内容正文:
专题04 可逆反应、化学平衡状态、化学平衡常数
题型1 可逆反应
题型2 化学平衡状态的含义
题型3 化学平衡状态的判断
题型4 化学平衡常数概念的理解
题型5 化学平衡常数的计算
01可逆反应
【例1】可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),充入由18O组成的氧气一段时间后,18O存在下列物质中的( )
A.多余的氧气中 B.生成的三氧化硫中
C.氧气和二氧化硫中 D.二氧化硫、氧气和三氧化硫中
【答案】D
【解析】18O2的加入定会与SO2结合生成含18O的SO3,同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2,使得SO2和O2中也含有18O,因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。
【变式1-1】下列各组反应中,属于可逆反应的一组是( )
A.2H2O2H2↑+O2↑,2H2+O22H2O
B.NH3+CO2+H2O═NH4HCO3,NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑
C.H2+I22HI,2HIH2↑+I2↑
D.2Ag+Br2 CuO 2AgBr,2AgBr2Ag+Br2
【变式1-2】在下列反应CO+H2OCO2+H2中,加入C18O后,则18O存在于( )
A.只存在于CO和CO2中 B.存在于CO、H2O、CO2中
C.只存在于CO中 D.存在于CO、H2O、CO2、H2中
【变式1-3】下列反应属于可逆反应的是( )
A.H2和O2点燃生成H2O的反应与H2O电解生成H2和O2的反应
B.CuSO4吸水形成晶体蓝矾与蓝矾加热失去水分生成CuSO4
C.Cl2溶于水
D.Na2O溶于水
【变式1-4】一定条件下,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0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1。下列判断正确的是( )。
A.c1∶c2=3∶1
B.达到平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.X、Y的转化率不相等
D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1
02化学平衡状态的含义
【例2】 (2023•海南卷,13)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺:C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)。某条件下无催化剂存在时,该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线①表示的是逆反应的v-t关系 B.t2时刻体系处于平衡状态
C.反应进行到t1时,Q>K (Q为浓度商) D.催化剂存在时,v1、v2都增大
【答案】BD
【解析】A项,反应为乙苯制备苯乙烯的过程,开始反应物浓度最大,生成物浓度为0,所以曲线①表示的是正反应的v-t关系,曲线表示的是逆反应的v-t关系,故A错误;B项,t2时,正逆反应速率相等,体系处于平衡状态,故B正确;C项,反应进行到t1时,反应正向进行,故Q<K,故C错误;D项,催化剂能降低反应的活化能,使反应的v1、v2都增大,故D正确;故选BD。
【变式2-1】 可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),充入由18O组成的氧气一段时间后,
在一定量的密闭容器中进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L.当反应达到平衡时可能存在的数据是( )
A.N2为0.2 mol/L,H2为0.6 mol/L B.N2为0.15 mol/L
C.N2、H2均为0.18 mol/L D.NH3为0.4 mol/L
【变式2-2】在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g).已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L.当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 mol/L,O2为0.2 mol/L B.SO2为0.25 mol/L
C.SO3为0.4 mol/L D.SO2、SO3均为0.15 mol/L
【变式2-3】一定条件下,向2 L恒容密闭容器中充入1 mol COCl2(g),发生反应COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),反应过程中测得的有关数据如下表所示,下列说法不正确的是( )
t/s
0
2
4
6
8
n(Cl2)/mol
0
0.30
0.39
0.40
0.40
A.6