内容正文:
第2节 化学反应的限度
第2课时 反应条件对化学平衡的影响
一、知识目标
1.通过实验探究,了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
2.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析:从宏观上观察化学平衡移动的现象,从微观角度理解浓度、压强、温度改变对化学平衡的影响本质。
2.证据推理与模型认知:通过实验现象和数据,推理化学平衡移动的规律,建立化学平衡移动的模型。
3.科学探究与创新意识:通过实验探究与理论分析,培养学生的观察能力、逻辑思维及解决问题的能力,激发其对化学平衡知识的好奇心和创新意识。
一、学习重点
1.浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
二、学习难点
1.浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响
一、可逆反应
1.概念
在同一条件下,既可以向 进行,同时又能向 进行的化学反应。
二、化学平衡状态的特征
3、 化学平衡的移动
1.内容:由于温度、压强、浓度的变化而使可逆反应由一个 变为另一个 的过程。
2.图示
3.平衡移动方向的判断
(1)根据速率判断
①若v(正) v(逆),则平衡正向移动。
②若v(正) v(逆),则平衡不移动。
③若v(正) v(逆),则平衡逆向移动。
(2)根据结果判断
①如果平衡移动的结果使反应产物浓度更大,则称平衡 移动或 移动;
②如果平衡移动的结果使反应产物浓度更小,则称平衡 移动或 移动。
4、 外界条件对化学平衡移动的影响
1、温度对化学平衡的影响
(1)实验
2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57.2kJ·mol-1
红棕色 无色
实验内容
实验现象
实验结论
将充有NO2的烧瓶放入热水中
红棕色明显 (填“加深”或“变浅”,下同)
升高温度,平衡向 移动
将充有NO2的烧瓶放入冷水中
红棕色明显
降低温度,平衡向 移动
②结论:研究发现,升高温度,化学平衡向 方向移动;降低温度,化学平衡向 方向移动。
③原因:温度改变使 改变。
2、浓度对化学平衡的影响
(1)研究发现,在其他条件不变的情况下,增大 或减小 ,都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大 或减小 ,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
(2)原因:浓度的改变导致 的改变,但K ,使Q K,从而导致平衡移动。但浓度的改变不一定会使化学平衡发生移动。
3、压强对化学平衡的影响
(1)研究发现
①Δνg=0,改变压强,化学平衡状态 ;
②Δνg≠0,增大压强,化学平衡向气态物质系数 的方向移动。
(2)原因
压强改变导致 改变, 的改变导致浓度商(Q)的改变,使Q K,从而导致平衡移动。
5、 勒夏特列原理及应用
(1)原理:改变影响平衡移动的一个条件,平衡向 该条件方向移动
(2)前提:必须存在可逆过程(存在平衡)
(3)必须有平衡移动,且实际移动方向 理论移动方向
①催化剂不能使平衡移动,无法用勒夏特列原理解释。
②等体反应改变压强,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
一、化学平衡移动的原理
活动一:硫元素在自然界中的存在形式
问题思考1:化学平衡状态有哪些特点呢?请从“逆、等、动、定、变”五个方面来思考。
问题思考2:请同学们思考,当和时,化学平衡分别会向哪个方向移动呢?
2、 反应条件对化学平衡的影响
活动一:探究温度对化学平衡的影响
问题探究:我们通过一个实验来探究温度对化学平衡的影响。实验的原理是,大家先预测一下,将装有二氧化氮 - 四氧化二氮混合气体的装置分别放在冰水混合物和热水中,请同学们设计实验方案,预测实验现象,并思考实验现象与化学平衡移动的关系。
典例:反应:A(g)+3B(g)=2C(g) ΔH<0达到平衡后,将反应体系的温度降低,下列叙述中正确的是( )
A、Q增大,K不变,平衡向右移动
B、Q减小,K不变,平衡向左移动
C、Q不变,K增大,平衡向右移动
D、Q不变,K减小,平衡向左移动
活动二:探究浓度对化学平衡的影响
问题探究:接下来我们探究浓度对化学平衡的影响。实验原理是,请同学设计实验,并预测实验现象,分析浓度改变对化学平衡的影响以及和的关系。
典例:已知在氨水中存在下列平衡:
NH3+H2ONH3· H2ONH4++OH-
(1) 向氨水中加入MgCl2固体,平衡向 移动,OH-浓度 ,NH4+浓度 。
(2) 向氨水中加入浓盐酸,平衡向 移动,此时溶液中浓度减小的粒子有 。
(3) 向氨水中加入少量NaOH固体,平衡向 移动,此时发生的现象是 。
活动三:探究压强对化学平衡的影响
问题探究:我们通过实验来探究压强对化学平衡的影响,实验体系是。请同学们分析压强改变时,气体颜色变化的原因以及化学平衡移动的方向。
3、 勒夏特列原理
活动一:勒夏特列原理
问题探究:仔细观察以下表格,平衡移动的结果有没有共同的规律?
影响化学平衡的因素
改变条件
移动方向
浓度
增大反应物浓度
正向
浓度
减小反应物浓度
逆向
浓度
增大生成物浓度
逆向
浓度
减小生成物浓度
正向
压强
增大压强
气体体积减小的方向
压强
减小压强
气体体积增大的方向
温度
升高温度
吸热方向
温度
降低温度
放热方向
1.可逆反应不能进行到底,转化率不能是100%
2.不能说明可逆反应达到平衡的四种情况
(1)反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
(2)恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
(3)全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
(4)全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。
3.“惰性”气体对化学平衡的影响
(1)对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0:
①若体系内的压强保持恒定(容器体积是可变的)时,充入氦气,由于体系内压强恒定,体积必增大,使c(N2)、c(H2)、c(NH3)减小,平衡向左移动(相当于减压)。
②在恒温、恒容下,充入氦气时,平衡不发生移动。这种条件下充入“惰性”气体,虽平衡体系内的总压强增加,但因容器的体积不变,c(N2)、c(H2)、c(NH3)不变,所以平衡不发生移动。
(2)对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0:充入“惰性”气体,虽然压强或浓度发生变化,但平衡不移动。
4.计算模板——三段式
(1)确定反应物或生成物的起始加入量。
(2)确定反应过程的变化量。
(3)确定平衡量。
(4)依据题干中的条件,建立等量关系进行计算。
反应
aA(g)
+
bB(g)
cC(g)
+
dD(g)
起始量/mol
m
n
0
0
转化量/mol
ax
bx
cx
dx
平衡量/mol
m-ax
n-bx
cx
dx
①反应速率:v(A)= (时间为tmin);
②反应物转化率:(B)=
③C的体积分数:φ(C)= ;
④反应前后气体的压强比:== (恒温恒容);
⑤反应前后气体的体积比:== (恒温恒压);
⑥反应前后气体的密度比:=== (恒温恒压)。
1、判断正误
(1)温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态( )
(2)升高温度,反应速率加快,化学平衡正向移动( )
(3)升高温度,反应速率加快,但反应物的转化率可能降低( )
(4)对于可逆反应,改变外界条件使平衡向正反应方向移动,平衡常数一定增大( )
(5)升高温度,化学平衡常数增大( )
(6)平衡移动,平衡常数不一定改变,但平衡常数改变,平衡一定发生移动( )
(7)改变压强,化学平衡一定发生移动( )
2、下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A、氯水中有下列平衡:Cl₂+H₂O ⇌ HCl+HClO, 当加入AgNO₃溶液后溶液颜色变浅
B、采用高压有利于合成氨反应:N₂+3H₂ ⇌ 2NH₃
C、反应CO+NO₂ ⇌ CO₂+NO(△H<0) 升高温度平衡向逆反应方向移动
D、使用催化剂有利于合成氨反应:N₂+3H₂ ⇌ 2NH₃
3、在一密闭容器中,发生可逆反应:3A(g) ⇌ 3B+C ΔH>0 ,平衡时,升高温度,气体的平均相对分子质量有变小的趋势,则下列判断中正确的是( )
A、B和C可能都是固体 B、B和C一定都是气体
C、若C为固体,则B一定是气体 D、B和C不可能都是气体
4、将H₂(g)和Br₂(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应:H₂(g)+Br₂(g) ⇌ 2HBr(g) ΔH<0,平衡时Br₂(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br₂(g)的转化率为b。a与b的关系是( )
A、a>b B、a=b C、a<b D、无法确定
考点1 可逆反应
1.在一密闭容器中进行反应:,已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为、、。当达到平衡时,可能存在的数据是
A.为
B.、均为
C.为
D.为,为
考点2 化学平衡状态的判定
3.一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应:,下列情况能说明该可逆反应已经达到平衡状态的是
A.混合气体的压强不再发生变化
B.逆反应速率为0
C.NO、、的浓度比为
D.混合气体的密度保持不变
4.某温度下,在容积不变的密闭容器中发生反应:。下列不能说明反应达到平衡状态的是
A.气体的密度不再变化 B.的体积分数不再变化
C.气体的平均相对分子质量不再变化 D.气体的压强不再变化
考点3 外界因素对化学平衡移动的影响
5.下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
B.钢铁在潮湿的空气中更容易生锈
C.在合成氨的反应中,升温有利于氨的合成
D.H2、I2、HI三者的平衡混合气,加压(缩小容器体积)后颜色变深
6.二氧化硫催化氧化反应为: ,下列措施既能加快反应速率又能提高平衡转化率的是
A.升高温度 B.增大压强 C.分离出 D.使用催化剂
7.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.
考点4 化学平衡移动图像的分析
8.已知 。若压强改变为通过改变容器体积实现,则下列图像中正确的是
A. B.
C. D.
9.在10L密闭容器中通入1mol 与1mol ,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。下列说法正确的是
A.该反应的△H<0 B.压强:
C.时,y点: D.y点对应的平衡常数K=1.6384
10.将1mol M和2mol N置于体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应: 。反应过程中测得Q的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列结论正确的是
A.
B.温度:
C.温度为时,M的平衡转化率为50%
D.若X、Y两点的平衡常数分别为、,则K1<K2
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第2节 化学反应的限度
第2课时 反应条件对化学平衡的影响
一、知识目标
1.通过实验探究,了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
2.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析:从宏观上观察化学平衡移动的现象,从微观角度理解浓度、压强、温度改变对化学平衡的影响本质。
2.证据推理与模型认知:通过实验现象和数据,推理化学平衡移动的规律,建立化学平衡移动的模型。
3.科学探究与创新意识:通过实验探究与理论分析,培养学生的观察能力、逻辑思维及解决问题的能力,激发其对化学平衡知识的好奇心和创新意识。
一、学习重点
1.浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
二、学习难点
1.浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响
一、可逆反应
1.概念
在同一条件下,既可以向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
二、化学平衡状态的特征
三、化学平衡的移动
1.内容:由于温度、压强、浓度的变化而使可逆反应由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程。
2.图示
3.平衡移动方向的判断
(1)根据速率判断
①若v(正)>v(逆),则平衡正向移动。
②若v(正)=v(逆),则平衡不移动。
③若v(正)<v(逆),则平衡逆向移动。
(2)根据结果判断
①如果平衡移动的结果使反应产物浓度更大,则称平衡正向移动或向右移动;
②如果平衡移动的结果使反应产物浓度更小,则称平衡逆向移动或向左移动。
四、外界条件对化学平衡移动的影响
1、温度对化学平衡的影响
(1)实验
2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57.2kJ·mol-1
红棕色 无色
实验内容
实验现象
实验结论
将充有NO2的烧瓶放入热水中
红棕色明显加深(填“加深”或“变浅”,下同)
升高温度,平衡向左移动
将充有NO2的烧瓶放入冷水中
红棕色明显变浅
降低温度,平衡向右移动
②结论:研究发现,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度,化学平衡向放热反应方向移动。
③原因:温度改变使平衡常数改变。
2、浓度对化学平衡的影响
(1)研究发现,在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
(2)原因:浓度的改变导致浓度商的改变,但K不变,使Q≠K,从而导致平衡移动。但浓度的改变不一定会使化学平衡发生移动。
3、压强对化学平衡的影响
(1)研究发现
①Δνg=0,改变压强,化学平衡状态不变;
②Δνg≠0,增大压强,化学平衡向气态物质系数减小的方向移动。
(2)原因
压强改变导致浓度改变,浓度的改变导致浓度商(Q)的改变,使Q≠K,从而导致平衡移动。
五、勒夏特列原理及应用
(1)原理:改变影响平衡移动的一个条件,平衡向减弱该条件方向移动
(2)前提:必须存在可逆过程(存在平衡)
(3)必须有平衡移动,且实际移动方向符合理论移动方向
①催化剂不能使平衡移动,无法用勒夏特列原理解释。
②等体反应改变压强,平衡不移动,无法用勒夏特列原理解释。
一、化学平衡移动的原理
活动一:硫元素在自然界中的存在形式
问题思考1:化学平衡状态有哪些特点呢?请从“逆、等、动、定、变”五个方面来思考。
【答案】1.化学平衡状态的研究对象是可逆反应。
2.“逆”指研究对象是可逆反应;“等”是各组分浓度、物质的量、百分含量保持不变;“动”是,是一个动态平衡;“定”是各组分的浓度等保持不变;“变”是外界条件改变时,原平衡状态被破坏,在新条件下建立平衡。
问题思考2:请同学们思考,当和时,化学平衡分别会向哪个方向移动呢?
【答案】1.回答当时,平衡正向移动;当时,平衡逆向移动。
2.分析浓度、压强变化时变化而不变,温度变化时不变而变化的情况。
2、 反应条件对化学平衡的影响
活动一:探究温度对化学平衡的影响
问题探究:我们通过一个实验来探究温度对化学平衡的影响。实验的原理是,大家先预测一下,将装有二氧化氮 - 四氧化二氮混合气体的装置分别放在冰水混合物和热水中,请同学们设计实验方案,预测实验现象,并思考实验现象与化学平衡移动的关系。
【答案】1.设计实验方案:准备装有二氧化氮 - 四氧化二氮混合气体的装置、冰水混合物、热水和烧杯,将装置分别浸泡在冰水和热水中,观察气体颜色的变化。
2.预测现象:浸泡在热水中气体红棕色加深,浸泡在冰水中气体红棕色变浅。
典例:反应:A(g)+3B(g)=2C(g) ΔH<0达到平衡后,将反应体系的温度降低,下列叙述中正确的是( )
A、Q增大,K不变,平衡向右移动
B、Q减小,K不变,平衡向左移动
C、Q不变,K增大,平衡向右移动
D、Q不变,K减小,平衡向左移动
解答:C
该反应为放热反应,降低温度,Q不变,K值增大,Q<K,平衡向放热的右向移动故选C。
活动二:探究浓度对化学平衡的影响
问题探究:接下来我们探究浓度对化学平衡的影响。实验原理是,请同学设计实验,并预测实验现象,分析浓度改变对化学平衡的影响以及和的关系。
1. 【答案】 实验设计:我们向盛有溶液的试管中加入溶液,溶液会呈红色。然后将溶液平均分装在、、三支试管中,向试管中加入少量铁粉,向试管中滴加滴溶液,
2.预测现象:向试管中加入铁粉,溶液颜色变浅;向试管中滴加溶液,溶液颜色加深。
3.分析浓度改变对化学平衡的影响:加入铁粉,浓度减小,平衡逆向移动;滴加溶液,浓度增大,平衡正向移动。
典例:已知在氨水中存在下列平衡:
NH3+H2ONH3· H2ONH4++OH-
(1) 向氨水中加入MgCl2固体,平衡向 移动,OH-浓度 ,NH4+浓度 。
(2) 向氨水中加入浓盐酸,平衡向 移动,此时溶液中浓度减小的粒子有 。
(3) 向氨水中加入少量NaOH固体,平衡向 移动,此时发生的现象是 。
(1) 【答案】正反应方向 减小 增大
(2)正反应方向 OH-、NH3· H2O、NH3
(3)逆反应方向 有气体放出
(1)向氨水中加入MgCl2固体时,MgCl2会电离出Mg2+和Cl-。其中Mg2+会与溶液中的OH-结合形成难溶的Mg(OH)2沉淀,这将消耗溶液中的OH-,导致OH-浓度降低。由于OH-浓度降低,为了恢复平衡,上述平衡会向右移动,即生成更多的NH4+和OH-,因此NH4+的浓度会增加。
(2)当向氨水中加入浓盐酸时,盐酸会提供大量的H+,这些H+会与溶液中的OH-反应生成水,从而减少OH-的浓度。为了恢复平衡,上述平衡同样会向右移动,以产生更多的OH-来对抗H+的影响。在这个过程中,NH3·H2O的浓度会减小,因为它是反应物之一,而NH4+的浓度会增加,因为它是由反应产生的。但是题目要求的是浓度减小的粒子,所以答案是NH3·H2O。
(3)向氨水中加入少量NaOH固体时,NaOH会完全电离产生Na+和OH-,增加了溶液中OH-的浓度。由于OH-浓度的增加,上述平衡会向左移动,以减少多余的OH-,这意味着NH3·H2O的浓度会增加,而NH4+的浓度会减少。此时发生的现象是由于平衡向左移动,NH3·H2O的浓度增加,可能会观察到有氨气逸出,这是因为NH3·H2O分解为NH3和H2O,NH3是一种气体,在溶液中达到一定浓度后会从溶液中逸出
活动三:探究压强对化学平衡的影响
问题探究:我们通过实验来探究压强对化学平衡的影响,实验体系是。请同学们分析压强改变时,气体颜色变化的原因以及化学平衡移动的方向。
【答案】1.预测现象:体系压强增大,气体颜色先变深,后变浅,最终比原来深;体系压强减小,气体颜色先变浅,后变深,最终比原来浅。
2.分析原因:压强增大,气体体积减小,各物质浓度增大,颜色先变深,随后平衡正向移动,颜色变浅;压强减小,气体体积增大,各物质浓度减小,颜色先变浅,随后平衡逆向移动,颜色变深。
3、 勒夏特列原理
活动一:勒夏特列原理
问题探究:仔细观察以下表格,平衡移动的结果有没有共同的规律?
影响化学平衡的因素
改变条件
移动方向
浓度
增大反应物浓度
正向
浓度
减小反应物浓度
逆向
浓度
增大生成物浓度
逆向
浓度
减小生成物浓度
正向
压强
增大压强
气体体积减小的方向
压强
减小压强
气体体积增大的方向
温度
升高温度
吸热方向
温度
降低温度
放热方向
解答:改变影响平衡的一个条件(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。
1.可逆反应不能进行到底,转化率不能是100%
2.不能说明可逆反应达到平衡的四种情况
(1)反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
(2)恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
(3)全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
(4)全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。
3.“惰性”气体对化学平衡的影响
(1)对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0:
①若体系内的压强保持恒定(容器体积是可变的)时,充入氦气,由于体系内压强恒定,体积必增大,使c(N2)、c(H2)、c(NH3)减小,平衡向左移动(相当于减压)。
②在恒温、恒容下,充入氦气时,平衡不发生移动。这种条件下充入“惰性”气体,虽平衡体系内的总压强增加,但因容器的体积不变,c(N2)、c(H2)、c(NH3)不变,所以平衡不发生移动。
(2)对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0:充入“惰性”气体,虽然压强或浓度发生变化,但平衡不移动。
4.计算模板——三段式
(1)确定反应物或生成物的起始加入量。
(2)确定反应过程的变化量。
(3)确定平衡量。
(4)依据题干中的条件,建立等量关系进行计算。
反应
aA(g)
+
bB(g)
cC(g)
+
dD(g)
起始量/mol
m
n
0
0
转化量/mol
ax
bx
cx
dx
平衡量/mol
m-ax
n-bx
cx
dx
①反应速率:v(A)=(时间为tmin);
②反应物转化率:(B)=×100%;
③C的体积分数:φ(C)=_×100%;
④反应前后气体的压强比:==(恒温恒容);
⑤反应前后气体的体积比:==(恒温恒压);
⑥反应前后气体的密度比:===(恒温恒压)。
1、判断正误
(1)温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态( )
(2)升高温度,反应速率加快,化学平衡正向移动( )
(3)升高温度,反应速率加快,但反应物的转化率可能降低( )
(4)对于可逆反应,改变外界条件使平衡向正反应方向移动,平衡常数一定增大( )
(5)升高温度,化学平衡常数增大( )
(6)平衡移动,平衡常数不一定改变,但平衡常数改变,平衡一定发生移动( )
(7)改变压强,化学平衡一定发生移动( )
【答案】(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√(7)×
【解析】
(1)温度改变会影响化学平衡常数K,从而使Q与K的关系改变,导致化学平衡移动,所以温度可以影响任意可逆反应的化学平衡状态。
(2)升高温度,反应速率一定加快,但对于放热反应,升高温度平衡逆向移动,所以升高温度化学平衡不一定正向移动。
(3)升高温度反应速率加快,对于放热反应,升高温度平衡逆向移动,反应物的转化率会降低。
(4)平衡常数只与温度有关,改变除温度外的其他条件使平衡正向移动,平衡常数不变,只有升高温度使吸热反应平衡正向移动时,平衡常数才增大。
(5)对于放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小;对于吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,所以升高温度化学平衡常数不一定增大。
(6)改变除温度外的其他条件使平衡移动,平衡常数不变;平衡常数只与温度有关,平衡常数改变说明温度改变,温度改变会使平衡发生移动。
(7)对于反应前后气体分子数不变的反应,改变压强,平衡不移动;只有反应前后气体分子数改变的反应,改变压强平衡才可能移动。
2、下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是(D)
A、氯水中有下列平衡:Cl₂+H₂O ⇌ HCl+HClO, 当加入AgNO₃溶液后溶液颜色变浅
B、采用高压有利于合成氨反应:N₂+3H₂ ⇌ 2NH₃
C、反应CO+NO₂ ⇌ CO₂+NO(△H<0) 升高温度平衡向逆反应方向移动
D、使用催化剂有利于合成氨反应:N₂+3H₂ ⇌ 2NH₃
【解析】A.加入AgNO₃溶液,Ag⁺与Cl⁻反应生成AgCl沉淀,Cl⁻浓度减小,平衡正向移动,Cl₂浓度减小,溶液颜色变浅,能用勒夏特列原理解释;B.合成氨反应是气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,有利于合成氨,能用勒夏特列原理解释;C.该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,能用勒夏特列原理解释;D.催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发生移动,不能用勒夏特列原理解释。
3、在一密闭容器中,发生可逆反应:3A(g) ⇌ 3B+C ΔH>0 ,平衡时,升高温度,气体的平均相对分子质量有变小的趋势,则下列判断中正确的是(C)
A、B和C可能都是固体 B、B和C一定都是气体
C、若C为固体,则B一定是气体 D、B和C不可能都是气体
【解析】该反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动。气体平均相对分子质量(M=)。A.若B和C都是固体,平衡正向移动,气体只有A,相对分子质量不变,A错误;B.若B和C都是气体,平衡正向移动,气体物质的量增大,质量不变,平均相对分子质量减小,但不是一定都是气体,B错误;C.若C为固体,B为气体,平衡正向移动,气体物质的量增大,质量减小,平均相对分子质量减小,C正确;D.B和C可能都是气体,D错误。
4、将H₂(g)和Br₂(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应:H₂(g)+Br₂(g) ⇌ 2HBr(g) ΔH<0,平衡时Br₂(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br₂(g)的转化率为b。a与b的关系是(A)
A、a>b B、a=b C、a<b D、无法确定
【解析】该反应是放热反应,恒温下达到平衡,绝热条件下反应,由于反应放热,体系温度升高,平衡逆向移动,Br₂的转化率降低,所以a>b。
考点1 可逆反应
1.在一密闭容器中进行反应:,已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为、、。当达到平衡时,可能存在的数据是
A.为
B.、均为
C.为
D.为,为
【答案】D
【解析】化学平衡的建立,既可以从正反应开始,也可以从逆反应开始,或者从正逆反应开始,不论从哪个方向开始,物质都不能完全反应,利用极限法假设完全反应,计算出相应物质的浓度变化量,实际变化量小于极限值。
平衡时的值应在两种极端情况之间,不能等于极值;应该小于,不会等于,A项错误;由题干数据可知,若SO2为0.1mol/L,则O2为0.05mol/L,B项错误;应该小于,不会等于,C项错误;为,为,都在极值之间,且符合S元素守恒,D项正确。
2.在一定条件下,可逆反应2SO2+O22SO3达到平衡后,充入18O2,则18O将存在于
A.O2 B.O2、SO3 C.SO2、SO3 D.SO2、O2、SO3
【答案】D
【解析】该反应为可逆反应,在混合气体中充入一定量的18O2,SO2和18O2反应生成的SO3中含有18O,同时SO3分解生成SO2和O2,则SO2、O2中也含有18O原子,故18O原子在O2、SO2和SO3中都有可能存在,D项正确。
考点2 化学平衡状态的判定
3.一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应:,下列情况能说明该可逆反应已经达到平衡状态的是
A.混合气体的压强不再发生变化
B.逆反应速率为0
C.NO、、的浓度比为
D.混合气体的密度保持不变
【答案】A
【解析】该反应反应前后气体分子数发生改变,压强不变说明正逆反应速率相等,各组分浓度不变,A项正确;可逆反应达到平衡时正逆反应速率相等,动态平衡,速率不为0,B项错误;NO、、的浓度比为不能说明各组分含量不变,则不能说明反应达到平衡状态,C项错误;恒容容器,反应物生成物都是气体,气体总质量不变,体积不变,所以密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,D项错误。
4.某温度下,在容积不变的密闭容器中发生反应:。下列不能说明反应达到平衡状态的是
A.气体的密度不再变化 B.的体积分数不再变化
C.气体的平均相对分子质量不再变化 D.气体的压强不再变化
【答案】A
【解析】气体总质量不变,容器为恒容,气体总体积保持不变,根据密度的定义,混合气体密度始终保持不变,即恒容恒温下,气体混合气体密度不变,不能说明反应达到平衡,A符合题意;的体积分数不再变化,说明平衡不再移动,反应达到平衡,B不符合题意;反应混合物都是气体,气体的质量不变;反应是气体物质的量发生变化的反应,若气体平均摩尔质量不随时间变化,则气体的物质的量不变,反应达到了平衡状态,C不符合题意;反应为气体分子数改变的反应,当压强不变,说明平衡不再移动,达到平衡状态,D不符合题意。
考点3 外界因素对化学平衡移动的影响
5.下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A.开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
B.钢铁在潮湿的空气中更容易生锈
C.在合成氨的反应中,升温有利于氨的合成
D.H2、I2、HI三者的平衡混合气,加压(缩小容器体积)后颜色变深
【答案】A
【解析】啤酒中存在,开启啤酒瓶后,减小压强,平衡逆向移动,故瓶中立刻泛起大量泡沫,能用勒夏特列原理解释,A符合题意;钢铁生锈的过程中不存在化学平衡,属于吸氧腐蚀,故不能用勒夏特列原理解释,B不合题意;合成氨的正反应是一个放热反应,故在合成氨的反应中,升温不利于氨的合成,之所以提高温度来合成氨是为了加快反应速率提高生产效率,C不合题意;、、HI三者的平衡混合气,由于反应前后气体的体积不变,加压(缩小容器体积)后平衡不移动,颜色变深是由于蒸汽的浓度增大造成的,故不能用勒夏特列原理解释,D不合题意。
6.二氧化硫催化氧化反应为: ,下列措施既能加快反应速率又能提高平衡转化率的是
A.升高温度 B.增大压强 C.分离出 D.使用催化剂
【答案】B
【解析】升高温度,反应速率加快,但该反应是放热反应,升温平衡逆向移动,平衡转化率降低,A不符合题意;增大压强,反应速率加快,该反应正反应方向是气体分子总数减少的反应,加压平衡正向移动,平衡转化率增大,B符合题意;分离出SO3,平衡尽管正向移动,平衡转化率增大,但c(SO3)减小,反应速率减慢,C不符合题意;使用催化剂只能加快反应速率,不会使平衡移动,平衡转化率不变,D不符合题意。
7.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
【解析】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;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;由A中可知,减压,平衡逆向移动,B的转化率减小,故C错误;由A中可知,减压,平衡逆向移动,,故D错误;故选B。
考点4 化学平衡移动图像的分析
8.已知 。若压强改变为通过改变容器体积实现,则下列图像中正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】温度升高化学反应速率增大,平衡逆向移动,SO3的质量分数减少,温度高的更早达到平衡状态,A错误;温度升高正逆反应速率均加快,平衡逆向移动,V逆大于V正,B错误;压强增大化学反应速率增大,平衡正向移动V正大于V逆,,C正确;压强增大化学反应速率增大,平衡正向移动,SO2的转化率增大,温度升高化学反应速率增大,平衡逆向移动,SO2的转化率减小,D错误;故选C。
9.在10L密闭容器中通入1mol 与1mol ,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。下列说法正确的是
A.该反应的△H<0 B.压强:
C.时,y点: D.y点对应的平衡常数K=1.6384
【答案】D
【解析】由图可知,随温度升高的平衡转化率增大,正反应吸热,△H>0,A项错误;反应的正反应为气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,的转化率减小,由图知在相同温度下时的平衡转化率大于时的平衡转化率,则,B项错误;由图知,y点的转化率小于平衡时的转化率,反应正向进行,,C项错误;y点的温度与x点的温度相同,y点平衡常数与x点相等,用三段式
,D项正确;故选D。
10.将1mol M和2mol N置于体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应: 。反应过程中测得Q的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列结论正确的是
A.
B.温度:
C.温度为时,M的平衡转化率为50%
D.若X、Y两点的平衡常数分别为、,则K1<K2
【答案】C
【分析】先拐先平数值大,,温度升高,Q的体积分数减小,平衡逆向移动,说明,据此作答。
【解析】温度升高,Q的体积分数减小,平衡逆向移动,说明,A错误;先拐先平数值大,,B错误;温度为时,设M的变化量为x mol,列三段式为:,温度为,平衡时Q的体积分数=20%,解得,M的平衡转化率为=50%,C正确;
,对于放热反应,温度越低平衡常数越大,则,D错误;故选C。
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