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文档简介
PAGE18-第2课时化学平衡状态化学平衡移动考试评价解读1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程,驾驭化学平衡的概念。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,相识并能用相关理论说明其一般规律。4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学探讨领域中的重要作用。核心素养达成变更观念与平衡思想知道化学变更须要肯定的条件,并遵循肯定规律:相识化学变更有肯定限度,是可以调控的。能多角度、动态地分析化学反应,运用化学反应原理解决实际问题。证据推理与模型认知建立观点、结论和证据之间的逻辑关系:知道可以通过分析、推理等方法相识化学平衡的特征及其影响因素,建立模型。通过运用模型说明化学现象,揭示现象的本质和规律。化学平衡状态[以练带忆]1.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,在肯定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是()A.Z为0.3mol·L-1 B.Y2为0.4mol·L-1C.X2为0.2mol·L-1 D.Z为0.4mol·L-1A解析:若反应向正反应进行到达平衡,X2、Y2的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则:X2(g)+Y2(g)2Z(g)初始浓度/(mol·L-1):0.10.30.2变更浓度/(mol·L-1):0.10.10.2平衡浓度/(mol·L-1):00.20.4若反应向逆反应进行到达平衡,X2、Y2的浓度最大,Z的浓度最小,假定完全反应,则:X2(g)+Y2(g)2Z(g)初始浓度/(mol·L-1):0.10.30.2变更浓度/(mol·L-1):0.10.10.2平衡浓度/(mol·L-1):0.20.40因为是可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2mol·L-1,0.2mol·L-1<c(Y2)<0.4mol·L-1,0<c(Z)<0.4mol·L-1,所以A选项正确,B、C、D选项错误。2.可逆反应N2+3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或反应产物浓度的变更来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.v正(N2)=3v逆(H2)D.2v正(H2)=3v逆(NH3)D解析:3v正(N2)=v正(H2),都是正反应,故A错误;v正(N2)=v逆(NH3),反应速率之比不等于化学方程式中的各物质系数之比,故B错误;v正(N2)=3v逆(H2),反应速率之比与化学方程式中各物质系数之比不等,故C错误;2v正(H2)=3v逆(NH3),反应速率之比等于化学方程式中的各物质系数之比,故v正=v逆,故D正确。3.用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-115.6kJ·mol-1。恒温恒容的密闭容器中,充入肯定量的反应物发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是()A.气体的质量不再变更B.氯化氢的转化率不再变更C.断开4molH—Cl键的同时生成4molH—O键D.n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)=4∶1∶2∶2B解析:反应物和反应产物均为气体,气体的总质量始终不变,A错误;反应正向进行时,HCl的转化率上升;反应逆向进行时,HCl的转化率降低,当HCl的转化率不再变更时,可以说明可逆反应达到平衡状态,B正确;断开4molH—Cl键和生成4molH—O键均表示正反应速率,不能据此推断反应是否达到平衡状态,C错误;反应达到平衡状态时,各反应物和反应产物的物质的量保持不变,但各物质的物质的量之比不肯定等于对应的系数之比,不能据此推断反应是否达到平衡状态,D错误。[练后梳理]1.可逆反应2.化学平衡状态(1)概念:肯定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中全部参与反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。(2)建立:在肯定条件下,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:以上过程可用如图表示:(3)平衡特点3.推断化学平衡状态的两种方法(1)动态标记:v正=v逆≠0①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。②不同物质:必需标明是“异向”的反应速率关系。如aA+bBcC+dD,eq\f(v正A,v逆B)=eq\f(a,b)时,反应达到平衡状态。(2)静态标记:各种“量”不变①各物质的质量、物质的量或浓度不变。②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。③温度、压强(化学方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。总之,若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量为“不变量”,则不能作为平衡标记。(3)综合分析举例mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)状态混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数肯定平衡各物质的质量或各物质的质量分数肯定平衡各气体的体积或体积分数肯定平衡总压强、总体积、总物质的量肯定不肯定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了mmolA,同时生成mmolA,即v正=v逆平衡在单位时间内消耗了nmolB,同时生成pmolC不肯定平衡正、逆反应速率的关系vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q,v正不肯定等于v逆不肯定平衡在单位时间内生成了nmolB,同时消耗了qmolD不肯定平衡压强m+n≠p+q时,总压强肯定(其他条件肯定)平衡m+n=p+q时,总压强肯定(其他条件肯定)不肯定平衡混合气体的平均相对分子质量(eq\x\to(M)r)eq\x\to(M)r肯定,当m+n≠p+q时平衡eq\x\to(M)r肯定,当m+n=p+q时不肯定平衡温度任何化学反应都伴随着能量的变更,在其他条件不变的状况下,体系温度肯定平衡密度密度肯定不肯定平衡颜色含有有色物质的体系颜色不再变更平衡化学平衡状态推断需“三关注”(1)关注反应条件,是恒温恒容,恒温恒压,还是绝热恒容容器。(2)关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应。(3)关注特别状况,是否有固体参与或生成,或固体的分解反应。化学平衡状态的移动[以练带忆]1.在某定容密闭容器中建立下列平衡:3A(g)+B(g)2C(g)+D(g),在上述反应中假如加入B的量后体系颜色加深,则有颜色的物质不行能为()A.AB.BC.CD.DA解析:平衡中加入B,平衡右移,C、D浓度增大,A的浓度减小,体系颜色加深,则有色气体不行能为A。加入B时,虽平衡右移,但B的浓度增大,因此有色气体可能为B。2.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是()A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥B解析:该反应为气体体积增大的吸热反应,所以升温柔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。3.将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中,在肯定条件下,发生如下反应并达到平衡:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。当变更某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是()选项变更条件新平衡与原平衡的比较A增大压强N2的浓度肯定减小B上升温度N2的转化率减小C充入肯定量H2H2的转化率不变,N2的转化率增大D运用适当催化剂NH3的体积分数增大B解析:A项,正反应是气体体积减小的反应,依据勒·夏特列原理可知,增大压强平衡向正反应方向移动,但氮气的浓度仍旧比原平衡大,不正确;B项,正反应是放热反应,则上升温度平衡向逆反应方向移动,氮气的转化率减小,正确;C项,充入肯定量的氢气,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率减小,不正确;D项,催化剂只能变更反应速率而不能变更平衡状态,不正确。[练后梳理]1.化学平衡移动的过程2.化学平衡移动与化学反应速率的关系(1)v正>v逆:平衡向正反应方向移动。(2)v正=v逆:反应达到平衡状态,不发生平衡移动。(3)v正<v逆:平衡向逆反应方向移动。3.影响化学平衡的因素(1)若其他条件不变,变更下列条件对化学平衡的影响如下:变更的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小反应产物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大反应产物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参与的反应)反应前后气体体积变更增大压强向气体分子总数减小的方向移动减小压强向气体分子总数增大的方向移动反应前后气体体积不变变更压强平衡不移动温度上升温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂同等程度变更v正、v逆,平衡不移动(2)勒·夏特列原理假如变更影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参与反应的物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种变更的方向移动。(3)“惰性气体”对化学平衡的影响①恒温恒容条件原平衡体系eq\o(→,\s\up10(充入惰性气体))体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。②恒温恒压条件原平衡体系eq\o(→,\s\up10(充入惰性气体))容器容积增大,各反应气体的分压减小→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)(1)由“化学平衡”可知,勒·夏特列原理的适用对象是可逆过程。(2)由“减弱”可知,只能减弱变更,而不能消退变更。考点1化学平衡状态的判定[抓本质·悟考法]肯定温度下,反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1molN2O4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()A.①③B.②④C.③④D.①④【解题关键点】(1)反应N2O4(g)2NO2(g)为气体物质的量增大的可逆反应。(2)反应在恒压密闭容器中进行。(3)四个图像展示了气体密度、ΔH、正反应速率、N2O4转化率的变更趋势。【易错失分点】本题易错误推断③中图像,随着反应的进行消耗的N2O4渐渐增多,生成的NO2渐渐增多直到平衡,但正反应速率渐渐减小,直到平衡时不再变更。而且无法确定正反应速率和逆反应速率的关系。[自主解答]________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________D解析:反应N2O4(g)2NO2(g)在恒压密闭容器中进行,随着反应的进行,气体的物质的量增加,则容器容积增大,由于气体质量不变,则气体密度减小,直到平衡时不再发生变更,①正确。在相同温度下,ΔH是恒量,不能作为推断平衡状态的标记,②错误。该反应充入1molN2O4,正反应速率应是渐渐减小直至不变,③错误。随着反应的进行,反应消耗的N2O4增多,因此N2O4转化率增大,平衡时N2O4转化率不再变更,④正确。[多角度·突破练]⊳角度1可逆反应的特征与平衡状态的建立1.合成氨是工业上的重要反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列说法不正确的是()A.反应达平衡状态后,各物质浓度不变,反应停止B.反应达平衡状态后,单位时间内生成1molN2的同时消耗3molH2C.在上述条件下,N2不行能100%转化为NH3D.运用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率A解析:反应达到平衡状态,是一个动态平衡,正、逆反应速率相等,各物质浓度不变,反应仍在进行,故A错误。2.肯定条件下,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,则下列推断正确的是()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0<c1<0.14mol·L-1D解析:X、Y平衡浓度之比为1∶3,转化浓度之比亦为1∶3,故c1∶c2=1∶3,X、Y的转化率相等,A、C不正确;平衡时v生成(Y)表示逆反应,v生成(Z)表示正反应,v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2,B不正确;由可逆反应的特点可知,0<c1<0.14mol·L-1,D正确。运用极端假设法确定各物质的浓度范围可逆反应中各物质浓度范围可依据极端假设法推断,假设反应正向或逆向进行究竟,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。例如:可逆反应A(g)+3B(g)2C(g),各物质的初始浓度分别为c(A)=0.1mol·L-1,c(B)=0.3mol·L-1,c(C)=0.2mol·L-1。假设反应正向进行究竟:A(g)+3B(g)2C(g)初始浓度/mol·L-10.10.30.2转化浓度/mol·L-10.10.30.2终态浓度/,mol·L-1000.4假设反应逆向进行究竟:A(g)+3B(g)2C(g)起始浓度/mol·L-10.10.30.2转化浓度/mol·L-10.10.30.2终态浓度/mol·L-10.20.60平衡体系中各物质的浓度范围为A∈(0,0.2),B∈(0,0.6),C∈(0,0.4)。⊳角度2化学平衡状态的判定3.肯定温度下,在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是()A.容器内气体压强不再变更B.容器内气体密度不再变更C.容器内气体颜色不再变更D.断裂1molCl—Cl键同时断裂1molH—Cl键D解析:在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s),依据化学方程式,反应过程中压强为变量,压强不再变更肯定平衡,故可以说明;在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s),反应过程中气体质量为变量,所以密度是变量,容器内气体密度不再变更肯定平衡,故可以说明;容器内气体颜色不再变更,说明氯气的浓度不变,肯定达到平衡状态,故可以说明;平衡时断裂1molCl—Cl键同时断裂2molH—Cl键,故D不能说明。4.在一个温度恒定、容积固定的密闭容器中,发生可逆反应mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g),已知m+n=p+q,且该反应为放热反应,反应达到平衡的标记是()①体系的压强不再变更②气体的密度不再变更③各气体的浓度不再变更④各气体的质量分数不再变更⑤反应速率v(C)∶v(D)=p∶q⑥单位时间内nmolB断键反应,同时pmolC也断键反应A.①②③④⑤⑥ B.①②③⑤C.①②③④⑥ D.④⑤⑥C解析:该反应的特点是随着反应进行,该体系的压强将变更,压强不变时说明达到平衡,①可以作为平衡的标记。随着反应进行,m(气)将发生变更,依据ρ=eq\f(m气,V),ρ不变,V不变,则m(气)也不变,说明达到平衡,②可以作为平衡的标记。各组分的浓度和质量分数不再变更,说明反应达到平衡状态,③和④可以作为平衡的标记。速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比,不论反应是否达到平衡状态都存在这一关系,故⑤不肯定是平衡状态。单位时间内nmolB断键反应,说明反应正向进行,同时pmolC断键反应,说明反应逆向进行,正、逆反应速率相等,⑥可以作为平衡的标记。推断化学平衡状态的方法——“正逆相等,变量不变”考点2化学平衡的移动与等效平衡[抓本质·悟考法](双选)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197kJ·mol-1,按不同方式向甲、乙、丙三个相同容积的密闭容器中投入反应物,且保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下表:容器甲乙丙反应物投入量2molSO2、1molO21molSO2、0.5molO22molSO3平衡常数K1KK3反应的能量变更放出akJ放出bkJ汲取ckJ气体密度ρ1ρ2ρ3反应物转化率α1α2α3下列有关的关系式正确的是()A.K1=K3<K2 B.ρ1=ρ3>ρ2C.α2+α3<1 D.2b+c>197【解题关键点】(1)可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为放热反应,在三个相同容积的密闭容器中保持恒温、恒容反应。(2)甲和丙分别从正、逆反应起先,可达等效平衡。(3)甲和乙比较,甲中两反应物的物质的量分别是乙中的2倍。【易错失分点】解答本题时,不能正确理解甲容器和丙容器为等效平衡,确定各物理量的关系;不能依据甲容器和乙容器关系,确定乙容器和丙容器物理量的关系。[自主解答]________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________BC解析:三个容器的容积相同,且保持恒温、恒容,而平衡常数只与温度有关,则平衡常数K1=K2=K3,A错误;甲和丙中通入气体的物质的量相等,且是乙中气体物质的量的2倍,由于在恒容条件下进行反应,则气体密度ρ1=ρ3>ρ2,B正确;甲和丙中反应分别从正向、逆向起先,达到平衡时二者是等效平衡,则有α1+α3=1;将甲的容积增大1倍,与乙中平衡体系等效,容积增大,压强减小,平衡向逆反应方向移动,反应物转化率减小,则有α1>α2,从而可得α2+α3<1,C正确;由C中分析可知,甲和丙中的反应是等效平衡,且反应分别从正、逆反应方向起先,则有a+c=197;若甲和乙中反应物的转化率相等,则甲中反应放出热量是乙中反应放出热量的2倍,则有a=2b,事实上甲中反应物的转化率大于乙,则有a>2b,从而可得2b+c<197,D错误。[多角度·突破练]⊳角度1化学平衡的移动与转化率1.已知反应式:mX(g)+nYpQ(s)+2mZ(g),已知反应已达平衡,此时c(X)=0.3mol·L-1,其他条件不变,若容器缩小到原来的eq\f(1,2),c(X)=0.5mol·L-1,下列说法正确的是()A.反应向逆方向移动B.Y可能是固体或液体C.系数n>mD.Z的体积分数减小C解析:依据c(X)=0.3mol·L-1,其他条件不变,若容器缩小到原来的eq\f(1,2),若平衡不移动,则c(X)=0.6mol·L-1>0.5mol·L-1,说明在消耗X,即平衡正向移动,A错误;缩小体积,即增大压强,平衡正向移动,说明正反应方向气体体积减小,故Y必为气体,B错误;平衡正向移动,说明正反应方向气体体积减小,m+n>2m,即n>m,C正确;平衡正向移动,生成了Z,故Z的体积分数增大,D错误。2.在肯定条件下,向密闭容器中充入30mLCO和20mL水蒸气,使其反应,当反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达到平衡时,水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等,则下列叙述错误的是()A.平衡后CO的体积分数为40%B.平衡后CO的转化率为25%C.平衡后水的转化率为50%D.平衡后混合气体的平均相对分子质量为24B解析:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)初始/mL302000转化/mLxxxx平衡/mL30-x20-xxx由题意知:20-x=x,故x=10,故平衡后总体积为(30-10)mL+(20-10)mL+10mL+10mL=50mL,CO的体积分数为eq\f(30-10,50)×100%=40%,A正确;CO的转化率为eq\f(10,30)×100%≈33.3%,B错误;H2O(g)的转化率为eq\f(10,20)×100%=50%,C正确;平衡后混合气体的平均相对分子质量不变,仍为eq\f(30×28+20×18,50)=24,D正确。3.已建立化学平衡的某可逆反应,当变更条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是()①反应产物的体积分数肯定增大②反应产物的产量肯定增加③反应物的转化率肯定增大④反应物浓度肯定降低⑤逆反应速率肯定降低⑥运用合适的催化剂A.②B.①②⑤C.②③④D.④⑥A解析:①若总物质的量不变,平衡向正反应方向移动,反应产物的体积分数肯定增大,若反应产物总物质的量的增大值小于混合物总物质的量的增大值,反应产物的体积分数可能降低,错误;②平衡向正反应方向移动,反应产物的物质的量肯定增加,正确;③增大某一反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,其他反应物的转化率增大,自身转化率降低,错误;④如增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,达到平衡时,反应物的浓度比变更条件前大,错误;⑤平衡向正反应方向移动,正反应速率肯定大于逆反应速率,但逆反应速率可能比原来的大,如上升温度或增大压强时,错误;⑥加入催化剂,正、逆反应速率同等程度地增大,平衡不移动,错误。4.对于可逆反应2A(s)+3B(g)C(g)+2D(g)ΔH<0,在肯定条件下达到平衡。下列有关叙述正确的是()①增加A的量,平衡向正反应方向移动②上升温度,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变④增大B的浓度,v(正)>v(逆)⑤加入催化剂,B的转化率提高A.①②B.④C.③D.④⑤B解析:①A是固体,其量的变更对平衡无影响,错误;②上升温度,v(正)、v(逆)均增大,但v(逆)增大的程度大,平衡向逆反应方向移动,错误;③此反应为反应前后气体分子数不变的反应,故增大压强,平衡不移动,但v(正)、v(逆)都增大,错误;④增大B的浓度,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动,v(正)>v(逆),正确;⑤催化剂不能使化学平衡发生移动,B的转化率不变,错误。化学平衡移动中的易错点(1)化学平衡发生移动的实质是正、逆反应速率不相等。但正、逆反应速率发生变更,平衡不肯定移动。例如:运用催化剂,正、逆反应速率均增大,但是增大后的正、逆反应速率仍旧相等,所以平衡不发生移动。(2)不要把v(正)增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有v(正)>v(逆)时,平衡才向正反应方向移动。(3)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来,当反应物总量不变时,平衡向正反应方向移动,反应物的转化率提高;当增大一种反应物的浓度,使平衡向正反应方向移动时,只会使其他反应物的转化率提高。⊳角度2应用“等效平衡”推断平衡移动结果5.已知H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0。有相同容积的恒容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,在相同温度下分别达到平衡。现欲使甲中HI平衡时的百分含量大于乙中HI平衡时的百分含量,则应实行的措施是()A.甲、乙提高相同温度B.甲中加入0.1molHe,乙中不变C.甲降低温度,乙增大压强D.甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2C解析:相同温度下,相同容积的恒容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,此时二者建立的平衡是等效的。甲、乙提高相同温度,平衡均逆向移动,HI的平衡浓度均减小,故A错误;甲中加入0.1molHe,在恒容密闭容器中,平衡不会移动,故B错误;甲降低温度,平衡正向移动,甲中HI的平衡浓度增大,乙增大压强平衡不变,HI平衡时的百分含量不变,故C正确;甲中增加0.1molH2,乙增加0.1molI2,结果还是等效的,故D错误。6.在恒温恒压条件下,向可变的密闭容器中充入3LA和2LB发生如下反应3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g),达到平衡时C的体积分数为m%。若维持温度不变,将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为初始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%。则x、y的值分别为()A.x=3、y=1 B.x=4、y=1C.x=5、y=1 D.x=2、y=3C解析:由题意可知恒温恒压下,向容积可变的密闭容器中,状态Ⅰ:3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)初始体积/L32状态Ⅱ:3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)初始体积/L0.60.440.8两种状态下到平衡时混合气体中C的体积分数均为m%,则二者为等效平衡状态,利用极限转化为起始量时,A、B的物质的量之比为3∶2,所以状态Ⅱ:3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)初始体积/L0.6+eq\f(3,x)×40.4+eq\f(2,y)×0.8则(0.6+eq\f(12,x))∶(0.4+eq\f(1.6,y))=3∶2,解得x∶y=5∶1,明显只有C中x=5、y=1符合。7.在相同温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组试验,试验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表CO2H2COH2O甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙0mol0molamolamol丁amol0molamolamol上述四种状况达到平衡后,n(CO)的大小依次是()A.乙=丁>甲=丙B.甲>乙>丙>丁C.乙=甲>丁=丙D.丁>丙>乙>甲A解析:四种状况均“一边倒”为反应物,进行比较:CO2H2COH2O甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙amolamol0mol0mol丁2amolamol0mol0mol所以乙和丁中相当于增大了反应物(CO2)的初始量,平衡向正反应方向移动,相对于甲和丙中n(CO)增大,故有乙=丁>甲=丙。虚拟“中间态”法构建等效平衡(1)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洁的叠加并压缩而成,相当于增大压强。(2)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)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简洁的叠加,压强不变,平衡不移动。1.(命题情境:汽车尾气处理与化学平衡问题)汽车尾气系统中的催化转化器,可有效降低尾气中的CO、NO和NO2等向大气的排放。在催化转化器的前半部分发生的反应为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。肯定条件下,下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是()A.正、逆反应速率都等于零B.CO、NO、CO2、N2的浓度相等C.CO、NO、CO2、N2在容器中共存D.CO、NO、CO2、N2的浓度均不再变更D解析:在肯定条件下,当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时且不等于零,或反应物的浓度与反应产物的浓度不再变更即为平衡状态,故A错误;CO、NO、CO2、N2的浓度相等,并不能说明各物质的浓度不变,不能说明反应达到了平衡状态,故B错误;可逆反应中的反应物和反应产物都会同时存在于一个容器中,CO、NO、CO2、N2在容器中共存不能说明为平衡状态,故C错误;CO、NO、CO2、N2的浓度均不再变更,能够说明反应达到平衡状态,故D正确。2.氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是()A.容器内气体压强保持不变B.汲取ymolH2只需1molMHxC.若降温,该反应的平衡常数减小D.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)A解析:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)ΔH<0,该反应属于气体的物质的量发生变更的反应。平衡时气体的物质的量不变,压强不变,A正确;该反应为可逆反应,汲取ymolH2须要大于1mol的MHx,B错误;降低温度,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,C错误;向容器内通入少量氢气,相当于增大压强,平衡正向移动,v(放氢)<v(吸氢),D错误。3.(命题情境:汽车尾气处理与化学平衡移动问题)大气中的污染物氮氧化物主要来源于机动车尾气,低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)ΔH<0。在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是()A.单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时,反应达到平衡B.平衡时,其他条件不变,上升温度可使该反应的平衡常数增大C.平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小D.其他条件不变,运用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大A解析:单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡,故A正确;该反应是放热可逆反应,上升温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故B错误;增加NH3的浓度,平衡向正反应方向移动,新平衡时,NH3的转化率减小,氮氧化物的转化率增大,故C错误;运用高效催化剂,反应速率加快,化学平衡不移动,废气中氮氧化物的转化率不变,故D错误。4.化学转移反应是一种固体或液体物质A在肯定温度下与一种气体物质B反应,先形成气相产物,该气相产物在体系的不同温度部分又发生逆反应,结果重新得到A的反应,下图为固体物质A发生转移反应的志向装置,在原料放置区(即图中T1段),A和B尽可能生成C并向沉淀区移动,在沉淀区(T2段),C尽可能分解沉积出A。下列说法不正确的是()A.温度和浓度是反应的重要要素B.绝大多数化学转移反应应在真空中进行C.对于化学转移反应A(s)+B(g)C(g),降低C的浓度,平衡正向移动D.用化学转移反应制备TaS2晶体:2TaI5(s)+2S2(g)5I2(g)+2TaS2(s)ΔH>0,T1应当小于T2D解析:温度和浓度都能影响化学反应速率,所以是反应的重要要素,故A正确;因为化学转移反应会受到其他气体的影响,所以绝大多数化学转移反应应在真空中进行,故B正确;A(s)+B(g)C(g),降低C的浓度,则平衡向正反应方向移动,故C正确;2TaI5(s)+2S2(g)5I2(g)+2TaS2(s)ΔH>0,则用化学转移反应制备TaS2,所以在T1时要平衡向正反应方向移动,T2时要平衡向逆反应方向移动,所以T1应当大于T2,故D错误。5.(命题情境:新型材料与化学平衡问题)工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成新型半导体材料氮化镓(GaN)固体,同时有氢气生成[2Ga(s)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g)]。反应中,每生成3molH2时放出30.8kJ的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应,下列有关表达正确的是()A.Ⅰ图像中假如纵坐标为正反应速率,则T时刻变更的条件可以为升温或加压B.Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率C.Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率D.Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量A解析:A项,Ⅰ图像中假如纵坐标为正反应速率,上升温度或增大压强,正反应速率会突然增大,且平衡
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