内容正文:
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专题2 化学反应速率与化学平衡
第三单元 化学平衡的
移动
第1课时 浓度、压强变化
对化学平衡的影响
能力作业
02
目录
CONTENTS
基础作业
01
基础作业
(建议用时:10分钟)
考点一 化学平衡移动的判断
1.在一化学平衡体系中,如果下列物理量发生变化,一定能说明平衡发生了移动的是( )
A.反应混合物的浓度 B.反应物的转化率
C.正、逆反应速率 D.反应混合物的压强
解析:对于反应前后气体体积不变的反应,若缩小反应容器的体积,则反应混合物的压强增大,反应混合物的浓度增大,正反应速率和逆反应速率也增大,但化学平衡不移动,故A、C、D不正确;而反应物的转化率改变说明原平衡被破坏,化学平衡一定发生了移动。
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基础作业
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2.下列说法正确的是( )
A.改变条件使v正、v逆均改变,平衡一定移动
B.改变条件使v正、v逆均不变,平衡可能移动
C.改变条件使v正增大,平衡一定向正反应方向移动
D.改变条件使v正>v逆,平衡一定向正反应方向移动
解析:若v正、v逆改变的程度一样大,平衡不移动;若v逆增大的程度大于v正增大的程度,则平衡向逆反应方向移动。
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基础作业
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基础作业
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基础作业
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基础作业
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基础作业
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解析:增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,因此增大压强,A向正反应方向移动;B不移动;对于选项C,若产物D是气体,则增大压强,平衡向逆反应方向移动,若产物D为非气体,则增大压强,平衡向正反应方向移动。
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基础作业
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基础作业
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解析:碳酸钙为固体,增加CaCO3质量,反应体系中气体的浓度不变,化学平衡不移动,故A错误。增大碳酸钙表面积,反应物的接触面积增大,反应速率加快,但化学平衡不移动,二氧化碳的浓度不变,故B错误。反应的平衡常数K=c(CO2),平衡常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,容器容积缩小为原来的一半,再次达平衡时,二氧化碳的浓度不变;容器容积增大为原来的2倍,再次达平衡时,二氧化碳的浓度不变,因此气体体积、二氧化碳质量都变为原来的2倍,所以二氧化碳的密度不变,故C错误,D正确。
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基础作业
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基础作业
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解析:A项,C为固体,改变其量,对反应速率无影响,错误;B项,扩大容积,v正减小,c(D)也减小,错误;C项,缩小容积,反应物浓度增大,速率也增大,平衡正向移动,c(D)也增大,正确;D项,容积不变,充入惰性气体,反应物浓度不变,速率也不变,平衡不移动,错误。
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基础作业
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能力作业
(建议用时:40分钟)
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能力作业
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解析:在温度和其他条件不变时,增大N2的浓度,正反应速率瞬时增大,但逆反应速率瞬时不变。随着反应的进行,NH3的浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大(如图所示),故A、B错误。v正>v逆,平衡正向移动,故C错误,D正确。
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能力作业
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解析:平衡常数只与温度有关,温度一定,平衡常数不变,O2浓度增大,浓度商减小,O2转化率减小,SO2转化率增大,C正确。
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能力作业
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解析:增大压强瞬间,v逆′>v正′,平衡向逆反应方向移动,则逆反应是气体分子数减小的反应,且反应物中有一种是气体。
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能力作业
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解析:恒温条件下扩大容器容积,则体系的压强减小,平衡向气体分子数增大的方向移动。原平衡时A的浓度为0.5 mol·L-1,当容器容积扩大为原来的两倍,假设平衡不移动,则A的浓度将变为0.25 mol·L-1,而实际达到新平衡时A的浓度为0.3 mol·L-1,说明平衡向生成A的方向移动,即平衡向逆反应方向移动,所以生成A的方向为气体分子数增大的方向,即x+y>z,A、B错误;虽然平衡向逆反应方向移动,但达到新平衡时,B的浓度依然比原平衡时小,C错误;平衡向逆反应方向移动,则C的体积分数减小,D正确。
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能力作业
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能力作业
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解析:题述操作相当于增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即向正反应方向移动,A错误;再达平衡后C的物质的量分数增大,体积分数增大,B错误,C正确;增大压强,再达平衡时正、逆反应速率都增大,D错误。
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能力作业
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能力作业
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解析:平衡时,将生成的水蒸气除去,生成物浓度减小,平衡正向移动,有利于提高HCl的转化率,故A正确;该反应的ΔS<0、ΔH<0,低温时,ΔG=ΔH-TΔS<0,该反应低温自发,故B错误;恒压容器中通入惰性气体,反应的分压减小,反应正向体积减小,平衡逆向移动,故C错误;催化剂不能改变反应的焓变和反应限度,增大催化剂用量,反应放热量不变,故D错误。
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能力作业
34
[名师点拨]
(1)化学反应速率改变,平衡不一定发生移动,如反应前后气体分子数不变的反应,增大压强或使用催化剂,化学反应速率增大,但平衡不移动。
(2)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变,因为化学平衡移动的根本原因就是v正≠v逆。
(3)压强对平衡的影响很复杂,关键是看压强的改变是否改变了反应中各成分的浓度,只有改变浓度才会导致平衡移动,否则就不移动。
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能力作业
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解析:平衡时测得A的浓度为1 mol/L,温度不变,缩小容器容积为原来的二分之一,浓度应为原平衡浓度的2倍,即2 mol/L,现测得A的浓度为1.8 mol/L,说明平衡正向移动。缩小容器容积,压强增大,平衡正向移动,说明m+n>p+q,A错误;根据分析可知,平衡正向移动,体系重新达到平衡时,A、B的转化率增大,C的含量升高,B、D错误,C正确。
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能力作业
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解析:增大压强,正、逆反应速率均增大,C点对应的压强大于A点,所以正反应速率:v(A)<v(C),A错误;处于曲线上的点为平衡状态,对应的v正=v逆,E点NO2的体积分数小于相同状况下平衡状态时的体积分数,反应向生成NO2的正反应方向移动,则此时v正>v逆,D点NO2的体积分数大于平衡状态时的体积分数,反应向消耗NO2的逆反应方向移动,此时v正<v逆,B错误;压强越大,反应速率越大,达到平衡状态时所用的时间越少,所以所用时间:x>y,C错误;从p1突然加压至p2,NO2的体积分数保持不变,刚好达到C点对应的平衡状态,理论上可行,D正确。
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能力作业
41
②欲提高H2的转化率,下列措施可行的是________。
a.缩小容器体积
b.向容器中按原比例再充入N2和H2
c.向容器中再充入惰性气体
d.改变反应的催化剂
e.液化NH3并分离
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能力作业
43
R
考点二 浓度对化学平衡的影响
3.若向平衡体系3NO2+H2O2HNO3+NO中加入NO2,则下列说法中正确的是( )
A.平衡向正反应方向移动
B.平衡不移动
C.平衡向逆反应方向移动
D.硝酸浓度减小
4.1000 K时,反应C(s)+2H2(g)CH4(g)的K=8.28×107,当H2、CH4物质的量浓度分别为0.7 mol·L-1、0.2 mol·L-1时,上述平衡( )
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.达到平衡
D.无法判断移动方向
解析:根据题意可知, Qc=eq \f(c(CH4),c2(H2))=eq \f(0.2,(0.7)2)≈0.41<K=8.28×107,平衡向正反应方向移动,A正确。
5.某温度下,在某恒容容器中建立化学平衡:3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g),加入O2,则化学平衡( )
A.向右移动
B.向左移动
C.不移动
D.无法判断
解析:在平衡体系:3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)中加入O2,NO会与O2反应:2NO+O2===2NO2,上述平衡体系中生成物NO的浓度减小,反应物NO2的浓度增大,则化学平衡向右移动,A正确。
考点三 压强对化学平衡的影响
6.下列反应在一定的条件下达平衡状态时,增大压强(压缩容器的体积),化学平衡一定逆向移动的是( )
A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
B.2HI(g)H2(g)+I2(g)
C.A(g)+B(g)C(g)+3D(?)
D.2NH3(g)N2(g)+3H2(g)
7.密闭容器中,恒温下CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)已达平衡,下列说法正确的是( )
A.增加CaCO3质量,平衡正向移动
B.增大碳酸钙表面积,可以缩短达到平衡的时间,并提高CO2的浓度
C.容器容积缩小为原来的一半,再次达平衡时,CO2浓度为原来的2倍
D.容器容积增大为原来的2倍,再次达平衡时,CO2的密度不变
8.在一密闭容器中发生反应:2A(g)+2B(g)C(s)+3D(g) ΔH<0,达到平衡时采取下列措施,可以使正反应速率v正增大、D的物质的量浓度c(D)增大的是( )
A.移走少量C
B.扩大容积,减小压强
C.缩小容积,增大压强
D.容积不变,充入惰性气体
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.对于恒容密闭容器中进行的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),达到平衡后,若温度保持不变,增加N2的浓度,则( )
A.正、逆反应速率瞬间同时增大
B.逆反应速率先减小
C.化学平衡逆向移动
D.化学平衡正向移动
2.在可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡状态下,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,下列说法正确的是( )
A.Qc不变,K变大,O2转化率增大
B.Qc不变,K变大,SO2转化率增大
C.Qc变小,K不变,O2转化率减小
D.Qc增大,K不变,SO2转化率增大
[技巧点拨] 改变反应物用量对转化率(用α表示)的影响
(1)反应物不止一种时,如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),只增大一种反应物的浓度,该物质本身转化率减小,其他反应物转化率增大。如增大c(A),则平衡正向移动,α(A)减小,α(B)增大。
(2)反应物只有一种时,如aA(g)bB(g)+cC(g),增大c(A)则平衡正向移动,其影响结果相当于增大压强:
若a=b+c,α(A)不变;
若a>b+c,α(A)增大;
若a<b+c,α(A)减小。
3.在水溶液中,CrOeq \o\al(2-,4)呈黄色,Cr2Oeq \o\al(2-,7)呈橙色,重铬酸钾(K2Cr2O7)在水溶液中存在以下平衡:Cr2Oeq \o\al(2-,7)+H2O2CrOeq \o\al(2-,4)+2H+,下列说法正确的是( )
A.向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后,溶液呈橙色
B.该反应是氧化还原反应
C.向该溶液中滴加适量的浓硫酸,平衡向逆反应方向移动,再次达到平衡后,氢离子浓度比原溶液大
D.向体系中加入少量水,平衡逆向移动
解析:CrOeq \o\al(2-,4)呈黄色,Cr2Oeq \o\al(2-,7)呈橙色,加入NaOH能中和氢离子,平衡正向移动,CrOeq \o\al(2-,4)浓度增大,溶液呈黄色,A错误;该反应无元素化合价升降,不是氧化还原反应,B错误;向体系中加入少量水,平衡向离子浓度增大的方向移动,即平衡正向移动,D错误。
4.对达到平衡状态的可逆反应:A+BC+D,在t1时增大压强,则正、逆反应速率变化如图所示(v表示反应速率,t代表时间),下列有关A、B、C、D的状态叙述正确的是( )
A.A、B、C是气体,D不是气体
B.A、B是气体,C、D有一种是气体
C.C、D是气体,A、B有一种是气体
D.C、D有一种是气体,A、B都不是气体
5.对于反应2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g),下列有关说法正确的是( )
A.该反应的ΔS>0
B.该反应平衡常数的表达式为K=eq \f(c(SO3),c(SO2)·c(O2))
C.温度不变,提高c起始(O2)或增大反应压强,均能提高反应速率和SO2的转化率
D.标准状况下,反应中每消耗22.4 L O2,转移电子数约为2×6.02×1023
解析:反应正向气体分子数减小,反应的ΔS<0,故A错误。反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数可表示为K=eq \f(c2(SO3),c2(SO2)·c(O2)),故B错误。提高c起始(O2),反应物浓度增大,反应速率加快,平衡正向移动,SO2的转化率提高;增大体系压强,SO2的反应速率加快,反应正向气体分子数减小,加压,平衡正向移动,SO2的转化率提高,故C正确。由方程式可知,反应消耗1 mol O2时,转移4 mol电子,则标准状况下消耗22.4 L O2时,转移电子数为4×6.02×1023,故D错误。
6.在一密闭容器中,反应aM(g)bN(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,N的浓度变为原来的60%。下列有关判断正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动
B.反应的化学平衡常数变大
C.物质M的转化率变小
D.a、b的大小关系:a<b
解析:在一密闭容器中,反应aM(g)bN(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,此时N的浓度变为原来的50%,当达到新的平衡时,N的浓度变为原来的60%,则表明平衡向生成N的方向移动。由分析可知,增大体积,减小压强,平衡向生成N的方向移动,则平衡向正反应方向移动,A错误;温度始终不变,即反应的化学平衡常数不变,B错误;由分析可知,平衡向正反应方向移动,物质M的转化率增大,C错误;减小压强,平衡向气体分子数增大的方向(正反应方向)移动,则a、b的大小关系:a<b,D正确。
7.在密闭容器中,一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g),达到平衡时,测得A的浓度为0.5 mol·L-1,在温度不变的条件下,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时,测得A的浓度减小为0.3 mol·L-1,下列有关说法正确的是( )
A.x+y<z
B.平衡向正反应方向移动
C.B的浓度增大
D.C的体积分数减小
8.某温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡时,各物质的物质的量之比为n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1。保持温度不变,以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C,则( )
A.平衡不移动
B.再达平衡时,n(A)∶n(B)∶n(C)仍为2∶2∶1
C.再达平衡时,C的体积分数增大
D.再达平衡时,正反应速率增大,逆反应速率减小
9.将1 mol Ag2SO4固体置于1 L密闭容器中,在一定温度下加入催化剂后发生下列反应:
①Ag2SO4(s)Ag2O(s)+SO3(g);
②2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)。
10 min后,反应达到平衡状态,测得c(SO3)=0.4 mol·L-1,c(SO2)=0.1 mol·L-1。
下列说法正确的是( )
A.平衡时, Ag2SO4的分解率为40%
B.此温度下反应②平衡常数K=eq \f(1,160)
C.向平衡体系中加入Ag2O(s),平衡向左移动,c(SO3)将减小
D.温度不变,容器容积缩小为0.5 L,重新平衡时c(SO3)保持不变
解析:达到平衡状态时,c(SO3)=0.4 mol·L-1,c(SO2)=0.1 mol·L-1,则反应①生成的SO3的浓度为0.5 mol·L-1,反应①生成的SO3的物质的量n(SO3)=0.5 mol·L-1×1 L=0.5 mol,消耗Ag2SO4(s)的物质的量为0.5 mol,因此Ag2SO4的分解率为eq \f(0.5 mol,1 mol)×100%=50%,A错误;平衡时,c(SO2)=0.1 mol·L-1,则c(O2)=0.05 mol·L-1,此温度下反应②的平衡常数K=eq \f(c2(SO2)·c(O2),c2(SO3))=eq \f(0.12×0.05,0.42)=eq \f(1,320),B错误;加入固体,平衡不移动,c(SO3)不变,C错误;温度不变,化学平衡常数不变,反应①的化学平衡常数K=c(SO3),因此温度不变,容器容积缩小为0.5 L,重新平衡时c(SO3)保持不变,D正确。
10.以铜、铬的氧化物为催化剂,用HCl制Cl2的原理为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-155.6 kJ/mol,下列说法正确的是( )
A.平衡时,将生成的水蒸气除去,有利于提高HCl的转化率
B.因为ΔS<0,所以该反应一定不能自发进行
C.恒压容器中,反应达到平衡后通入惰性气体,平衡不移动
D.平衡时,其他条件不变,增大催化剂用量,反应放热量变大
11.在一定温度下的密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),平衡时测得A的浓度为1 mol/L。温度不变,缩小容器容积为原来的二分之一,体系重新达到平衡时,测得A的浓度为1.8 mol/L,下列说法正确的是( )
A.m+n<p+q
B.A的转化率减小
C.B的转化率增大
D.C的含量降低
12.对于反应N2O4(g)2NO2(g)在温度一定时,平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.A、C两点对应的正反应速率的关系:v(A)>v(C)
B.A、B、C、D、E各点对应的状态中,v正<v逆的是E点
C.维持p1不变,E→A所需时间为x,维持p2不变,D→C所需时间为y,则x<y
D.使E点从水平方向到达C点,从理论上来讲,可选用的条件是从p1突然加压至p2
二、非选择题
13.根据外界条件对化学平衡的影响回答下列问题:
(1)碘单质难溶于水却易溶于KI溶液。
碘水中加入KI溶液发生反应:I2(aq)+I-(aq)Ieq \o\al(-,3)(aq),下列说法不正确的是_____(填字母,下同)。
a.上述体系中加入苯,平衡不移动
b.可运用该反应原理除去硫粉中少量的碘单质
c.实验室配制碘水时,为增大碘单质的溶解度可加入适量KI溶液
d.加入AgNO3溶液平衡向左移动
(2)某温度下,体积一定的密闭容器中进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。
①下列分析正确的是_____。
a.平衡后,加入N2,该反应的ΔH增大
b.平衡后,加入催化剂,该反应的ΔH不变
c.平衡后,充入NH3,新平衡时,NH3的百分含量增大
d.若反应前充入的N2与H2物质的量相等,达平衡时N2的转化率比H2的高
解析:(1)加入苯,I2易溶于苯,平衡I2(aq)+I-(aq)Ieq \o\al(-,3)(aq)向左移动,a不正确;加入适量KI溶液,平衡向右移动,I2的溶解度增大,b、c正确;加入AgNO3溶液,I-+Ag+===
AgI↓,平衡向左移动,d正确。
(2)①ΔH与反应物N2的量无关,ΔH是表示1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应时的焓变,故平衡后再加入N2,该反应的ΔH不变,a不正确;加入催化剂,不影响反应物和生成物的总能量,ΔH不变,b正确;其他条件不变,平衡后再充入NH3,相当于增大压强,达到平衡时,NH3百分含量增大,故c正确;若反应前充入的N2和H2的物质的量相等,由于反应中转化的N2和H2的物质的量之比是1∶3,所以达到平衡时N2的转化率比H2的低,d不正确。②a、b项为增大压强,平衡向右移动,α(H2)增大;c、d项平衡不移动,α(H2)不变;e项平衡向右移动,α(H2)增大。
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