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文档简介
1、第第3讲讲化学平衡的移动化学平衡的移动【2019备考】备考】最新考纲:最新考纲:1.理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。2.认认识化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。识化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。新课标要求:新课标要求:能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化,能讨论化学反应条件的选择和优化。针向及浓度、转化率等相关物理量的变化,能讨论化学反应条件的选择和优化。针对典
2、型案例,能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。对典型案例,能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。最新考情:化学平衡的移动考查形式固定,一般是以图像或者表格的形式为载体,最新考情:化学平衡的移动考查形式固定,一般是以图像或者表格的形式为载体,考查平衡移动、化学平衡的计算、等效平衡、平衡图像等知识点,如考查平衡移动、化学平衡的计算、等效平衡、平衡图像等知识点,如2017年年T15、2016年年T15、 2015年年T15等,综合性强,难度大,为选择题中的压轴题型。预测等,综合性强,难度大,为选择题中的压轴题型。预测2019年高考延续这一命题特点,另外在填空题
3、中也会结合工农业生产考查平衡状年高考延续这一命题特点,另外在填空题中也会结合工农业生产考查平衡状态的判断、平衡图像、化学平衡常数等,如态的判断、平衡图像、化学平衡常数等,如2014年年T20、2015年年T20中均涉及化学中均涉及化学平衡的知识,所以这部分内容为高考重点。平衡的知识,所以这部分内容为高考重点。考点一可逆反应与化学平衡状态考点一可逆反应与化学平衡状态1.可逆反应可逆反应知识梳理知识梳理正反应正反应逆反应逆反应同时同时小于小于2.化学平衡状态化学平衡状态(1)概念概念一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正
4、反应速率和逆反应速率_,反应物的浓度和生成物的浓度,反应物的浓度和生成物的浓度_,达到达到“化学平衡状态化学平衡状态”,简称化学平衡。简称化学平衡。(2)建立过程建立过程在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下:如下:相等相等不变不变最大最大逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大以上过程可用下图表示:以上过程可用下图表示:(3)平衡特点平衡特点可逆可逆v(正正)v(逆逆)浓度或百分含量浓度或百分含量名师助学:名师助学:化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立,也可以从逆反应方向化学反应的平衡状态可以
5、从正反应方向建立,也可以从逆反应方向建立。建立。化学反应达到化学平衡状态时正逆反应速率相等,是指同一物质的消耗速率和化学反应达到化学平衡状态时正逆反应速率相等,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,反应速率则与其化学计量数成正比。生成速率相等,若用不同物质表示时,反应速率则与其化学计量数成正比。化学反应达平衡状态时,各组分的浓度、百分含量保持不变,但不一定相等。化学反应达平衡状态时,各组分的浓度、百分含量保持不变,但不一定相等。1.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)3B(g) 2C(g)达到平衡状态达到平衡状态标志的是标志的是()
6、C的生成速率与的生成速率与C的分解速率相等;的分解速率相等;单位时间生成单位时间生成a mol A,同时生成,同时生成3a mol B;A、B、C的浓度不再变化;的浓度不再变化;A、B、C的分子数目比为的分子数目比为132;题组诊断题组诊断可逆反应与化学平衡状态可逆反应与化学平衡状态混合气体的总压强不再变化;混合气体的总压强不再变化;混合气体的物质的量不再变化;混合气体的物质的量不再变化;单位时间消耗单位时间消耗a mol A,同时生成,同时生成3a mol BA. B. C. D. 解析解析C的生成速率是正反应速率,的生成速率是正反应速率,C的分解速率是逆反应速率,正逆反应速率相等,的分解速
7、率是逆反应速率,正逆反应速率相等,说明达到平衡状态,说明达到平衡状态,不选;单位时间生成不选;单位时间生成a mol A为逆反应,同时生成为逆反应,同时生成3a mol B也是也是逆反应,不能说明达到平衡状态,逆反应,不能说明达到平衡状态,选;选;A、B、C的浓度不再变化,说明达到平衡状的浓度不再变化,说明达到平衡状态,态,不选;平衡时各物质的分子数之比取决于物质的起始物质的量和转化率,故不选;平衡时各物质的分子数之比取决于物质的起始物质的量和转化率,故A、B、C的分子数目比为的分子数目比为132不能作为判断是否达到平衡状态的依据,不能作为判断是否达到平衡状态的依据,选;反应前选;反应前后气体
8、的体积不等,故混合气体的总压强不再变化可作为判断是否达到化学平衡状态后气体的体积不等,故混合气体的总压强不再变化可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,的依据,不选;混合气体的物质的量会变,故混合气体的物质的量不再变化,说明不选;混合气体的物质的量会变,故混合气体的物质的量不再变化,说明达到平衡状态,达到平衡状态,不选;单位时间消耗不选;单位时间消耗a mol A是正反应,同时生成是正反应,同时生成3a mol B是逆反应,是逆反应,且化学反应速率之比等于化学计量数之比,故正逆反应速率相等,说明达到平衡状态,且化学反应速率之比等于化学计量数之比,故正逆反应速率相等,说明达到平衡状态,不选;不选;
9、A正确。正确。答案答案A2.一定温度下,反应一定温度下,反应N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为的焓变为H。现将。现将1 mol N2O4充入一恒压密充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是()A. B.C. D.解析解析因反应容器保持恒压,所以容器体积随反应进行而不断变化,结合因反应容器保持恒压,所以容器体积随反应进行而不断变化,结合气气m/V可知,气体密度不再变化,说明容器体积不再变化,即气体的物质的量不再变可知,气体密度不再变化,说明容器体积不再变化,即气体的物质的量不再变化,反应达到平衡状态,化,反应达到平衡
10、状态,符合题意;无论是否平衡,反应的符合题意;无论是否平衡,反应的H都不变,都不变,不符不符合题意;反应开始时,加入合题意;反应开始时,加入1 mol N2O4,随着反应的进行,随着反应的进行,N2O4的浓度逐渐变小,的浓度逐渐变小,故故v正正(N2O4)逐渐变小,直至达到平衡,逐渐变小,直至达到平衡,不符合题意;不符合题意;N2O4的转化率不再变化,的转化率不再变化,说明说明N2O4的浓度不再变化,反应达到平衡状态,的浓度不再变化,反应达到平衡状态,符合题意。符合题意。答案答案D3.苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业上,苯乙烯可由乙苯和苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之
11、一。在工业上,苯乙烯可由乙苯和CO2催化脱氢制得:催化脱氢制得:在温度为在温度为T1时,此反应的平衡常数时,此反应的平衡常数K0.5。在。在2 L密闭容器中加入乙苯密闭容器中加入乙苯(g)与与CO2,反,反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0 mol,请回答下列问题:,请回答下列问题:(1)该时刻的化学反应该时刻的化学反应_(填填“已达到已达到”或或“未达到未达到”)平衡状态。平衡状态。(2)下列能说明乙苯与下列能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是在该条件下反应已达到平衡状态的是_(填字母填字母)。a.v正正(CO2)v逆逆(
12、CO2)b.c(CO2)c(CO)0.5 mol/Lc.混合气体的密度不变混合气体的密度不变d.CO2的体积分数保持不变的体积分数保持不变(3)若将反应改为恒压绝热条件下进行,达到平衡状态时,则乙苯的物质的量浓度若将反应改为恒压绝热条件下进行,达到平衡状态时,则乙苯的物质的量浓度_(填字母填字母)。a.大于大于0.5 mol/L B.小于小于0.5 mol/Lc.等于等于0.5 mol/L D.无法确定无法确定答案答案(1)已达到已达到(2)abd(3)d【方法技巧】【方法技巧】判断化学平衡状态的两方法和两标志判断化学平衡状态的两方法和两标志1.两方法两方法逆向相等、变量不变逆向相等、变量不变
13、(1)“逆向相等逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。(2)“变量不变变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否是平衡状态的判断依据。个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否是平衡状态的判断依据。2.两标志两标志本质标志、等价标志本质标志、等价标志(1)本质标志:本质标志:v(正正)v(逆逆)0。对于某
14、一可逆反应来说,正反应消耗掉某反应物。对于某一可逆反应来说,正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。的速率等于逆反应生成该反应物的速率。(2)等价标志等价标志全部是气体参加的非等体积反应,体系的压强、平均相对分子质量不再随时间全部是气体参加的非等体积反应,体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。例如,而变化。例如,N2(g)3H2(g) 2NH3(g)。体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量或质量)分数保持不变。分数保持不变。对同一物质而言,断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。对同一物质而言,断
15、裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。对于有色物质参加或生成的可逆反应,体系的颜色不再随时间而变化。例如,对于有色物质参加或生成的可逆反应,体系的颜色不再随时间而变化。例如,2NO2(g) N2O4(g)。体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。绝热体系的温度不变,说明反应处于平衡状态。绝热体系的温度不变,说明反应处于平衡状态。考点二化学平衡移动考点二化学平衡移动1.化学平衡的移动化学平衡的移动平衡移动就是由一个平衡移动就是由一个“平衡状态平衡状态不平衡状态不平衡状态新平衡状态新平衡状态
16、”的过程。一定条件的过程。一定条件下的平衡体系,条件改变后,平衡可能发生移动,如下所示:下的平衡体系,条件改变后,平衡可能发生移动,如下所示:知识梳理知识梳理2.化学平衡移动与化学反应速率的关系化学平衡移动与化学反应速率的关系v正正v逆逆,平衡向,平衡向_移动;移动;v正正v逆逆,反应达到平衡状态,反应达到平衡状态,_平衡移动平衡移动 ;v正正v逆逆,平衡向,平衡向_移动。移动。正反应方向正反应方向不发生不发生逆反应方向逆反应方向3.影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素(1)若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:改变的条件改变的条件
17、(其他条件不变其他条件不变) 化学平衡移动的方向化学平衡移动的方向浓度浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向向 方向移动方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度减小反应物浓度或增大生成物浓度向向 方向移动方向移动压强压强(对有气体对有气体参加的反应参加的反应)反应前后气体反应前后气体体积改变体积改变增大压强增大压强向气体分子总数向气体分子总数 的方向移动的方向移动减小压强减小压强向气体分子总数向气体分子总数 的方向移动的方向移动反应前后气体反应前后气体体积不变体积不变改变压强改变压强平衡平衡 移动移动正反应正反应逆反应逆反应减小减小增大增大不不温度温度 升高温度升高温
18、度向向 反应方向移动反应方向移动降低温度降低温度向向 反应方向移动反应方向移动催化剂催化剂同等程度改变同等程度改变v正正、v逆逆,平衡不移动,平衡不移动(2)通过图像分析影响化学平衡移动的因素通过图像分析影响化学平衡移动的因素某温度下,在密闭容器中某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应对反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Hv(逆逆)时,才时,才使平衡向正反应方向移动。使平衡向正反应方向移动。外界条件改变时,化学平衡发生移动,最终结果只能外界条件改变时,化学平衡发生移动,最终结果只能“减弱减弱”条件的改变
19、,但条件的改变,但不能不能“消除消除”条件的改变。条件的改变。减弱这种改变减弱这种改变1.COCl2(g) CO(g)Cl2(g)H0。当反应达到平衡时,下列措施:。当反应达到平衡时,下列措施:升温;升温;恒容通入惰性气体;恒容通入惰性气体;增加增加CO浓度;浓度;减压;减压;加催化剂;加催化剂;恒压通恒压通入惰性气体,能提高入惰性气体,能提高COCl2转化率的是转化率的是()A. B.C. D.题组诊断题组诊断外界条件对化学平衡的影响外界条件对化学平衡的影响解析解析化学反应化学反应COCl2(g) CO(g)Cl2(g)H0,正反应是气体体积增大的吸,正反应是气体体积增大的吸热反应,热反应,
20、升温平衡向正反应移动,升温平衡向正反应移动,COCl2转化率增大;转化率增大;恒容通入惰性气体,恒容通入惰性气体,总压增大,反应混合物各组分的浓度不变,平衡不移动,总压增大,反应混合物各组分的浓度不变,平衡不移动,COCl2转化率不变;转化率不变;增加增加CO的浓度,平衡向逆反应方向移动,的浓度,平衡向逆反应方向移动,COCl2转化率减小;转化率减小;减压平衡向正反减压平衡向正反应方向移动,应方向移动,COCl2转化率增大;转化率增大;加催化剂,改变速率不改变平衡,加催化剂,改变速率不改变平衡,COCl2转化转化率不变;率不变;恒压通入惰性气体,压强增大,为保持恒压,体积增大,平衡正向进恒压通
21、入惰性气体,压强增大,为保持恒压,体积增大,平衡正向进行,行,COCl2转化率增大。转化率增大。答案答案B2.处于平衡状态的反应处于平衡状态的反应2H2S(g) 2H2(g)S2(g)H0,不改变其他,不改变其他条件的情况下合理的说法是条件的情况下合理的说法是()A.加入催化剂,反应途径将发生改变,加入催化剂,反应途径将发生改变,H也将随之改变也将随之改变B.升高温度,正逆反应速率都增大,升高温度,正逆反应速率都增大,H2S分解率也增大分解率也增大C.增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低D.若体系恒容,注入一些若体系恒容,注入一些
22、H2后达新平衡,后达新平衡,H2浓度将减小浓度将减小解析解析焓变是一个状态函数,与反应发生的途径无关,焓变是一个状态函数,与反应发生的途径无关,A项错误;温度升高,正逆项错误;温度升高,正逆反应速率均增大,因该反应是吸热反应,故平衡正向移动,分解率增大,反应速率均增大,因该反应是吸热反应,故平衡正向移动,分解率增大,B项正确;项正确;该反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动,逆向反应是放热反应,该反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动,逆向反应是放热反应,会使体系温度升高,会使体系温度升高,C项错误;体系中注入项错误;体系中注入H2,体系将向,体系将向H2浓度降低方向移动,浓度
23、降低方向移动,但最终但最终H2的浓度增大,的浓度增大,D项错误。项错误。答案答案B3.密闭容器中,由密闭容器中,由H2和和CO直接制备二甲醚直接制备二甲醚(CH3OCH3),其过程包含以下反应:,其过程包含以下反应:.CO(g)2H2(g) CH3OH(g)H190.1 kJmol1.2CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g)H224.5 kJmol1当其他条件相同时,由当其他条件相同时,由H2和和CO直接制备二甲醚的反应中,直接制备二甲醚的反应中,CO平衡转化率随条件平衡转化率随条件X的变化曲线如图所示。下列说法正确的是的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A.由由H2和和CO直
24、接制备二甲醚的反应为放热反应直接制备二甲醚的反应为放热反应B.条件条件X为压强为压强C.X增大,二甲醚的产率一定增大增大,二甲醚的产率一定增大D.X增大,该反应的平衡常数一定减小增大,该反应的平衡常数一定减小解析解析将将2得:得:2CO(g)4H2(g) CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJ mol1,因此由,因此由H2和和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应,直接制备二甲醚的反应为放热反应,A项正确;根据项正确;根据2CO(g)4H2(g) CH3OCH3(g)H2O(g),压强越大,压强越大,CO平衡转化率越大,与图像不符,平衡转化率越大,与图像不符,B项错项错误;误;X增大,
25、增大,CO平衡转化率减小,二甲醚的产率可能减小,平衡转化率减小,二甲醚的产率可能减小,C项错误;根据图像,项错误;根据图像,X可可能是温度,温度升高,平衡逆向移动,反应的平衡常数减小,能是温度,温度升高,平衡逆向移动,反应的平衡常数减小,X也可能是容器的体积,也可能是容器的体积,平衡逆向移动,平衡逆向移动,CO平衡转化率减小,但平衡常数不变,平衡转化率减小,但平衡常数不变,D项错误。项错误。答案答案A 【归纳总结】【归纳总结】解答化学平衡移动类试题的一般思路解答化学平衡移动类试题的一般思路4.(2018江苏化学,江苏化学,12)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投一定温度下,
26、在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应入反应物,发生反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)(正反应放热正反应放热),测得反应的相关数,测得反应的相关数据如下:据如下:“等效平衡等效平衡”理论的应用理论的应用 容器容器1容器容器2容器容器3反应温度反应温度T/K700700800反应物投入量反应物投入量2 mol SO2、1 mol O24 mol SO32 mol SO2、1 mol O2平衡平衡v正正(SO2)/molL1s1v1v2v3平衡平衡c(SO3)/molL1c1c2c3平衡体系总压强平衡体系总压强p/Pap1p2p3物质的平衡转化率物质的平衡转化率1(
27、SO2)2(SO3)3(SO2)平衡常数平衡常数KK1K2K3下列说法正确的是下列说法正确的是()A.v1v2,c22c1B.K1K3,p22p3C.v1v3,1(SO2)3(SO2)D.c22c3,2(SO3)3(SO2)1解析解析容器容器2中反应物投入量相当于容器中反应物投入量相当于容器1中反应物投入量的中反应物投入量的2倍,平衡时,容器倍,平衡时,容器2中中SO2的反应速率大,容器的反应速率大,容器2中反应达到的平衡相当于容器中反应达到的平衡相当于容器1中反应达到平衡后加压,中反应达到平衡后加压,增大压强,平衡正向移动,则平衡时增大压强,平衡正向移动,则平衡时SO3的浓度:的浓度:c22
28、c1,A项错误;平衡常数仅与项错误;平衡常数仅与温度有关,容器温度有关,容器3中温度高,而该反应为放热反应,升温平衡逆向移动,平衡常数减中温度高,而该反应为放热反应,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,则小,则K1K3,容器,容器1和容器和容器2中温度相同,投料量不同,平衡时中温度相同,投料量不同,平衡时p22p1,升温平衡逆,升温平衡逆向移动,则平衡时向移动,则平衡时p1p3,故,故p2v1,升高温度,平衡逆向移动,升高温度,平衡逆向移动,SO2的平的平衡转化率减小,即衡转化率减小,即1(SO2)3(SO2),C项正确;平衡时项正确;平衡时c22c1,c1c3,故,故c22c3,假,假设容器设容
29、器2中投入中投入2 mol SO3且保持容器且保持容器2和容器和容器3的反应温度相同,则两容器中的反应的反应温度相同,则两容器中的反应达到达到答案答案CD 的平衡完全等效,则有的平衡完全等效,则有2(SO3)3(SO2)1,对于容器,对于容器2而言,相当于对容器而言,相当于对容器3加压加压并降低温度,该反应是气体分子数减小的放热反应,加压、降温均会使平衡正向移并降低温度,该反应是气体分子数减小的放热反应,加压、降温均会使平衡正向移动,则动,则2(SO3)减小,所以减小,所以2(SO3)3(SO2)1,D项正确。项正确。5.(2018苏锡常镇二调苏锡常镇二调)一定温度下,在三个容积均为一定温度下
30、,在三个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中仅发生反的恒容密闭容器中仅发生反应:应:CH3OH(g)CO(g) CH3COOH(g)H23C.达到平衡时,容器丁中的正反应速率比容器丙中的正反应速率大达到平衡时,容器丁中的正反应速率比容器丙中的正反应速率大D.达到平衡时,容器丙中达到平衡时,容器丙中c(SO3)大于容器甲中大于容器甲中c(SO3)的两倍的两倍答案答案AD【方法技巧】【方法技巧】等效平衡判断等效平衡判断“四步曲四步曲”平衡图像问题平衡图像问题答案答案D 8.某温度下,将某温度下,将6 mol CO2和和8 mol H2 充入充入2 L密闭容器中发生反应密闭容器中发生反应CO2(g)3
31、H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H 0,容器中,容器中H2的物质的量随时间的变化关系如图中的实的物质的量随时间的变化关系如图中的实线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时,线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时,H2的物质的量随时间的变化关系。的物质的量随时间的变化关系。下列说法正确的是下列说法正确的是()A.从反应开始至从反应开始至a点,点,v(CO2)0.9 molL1min1B.曲线曲线对应的条件改变可能是减小压强对应的条件改变可能是减小压强C.曲线曲线对应的条件改变可能是充入氢气对应的条件改变可能是充入氢气D.该温度下,此反应的化学平衡常数的数值为该温度下,此反应的化学平衡常
32、数的数值为0.5 答案答案D9.(2017江苏南京、盐城一模江苏南京、盐城一模)在四个恒容密闭容器中按左下表相应量充入气体,发生在四个恒容密闭容器中按左下表相应量充入气体,发生2N2O(g) 2N2(g)O2(g),容器,容器、中中N2O平衡转化率如右下图所示:平衡转化率如右下图所示:容器容器容积容积/L起始物质的量起始物质的量/molN2ON2O2V10.1001.00.100V30.1001.00.060.060.04下列说法正确的是下列说法正确的是()A.该反应的正反应放热该反应的正反应放热B.相同温度下反应时,平均反应速率:相同温度下反应时,平均反应速率:v()v()C.图中图中A、B
33、、C三点处容器内总压强:三点处容器内总压强:p()Ap()Bp()CD.容器容器在在470 进行反应时,起始速率:进行反应时,起始速率:v(N2O)正正v(N2O)逆逆解析解析从图像来看,随着温度的升高,从图像来看,随着温度的升高,N2O的转化率增大,说明升高温度,平衡正向的转化率增大,说明升高温度,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,移动,则正反应为吸热反应,A项错误;从图中看,相同温度下,项错误;从图中看,相同温度下,的转化率最小,的转化率最小,因该反应为体积增大的反应,故因该反应为体积增大的反应,故的压强最大,容器的体积最小,所以的压强最大,容器的体积最小,所以v()v(),B项错误;容器
34、项错误;容器、中起始中起始N2O的物质的量相等,的物质的量相等,A、B、C三点处三点处N2O的转化的转化率相同,则容器中各组分的物质的量相等,由于率相同,则容器中各组分的物质的量相等,由于中体积最小,且温度高,所以压强中体积最小,且温度高,所以压强最大,最大,C项正确;图中项正确;图中470 时,容器时,容器中,中,N2O的转化率为的转化率为60%,各组分的量为,各组分的量为n(N2O)0.04 mol,n(N2)0.06 mol,n(O2)0.03 mol,Kc2(N2)c(O2)/c2(N2O)(0.06)20.03/(0.04)20.045,容器,容器中,若温度不变,则中,若温度不变,则
35、K不变,不变,Qc(0.06)20.04/(0.06)20.04,因为,因为QcK,所以平衡应正向移动,则,所以平衡应正向移动,则v(N2O)正正v(N2O)逆逆,D项正确。项正确。答案答案CD 【方法技巧】【方法技巧】“四步法四步法”解图像题解图像题1.构建恒温恒容平衡思维模式构建恒温恒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。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。1111等效平衡等效平衡2.构建恒温恒压平衡思维模式构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例,见图示以气体物质的量增加的反应为例,见图示) 新
36、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。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。 3.等效平衡分类及规律等效平衡分类及规律等效类型等效类型条件条件恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒压恒温、恒压反应的特点反应的特点任何可逆反应任何可逆反应反应前后气体分子数相等反应前后气体分子数相等任何可逆反应任何可逆反应起始投料起始投料换算为化学方程式换算为化学方程式同一边物质,其同一边物质,其“量量”相同相同换算为化学方程式一边物质,换算为化学方程式一边物质,其其“量量”符合同一比例符合同一比例换算为化学方程式同换算为化学方程式同一边物质,其
37、一边物质,其“量量”符合同一比例符合同一比例平平衡衡特特点点质量分数质量分数(w%)相同相同相同相同相同相同浓度浓度(c)相同相同成比例成比例相同相同(气体气体)物质的量物质的量(n)相同相同成比例成比例成比例成比例1.(2017江苏化学,江苏化学,15)温度为温度为T1时,在三个容积均为时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反的恒容密闭容器中仅发生反应:应:2NO2(g) 2NO(g)O2(g)(正反应吸热正反应吸热)。实验测得:。实验测得:v正正v(NO2)消耗消耗k正正c2(NO2),v逆逆v(NO)消耗消耗2v(O2)消耗消耗k逆逆c2(NO)c(O2),k正正、k逆逆为速率常
38、数,受温为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是度影响。下列说法正确的是()表格型表格型容器编号容器编号物质的起始浓度物质的起始浓度(molL1)物质的平衡浓度物质的平衡浓度(molL1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)0.6000.20.30.50.2 00.50.35 答案答案CD2.(2016江苏化学,江苏化学,15)一定温度下,在一定温度下,在3个体积均为个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应的恒容密闭容器中反应2H2(g)CO(g) CH3OH(g) 达到平衡,下列说法正确的是达到平衡,下列说法正确的是(双选双选)()容器容器 温度温度/K物质的起始浓度物质的起始浓度/m
39、olL1物质的平衡浓度物质的平衡浓度/molL1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.0804000.400.200 500000.100.025A.该反应的正反应放热该反应的正反应放热B.达到平衡时,容器达到平衡时,容器中反应物转化率比容器中反应物转化率比容器中的大中的大C.达到平衡时,容器达到平衡时,容器中中c(H2)大于容器大于容器中中c(H2)的两倍的两倍D.达到平衡时,容器达到平衡时,容器中的正反应速率比容器中的正反应速率比容器中的大中的大解析解析对比容器对比容器和和可知两者投料量相当,若温度相同,最终建立等效平衡,但可知两者投料量相当,若温
40、度相同,最终建立等效平衡,但温度高,平衡时温度高,平衡时c(CH3OH)小,说明平衡向逆反应方向移动,即逆反应为吸热反应,小,说明平衡向逆反应方向移动,即逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,正反应为放热反应,A正确;正确;相对于相对于成比例增加投料量,相当于加压,平衡正向成比例增加投料量,相当于加压,平衡正向移动,转化率提高,所以移动,转化率提高,所以中转化率高,中转化率高,B错误;不考虑温度,错误;不考虑温度,中投料量是中投料量是的两的两倍,相当于加压,平衡正向移动,所以倍,相当于加压,平衡正向移动,所以中中c(H2)小于小于中中c(H2)的两倍,且的两倍,且的温度的温度比比高,相对于高,相
41、对于,平衡向逆反应方向移动,平衡向逆反应方向移动,c(H2)增大,增大,C错误;对比错误;对比和和,温度,温度相同,两者建立等效平衡两容器中速率相等,但相同,两者建立等效平衡两容器中速率相等,但温度高,速率加快,温度高,速率加快,D正确。正确。答案答案AD3.(2018江苏南京期初学情调研江苏南京期初学情调研)一定温度下,向容积为一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的密闭容器中充入一定量的的SO2和和O2,发生反应:,发生反应:2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)。反应过程中测定的部。反应过程中测定的部分数据见下表分数据见下表(表中表中t10D.相同温度下,起始时向容器中充入相
42、同温度下,起始时向容器中充入0.050 mol SO2和和0.030 mol O2,达到平衡时,达到平衡时SO2转化率小于转化率小于88% 解析解析0t1 min内,内,SO2减小减小0.10.0120.088 mol,v(SO3)v(SO2)0.088 mol/ 2 Lt10.044/t1 molL1min1,A项错误;项错误;0.1 mol SO3和和0.01 mol O2相当于相当于0.1 mol SO2和和0.06 mol O2,达到平衡时,与表中相同,在,达到平衡时,与表中相同,在t1时,时,SO2减小减小0.088 mol,则,则O2减小减小0.044 mol,平衡时,平衡时O2为
43、为0.060.0440.016 mol,与,与t2相同,所以在相同,所以在t1时,已时,已达平衡,则达平衡,则n(SO2)0.012 mol,B项正确;平衡时,项正确;平衡时,c(SO2)0.012 mol/2 L0.006 molL1,升高温度时,升高温度时,c(SO2)增大,平衡逆向移动,所以该反应为放热反应,增大,平衡逆向移动,所以该反应为放热反应,C项项错误;表中错误;表中SO2的转化率为的转化率为(0.10.012)/0.1 100%88%,若投入量减半,则相当,若投入量减半,则相当于减压,平衡逆向移动,于减压,平衡逆向移动,SO2的转化率减小,即小于的转化率减小,即小于88%,D项
44、正确。项正确。答案答案BD 4.(2018通扬泰徐淮宿二调通扬泰徐淮宿二调)Bodensteins研究反应:研究反应:H2(g)I2(g) 2HI(g)H0,观,观察图像知,随着温度的升高,察图像知,随着温度的升高,c(CO2)减小,平衡正移,则减小,平衡正移,则H0,错误;,错误;B项,相项,相同温度下,图中同温度下,图中点所在曲线对应的点所在曲线对应的c(CO2)高,表示通入高,表示通入0.2 mol CO2,则,则点所在点所在曲线表示通入曲线表示通入0.1 mol CO2,点和点和点的点的c(CO2)相等,由图知参加反应的相等,由图知参加反应的CO2的物的物质的量;质的量;点大于点大于点
45、的点的2倍,且该反应为气体分子数增多的反应,同时倍,且该反应为气体分子数增多的反应,同时点的温点的温度比度比点高,所以体系的总压强点高,所以体系的总压强p总总:p总总(状态状态)2p总总(状态状态),错误;,错误;C项,状态项,状态和和,温度相同,温度相同,中中CO2的投料量是的投料量是中中CO2投料量的投料量的2倍,若恒容时两平衡等倍,若恒容时两平衡等效,则有效,则有c(CO,状态,状态)2c(CO,状态,状态),但成比例增加投料量,相当于加压,但成比例增加投料量,相当于加压,平衡向逆反应方向移动,所以平衡向逆反应方向移动,所以c(CO,状态,状态)v逆逆(状态状态),错误。,错误。答案答案
46、C 7.(2018南京盐城一模南京盐城一模)已知:已知:CH4(g)2H2S(g) CS2(g)4H2(g)。向恒容密闭容器中。向恒容密闭容器中充入充入0.1 mol CH4和和0.2 mol H2S,不断升高温度,测得平衡时体系中各物质的物质的,不断升高温度,测得平衡时体系中各物质的物质的量分数与温度的关系如下图所示:量分数与温度的关系如下图所示:下列说法正确的是下列说法正确的是()A.该反应的该反应的H0B.X点点CH4的转化率为的转化率为20%C.X点与点与Y点容器内压强比为点容器内压强比为51 55D.维持维持Z点温度,向容器中再充入点温度,向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2各
47、各0.1 mol时时v(正正)v(逆逆)答案答案BD8.(2017江苏南京三模江苏南京三模)在在2 L恒容密闭容器中进行反应:恒容密闭容器中进行反应:2CO2(g)6H2(g) C2H5OH(g)3H2O(g)。起始时。起始时n(CO2)4 mol,投入不同量的,投入不同量的H2,测得,测得CO2的平衡的平衡转化率随温度变化关系如图所示,下列有关说法正确的是转化率随温度变化关系如图所示,下列有关说法正确的是()A.该反应的该反应的H0B.三种条件下起始的三种条件下起始的n(H2):,当,当H2的量越多,的量越多,CO2的转化率则越高,故起始时的转化率则越高,故起始时n(H2)为为,B项错误;扩
48、大容器体积,相项错误;扩大容器体积,相当于减小压强,平衡逆向移动,当于减小压强,平衡逆向移动,CO2的转化率减小,的转化率减小,C项错误;项错误;答案答案AD9.(2018盐城三调盐城三调)在三个容积均为在三个容积均为1 L的恒温恒容密闭容器中,起始时按表中相应的的恒温恒容密闭容器中,起始时按表中相应的量加入物质,在相同温度下发生反应量加入物质,在相同温度下发生反应3CO(g)3H2(g) (CH3)2O(g)CO2(g)(不发生不发生其他反应其他反应),CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。表格加图像型表格加图像型下列说法正确的是下列说法正确的是
49、(双选双选)()A.该反应的该反应的H0,图中压强,图中压强p1p2B.达到平衡时,容器达到平衡时,容器中中CO的平衡转化率大于的平衡转化率大于50%C.达到平衡时,容器达到平衡时,容器与容器与容器的总压强之比小于的总压强之比小于4 5D.达到平衡时,容器达到平衡时,容器中中n(CH3)2O是容器是容器中的中的2倍倍答案答案AC10.(2017江苏苏北三市三模江苏苏北三市三模)一定温度下,在三个容积均为一定温度下,在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发的恒容密闭容器中发生反应:生反应:CO(g)2H2(g) CH3OH(g),各容器中起始物质的物质的量与反应温度,各容器中起始物质的物质的量
50、与反应温度见下表,反应过程中容器见下表,反应过程中容器、中中CH3OH的物质的量随时间变化关系如下图所示:的物质的量随时间变化关系如下图所示:容器容器温度温度/起始物质的量起始物质的量/molCO(g)H2(g)CH3OH(g)T10.20.40T1000.4T20.20.40下列说法正确的是下列说法正确的是()A.在前在前20 min内,容器内,容器中反应的平均速率为中反应的平均速率为v(H2)0.012 molL1min1B.达到平衡后,容器达到平衡后,容器中再充入中再充入0.20 mol CO和和0.20 mol CH3OH,此时,此时v(正正)v(逆逆)C.达到平衡时,容器达到平衡时,
51、容器中的压强一定大于容器中的压强一定大于容器中的压强的两倍中的压强的两倍D.将容器将容器改为绝热容器,实验起始温度为改为绝热容器,实验起始温度为T2,达到平衡时,达到平衡时,CO的转化率小的转化率小于于50% 答案答案BD11.(2017江苏南京盐城二模江苏南京盐城二模)一定温度下,在三个容积均为一定温度下,在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应:的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO2(g)各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示,各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示,反应过程中甲、丙容器中反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关
52、系如的物质的量随时间变化关系如下图所示。下图所示。容器容器温度温度/起始物质的量浓度起始物质的量浓度/(molL1)NO(g)CO(g)N2CO2甲甲t1 0.100.1000乙乙t2000.100.20丙丙t20.100.1000下列说法正确的是下列说法正确的是()A.该反应的正反应为吸热反应该反应的正反应为吸热反应B.乙容器中反应达到平衡时,乙容器中反应达到平衡时,N2的转化率小于的转化率小于40%C.达到平衡时,乙容器中的压强一定大于甲容器的达到平衡时,乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍倍D.丙容器中反应达到平衡后,再充入丙容器中反应达到平衡后,再充入0.10 mol NO和和0.10 mol CO2,此时,此时v(正正)v(逆逆)答案答案B12.(2013江苏化学,江苏化学,15)一定条件下存在反应:一定条件下存在反应:CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g),其正反应放热。现有三个相同的其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热恒容绝热(与外界没有热量交换与外界没有热量交换)密闭容器密闭容器、,在,在中充入中充入1 mol CO和和1 mol H2O,在,在中充入中充入1 mol CO2和和1 mol H2,在,在中充入中充入2 mol CO和和2 mol H2O,700 条件下开始反应。
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