假期作业(4)化学平衡-【百汇大课堂·寒假作业】2024-2025学年高二化学假期作业

假期作业 &五方1 假期作业(四) 化学平衡 2. 化学平衡状态的特征 知识导图 1-_ 一逆-研究的对象为可逆反应 研究对象可逆反应 -动平衡时反应没有停止,是动态平衡 -特征 -等正=v:0 化学平衡状态 #勃架 一逆、动、等、定、变 温度 影响因素 度 反应物和生成物的含量(即物质 化学平衡移动 一定- 压强 的量、物质的量浓度、质量分数。 原理 勒夏特列原理 体积分数等)保持一定 表达式 化学平衡常数 计算方法 红线红 条件(浓度、温度、压强等)改变, -转化率 平衡发生移动,在新条件下建立 新平衡。任何化学平衡状态均是 .审难精讲 N 暂时的、相对的、有条件的 二、化学平衡常数与平衡转化率 一、化学平衡状态 1.化学平衡常数 1.化学平衡状态的含义 (1)化学平衡常数的定义 (1)概念:在一定条件下的可逆反应体系中, 在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平 当正、逆反应的速率相等时,反应物和生成 衡时,生成物浓度幕之积与反应物浓度幕之 物的浓度均保持不变,即体系的组成不随时 积的比值是一个常数,这个常数就是该反应 间而改变,这表明该反应中物质的转化达到 的化学平衡常数(简称平衡常数),用符号K 了“限度”,这时的状态我们称之为化学平衡 表示。如nA(g)十nB(g)一pC(g)十 状态,简称化学平衡。 oD(g)在一定温度下达到平衡,平衡常数 (2)适用范围:可逆反应。 c*(C)·c(D) K一 (3)内在本质:正反应速率和逆反应速率相 C“(A)·c”(B)。 等,但不为0。 (2)化学平衡常数的意义 (4)外在标志:反应体系中所有参加反应的 化学平衡常数是表明化学反应限度的一个 物质的质量或浓度保持恒定 特征值。 (5)条件,反应物和产物均处于同一反应体 通常,K越大,说明平衡体系中生成物所占 系中,反应条件不发生变化 的比例越大,正反应进行的程度越大,即该 11 #1# 高二寒假·化学 反应进行得越完全,平衡时反应物的转化率 (2)表达式 越大;反之,K越小,该反应进行得越不完 对于可逆反应aA+bB-cC十D 全,平衡时反应物的转化率越小。一般来 A的初始浓度一A的平衡浓度 a(A)一 7 A的初始浓度 说,当K>10{}时,认为该反应基本进行 C(A)-c(A) 完全。 100%- -×100% C(A) (3)影响化学平衡常数的因素 a(A)一 通常情况下,K只受温度影响,与反应物或 A的初始物质的量一A的平衡物质的量 ### 生成物的浓度无关。 A的初始物质的量 n始(A)一n(A) 升高温度,吸执反应的平衡常数增大,放势 100%= -×100% ”龄(A) 反应的平衡常数减小;降低温度,吸热反应 ·跟踪练习· 的平衡常数减小,放热反应的平衡常数增 大;温度不变,平衡常数不变 1.将0.2mol·L 的KI溶液和0.05mol·L-1 (4)化学平衡常数的应用 Fe。(SO)。溶液等体积混合充分反应后,取 ①任意状态的生成物浓度寡之积与反应物 混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存 浓度寡之积的比值称为浓度商,用Q表示,如 在化学平衡2Fe+2I-2Fe^十I。的是 mA(g)十nB(g)-pC(g)+qD(g),Q= ( c(C)·c*(D) ,以平衡常数的值为标准,可 实验编号 实验操作 c"(A)·c“(B) 实验现象 ① 滴入KSCN溶液 以判断正在进行的可逆反应是否处于平衡 溶液变红色 状态,以及将向哪个方向进行,最终建立新 ② 滴入AgNO。溶液 有黄色沉淀生成 的平衡。Q与K相比较 滴入K.[Fe(CN).] ③ 有蓝色沉淀生成 Q>K:可逆反应向逆反应方向进行; 溶液 Q一K:可逆反应处于平衡状态; ④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色 Q<K:可逆反应向正反应方向进行。 A.① B.②和④ ②利用平衡常数可判断反应的热效应。若 C.③和④ D.①和② 升高温度,K增大,则正反应为吸热反应;若 2.一定条件下,在恒容密闭容器中,下列能表 升高温度,K减小,则正反应为放热反应。 示反应X(g)十2Y(g)--2Z(g)一定达到化 ③利用平衡常数可计算平衡各物质的浓度。 学平衡状态的是 ) 物质的量分数和转化率等。 ①X、Y、乙的物质的量之比为1:2:2 2.平衡转化率 ②X、Y、乙的浓度不再发生变化 (1)含义:平衡时已转化的某反应物的量与 ③容器中的压强不再发生变化 转化前(初始时)该反应物的量之比。常用。 ④单位时间内生成nmolZ,同时生成 表示平衡转化率。 2n molY 2 假期作业 #1 A.①② B.①④ C.升高温度反应②的,增加,。减小 C.②③ D.③④ D.选择合适的催化剂能加快该反应的速率; 3.H。和CO。在高温下发生反应CO。(g)十 并提高COCL。的平衡产率 5.在一定温度下的可逆反应;mA(g)十nB(g) pC(g)+oD(g),生成物C的体积分数与压强 986C时,在容积不变的密闭容器中进行的 P.和,、时间的关系如图所示,下列关系正 反应的四组数据; 确的是 ( ) 起始浓度/(molL) 平痴浓度(molL) C的体积分数 。(H)(CO)(HO(Co(H)(Co) (H.Oe(co) & 一、 0.44 0.44 0.56 0.56 -” 0.27 2 1.27 0.73 1. 0 0.73 0.88 0.88 {1.12 0 1.12 ①p>p。 ②<。 ③m十n>p十q 0.2 0.4 0.6 0.8 0.344 0.544 0.4560.656 ④m十n-p十q m十n<p十q ) A.①③ 下列叙述正确的是 B.②③ A.此温度下反应的平衡常数约为1.60 C.② D.①④ B.该反应的平衡常数与反应的起始浓度 6.一定条件下,分别向容积固定的密闭容器中 有关 充入A和足量B,发生反应2A(g)十 C.增大CO。的起始浓度,可使CO。的转化 B(s)-→2D(g) △H<0,测得相关数据如 率增大 下。下列说法不正确的是 D.从反应开始至达到平衡状态,混合气体的 实验I 实验II 实验II 密度增大 800 800 反应温度/C 850 C超(A)/(mol·L-) 4.Burns和Dainton研究发现Cl。与CO合成 2 1 c(A)/(mol·L-) 0.5 COCl。的反应机理如下: 1 0.85 ①Cl(g)--2Cl·(g)快; 放出的热量/k ) ②CO(g)十Cl·(g)→COCl·(g) 快; A.850C时,反应的化学平衡常数K ③COCl·(g)十Cl(g)一COCl(g)十 B.反应放出的热量:62 Cl·(g)慢。 C.实验I中反应在30min时达到平衡 其中反应②存在v(正)一c(CO)c(Cl·)、 v(A)为0.oo5mol·L-l.min- v(逆)一c(COCl·)。 D. 当容器内气体密度不随时间而变化时,反 ( ) 下列说法正确的是 应已达平衡 A.使用催化剂反应②的、均不发生 7.恒容密闭容器中,BaSO(s)十4H.(g)一 改变 BaS(s)十4H.O(g)在不同温度下达平衡时, # 各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法 B.反应②的平衡常数K # 正确的是 。 13 #七表# 高二寒假·化学 c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最 大限度 起始组成:4molH. 1mol BasO. d.p.<p。 H. (4)0~3min内用CH.OH表示的反应速率 200 400 600 800 u(CH.OH)= 7/ (5)200C时,该反应的平衡常数K= A.该反应的AH0 向上述200C时达到平衡的恒容密 B.a为n(H.O)随温度的变化曲线 闭容器中再加入2.0molCO、2.0molH。、 C. 向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动 2.0molCH。OH,保持温度不变,则化学平 D.向平衡体系中加入BaSO,H。的平衡转 零 (填“正向”“逆向”或“不”)移动 化率增大 9.(1)CS。是一种重要的化工原料,工业上可 8.用CO和H。生成甲醇的反应为CO(g)十 以利用疏(S。)与CH为原料制备CS。,S 2H.(g)-CH.OH(g) △H,在10 L恒 受热分解成气态S。,发生反应2S。(g)+ 容密闭容器中按n(CO):n(H。)一1:2充 CH.(g)→CS.(g)十2H.S(g)。 人CO和H。,测得CO的平衡转化率与温度 某温度下,若S。完全分解成气态S。。在恒 和压强的关系如图所示,200C时”(H。)隔 温密闭容器中,S.与CH.以物质的量比为 时间的变化如表所示。 2:1时开始反应。当以下数值不变时,能 说明该反应达到平衡的是 (填序 号)。 温度/C a.气体密度 t/min 0 / b.气体总压 n(H。)/mol 8.0 5.4 04.0 4.0 c.CH.与S体积比 (1)△H (填“”“<”或“一”)0。 d.CS。的体积分数 (2)写出一条可同时提高反应速率和CO的 (2)在1470K、100kPa反应条件下,将 平衡转化率的措施: n(H.S):n(Ar)=1:4的混合气体进行 (3)下列说法正确的是 (填标号)。 H.S热分解反应:2HS(g)--S(g)十 a.温度越高,该反应的平衡常数越大 2H.(g)。平衡时混合气体中H。S与H。的 b.达平衡后再充入稀有气体,CO的平衡转 分压相等,HS平衡转化率为 平衡常数K.一 化率提高 kPa。 14有女代尊商二寒假·化学 0.75mol·L1)=0.75mol·L1。v(B)= 5.C[由图像可知，压强为p1时，反应在t2时刻达到平 0.25mol·L.-1 =0.05mol·L.1·min-1。 衡，生成物C的体积分数为9：压强为p2时，反应在 5 min 1时刻达到平衡，生成物C的体积分数为92。t2>: 答案(1)2(2)0.75mol·L-1 说明p2时化学反应速率快，先达到平衡，所以压强 (3)0.05mdl·L-1·min10.1mol·L.-1·min1 P2>P1:9>92,说明加压使平衡向逆反应方向移动， 假期作业（四） 即m十n<p十q,则正确的有②⑤，C项正确。] 6.B[850℃下： 2A(g)+B(s)→2D(g) 跟踪练习 起始浓度(mol·L-1)1 0 1.A[将0.2mol·L.1的KI溶液和0.05mol·L. 转化浓度(mol·L-1)0.15 0.15 Fe2(SO,)3溶液等体积混合后，I厂过量，若不是可逆反 平衡浓度(mol·L.1)0.85 0.15 应，Fe3+全部转化为Fe2+,则溶液中无Fe3+,故只需 则850℃时反应的平衡常数K=D)=0.162 要证明溶液中含F®3+，则即能证明此反应为可逆反 2(A)0.85<1, 应，能建立化学平衡。向溶液中滴入KSCN溶液，溶 A项正确：由于反应前后气体体积不变，所以实验I 液变红色，则说明溶液中有F3+,即能说明反应存在 和实验Ⅱ为等效平衡，则有b=2a,B项错误：实验Ⅲ中 平衡，①正确：向溶液中滴入AgNO3溶液有黄色沉淀 反应在30min时达到平衡，a(A)=0.15m0l.L.☐ 30 min 生成，溶液中1过量，无论是否存在平衡反应，都会有 0.005mol·1.1·min1,C项正确：容器内气体密度 黄色沉淀生成，所以不能说明反应存在平衡，②错误： 是泥合气体的质量和容器容积的比值，反应过程中气 无论反应存不存在平衡，溶液中均存在Fe2+,滴入 体的质量是变化的，而容器容积是不变的，因此当容 Kg[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀生成，③错误；无论 器内气体密度不随时间而变化时反应达到平衡，D项 反应存不存在平衡，溶液中均有12，滴入淀粉溶液后 正确。] 溶液均变蓝色，不能证明存在平衡，④错误.] 7,C[从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质 2.C[X、Y、Z的物质的量之比为1：2：2是该可逆反 的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是 应进行到一定程度的特殊情况，不能表示反应达到化 吸热反应，即△H>0,A错误：从图示可以看出，在恒 学平衡状态，①错误：可逆反应中，反应物和生成物的 容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的 浓度均不再变化，说明反应已达到化学平衡状态， 量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物 ②正确：该反应为气体分子数减小的反应，随着反应 质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变 的进行，容器中压强逐渐减小，若压强不再变化，说明 化而变化，B错误：容器容积固定，向容器中充入惰性 反应已达到化学平衡状态，③正确：根据化学方程式 气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，C正确： 可知，单位时间内生成n mol Z.同时生成2 mol Y,表 BaSO1是固体，向平衡体系中加入BaSO,不能改变其 示正、逆反应速率不相等，说明该反应未达到化学平 浓度，因此平衡不移动，氧气的CS是一种重要的化 衡状态，①错误。综上，C项符合题意。] 工原料，平衡转化率不变，D错误。] 3.A[由第1组数据可得，K=cCO)·c(H,O 8.解析(1)升高温度，CO的平衡转化率减小，平衡逆 c(CO2)·c(H2) 向移动，则说明正反应是放热反应，△H<0。(2)增大 0.≈1.62，同理，由第2、3,4组数据计算出的K分 0.562 压强或增大氢气浓度可同时提高反应速率和CO的平 衡转化率。(3)项，升高温度，平衡逆向移动，则该反 别约为1.55、1.62、1.60，取其平均值可得，此温度下 应的平衡常数减小，错误；b项，达到化学平衡后，向恒 该反应的平衡常数约为1.60，平衡常数K只受温度的 容密闭容器中充入稀有气体，各物质的浓度不变，平 影响，与起始浓度无关，A项正确，B项错误；增大CO2 衡不移动，C)的平衡转化率不变，错误：C项，该反应 的起始浓度，CO2的转化率减小，C项错误：反应体系 为气体体积减小的反应，容器内气体压强不再变化 中各物质均为气体，且容积不变，故混合气体的密度 时，反应达到最大限度，正确：d项，由题图可知，保持 始终保持不变，D项错误。] 温度不变，压强由力1→P2,CO的平衡转化率支大，平 4.B[使用催化剂能改变反应速率，能改变反应速率常 衡正向移动，则p1<p2,正确。(4)0~3min内H2的 消耗量为4mol,CH3OH的生成量为2mol,则用 数，测使用催化剂反应②的k正，k地均发生改变，A错 误：反应②存在（正）=k正c(CO)c(C1·),(逆)= CH,OH表示的反应速率(CH,OHD)=V·△ △n k笼c(COC·),平衡时正逆反应速率相等，即 2 mol 1 k= mol·Ll·minl。 kEc(co)c(C)=k生c(CoC1·):k 10L×3mim15 (5)200℃时， c(COC1·) c(COC·)=kE,B正 c(CO)Xc(C·),则K=c(CO)×c(C)=k是 CO(g)+2H2 (g)=CH OH(g) 起始量mol 4.0 8.0 0 确；升高温度反应的正逆反应速率都增加，因此升高 平衡量mol 2.0 4.0 2.0 温度反应②的k正、k地都增加，C错误：催化剂不影响 0.2 平衡移动，因此选择合适的催化剂能加快该反应的速 K一0.2×0.=6.25：向上述200℃时达到平衡的恒 率，而COC2的平衡产率不变，D错误。] 容密闭容器中再加入2.0 mol CO、2.0molH2, 62 假期作业 为丰 2.0 mol CH3OH,保持温度不变，Q= 0.4 △S>0,若△H>0,则反应不一定能自发进行，C项错 0.4×0.6 误：只有活化分子之间的有效碰撞才能发生化学反 2.8,Q<K,则平衡正向移动。 应，D项错误。] 答案(1)<(2)增大压强（或增大氢气浓度） 5.B[氯化钠固体溶于水，电离为离子，熵增大，A项为 (3)d4站molL1·min1(6)6.25正向 △S>0的过程：气体反应生成固体，熵减小，B项为 △S<0的过程：物质由固态变为气态或固体分解生成 9.解析(1)密闭容器的容积不变，气体总质量不变，则 气体，城均增大，故C项和D项均为△S>0的过程，] 气体密度恒不变，气体密度不变不能说明反应达到平 6.B[物质由气态变为液态，混乱度减小，即△S<0, 衡状态a错误：该反应前后气体总物质的量不变，则气 A项不符合题意：硝酸铵溶于水是吸热的熵增加过程， 体总压恒不变，气体总压不变不能说明反应达到平衡 △S>0,可自发进行，B项符合题意：一个反应的△H> 状态，b错误；CH,与S2的起始物质的量之比等于其 0,△S>0,根据复合判据可知，高温时，△H一T△S<0, 化学计量数之比，则CH与S2的体积比恒不变，CH4 即高温条件下，反应能自发进行，C项不符合题意：由 与S2体积比不变不能说明反应达到平衡状态，c错 △H<0,△S>0知，△H一T△S<0,故该反应在任何温 误：随着反应的进行，气体总体积不变，CS的体积分 度下都能自发进行，D项不符合题意。] 数不断增大，当CS2的体积分数不变时说明反应达到 7,D[由“两种气体分子都逐渐扩散到两个容器中”可 平衡状态，d正确。 知，此过程为混乱度增大，由有序到无序的过程，属于 (2)设起始时H2S的物质的量为1mol,Ar的物质的 嫡增大的过程，A、C项正确；由“此过程为不伴随能量 量为4mol,平衡时消耗H2S的物质的量为xmol,则 变化的自发过程”可知，此过程中没有热量的吸收或 2H2S(g)S2(g)+2H2(g) 放出，B项正确：此过程是自发进行的，则它的逆过程 起始/mol 1 0 0 是非自发的，D项错误。] 8.C[气体扩散过程中，混乱度增大，此过程自发地从 转化/mol 2 有序向无序方向进行，A、B项错误：根据题给信息可 平衡/mol 1-x 知，反应H2(g)十C2(g)一2HC1(g)可自发进行，其 反应前后气体的分子数不变，不属于嫡增反应，C项正 由题意可知，1一x=x,解得x=0.5,则H2S的转化率 确，D项错误。门 为50%。平衡时H2S(g)、S2(g)、H2(g)、Ar的物质的 9.C[由题图可知，生成物的总能量低于反应物的总能 量分别为0.5mol、0.25mol,0.5mol,4mol,因此气体 量，该反应的△H<0,由化学方程式可知，△S>0,A项 的总物质的量为5.25mol。则 错误：△H<0,则升高温度，平衡逆向移动，平衡常数 K。= p(S2)·p2(H2) 减小，B、D项错误：△H<0,△S>0,则△G<0,反应能 p2(H2S) 自发进行，C项正确。] 25md×10okPa× 0.25 mol 0.5 mol ×100kPa) 10.C[NH,NO3溶于水是混乱度增大的过程，即△S> 5.25 mol 0,能自发进行，A项错误：该反应为吸热反应，△H> 0.5 mol 0,依据反应方程式可知，该反应为嫡增反应，即△S> 5.25 mol ×100kPa 0,根据复合判据△G=△H一T△S可知，反应在高温 4.76 kPa. 下才能自发进行，B项错误：根据复合判据△G= 答案(1)d(2)50%4.76 △H一T△S可知，熵增加的放热反应一定是自发反 假期作业（五） 应，C项正确：有些非自发反应在一定条件下能够实 现，如水分解生成氢气和氧气是非自发反应，但在电 跟踪练习 解条件下可以实现，D项错误，] 1.D[自然界中水由高处向低处流，天然气的燃烧、铁 在潮湿空气中生锈、室温下冰的融化都属于自发过 假期作业（六） 程，其逆过程在相同条件下都是非自发的。] 跟踪练习 2.C[化学反应的摘变与反应的方向有关，A项错误； 1.B[工业合成氨反应为N2(g)十3H2(g)一 化学反应的摘变和焓变都会影响化学反应进行的方 2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,该反应为放热反应， 向，所以墒变不能直接决定反应的方向，B项错误；熵 A项正确：该反应为气体分子数减小的反应，则△S< 值增大的反应都是混乱度增大的反应，C项正确：熵值 O,B项错误：H2和N2合成NH3的反应为可逆反应， 增大的反应不一定都能自发进行，D项错误。] C项正确：建立平衡的过程中，气体分子数逐渐减小， 3.A[碳酸铵分解是吸热反应，因此不能用烩判据来解 容器内压强逐渐减小，D项正确。] 释反应的自发性，其反应能自发进行，是因为气体的 2.C[由合成氢的热化学方程式可知，1molN2和 生成使体系的嫡增大，A项正确，B、C项错误；不同碳 3molH2完全反应，放出92.4kJ热量，而合成氨反应 酸盐的稳定性不同，如CCO3非常稳定，在高温下才 为可逆反应，故1molN2和3molH2不可能完全反 能自发分解，D项错误。] 应，则达到平衡时，放出的热量小于92.4kJ,C项 4.A[某些在常温下不能自发进行的反应，升高温度时 正确。] 能自发进行，A项正确：吸热反应的△H>0,若△S> 3.C[温度较高，化学反应速率较快，①正确：工业合成 0,则适当升高温度可以使反应自发进行，B项错误： 氨的反应为放热反应，则升高温度时，平衡逆向移动， 63