v逆(H2)容器中氣體的密度不隨時間而變化容器中氣體總質量不隨時間而變化消耗n mol H2的同時消耗n mol COA B C D【答案】B【解析】根據平衡常數可知,該可逆反應為C(s)H2O(g)CO(g)H2(g),因為C為固體,若沒有達到平衡,則混合氣體的平均相對分子質量一直在發生變化,平均相對分子質量不變,說明反應已經達到平衡,對;v正(H2O)v逆(H2),說明反應達到平衡,對;雖然容器的體積不變,但是氣體的質量可變,當氣體的密度不變時,說明反應達到了平衡狀態, 對、對;任何時刻消耗n mol H2的同時都消耗n mol

27、 CO,錯,正確選項為B。4【2018屆延邊州三模】溫度為T1時,在三個容積均為1L的恒容密閉容器中僅發生反應: 2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反應吸熱)。實驗測得: v正= v (NO2 )消耗= k正c2(NO2 ),v逆= v(NO)消耗= 2v (O2 )消耗= k逆c2 (NO)·c(O2 ),k正、k逆為速率常數,受溫度影響。下列說法正確的是容器編號物質的起始濃度(mol·L1)物質的平衡濃度(mol

28、83;L1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)0.6000.20.30.50.2 00.50.35 A設k為該反應的化學平衡常數,則有k=k逆:k正B達平衡時,容器與容器中的總壓強之比為2017C容器中起始平衡正向移動,達平衡時,容器中NO2的轉化率比容器中的小D若改變溫度為T2,且T2>T1,則k正:k逆<0.8【答案】C平衡常數為k=0.3×0.72/0.12=14.7>8,所以容器中NO2的轉化率小于2/3,即容器中起始平衡正向移動,達平衡時,容器中NO2的轉化率比容器中的小,C正確;由于該反應正反應是吸熱反應,溫度,所以時平衡常數

29、增大,則k正:k逆>0.8;正確選項C。5(2018·山東實驗中學質檢)利用低溫技術可用于處理廢氣中的氮氧化物。在恒容密閉容器中發生下列化學反應:4NH3(g) 6NO(g)5N2(g) 6H2O (g) H Q kJ/mol (Q<0)。下列有關說法正確的是()A其他條件不變,使用高效催化劑,廢氣中氮氧化物的轉化率增大B平衡時,其他條件不變,增加NH3的濃度,廢氣中NO的轉化率減小C單位時間內生成NH3和H2O的物質的量比為23時,反應達到平衡D平衡時,其他條件不變,升高溫度可使該反應的平衡常數增大【答案】C6下列說法正確的是( )A. 在輪船表面涂刷富鋅油漆,能有效防

30、止船體在海水中被腐蝕B. 相同條件下,Na2CO3溶液的堿性強于C6H5ONa,說明C6H5OH的酸性強于H2CO3C. 任何條件下,2CO2(g) = 2CO(g)O2(g)(H0,S0)均不能自發進行D. 采用450 的高溫,可以提高N2(g)3H2(g) 2NH3(g)(H0)的轉化率【答案】A【解析】輪船表面漆層破壞后,鋅、鐵和海水形成的原電池中鋅做負極,鐵作正極被保護,A 項正確;CO32 是HCO3 的酸根離子,由相同條件下Na2CO3溶液的堿性強于C6H5ONa可判斷苯酚的酸性強于HCO3 ,但不能證明苯酚酸性強于碳酸,B項錯誤; 若反應自發進行,則DHTS0,結合DH0,S0,

31、可判斷在高溫時反應2CO2=2COO2可自發進行,C項錯誤;D合成氨反應是放熱反應,高溫可提高反應速率,但會使平衡逆向移動,反應物轉化率降低,D項錯誤。7(2017·湖南十二校聯考)100°C時,將0.1 mol N2O4置于1 L密閉的燒瓶中,然后將燒瓶放入 100°C的恒溫槽中,燒瓶內的氣體逐漸變為紅棕色:N2O4(g)2NO2(g)。 下列選項不能說明上述反應在該條件下已經達到平衡狀態的是A.燒瓶內氣體的密度不再變化B.燒瓶內氣體的顏色不再變化C.燒瓶內氣體的壓強不再變化D.燒瓶內氣體的平均相對分子質量不再變化【答案】A8【2018屆和平區二模】在恒容密閉容

32、器中將CO2 與含少量CO的H2混合生成甲醇,反應為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下圖中是按分別為1: 4和1: 6 兩種投料比時,CO2的平衡轉化率隨溫度變化的曲線。下列有關說法正確的是A按投料比時,CO2的平衡轉化率隨溫度變化的曲線對應的是圖中的曲線IB圖中a點對應的H2的轉化率等于30%C圖中b點對應的平衡常數K的值大于c點D的數值,a點比c點小【答案】D【解析】同一溫度下,兩種物質參加反應,增加氫氣的濃度,二氧化碳的轉化率增大,因此從圖中可知,按投料比時,CO2的平衡轉化率隨溫度變化的曲線對應的是圖中的曲線II,A錯誤

33、;相同條件下,二氧化碳的含量越高,二氧化碳轉化率越低,所以曲線的投料比為1:6,而一氧化碳與氫氣的物質的量之比未知,無法計算氫氣的轉化率,B錯誤;溫度升高,二氧化碳的平衡轉化率降低,所以平衡逆向移動,則正反應是放熱反應,所以b點對應的平衡常數K的值小于c點,C錯誤;假設CO為1mol/L,則根據按為1:4時,c(CO2)=1 mol/L,c(H2)=3mol/L,根據圖像可知,500時,CO2的平衡轉化率為45%,所以反應剩余c(CO2)=1-1×45%=0.55 mol/L,生成甲醇的濃度為0.45 mol/L,帶入并計算=0.55×1/0.45=1.22;假設CO為1m

34、ol/L,則根據按為1:6時,c(CO2)=1 mol/L,c(H2)=5mol/L,根據圖像可知,500時,CO2的平衡轉化率為60%,所以反應剩余c(CO2)=1-1×60%=0.4mol/L,生成甲醇的濃度為0.6 mol/L,帶入并計算=0.4×1/0.6=0.67;綜上分析可知的數值,a點比c點小,D正確;正確選項D。9(2018·鹽城)在密閉容器中,用銅鉻的氧化物做催化劑,用HCl制取Cl2原理為:4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)H。起始時按不同物質的量之比向五個容積相等的容器中充入HCl和O2進行上述反應。有關實驗結果如圖所示。下

35、列說法正確的是()。A不斷除去反應生成的水,可使H增大B當n(HCl)/n(O2)比值增大時,HCl的轉化率增大C有機工業需要含O2量低的氯氣和氯化氫混合氣體,可控制n(HCl)/n(O2)81制備D在410 ,某時刻測得反應器中HCl為0.10 mol·L1、O2為0.10 mol·L1、H2O為0.10 mol·L1、Cl2為0.10 mol·L1,則此時v(正)v(逆)【答案】CD【解析】A項,對于確定的方程式,H不變,錯誤;B項,由圖中數據分析知,比值增大,O2的轉化率增大,HCl的轉化率減小。也可由勒夏特列原理知,增大HCl的量,平衡雖正向移動

36、,但HCl轉化率降低,錯誤;C項,若要O2含量低,從定性角度分析,增加另一種反應物(HCl),可以使O2的含量變小。從定量角度分析,當81時,從圖中看,HCl的轉化率接近為50%,即8 mol HCl可以反應去4 mol,由4HClO2知,反應去4 mol HCl,此時O2幾乎被反應完,正確;D項,采用極端轉化,若全轉化為HCl和O2,相當于起始加入0.3 mol·L1的HCl、0.15 mol·L1的O2,按21反應,此時轉化率為66.7%,而在410 時,當21時,其平衡時的轉化率應超過80%,因此平衡仍需正向移動,正確。10(2018·蘇錫常鎮徐連六市調研)

37、一定溫度下,在甲、乙、丙、丁四個恒容密閉容器中投入SO2(g)和O2(g),其起始物質的量及SO2的平衡轉化率如下表所示。甲乙丙丁密閉容器體積/L2221起始物質的量n(SO2)/mol0.40.80.80.4n(O2)/mol0.240.240.480.24SO2的平衡轉化率/%80123下列判斷中,正確的是A甲中反應的平衡常數小于乙B該溫度下,甲和乙中反應的平衡常數K均為400CSO2的平衡轉化率:123D容器中SO3的物質的量濃度:丙甲丁【答案】B 11(2018·湖北黃岡中學二模)E是非金屬性最強的元素,M是E的氣態氫化物,在一定體積的密閉容器中,氣體M存在如下關系:aM(g

38、)bMx(g ),反應物和生成物的物質的量隨時間的變化關系如下圖。下列說法正確的是( )A該反應的化學方程式是2HF(HF)2B時刻,保持溫度不變,再充入5 mol M,重新達到平衡時,將減小C平衡時混合氣體的平均摩爾質量是33.3 g / molDM的沸點比同主族下一周期元素的氣態氫化物沸點低【答案】C12 (2018· 江蘇揚州中學期中)工業上可用CO2生產甲醇,反應為:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。將6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密閉容器中,測得H2的物質的量隨時間變化如圖實線所示。圖中虛線表示僅改變某一反應條件時,H2物質的量隨時間的

39、變化。下列說法正確的是A若曲線I對應的條件改變是升高溫度,則該反應H0B曲線II對應的條件改變是降低壓強C反應開始至a點時v(H2)=1 mol·L1·min1 D保持溫度不變,若將平衡后的容器體積縮小至1 L,重新達平衡時則2 mol·L1c(CH3OH)8/3 mol·L1【答案】CD【解析】A項,升高溫度,達到平衡后氫氣的物質的量減少,說明平衡逆向移動,則正反應方向為放熱反應,錯誤;B項,降低壓強,平衡逆向移動,氫氣的物質的量增加,錯誤;C項,a點為1min時,氫氣的物質的量減少了2 mol,則v(H2)=2 mol/(2 L×1min)

40、= 1 mol·L1·min1,正確;D項,根據三段式分析:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)起始量(mol):6 8 0 0轉化量(mol):2 6 2 2平衡量(mol):4 2 2 2平衡狀態時,c(CH3OH)=1 mol·L1,容器體積縮小至1 L,平衡正向移動,則c(CH3OH)2 mol·L1;當原平衡中2 mol氫氣完全反應時,CH3OH的物質的量為22/3=8/3 mol,而可逆反應中,反應不能進行徹底,則c(CH3OH)8/3 mol·L1,正確。14(2018·蘇中三市二調)向甲、乙、丙三個密閉

41、容器中充入一定量的A和B,發生反應:A(g)xB(g)2C(g)。各容器的反應溫度、反應物起始量,反應過程中C的濃度隨時間變化關系分別以下表和下圖表示:容器甲乙丙容積0.5 L0.5 L1.0 L溫度/T1T2T3反應物起始量1.5 mol A05 mol B1.5 mol A05 mol B6.0 mol A20 mol B下列說法正確的是()。A10 min內甲容器中反應的平均速率v(A)0.025 mol·mol1·L1B由圖可知:T1T2,且該反應為吸熱反應Cx1,若平衡時保持溫度不變,改變容器體積平衡不移動DT1,起始時甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mo

42、l B,平衡時A的轉化率為25%【答案】C【解析】A項,由圖像可知,10 min內,甲容器中C的濃度變化1.0 mol·L1,則v(A)v(C)×0.05 mol·L1·min1,錯誤;B項,對于甲、乙容器(因為甲、乙容器除溫度外其它量相同),結合圖像,“先拐先平”,T2T1,T2T1,溫度降低,c(C)增大,平衡正向移動,正反應為放熱反應,錯誤;對比乙、丙兩組數據,發現,丙的起始濃度是乙的兩倍,結合圖像,平衡時丙的濃度也是乙的兩倍,可知乙、丙為等效平衡,體積改變,即壓強改變,平衡不移動,則x等于1,該反應為氣體體積相等的反應,容器體積改變,平衡不移動,

43、正確;D項,可根據T1 甲容器中相關數據計算到平衡常數4,再由平衡常數計算可得。A(g)B(g)2C(g)c(始)/( mol·L1)31 0c(變)/( mol·L1) 0.75 0.75 1.5c(平)/( mol·L1) 2.25 0.25 1.5K4,A(g)B(g)2C(g)c(始)/( mol·L1)130c(變)/( mol·L1) x x 2xc(平)/( mol·L1) 1x 3x 2x由平衡常數解得x0.75,A的轉化率為75%。也可利用等效計算,A的轉化率即為原來平衡中B的轉化率。15【2018屆海淀區一模】以甲

44、烷為原料合成甲醇的反應如下:反應I:CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g) H1= +247 kJ/mol 反應II:CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) H2=-90kJ/mol已知: T1時,反應II 的平衡常數數值為100;T2時,反應II 在密閉容器中達到平衡,測得CO、H2、CH3OH的物質的量濃度(mol/L)分別為0.05、0.1、0.1。下列說法中,正確的是A反應I中,使用催化劑可以減小H1,提高反應速率B反應II 中,加熱或加壓均可提高原料氣的平衡轉化率C由上述數據可判斷反應II 的溫度: T1> T2DCO(g)+CH3OH(g)CH4

45、(g) +CO2(g) H= +157 kJ/mol【答案】C【解析】A、反應熱只與始態和終態有關,使用催化劑降低活化能,化學反應速率加快,但H1不變,故A錯誤;B、正反應是放熱反應,加熱,平衡向逆反應方向移動,原料氣的轉化率降低,反應前氣體系數之和大于反應后氣體系數之和,增大壓強,平衡向正反應方向移動,原料氣的轉化率增大,故B錯誤;C、T2時的化學平衡常數K=2<100,反應II的正反應為放熱反應,溫度升高,化學平衡常數減小,即T1>T2,故C正確;D、反應I反應II得到CH4(g)CO2(g)CO(g)CH3OH(g) H=(27490)kJ·mol1=184kJ&#

46、183;mol1, CO(g)+CH3OH(g) CH4(g) +CO2(g) H=184kJ·mol1,故D錯誤。16(2018·湖南十二校聯考節選)下列三個化學反應的平衡常數(K1、K2、K3)與溫度的關系分 別如下表所示:請回答(1)反應是_(填“吸熱”或“放熱”)反應。(2)寫出反應的平衡常數K3的表達式_。(3)根據反應與可推導出K1 ,K2與K3之間的關系,則K3=_(用K1、K2表示)。(4)要使反應在一定條件下建立的平衡向逆反應方向移動,可采取的措施有_ (填寫字母序號)。A.縮小反應容器的容積 B.擴大反應容器的容積C.升高溫度D.使用合適的催化劑E.設法

47、減小平衡體系中CO的濃度 【滿分解答】(1)吸熱 (2)c(CO2)·c(H2)/c(CO)·c(H2O) (3)K2/K1 (4)CE 17(2018·濟寧質檢)固定和利用CO2,能有效地利用資源,并減少空氣中的溫室氣體。工業上正在研究利用CO2來生產甲醇燃料的方法,該方法的化學方程式是:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H49.0 kJ/mol某科學實驗將6 mol CO2和8 mol H2充入一容積為2 L的密閉容器中,測得H2的物質的量隨時間變化如下圖中實線所示(圖中字母后數對表示對應的坐標):回答下列問題:(1)由圖分析,在下列時間段

48、內反應速率最快的時間段是_(填序號)。a01 minB13 minc38 mind811 min(2)僅改變某一條件再進行實驗,測得H2的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示。與實線相比,曲線改變的條件可能是_,曲線改變的條件可能是_。(3)下列表述能表示該反應已達平衡的是_(填序號)。a容器內壓強不再改變b容器內氣體的密度不再改變c容器內氣體的平均摩爾質量不再改變d容器內各物質的物質的量相等【滿分解答】(1)a(2)升高溫度增大壓強(3)a、c 18(2017·廣西桂林二調)工業上用下列反應合成甲醇:CO(g)2H2(g) CH3OH(g) H(1)下列狀態下可以肯定該反應已達化學平衡

49、的是 (填字母序號)。a. 生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等 b. CH3OH、CO、H2的濃度不再發生變化c. 混合氣體的相對平均分子質量不變 d. 混合氣體的密度不變(2)下圖表示該反應在不同溫度時甲醇的物質的量隨時間的變化情況。0 t(B) t(A) t/min 500 300 n(A) n(B) n(甲醇) /mol 由圖中數據判斷反應的H 0 (填“”、“”或“”);選擇適宜的催化劑, (填“能”或“不能”)改變該反應的反應熱。 300 時反應達到平衡后,若其它條件不變,將容器體積縮小到原來的1/2,氫氣物質的量的濃度將_(填“增大”或“減小”或“不變”)。某溫度下,將2 m

50、ol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中,充分反應10min后達到平衡,測得c(CO) 0.2 molL,則CO的轉化率為 ;用CH3OH表示該過程的反應速率:v(CH3OH)= mol /(L · min)。【滿分解答】(1)b c (2)不能 增大 80% 0.08 【解析】(1)A項,生成CH3OH的速率與消耗CO的速率都是正反應速率,錯誤;B項,各組分濃度不變,說明反應以及達到平衡,正確;C項,正反應方向氣體物質的量減小,則混合氣體平均相對分子質量增大,逆反應方向氣體物質的量增大,則混合氣體平均相對分子質量減小,正確;D項,該反應體系中,氣體的總質量和總體積均不變,則反應任意時刻的密度都不變,錯誤。(2)溫度升高,甲醇的物質的量減少,則平衡逆向移動,說明正反應為放熱反應;催化劑不能改變平衡移動;縮小體積,壓強增大,平衡正向移動,氫氣的物質的量減少,但是體積為原來的一半,平衡移動的影響小于外界條件的影響,所以氫氣物質的量濃度增大;根據三段式分析:CO(g)2H2(g) CH3OH(g)起始量: 2 6 0轉化量:1.6 3.2 1.6平衡量:0.4 2.8 1.6 CO的轉化率為1.6/2=0.8,c(CH3OH)=1.6 mol/(2 L×10min)=0.08 mol·L1

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