内容正文:
2.2 化学反应的限度题型归类
目录
一、热点题型归纳 1
【题型一】化学平衡常数及应用 1
【题型二】化学平衡的移动 3
二、分阶培优练 6
【题型一】化学平衡常数及应用
【典例分析】在某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常数为K,下列说法不正确的是
A.K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大 B.K的表达式是
C.K随反应物浓度的改变而改变 D.K随温度的改变而改变
【提分秘籍】
基本规律:化学平衡常数及应用
1.表达式
对于可逆反应:mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g):
K=
2.特点
K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度无关。
3.意义
K值越大,正向反应进行的程度越大,反应物转化率越大;反之,转化率就越小。一般地说,当K>105时,该反应进行得就基本完全了。
注意:
(1)书写平衡常数表达式时,固体、纯液体(如水、乙醇等)的浓度视为1,不写入表达式。
如Fe3O4(s)+4H2(g)⇌3Fe(s)+4H2O(g),平衡常数K=。
(2)对于同一可逆反应,正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数,即
(3)方程式扩大一定的倍数,K就扩大相应的幂次;方程式缩小一定的倍数,K就相应的开几次幂;方程式做加法,K相应的做乘法;方程式做减法,K相应的做除法。
4.化学平衡常数的“三点”应用
(1)判断反应进行的程度
K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,正反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小。
(2)计算转化率
依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度),从而计算反应物的转化率。
(3)判断平衡移动方向
对于可逆反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),在一定的温度下的任意时刻,浓度商(Q)表达式为:
Q=。浓度商与平衡常数有如下关系:
当Q=K时,反应处于平衡状态,v正=v逆;
当Q<K时,反应向正反应方向进行,v正>v逆;
当Q>K时,反应向逆反应方向进行,v正<v逆。
【变式演练】
1.已知卤化氢生成的平衡常数如下(25℃):
化学方程式
平衡常数K
F2+H22HF
6.5×1095
Cl2+H22HCl
2.57×1033
Br2+H22HBr
1.91×1019
I2+H22HI
8.67×102
则与H2反应最完全的卤素是
A.F2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
2.测得某反应A+B2C在不同温度下的平衡常数:
温度
50℃
80℃
K
100
400
又测得温度t时,反应2CA+B的平衡常数为0.06,可推知t的范围是
A.t<50℃ B.t>80℃
C.50℃<t<80℃ D.无法确定
3.T℃时,向2L的恒容密闭容器中加入和共5mol发生反应,下图为和按不同投料比反应达平衡时的相关数据,其中曲线a、b表示反应物转化率,曲线c表示的体积分数,下列分析不正确的是
A.曲线a表示的平衡转化率 B.当,平衡时体积分数最大
C.T℃时,该反应的平衡常数为25 D.M点对应的的体积分数小于23.5%
【题型二】化学平衡的移动
【典例分析】已知可逆反应,其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)或压强(P)的关系如图,根据图像判断下列说法正确的是
A.,
B.平衡常数K:,
C.e、f点对应的化学反应速率:
D.反应达到平衡后,添加合适的催化剂,D的百分含量增加
【提分秘籍】
基本规律:化学平衡的移动
1.化学平衡移动的根本原因:外界条件改变→v(正)≠v(逆)
2.化学平衡移动方向的判断:
(1)若v(正)>v(逆),平衡向正反应向移动;
(2)若v(正)<v(逆),平衡向逆反应向移动;
(3)若v(正)=v(逆),平衡不移动。
3.外界条件对化学平衡移动的影响:
(1)浓度:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使平衡向正反应方向移动。
注意:
①增加固体或纯液体的量,平衡不移动。
②改变的浓度必须是真正参与反应的物质的浓度,否则平衡不移动。
(2)压强:在其他条件不变的情况下,增大压强,平衡向气体体积减小的反应方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的反应方向移动。
注意:
①只适用于有气体参与的反应。
②对于反应前后气体体积不变的反应,改变压强,平衡不移动
③压强对平衡的影响实际上就是浓度对平衡的影响,只有当这些“改变”能改变反应物或生成物的浓度时,平衡才能移动。
a.恒温、恒容条件下
原平衡体系充入体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动
b.恒温、恒压条件下
原平衡体系充入容器容积增大→体系中各组分的浓度减小反应前后气体分子数相等的反应, 平衡不移动;反应前后气体分子数不相等的反应, 平衡向气体分子数增大的方向移动。
④溶液稀释或浓缩与气体减压或增压的化学平衡移动规律相似
⑤同等程度改变反应混合物中各物质的浓度时,可视为压强的改变
(3)温度:在其他条件不变的情况下,升高温度,平衡向吸热反应的方向移动;降低温度,平衡向放热反应的方向移动。
(4)催化剂:催化剂同等程度的改变正、逆反应速率,所以平衡不移动。但使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。
4.勒夏特列原理(化学平衡移动原理):如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强及参加反应的物质的浓度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
注意:“减弱这种改变”的正确理解:
(1)从定性角度看,平衡移动的方向为减弱外界条件变化的方向,如:
增大反应物的浓度,平衡就向减弱这种改变即反应物浓度减小的方向移动;
增大压强,平衡就向气体体积缩小即气体的物质的量减小、压强减小的方向移动;
升高温度,平衡就向吸热反应也就是使温度降低的方向移动;
这种移动可以理解为与条件改变 “对着干”!
(2)从定量角度看,平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变,而不能抵消更不能超越外界条件的改变。即外界因素对物质的影响大于平衡移动对物质的影响。
【变式演练】
1.某密闭容器内,可逆反应2X(?)⇌Y(g)+Z(s)达到平衡。则有
A.恒温时缩小容积,气体的相对平均分子量有可能不变
B.恒容时升高温度,气体的密度增大,X一定为非气态物质
C.恒温恒容时,加入少量Z,则平衡向左移动
D.恒温恒容时,加入催化剂,Z的质量会增加
2.t℃时,某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:,有关该平衡体系的说法正确的是
A.升高温度,平衡常数K增大,则正反应为吸热反应
B.增大压强,W质量分数增加
C.增大X浓度,平衡向正反应方向移动
D.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变大,则正反应是放热反应
3.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.新制氯水久置后颜色变浅
B.反应 ,采取高压措施可提高NH3的产量
C.反应 ,达平衡后,升高温度体系颜色变深
D.对于平衡体系,缩小容积可使颜色变深
(
分阶培优练
)
培优第一阶——基础过关练
1.已知反应 2NH3N2+3H2,在某温度下的平衡常数为0.25,在此条件下,氨的合成反应N2 + 3H22NH3的平衡常数为
A.4 B.2 C.1 D.0.5
2.FeCl3+ 3KSCNFe(SCN)3(红色)+ 3KCl ,平衡后,加入少量下列物质,能使体系颜色变浅的是
A.氯化钠固体 B.氢氧化钠固体 C.氯化铁粉末 D.KSCN固体
3.已知: 。T℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中,起始加入2mol (g)和1mol (g),达到平衡时生成0.6mol (s)。下列说法能说明反应达到平衡状态的是
A.硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍 B.容器中混合气体的压强不变
C.反应放出的热量为0.3Q kJ D.消耗2mol (g)的同时生成2mol(g)
4.下列各组物质的颜色变化,可用平衡移动原理解释的是
A.和平衡混合气加压后颜色变深
B.氯化铁溶液加铁粉振荡后颜色变浅
C.氯水在光照下颜色变浅
D.碘溶液遇淀粉变蓝
5.在一定条件下,反应达到了平衡,改变某一条件,发生下述变化,其中可确定该平衡一定发生移动的是
A.反应速率增大 B.的体积分数发生变化
C.反应速率减小 D.的质量不变
6.某对于平衡体系xA(g)+yB(g)mC(g)+nD(g),其他条件不变增大压强,C的百分含量减少,则下列关系中正确的是
A.x+m<n B.x+y<m+n
C.m+n>x D.m+n<y+x
7.在恒温恒容密闭容器中,对于反应,下列说法中正确的是
A.该反应的,
B.反应达到平衡后,再通入一定量,达到新平衡时,正向反应速率不变
C.其它条件相同,增大,NO的转化率下降
D.反应的平衡常数可表示为
8.在一定温度下的密闭容器中发生反应:,平衡时测得A的浓度为0.50mol/L。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断正确的是
A.平衡向正反应方向移动 B.C的体积分数减小
C.B的转化率增大 D.
9.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,反应达平衡时,下列措施能提高N2转化率的是
①降温 ②恒压通入惰性气体 ③增加N2的浓度 ④加压 ⑤催化剂
A.①④ B.①②③⑤ C.②③⑤ D.③④
10.下列反应达到平衡后,升高温度和增大压强,平衡移动方向一致的是
A.C(s) + CO2(g)2CO(g)△H>0
B.Cl2(g) +H2O(l)HCl(aq)+HClO(aq)△H>0
C.H2(g) +I2(g)2HI(g)△H<0
D.O2(g) +2SO2(g)2SO3(g)△H<0
培优第二阶——能力提升练
11.在容积不变的密闭容器中,一定量的与发生反应:。温度分别为和时,的体积分数随时间的变化如图所示。下列判断错误的是
A.反应温度
B.该反应的
C.若和时的平衡常数分别为和,则
D.若和时使用相同的催化剂,其催化效果可能不同
12.已知反应COCl2(g)⇌CO(g) + Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施中能提高COCl2转化率的是
①升温 ②恒容通入惰性气体③增加CO浓度 ④增大容器的容积 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
13.某温度下,若反应的化学平衡常数K1=25,则该温度下HI(g)⇌H2(g)+I2(g)的化学平衡常数K2为
A.0.2 B.0.4 C.0.004 D.5
14.在某温度下,可逆反应平衡常数为K,下列说法正确的是
A.K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大
B.K越小,达到平衡时,反应物的转化率越大
C.K随反应物浓度的改变而改变
D.K随着温度的升高而增大
15.对于可逆反应A(g)+2B(g)2C(g)(正反应吸热),下列图象正确的是
A. B.
C. D.
16.下列说法正确的是
A.在恒容恒温条件下,当达到平衡后,再充入一定量的后达平衡,转化率将增大
B.对于反应达平衡后,缩小容器体积,的浓度增大
C.可逆反应达到平衡后,增大任何一种反应物的量,都可使平衡正向移动
D.在恒温条件下,当反应平衡后,缩小体积,活化分子百分数增加
17.有一处于平衡状态的反应:3A(s)+2B(g)3C(g),ΔH>0,为了使平衡向生成C的方向移动,应选择的条件
A.增大压强 B.升高温度 C.使用催化剂 D.增大A物质的量
18.在25℃时,恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和2min后达到平衡的浓度如表所示,下列说法不正确的是
物质
X
Y
Z
初始浓度
1
2
0
平衡浓度
0.5
0.5
1
A.反应可表示为 B.Y的平衡转化率为75%
C.反应前后气体总压强之比为3∶2 D.化学平衡常数为4
19.已知反应:2NO2(g)N2O4(g),把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里,然后用夹子夹住橡皮管,把烧瓶A放入热水里,把烧瓶B放入冰水里,如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现,A烧瓶内气体颜色变深,B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是
A.反应2NO2(g)N2O4(g)的正反应为吸热反应
B.上述过程中,A烧瓶内正、逆反应速率均加快
C.上述过程中,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大
D.上述过程中,A,B烧瓶内气体密度均保持不变
20.对于任何一个化学平衡体系,采取以下措施,一定会使平衡发生移动的是
A.加入一种反应物 B.加入催化剂
C.增大体系压强 D.升高温度
培优第三阶——培优拔尖练
21.可逆反应A(?)+aB(g)C(g)+2D(g)(a为正整数) ΔH。反应过程中,当其他条件不变时,C的百分含量与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是
A.T1>T2、p1>p2 B.a不可能大于3
C.该反应的ΔH>0 D.反应过程中,始终有v(C)=2v(D)
22.由某可逆反应绘出图像如图所示,纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量,下列对该反应的判断不正确的是
A.反应物中可能含有气体 B.生成物中一定有气体
C.正反应一定是放热反应 D.正反应一定是吸热反应
23.在一定温度下的密闭容器中发生反应:,平衡时测得A的浓度为。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,测得A的浓度为。下列有关判断正确的是
A. B.平衡向正反应方向移动
C.B的转化率升高 D.C的体积分数减小
24.在密闭容器中,发生可逆反应 ,当其他条件不变时,改变某一条件,对此反应的影响可用如下图表示。下列说法错误的是
A.图Ⅰ表示时刻升高温度对反应速率的影响
B.图Ⅰ不能表示时刻增大物质的浓度对反应速率的影响
C.图Ⅱ不能表示在时刻减小容器体积对反应速率的影响
D.图Ⅲ乙的温度比甲的温度高
25.一定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中进行反应:,M、N、P的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B.反应达到平衡后,及时抽走部分,再次达到平衡时,N的转化率比第一次平衡时高
C.6min时,的体积分数约为31.4%
D.反应达到平衡时,容器内的压强与初始压强的比值为
26.向一恒容密闭容器加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.反应速率:
C.点a、b、c对应的平衡常数:
D.a点和c点对应的的物质的量分数相等
27.向容积为的密闭容器中通入一定量的和的混合气体,发生反应: ,(已知:为红棕色气体,为无色气体)。体系中各物质浓度随时间变化如图所示。下列有关说法不正确的是
A.时,反应达到化学平衡状态
B.从反应开始至化学平衡前,混合气体的颜色逐渐变深
C.若该容器与外界无热量传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度降低
D.若加催化剂,则反应速率加快,转化率升高
28.下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A.的醋酸溶液加水稀释100倍,
B.密闭烧瓶内的和的混合气体,受热后颜色加深
C.合成氨过程中使用过量的氮气以提高氢气的转化率
D.锌片与稀反应过程中,加入少量固体,促进的产生
29.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量),下列结论正确的是
注:反应Ⅰ:2A(g)+B(g)2C(g);反应Ⅱ:2A(g)C(g);反应Ⅲ:3A(g)+B(g)2C(g);反应Ⅳ:A(g)+B(g)2C(g)
A.反应Ⅰ:,P2>P1 B.反应Ⅱ:H<0,T1<T2
C.反应Ⅲ:若H>0,则T2>T1 D.反应Ⅳ:若H<0,T2>T1
30.可与反应,原理为,在密闭容器中通入等物质的量的与在一定条件下发生反应,测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:
(1)该反应的正反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)压强 (填“>”或“<”);时y点:v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
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2.2 化学反应的限度题型归类
目录
一、热点题型归纳 1
【题型一】化学平衡常数及应用 1
【题型二】化学平衡的移动 4
二、分阶培优练 7
【题型一】化学平衡常数及应用
【典例分析】在某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常数为K,下列说法不正确的是
A.K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大 B.K的表达式是
C.K随反应物浓度的改变而改变 D.K随温度的改变而改变
【答案】C
【详解】A.反应达到平衡时,化学平衡常数K越大,则反应物生成的生成物的浓度就越大,则反应进行的程度越大,A正确;
B.根据化学平衡常数的含义可知该反应的化学平衡常数K的表达式是K=,B正确;
C.化学平衡常数K只与温度有关,而与反应物浓度无关,C错误;
D.化学平衡常数K随温度的改变而改变,D正确;
故合理选项是C。
【提分秘籍】
基本规律:化学平衡常数及应用
1.表达式
对于可逆反应:mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g):
K=
2.特点
K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度无关。
3.意义
K值越大,正向反应进行的程度越大,反应物转化率越大;反之,转化率就越小。一般地说,当K>105时,该反应进行得就基本完全了。
注意:
(1)书写平衡常数表达式时,固体、纯液体(如水、乙醇等)的浓度视为1,不写入表达式。
如Fe3O4(s)+4H2(g)⇌3Fe(s)+4H2O(g),平衡常数K=。
(2)对于同一可逆反应,正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数,即
(3)方程式扩大一定的倍数,K就扩大相应的幂次;方程式缩小一定的倍数,K就相应的开几次幂;方程式做加法,K相应的做乘法;方程式做减法,K相应的做除法。
4.化学平衡常数的“三点”应用
(1)判断反应进行的程度
K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,正反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越大;反之,就越不完全,转化率就越小。
(2)计算转化率
依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度),从而计算反应物的转化率。
(3)判断平衡移动方向
对于可逆反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),在一定的温度下的任意时刻,浓度商(Q)表达式为:
Q=。浓度商与平衡常数有如下关系:
当Q=K时,反应处于平衡状态,v正=v逆;
当Q<K时,反应向正反应方向进行,v正>v逆;
当Q>K时,反应向逆反应方向进行,v正<v逆。
【变式演练】
1.已知卤化氢生成的平衡常数如下(25℃):
化学方程式
平衡常数K
F2+H22HF
6.5×1095
Cl2+H22HCl
2.57×1033
Br2+H22HBr
1.91×1019
I2+H22HI
8.67×102
则与H2反应最完全的卤素是
A.F2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
【答案】A
【详解】根据K值越大,正反应进行的程度越大,F2+H22HF反应的K值最大,则与H2反应最完全,故A符合题意。
综上所述,答案为A。
2.测得某反应A+B2C在不同温度下的平衡常数:
温度
50℃
80℃
K
100
400
又测得温度t时,反应2CA+B的平衡常数为0.06,可推知t的范围是
A.t<50℃ B.t>80℃
C.50℃<t<80℃ D.无法确定
【答案】A
【详解】的平衡常数表达式为:K=,由题给数据可知随温度的升高,K值增大,说明正反应为吸热反应。则反应的正反应为放热反应,其平衡常数表达式为:K=,则该反应在50℃、80℃的平衡常数值分别为=0.01、1/400=0.0025.随温度的升高,K值逐渐减小,而0.01<0.06,故此时的温度t<50℃,故选:A。
3.T℃时,向2L的恒容密闭容器中加入和共5mol发生反应,下图为和按不同投料比反应达平衡时的相关数据,其中曲线a、b表示反应物转化率,曲线c表示的体积分数,下列分析不正确的是
A.曲线a表示的平衡转化率 B.当,平衡时体积分数最大
C.T℃时,该反应的平衡常数为25 D.M点对应的的体积分数小于23.5%
【答案】C
【详解】A.越大,CO2转化率越高,故曲线a表示的平衡转化率,A正确;
B.按照化学计量数之比投入物质时,达到平衡,产物的体积分数最大,则当,平衡时体积分数最大,B正确;
C.当,起始通入n(H2)= 4mol,n(CO2)=1mol,反应物转化率相等,为80%,可列三段式:, T℃时该反应的平衡常数为:,C错误;
D.根据上述三段式,当时,的体积分数约为:=23.5%,当投料比等于系数比时,产物在平衡体系中的体积分数最大,故M点时,甲烷的体积分数小于23.5%,D正确;
故选C。
【题型二】化学平衡的移动
【典例分析】已知可逆反应,其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)或压强(P)的关系如图,根据图像判断下列说法正确的是
A.,
B.平衡常数K:,
C.e、f点对应的化学反应速率:
D.反应达到平衡后,添加合适的催化剂,D的百分含量增加
【答案】B
【分析】可逆反应,当其他条件一定时,温度越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短.由图象(1)可知T2>T1,温度越高,平衡时C的体积分数φ(C)越小,故此反应的正反应为放热反应;当其他条件一定时,压强越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短.由图(2)可知p2>p1,压强越大,平衡时C的体积分数φ(C)越小,可知正反应为气体物质的量增大的反应,即a<c+d。
【详解】A. 由分析,,故A错误;
B. 对放热反应,温度越高,平衡常数越小,平衡常数K:,当温度相同时,平衡常数相同,,故B正确;
C. f点温度高速率快,e、f点对应的化学反应速率:,故C错误;
D. 反应达到平衡后,添加合适的催化剂,平衡不移动,D的百分含量不变,故D错误;
故选B。
【提分秘籍】
基本规律:化学平衡的移动
1.化学平衡移动的根本原因:外界条件改变→v(正)≠v(逆)
2.化学平衡移动方向的判断:
(1)若v(正)>v(逆),平衡向正反应向移动;
(2)若v(正)<v(逆),平衡向逆反应向移动;
(3)若v(正)=v(逆),平衡不移动。
3.外界条件对化学平衡移动的影响:
(1)浓度:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使平衡向正反应方向移动。
注意:
①增加固体或纯液体的量,平衡不移动。
②改变的浓度必须是真正参与反应的物质的浓度,否则平衡不移动。
(2)压强:在其他条件不变的情况下,增大压强,平衡向气体体积减小的反应方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的反应方向移动。
注意:
①只适用于有气体参与的反应。
②对于反应前后气体体积不变的反应,改变压强,平衡不移动
③压强对平衡的影响实际上就是浓度对平衡的影响,只有当这些“改变”能改变反应物或生成物的浓度时,平衡才能移动。
a.恒温、恒容条件下
原平衡体系充入体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动
b.恒温、恒压条件下
原平衡体系充入容器容积增大→体系中各组分的浓度减小反应前后气体分子数相等的反应, 平衡不移动;反应前后气体分子数不相等的反应, 平衡向气体分子数增大的方向移动。
④溶液稀释或浓缩与气体减压或增压的化学平衡移动规律相似
⑤同等程度改变反应混合物中各物质的浓度时,可视为压强的改变
(3)温度:在其他条件不变的情况下,升高温度,平衡向吸热反应的方向移动;降低温度,平衡向放热反应的方向移动。
(4)催化剂:催化剂同等程度的改变正、逆反应速率,所以平衡不移动。但使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。
4.勒夏特列原理(化学平衡移动原理):如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强及参加反应的物质的浓度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
注意:“减弱这种改变”的正确理解:
(1)从定性角度看,平衡移动的方向为减弱外界条件变化的方向,如:
增大反应物的浓度,平衡就向减弱这种改变即反应物浓度减小的方向移动;
增大压强,平衡就向气体体积缩小即气体的物质的量减小、压强减小的方向移动;
升高温度,平衡就向吸热反应也就是使温度降低的方向移动;
这种移动可以理解为与条件改变 “对着干”!
(2)从定量角度看,平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变,而不能抵消更不能超越外界条件的改变。即外界因素对物质的影响大于平衡移动对物质的影响。
【变式演练】
1.某密闭容器内,可逆反应2X(?)⇌Y(g)+Z(s)达到平衡。则有
A.恒温时缩小容积,气体的相对平均分子量有可能不变
B.恒容时升高温度,气体的密度增大,X一定为非气态物质
C.恒温恒容时,加入少量Z,则平衡向左移动
D.恒温恒容时,加入催化剂,Z的质量会增加
【答案】A
【详解】A.若X为非气态物质,则容器中只有Y一种气体,气体相对分子质量恒定不变,故A正确;
B.若X为气态,且正向为放热反应,升高温度平衡逆向移动,气体的质量增加,容器体积恒定时,气体的密度也增大,故B错误;
C.Z为纯固体,增加其用量对平衡无影响,故C错误;
D.催化剂只影响反应速率,对平衡无影响,因此加入催化剂Z的质量不变,故D错误;
故选:A。
2.t℃时,某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:,有关该平衡体系的说法正确的是
A.升高温度,平衡常数K增大,则正反应为吸热反应
B.增大压强,W质量分数增加
C.增大X浓度,平衡向正反应方向移动
D.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变大,则正反应是放热反应
【答案】A
【详解】根据平衡常数表达式得到反应方程式为:2Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g)。
A.升高温度,平衡向吸热反应移动,平衡常数K增大,说明正向移动,即正反应为吸热反应,故A正确;
B.增大压强,向体积减小方向移动即正向移动,W质量分数减小,故B错误;
C.增大X浓度即增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动,故C错误;
D.升高温度,平衡向吸热反应移动,若混合气体的平均相对分子质量变大,气体质量不变,说明向气体物质的量减小方向移动即正向移动,因此正反应是吸热反应,故D错误;
综上所述,答案为A。
3.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.新制氯水久置后颜色变浅
B.反应 ,采取高压措施可提高NH3的产量
C.反应 ,达平衡后,升高温度体系颜色变深
D.对于平衡体系,缩小容积可使颜色变深
【答案】D
【详解】A.新制氯水久置,次氯酸分解,次氯酸浓度减小,氯气和水的反应平衡正向移动,氯气浓度降低,能用勒夏特列原理解释溶液颜色变浅,故不选A;
B.反应 ,增大压强平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释采取高压措施可提高NH3的产量,故不选B;
C.反应 ,正反应放热,达平衡后,升高温度,平衡逆向移动,NO2浓度增大,能用勒夏特列原理解释体系颜色变深,故不选C;
D.对于平衡体系,缩小容积,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释体系颜色变深,故选D;
选D。
(
分阶培优练
)
培优第一阶——基础过关练
1.已知反应 2NH3N2+3H2,在某温度下的平衡常数为0.25,在此条件下,氨的合成反应N2 + 3H22NH3的平衡常数为
A.4 B.2 C.1 D.0.5
【答案】A
【详解】相同温度下,同一可逆反应的正逆平衡常数互为倒数关系,已知反应 2NH3 ⇌ N2+3H2,在某温度下的平衡常数为0.25,则该条件下反应N2+ 3H2⇌2NH3的平衡常数K==4,故选A。
2.FeCl3+ 3KSCNFe(SCN)3(红色)+ 3KCl ,平衡后,加入少量下列物质,能使体系颜色变浅的是
A.氯化钠固体 B.氢氧化钠固体 C.氯化铁粉末 D.KSCN固体
【答案】B
【分析】该反应的离子方程式为,K+、Cl-实际没有参与反应;
【详解】A.加入少量NaCl固体,溶液中Fe3+、SCN-浓度不变,平衡不移动,A错误;
B.加入少量氢氧化钠固体,Fe3+浓度减小,平衡逆向移动,红色变浅,B正确;
C.加入少量氯化铁固体,溶液中Fe3+浓度增大,平衡正向进行,颜色加深,C错误;
D.加入少量KSCN固体,溶液中SCN-浓度增大,平衡正向进行,颜色加深,D错误;
故选B。
3.已知: 。T℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中,起始加入2mol (g)和1mol (g),达到平衡时生成0.6mol (s)。下列说法能说明反应达到平衡状态的是
A.硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍 B.容器中混合气体的压强不变
C.反应放出的热量为0.3Q kJ D.消耗2mol (g)的同时生成2mol(g)
【答案】B
【详解】A.起始加入2mol (g)和1mol (g),投料比为反应系数比,则硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍为定值,不能说明反应达到平衡,A错误;
B.反应为气体分子数减小的反应,容器中混合气体的压强不变,说明反应达到平衡,B正确;
C.放热多少只能说明反应进行的程度大小,不能说明反应达到平衡,C错误;
D.消耗2mol (g)的同时生成2mol(g)描述的都是正反应,不能说明反应达到平衡,D错误;
故选B。
4.下列各组物质的颜色变化,可用平衡移动原理解释的是
A.和平衡混合气加压后颜色变深
B.氯化铁溶液加铁粉振荡后颜色变浅
C.氯水在光照下颜色变浅
D.碘溶液遇淀粉变蓝
【答案】C
【详解】A.和平衡混合气加压后,体积减小,各物质浓度变大,颜色变深,不可用平衡移动原理,A错误;
B.氯化铁溶液加铁粉振荡后颜色变浅,是因为铁和铁离子生成亚铁离子,不可用平衡移动原理,B错误;
C.氯水在光照下颜色变浅,是因为温度升高,次氯酸分解导致次氯酸浓度减小,平衡向氯气生成次氯酸的方向移动,可用平衡移动原理,C正确;
D.碘溶液遇淀粉变蓝是一个化学变化,不可用平衡移动原理,D错误;
故选C。
5.在一定条件下,反应达到了平衡,改变某一条件,发生下述变化,其中可确定该平衡一定发生移动的是
A.反应速率增大 B.的体积分数发生变化
C.反应速率减小 D.的质量不变
【答案】B
【详解】A.平衡后,若使用催化剂,v(SO2)增大,平衡不移动,与题意不符,A错误;
B. O2的百分含量发生变化,则氧气的浓度改变,正反应速率改变,平衡发生移动,B正确;
C.平衡后,若移去催化剂,v(SO3)减小,平衡不移动,与题意不符,C错误;
D.SO3的质量不变,SO3的百分含量可能不变,则平衡可能不移动,与题意不符,D错误;
故选B。
6.某对于平衡体系xA(g)+yB(g)mC(g)+nD(g),其他条件不变增大压强,C的百分含量减少,则下列关系中正确的是
A.x+m<n B.x+y<m+n
C.m+n>x D.m+n<y+x
【答案】B
【详解】增加压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,C的百分含量减少,说明平衡逆向移动了;所以逆向是气体减少的方向,则有x+y<m+n。
故选B。
7.在恒温恒容密闭容器中,对于反应,下列说法中正确的是
A.该反应的,
B.反应达到平衡后,再通入一定量,达到新平衡时,正向反应速率不变
C.其它条件相同,增大,NO的转化率下降
D.反应的平衡常数可表示为
【答案】A
【详解】A.该反应为放热反应,则,该反应为熵减的反应,则,故A正确;
B.反应达到平衡后,再通入一定量,则正反应速率与逆反应速率都增大,重新达到新平衡时正向反应速率增大,故B错误;
C.其它条件相同,增大,NO转化率上升,故C错误;
D.反应的平衡常数可表示为,故D错误;
故选A。
8.在一定温度下的密闭容器中发生反应:,平衡时测得A的浓度为0.50mol/L。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡时,测得A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断正确的是
A.平衡向正反应方向移动 B.C的体积分数减小
C.B的转化率增大 D.
【答案】B
【详解】A.将容器的容积扩大到原来的两倍,相等于减压,A的量从0.25mol/L增加到0.30mol/L,则平衡逆向移动,故A错误;
B.由A中可知,减压,平衡逆向移动,C的体积分数减小,故B正确;
C.由A中可知,减压,平衡逆向移动,B的转化率减小,故C错误;
D.由A中可知,减压,平衡逆向移动,,故D错误;
故选B。
9.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,反应达平衡时,下列措施能提高N2转化率的是
①降温 ②恒压通入惰性气体 ③增加N2的浓度 ④加压 ⑤催化剂
A.①④ B.①②③⑤ C.②③⑤ D.③④
【答案】A
【详解】①合成氨反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,氮气转化率增大,故①符合题意;
②恒压条件下通入惰性气体相当于减小压强,该反应是气体体积减小的反应,减小压强,平衡向逆反应方向进行,氮气转化率降低,故②不符合题意;
③增加氮气的浓度,平衡向正反应方向移动,氢气转化率增大,但氮气转化率减小,故③不符合题意;
④该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,氮气转化率增大,故④符合题意;
⑤使用催化剂,化学反应速率增大,但化学平衡不移动,氮气转化率不变,故⑤不符合题意;
综上所述,①④符合题意,故选A。
10.下列反应达到平衡后,升高温度和增大压强,平衡移动方向一致的是
A.C(s) + CO2(g)2CO(g)△H>0
B.Cl2(g) +H2O(l)HCl(aq)+HClO(aq)△H>0
C.H2(g) +I2(g)2HI(g)△H<0
D.O2(g) +2SO2(g)2SO3(g)△H<0
【答案】B
【详解】A.对于反应C(s) + CO2(g)2CO(g)△H>0,升高温度,平衡正向移动,增大压强,平衡逆向移动,故A不符合题意;
B.对于反应Cl2(g) +H2O(l)HCl(aq)+HClO(aq)△H>0,升高温度,平衡正向移动,增大压强,平衡正向移动,故B符合题意;
C.对于反应H2(g) +I2(g)2HI(g)△H<0,升高温度,平衡逆向移动,增大压强,平衡不发生移动,故C不符合题意;
D.对于反应O2(g) +2SO2(g)2SO3(g)△H<0,升高温度,平衡逆向移动,增大压强,平衡正向移动,故D不符合题意;
故选B。
培优第二阶——能力提升练
11.在容积不变的密闭容器中,一定量的与发生反应:。温度分别为和时,的体积分数随时间的变化如图所示。下列判断错误的是
A.反应温度
B.该反应的
C.若和时的平衡常数分别为和,则
D.若和时使用相同的催化剂,其催化效果可能不同
【答案】C
【分析】由图可知,T2条件下反应先达到平衡,说明温度T2大于T1,T2条件下反应达到平衡时的三氧化硫体积分数小于T1,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应。
【详解】A.由分析可知,温度T2大于T1,A正确;
B.由分析可知,该反应为放热反应,反应的焓变△H小于0,B正确;
C.由分析可知,升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,则平衡常数K1大于K2,C错误;
D.催化剂需要一定的活化温度,故若和时使用相同的催化剂,其催化效果可能不同,D正确;
故选C。
12.已知反应COCl2(g)⇌CO(g) + Cl2(g) ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施中能提高COCl2转化率的是
①升温 ②恒容通入惰性气体③增加CO浓度 ④增大容器的容积 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
【答案】B
【详解】①该反应,为吸热反应,故升温平衡向右移动,COCl2转化率升高,①正确;
②恒容通入惰性气体,反应物和生成物浓度均不变,平衡不移动,转化率不变,②错误;
③增大CO的浓度,平衡向左移动,COCl2转化率降低,③错误;
④扩大容积,压强减小,平衡向右移动,COCl2转化率升高,④正确;
⑤催化剂只影响反应速率,不影响平衡,故加催化剂,COCl2转化率不变,⑤错误;
⑥恒压通入惰性气体,等效于扩大容积,压强减小,平衡向右移动,COCl2转化率升高,故⑥正确。
综上可知:能提高COCl2转化率的是①④⑥。
答案选B。
13.某温度下,若反应的化学平衡常数K1=25,则该温度下HI(g)⇌H2(g)+I2(g)的化学平衡常数K2为
A.0.2 B.0.4 C.0.004 D.5
【答案】A
【详解】反应平衡常数,则HI(g)⇌H2(g)+I2(g),,故,答案选A。
14.在某温度下,可逆反应平衡常数为K,下列说法正确的是
A.K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大
B.K越小,达到平衡时,反应物的转化率越大
C.K随反应物浓度的改变而改变
D.K随着温度的升高而增大
【答案】A
【详解】A.根据反应化学平衡常数的意义可知,K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大,A正确;
B.根据反应化学平衡常数的意义可知,K越小,达到平衡时,反应进行的程度越小,即反应物的转化率越小,B错误;
C.化学平衡常数仅仅是温度的函数,即K不随反应物浓度的改变而改变,仅仅随着温度的改变而改变,C错误;
D.题干未告知该反应正反应为吸热反应还是放热反应,故无法判断K随着温度的升高的变化情况,D错误;
故答案为:A。
15.对于可逆反应A(g)+2B(g)2C(g)(正反应吸热),下列图象正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动;为吸热反应,升高温度平衡正向移动,以此来解答。
【详解】A.增大压强平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率,与图象不符,故A错误;
B.增大压强平衡正向移动,正逆反应速率均增大,且正反应速率大于逆反应速率,与图象不符,故B错误;
C.为吸热反应,升高温度平衡正向移动,A的转化率增大,但温度高时反应速率快,与图象不符,故C错误;
D.升高温度平衡正向移动,A的含量减小,且温度高时反应速率快,与图象一致,故D正确;
故选D。
16.下列说法正确的是
A.在恒容恒温条件下,当达到平衡后,再充入一定量的后达平衡,转化率将增大
B.对于反应达平衡后,缩小容器体积,的浓度增大
C.可逆反应达到平衡后,增大任何一种反应物的量,都可使平衡正向移动
D.在恒温条件下,当反应平衡后,缩小体积,活化分子百分数增加
【答案】B
【详解】A.在恒容恒温条件下,当达到平衡后,再充入一定量的后,新的平衡等效于给体系增压后得到的新平衡,相当于平衡逆向进行,即转化率将减小,A错误;
B.对于反应达平衡后,缩小容器体积,的浓度增大,虽然平衡逆向移动,氮气浓度减小,但比原来的浓度大,B正确;
C.若反应物是固体或纯液体,增大固体或纯液体的量无法破坏原平衡,C错误;
D.在恒温条件下,当反应平衡后,缩小体积,浓度增大,但活化分子的百分数不变,D错误;
故选B。
17.有一处于平衡状态的反应:3A(s)+2B(g)3C(g),ΔH>0,为了使平衡向生成C的方向移动,应选择的条件
A.增大压强 B.升高温度 C.使用催化剂 D.增大A物质的量
【答案】B
【详解】A.该反应为气体分子数增加的反应,增大压强,该平衡逆向移动,A不合题意;
B.该反应为吸热反应,升高温度,该平衡正向移动,即向着生成C的方向移动,B符合题意;
C.使用催化剂只改变反应速率,不能使平衡发生移动,C不合题意;
D.增大A物质的量,A的浓度不变,反应速率不变,该平衡不移动,D不合题意;
故答案为B。
18.在25℃时,恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和2min后达到平衡的浓度如表所示,下列说法不正确的是
物质
X
Y
Z
初始浓度
1
2
0
平衡浓度
0.5
0.5
1
A.反应可表示为 B.Y的平衡转化率为75%
C.反应前后气体总压强之比为3∶2 D.化学平衡常数为4
【答案】D
【详解】A.由题中表格可以得到从初始到平衡,X的浓度减小了0.5mol/L,Y的浓度减小了1.5mol/L,Z的浓度增加了1mol/L,所以反应的方程式为,A正确;
B.Y的平衡转化率为,B正确;
C.反应前后气体总压强之比等于反应前后气体的物质的量之比为,C正确;
D.化学平衡常数为,D错误;
故选D。
19.已知反应:2NO2(g)N2O4(g),把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里,然后用夹子夹住橡皮管,把烧瓶A放入热水里,把烧瓶B放入冰水里,如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现,A烧瓶内气体颜色变深,B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是
A.反应2NO2(g)N2O4(g)的正反应为吸热反应
B.上述过程中,A烧瓶内正、逆反应速率均加快
C.上述过程中,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大
D.上述过程中,A,B烧瓶内气体密度均保持不变
【答案】A
【详解】A.放在热水中的A烧瓶内气体颜色变深,放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅,说明升高温度平衡向生成NO2,降低温度平衡向生成N2O4方向移动,故反应2NO2(g)⇌N2O4(g)的正反应为放热反应,A错误;
B.升高温度,正、逆反应速率都加快,B正确;
C.B烧瓶内气体颜色变浅,说明平衡向生成N2O4方向移动,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大,C正确;
D.容器的容积不变,混合气体的质量不变,故A烧瓶、B烧瓶内气体密度都不变,D正确;
故选A。
20.对于任何一个化学平衡体系,采取以下措施,一定会使平衡发生移动的是
A.加入一种反应物 B.加入催化剂
C.增大体系压强 D.升高温度
【答案】D
【分析】
本题综合考查化学平衡的移动及影响因素,升温向吸热方向移动,加压向气体计量系数减小的方向移动,加入催化剂,平衡不移动,另外改变固体的量,平衡也不移动,以此解题。
【详解】A.在反应中,加入一种固体反应物,固体量的增减不会引起化学平衡的移动,故A错误;
B.使用催化剂只能改变化学反应的速率,不会引起化学平衡的移动,故B错误;
C.对于没有气体参加的反应,或是前后气体体积不变的反应,压强不会引起平衡的移动,故C错误;
D.任何化学反应一定伴随能量的变化,升高温度,化学平衡一定是向着吸热方向进行,故D正确;
故答案选D。
培优第三阶——培优拔尖练
21.可逆反应A(?)+aB(g)C(g)+2D(g)(a为正整数) ΔH。反应过程中,当其他条件不变时,C的百分含量与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是
A.T1>T2、p1>p2 B.a不可能大于3
C.该反应的ΔH>0 D.反应过程中,始终有v(C)=2v(D)
【答案】B
【详解】A.先拐先平数值大,由图可知:T1<T2、p1<p2,A项错误;
B.增压平衡左移,A的状态未知,假设A为气态,则a<2,即a=1,假设A为非气态,则a<3,即a=1或a=2,B项正确;
C.温度升高,C的百分含量减小,说明正反应为放热反应,C项错误;
D.反应过程中,始终有2v(C)=v(D),D项错误;
选B。
22.由某可逆反应绘出图像如图所示,纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量,下列对该反应的判断不正确的是
A.反应物中可能含有气体 B.生成物中一定有气体
C.正反应一定是放热反应 D.正反应一定是吸热反应
【答案】C
【详解】由图示可知,恒压升温,生成物的含量增加,即升高温度,平衡右移,所以该反应一定为吸热反应;恒温加压,生成物的含量减小,说明化学方程式中气体生成物的化学计量数之和更大,所以生成物中一定有气体、反应物中也可能含有气体,符合题意的为C,故答案为:C。
23.在一定温度下的密闭容器中发生反应:,平衡时测得A的浓度为。保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,测得A的浓度为。下列有关判断正确的是
A. B.平衡向正反应方向移动
C.B的转化率升高 D.C的体积分数减小
【答案】D
【分析】初始平衡时A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器体积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,则A的浓度应该为0.25mol/L,现A的浓度为0.30mol/L,说明体积增大化学平衡逆向移动,则说明该反应为气体体积减小的反应。
【详解】A.根据分析可知,该反应为气体体积减小的反应,则x+y>z,A错误;
B.根据分析可知,该反应的化学平衡逆向移动,B错误;
C.该反应的化学平衡逆向移动,B的转化率减小,C错误;
D.该反应的化学平衡逆向移动,C的物质的量减小,体积分数也减小,D正确;
故答案选D。
24.在密闭容器中,发生可逆反应 ,当其他条件不变时,改变某一条件,对此反应的影响可用如下图表示。下列说法错误的是
A.图Ⅰ表示时刻升高温度对反应速率的影响
B.图Ⅰ不能表示时刻增大物质的浓度对反应速率的影响
C.图Ⅱ不能表示在时刻减小容器体积对反应速率的影响
D.图Ⅲ乙的温度比甲的温度高
【答案】C
【详解】A.升温,正逆反应速率均增大,正逆反应速率都增大,反应为放热反应平衡逆向进行,图象符合要求,故A正确;
B.增大C为生成物的浓度,正逆反应速率均增大,但是在增大的瞬间,正反应速率不变,所以正反应速率在t1时刻不变,不会离开原平衡点,图Ⅰ不能表示t1时刻增大C物质的浓度对反应速率的影响,故B正确;
C.该反应前后气体体积不变的反应,缩小体积增大压强,也只改变反应速率,不影响平衡的移动,和本图结果一样,故C错误;
D.先拐先平温度高,乙温度高于甲,反应速率大,升温平衡逆向进行,A转化率减小,图象符合,故D正确;
答案选C。
25.一定温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中进行反应:,M、N、P的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B.反应达到平衡后,及时抽走部分,再次达到平衡时,N的转化率比第一次平衡时高
C.6min时,的体积分数约为31.4%
D.反应达到平衡时,容器内的压强与初始压强的比值为
【答案】C
【详解】A.根据图示可知,0-6min内,N物质的量变化量为6mol,M物质的量变化量为3mol,P物质的量变化量为1mol,三种物质的反应速率之比,A正确;
B.反应达到平衡后,及时抽走部分,平衡正向移动,N的初始物质的量不变,转化量增大,再次达到平衡时,N的转化率比第一次平衡时高,B正确;
C.6min时N、M、P三种物质的物质的量分别为5mol、4mol、2mol,的体积分数约为:,C错误;
D.反应在恒容密闭容器中进行,初始时N、M、P三种物质的物质的量分别为8mol、2mol和3mol,平衡时三种物质的物质的量分别为2mol、5mol和4mol,平衡时与初始时物质的量总和之比为11:13,压强比为11:13,D正确;
答案选C。
26.向一恒容密闭容器加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.反应速率:
C.点a、b、c对应的平衡常数:
D.a点和c点对应的的物质的量分数相等
【答案】B
【详解】A. 加入的水蒸气的量越大,投料比x越小,CH4平衡转化率就越大,所以x1<x2,故A错误;
B. b 点和 c点温度相同,CH4都是 l mol,b点 x值小,则 b点加水蒸气多,反应物浓度大,反应速率大,所以:,故B正确;
C. 温度升高平衡向吸热方向移动,CH4平衡转化率增大,平衡正向移动,所以正向为吸热方向,升高温度平衡常数增大;b点和c点温度相同,所以对应的平衡常数相同,点a、b、c对应的平衡常数:,故C错误;
D. a点和c点温度不同,且投料比也不相同,所以对应的的物质的量分数不相等,故D错误;
故选B。
27.向容积为的密闭容器中通入一定量的和的混合气体,发生反应: ,(已知:为红棕色气体,为无色气体)。体系中各物质浓度随时间变化如图所示。下列有关说法不正确的是
A.时,反应达到化学平衡状态
B.从反应开始至化学平衡前,混合气体的颜色逐渐变深
C.若该容器与外界无热量传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度降低
D.若加催化剂,则反应速率加快,转化率升高
【答案】D
【详解】A.达到化学平衡状态,各物质的浓度不变,但不一定相等,由图中信息可知,100s时反应达到化学平衡状态,A正确;
B.由图中信息可知,反应正向进行,反应体系中增大,所以混合气体的颜色逐渐变深,B正确;
C.由于正反应吸热,由图中信息可知,反应正向进行,绝热条件下容器内温度逐渐降低,C正确;
D.若加催化剂,增大了活化分子百分数,则反应速率加快,但催化剂不改化学平衡,转化率不变,D错误;
故选D。
28.下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A.的醋酸溶液加水稀释100倍,
B.密闭烧瓶内的和的混合气体,受热后颜色加深
C.合成氨过程中使用过量的氮气以提高氢气的转化率
D.锌片与稀反应过程中,加入少量固体,促进的产生
【答案】D
【详解】A. 醋酸是弱酸,在水溶液中不完全电离,加水稀释会促进电离,所以当原来pH=3(即c(H+)=10-3mol/L) 加水稀释100倍后,氢离子浓度大于10-5 mol/L,即3<pH<5,能用化学平衡移动原理解释,故A不符;
B. NO2转化为N2O4 的反应是放热反应,升温平衡逆向移动, NO2浓度增大,混合气体颜色加深,能用化学平衡移动原理解释,故B不符;
C. 增大反应物浓度,可使平衡正向移动,合成氨过程中使用过量的氮气以提高氢气的转化率,能用化学平衡移动原理解释,故C不符;
D. 锌片与稀反应过程中,加入少量固体,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,故D符合;
故选D。
29.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量),下列结论正确的是
注:反应Ⅰ:2A(g)+B(g)2C(g);反应Ⅱ:2A(g)C(g);反应Ⅲ:3A(g)+B(g)2C(g);反应Ⅳ:A(g)+B(g)2C(g)
A.反应Ⅰ:,P2>P1 B.反应Ⅱ:H<0,T1<T2
C.反应Ⅲ:若H>0,则T2>T1 D.反应Ⅳ:若H<0,T2>T1
【答案】C
【详解】A.反应Ⅰ的特点是正反应方向为气体体积减小的方向,结合图象,压强增大A的转化率应增大,所以p2>p1,它随温度的升高A的转化率降低,所以正反应为放热反应H<0,A错误;
B.关于反应Ⅱ由图象可以看出T1条件下达到平衡所用的时间少,所以T1>T2,而在T1条件下达平衡时n(C)小,所以说明低温有利于C的生成,故它主要的正反应为放热反应H<0,B错误;
C.反应Ⅲ若ΔH>0,则升高温度平衡向正反应方向移动,C的体积分数增大,与图象吻合,则T2>T1,C正确;
D.关于反应Ⅳ,由图象可以看出T2条件下A的转化率大,因此当T2>T1时,说明升高温度平衡向正反应方向进行,因此正反应为吸热反应H>0,或者:若ΔH<0,则升高温度平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小,则T2<T1,D错误;
故答案为:C。
30.可与反应,原理为,在密闭容器中通入等物质的量的与在一定条件下发生反应,测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:
(1)该反应的正反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)压强 (填“>”或“<”);时y点:v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)吸热
(2) < >
【详解】(1)由的平衡转化率与温度及压强的关系可知,相同压强情况下,温度越高,的平衡转化率越大,说明平衡正向移动,根据勒夏特列原理,可知正反应为吸热反应,答案:吸热;
(2)做一条竖直辅助线,相同温度,P1转化率大于P2转化率,再结合,可知加压,逆向移动,转化率减小,故P1<P2,由图可知,曲线为平衡线,在P2时刻,转化率还有达到平衡转化率,说明要正向进行,说明v(正) >v(逆),答案:<、>。
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