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文檔簡介
第25講化學反應平衡目錄考情分析網絡構建考點一化學平衡狀態【夯基·必備基礎知識梳理】知識點1可逆反應知識點2化學平衡【提升·必考題型歸納】考向1考查可逆反應的特點考向2考查化學平衡狀態的判斷考點二化學平衡移動【夯基·必備基礎知識梳理】知識點1化學平衡的移動知識點2影響化學平衡的因素知識點3勒夏特列原理知識點4等效平衡【提升·必考題型歸納】考向1考查化學平衡的移動方向的判斷考向2考查等效平衡的應用考向3考查勒夏特列原理的應用真題感悟考點要求考題統計考情分析可逆反應與化學平衡的建立2023湖南卷13題,3分2022遼寧卷12題,3分2021廣東卷14題,4分分析近三年高考試題,高考命題在本講有以下規律:1.從考查題型和內容上看,高考命題以選擇題和非選擇題呈現,考查內容主要有以下兩個方面:(1)考查化學平衡的建立及化學平衡狀態的特征及判斷。(2)結合化學反應速率或反應熱,考查平衡移動的影響因素,及平衡移動引起的濃度、轉化率等的判斷。2.從命題思路上看,試題往往以新材料的開發利用、新科技的推廣應用、污染的治理或廢物利用等形式呈現,考查平衡建立、平衡移動、轉化率等內容。(1)選擇題:結合化學反應機理、化學平衡圖像或圖表考查外界條件對化學平衡的影響,或與化學反應速率結合的綜合應用。(2)非選擇題:以工業生產為背景,通過反應機理或濃度、轉化率圖像提供信息進行命題,主要考查外界條件改變引起的化學平衡移動、對工業生產條件的選擇等。3.根據高考命題特點和規律,復習時要注意以下幾個方面:(1)反應平衡狀態的判斷;(2)關注溶液中的平衡移動;注意外界因素對化學平衡與反應速率的綜合影響;(3)關注化學反應平衡移動對工業生產條件的選擇調控作用?;瘜W平衡的移動2023北京卷4題,3分2022廣東卷13題,4分2021湖南卷11題,4分考點一化學平衡狀態知識點1化學平衡研究的對象——可逆反應1.概念:在同一條件下,既可以向正反應方向進行,同時又可以向逆反應方向進行的化學反應。2.特點:三同一小①相同條件下;②同時進行;③反應物與生成物同時存在;④任一組分的轉化率都小于100%,即不能全部轉化。3.表示:在方程式中用“”表示。知識點2化學平衡1.概念:在一定條件下的可逆反應中,當反應進行到一定程度時,正反應速率和逆反應速率相等,反應物的濃度和生成物的濃度保持不變的狀態。2.建立:對于只加入反應物從正向建立的平衡:以上過程可以用速率-時間圖像表示如下【名師點撥】化學平衡狀態既可以從正反應方向建立,也可以從逆反應方向建立,或者同時從正、逆兩方向建立。3.化學平衡的特征3.化學平衡狀態的判斷(1)判斷方法分析化學反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡混合物體系中各成分的含量①各物質的物質的量或物質的量分數一定平衡②各物質的質量或質量分數一定平衡③各氣體的體積或體積分數一定平衡④總體積、總壓強、總物質的量一定不一定平衡正、逆反應速率之間的關系①單位時間內消耗了mmolA,同時也生成了mmolA平衡②單位時間內消耗了nmolB,同時也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q不一定平衡④單位時間內生成了nmolB,同時也消耗了qmolD不一定平衡壓強①其他條件一定、總壓強一定,且m+n≠p+q平衡②其他條件一定、總壓強一定,且m+n=p+q不一定平衡混合氣體的平均相對分子質量①平均相對分子質量一定,且m+n≠p+q平衡②平均相對分子質量一定,且m+n=p+q不一定平衡溫度任何化學反應都伴隨著能量變化,當體系溫度一定時平衡氣體密度(ρ)①只有氣體參加的反應,密度保持不變(恒容密閉容器中)不一定平衡②m+n≠p+q時,密度保持不變(恒壓容器中)平衡③m+n=p+q時,密度保持不變(恒壓容器中)不一定平衡顏色反應體系內有色物質的顏色穩定不變(其他條件不變)平衡(2)動態標志:v正=v逆≠0①同種物質:同一物質的生成速率等于消耗速率。②不同物質:必須標明是“異向”的反應速率關系。如aA+bBcC+dD,eq\f(v正A,v逆B)=eq\f(a,b)時,反應達到平衡狀態。(3)靜態標志:各種“量”不變①各物質的質量、物質的量或濃度不變。②各物質的百分含量(物質的量分數、質量分數等)不變。③壓強(化學反應方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。④絕熱容器中溫度不變。⑤密度eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ρ=\f(m,V)))不變(注意容器中的氣體質量和體積變化)。⑥平均相對分子質量eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M=\f(m,n)))不變(注意氣體質量與氣體物質的量變化)??傊?,若物理量由變量變成了不變量,則表明該可逆反應達到平衡狀態;若物理量為“不變量”,則不能作為平衡標志?!疽族e提醒】規避“2”個易失分點(1)化學平衡狀態判斷“三關注”關注反應條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;關注反應特點,是等體積反應,還是非等體積反應;關注特殊情況,是否有固體參加或生成,或固體的分解反應。(2)不能作為“標志”的四種情況①反應組分的物質的量之比等于化學方程式中相應物質的化學計量數之比。②恒溫恒容下的體積不變的反應,體系的壓強或總物質的量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。③全是氣體參加的體積不變的反應,體系的平均相對分子質量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。④全是氣體參加的反應,恒容條件下體系的密度保持不變。考向1考查可逆反應的特點例1.(2023·廣東·校聯考模擬預測)對于反應NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)
△H=-41.8kJ?mol-1,下列有關說法正確的是A.達到平衡后,升高溫度,c(SO3)增大B.使用催化劑能縮短該反應達到平衡的時間C.1molNO2(g)與1molSO2(g)混合后,充分反應會放出41.8kJ熱量D.在恒溫、恒容條件下,當反應容器內總壓強不變時,說明該反應已達到平衡【解析】A.該反應正向為放熱反應,達到平衡后,升高溫度,平衡逆向移動,減小,故A錯誤;B.催化劑能加快反應速率,所以使用催化劑能縮短該反應達到平衡的時間,故B正確;C.該反應是可逆反應,故與混合后,反應物不能完全反應,所以放出的熱量小于,故C錯誤;D.在恒溫、恒容條件下,對于反應前后氣體分子數相等的可逆反應,總壓強一直不變,所以壓強不變,反應不一定達到平衡狀態,故D錯誤;選B?!敬鸢浮緽【變式訓練1】(2023·湖北·校聯考模擬預測)中國古籍中蘊含著豐富的化學知識,晉代《抱樸子》中描述了大量的化學反應,如:①“丹砂(HgS)燒之成水銀,積變又還成丹砂”;②“以曾青涂鐵,鐵赤色如銅”。下列敘述中錯誤的是A.①中描述的是可逆反應 B.②中發生了置換反應C.“成丹砂”發生了化合反應 D.水銀與“曾青”不發生反應【解析】A.①“丹砂燒之成水銀,積變又還成丹砂”涉及的反應為HgSHg+S、Hg+S=HgS,兩個反應的條件不相同,不是可逆反應,A項錯誤;B.②“以曾青涂鐵,鐵赤色如銅”中發生的反應為Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,該反應為置換反應,B項正確;C.“成丹砂”為Hg與S發生化合反應生成HgS,C項正確;D.在金屬活動性順序表中Hg排在Cu的后面,水銀與“曾青”(CuSO4)不發生反應,D項正確;答案為A?!敬鸢浮緼【變式訓練2】(2023·全國·高三專題練習)一定條件下,對于可逆反應X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達到平衡時,X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,則下列判斷正確的是A.c1:c2=3:1B.平衡時,Y和Z的生成速率之比為2:3C.X、Y的轉化率不相等D.c1的取值范圍為0mol·L-1<c1<0.14mol·L-1【解析】A.根據物質反應消耗的濃度比等于化學方程式中化學計量數的比,反應消耗X的濃度是xmol/L,則會消耗Y濃度為3xmol/L,故c1、c2=(0.1+x)mol/L:(0.3+3x)mol/L=1:3,A錯誤;B.平衡時,正、逆反應速率相等,則Y和Z的生成速率之比為3:2,B錯誤;C.反應前后X、Y氣體的濃度比相同符合反應系數之比,所以達到平衡狀態時,轉化率相同,C錯誤;D.若反應向正反應進行到達平衡,X、Y的濃度最大,Z的濃度最小,假定完全反應,Z濃度為0,則反應開始時c1(X)=(0.1+0.04)mol/L=0.14mol/L;若反應從逆反應方向開始,Z的濃度最大,X、Y濃度最小,由于X、Y反應消耗關系是1:3,剩余濃度比是1:3,則X的起始濃度為0mol/L。但由于X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),所以c1的取值范圍為0mol·L-1<c1<0.14mol·L-1,D正確;故合理選項是D?!敬鸢浮緿【思維建模】極端假設法確定各物質濃度范圍可逆反應的平衡物理量一定在最大值和最小值之間,但起始物理量可以為最大值或最小值??枷?考查化學平衡狀態的判斷例2.(2023·全國·高三專題練習)在兩個恒容密閉容器中進行下列兩個可逆反應:(甲)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);(乙)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)?,F有下列狀態:①混合氣體平均相對分子質量不再改變②恒溫時,氣體壓強不再改變③各氣體組分濃度相等④斷裂氫氧鍵的速率為斷裂氫氫鍵速率的2倍⑤混合氣體的密度不變⑥單位時間內,消耗水蒸氣的質量與生成氫氣的質量比為9∶1⑦同一時間內,水蒸氣消耗的物質的量等于氫氣消耗的物質的量。其中能表明(甲)、(乙)容器中反應都達到平衡狀態的是()A.①②⑤B.③④⑥C.①⑥⑦ D.④⑦【解析】①(乙)容器氣體的質量、物質的量不變,混合氣體平均相對分子質量不變,故①不能表明(乙)容器中反應達到平衡狀態;②恒溫時,(乙)容器氣體的物質的量不變,氣體壓強不變,故②不能表明(乙)容器中反應達到平衡狀態;③各氣體組分濃度相等與平衡狀態之間沒有一定關系,故③不能表明(甲)、(乙)容器中反應都達到平衡狀態;④水分子含有兩個氫氧鍵,氫分子含有一個氫氫鍵,斷裂氫氧鍵的速率為斷裂氫氫鍵速率的2倍,說明水的消耗速率等于氫氣的消耗速率,正反應速率等于逆反應速率,故④能表明(甲)、(乙)容器中反應都達到平衡狀態;⑤(乙)容器氣體的質量、體積不變,混合氣體密度不變,故⑤不能表明(乙)容器中反應達到平衡狀態;⑥單位時間內,消耗水蒸氣的物質的量等于生成氫氣的物質的量,都是正反應速率,故⑥不能表明(甲)、(乙)容器中反應都達到平衡狀態;⑦同一時間內,水蒸氣消耗的物質的量等于氫氣消耗的物質的量,正反應速率等于逆反應速率,故⑦能表明(甲)、(乙)容器中反應都達到平衡狀態。故選D。【答案】D【變式訓練】(2023·全國·模擬預測)在一個體積恒為1L的恒溫密閉容器中充入和,發生反應①
和反應②
,混合氣體中氨氣的體積分數及氣體總濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是A.混合氣體的密度不變不能說明反應達到平衡狀態B.升高溫度,反應①的平衡常數減小C.A點正反應速率與B點逆反應速率大小關系是D.在B點時氨氣的轉化率為50%【解析】A.容器體積始終不變,氣體質量隨著反應進行發生改變,則混合氣體的密度不變,說明反應已達到平衡狀態,選項A錯誤;B.反應①是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數減小,選項B正確;C.由圖可知,A點時反應正向進行,,B點反應達到平衡狀態,,A點到B點過程中正反應速率逐漸減小,則,選項C錯誤;D.由圖可知,B點時氨氣的體積分數為50%,氣體總濃度為,則平衡時氨氣的濃度為,消耗氨氣的濃度為,則B點時氨氣的轉化率為,選項D錯誤;答案選B。【答案】B【思維建?!颗袛嗥胶鉅顟B的方法——“逆向相等,變量不變”(1)“逆向相等”:反應速率必須一個是正反應的速率,一個是逆反應的速率,且經過換算后同一種物質的正反應速率和逆反應速率相等。特別注意:同一反應方向的反應速率不能判斷反應是否達到平衡狀態。(2)“變量不變”:如果一個量是隨反應進行而改變的,當不變時為平衡狀態;一個隨反應的進行保持不變的量,不能作為是否是平衡狀態的判斷依據??键c二化學平衡移動知識點1化學平衡的移動1.概念:一個可逆反應,達到化學平衡狀態以后,若改變反應條件(如溫度、壓強、濃度等),使正、逆反應的速率不相等,化學平衡發生移動。最終在新的條件下,會建立新的化學平衡,這個過程叫作化學平衡的移動。2.化學平衡移動的過程3.化學平衡移動方向與化學反應速率的關系(1)v正>v逆:平衡向正反應方向移動。(2)v正=v逆:反應達到平衡狀態,平衡不發生移動。(3)v正<v逆:平衡向逆反應方向移動。知識點2影響化學平衡的因素1.改變下列條件對化學平衡的影響
改變的條件(其他條件不變)化學平衡移動的方向濃度增大反應物濃度或減小生成物濃度向正反應方向移動減小反應物濃度或增大生成物濃度向逆反應方向移動壓強(對有氣體參加的反應)反應前后氣體體積改變增大壓強向氣體分子總數減小的方向移動減小壓強向氣體分子總數增大的方向移動反應前后氣體體積不變改變壓強平衡不移動溫度升高溫度向吸熱反應方向移動降低溫度向放熱反應方向移動催化劑同等程度改變v正、v逆,平衡不移動2.溫度不變時濃度因素的“決定性作用”——分析“惰性氣體(不參加反應的氣體)”對化學平衡的影響。①恒溫恒容條件原平衡體系eq\o(→,\s\up7(充入惰性氣體))體系總壓強增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動②恒溫恒壓條件原平衡體系eq\o(→,\s\up7(充入惰性氣體))容器容積增大→體系中各組分的濃度同倍數減?。ǖ刃в跍p壓)【特別提醒】壓強對化學平衡的影響主要看改變壓強能否引起反應物和生成物的濃度變化,只有引起物質的濃度變化才會造成平衡移動,否則壓強對平衡無影響。3.圖示影響化學平衡移動的因素知識點3勒夏特列原理1.內容:對于一個已經達到平衡的體系,如果改變影響化學平衡的一個條件(如濃度、溫度、壓強),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。2.理解勒夏特列原理的注意問題(1)勒夏特列原理適用于任何動態平衡(如溶解平衡、電離平衡等),非平衡狀態不能用此來分析。(2)勒夏特列原理可判斷“改變影響平衡的一個條件”時平衡移動的方向。若同時改變影響平衡移動的幾個條件,則不能簡單地根據勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向,只有在改變的條件對平衡移動的方向影響一致時,才能根據勒夏特列原理進行判斷。(3)平衡移動的結果是“減弱”外界條件的影響,而不是“消除”外界條件的影響,更不是“扭轉”外界條件的影響。3.應用:可以更加科學有效地調控和利用化學反應,盡可能讓化學反應按照人們的需要進行。知識點4等效平衡1.等效平衡的含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應體系,不管是從正反應開始,還是從逆反應開始,還是正、逆反應同時投料,達到化學平衡狀態時,任何相同組分的百分含量(質量分數、物質的量分數、體積分數等)均相同。2.等效平衡的判斷方法(1)恒溫恒容條件下反應前后體積改變的反應的判斷方法:極值等量即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)①2mol1mol0②0
0
2mol③0.5mol
0.25mol
1.5mol④amolbmolcmol上述①②③三種配比,按化學方程式的化學計量關系均轉化為反應物,則SO2均為2mol,O2均為1mol,三者建立的平衡狀態完全相同。④中a、b、c三者的關系滿足:c+a=2,eq\f(c,2)+b=1,即與上述平衡等效。(2)恒溫恒壓條件下反應前后體積改變的反應判斷方法:極值等比即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)①2mol3mol0②1mol3.5mol
2mol③amolbmolcmol按化學方程式的化學計量關系均轉化為反應物,則①②中eq\f(nSO2,nO2)=eq\f(2,3),故互為等效平衡。③中a、b、c三者關系滿足:eq\f(c+a,\f(c,2)+b)=eq\f(2,3),即與①②平衡等效。(3)恒溫條件下反應前后體積不變的反應的判斷方法:無論是恒溫恒容,還是恒溫恒壓,只要極值等比即等效,因為壓強改變對該類反應的化學平衡無影響。例如:H2(g)+I2(g)2HI(g)①1mol1mol0②2mol2mol1mol③amolbmolcmol①②兩種情況下,n(H2)∶n(I2)=1∶1,故互為等效平衡。③中a、b、c三者關系滿足eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,2)+a))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,2)+b))=1∶1或a∶b=1∶1,c≥0,即與①②平衡等效。3.虛擬“中間態”法構建等效平衡(1)構建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態可認為是兩個原平衡狀態簡單的疊加并壓縮而成,相當于增大壓強。(2)構建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質的量增加的反應為例,見圖示)新平衡狀態可以認為是兩個原平衡狀態簡單的疊加,壓強不變,平衡不移動。考向1考查化學平衡的移動方向的判斷例1.(2023·江蘇·校聯考模擬預測)工業上利用兩種溫室氣體CH4和CO2催化重整制取H2和CO,主要反應為反應I:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ?mol-1K1過程中還發生三個副反應:反應Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ?mol-1K2反應Ⅲ:2CO(g)CO2(g)+C(s)△H=-171.0kJ?mol-1K3反應Ⅳ:CH4(g)2H2(g)+C(s)△HK4將CH4與CO2(體積比為1:1)的混合氣體以一定流速通過催化劑,產物中H2與CO的物質的量之比、CO2的轉化率與溫度的關系如圖所示。下列說法正確的是
A.升高溫度,CO2的轉化率增大,一定是因為反應I、Ⅱ平衡正向移動B.反應Ⅳ的平衡常數K4=K1?K3C.升高溫度,CO2的轉化率增大,一定因為反應Ⅲ的速率減慢D.升高溫度,產物中H2與CO的物質的量之比增大,是由于升溫有利于反應Ⅱ正向進行、反應Ⅲ逆向進行【解析】A.升高溫度,CO2的轉化率增大,反應Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移動,但是反應Ⅲ逆向移動,也增大了二氧化碳的轉化率,故A錯誤;B.反應Ⅳ可由反應Ⅰ+反應Ⅲ得到,則反應Ⅳ的平衡常數K4=K1?K3,故B正確;C.升高溫度,反應速率加快,故C錯誤;D.升高溫度,產物中H2與CO的物質的量之比增大,除了升溫有利于反應Ⅱ正向進行、反應Ⅲ逆向進行外,反應Ⅲ正向進行,也會使得產物中H2與CO的物質的量之比增大,故D錯誤;故選:B?!敬鸢浮緽【變式訓練】(2023·河北·校聯考三模)乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)都是基礎化工原料,這三種烯烴之間存在下列三個反應:反應Ⅰ:3C4H8(g)4C3H6(g)△H1=+78kJ?mol-1反應Ⅱ:2C3H6(g)3C2H4(g)△H2=+117kJ?mol-1反應Ⅲ:C4H8(g)2C2H4(g)△H3在恒壓密閉容器中,反應達到平衡時,三種組分的物質的量分數隨溫度T的變化關系如圖所示。
下列說法錯誤的是A.反應Ⅲ的△H3=+104kJ?mol-1B.700K時,反應Ⅱ的物質的量分數的平衡常數K≈2.22×10-2(以物質的量分數代替平衡濃度)C.提高C4H8的物質的量分數,需研發低溫條件下活性好且耐高壓的催化劑D.超過700K后曲線a下降的原因可能是隨著溫度升高反應Ⅰ逆向移動,反應Ⅱ正向移動【解析】A.根據蓋斯定律可知,反應Ⅲ=(反應Ⅰ+反應Ⅱ),得到,A正確;B.反應達到平衡時,升高溫度,反應Ⅰ、反應Ⅱ和反應Ⅲ的化學平衡均正向移動,即丁烯的物質的量分數在不斷減少,丙烯的物質的量分數先增加后減少,乙烯的物質的量分數在不斷增加,故曲線a代表丙烯,曲線b代表丁烯,曲線c代表乙烯;時,丁烯和乙烯的物質的量分數均為0.2,丙烯的物質的量分數為0.6,反應Ⅱ的物質的量分數的平衡常數,B正確;C.降低溫度或增大壓強,反應Ⅰ、反應Ⅱ和反應Ⅲ的化學平衡均逆向移動,的物質的量分數增大,故提高的物質的量分數,需研發低溫條件下活性好且耐高壓的催化劑,C正確;D.根據圖中信息丁烯在不斷減小,則超過700K后曲線a下降的原因可能是隨著溫度升高反應Ⅰ正向移動,反應Ⅱ正向移動,反應Ⅱ正向移動的程度大于反應Ⅰ正向移動的程度,D錯誤。故選D?!敬鸢浮緿【思維建模】判斷化學平衡移動方向的思維模型考向2考查等效平衡的應用例1.(2023·全國·高三專題練習)一定條件下存在反應:。圖1、圖2表示起始時容器甲、丙體積都是V,容器乙、丁體積都是;向甲、丙內都充入2amolSO2和amolO2并保持恒溫;向乙、丁內都充入amolSO2和0.5amolO2并保持絕熱(即與外界無熱量交換),在一定溫度時開始反應。下列說法正確的是A.圖1達平衡時,:甲=乙B.圖1達平衡時,平衡常數K:甲<乙C.圖2達平衡時,所需時間:丙<丁D.圖2達平衡時,的體積分數:丙>丁【分析】恒溫恒壓條件下,甲和乙為等效平衡,容器乙為絕熱恒壓容器,由二氧化硫與氧氣的反應為放熱反應可知,保持絕熱的乙容器相對于甲容器為升高溫度,溫度升高,平衡向逆反應方向移動,則乙容器中二氧化硫濃度大于甲容器、反應的化學平衡常數小于甲容器;恒溫恒容條件下,丙和丁為等效平衡,容器丁為絕熱恒容容器,保持絕熱的丁容器相對于丙容器為升高溫度,升高溫度,化學反應速率加快,平衡向逆反應方向移動,則丁容器的反應速率快于丙容器、三氧化硫的體積分數小于丙容器?!窘馕觥緼.由分析可知,乙容器中二氧化硫濃度大于甲容器,故A錯誤;B.由分析可知,乙容器中反應的化學平衡常數小于甲容器,故B錯誤;C.由分析可知,丁容器的反應速率快于丙容器,故C錯誤;D.由分析可知,丁容器的三氧化硫的體積分數小于丙容器故D正確;故選D?!敬鸢浮緿【變式訓練】(2023秋·北京通州·高三統考期末)已知溫度為483K時,反應CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
△H<0的K=14.5。在483K,將1.0mol的CO(g)和1.0mol的H2(g)充入容積為2.0L的恒容密閉容器中。在反應達到平衡時,以下說法正確的是A.c(H2)=2c(CO) B.c(H2)<c(CO)C.c(CO)=c(CH3OH)<c(H2) D.c(CO)=c(CH3OH)=c(H2)【解析】A.反應在容積為2.0L的容器中進行,開始時n(CO)=1.0mol,n(H2)=1.0mol,則開始時c(CO)=c(H2)=0.5mol/L,二者反應的物質的量濃度比是1:2,則平衡時c(H2)一定比c(CO)小,A錯誤;B.反應開始時c(CO)=c(H2)=0.5mol/L,由于反應消耗物質的濃度△c(H2)=2△c(CO),所以反應達到平衡后,c(H2)<c(CO),B正確;C.反應開始時c(CO)=c(H2)=0.5mol/L,若平衡時,c(CO)=c(CH3OH),則根據C元素守恒平衡時,c(CO)=c(CH3OH)=0.25mol/L,c(H2)=0,不符合可逆反應的特點,C錯誤;D.反應開始時c(CO)=c(H2)=0.5mol/L,反應消耗濃度關系為△c(H2)=2△c(CO),則平衡時c(H2)一定比c(CO),不可能存在關系c(CO)=c(H2)=c(CH3OH),D錯誤;故合理選項是B?!敬鸢浮緽【名師歸納】兩平衡狀態間要互為等效應滿足四點:①同一條件;②同一可逆反應;③僅僅由于初始投料不同(即建立平衡的方向可以不同);④平衡時相應物質在各自平衡體系中的體積分數(或物質的量分數)相同??枷?考查勒夏特列原理的應用例3.(2023·江西宜春·江西省宜豐中學??寄M預測)下列變化不能用勒夏特列原理解釋的是A.工業生產硫酸的過程中使用過量的氧氣,以提高二氧化硫的轉化率B.工業上合成氨要在高溫、催化劑條件下進行C.實驗室可用排飽和食鹽水的方法收集氯氣D.向氯水中加后,溶液漂白性增強【解析】A.根據勒夏特列原理,增大其中一種反應物濃度可以使平衡正向移動且也能提高另一種反應物的轉化率,所以工業生產硫酸的過程中使用過量的氧氣,以提高二氧化硫的轉化率,故A不選;B.催化劑的催化活性需要適宜的溫度,溫度過高催化劑失活,且合成氨的反應屬于放熱反應,高溫不利于生成物的生成,所以工業上合成氨要在500℃、催化劑條件下進行,此時催化活性最高,故B選;C.氯氣溶于水生成HCl和HClO,反應為,飽和食鹽水中含有大量氯離子,由于同離子效應,使平衡逆向移動,抑制氯氣溶解,所以實驗室可用排飽和食鹽水的方法收集氯氣,故C不選;D.氯氣溶于水生成HCl和HClO,反應為,向氯水中加后,平衡正向移動,HClO增多,漂白性增強,故D不選;故選B。【答案】B【變式訓練】(2023秋·天津南開·高三統考期末)下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是A.用排飽和食鹽水的方法收集氯氣B.打開啤酒瓶蓋時會從瓶口逸出氣體C.對,減小容器體積,氣體顏色變深D.久置的氯水pH逐漸減小【解析】A.排飽和食鹽水中氯離子濃度大,減小了氯氣在水中的溶解,可以用排飽和食鹽水的方法收集氯氣,A正確;B.打開啤酒瓶蓋,減小瓶內壓強,瓶口逸出氣體,一段時間后,泡沫會落下去,屬于可逆反應受壓強的影響,B正確;C.對,減小容器體積,平衡不移動,氣體顏色變深是濃度增大所致,C錯誤;D.久置的氯水,氯水中的次氯酸光照分解,最終變成鹽酸,所以pH逐漸減小,D正確;故選C。【答案】C【易錯提醒】1.對于溶液中的離子反應,向溶液中加入含與實際反應無關的離子固體,平衡不移動。2.溶液中的可逆反應,達平衡后加水稀釋,平衡向溶質微粒數增多的方向移動。3.改變固體或純液體的量,對平衡無影響。4.當反應混合物中不存在氣態物質時,壓強的改變對平衡無影響。5.對于反應前后氣體體積無變化的反應,如H2(g)+I2(g)2HI(g),壓強的改變對平衡無影響。但增大(或減小)壓強會使各物質的濃度增大(或減小),混合氣體的顏色變深(或淺)。6.“惰性氣體”對化學平衡的影響①恒溫、恒容條件原平衡體系eq\o(→,\s\up17(充入惰性氣體))體系總壓強增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動。②恒溫、恒壓條件原平衡體系eq\o(→,\s\up17(充入惰性氣體))容器容積增大,各反應氣體的分壓減小→體系中各組分的濃度同倍數減小(等效于減壓)1.(2023·北京·統考高考真題)下列事實能用平衡移動原理解釋的是A.溶液中加入少量固體,促進分解B.密閉燒瓶內的和的混合氣體,受熱后顏色加深C.鐵釘放入濃中,待不再變化后,加熱能產生大量紅棕色氣體D.鋅片與稀反應過程中,加入少量固體,促進的產生【答案】B【解析】A.MnO2會催化H2O2分解,與平衡移動無關,A項錯誤;B.NO2轉化為N2O4的反應是放熱反應,升溫平衡逆向移動,NO2濃度增大,混合氣體顏色加深,B項正確;C.鐵在濃硝酸中鈍化,加熱會使表面的氧化膜溶解,鐵與濃硝酸反應生成大量紅棕色氣體,與平衡移動無關,C項錯誤;D.加入硫酸銅以后,鋅置換出銅,構成原電池,從而使反應速率加快,與平衡移動無關,D項錯誤;故選B。2.(2023·廣東·統考高考真題)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應。反應歷程(下圖)中,M為中間
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