《2018-2019版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的限度 第4課時學(xué)案 魯科版選修4.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的限度 第4課時學(xué)案 魯科版選修4.doc(18頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
第4課時 濃度、壓強對化學(xué)平衡的影響
[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.知道濃度、壓強對化學(xué)平衡影響的規(guī)律。2.會根據(jù)勒夏特列原理(化學(xué)平衡移動原理)判斷化學(xué)平衡移動的方向。
一、濃度對化學(xué)平衡的影響
1.實驗探究
按表中實驗要求完成實驗,將有關(guān)實驗現(xiàn)象及其結(jié)論填入表中:
原理
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(紅色)
實驗(1)步驟
現(xiàn)象
溶液顏色變深
溶液顏色變深
實驗(2)步驟
試管①中滴加0.01 molL-1NaOH溶液
試管②中滴加0.01 molL-1 NaOH溶液
現(xiàn)象
溶液顏色變淺
溶液顏色變淺
實驗
結(jié)論
增大c(Fe3+)或c(SCN-)后,F(xiàn)e(SCN)3的濃度均增大,即化學(xué)平衡均向正反應(yīng)方向移動;滴加NaOH溶液,由于3OH-+Fe3+===Fe(OH)3↓,使Fe3+的濃度減小,F(xiàn)e(SCN)3的濃度減小,即化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動
2.理論分析
在一定條件下,反應(yīng)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3達(dá)到平衡狀態(tài),溫度一定,平衡常數(shù)K為一定值。分析下列條件改變時濃度商Q的變化及平衡移動的方向,并填寫下表:
濃度變化
Q值變化
Q與K關(guān)系
平衡移動方向
增大反應(yīng)物c(Fe3+)
減小
Q
K
逆反應(yīng)方向
增大生成物c[Fe(SCN)3]
濃度對平衡移動的影響規(guī)律
(1)在其他條件不變的情況下
①增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度時,QK,平衡向逆反應(yīng)方向移動。
(2)只改變固體或純液體反應(yīng)物的用量,濃度商不變,Q=K,化學(xué)平衡不移動。
例1 向盛有5 mL 0.005 molL-1FeCl3溶液的試管中加入5 mL 0.01 molL-1的KSCN溶液,充分混勻,溶液顏色深淺不再變化后建立化學(xué)平衡FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl。下列敘述中,不正確的是( )
A.加水至溶液的體積加倍,溶液紅色變淺,但化學(xué)平衡不移動
B.再滴加少量0.1 molL-1的KSCN溶液,溶液紅色變深,化學(xué)平衡右移
C.再滴加少量0.1 molL-1的NaOH溶液,會有紅褐色沉淀產(chǎn)生,上部溶液紅色變淺,化學(xué)平衡左移
D.再滴加少量0.1 molL-1 FeCl3溶液,溶液紅色變深,化學(xué)平衡右移
答案 A
解析 在溶液中反應(yīng)的離子方程式為Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加水稀釋,Q變大,K不變,即Q>K,平衡向左移動;加入SCN-或Fe3+,Q變小,使QK,平衡向左移動。
考點 濃度變化對化學(xué)平衡移動的影響
題點 濃度影響化學(xué)平衡移動的規(guī)律
易錯警示 對于溶液中的離子平衡體系,注意離子濃度的改變方式,不參加反應(yīng)的離子不影響平衡。像FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,增加KCl固體的量,平衡不移動,因為KCl不參與離子反應(yīng)。
例2 某條件下,恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,下列說法不正確的是( )
A.增加氫氣的濃度,可使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大
B.單位時間內(nèi)消耗CO2和H2的物質(zhì)的量比為1∶3時,反應(yīng)達(dá)到平衡
C.及時分離出CH3OH和H2O(g)可提高CO2和H2的轉(zhuǎn)化率
D.升高溫度可使該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小
答案 B
解析 增加一種反應(yīng)物的濃度,另外一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大,A項正確;任何時間CO2和H2消耗的物質(zhì)的量之比都為1∶3,B項錯誤;分離出CH3OH和H2O(g),相當(dāng)于減小生成物的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動,CO2與H2的轉(zhuǎn)化率增大,C項正確;正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡常數(shù)減小,D項正確。
考點 濃度變化對化學(xué)平衡移動的影響
題點 濃度影響化學(xué)平衡移動的規(guī)律
規(guī)律總結(jié) (1)增大一種反應(yīng)物濃度,該反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率降低,而其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大。工業(yè)生產(chǎn)通常采用增大廉價反應(yīng)物的濃度來提高貴重物質(zhì)轉(zhuǎn)化率的措施,從而降低生產(chǎn)成本。
(2)可以通過分離出生成物,降低生成物濃度,從而提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。
二、壓強對化學(xué)平衡的影響
1.實驗探究
按表中實驗要求完成實驗,將有關(guān)實驗現(xiàn)象及其結(jié)論填入表中:
實驗原理
N2O4(g)2NO2(g)(紅棕色) Δνg>0
實驗操作
三支針筒中均抽入10 cm3 NO2氣體,將針筒前端封閉
將第二支針筒活塞迅速推至5 cm3處(體積減小,壓強增大)
將第三支針筒活塞迅速拉至 20 cm3處(體積增大,壓強減小)
實驗現(xiàn)象
氣體顏色先變深,后變淺,最終比原來深
氣體顏色先變淺,后變深,最終比原來淺
實驗結(jié)論
壓強增大,體積減小時,c(NO2)變大后又減小,平衡向左移動
壓強減小,體積增大時,c(NO2)減小后又增大,平衡向右移動
2.理論分析
化學(xué)方程式中氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)變化
壓強變化
Q值變化
Q與K關(guān)系
平衡移動方向
增大
增大
增大
Q>K
逆向移動
減小
減小
QK
逆向移動
不變
增大
不變
Q=K
不移動
減小
壓強對化學(xué)平衡移動影響的規(guī)律
(1)若反應(yīng)前后氣體的系數(shù)不變(Δνg=0)
改變壓強,化學(xué)平衡不移動。
(2)若反應(yīng)前后氣體的系數(shù)改變(Δνg≠0)
①增大壓強,平衡向氣體體積減小的方向移動;
②減小壓強,平衡向氣體體積增大的方向移動。
(3)壓強改變只影響有氣體參加或生成的可逆反應(yīng),對于只涉及固體或液體的反應(yīng),壓強的影響不予考慮。
例3 一定溫度下,反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在密閉容器中進(jìn)行,一段時間后達(dá)到平衡,下列措施不能使平衡發(fā)生移動的是( )
①增加C的物質(zhì)的量 ②保持容器容積不變,充入N2使體系壓強增大 ③將容器的容積縮小一半?、鼙3謮簭姴蛔儯淙隢2使容器容積變大
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
答案 A
解析?、貱是固體,其濃度為常數(shù),改變它的量平衡不移動;②該反應(yīng)為氣體體積不相等的反應(yīng),保持容器容積不變,充入N2,由于c(H2O)、c(CO)、c(H2)都不變,所以平衡不移動;③縮小容器容積,壓強增大,平衡左移;④保持壓強不變,充入N2,容器容積擴大,平衡右移。
考點 壓強變化對化學(xué)平衡移動的影響
題點 壓強影響化學(xué)平衡移動的規(guī)律
規(guī)律總結(jié) (1)恒溫恒容條件:
原平衡體系體系總壓增大―→體系中各反應(yīng)物濃度不變―→平衡不移動。
(2)恒溫恒壓條件:
(3)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時,應(yīng)視為壓強的影響。
三、勒夏特列原理
1.向一密閉容器中通入1 mol N2、3 mol H2發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,一段時間后達(dá)到平衡。
(1)若增大N2的濃度,平衡移動的方向是向右移動;達(dá)新平衡時,氮氣的濃度與改變時相比較,其變化是減小。
(2)若升高溫度,平衡移動的方向是向左移動;達(dá)新平衡時的溫度與改變時相比較,其變化是降低。
(3)若增大壓強,平衡移動的方向是向右移動;達(dá)新平衡時的壓強與改變時相比較,其變化是減小。
2.根據(jù)以上分析,得知如果改變影響平衡的條件之一,平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。該結(jié)論就是勒夏特列原理。
(1)平衡移動的結(jié)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(zhuǎn)”外界條件的影響。
(2)適用條件
①只適用于判斷“改變影響平衡的一個條件”時平衡移動的方向。
②平衡移動原理不僅適用于化學(xué)平衡,也適用于其他平衡體系,如溶解平衡、電離平衡、水解平衡等。
例4 下列事實不能用平衡移動原理解釋的是( )
A.用排飽和食鹽水法收集Cl2
B.加壓有利于合成氨反應(yīng)
C.冰鎮(zhèn)的啤酒打開后泛起泡沫
D.對2HI(g)H2(g)+I(xiàn)2(g)平衡體系增加壓強使顏色變深
答案 D
解析 A項,Cl2+H2OH++Cl-+HClO,在飽和食鹽水中,平衡向左移動,降低了Cl2在水中溶解度;B項,增大壓強,合成氨平衡向右移動;C項,減小壓強使氣體的溶解度降低,溶解的CO2逸出;D項,平衡沒有發(fā)生移動,只是I2(g)的濃度增大,顏色加深。
考點 化學(xué)平衡影響因素的綜合
題點 勒夏特列原理的理解與應(yīng)用
易錯警示 勒夏特列原理(即化學(xué)平衡移動原理)適用于所有平衡體系,如果是平衡體系,改變條件,平衡沒有發(fā)生移動或不符合平衡移動規(guī)律的現(xiàn)象,不能用化學(xué)平衡移動原理解釋。
例5 可逆反應(yīng)2A2(g)+B2(g)2A2B(l)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))已達(dá)到平衡,要使平衡向右移動,可以采取的措施是( )
A.升高溫度 B.加入催化劑
C.增大壓強 D.增加A2B的量
答案 C
解析 該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動,即平衡向右移動。
考點 化學(xué)平衡影響因素的綜合
題點 改變條件使化學(xué)平衡定向移動
易錯警示 (1)使用催化劑,正、逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)相同,化學(xué)平衡不移動。
(2)改變固體或液體使用量,而不改變反應(yīng)物濃度時,化學(xué)平衡不移動。
1.合成氨所需的氫氣可用煤和水做原料經(jīng)多步反應(yīng)制得,其中的一步反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,反應(yīng)達(dá)到平衡后,為提高CO的轉(zhuǎn)化率,下列措施中正確的是( )
A.增加壓強 B.降低溫度
C.增大CO的濃度 D.更換催化劑
答案 B
解析 A項,因該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量相等的反應(yīng),故增加壓強只能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間,并不能使該平衡發(fā)生移動,因而無法提高CO的轉(zhuǎn)化率;B項,因該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度能使平衡向右移動,從而提高CO的轉(zhuǎn)化率;D項,不能提高CO的轉(zhuǎn)化率。
考點 化學(xué)平衡影響因素的綜合
題點 改變條件使化學(xué)平衡定向移動
2.將NO2裝入帶活塞的密閉容器中,當(dāng)反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡后,改變下列一個條件,其中敘述正確的是( )
A.升高溫度,氣體顏色加深,則此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.慢慢壓縮氣體體積,平衡向右移動,混合氣體顏色變淺
C.慢慢壓縮氣體體積,若體積減小一半,壓強增大,但小于原來的兩倍
D.恒溫恒容時,充入惰性氣體,壓強增大,平衡向右移動,混合氣體的顏色變淺
答案 C
解析 升高溫度,氣體顏色加深,則平衡向左移動,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),A錯誤;根據(jù)勒夏特列原理,混合氣體的顏色比原平衡深,壓強小于原平衡的兩倍,因此B錯誤,C正確;恒溫恒容,充入惰性氣體,c(NO2)和c(N2O4)均不變,平衡不移動,氣體的顏色不變,D錯誤。
考點 化學(xué)平衡影響因素的綜合
題點 改變條件使化學(xué)平衡定向移動
3.在一密閉容器中,反應(yīng)aA(g)bB(g)達(dá)平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當(dāng)達(dá)到新的平衡時,B的濃度是原來的60%,則( )
A.平衡向逆反應(yīng)方向移動了
B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減小了
C.物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了
D.a>b
答案 C
解析 溫度不變,容積擴大一倍,壓強減小,若平衡不移動,則B的濃度應(yīng)為原來的50%,而實際為60%,說明平衡向正反應(yīng)方向移動了,則A的轉(zhuǎn)化率增大、B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大;正反應(yīng)方向是氣體體積增大的方向,即a0。下列敘述正確的是( )
A.若繼續(xù)充入X,平衡向正反應(yīng)方向移動,Y的轉(zhuǎn)化率增大
B.若繼續(xù)通入Z,平衡逆向移動,Z的體積分?jǐn)?shù)減小
C.若移走部分W,平衡正向移動
D.平衡后移走X,上述反應(yīng)的ΔH減小
答案 A
解析 B項,通入Z,平衡逆向移動,Z的體積分?jǐn)?shù)增大;C項,W為固體,改變其用量,平衡不移動;D項,ΔH只與方程式中的化學(xué)計量數(shù)及狀態(tài)有關(guān),與反應(yīng)物的量無關(guān)。
考點 濃度變化對化學(xué)平衡移動的影響
題點 濃度影響化學(xué)平衡移動的規(guī)律
2.在體積和溫度不變的密閉容器中充入a mol X和足量Y,發(fā)生反應(yīng):2X(g)+Y(s)Z(g)+W(g),建立平衡后,若再加入b mol X,下列判斷不正確的是( )
A.平衡正向移動 B.X的轉(zhuǎn)化率不變
C.Y的轉(zhuǎn)化率增大 D.X的轉(zhuǎn)化率減小
答案 D
解析 在體積和溫度不變的密閉容器中充入a mol X和足量Y,發(fā)生反應(yīng):2X(g)+Y(s)Z(g)+W(g),建立平衡后,若再加入b mol X,反應(yīng)物濃度增大,平衡正向移動;Y為固體,反應(yīng)前后氣體體積不變,加入X,最后達(dá)到平衡狀態(tài),相當(dāng)于增大壓強,X的平衡轉(zhuǎn)化率不變,Y的轉(zhuǎn)化率增大。
考點 濃度變化對化學(xué)平衡移動的影響
題點 濃度影響化學(xué)平衡移動的規(guī)律
題組2 壓強對化學(xué)平衡的影響
3.在恒溫時,一固定容積的容器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡時,再向容器內(nèi)通入一定量的NO2(g)重新達(dá)到平衡后,與第一次平衡時相比,NO2的體積分?jǐn)?shù)( )
A.不變 B.增大
C.減小 D.無法判斷
答案 C
解析 恒溫、定容平衡后再加入NO2(g),相當(dāng)于增大了容器的壓強,平衡向著生成N2O4的方向移動,NO2的體積分?jǐn)?shù)減小。
考點 壓強變化對化學(xué)平衡移動的影響
題點 壓強影響化學(xué)平衡移動的規(guī)律
4.對于密閉容器中的可逆反應(yīng):mX(g)+nY(s)pZ(g) ΔH<0,達(dá)到化學(xué)平衡后,改變條件,下列表達(dá)不正確的是( )
A.增大壓強,化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動
B.通入氦氣,化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動
C.增加X或Y的物質(zhì)的量,化學(xué)平衡一定發(fā)生移動
D.其他條件不變,升高溫度,化學(xué)平衡一定發(fā)生移動
答案 C
解析 由于該反應(yīng)反應(yīng)前后體積變化不明確,故改變壓強不能確定化學(xué)平衡是否移動,A項正確;恒容條件下充入氦氣,沒有改變平衡體系中各物質(zhì)的濃度,平衡不移動,恒壓條件下充入氦氣,相當(dāng)于減小壓強,平衡向氣體體積增大的方向移動,B項正確;由于Y為固體,改變其用量不影響化學(xué)平衡,C項不正確;該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動,D項正確。
考點 壓強變化對化學(xué)平衡移動的影響
題點 壓強影響化學(xué)平衡移動的規(guī)律
5.如圖為一帶可移動隔板的密閉容器,某溫度下,左、右兩側(cè)反應(yīng)均達(dá)到平衡,此時隔板處于容器中央。若保持溫度不變,向左側(cè)容器中充入一定量的H2,下列說法正確的是( )
A.兩側(cè)平衡均向正反應(yīng)方向移動
B.左側(cè)平衡向逆反應(yīng)方向移動
C.右側(cè)平衡向逆反應(yīng)方向移動
D.兩側(cè)平衡均向逆反應(yīng)方向移動
答案 A
解析 向左側(cè)容器中通入H2,H2的濃度增大,平衡右移,但總壓強增大,隔板右移,右側(cè)壓強增大,使右側(cè)反應(yīng)平衡右移。
考點 壓強變化對化學(xué)平衡移動的影響
題點 壓強影響化學(xué)平衡移動的規(guī)律
6.在一個不導(dǎo)熱的密閉反應(yīng)器中,只發(fā)生兩個反應(yīng):
A(g)+B(g)2C(g) ΔH1<0
X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH2>0
進(jìn)行相關(guān)操作且達(dá)到平衡后(忽略體積改變所做的功),下列敘述錯誤的是( )
A.恒壓時,通入惰性氣體,C的物質(zhì)的量不變
B.恒壓時,通入Z氣體,反應(yīng)器中溫度升高
C.恒容時,通入惰性氣體,兩反應(yīng)的化學(xué)平衡不移動
D.恒容時,通入Z氣體,Y的物質(zhì)的量濃度增大
答案 A
解析 對化學(xué)平衡體系恒壓條件下通入惰性氣體,為保持恒壓,體積增大,相當(dāng)于壓強減小,對第二個反應(yīng)導(dǎo)致平衡向左移動,則放熱,使體系溫度升高,對第一個反應(yīng)平衡左移,C的物質(zhì)的量減小;恒壓條件下通入Z氣體,第二個反應(yīng)平衡向左移動,放熱,反應(yīng)容器中溫度升高;恒容條件下通入惰性氣體,總壓增大而分壓不變,平衡不移動;恒容時通入Z氣體,導(dǎo)致第二個反應(yīng)平衡左移,Y的物質(zhì)的量濃度增大。
考點 壓強變化對化學(xué)平衡移動的影響
題點 壓強影響化學(xué)平衡移動的規(guī)律
7.某溫度下,密閉容器中發(fā)生反應(yīng)aX(g)bY(g)+cZ(g),達(dá)到平衡后,保持溫度不變,將容器的容積壓縮到原來容積的一半,當(dāng)達(dá)到新平衡時,物質(zhì)Y和Z的濃度均是原來的1.8倍。則下列敘述正確的是( )
A.可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù):a>b+c
B.壓縮容器的容積時,v正增大,v逆減小
C.達(dá)到新平衡時,物質(zhì)X的轉(zhuǎn)化率減小
D.達(dá)到新平衡時,混合物中Z的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大
答案 C
解析 體積縮小為原來的一半,假設(shè)平衡不移動,則Y和Z的濃度應(yīng)該為原來的2倍,而現(xiàn)為1.8倍,則表明平衡向逆反應(yīng)方向移動,壓強增大,v正、v逆均增大,且v逆>v正;向Y、Z消耗的方向,即逆反應(yīng)方向移動,則b+c>a;X的轉(zhuǎn)化率減?。换旌衔镏衂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小。
考點 壓強變化對化學(xué)平衡移動的影響
題點 壓強影響化學(xué)平衡移動的規(guī)律
題組3 影響化學(xué)平衡的外界因素的綜合分析
8.t ℃時,某一氣態(tài)平衡體系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四種物質(zhì),此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=,有關(guān)該平衡體系的說法正確的是( )
A.升高溫度,平衡常數(shù)K一定增大
B.增大壓強W(g)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加
C.該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為X(g)+2Y(g)2Z(g)+2W(g)
D.增大X(g)濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動
答案 D
解析 A項,升高溫度,對于吸熱反應(yīng),平衡常數(shù)K增大,對于放熱反應(yīng),平衡常數(shù)K減?。籅項,增大壓強,平衡向氣體體積減小的方向移動,即向正反應(yīng)方向移動,W(g)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小;C項,根據(jù)K值表達(dá)式,得反應(yīng)方程式:2Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g)。
考點 化學(xué)平衡影響因素的綜合
題點 改變條件使化學(xué)平衡定向移動
9.一定條件下,下列反應(yīng)中水蒸氣含量隨反應(yīng)時間的變化趨勢符合下圖的是( )
A.CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH<0
B.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0
C.CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)+H2O(g) ΔH>0
D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2C6H5CH===CH2(g)+2H2O(g) ΔH<0
答案 A
解析 四個選項中,水蒸氣均為生成物,由溫度—時間圖像可知,T2先達(dá)到平衡,因此T2>T1,溫度升高,水蒸氣含量減少,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),因此B、C不符合題意;由壓強—時間圖像可知,p1先達(dá)到平衡,即p1>p2,隨著壓強的增加,水蒸氣含量增加,因此正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),因此D不符合題意,只有A符合題意。
考點 化學(xué)平衡圖像
題點 化學(xué)平衡圖像的綜合
10.在一體積可變的密閉容器中,加入一定量的X、Y,發(fā)生反應(yīng)mX(g)nY(g) ΔH=
Q kJmol-1。反應(yīng)達(dá)到平衡時,Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關(guān)系如下表所示:
氣體體積/L
c(Y)/molL-1
溫度/℃
1
2
3
100
1.00
0.75
0.53
200
1.20
0.90
0.63
300
1.30
1.00
0.70
下列說法正確的是( )
A.m>n
B.Q<0
C.溫度不變,壓強增大,Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少
D.體積不變,溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動
答案 C
解析 升溫,c(Y)增大,平衡右移,所以Q>0,B、D項錯誤;氣體體積增大1倍,若平衡不移動,c(Y)應(yīng)減小為一半,現(xiàn)c(Y)比一半大,即減壓平衡向右移動,m2p乙
B.SO3的質(zhì)量m:m甲>2m乙
C.平衡常數(shù)K:K甲>K乙
D.反應(yīng)放出或吸收熱量的數(shù)值Q:Q甲>2Q乙
答案 (1)增大 增大 減小 不變 (2)BD
解析 (1)a項,恒溫恒容條件下,再充入1 mol O2,c(O2)增大,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率增大;b項,先假設(shè)在恒溫恒壓條件下再充入2 mol SO2和1 mol O2,則平衡時,SO2的轉(zhuǎn)化率與原平衡相等,然后將體積縮小至原平衡,即保持題干要求的恒溫恒容條件,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率增大;c項,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率減小;d項,恒溫恒容條件下,充入氦氣,反應(yīng)體系各組分濃度不變,平衡不移動,SO2的轉(zhuǎn)化率不變。
(2)平衡乙中,壓強為p乙,m(SO3)為m乙,放出熱量Q乙。
甲的平衡建立過程可以虛擬如下:
平衡Ⅰ加壓得平衡甲,平衡向正反應(yīng)方向移動。
平衡Ⅰ中,壓強為p乙,m(SO3)為2m乙,放出熱量2Q乙,故推知p乙2m乙,Q甲
>2Q乙,故B項和D項正確;C項,溫度不變,K不變,故C項不正確。
14.已知在一恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.0 kJmol-1。
SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如下圖所示:
根據(jù)圖示回答下列問題:
(1)壓強:p1________(填“>”“=”或“<”)p2。
(2)升高溫度,平衡向________(填“左”或“右”)移動。
(3)200 ℃下,將一定量的SO2和O2充入體積為2 L的密閉容器中,經(jīng)10 min后測得容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表所示:
氣體
SO2
O2
SO3
物質(zhì)的量/mol
1.6
1.8
0.4
①該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________(填字母)。
a.SO2和O2的體積比保持不變
b.混合氣體的密度保持不變
c.體系的壓強保持不變
d.SO2和SO3物質(zhì)的量之和保持不變
②當(dāng)反應(yīng)放出98.0 kJ熱量時,測得該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),該溫度下SO2的轉(zhuǎn)化率為________。
(4)400 ℃時,將等量的SO2和O2在兩個容積相等的容器中反應(yīng),并達(dá)到平衡。在這過程中,甲容器保持體積不變,乙容器保持壓強不變,若甲容器中SO2的百分含量為p%,則乙容器中SO2的百分含量________(填字母)。
a.等于p% b.大于p%
c.小于p% d.無法判斷
答案 (1)> (2)左 (3)①ac ②50% (4)c
解析 (1)由圖可知:溫度一定時,如200 ℃時,B點SO2的轉(zhuǎn)化率大于A點SO2的轉(zhuǎn)化率,增大壓強,平衡向氣體化學(xué)計量數(shù)減小的方向移動,故p1>p2。
(2)由圖可知:壓強一定時,升高溫度,SO2轉(zhuǎn)化率減小,平衡向左移動。
(3)①SO2、O2起始物質(zhì)的量分別為n(SO2)=1.6 mol+0.4 mol=2.0 mol,n(O2)=1.8 mol+0.2 mol=2.0 mol。因溫度和體積不變,a項,開始加入SO2和O2的物質(zhì)的量相等,而Δn(SO2)與Δn(O2)不同,故a項能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);b項,容器體積不變,混合氣體質(zhì)量不變,故反應(yīng)前后氣體密度不變,故b項不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡;c項,因反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量減小,當(dāng)溫度體積不變時反應(yīng)后氣體壓強減小,故c項能說明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài);d項,根據(jù)質(zhì)量守恒,反應(yīng)前后n(SO2)+n(SO3)不變,故d項不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
②Δn(SO2)=2 mol=1 mol,α(SO2)=100%=50%。
(4)平衡后乙容器體積小于甲容器,壓強大于甲容器,乙容器平衡相當(dāng)于甲容器平衡增大壓強(或縮小容器體積)得到,所以乙容器中SO2的百分含量小于p%。
考點 化學(xué)平衡的綜合
題點 化學(xué)平衡與平衡移動影響因素的綜合
15.(1)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。在其他條件相同時,分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(p1、p2)下隨溫度變化的曲線(如圖)。
①比較p1、p2的大小關(guān)系:________。
②隨溫度升高,該反應(yīng)平衡常數(shù)變化的趨勢是________。
(2)將0.40 mol N2O4氣體充入2 L固定容積的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):N2O4(g)2NO2(g) ΔH。在T1和T2時,測得NO2的物質(zhì)的量隨時間變化如下圖所示:
①T1時,N2O4(g)2NO2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K=________。
②ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。
③改變條件重新達(dá)到平衡時,要使的比值變小,可采取的措施有________(填字母)。
a.增大N2O4的起始濃度
b.升高溫度
c.向混合氣體中通入NO2
d.使用高效催化劑
答案 (1)①p2>p1?、跍p小
(2)①1.8 molL-1?、??、踑c
解析 (1)①該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),增大壓強,平衡正向移動,即壓強越高,NO的轉(zhuǎn)化率越大,根據(jù)題圖可知,相同的溫度下,壓強為p1時的NO轉(zhuǎn)化率小于壓強為p2時的轉(zhuǎn)化率,故p1T2,由于T1平衡時n(NO2)多于T2平衡時NO2的物質(zhì)的量,故升高溫度該反應(yīng)平衡向生成NO2的方向移動,即向吸熱方向移動,所以ΔH>0。
③a項,增大N2O4的起始濃度相當(dāng)于增大壓強,平衡向左移動,減小;b項,升高溫度,平衡向右移動,增大;c項,向混合氣體中通入NO2,[NO2]增大,平衡時,K==[NO2],由于K只與溫度有關(guān),所以減?。籨項,加高效催化劑,平衡不移動,不變。
考點 化學(xué)平衡的圖像
題點 化學(xué)平衡圖像的綜合
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