内容正文:
假期作业(五) 化学反应的限度
化
学
平
衡
研究对象:可逆反应
化学平
衡状态
化学平衡状态的建立:v正=v逆
各物质浓度不再变化
化学平衡状态的特征:逆、等、动、定、变
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化学平衡的移动
移动的含义
移动的原因
移动的方向
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影响化学平衡状态的条件
浓度
压强
温度
催化剂
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化学平衡常数
定义
意义
影响因素
应用
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一、化学平衡状态
1.概念
在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反
应的速率相等,反应体系中所有参加反应的
物质 的 或 保 持 恒 定
的状态.
2.特征
(1)逆:研究对象必须是可逆反应.
(2)等:正反应速率和逆反应速率 ,即
同一物质的消耗速率和生成速率相等.
(3)定:在平衡体系中,各组成成分的质量或浓
度保持 .
(4)动:化学平衡是动态平衡,即当反应达到平
衡时,正反应和逆反应都仍在继续进行.
(5)变:改变影响平衡的条件,平衡会发生移
动,直到达到新的平衡.
二、影响化学平衡的条件
1.浓度
其他条件不变时,增大反应物的浓度或减小
生成物的浓度,平衡向 方向移动;
增大生成物浓度或减小反应物的浓度,平衡
向 方向移动.
2.压强
其他条件不变时,增大压强,平衡向气体
的方向移动,减小压强,平衡向气体
的方向移动.
3.温度
其他条件不变时,升高温度,平衡向着
方向移动;降低温度,平衡向着
方向移动.
4.催化剂
催化剂能同等程度地 ,
故对平衡无影响.
5.平衡移动原理(勒夏特列原理)
如果改变影响化学平衡条件之一(如:温度、
压强、浓度等),平衡将向着能够
的方向移动.
三、化学平衡常数
1.含义
在一定 下,当一个可逆反应达到
时,生成物 与反应物
的比值是一个常数,简称 ,
用符号 表示.
2.表达式
对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)
+qD(g)平衡常数的表达式为:K= .
3.意义
(1)K 值越大,说明正反应进行的程度 ,
反应物的转化率 ;反之就转化的
越 ,转化率就 .
(2)K 只受 的影响,与反应物或生成
物的 无关.
31
一、1.质量 浓度 2.(2)相等 (3)不变
二、1.正反应 逆反应 2.体积缩小 体积增
大 3.吸热反应 放热反应 4.增加正逆
反应速率 5.减弱这种改变
三、1.温度 化学平衡 浓度幂之积 浓度幂
之积 平衡常数 K 2.c
p(C)cq(D)
cm(A)cn(B)
3.(1)越大 越大 不完全 越小 (2)温
度 浓度
1.关于溶解平衡的说法,不正确的是 ( )
A.溶解平衡是个动态平衡,既有溶质的结
晶又有溶质的溶解
B.溶解平衡的本质是结晶速率等于溶解速率
C.当达到溶解平衡时,溶液中各种微粒的
浓度不再变化,所以溶解过程不再进行
D.一定条件下达到溶解平衡时,此时溶液
为饱和溶液
2.一定温度下,在密闭容器中发生反应:2HI(g)
H2(g)+I2(g),能说明该反应达到平衡
状态的标志是 ( )
A.单位时间内消耗1molH2,同时生成
2molHI
B.每断裂2molH—I键,同时有1molH—H
键断裂
C.容器中压强不再变化
D.容器中混合气体的密度不再变化
3.经过化学家长期研究发现高炉中:Fe2O3(s)+
3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)是可逆反应.
一定温度下,在一体积恒定容器中发生上述
反应,下列情况能说明达到反应达到平衡
的是 ( )
A.气体平均摩尔质量不变
B.容器内压强不变
C.容器中n(CO)=n(CO2)
D.v(CO)=v(CO2)
4.可逆反应N2+3H2 2NH3,在容积为10L
的密闭容器中进行,开始时加入2molN2
和3molH2,达平衡时,NH3 的浓度不可能
达到 ( )
A.01molL-1 B.02molL-1
C.005molL-1 D.015molL-1
5.CO合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),若该反应在恒温恒容的容器内
进行,则可以作为该反应达到化学平衡状态
的标志是 ( )
A.气体的密度保持不变
B.CO浓度与CH3OH浓度相等
C.气体的平均摩尔质量保持不变
D.v正(CO)=v逆(H2)
6.近 日,北 京 大 学 马 丁 团 队 报 道 了 Pt/
NiAl2O4 界面催化剂上甲醇重整制氢反应
的 性 质.化 学 反 应 原 理:CH3OH (g)
催化剂
CO
(g)+2H2(g) ΔH>0下列叙
述正确的是 ( )
A.恒温恒容条件下发生上述反应,平衡后
充入氩气,反应速率增大
B.恒温恒压条件下,发生上述反应平衡后
充入CH3OH(g),平衡不移动
C.其他条件不变,加入Pt/NiAl2O4,能提
高单位时间内 H2 的产率
D.其他条件不变,升高温度,平衡常数和反
应热(ΔH)都增大
7.(双选)某密闭容器中
存 在 2NO (g)+
O2(g) 2NO2(g)
反应,平衡时 NO 的
转化率与温度变化关
系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状
态),下列说法中正确的是 ( )
A.该反应的正反应是放热反应
B.若温度为 T1、T3 时的平衡常数分别为
K1、K3,则K1<K3
41
C.T1 时,当反应处于D点,则该反应的逆
反应速率大于正反应速率
D.如果缩小容器体积,则平衡时表示NO转化
率与温度变化关系的曲线在原曲线上方
8.(双选)在一定温度下,下列反应的化学平衡
常数数值如下:
①2NO(g) N2(g)+O2(g) K1=1×1030
②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) K2=2×1081
molL-1
③2CO2(g) 2CO(g)+O2(g) K3=4×10-92
molL-1
以下说法正确的是 ( )
A.该温度下,反应①的平衡常数表达式为
K1=c平(N2)c平(O2)
B.该温度下,反应2H2O(g)2H2(g)+
O2(g)的平衡常数的数值约为5×10-82
C.该温度下,反应①、反应②的逆反应、反
应③产生 O2 的倾向由大到小的顺序为
NO>H2O>CO2
D.以上说法都不正确
9.一定条件下,将2molA气体和2molB气体
加入2L的恒容密闭容器中进行反应:2A(g)
+B(g) 2C(g).2min后达化学平衡,测得
C的浓度为08molL-1,填写下列空白:
(1)2min内 用 A 表 示 的 平 均 反 应 速 率
为 .
(2)平衡时B的物质的量浓度为 .
(3)平衡时 A 的转化率是 B的转化率的
倍.
(4)能说明该反应达化学平衡的是: .
A.A表示的平均反应速率等于C表示的平
均反应速率
B.消耗1molA的同时生成05molB
C.分别用 A、B、C表示的反应速率之比
为2∶1∶2
D.C的物质的量不再变化
(5)在不加入任何物质的条件下,要使该反
应的化学反应速率加快,可采取的措施是:
(写两种).
1.(2023北京卷)下列事实能用平衡移动原
理解释的是 ( )
A.H2O2 溶液中加入少量 MnO2 固体,促进
H2O2 分解
B.密闭烧瓶内的 NO2 和 N2O4 的混合气
体,受热后颜色加深
C.铁钉放入浓 HNO3 中,待不再变化后,加
热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀 H2SO4 反应过程中,加入少量
CuSO4 固体,促进 H2 的产生
2.(2023湖南卷)向
一恒容密闭容器中
加入1molCH4 和
一定量的 H2O,发生
反 应:CH4(g) +
H2O(g) CO(g)
+3H2(g).CH4 的平衡转化率按不同投料
比xx=
n(CH4)
n(H2O)
æ
è
ç
ö
ø
÷随温度的变化曲线如图
所示.下列说法错误的是 ( )
A.x1<x2
B.反应速率:vb正<vc正
C.点a、b、c对应的平衡常数:Ka<Kb=Kc
D.反应温度为T1,当容器内压强不变时,反
应达到平衡状态
“点石成金”变现实
石墨和金刚石在一定条件下可相互转化:
C(石墨,s) C(金刚石,s) ΔH>0
20世纪50年代,美国某汽车公司在实验
室利用高温、高压(2000℃、20000atm)将石
墨转化成金刚石之后,1989年,日本科学家用
炸药和碳粉“炸出”金刚石的消息引起了人们
的广泛关注.他们将炸药和碳粉混合并用石
蜡固化后装入钢制敞口容器,沉入一个直径
8m深约5m的混凝土水槽内,点火起爆,最
后将 容 器 里 的 水 取 出 静 置,可 获 得 直 径 为
0.002~0.003μm的超细金刚石粉.
51
(2)ΔH-TΔS=a-bT,由于无法判断a和bT 值的相对
大小,故无法确定 ΔH-TΔS 是大于0还是小于0,所以
无法判断该反应是否能自发进行,故答案为:无法判断是
否能.
答案:(1)C (2)无法判断是否能
高考冲浪
1.C A.实验①中,0~2小时内平均反应速率v(SeO2-4 )=
(5.0×10-5-1.0×10-5)molL-1
2h =2.0×10
-5molL-1
h-1,A不正确;B.实验③中水样初始pH=8,溶液显弱
碱性,发生反应的离子方程式中不能用 H+ 配电荷守恒,
B不正确;C.综合分析实验①和②可知,在相同时间内,
实验①中 SeO2-4 浓度的变化量大,因此,其他条件相同
时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率,C正确;D.综
合分析实验③和②可知,在相同时间内,实验②中SeO2-4
浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当减小初始
pH,SeO2-4 的去除效果 越 好,但 是 当 初 始 pH 太 小 时,
H+ 浓度 太 大,纳 米 铁 与 H+ 反 应 速 率 加 快,会 导 致 与
SeO2-4 反 应 的 纳 米 铁 减 少,因 此,当 初 始 pH 越 小 时
SeO2-4 的去除效果不一定越好,D不正确.
2.B A.SiO2 和C在高温下发生反应生成Si和 CO,因此,
制备粗硅反应的化学方程式为SiO2+2C
高温
Si+2CO↑,
A说法正确;B.在晶体硅中,每个 Si与其周围的4个 Si
形成共价键并形成立体空间网状结构,因此,平均每个Si
形成2个共价键,1molSi含Si-Si键的数目约为2×
6.02×1023,B说法错误;C.HCl易与水形成盐酸,在一定
的条件下氧气可以将 HCl氧化;H2 在高温下遇到氧气能
发生反应生成水,且其易燃易爆,其与 SiHCl3 在高温下
反应生成硅和 HCl,因此,原料气 HCl和 H2 应充分去除
水和氧气,C 说法 正 确;D.Si+3HCl
300℃
SiHCl3+
H2,该反应是气体分子数减少的反应,因此,生成SiHCl3
的反应为熵减过程,D说法正确;综上所述,本题选B.
假期作业(五)
1.C 2.B 3.A
4.B 2molN2 和3molH2 反应,假设反应能够进行到底,
则3molH2 完全反应,生成2molNH3,此时 NH3 浓度
为02molL-1,但由于反应是可逆反应,不能完全反
应,所以 NH3 浓度达不到02molL-1.
5.C A.反应为恒温恒容,气体的密度始终保持不变,故 A
不符;B.CO 浓度与 CH3OH 浓度相等,不能说明各组分
浓度不变,故B不符;C.反应各组分均为气体,气体的平
均摩尔质量随气体的总物质的量改变而改变,气体的平
均摩尔质量保持不变,说明已经达到平衡状态,故 C 符
合;D.v正(CO)=v逆(H2),说明v正 (CO)≠v逆 (CO),没
有达到平衡状态,故 D不符;故选C.
6.C A.恒温恒容条件下,充入“惰气”,化学反应各物质浓
度不变,反应速率不变,选项 A错误;B.在恒温恒压下,平
衡后充入CH3OH,容器体积增大,一氧化碳、氢气浓度减
小,平衡向右移动,选项 B错误;C.单位时间内氢气的产
率可以表示反应速率,加入催化剂,反应速率增大,提高
单位时间内 H2 的产率,选项C正确;D.该反应是吸热反
应,升高温度,平衡向右移动,平衡常数增大,但是焓变
(反应热)只与反应物与生成物的总能量差有关,即反应
热不变,选项 D错误;答案选C.
7.AD 8.BC
9.解析:一定条件下,将2molA 气体和2molB气体加入
2L的恒容密闭容器中进行反应:2A(g)+B(g) 2C(g).
2min后达化学平衡,测得C的浓度为08molL-1,则
可得到三段式:
2A(g)+B(g) 2C(g)
起始浓度
(mol/L)
1 1 0
转化浓度
(mol/L)
0.8 0.4 0.8
平衡浓度
(mol/L)
0.2 0.6 0.8
据此回答.
(1)2min内用 A表示的平均反应速率为
v(A)=v(C)=Δc
(C)
Δt =
0.8molL-1
2min =
0.4molL-1min-1.
(2)据分析,平衡时B的物质的量浓度为06mol/L.
(3)平衡时 A 的转化率α(A)=Δn
(A)
n(A)×100%=
Δc(A)
c(A)
×100%=0.81 ×100%=80%
,B的转化率α(B)=Δc
(B)
c(B)
×100%=0.41 ×100%=40%
,则平衡时 A 的转化率是 B
的转化率的2倍.
(4)A.A表示的平均反应速率等于 C表示的平均反应速
率,但没有指明反应的方向,难以确定正逆反应速率是否
相等,因此不符合;B.消耗1molA 的同时生成05mol
B,则正逆反应速率相等,因此符合;C.同一个方向的正逆
反应速率之比等于化学计量数之比.所以假如都是正反
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应速率始终满足:分别用 A、B、C表示的反应速率之比为
2∶1∶2.因此不符合;D.C的物质的量不再变化,满足
平衡特征,因此符合;答案为:BD.
(5)增加反应物的浓度、升高温度、增大气体的压强、使用
催化剂等等,均可加快化学反应速率.则:在不加入任何
物质的条件下,要使该反应的化学反应速率加快,可采取
的措施是:升高温度,缩小容器体积.
答案:(1)04mol/(Lmin)
(2)06mol/L
(3)2
(4)BD
(5)升高温度,缩小容器体积
高考冲浪
1.B A.MnO2 会催化 H2O2 分解,与平衡移动无关,A 项
错误;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,B项正
确;C.铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,
铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无关,
C项错误;D.加入硫酸铜以后,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,D 项 错 误;故
选B.
2.B 化学平衡综合
图像分析
结合图像分析可知,A项正确,B项错误;该反应为吸热反
应,温 度 升 高,平 衡 常 数 增 大,结 合 图 像 可 知 平 衡 常 数
Ka<Kb=Kc,C项正确;该反应反应前后气体分子数不
相等,恒温恒容时,容器内压强不再发生变化,即达到平
衡状态,D项正确.
假期作业(六)
1.B 2.D 3.A 4.B 5.A
6.B A.根据能量图示,反应物的总能量低于生成物的总
能量,该反应为吸热反应,ΔH>0,A 项错误;B.反应Ⅰ生
成CO,反应Ⅱ消耗CO,所以CO属于反应过程中的中间
产物,B项正确;C.反应Ⅰ断开了 C-H 键、H-O 键,形
成了 H-H 键,反应Ⅱ断开了 O-H 键,形成了 C-O
键、H-H 键,所以反应过程中有非极性键的形成,但没
有非极性键的断裂,C项错误;D.根据图示,反应Ⅱ的正
反应活化能为akJmol-1,D项错误;故选B.
7.CD 8.AD
9.解析:(1)一般不用固体和纯液体来表示反应速率,所以
可用 O2 和SO2 来表示该反应的反应速率.
(2)不同物质表示的反应速率和方程式中对应化学计量
数成正比,所以氧气减少的速率为0.64molL-1s-1
×118=0.88mol
L-1s-1.
(3)此时间内SO2 表示的速率为0.4molL-1s-1,则氧
气 表 示 的 速 率 为 0.4 mol L-1 s-1 × 118 =
0.55molL-1s-1, 所 以 氧 气 变 化 浓 度 为
0.55molL-1s-1×4s=2.2molL-1,则开始时氧气
的浓度为2.8molL-1+2.2molL-1=5molL-1.
答案:(1)SO2 或 O2
(2)0.88molL-1s-1
(3)5molL-1
10.解析:C的平均反应速率为01mol/(Lmin),则5min
后,C的浓度为05mol/L.所以根据反应速率之比是
相应的化学计量数之比可知,x=2.
3A(g)+ B(g) 2C(g)+2D(g)
起始浓度(mol/L) a a 0 0
转化浓度(mol/L) 075 025 05 05
5min后浓度(mol/L)a-075a-025 05 05
由于c(A)∶c(B)=3∶5
所以(a-075)∶(a-025)=3∶5
解得a=15
(1)此时 A的浓度c(A)=15mol/L-075mol/L
=075mol/L
反应开始前容器中的 A、B的物质的量:
n(A)=n(B)=15mol/L×2L=30mol;
(2)前 5 min 内 用 B 表 示 的 平 均 反 应 速 率v(B)=
025mol/L÷5min=005mol/(Lmin).
(3)v(C)=0.1 mol/(Lmin),则0.5xmol
/2L
5min =
0.1mol/(Lmin),解得x=2.
答案:(1)075 3 (2)005 (3)2
高考冲浪
1.CD 由题图可知,T1 比T2 反应速率快,则T1>T2;T1
温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2 温度下平
衡时;由于起始CO2 与 H2 的物质的量之比为1∶1,则达
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