第05讲 化学平衡状态和平衡常数-【暑假自学课】2025年新高二年级化学暑假提升精品讲义(人教版2019)
2025-06-03
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2份
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31页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二节 化学平衡 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 化学平衡状态,化学平衡常数 |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.56 MB |
| 发布时间 | 2025-06-03 |
| 更新时间 | 2025-06-03 |
| 作者 | 水木清华化学工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·暑假轻松学 |
| 审核时间 | 2025-06-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52414000.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第05讲 化学平衡状态和平衡常数
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 化学平衡状态的建立
1.可逆反应
(1)概念:在相同条件下,既能向 方向进行,同时又能向 方向进行的反应。
(2)特征:
双向性:指可逆反应分为方向相反的两个方向,即正反应方向和逆反应方向。
双同性:指正、逆反应是在相同条件下,同时进行
共存性:指反应物的转化率小于100%,反应物与生成物共存
2.化学平衡状态的建立
在一定条件下的容积不变的密闭容器中,合成氨反应如下:N2+3H22NH3
如图1所示,N2与H2发生反应。随着反应的进行,体系中N2和H2的浓度逐渐 ,v正逐渐 ,而NH3的浓度逐渐 ,v逆逐渐 ,t1时刻,它们的浓度不再改变,v正=v逆,反应达到平衡。
如图2所示,NH3发生分解反应。随着反应的进行,体系中NH3的浓度逐渐 ,v逆逐渐 ,而N2和H2的浓度逐渐 ,v正逐渐 ,t2时刻起,它们的浓度不再改变,v正=v逆,反应达到平衡。
通过上述两例说明,平衡的建立与建立的途径无关。
3.化学平衡状态的概念
在一定条件下的可逆反应,当正、逆反应的速率 时,反应物和生成物的 均保持不变,即体系的组成不随时间而改变,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,这时的状态我们称之为化学平衡状态,简称化学平衡。
4.化学平衡状态的特征
逆:研究对象为可逆反应
等:正、逆化学反应速率担等
动:化学平衡是动态平衡
定:平衡混合物中,各组分的度保持一定
变:外界条改变。化学平衡状态可能发生改变
知识点二 化学平衡状态的判断方法
1.用本质特征判断
判断依据:正反应速率与逆反应速率相等,即v正=v逆。
(1)同一种物质:该物质的生成速率 它的消耗速率。
(2)不同的物质:速率之比等于化学方程式中各物质的化学 之比,但必须是不同方向的速率。
2.用宏观特征判断
判断依据:反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持 。
(1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持 。
(2)各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持 。
(3)反应物的转化率、产物的产率保持 。
3.用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项
(1)恒温恒容条件下,用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时,要特别关注反应前后气体分子总数的变化,如:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
压强
当m+n≠p+q时,总压强一定(其他条件一定)
当m+n=p+q时,总压强一定(其他条件一定)
混合气体的
当m+n≠p+q时,一定
当m+n=p+q时,一定
(2)恒温恒容条件下,用“混合气体的密度”判断平衡状态时,要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应,如
关注各物质的状态
是否平衡
密度
C(s)+CO2(g)2CO(g)(ρ一定)
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(ρ一定)
H2(g)+I2(g)2HI(g)(ρ一定)
知识点3 化学平衡常数
1.化学平衡状态时浓度数据分析
分析课本表21 457.6 ℃时反应体系H2(g)+I2(g)2HI(g)中各物质的浓度数据,我们可以发现以下规律:
(1)无论该反应从正向进行还是从逆向进行,平衡时只要温度一定,的值近似相等。
(2)无论反应物或生成物的浓度如何改变,平衡时只要温度一定,的值也近似相等。
2.化学平衡常数的概念
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数(简称平衡常数),用符号K表示。
3.浓度商与化学平衡常数的表达式
(1)浓度商:对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在任意时刻的称为 ,常用Q表示,即Q=。
(2)化学平衡常数表达式:当在一定温度下达到化学平衡时,K=。
(3)Q与K的关系:当反应中有关物质的浓度商 平衡常数时,表明反应达到限度,即达到化学平衡状态。
【特别提醒】
(1)化学平衡常数表达式书写注意事项
①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度,且不出现固体或纯液体的浓度。
②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小,化学平衡常数都会相应改变。
(2)若两反应的平衡常数分别为K1、K2
①若两反应相加,则总反应的平衡常数K=K1·K2。
②若两反应相减,则总反应的平衡常数K=。
4.化学平衡常数的意义
平衡常数的大小反映了化学反应进行的 (也叫反应的限度)。
K越大,表示反应进行得越 ,平衡时反应物的转化率 ,当K>105时,该反应就进行的基本完全了。K值越小,表示反应进行得越 ,平衡时反应物的转化率 。
5.化学平衡常数的影响因素
(1)内因:不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的 。
(2)外因:在化学方程式一定的情况下,K只受 影响。
知识点4 化学平衡的有关计算
“三段式”法进行化学平衡的有关计算
可按下列步骤建立模式,确定关系式进行计算。如可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在体积为V L的恒容密闭容器中,反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol,达到化学平衡时,设A物质转化的物质的量为mx mol。
(1)模式
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始量/mol a b 0 0
转化量/mol mx nx px qx
平衡量/mol a-mx b-nx px qx
对于反应物:n(平)=n(始)-n(转)
对于生成物:n(平)=n(始)+n(转)
则有①平衡常数K=。
②平衡时A的物质的量浓度:c(A)= mol·L-1。
③平衡时A的转化率:α=×100%,A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)=∶。
④平衡时A的体积分数:φ(A)=×100%。
⑤平衡时和开始时的压强之比:=。
⑥混合气体的密度:ρ(混)= g·L-1。
⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量:
= g·mol-1。
⑧生成物产率=×100%。
(2)基本步骤
①确定反应物和生成物的初始加入量;
②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x);
③确定平衡量。
教材习题01(P42)
3.在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:。下列叙述中,能说明反应已达到化学平衡状态的是
A.Z的生成速率与Z的分解速率相等
B.单位时间内消耗amolX,同时生成3amolZ
C.容器内的压强不再变化
D.混合气体总的物质的量不再变化
解题方法
教材习题04(P42)
5.在容积不变的密闭容器中,一定量的SO2、O2发生反应:。温度分别为t1和t2时,的体积分数随时间的变化如图。该反应的△H 0(填“>”“<”或“=”,下同);若t1、t2时该反应的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2。
解题方法
考点一 可逆反应
1.下列有关可逆反应的说法不正确的是( )
A.可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应
B.2HIH2+I2是可逆反应
C.2H2+O22H2O与2H2O2H2↑+O2↑互为可逆反应
D.可逆反应中反应物和生成物同时存在
2.14CO2与碳在高温条件下发生反应:14CO2+C2CO,达到化学平衡后,平衡混合物中含14C的粒子有( )
A.14CO2 B.14CO2、14CO
C.14CO2、14CO、14C D.14CO
3.在一定温度下,将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中,在催化剂作用下发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,当达到化学平衡时,下列说法中正确的是( )
A.生成SO3 2 mol B.SO2和SO3共2 mol
C.放出197 kJ热量 D.含氧原子共8 mol
考点二 化学平衡状态的含义
4.在1 273 K、100.0 kPa条件下,乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)达到平衡后( )
A.C2H6的浓度保持不变
B.C2H6仍在不断分解,其浓度不断减少
C.C2H6的分解速率大于生成速率
D.C2H4仍在不断生成,其浓度不断增加
5.下列对化学反应限度的叙述中,不正确的是( )
A.任何可逆反应在给定的条件下的进程都有一定的限度,不同反应的限度不同
B.可逆反应的最大转化率不能达到100%,所以可逆反应不容易发生
C.化学反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度均不再改变,但物质间的转化仍在进行
D.改变反应条件,化学反应限度可能改变
6.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述正确的是( )
A.化学方程式:2MN
B.t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M的浓度的2倍
考点三 化学平衡状态的判断
7.在一定温度下,容积一定的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时,表明反应已达平衡的是( )
①混合气体的密度 ②混合气体的压强 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
8.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),判断下列说法正确的是( )
①单位时间内生成2 mol SO2,同时生成1 mol O2,则处于化学平衡状态 ②SO2的生成速率等于SO2的消耗速率,则处于化学平衡状态 ③SO2、O2、SO3的体积分数不再发生变化,则处于化学平衡状态 ④SO2、O2、SO3的分子数之比为2∶1∶2,则处于化学平衡状态
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
9.可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在恒容的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
考点四 化学平衡常数的定义、表达式
10.下列关于化学平衡常数的说法正确的是( )
A.在任何条件下,化学平衡常数不变
B.当改变反应物的浓度时,化学平衡常数会发生改变
C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强有关
D.由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度
11.关于C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数书写形式,正确的是( )
A.K= B.K=
C.K= D.K=
12.下列有关平衡常数的说法中,正确的是( )
A.改变条件,反应物的转化率增大,平衡常数一定增大
B.反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,增加c(N2O4),该反应的平衡常数增大
C.对于给定的可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数相等
D.平衡常数为K=的反应,化学方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
考点五 化学平衡常数的简单计算
13.某温度时N2+3H22NH3的平衡常数K=a,则此温度下NH3H2+N2的平衡常数为( )
A. B. C. D.a2
14.将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L-1。则此条件下的平衡常数K为( )
A.4 B.0.25 C.0.4 D.0.2
15.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
③2CO2(g)2CO(g)+O2(g) K3=4×10-92
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(N2)·c(O2)
B.该温度下,反应2H2O(g)2H2(g)+O2(g)的平衡常数的数值约为5×10-80
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
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.从可逆反应化学平衡状态的建立过程,认识化学平衡是一种动态平衡。
2.熟知化学平衡状态的特征,会判断化学平衡状态。
3.掌握化学平衡常数的概念及其应用。
4.掌握化学平衡常数相关计算。
【学习重难点】
1.化学平衡状态判断。
2.化学平衡常数相关计算。
1.(24-25高二上·四川绵阳·期中)反应N2(g)+3H2(g))2NH3(g) 若在恒压绝热容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是
A.容器内的温度不再变化 B.容器内的压强不再变化
C.相同时间内,断开H—H键的数目和生成N—H键的数目之比为1:2
D.v正(N2)=3v逆(H2)
2.(24-25高二上·云南西双版纳·月考)在一恒温恒容容器中,表明反应已达到平衡状态的是
A.单位时间内生成amolA,同时生成2amolB
B.B、C、D的浓度之比为2:1:1
C.混合气体的密度不再改变
D.混合气体的压强不再改变
3.(24-25高二上·河南焦作·期中)一定温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入3molH2和3molNO发生反应:2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g),下列能说明该反应达到平衡状态的是
①混合气体密度保持不变;②混合气体压强保持不变;③氢气与一氧化氮的质量比值保持不变;④断开1molH-H键同时断开2molH-O键;⑤;⑥水蒸气物质的量保持不变
A.①③④ B.②④⑥ C.③⑤⑥ D.②③⑤
4.(24-25高二上·浙江嘉兴·期中)在一定温度下,反应在容积固定的密闭容器中进行,反应达到平衡状态的标志是
A.单位时间内生成,同时生成
B.单位时间内生成,同时生成
C.用、NO、的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:2:1
D.混合气体的密度不再改变
5.(24-25高二上·贵州六盘水·期中)下列有关可逆反应的说法不正确的是
A.可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应
B.是可逆反应
C.可逆反应达到化学平衡状态时,反应体系中各物质的浓度相等
D.可逆反应中反应物和生成物同时存在
6.(24-25高二上·浙江宁波·期中)反应 △H<0,若在恒温恒压容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是
A.容器内的压强不再变化
B.容器内的气体的密度不再变化
C.相同时间内,消耗的物质的量是消耗的物质的量的3倍
D.容器内气体的浓度
7.(24-25高二上·湖北黄冈·期中)下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是
A.绝热、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变
B.恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
C.,恒温,恒容下,反应体系中气体的平均摩尔质量保持不变
D.,恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
8.(24-25高二上·北京·期中)某科研小组研究在其他条件不变的情况下,改变起始时氢气的物质的量对合成氨反应的影响,实验结果如图所示。其中T1和T2表示不同的反应温度。下列说法不正确的是
A. B.a、b、c三点中,b点时氢气的转化率最大
C.a、b、c三点对应的平衡常数相等 D.达到平衡时,氨的物质的量:c>b>a
9.(24-25高二上·陕西汉中·期中)恒温恒容条件下发生反应:。下列说法不正确的是
A.平衡常数表达式为
B.向体系中充入氩气,正逆反应速率不变
C.达平衡后,加入C,平衡不移动
D.平衡时,再向体系中充入一定量,达新平衡后体系压强增大
10.(24-25高二上·浙江宁波·期中)根据下列图示所得出的结论正确的是
A.图甲表示反应的能量变化,该反应为放热反应
B.图乙表示密闭容器中反应 △H>0到达平衡时温度对平衡的影响,图乙中y轴可以表示Y的百分含量
C.图丙表示一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液导电能力的变化,则b点时醋酸电离程度最大
D.图丁表示密闭容器中 △H>0到达平衡时,的转化率与压强、温度的变化关系曲线,则
11.(24-25高二上·内蒙古包头·期中)研究发现与合成的反应机理如下:
① 快
② 快
③ 慢
反应②的速率方程为,。下列说法错误的是
A.反应①的活化能大于反应③的活化能
B.反应②的平衡常数
C.要提高合成的速率,关键是提高反应③的速率
D.选择合适的催化剂能提高单位时间内的产率
12.(24-25高二上·四川绵阳·月考)将CO2转化为甲醇的原理为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH<0.500 ℃时,在容积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2、3 mol H2,测得CO2浓度与CH3OH浓度随时间的变化关系如图所示。下列结论错误的是
A.曲线X也可以表示H2O(g)的浓度变化
B.500 ℃时,该反应的平衡常数K=3
C.此时移走部分CH3OH,化学反应速率减慢
D.从反应开始到10 min时,H2的平均反应速率为0.225 mol·L-1·min-1
13.(24-25高二上·陕西西安·月考)臭氧是一种很好的消毒剂,具有高效、沽净、方便、经济等优点。臭氧可溶于水,在水中易分解,产生的为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生如下反应①: 平衡常数为,反应②: 平衡常数为,总反应 平衡常数为K。下列说法错误的是
A.降低温度,K减小 B.
C.适当升温,可提高消毒效率 D.压强增大,不变
14.(24-25高二上·四川广安·期中)关于如下三个化学反应叙述错误的是(已知:):
(1)
(2)
(3)
A. B.平衡常数
C. D.当(3)反应放出能量时,参加反应的A一定是
15.(24-25高二上·四川绵阳·月考)某温度下,某气相反应达到化学平衡,平衡常数,且正反应为吸热反应。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.减小压强,平衡向生成X的方向移动
C.降低温度,平衡向生成F的方向移动,逆反应速率增大
D.增大c(X),则c(Y)和K增大
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第05讲 化学平衡状态和平衡常数
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第三步:记
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知识点1 化学平衡状态的建立
1.可逆反应
(1)概念:在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
(2)特征:
双向性:指可逆反应分为方向相反的两个方向,即正反应方向和逆反应方向。
双同性:指正、逆反应是在相同条件下,同时进行
共存性:指反应物的转化率小于100%,反应物与生成物共存
2.化学平衡状态的建立
在一定条件下的容积不变的密闭容器中,合成氨反应如下:N2+3H22NH3
如图1所示,N2与H2发生反应。随着反应的进行,体系中N2和H2的浓度逐渐减小,v正逐渐减小,而NH3的浓度逐渐增大,v逆逐渐增大,t1时刻,它们的浓度不再改变,v正=v逆,反应达到平衡。
如图2所示,NH3发生分解反应。随着反应的进行,体系中NH3的浓度逐渐减小,v逆逐渐减小,而N2和H2的浓度逐渐增大,v正逐渐增大,t2时刻起,它们的浓度不再改变,v正=v逆,反应达到平衡。
通过上述两例说明,平衡的建立与建立的途径无关。
3.化学平衡状态的概念
在一定条件下的可逆反应,当正、逆反应的速率相等时,反应物和生成物的浓度均保持不变,即体系的组成不随时间而改变,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,这时的状态我们称之为化学平衡状态,简称化学平衡。
4.化学平衡状态的特征
逆:研究对象为可逆反应
等:正、逆化学反应速率担等
动:化学平衡是动态平衡
定:平衡混合物中,各组分的度保持一定
变:外界条改变。化学平衡状态可能发生改变
知识点二 化学平衡状态的判断方法
1.用本质特征判断
判断依据:正反应速率与逆反应速率相等,即v正=v逆。
(1)同一种物质:该物质的生成速率等于它的消耗速率。
(2)不同的物质:速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,但必须是不同方向的速率。
2.用宏观特征判断
判断依据:反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。
(1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。
(2)各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。
(3)反应物的转化率、产物的产率保持不变。
3.用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项
(1)恒温恒容条件下,用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时,要特别关注反应前后气体分子总数的变化,如:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
压强
当m+n≠p+q时,总压强一定(其他条件一定)
是
当m+n=p+q时,总压强一定(其他条件一定)
不一定
混合气体的
当m+n≠p+q时,一定
是
当m+n=p+q时,一定
不一定
(2)恒温恒容条件下,用“混合气体的密度”判断平衡状态时,要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应,如
关注各物质的状态
是否平衡
密度
C(s)+CO2(g)2CO(g)(ρ一定)
是
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(ρ一定)
不一定
H2(g)+I2(g)2HI(g)(ρ一定)
不一定
知识点3 化学平衡常数
1.化学平衡状态时浓度数据分析
分析课本表21 457.6 ℃时反应体系H2(g)+I2(g)2HI(g)中各物质的浓度数据,我们可以发现以下规律:
(1)无论该反应从正向进行还是从逆向进行,平衡时只要温度一定,的值近似相等。
(2)无论反应物或生成物的浓度如何改变,平衡时只要温度一定,的值也近似相等。
2.化学平衡常数的概念
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数(简称平衡常数),用符号K表示。
3.浓度商与化学平衡常数的表达式
(1)浓度商:对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在任意时刻的称为浓度商,常用Q表示,即Q=。
(2)化学平衡常数表达式:当在一定温度下达到化学平衡时,K=。
(3)Q与K的关系:当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时,表明反应达到限度,即达到化学平衡状态。
【特别提醒】
(1)化学平衡常数表达式书写注意事项
①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度,且不出现固体或纯液体的浓度。
②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小,化学平衡常数都会相应改变。
(2)若两反应的平衡常数分别为K1、K2
①若两反应相加,则总反应的平衡常数K=K1·K2。
②若两反应相减,则总反应的平衡常数K=。
4.化学平衡常数的意义
平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。
K越大,表示反应进行得越完全,平衡时反应物的转化率越大,当K>105时,该反应就进行的基本完全了。K值越小,表示反应进行得越不完全,平衡时反应物的转化率越小。
5.化学平衡常数的影响因素
(1)内因:不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。
(2)外因:在化学方程式一定的情况下,K只受温度影响。
知识点4 化学平衡的有关计算
“三段式”法进行化学平衡的有关计算
可按下列步骤建立模式,确定关系式进行计算。如可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在体积为V L的恒容密闭容器中,反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol,达到化学平衡时,设A物质转化的物质的量为mx mol。
(1)模式
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始量/mol a b 0 0
转化量/mol mx nx px qx
平衡量/mol a-mx b-nx px qx
对于反应物:n(平)=n(始)-n(转)
对于生成物:n(平)=n(始)+n(转)
则有①平衡常数K=。
②平衡时A的物质的量浓度:c(A)= mol·L-1。
③平衡时A的转化率:α=×100%,A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)=∶。
④平衡时A的体积分数:φ(A)=×100%。
⑤平衡时和开始时的压强之比:=。
⑥混合气体的密度:ρ(混)= g·L-1。
⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量:
= g·mol-1。
⑧生成物产率=×100%。
(2)基本步骤
①确定反应物和生成物的初始加入量;
②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x);
③确定平衡量。
教材习题01(P42)
3.在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应:。下列叙述中,能说明反应已达到化学平衡状态的是
A.Z的生成速率与Z的分解速率相等
B.单位时间内消耗amolX,同时生成3amolZ
C.容器内的压强不再变化
D.混合气体总的物质的量不再变化
解题方法
【解析】Z的生成速率与Z的分解速率相等即反应的正、逆反应速率相等,即达到化学平衡,A符合题意;单位时间内消耗amolX,同时生成3amolZ,都表示正反应速率,不能说明反应达到平衡,B不合题意;由于该反应前后气体的物质的量保持不变,故容器内的压强不再变化不能说明反应达到化学平衡,C不合题意;由于该反应前后气体的物质的量保持不变,混合气体总的物质的量不再变化不能说明反应达到化学平衡,D不合题意;故选A。
【答案】A
教材习题04(P42)
5.在容积不变的密闭容器中,一定量的SO2、O2发生反应:。温度分别为t1和t2时,的体积分数随时间的变化如图。该反应的△H 0(填“>”“<”或“=”,下同);若t1、t2时该反应的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2。
解题方法
【解析】由图象信息可知,t2时先达到平衡,反应速率快,说明t2>t1,又知温度越高SO3的体积分数越小,说明升高温度化学平衡逆向移动,故该反应的△H<0,化学平衡正向移动,平衡常数增大,故若t1、t2时该反应的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2,故答案为:<;>。
【答案】< >
考点一 可逆反应
1.下列有关可逆反应的说法不正确的是( )
A.可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应
B.2HIH2+I2是可逆反应
C.2H2+O22H2O与2H2O2H2↑+O2↑互为可逆反应
D.可逆反应中反应物和生成物同时存在
【答案】C
【解析】C项中两个反应是在不同的条件下进行的,故不能称为可逆反应,C项不正确。
2.14CO2与碳在高温条件下发生反应:14CO2+C2CO,达到化学平衡后,平衡混合物中含14C的粒子有( )
A.14CO2 B.14CO2、14CO
C.14CO2、14CO、14C D.14CO
【答案】C
【解析】当可逆反应达到平衡状态时,反应并没停止,是一种动态平衡,所以14C在三种物质中都有。
3.在一定温度下,将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中,在催化剂作用下发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,当达到化学平衡时,下列说法中正确的是( )
A.生成SO3 2 mol B.SO2和SO3共2 mol
C.放出197 kJ热量 D.含氧原子共8 mol
【答案】B
【解析】可逆反应存在反应限度,反应物不可能完全转化为生成物,当正、逆反应速率相等时,反应达到平衡状态,所以将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中,SO2和O2不可能完全转化为SO3,A错误;化学反应中原子守恒,所以化学平衡时SO2和SO3中硫原子的总物质的量等于反应初始时SO2的物质的量,B正确;由A项分析可知,2 mol SO2和1 mol O2不可能完全转化为2 mol SO3,故放出的热量小于197 kJ,C错误;化学反应中原子守恒,平衡时含有的氧原子的物质的量等于初始时SO2和O2中氧原子的总物质的量6 mol,D错误。
考点二 化学平衡状态的含义
4.在1 273 K、100.0 kPa条件下,乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)达到平衡后( )
A.C2H6的浓度保持不变
B.C2H6仍在不断分解,其浓度不断减少
C.C2H6的分解速率大于生成速率
D.C2H4仍在不断生成,其浓度不断增加
【答案】A
【解析】达到平衡后,正、逆反应速率相等,各物质的浓度不再变化,但各种物质仍在反应。
5.下列对化学反应限度的叙述中,不正确的是( )
A.任何可逆反应在给定的条件下的进程都有一定的限度,不同反应的限度不同
B.可逆反应的最大转化率不能达到100%,所以可逆反应不容易发生
C.化学反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度均不再改变,但物质间的转化仍在进行
D.改变反应条件,化学反应限度可能改变
【答案】B
【解析】任何可逆反应都有一定的限度,但化学反应不同,限度不同,A正确;可逆反应不可能完全转化,反应物的转化率不可能达到100%,但有些可逆反应容易发生,如氨气溶于水与水反应就是容易发生的可逆反应,B错误;当化学反应达到反应限度时,正、逆反应速率相等,但反应没有停止,只不过生成与消耗的同种物质的物质的量相等,C正确;化学反应限度是在一定条件下的平衡状态,当外界条件发生改变时,正、逆反应速率可能不相等,则平衡可能发生移动,即化学反应的限度可以通过改变条件而改变,D正确。
6.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述正确的是( )
A.化学方程式:2MN
B.t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M的浓度的2倍
【答案】D
【解析】由图像可知N为反应物,M为生成物,然后找出在相同时间内变化的M、N的物质的量之比(与是否达到平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比,即该反应的化学方程式是2NM,A错误;t2时,M、N的物质的量相等,但此时M、N的物质的量仍在发生变化,反应未达到平衡状态,因此正反应速率不等于逆反应速率,B错误;t3时及t3时之后,M、N的物质的量不再改变,证明已达平衡状态,此时正、逆反应速率相等,C错误;t1时,N的物质的量为6 mol,M的物质的量为3 mol,在相同体积下,N的浓度为M的浓度的2倍,D正确。
考点三 化学平衡状态的判断
7.在一定温度下,容积一定的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时,表明反应已达平衡的是( )
①混合气体的密度 ②混合气体的压强 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
【答案】C
【解析】①该容器的体积保持不变,根据质量守恒定律知,反应前后混合气体的质量会变,所以容器内气体的密度会变,当容器中气体的密度不再发生变化时,能表明达到化学平衡状态,故正确;②该反应是反应前后气体体积没有变化的反应,容器中的压强始终不发生变化,所以压强不变不能证明达到了平衡状态,故错误;③B的物质的量浓度不变是平衡状态的特征之一,此时能证明达到了平衡状态,故正确;④该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应,无论该反应是否达到平衡状态,混合气体的总物质的量都不变,所以不能据此判断反应是否达到平衡状态,故错误。
8.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),判断下列说法正确的是( )
①单位时间内生成2 mol SO2,同时生成1 mol O2,则处于化学平衡状态 ②SO2的生成速率等于SO2的消耗速率,则处于化学平衡状态 ③SO2、O2、SO3的体积分数不再发生变化,则处于化学平衡状态 ④SO2、O2、SO3的分子数之比为2∶1∶2,则处于化学平衡状态
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
【答案】C
【解析】①生成2 mol SO2、生成1 mol O2均代表逆反应方向,错误;②正、逆反应速率相等,则处于平衡状态,正确;③SO2、O2、SO3的体积分数不再发生变化,即各组分的浓度保持不变,处于平衡状态,正确;④SO2、O2、SO3的分子数之比为2∶1∶2,并不能说明各组分的浓度保持不变,不一定处于平衡状态,错误。
9.可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在恒容的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
【答案】A
【解析】依据v正=v逆≠0判断:①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2,能说明反应已达平衡;②描述的均是正反应速率,无法判断;③无论反应是否达到平衡,均有此关系;④NO2为有颜色的气体(红棕色),颜色不变能说明反应体系中NO2的浓度一定,已达到平衡;⑤因ρ=,反应前后,m、V均不变,ρ也不变,不能说明反应达到平衡;此反应是一个不等体反应,⑥、⑦均能说明反应已达平衡。
考点四 化学平衡常数的定义、表达式
10.下列关于化学平衡常数的说法正确的是( )
A.在任何条件下,化学平衡常数不变
B.当改变反应物的浓度时,化学平衡常数会发生改变
C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强有关
D.由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度
【答案】D
【解析】化学平衡常数是在一定温度下,当可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。对于一个确定的化学反应,平衡常数只与温度有关,所以A、B、C项错误,D项正确。
11.关于C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数书写形式,正确的是( )
A.K= B.K=
C.K= D.K=
【答案】C
【解析】依据平衡常数的概念可书写出平衡常数的表达式,但固体C不能出现在表达式中。
12.下列有关平衡常数的说法中,正确的是( )
A.改变条件,反应物的转化率增大,平衡常数一定增大
B.反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,增加c(N2O4),该反应的平衡常数增大
C.对于给定的可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数相等
D.平衡常数为K=的反应,化学方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
【答案】D
【解析】改变条件,反应物的转化率增大,若温度不变,则平衡常数不变,A项错误;增加c(N2O4),温度不变,K不变,B项错误;对于给定的可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数互为倒数,C项错误;CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数表达式为K=,D项正确。
考点五 化学平衡常数的简单计算
13.某温度时N2+3H22NH3的平衡常数K=a,则此温度下NH3H2+N2的平衡常数为( )
A. B. C. D.a2
【答案】A
【解析】某温度时,N2+3H22NH3的平衡常数K=a,则该温度下,2NH3N2+3H2的平衡常数K1=,NH3H2+N2的平衡常数K2==。
14.将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L-1。则此条件下的平衡常数K为( )
A.4 B.0.25 C.0.4 D.0.2
【答案】A
【解析】 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
初始/mol 4 2 0
转化/mol 2 1 2
平衡/mol 2 1 2
平衡时c(SO2)=0.5 mol·L-1,c(O2)=0.25 mol·L-1,c(SO3)=0.5 mol·L-1,K==4。
15.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
③2CO2(g)2CO(g)+O2(g) K3=4×10-92
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(N2)·c(O2)
B.该温度下,反应2H2O(g)2H2(g)+O2(g)的平衡常数的数值约为5×10-80
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
【答案】C
【解析】由化学平衡常数的定义可知K1=,A项错误;该温度下,水分解反应的平衡常数为==5×10-82,B项错误;该温度下,NO、H2O、CO2三种化合物分解产生O2的反应的化学平衡常数数值分别为1×1030、5×10-82、4×10-92,所以产生O2的倾向:NO>H2O>CO2,C项正确、D项错误。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.从可逆反应化学平衡状态的建立过程,认识化学平衡是一种动态平衡。
2.熟知化学平衡状态的特征,会判断化学平衡状态。
3.掌握化学平衡常数的概念及其应用。
4.掌握化学平衡常数相关计算。
【学习重难点】
1.化学平衡状态判断。
2.化学平衡常数相关计算。
1.(24-25高二上·四川绵阳·期中)反应N2(g)+3H2(g))2NH3(g) 若在恒压绝热容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是
A.容器内的温度不再变化 B.容器内的压强不再变化
C.相同时间内,断开H—H键的数目和生成N—H键的数目之比为1:2
D.v正(N2)=3v逆(H2)
【答案】A
【解析】已知反应为正向放热反应,平衡发生移动时,恒压绝热容器内温度一定变化,当容器内的温度不再变化时,说明已达平衡状态,A符合题意;反应在恒压条件下进行,反应前后压强均不变,则容器内的压强不再变化,不能说明已达平衡状态,B不符合题意;断开H—H键和生成N—H键均指正反应方向,不能判断是否达到平衡状态,C不符合题意;反应速率之比等于对应化学计量系数之比,同时当同一物质v正=v逆时达到平衡,则当v正(N2)∶v逆(H2)=1∶3,即v正(N2)=v逆(H2)时反应达到平衡,D不符合题意;故选A。
2.(24-25高二上·云南西双版纳·月考)在一恒温恒容容器中,表明反应已达到平衡状态的是
A.单位时间内生成amolA,同时生成2amolB
B.B、C、D的浓度之比为2:1:1
C.混合气体的密度不再改变
D.混合气体的压强不再改变
【答案】C
【解析】单位时间内生成a mol A,同时生成2a mol B,均为逆反应速率,无法判断反应是否达到平衡,A错误;B、C、D的浓度之比为2:1:1,不知道浓度是否还会变化,无法判断反应是否达到平衡,B错误;A是固体,容器容积不变,混合气体的密度是变量,当其不再改变时,说明反应达到平衡状态,C正确;反应前后气体分子数不变,故恒温恒容容器中,混合气体的压强始终不变,无法判断反应是否达到平衡,D错误;故选C。
3.(24-25高二上·河南焦作·期中)一定温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入3molH2和3molNO发生反应:2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g),下列能说明该反应达到平衡状态的是
①混合气体密度保持不变;②混合气体压强保持不变;③氢气与一氧化氮的质量比值保持不变;④断开1molH-H键同时断开2molH-O键;⑤;⑥水蒸气物质的量保持不变
A.①③④ B.②④⑥ C.③⑤⑥ D.②③⑤
【答案】B
【解析】①在恒温恒容密闭容器中,反应过程中混合气体的密度始终保持不变,故混合气体密度保持不变不能说明反应达到化学平衡,不合题意;
②在恒温恒容密闭容器中,反应过程中混合气体的压强一直在改变,故混合气体压强保持不变说明反应达到化学平衡,符合题意;
③反应过程中,氢气和一氧化氮的投料量相同,消耗量相同,即氢气和一氧化氮的质量比一直不变,故氢气与一氧化氮的质量比值保持不变不能说明反应达到化学平衡,不合题意;
④断开1molH-H键代表正反应速率,同时断开2molH-O键代表逆反应速率,二者成化学计量系数之比,即正逆反应速率相等,说明反应达到化学平衡,符合题意;
⑤化学平衡的本质特征为正逆反应速率相等,未说明正反应还是逆反应,不能说明反应达到化学平衡,不合题意;
⑥化学反应的宏观特征为各组分的物质的量保持不变,故水蒸气物质的量保持不变说明反应达到化学平衡,符合题意;
综上分析可知,②④⑥符合题意,故答案为:B。
4.(24-25高二上·浙江嘉兴·期中)在一定温度下,反应在容积固定的密闭容器中进行,反应达到平衡状态的标志是
A.单位时间内生成,同时生成
B.单位时间内生成,同时生成
C.用、NO、的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:2:1
D.混合气体的密度不再改变
【答案】A
【解析】单位时间内生成n mol 描述的是正反应,同时生成2n mol 描述的是逆反应,且数量关系正确,能判断该反应达到平衡状态,A符合题意;单位时间内生成,同时生成,描述的都是正反应,不能判断该反应达到平衡状态,B不符合题意;用、、的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:2:1,该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态,与反应初始浓度和转化率有关,所以不能据此判断平衡状态,C不符合题意;反应过程中气体质量不变、容器体积不变,所以混合气体的密度始终不变,所以不能据此判断平衡状态,D不符合题意;故选A。
5.(24-25高二上·贵州六盘水·期中)下列有关可逆反应的说法不正确的是
A.可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应
B.是可逆反应
C.可逆反应达到化学平衡状态时,反应体系中各物质的浓度相等
D.可逆反应中反应物和生成物同时存在
【答案】C
【解析】可逆反应是指在相同条件下,既能向正方向进行同时又能向逆方向进行的反应,A正确;在加热条件下,该反应既能向正方向进行同时又能向逆方向进行的反应,该反应为可逆反应,B正确;可逆反应达到化学平衡状态时,反应体系中各物质的浓度保持不变,但不一定相等,C错误;可逆反应的特点:反应不能进行到底。可逆反应无论进行多长时间,反应物都不可能100%地全部转化为生成物,所以反应物和生成物同时存在,D正确;故选C。
6.(24-25高二上·浙江宁波·期中)反应 △H<0,若在恒温恒压容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是
A.容器内的压强不再变化
B.容器内的气体的密度不再变化
C.相同时间内,消耗的物质的量是消耗的物质的量的3倍
D.容器内气体的浓度
【答案】B
【解析】恒温恒压容器中发生反应,压强一直不变,故压强不再变化,不能判断平衡状态,A错误;恒温恒压容器中发生反应,反应为气体分子数减小的反应,容器体积为变量,而气体总质量不变,则混合气体的密度不变时,说明反应已达平衡,B正确;化学反应速率之比=计量数之比,相同时间内,消耗氢气的物质的量是消耗氮气的物质的量的3倍,均是指正反应方向,不能说明正逆反应速率相等,不能判断是否平衡,C错误;容器内气体的浓度,不能说明正逆反应速率相等,不能判断是否平衡,D错误;故选B。
7.(24-25高二上·湖北黄冈·期中)下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是
A.绝热、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变
B.恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变
C.,恒温,恒容下,反应体系中气体的平均摩尔质量保持不变
D.,恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变
【答案】C
【解析】该反应为等体积反应,但为绝热体系,随着反应进行,体系内温度升高,压强增大, 当压强不变时反应达到平衡状态,A不符合题意;恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变,说明二氧化氮的浓度不再变化,说明反应达到平衡,B不符合题意;反应体系中气体只有氨气和氯化氢气体,且两者比例恒定为1:1,则气体的平均摩尔质量始终保持恒定,不能据此说明反应达到平衡状态,C符合题意;该反应气体质量增加的反应,随着反应进行,气体质量增加,密度增加,恒温恒容条件下体系气体的密度保持不变,说明反应达到平衡,D不符合题意;故选C。
8.(24-25高二上·北京·期中)某科研小组研究在其他条件不变的情况下,改变起始时氢气的物质的量对合成氨反应的影响,实验结果如图所示。其中T1和T2表示不同的反应温度。下列说法不正确的是
A. B.a、b、c三点中,b点时氢气的转化率最大
C.a、b、c三点对应的平衡常数相等 D.达到平衡时,氨的物质的量:c>b>a
【答案】B
【解析】合成氨反应为放热反应,相同条件下,升高温度平衡逆向移动,氨气含量减小,则,A正确;随着起始氢气的量增大,促进反应正向移动,但是氢气本身转化率会下降,故a、b、c三点中,a点时氢气的转化率最大,B错误;a、b、c三点对应的温度相同,则三者的平衡常数相等,C正确;随着起始氢气的量增大,促进反应正向移动,达到平衡时,氨的物质的量增大,故c>b>a,D正确;故选B。
9.(24-25高二上·陕西汉中·期中)恒温恒容条件下发生反应:。下列说法不正确的是
A.平衡常数表达式为
B.向体系中充入氩气,正逆反应速率不变
C.达平衡后,加入C,平衡不移动
D.平衡时,再向体系中充入一定量,达新平衡后体系压强增大
【答案】A
【解析】反应物碳是固体,平衡常数表达式不能列入,应该为:,A错误;恒容条件下充入氩气,总压增大但各气体物质的浓度不变,故正逆反应速率均不受影响,B正确;碳为固体,增加其用量不会改变其浓度,对平衡无影响,C正确;充入CO后,平衡逆向移动,但初始CO的增加导致总气体物质的量增加,最终新平衡的体系压强仍大于原平衡,D正确;故选A。
10.(24-25高二上·浙江宁波·期中)根据下列图示所得出的结论正确的是
A.图甲表示反应的能量变化,该反应为放热反应
B.图乙表示密闭容器中反应 △H>0到达平衡时温度对平衡的影响,图乙中y轴可以表示Y的百分含量
C.图丙表示一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液导电能力的变化,则b点时醋酸电离程度最大
D.图丁表示密闭容器中 △H>0到达平衡时,的转化率与压强、温度的变化关系曲线,则
【答案】D
【解析】生成物能量大于反应物能量,反应为吸热反应,A错误;反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,Y含量减小,B错误;冰醋酸加水稀释过程中,浓度降低,醋酸电离程度增大,则c点时醋酸电离程度最大,C错误;反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,甲烷转化率增大;反应为气体分子数增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,则甲烷转化率减小,故,D正确;故选D。
11.(24-25高二上·内蒙古包头·期中)研究发现与合成的反应机理如下:
① 快
② 快
③ 慢
反应②的速率方程为,。下列说法错误的是
A.反应①的活化能大于反应③的活化能
B.反应②的平衡常数
C.要提高合成的速率,关键是提高反应③的速率
D.选择合适的催化剂能提高单位时间内的产率
【答案】A
【解析】活化能越小,反应速率越快,则反应①的活化能小于反应③的活化能,A错误;反应②存在,,平衡时正逆反应速率相等,则=,,B正确;慢反应决定整个反应速率,要提高合成COCl2的速率,关键是提高反应③的速率,C正确;选择合适的催化剂加快化学反应速率,所以能提高单位时间内COCl2的产率,D正确;故选A。
12.(24-25高二上·四川绵阳·月考)将CO2转化为甲醇的原理为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH<0.500 ℃时,在容积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2、3 mol H2,测得CO2浓度与CH3OH浓度随时间的变化关系如图所示。下列结论错误的是
A.曲线X也可以表示H2O(g)的浓度变化
B.500 ℃时,该反应的平衡常数K=3
C.此时移走部分CH3OH,化学反应速率减慢
D.从反应开始到10 min时,H2的平均反应速率为0.225 mol·L-1·min-1
【答案】B
【解析】随反应进行的浓度增大,表示生成物,由方程式可知的浓度变化相等,曲线可以表示的浓度变化,A正确;平衡时二氧化碳的浓度为,列出三段式:,平衡常数为:,B错误;此时移走部分甲醇,平衡正向移动,反应物和产物浓度均减小,化学反应速率减慢,C正确;的起始浓度为,故表示二氧化碳,平衡时二氧化碳的浓度为,故:,速率之比等于化学计量数之比,故,D正确;故选B。
13.(24-25高二上·陕西西安·月考)臭氧是一种很好的消毒剂,具有高效、沽净、方便、经济等优点。臭氧可溶于水,在水中易分解,产生的为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生如下反应①: 平衡常数为,反应②: 平衡常数为,总反应 平衡常数为K。下列说法错误的是
A.降低温度,K减小 B.
C.适当升温,可提高消毒效率 D.压强增大,不变
【答案】A
【解析】总反应 ,可知正反应为放热反应,则降低温度平衡向正反应方向移动,平衡常数变大,A 错误;反应①+②可得总反应,则,B正确;为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力;适当升温,①正向移动、②逆向移动,浓度增大,可提高消毒效率,C正确;平衡常数只受温度的影响,温度不变,平衡常数不变,D 正确;故选A。
14.(24-25高二上·四川广安·期中)关于如下三个化学反应叙述错误的是(已知:):
(1)
(2)
(3)
A. B.平衡常数
C. D.当(3)反应放出能量时,参加反应的A一定是
【答案】B
【解析】由盖斯定律可知,(2)×2得反应(3),则c=2b,A正确;反应(3)的化学计量数是反应(2)的2倍,由平衡常数的表达式可知,其平衡常数是(2)平衡常数的平方,即平衡常数,B错误;反应(1)和反应(2)只有C的状态不同,C由气态变为液态时要放出能量(ΔH为负值),因为a<0,因此b<0,C正确;由热化学方程式可知,当(3)反应放出ckJ能量时,参加反应的A一定是2mol,D正确;故选B。
15.(24-25高二上·四川绵阳·月考)某温度下,某气相反应达到化学平衡,平衡常数,且正反应为吸热反应。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.减小压强,平衡向生成X的方向移动
C.降低温度,平衡向生成F的方向移动,逆反应速率增大
D.增大c(X),则c(Y)和K增大
【答案】A
【解析】平衡常数是生成物浓度幂次方之积与反应物浓度幂次方之积的比值,则该反应的化学方程式为,故A正确;该反应前后气体分子数不变,改变压强,平衡不移动,故B错误;正反应为吸热反应,降低温度,正、逆反应速率都降低,平衡向逆反应方向移动,所以降低温度,平衡向生成F的方向移动,逆反应速率减小,故C错误;平衡常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,增大X的浓度,平衡向逆反应方向移动,Y的浓度减小,平衡常数不变,故D错误;故选A。
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