专题03 化学反应的限度与速率(期中复习讲义)高二化学上学期鲁科版
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精品
内容正文:
专题03 化学反应的限度与速率
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 化学平衡状态判断的“两类标志”及“一角度” / 考点二 化学平衡移动判断的方法和规律 / 考点三 化学平衡常数及其影响因素和相关计算/ 考点四 等效平衡 / 考点五 化学反应速率概念的理解 / 考点六 控制变量法探究外界条件对化学反应速率影响 / 考点七 化学反应速率的计算 / 考点八 化学反应速率的大小比较 / 考点九 速率常数和速率方程 / 考点十 化学反应速率及化学平衡图象
05 重难题型突破
题型一 化学反应速率的比较与计算 / 题型二 化学平衡状态的判断 / 题型三 外界条件对速率、平衡移动影响 / 题型四 化学平衡常数K与转化率计算 / 题型五 等效平衡 / 题型六 速率、平衡图像综合题
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练
本专题是高二期中化学核心重难点,选择题与综合大题均有考查,分值占比高。考题以可逆反应为载体,一方面考查反应速率计算、速率大小比较,浓度、温度、压强、催化剂对速率的影响;另一方面侧重化学平衡状态判断、勒夏特列原理应用、平衡常数与转化率计算,常结合速率 - 时间图像命题。命题注重情境化,区分度强,易错点集中在平衡标志判断、压强对平衡的影响、K 只与温度有关等。备考需强化三段式计算,厘清速率与平衡移动逻辑,重视图像信息提取,突破概念混淆问题。
识记
记住化学反应速率定义、表达式与单位;熟记影响反应速率的外界因素;掌握可逆反应、化学平衡、平衡常数、转化率基本概念;牢记平衡常数K仅与温度有关。
理解
理解化学反应速率的内涵与速率变化本质;理解化学平衡状态的实质与特征;理解外界条件改变对速率、平衡移动的影响规律,读懂速率-时间图像,区分速率变化与平衡移动的关系。
应用
能进行反应速率、平衡常数与转化率的三段式计算;准确判断化学平衡标志;运用勒夏特列原理分析条件改变后平衡移动方向;结合图像分析反应特征,解决综合情境问题。
考点一 化学平衡状态判断的“两类标志”及“一角度”
1.两类标志
判断化学反应是否达到化学平衡状态,关键是看给定条件下能否推出 达到 。常用到的判断标志有:
(1)绝对标志
(2)相对标志
①有气体参加的反应,气体的总压强、总体积、总物质的量不变时,对于反应前后气体分子数不变的反应来说, 达到平衡;对于反应前后气体分子数不相等的反应来说, 平衡;
②气体的密度()、气体的平均相对分子质量()不变时,要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况,判断是否平衡;
③如果平衡体系中的物质有颜色,则平衡体系的颜色不变时, 平衡。
2.一角度
从微观的角度分析,如反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列各项均可说明该反应达到了平衡状态:
①断裂1 mol N=N键的同时 1 mol N=N键;
②断裂1 mol N=N键的同时 3 mol H—H键;
③断裂1 mol N=N键的同时 6mol N—H键;
④生成1 mol N=N键的同时 6 mol N—H键。
⚠️特别提醒
规避“2”个易失分点
(1)化学平衡状态判断“三关注”
关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压,还是绝热恒容容器;关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。
(2)不能作为“标志”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。
考点二 化学平衡移动判断的方法和规律
1.通过比较化学平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
①外界条件改变对化学平衡的影响
a.若外界条件改变,引起v正 v逆,则化学平衡向 反应方向(或向 )移动;
b.若外界条件改变,引起v正 v逆,则化学平衡向 反应方向(或向 )移动;
c.若外界条件改变,虽能引起v正和v逆变化,但变化后新的v′正和v′逆仍保持 ,则化学平衡 发生移动。
②常见外界条件的变化对正、逆反应速率的影响规律
a.增大反应物浓度的瞬间,v正 ,v逆 ;减小反应物浓度的瞬间,v正 ,v逆 ;增大生成物浓度的瞬间,v正 ,v逆 ;减小生成物浓度的瞬间,v正 ,v逆 ;
b.压强的变化对气体分子数 的一边反应速率影响较大;
c.温度的变化对 反应速率影响较大;
d.催化剂对正、逆反应速率影响 。
2.通过比较浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小来判断平衡移动的方向。
①若Q K,平衡 向移动;
②若Q K,平衡 移动;
③若Q K,平衡 向移动。
3.外界条件对平衡移动影响的规律——勒夏特列原理
①温度的影响:升高温度,化学平衡向 反应方向移动;降低温度,化学平衡向 反应方向移动;
②浓度的影响:增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向 反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,化学平衡向 反应方向移动;
③压强的影响:增大压强会使平衡向着气体体积 的方向移动;减小压强会使平衡向着气体体积 的方向移动。
⚠️易混易错
总原则:平衡移动看:改变条件瞬间,v正、v逆的相对大小。
①速率增大,平衡不一定正向移动。
②压强改变只有引起气体浓度改变,才会影响平衡移动。
③固体、纯液体浓度视为常数。增加固体质量,浓度不变,v正、v逆不变,平衡不移动。
④条件改变,平衡移动只能减弱这种改变,不能完全消除。
⑤恒温恒容,A(g)+B(g) C(g),充入A:平衡正向移动;A转化率下降,B 转化率上升。
⑥K只由温度决定:温度不变,K不变;平衡移动,K不一定变。
考点三 化学平衡常数及其影响因素和相关计算
1.化学平衡常数的全面突破
(1)化学平衡常数的意义
①化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越 ,反应进行的程度越 ,K 105时,可以认为该反应已经进行 。虽然转化率也能表示反应进行的程度,但转化率不仅与温度有关,而且与起始条件有关。
②K的大小只与 有关,与反应物或生成物的 的大小无关。
(2)化学平衡常数的两个应用
①判断反应进行的方向
若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Qc,则Qc K,反应向逆反应方向进行;
Qc K,反应处于平衡状态;Qc K,反应向正反应方向进行。
②判断反应的热效应
若升高温度,K值 ,则正反应为 反应;
若升高温度,K值 ,则正反应为 反应。
(3)在使用化学平衡常数时应注意
①不要把反应体系中 、 以及稀水溶液中 的浓度写进平衡常数表达式中,但非水溶液中,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为 , 写进平衡常数表达式中。
②同一化学反应,化学反应方程式写法 ,其平衡常数表达式及数值亦 。因此书写平衡常数表达式及数值时,要与化学反应方程式相对应,否则就没有意义。
2.等效平衡思想是解决化学平衡类试题最常用的思维方法
(1)恒温、恒容条件下的等效平衡
①对反应前后气体分子数 的可逆反应,改变起始加入量时,“一边倒”(即通过可逆反应的化学计量数比换算成方程式同一半边的物质的物质的量)后与原起始加入量 ,则为等效平衡,平衡时各物质的百分含量 。
②对反应前后气体分子数不变的可逆反应,改变起始加入量时,“一边倒”后,投料时各物质的物质的量之比与原起始加入量的比值 ,则为等效平衡,平衡时各物质百分含量 。
(2)恒温、恒压条件下的等效平衡
如果反应在恒温、恒压下进行,改变起始加入量时,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成反应物(或生成物),各物质的物质的量之比与原起始加入量的比值 ,则为等效平衡,平衡时各物质的百分含量 。
3、有关化学平衡的计算——三段式计算模式
1)分析三个量:起始量、变化量、平衡量。
2)明确三个关系
(1)对于同一反应物,起始量-变化量=平衡量。
(2)对于同一生成物,起始量+变化量=平衡量。
(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
3)计算方法:三段式法
化学平衡计算模式:对以下反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始量(mol/L) a b 0 0
变化量(mol/L) mx nx px qx
平衡量(mol/L) a-mx b-nx px qx
(1)平衡常数:K= 。
(2)转化率=×100%,如α(A)平= ×100%。
(3)百分含量:φ(A)= ×100%。
(4)平衡前后的压强之比:
= 。
(5)平均摩尔质量:M= g/mol。
⚠️方法思路
计算Kp的思路和方法
计算平衡常Kp的思路和方法与计算浓度平衡常数K完全相同,关键是由平衡时气体的总物质的量和各气体的物质的量确定各气体的物质的量分数,再由总压强和物质的量分数确定各气体的分压,最后由分压计算Kp。计算压强平衡常数Kp 的有效方法仍是列“三段式”和“分三步”。
列“三段式”——列出起饴量、转化量、平衡量,一般应列物质的量。
“分三步”———第一步,得出各物质的平衡量;第二步,计算各气体的体积分数(物质的量分数)和分压;第三步,代入Kp的表达式中进行计算。
考点四 等效平衡
1.等效平衡的含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是正、逆反应同时投料,达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均 。
2.等效平衡的判断方法
(1)恒温恒容条件下反应前后体积 的反应的判断方法:极值 即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0
② 0 0 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
④ a mol b mol c mol
上述①②③三种配比,按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则SO2均为2 mol,O2均为1 mol,三者建立的平衡状态完全相同。④中a、b、c三者的关系满足:c+a=2,+b=1,即与上述平衡等效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法:极值 即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 3 mol 0
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
③ a mol b mol c mol
按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则①②中=,故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足:=,即与①②平衡等效。
(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应的判断方法:无论是恒温恒容,还是恒温恒压,只要极值 即等效,因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如:H2(g)+I2(g)2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0
② 2 mol 2 mol 1 mol
③ a mol b mol c mol
①②两种情况下,n(H2)∶n(I2)=1∶1,故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足∶=1∶1或a∶b=1∶1,c≥0,即与①②平衡等效。
3.虚拟“中间态”法构建等效平衡
(1)构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大 。
(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例,见图示)
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加,压强 ,平衡 。
4.等效平衡的应用
(1)判断两个平衡是否等效;
(2)计算平衡时各物质的量;
(3)分析改变条件后平衡移动的结果;
(4)解决"加料"问题。
⚠️易混易错
①等效平衡是指百分含量相同,不是物质的量相同,也不是浓度相同;
②恒温恒容下,反应前后气体体积不等的反应,必须 "等量" 才等效,"等比" 不等效;
③恒温恒容下,反应前后气体体积相等的反应,"等比" 就等效,不需要 "等量";
④恒温恒压下,只要比例相同就等效,与反应前后气体体积是否变化无关;
⑤"一边倒" 时要按化学计量数完全换算,不能只换算一部分。
考点五 化学反应速率概念的理解
1.无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示,由于Δc是取浓度变化的 ,因此,其化学反应速率都取 ,且是某一段时间内的 速率。
2.化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示,一般是以 的一种物质表示,书写时应标明是 的反应速率。
3.在一定温度下,固体和纯液体物质,其单位体积里的物质的量保持不变,即物质的量浓度为 ,因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知,现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。
4.在同一反应中,用不同的物质表示同一时间的反应速率时,其数值可能 ,但这些数值所表达的意义是 的即都是表示 的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系,彼此可以根据化学方程式中的 进行换算。
5.一般来说在反应过程中都不是等速进行的,因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的 速率。
⚠️易混易错
(1)化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率,且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。
(2)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。
(3)不能用固体或纯液体来表示化学反应速率。
考点六 控制变量法探究外界条件对化学反应速率影响
1.影响化学反应速率的外因
(1)浓度
①浓度增大,单位体积内活化分子数 (活化分子百分数 ),有效碰撞的几率 ,化学反应速率 。
②浓度改变,可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常数,它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化,但固体颗粒的 会导致 的变化,故 影响化学反应速率。
(2)压强
改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起 。对于有气体参加的反应体系,有以下几种情况:
①恒温时:增大压强体积 浓度 反应速率 。
②恒容时
a.充入气体反应物反应物浓度 总压强 反应速率 。
b.充入“稀有气体”总压强增大,但各物质的浓度 ,反应速率 。
③恒压时:充入“稀有气体”体积增大各物质浓度 反应速率 。
(3)温度
①温度升高,活化分子百分数 ,分子间的碰撞频率 ,化学反应速率 。
②温度升高,吸热反应和放热反应的速率都 。实验测得,温度每升高10 ℃,化学反应速率通常增大为原来的 倍。
(4)催化剂
①催化剂能 反应路径、 活化能、 活化分子百分数、 反应速率,但不影响反应的 。
②催化剂只有在适宜的温度下活性 ,反应速率才达到 。
③对于可逆反应,催化剂能够 地改变正、逆反应速率,对化学平衡状态 ,生产过程中使用催化剂主要是为了提高 。
2.应用碰撞理论解释影响化学反应速率的影响因素
解释说明:①影响化学反应速率的内因——反应物的 ,决定了反应的活化能的 ;
②使用催化剂可 反应的活化能, 了活化分子百分数,进而单位体积内活化分子数 ,从而 反应速率;
③升高反应体系的温度,吸收能量,可 活化分子百分数,进而单位体积内活化分子数 ,从而 反应速率;
④增大反应物的浓度,单位体积内分子总数 ,活化分子百分数 ,单位体积内活化分子数 ,从而 反应速率;
⑤增大气体压强, 反应体系的体积,单位体积内分子总数 ,活化分子百分数 ,单位体积内活化分子数 ,从而 反应速率;
⑥ 固体的表面积, 单体时间和单体体积内的有效碰撞次数,从而 反应速率。
3.“变量控制”思想探究化学反应速率的影响因素
(1)确定变量:解答这类题目时首先要认真审题,理清影响实验探究结果的因素有哪些。
(2)定多变一:在探究时,应该先确定其他因素不变,只改变 因素,看这种因素与所探究问题存在怎样的关系;这样确定一种以后,再确定另一种,通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
(3)数据有效:解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法做出正确判断。
⚠️易混易错
警惕外界因素对化学反应速率影响的5大误区
(1)误认为随着化学反应的进行,化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定,因为反应速率不仅受浓度影响,而且受温度影响,一般会先增大后减小。
(2)误用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算化学反应速率。速率大小比较时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致,单位书写是否正确。
(3)误认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应速率,但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。
(4)误认为只要增大压强,化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行,若充入氦气(或不参与反应的气体),压强增大,但参与反应的各物质的浓度不变,反应速率不变;若反应在密闭容积可变的容器中进行,充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变,容器体积增大,各组分浓度减小,反应速率减小。
(5)误认为温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致。如认为升温既然使化学平衡向吸热方向移动,则对于放热反应,升温时,逆反应速率增大,而正反应速率减小。其实不然,温度升高,正、逆反应速率都增大,只是吸热反应方向速率增大程度大;同理,降温会使吸热反应方向速率减小程度大,而导致化学平衡向放热方向移动。
考点七 化学反应速率的计算
1.化学反应速率计算的4个方法
1)定义式法:
(1)常规公式:v==
①常用单位: 或 或
②适用范围:表示 物质或溶液中 性物质的速率,不表示 或 物质的速率
(2)非常规公式:v=(X代表n、P、m、V等量)
①常用单位: 、 、
②适用范围:任何物质的反应速率
2)比例关系式法:化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。对于反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g)来说,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)= 。
(3)三段式法:列起始量、转化量、最终量,再根据定义式或比例关系计算。
(4)从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤
①从图像中获取计算的数据
纵坐标可以是物质的量,也可以是物质的量浓度,横坐标是时间。
例如:某温度时,在定容(VL)容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算:
A.求某物质的平均速率、转化率,如:v(X)= ,Y的转化率= 。
B. 确定化学方程式中的化学计量数之比,如:X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为 。
②依据图像求反应速率的步骤
第一步:找出横、纵坐标对应的 ;
第二步:将图中的变化量转化成相应的 ;
第三步:根据公式v= 进行计算。
2.化学反应速率计算的万能方法——三段式法
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
(3)根据已知条件列方程式计算。
如对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),起始时A的浓度为a mol·L-1,B的浓度为b mol·L-1,反应进行至t1s时,A消耗了x mol·L-1,则化学反应速率可计算如下:
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
起始/(mol·L-1) a b 0 0
转化/(mol·L-1) x
t1/(mol·L-1) a-x b-
则:v(A)= mol·L-1·s-1,v(B)= mol·L-1·s-1,v(C)= mol·L-1·s-1,v(D)= mol·L-1·s-1。
(3)利用关系式计算
①应用前提:同一化学反应
②常用关系:速率比= 比= 比= 比
(4)计算中注意以下量的关系:
①对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻)
②对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)
③转化率=×100%
⚠️易混易错
化学反应速率计算的常见错误
(1)不注意容器的容积。
(2)漏写单位或单位写错。
(3)忽略有效数字。。
考点八 化学反应速率的大小比较
1.定性比较
通过明显的实验现象(如 产生快慢、 生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。
2.定量比较
同一化学反应中,不同物质来表示化学反应速率时,数值可能不同,需要进行转化。常用以下两种方法:
(1)归一法
①“一看”:看化学反应速率的单位是否一致,若不一致,需转化为 。
②“二化”:将不同物质的化学反应速率转化成 的化学反应速率。
③“三比较”:标准统一后比较数值大小,数值越 ,反应速率越 。
(2)比值法:通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较,比值大的化学反应速率 。
如对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),若>,则A表示的化学反应速率较 。
3.由图像比较反应速率大小的方法:根据图像看反应达到平衡所需的时间,时间越 ,对应的反应的温度、浓度或压强就越 ,则对应的反应速率越 。
⚠️特别提醒
比较化学反应速率大小的注意事项
(1)看单位是否统一,若不统一,要换算成相同单位。
(2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时,可先换算成用同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。
(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如,对于一般反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较不同时间段内的大小,若,则用A表示的反应速率比用B表示的大。要注意反应速率的单位要一致。
考点九 速率常数和速率方程
1.基元反应
基元反应是指在反应中 转化为产物的反应,又称为简单反应。
2.速率方程
一定温度下,化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的 成正比。
对于反应:aA+bB===gG+hH
则v=kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如:①SO2Cl2SO2+Cl2 v=k1c(SO2Cl2)
②2NO22NO+O2 v=k2c2(NO2)
③2H2+2NON2+2H2O v=k3c2(H2)·c2(NO)
3.速率常数含义
速率常数(k)是指在给定温度下,反应物浓度皆为1 mol·L-1时的反应速率。在相同的浓度条件下,可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比,而速率常数是其比例常数,在恒温条件下,速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此,可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的 。
4.速率常数的影响因素
温度对化学反应速率的影响是显著的,速率常数是温度的函数,同一反应,温度不同,速率常数将有不同的值,但 不影响速率常数。
5.速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下, 可逆反应:aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g),达到平衡状态时,v正=k正 ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cg(G)·ch(H),由于平衡时 v正=v逆,则k正ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H),所以==K。
⚠️应用拓展
化学反应速率常数拓展
1.定义:对于一个基元反应:αA+βD===γG+hH
其化学反应速率常数数学表达式为:v=kcα(A)cβ(D)
上式中的k称为反应速率常数又称速率常数。
2.k的物理意义:在一定的条件下(温度、催化剂),反应物浓度为1 mol·L-1时的反应速率。k与反应物浓度无关。
(1)反应不同,k值不同。
(2)同一反应,温度不同k值不同。
(3)同一反应,温度一定时,有无催化剂k也是不同的。
3.不同反应有不同的速率常数,速率常数与反应温度、反应介质(溶剂)、催化剂等有关,甚至会随反应器的形状、性质而异。与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
考点十 化学反应速率及化学平衡图象
1、速率、平衡图象种类
1)常见基本图像[以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例,已知该反应ΔH>0,m+n>p+q]
(1)速率曲线图:
(2)转化率曲线图:
2)几种特殊的图像
(1)对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如下图甲、乙,M点之前,表示从反应物开始,v(正)>v(逆);M点为达到平衡;M点之后为平衡受温度的影响情况,即升温时A的百分含量增加、C的百分含量减少,平衡左移,故正反应的ΔH<0。
(2)对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如上图丙,l曲线上所有的点都是平衡点。l曲线的左上方(E点)A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量,所以E点时v(正)>v(逆);则l曲线的右下方(F点)v(正)<v(逆)。
2、速率、平衡图像题的分析方法
(1)认清坐标系,弄清纵、横坐标所代表的意义,并与有关原理相结合。
(2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点。
(3)看清曲线的变化趋势,注意渐变和突变,分清正、逆反应曲线,从而判断反应特点。
(4)注意终点。例如,在浓度—时间图像上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。
(5)图像中先拐先平数值大。例如,在转化率—时间图像上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大。
(6)定一议二原则。当图像中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
⚠️分析方法及技巧
1.速率、平衡图像题的分析方法
(1)认清坐标系,弄清纵、横坐标所代表的意义,并与有关原理相结合。
(2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点。
(3)看清曲线的变化趋势,注意渐变和突变,分清正、逆反应曲线,从而判断反应特点。
(4)注意终点。例如,在浓度—时间图像上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。
2.分析技巧
(1)先拐先平数值大。在含量—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线表示的温度较高或压强较大。
(2)定一议二。图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。即确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系;或确定纵坐标所表示的量后(通常可画一垂线),讨论横坐标与曲线的关系。
(3)三步分析法。一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。
题型一 化学反应速率的比较与计算
典例1 (25-26高二上·山东威海·期末)实验小组的同学为研究过氧化氢溶液与氢碘酸的反应,做了如下五组实验:
实验编号
①
②
③
④
⑤
0.1
0.1
0.1
0.2
0.3
0.1
0.2
c
0.1
0.1
从混合到出现棕黄色的时间/s
13
6.5
4.3
6.6
4.4
依据题给信息,下列说法错误的是
A.
B.反应速率方程为
C.反应的离子方程式为:
D.实验①继续反应,20 s后测得,则
迁移应用
1.(25-26高二上·广东广州·期末)溶液中某光学活性卤化物的消旋反应为:。一定温度下,X和Y的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.内,Y的化学反应速率为
B.时,X的消耗速率大于生成速率
C.加入合适的催化剂,可同时提高X的消耗速率及平衡转化率
D.反应到达平衡状态后,增大X的浓度,平衡正向移动,平衡常数不变
2.(25-26高二上·内蒙古赤峰·期末)一定温度下,向容积为4 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,下列对反应的推断合理的是
A.该反应的化学方程式为
B.反应进行到1 s时,;C.反应进行到5 s时,B的平均反应速率为
D.反应进行到5 s时,各物质的反应速率相等
题型二 化学平衡状态的判断
典例2 (25-26高二下·云南曲靖·期中)在可逆反应2NO2(g)N2O4(g)中,下列能说明反应达到平衡状态的是
A.混合气体的颜色保持不变
B.NO2和N2O4的物质的量相等
C.正反应速率和逆反应速率都为零
D.NO2的消耗速率等于N2O4的生成速率
迁移应用
3.(25-26高二上·山东威海·期末)下列说法中能说明反应达到平衡状态的有几个
①
②
③温度、压强一定时,混合气体的密度不再变化
④温度、压强一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑤温度、体积一定时,混合气体的颜色不再变化
⑥温度、体积一定时,容器内压强不再变化
A.2 B.3 C.4 D.5
4.(25-26高二上·广东深圳·期末)CO和在一定条件下可以合成乙醇:下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是
A.反应体系中CO和的物质的量浓度相同
B.正反应消耗和逆反应消耗化学反应速率相等
C.恒容容器中气体的密度不再改变
D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
题型三 外界条件对速率、平衡移动影响
典例3 (25-26高二上·广东广州·期末)溶液中某光学活性卤化物的消旋反应为:。一定温度下,X和Y的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.内,Y的化学反应速率为
B.时,X的消耗速率大于生成速率
C.加入合适的催化剂,可同时提高X的消耗速率及平衡转化率
D.反应到达平衡状态后,增大X的浓度,平衡正向移动,平衡常数不变
迁移应用
5.(25-26高二上·广东深圳·期末)变化观念与平衡思想是化学学科核心素养之一。下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A.(正反应为放热反应),达平衡后,升高温度体系颜色变深
B.对于,达平衡后,缩小容器体积可使体系颜色变深
C.铵态氮肥和草木灰混合使用,易降低肥效
D.工业上可使用热的纯碱溶液除去铁表面的油污
6.(25-26高二上·陕西宝鸡·期末)中国是世界上最大的合成氨生产国之一,合成氨反应原理为。下列说法正确的是
A.合成塔中充入的越多,的转化率越大
B.使用催化剂,可提高合成氨的生成速率和平衡产率
C.及时分离出液氨并将、循环利用,可提高原料的利用率
D.实际生产中,常采用低温、超高压的条件提高氨产率
题型四 化学平衡常数K与转化率计算
典例4 (25-26高二上·广东湛江·期末)恒温下,在2.0L恒容密闭容器中发生反应:,起始通入2mol A气体,测得密闭容器内气体的总物质的量随时间变化如表所示:
0
10
20
30
40
2.00
2.50
2.70
2.80
2.80
下列说法正确的是
A.以C表示的平均反应速率为
B.该温度下平衡常数
C.若40min时升高温度,则正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡逆向移动
D.平衡时A的转化率为
迁移应用
7.(25-26高二上·湖南常德·期末)下,将和充入1L密闭容器中,发生反应。已知初始压强为,测得容器中的浓度随时间变化如图所示,、时改变的条件均仅有一个。下列有关说法错误的是
A.
B.若后再充入的质量不变
C.内,
D.时改变的条件可能是反应物浓度
8.(25-26高二上·云南文山·期末)向恒容密闭容器中通入1.1 mol 和1.1 mol ,发生反应:,不同温度下,测得随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.时,该反应的平衡常数
B.该反应正向为吸热反应
C.时,的平衡转化率
D.降低温度,混合气体的平均摩尔质量增大
题型五 等效平衡
典例5 (25-26高二上·安徽合肥·期末)一定温度下,在恒容密闭容器中充入和,发生反应:,达到平衡时。平衡时,下列叙述正确的是
A.充入惰性气体,平衡逆向移动
B.平衡时,
C.加入适量高效催化剂,的平衡转化率增大
D.再充入和,达到新平衡时,
迁移应用
9.(25-26高二上·陕西西安·期末)分解热化学方程式: 。密闭容器中稍过量的于487K加热分解,一段时间达到平衡,。若温度不变,将容器体积扩大一倍,充分反应后可能为
A. B.
C. D.
10.(25-26高二上·山东菏泽·期末)工业上利用一氧化碳和水蒸气在一定条件下发生以下反应来制取氢气: 。某小组分别在容积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应,获得如下数据:
容
器
起始时各物质的物质的量/mol
达到平衡的
时间/min
达到平衡时体系
编号能量的变化
CO(g)
(g)
(g)
(g)
①
1
3
0
0
放出热量:Q
②
2
6
0
0
放出热量:49.2 kJ
下列说法错误的是
A.反应速率:②>①
B.CO的平衡转化率:②>①
C.容器①达到平衡时,体系能量的变化Q=24.6 kJ
D.容器②达到平衡时,生成的物质的量为1.2 mol
题型六 速率、平衡图像综合题
典例6 (25-26高二上·河南郑州·期末)向一恒容密闭容器中加入1mol CH4和反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应ΔH>0 B.投料比:x1>x2
C.平衡常数:Kb=Kc>Ka D.a点CO体积分数大于c点
迁移应用
11.(25-26高二上·广东广州·期末)一定条件下,将NO(g)和(g)按物质的量之比充入反应容器,发生反应: 。其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(、)下随温度变化的曲线如下图所示。下列说法正确的是
A.
B.
C.400℃、条件下,的平衡转化率为40%
D.400℃时,该反应的化学平衡常数的数值为
12.(25-26高二上·江苏南通·期末)工业上利用催化氧化HCl废气实现氯资源循环,反应为。不同温度下将HCl和分别以不同起始流速通入一定长度装有催化剂的反应管中,出口处测算HCl的转化率(α)随HCl流速的变化曲线如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法正确的是
A.图中,该反应的平衡常数随温度升高而增大
B.增大氧气流速,一定可以提高HCl的平衡转化率
C.较高流速下,的原因是温度高,反应速率快,平衡正向移动程度更大
D.若反应管体积为1 L,HCl流速为、,HCl的平衡转化率=80%,则该温度下反应的平衡常数
基础固本练(限时:15分钟)
1.(25-26高二上·福建·期中)化学反应速率是用来表述化学反应快慢的物理量,下列生产生活中的措施是为了减小反应速率的是
A.较高温度下合成氨
B.燃烧木柴时,适当架空木柴
C.在灯泡内充入氮气或稀有气体
D.汽车尾气经过三元催化器处理后再排放
2.(25-26高二上·广西桂林·期中)可逆反应:在t ℃下达到平衡状态,其平衡常数可表示为
A. B.
C. D.
3.(25-26高二下·云南曲靖·期中)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.合成氨工业中,将氨液化分离,提高产率
B.氯水中加入NaCl固体,氯水颜色变浅
C.开启啤酒瓶后,瓶口冒出大量气泡
D.工业合成氨使用铁触媒作催化剂
4.(25-26高二下·云南曲靖·期中)对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)<0,下列图像(文字描述:横坐标为时间,纵坐标为某物理量)能正确表示温度对平衡影响的是
A.升高温度,NH3的百分含量降低 B.升高温度,正反应速率减慢
C.升高温度,平衡常数增大 D.升高温度,H2的转化率升高
5.(25-26高二上·湖南衡阳·期中)K为化学平衡常数,下列说法中正确的是
A.从平衡常数的大小可以推断任意反应进行的程度
B.K值越大,反应的转化率越小
C.温度越高,K值越大
D.对同类型的反应,K值越大,反应的转化率越大
6.(25-26高二上·云南昭通·期中)下列有关活化分子与活化能的说法正确的是
A.活化分子间所发生的碰撞均为有效碰撞
B.催化剂可降低反应物的活化能,但不参与化学反应
C.增大压强可使活化分子数增多,反应速率加快
D.升高温度可使活化分子百分数增加,反应速率加快
7.(25-26高二上·福建漳州·期中)在容积为2 L的密闭容器中,进行如下反应:A(g)+2B(g)C(g)+D(g),最初加入1.0 mol A和2.2 mol B,在不同温度下,D的物质的量和时间t的关系如图。试回答下列问题:
(1)800℃时,0~5 min内,以B表示的平均反应速率为___________。
(2)下列能够判断该反应达到化学平衡状态的是___________。
A.容器中压强不变 B.不变
C. D.容器内气体密度不变
(3)该反应的ΔH___________0(填“>”或“<”),利用图中数据计算:700℃时物质A的平衡转化率为___________,800℃时的平衡常数K=___________。
(4)下列措施能提高反应物A(g)的反应速率的是___________。
A.升高温度 B.恒容条件充入氩气
C.恒压条件充入氩气 D.加入合适的催化剂
(5)800℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(A)=0.9 mol,n(B)=2.0 mol,n(C)=0.9 mol,n(D)=0.9 mol,则此时该反应___________(填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
综合进阶练(限时:15分钟)
1.(25-26高二上·山东威海·期末)下列说法正确的是
A.内能是体系内物质所含各种微观粒子的能量总和,其大小只受温度、压强的影响
B.反应速率常数(k)表示单位浓度下的化学反应速率,其大小受温度、催化剂等影响
C.反应焓变()为反应产物的焓与反应物的焓之差,其大小只受温度、压强的影响
D.平衡常数(K)的大小反映了反应的限度,其数值越大,速率越快,反应进行得越完全
2.(26-27高二上·河北·阶段检测)下列过程能用勒夏特列原理解释的是
A.工业合成采用作催化剂
B.雪碧拧开瓶盖时看到液体内出现大量气泡上浮
C.对、和组成的平衡体系加压后颜色变深
D.恒温下,向容积可变的密闭容器中充入1 mol 和混合气体,将容器体积压缩一半,气体颜色加深
3.(25-26高二上·福建·期中)下列事实与反应条件对化学平衡的影响有关的是
A.工业合成氨选择700K的反应条件
B.将NO2球浸泡在冷水和热水中
C.压缩H2+I2⇌2HI的平衡体系,体系颜色加深
D.
4.(26-27高二上·吉林长春·阶段检测)在容积可变的密闭容器中,充入3n mol NO和2n mol ,发生反应 。在不同压强下,反应达到平衡时,测得NO转化率随温度的变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B.
C.平衡时:
D.平衡常数:
5.(25-26高二上·陕西汉中·期末)在2L刚性密闭容器中充入足量的Cu粉和,发生反应:。在不同温度下,的转化率与时间的关系如图1所示;反应速率与时间的关系如图2所示。已知:该条件下,不发生反应生成。下列说法正确的是
A.
B.点点
C.图2中min时改变的条件是增大浓度
D.选择合适的催化剂可以提高的平衡转化率
6.(25-26高二上·广东深圳·期末)在有机化学中可用作氧化剂、硝化剂和丙烯酸酯聚合的抑制剂。已知反应: 。在恒温条件下,将一定量的充入注射器中后封口,如图表示在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化的关系图(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法不正确的是
A.b点的操作是压缩注射器
B.平衡常数:
C.e点到f点的过程中从环境吸收热量
D.c点与a点相比,和均增大
7.(25-26高二下·云南曲靖·期中)在一定温度下,体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。反应过程中各物质的物质的量随时间变化如下表所示。
时间(min)
n(CO2)(mol)
n(H2)(mol)
n(CO)(mol)
n(H2O)(mol)
0
1.00
1.00
0.00
0.00
2
0.80
0.80
0.20
0.20
4
0.65
0.65
0.35
0.35
6
0.55
0.55
0.45
0.45
8
0.50
0.50
0.50
0.50
10
0.50
0.50
0.50
0.50
(1)该反应在______min时达到平衡,CO2的平衡转化率为______。
(2)0~4min内,v(CO2)=______mol·L-1·min-1。
(3)该温度下反应的平衡常数K=______。
(4)若再向容器中充入1 mol CO2和1 mol H2,达到新平衡时,CO2的转化率______(填“增大”“减小”或“不变”)。
创新思维练(限时:10分钟)
1.(25-26高二下·江苏连云港·期中)用一碘甲烷()热裂解制取低碳烯烃的主要反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
在体积为的恒容密闭容器中,投入,平衡体系中、、在所有气体中的物质的量分数随温度变化如图所示。已知时,的平衡转化率为80%。下列说法正确的是
A.曲线表示的物质的量分数
B.715 K时,反应Ⅱ的化学平衡常数为25
C.
D.时,其他条件不变,减压能提高平衡时的选择性
2.(25-26高二上·山东济南·阶段检测)向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图甲所示[阶段c(B)未画出]。图乙为改变条件平衡体系中化学反应速率随时间变化的情况,、、、时刻均改变一种条件,且改变的条件均不同。已知时刻为使用催化剂。下列说法正确的是
A.B的起始物质的量为0.04 mol
B.若s,生成物B在段的化学反应速率为
C.时刻改变的条件可能为降温
D.时刻改变的条件可能为充入0.1 mol B
3.(25-26高二上·福建漳州·期中)化学平衡状态的判断是分析可逆反应进行程度的核心,准确识别平衡判断依据能有效掌握反应的动态变化规律。下列各项中关于反应达到化学平衡状态判断依据说法正确的是
A.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空恒容容器中(假设容器容积不变,固体体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:,当的体积分数不变时,说明反应达到化学平衡状态
B.在恒容绝热密闭容器中发生反应:,当气体的压强不变时,说明反应达到化学平衡状态
C.在恒温恒容的密闭容器中发生反应:,当气体的密度不变时,说明反应达到化学平衡状态
D.恒温恒容容器中,按物质的量之比1:1通入,发生反应,当的体积分数不变时,说明反应达到化学平衡状态
4.(25-26高二上·山东枣庄·期中)SO2催化氧化是制硫酸的关键步骤。T K时,在3 L的恒温恒容容器中加入2 molSO2(g)和1molO2(g)发生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),测得混合气体的总物质的量随时间变化如表所示。下列说法正确的是
时间/min
0
3
6
10
15
25
…
∞
n/mol
3
2.50
2.35
2.15
2.10
2.08
…
2.06
A.反应在10分钟时,达到平衡状态
B.15分钟时,O2的分解速率为0.04 mol•L-1•min-1
C.25分钟时SO2的转化率为 92%
D.T K时,SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)的平衡常数为 100×47×47/18mol-1•L
5.(25-26高二上·天津东丽·期中)2030年实现“碳达峰”,2060年达到“碳中和”的承诺,体现了我国对大气治理责任。
I、二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。(K为化学平衡常数)
①
②
③
(1)反应①自发进行的条件是___________(“高温”或“低温”或“任意温度”)。=___________(用含、的式子表示)。
(2)将2 mol 和1 mol 充入某容积不变的绝热密闭容器中,只发生反应③。下列能判断反应③达到平衡的是___________。
A.容器内温度不再变化
B.混合气体的密度保持不变
C.容器内和两种气体的浓度之比不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
E.容器内压强不再变化
Ⅱ、研究表明CO和在一定条件下可以合成甲醇,反应的化学方程式为:。往一容积为2 L的密闭容器内,充入0.3 mol CO与0.4 mol ,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
(3) A、B、C三点的平衡常数、、由大到小关系是___________(填“>”“<”或“=”)。
(4)A点的正反应速率___________(填“>”或“<”)C点的逆反应速率。
(5)上述投料在℃、压强下,平衡时的体积分数是___________;平衡后再加入1 mol CO,2 mol ,l mol ,则化学平衡会___________(填“正向移动、逆向移动、不移动”)。
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专题03 化学反应的限度与速率
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 化学平衡状态判断的“两类标志”及“一角度” / 考点二 化学平衡移动判断的方法和规律 / 考点三 化学平衡常数及其影响因素和相关计算/ 考点四 等效平衡 / 考点五 化学反应速率概念的理解 / 考点六 控制变量法探究外界条件对化学反应速率影响 / 考点七 化学反应速率的计算 / 考点八 化学反应速率的大小比较 / 考点九 速率常数和速率方程 / 考点十 化学反应速率及化学平衡图象
05 重难题型突破
题型一 化学反应速率的比较与计算 / 题型二 化学平衡状态的判断 / 题型三 外界条件对速率、平衡移动影响 / 题型四 化学平衡常数K与转化率计算 / 题型五 等效平衡 / 题型六 速率、平衡图像综合题
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练 / 创新思维练
本专题是高二期中化学核心重难点,选择题与综合大题均有考查,分值占比高。考题以可逆反应为载体,一方面考查反应速率计算、速率大小比较,浓度、温度、压强、催化剂对速率的影响;另一方面侧重化学平衡状态判断、勒夏特列原理应用、平衡常数与转化率计算,常结合速率 - 时间图像命题。命题注重情境化,区分度强,易错点集中在平衡标志判断、压强对平衡的影响、K 只与温度有关等。备考需强化三段式计算,厘清速率与平衡移动逻辑,重视图像信息提取,突破概念混淆问题。
识记
记住化学反应速率定义、表达式与单位;熟记影响反应速率的外界因素;掌握可逆反应、化学平衡、平衡常数、转化率基本概念;牢记平衡常数K仅与温度有关。
理解
理解化学反应速率的内涵与速率变化本质;理解化学平衡状态的实质与特征;理解外界条件改变对速率、平衡移动的影响规律,读懂速率-时间图像,区分速率变化与平衡移动的关系。
应用
能进行反应速率、平衡常数与转化率的三段式计算;准确判断化学平衡标志;运用勒夏特列原理分析条件改变后平衡移动方向;结合图像分析反应特征,解决综合情境问题。
考点一 化学平衡状态判断的“两类标志”及“一角度”
1.两类标志
判断化学反应是否达到化学平衡状态,关键是看给定条件下能否推出“变量”达到“不变”。常用到的判断标志有:
(1)绝对标志
(2)相对标志
①有气体参加的反应,气体的总压强、总体积、总物质的量不变时,对于反应前后气体分子数不变的反应来说,不一定达到平衡;对于反应前后气体分子数不相等的反应来说,达到平衡;
②气体的密度()、气体的平均相对分子质量()不变时,要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况,判断是否平衡;
③如果平衡体系中的物质有颜色,则平衡体系的颜色不变时,达到平衡。
2.一角度
从微观的角度分析,如反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列各项均可说明该反应达到了平衡状态:
①断裂1 mol N=N键的同时生成1 mol N=N键;
②断裂1 mol N=N键的同时生成3 mol H—H键;
③断裂1 mol N=N键的同时断裂6mol N—H键;
④生成1 mol N=N键的同时生成6 mol N—H键。
⚠️特别提醒
规避“2”个易失分点
(1)化学平衡状态判断“三关注”
关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压,还是绝热恒容容器;关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。
(2)不能作为“标志”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。
考点二 化学平衡移动判断的方法和规律
1.通过比较化学平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
①外界条件改变对化学平衡的影响
a.若外界条件改变,引起v正>v逆,则化学平衡向正反应方向(或向右)移动;
b.若外界条件改变,引起v正<v逆,则化学平衡向逆反应方向(或向左)移动;
c.若外界条件改变,虽能引起v正和v逆变化,但变化后新的v′正和v′逆仍保持相等,则化学平衡没有发生移动。
②常见外界条件的变化对正、逆反应速率的影响规律
a.增大反应物浓度的瞬间,v正变大,v逆不变;减小反应物浓度的瞬间,v正变小,v逆不变;增大生成物浓度的瞬间,v正不变,v逆变大;减小生成物浓度的瞬间,v正不变,v逆变小;
b.压强的变化对气体分子数较大的一边反应速率影响较大;
c.温度的变化对吸热反应速率影响较大;
d.催化剂对正、逆反应速率影响相同。
2.通过比较浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小来判断平衡移动的方向。
①若Q>K,平衡逆向移动;
②若Q=K,平衡不移动;
③若Q<K,平衡正向移动。
3.外界条件对平衡移动影响的规律——勒夏特列原理
①温度的影响: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;
②浓度的影响:增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,化学平衡向逆反应方向移动;
③压强的影响:增大压强会使平衡向着气体体积减小的方向移动;减小压强会使平衡向着气体体积增大的方向移动。
⚠️易混易错
总原则:平衡移动看:改变条件瞬间,v正、v逆的相对大小。
①速率增大,平衡不一定正向移动。
②压强改变只有引起气体浓度改变,才会影响平衡移动。
③固体、纯液体浓度视为常数。增加固体质量,浓度不变,v正、v逆不变,平衡不移动。
④条件改变,平衡移动只能减弱这种改变,不能完全消除。
⑤恒温恒容,A(g)+B(g) C(g),充入A:平衡正向移动;A转化率下降,B 转化率上升。
⑥K只由温度决定:温度不变,K不变;平衡移动,K不一定变。
考点三 化学平衡常数及其影响因素和相关计算
1.化学平衡常数的全面突破
(1)化学平衡常数的意义
①化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越大,反应进行的程度越大,K>105时,可以认为该反应已经进行完全。虽然转化率也能表示反应进行的程度,但转化率不仅与温度有关,而且与起始条件有关。
②K的大小只与温度有关,与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。
(2)化学平衡常数的两个应用
①判断反应进行的方向
若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Qc,则Qc>K,反应向逆反应方向进行;
Qc=K,反应处于平衡状态;Qc<K,反应向正反应方向进行。
②判断反应的热效应
若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;
若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。
(3)在使用化学平衡常数时应注意
①不要把反应体系中固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式中,但非水溶液中,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为常数,应写进平衡常数表达式中。
②同一化学反应,化学反应方程式写法不同,其平衡常数表达式及数值亦不同。因此书写平衡常数表达式及数值时,要与化学反应方程式相对应,否则就没有意义。
2.等效平衡思想是解决化学平衡类试题最常用的思维方法
(1)恒温、恒容条件下的等效平衡
①对反应前后气体分子数改变的可逆反应,改变起始加入量时,“一边倒”(即通过可逆反应的化学计量数比换算成方程式同一半边的物质的物质的量)后与原起始加入量相同,则为等效平衡,平衡时各物质的百分含量相同。
②对反应前后气体分子数不变的可逆反应,改变起始加入量时,“一边倒”后,投料时各物质的物质的量之比与原起始加入量的比值相同,则为等效平衡,平衡时各物质百分含量相同。
(2)恒温、恒压条件下的等效平衡
如果反应在恒温、恒压下进行,改变起始加入量时,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成反应物(或生成物),各物质的物质的量之比与原起始加入量的比值相同,则为等效平衡,平衡时各物质的百分含量相同。
3、有关化学平衡的计算——三段式计算模式
1)分析三个量:起始量、变化量、平衡量。
2)明确三个关系
(1)对于同一反应物,起始量-变化量=平衡量。
(2)对于同一生成物,起始量+变化量=平衡量。
(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
3)计算方法:三段式法
化学平衡计算模式:对以下反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始量(mol/L) a b 0 0
变化量(mol/L) mx nx px qx
平衡量(mol/L) a-mx b-nx px qx
(1)平衡常数:K=。
(2)转化率=×100%,如α(A)平=×100%。
(3)百分含量:φ(A)=×100%。
(4)平衡前后的压强之比:
=。
(5)平均摩尔质量:M= g/mol。
⚠️方法思路
计算Kp的思路和方法
计算平衡常Kp的思路和方法与计算浓度平衡常数K完全相同,关键是由平衡时气体的总物质的量和各气体的物质的量确定各气体的物质的量分数,再由总压强和物质的量分数确定各气体的分压,最后由分压计算Kp。计算压强平衡常数Kp 的有效方法仍是列“三段式”和“分三步”。
列“三段式”——列出起饴量、转化量、平衡量,一般应列物质的量。
“分三步”———第一步,得出各物质的平衡量;第二步,计算各气体的体积分数(物质的量分数)和分压;第三步,代入Kp的表达式中进行计算。
考点四 等效平衡
1.等效平衡的含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是正、逆反应同时投料,达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。
2.等效平衡的判断方法
(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应的判断方法:极值等量即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0
② 0 0 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
④ a mol b mol c mol
上述①②③三种配比,按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则SO2均为2 mol,O2均为1 mol,三者建立的平衡状态完全相同。④中a、b、c三者的关系满足:c+a=2,+b=1,即与上述平衡等效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法:极值等比即等效。
例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 3 mol 0
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
③ a mol b mol c mol
按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则①②中=,故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足:=,即与①②平衡等效。
(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应的判断方法:无论是恒温恒容,还是恒温恒压,只要极值等比即等效,因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如:H2(g)+I2(g)2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0
② 2 mol 2 mol 1 mol
③ a mol b mol c mol
①②两种情况下,n(H2)∶n(I2)=1∶1,故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足∶=1∶1或a∶b=1∶1,c≥0,即与①②平衡等效。
3.虚拟“中间态”法构建等效平衡
(1)构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强。
(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例,见图示)
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动。
4.等效平衡的应用
(1)判断两个平衡是否等效;
(2)计算平衡时各物质的量;
(3)分析改变条件后平衡移动的结果;
(4)解决"加料"问题。
⚠️易混易错
①等效平衡是指百分含量相同,不是物质的量相同,也不是浓度相同;
②恒温恒容下,反应前后气体体积不等的反应,必须 "等量" 才等效,"等比" 不等效;
③恒温恒容下,反应前后气体体积相等的反应,"等比" 就等效,不需要 "等量";
④恒温恒压下,只要比例相同就等效,与反应前后气体体积是否变化无关;
⑤"一边倒" 时要按化学计量数完全换算,不能只换算一部分。
考点五 化学反应速率概念的理解
1.无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示,由于Δc是取浓度变化的绝对值,因此,其化学反应速率都取正值,且是某一段时间内的平均速率。
2.化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示,一般是以最容易测定的一种物质表示,书写时应标明是什么物质的反应速率。
3.在一定温度下,固体和纯液体物质,其单位体积里的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数,因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知,现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。
4.在同一反应中,用不同的物质表示同一时间的反应速率时,其数值可能不同,但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系,彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。
5.一般来说在反应过程中都不是等速进行的,因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。
⚠️易混易错
(1)化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率,且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。
(2)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。
(3)不能用固体或纯液体来表示化学反应速率。
考点六 控制变量法探究外界条件对化学反应速率影响
1.影响化学反应速率的外因
(1)浓度
①浓度增大,单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变),有效碰撞的几率增加,化学反应速率增大。
②浓度改变,可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常数,它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化,但固体颗粒的大小会导致接触面积的变化,故可影响化学反应速率。
(2)压强
改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。对于有气体参加的反应体系,有以下几种情况:
①恒温时:增大压强体积缩小浓度增大反应速率增大。
②恒容时
a.充入气体反应物反应物浓度增大总压强增大反应速率增大。
b.充入“稀有气体”总压强增大,但各物质的浓度不变,反应速率不变。
③恒压时:充入“稀有气体”体积增大各物质浓度减小反应速率减小。
(3)温度
①温度升高,活化分子百分数提高,分子间的碰撞频率提高,化学反应速率增大。
②温度升高,吸热反应和放热反应的速率都增大。实验测得,温度每升高10 ℃,化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。
(4)催化剂
①催化剂能改变反应路径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率,但不影响反应的ΔH。
②催化剂只有在适宜的温度下活性最大,反应速率才达到最大。
③对于可逆反应,催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率,对化学平衡状态无影响,生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。
2.应用碰撞理论解释影响化学反应速率的影响因素
解释说明:①影响化学反应速率的内因——反应物的组成、结构和性质,决定了反应的活化能的大小;
②使用催化剂可降低反应的活化能,增大了活化分子百分数,进而单位体积内活化分子数增大,从而增大反应速率;
③升高反应体系的温度,吸收能量,可增大活化分子百分数,进而单位体积内活化分子数增大,从而增大反应速率;
④增大反应物的浓度,单位体积内分子总数增大,活化分子百分数不变,单位体积内活化分子数增大,从而增大反应速率;
⑤增大气体压强,减小反应体系的体积,单位体积内分子总数增大,活化分子百分数不变,单位体积内活化分子数增大,从而增大反应速率;
⑥增大固体的表面积,增大单体时间和单体体积内的有效碰撞次数,从而增大反应速率。
3.“变量控制”思想探究化学反应速率的影响因素
(1)确定变量:解答这类题目时首先要认真审题,理清影响实验探究结果的因素有哪些。
(2)定多变一:在探究时,应该先确定其他因素不变,只改变一种因素,看这种因素与所探究问题存在怎样的关系;这样确定一种以后,再确定另一种,通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
(3)数据有效:解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法做出正确判断。
⚠️易混易错
警惕外界因素对化学反应速率影响的5大误区
(1)误认为随着化学反应的进行,化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定,因为反应速率不仅受浓度影响,而且受温度影响,一般会先增大后减小。
(2)误用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算化学反应速率。速率大小比较时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致,单位书写是否正确。
(3)误认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应速率,但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。
(4)误认为只要增大压强,化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行,若充入氦气(或不参与反应的气体),压强增大,但参与反应的各物质的浓度不变,反应速率不变;若反应在密闭容积可变的容器中进行,充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变,容器体积增大,各组分浓度减小,反应速率减小。
(5)误认为温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致。如认为升温既然使化学平衡向吸热方向移动,则对于放热反应,升温时,逆反应速率增大,而正反应速率减小。其实不然,温度升高,正、逆反应速率都增大,只是吸热反应方向速率增大程度大;同理,降温会使吸热反应方向速率减小程度大,而导致化学平衡向放热方向移动。
考点七 化学反应速率的计算
1.化学反应速率计算的4个方法
1)定义式法:
(1)常规公式:v==
①常用单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1或mol·L-1·h-1
②适用范围:表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率,不表示固体或纯液体物质的速率
(2)非常规公式:v=(X代表n、P、m、V等量)
①常用单位:mol·min-1、Pa·min-1、g·min-1、L·min-1
②适用范围:任何物质的反应速率
2)比例关系式法:化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。对于反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g)来说,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
(3)三段式法:列起始量、转化量、最终量,再根据定义式或比例关系计算。
(4)从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤
①从图像中获取计算的数据
纵坐标可以是物质的量,也可以是物质的量浓度,横坐标是时间。
例如:某温度时,在定容(VL)容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算:
A.求某物质的平均速率、转化率,如:v(X)= mol/(L·s),Y的转化率=×100%。
B. 确定化学方程式中的化学计量数之比,如:X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。
②依据图像求反应速率的步骤
第一步:找出横、纵坐标对应的物质的量;
第二步:将图中的变化量转化成相应的浓度变化量;
第三步:根据公式v=进行计算。
2.化学反应速率计算的万能方法——三段式法
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
(3)根据已知条件列方程式计算。
如对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),起始时A的浓度为a mol·L-1,B的浓度为b mol·L-1,反应进行至t1s时,A消耗了x mol·L-1,则化学反应速率可计算如下:
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
起始/(mol·L-1) a b 0 0
转化/(mol·L-1) x
t1/(mol·L-1) a-x b-
则:v(A)= mol·L-1·s-1,v(B)= mol·L-1·s-1,v(C)= mol·L-1·s-1,v(D)= mol·L-1·s-1。
(3)利用关系式计算
①应用前提:同一化学反应
②常用关系:速率比=化学计量数比=物质的量浓度变化比=物质的量变化比
(4)计算中注意以下量的关系:
①对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻)
②对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)
③转化率=×100%
⚠️易混易错
化学反应速率计算的常见错误
(1)不注意容器的容积。
(2)漏写单位或单位写错。
(3)忽略有效数字。
考点八 化学反应速率的大小比较
1.定性比较
通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。
2.定量比较
同一化学反应中,不同物质来表示化学反应速率时,数值可能不同,需要进行转化。常用以下两种方法:
(1)归一法
①“一看”:看化学反应速率的单位是否一致,若不一致,需转化为同一单位。
②“二化”:将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。
③“三比较”:标准统一后比较数值大小,数值越大,反应速率越大。
(2)比值法:通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较,比值大的化学反应速率大。
如对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),若>,则A表示的化学反应速率较大。
3.由图像比较反应速率大小的方法:根据图像看反应达到平衡所需的时间,时间越短,对应的反应的温度、浓度或压强就越大,则对应的反应速率越大。
⚠️特别提醒
比较化学反应速率大小的注意事项
(1)看单位是否统一,若不统一,要换算成相同单位。
(2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时,可先换算成用同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。
(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如,对于一般反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较不同时间段内的大小,若,则用A表示的反应速率比用B表示的大。要注意反应速率的单位要一致。
考点九 速率常数和速率方程
1.基元反应
基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应,又称为简单反应。
2.速率方程
一定温度下,化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于反应:aA+bB===gG+hH
则v=kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如:①SO2Cl2SO2+Cl2 v=k1c(SO2Cl2)
②2NO22NO+O2 v=k2c2(NO2)
③2H2+2NON2+2H2O v=k3c2(H2)·c2(NO)
3.速率常数含义
速率常数(k)是指在给定温度下,反应物浓度皆为1 mol·L-1时的反应速率。在相同的浓度条件下,可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比,而速率常数是其比例常数,在恒温条件下,速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此,可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
4.速率常数的影响因素
温度对化学反应速率的影响是显著的,速率常数是温度的函数,同一反应,温度不同,速率常数将有不同的值,但浓度不影响速率常数。
5.速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下, 可逆反应:aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g),达到平衡状态时,v正=k正 ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cg(G)·ch(H),由于平衡时 v正=v逆,则k正ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H),所以==K。
⚠️应用拓展
化学反应速率常数拓展
1.定义:对于一个基元反应:αA+βD===γG+hH
其化学反应速率常数数学表达式为:v=kcα(A)cβ(D)
上式中的k称为反应速率常数又称速率常数。
2.k的物理意义:在一定的条件下(温度、催化剂),反应物浓度为1 mol·L-1时的反应速率。k与反应物浓度无关。
(1)反应不同,k值不同。
(2)同一反应,温度不同k值不同。
(3)同一反应,温度一定时,有无催化剂k也是不同的。
3.不同反应有不同的速率常数,速率常数与反应温度、反应介质(溶剂)、催化剂等有关,甚至会随反应器的形状、性质而异。与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
考点十 化学反应速率及化学平衡图象
1、速率、平衡图象种类
1)常见基本图像[以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例,已知该反应ΔH>0,m+n>p+q]
(1)速率曲线图:
(2)转化率曲线图:
2)几种特殊的图像
(1)对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如下图甲、乙,M点之前,表示从反应物开始,v(正)>v(逆);M点为达到平衡;M点之后为平衡受温度的影响情况,即升温时A的百分含量增加、C的百分含量减少,平衡左移,故正反应的ΔH<0。
(2)对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如上图丙,l曲线上所有的点都是平衡点。l曲线的左上方(E点)A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量,所以E点时v(正)>v(逆);则l曲线的右下方(F点)v(正)<v(逆)。
2、速率、平衡图像题的分析方法
(1)认清坐标系,弄清纵、横坐标所代表的意义,并与有关原理相结合。
(2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点。
(3)看清曲线的变化趋势,注意渐变和突变,分清正、逆反应曲线,从而判断反应特点。
(4)注意终点。例如,在浓度—时间图像上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。
(5)图像中先拐先平数值大。例如,在转化率—时间图像上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大。
(6)定一议二原则。当图像中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
⚠️分析方法及技巧
1.速率、平衡图像题的分析方法
(1)认清坐标系,弄清纵、横坐标所代表的意义,并与有关原理相结合。
(2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点。
(3)看清曲线的变化趋势,注意渐变和突变,分清正、逆反应曲线,从而判断反应特点。
(4)注意终点。例如,在浓度—时间图像上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。
2.分析技巧
(1)先拐先平数值大。在含量—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线表示的温度较高或压强较大。
(2)定一议二。图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。即确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系;或确定纵坐标所表示的量后(通常可画一垂线),讨论横坐标与曲线的关系。
(3)三步分析法。一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。
题型一 化学反应速率的比较与计算
典例1 (25-26高二上·山东威海·期末)实验小组的同学为研究过氧化氢溶液与氢碘酸的反应,做了如下五组实验:
实验编号
①
②
③
④
⑤
0.1
0.1
0.1
0.2
0.3
0.1
0.2
c
0.1
0.1
从混合到出现棕黄色的时间/s
13
6.5
4.3
6.6
4.4
依据题给信息,下列说法错误的是
A.
B.反应速率方程为
C.反应的离子方程式为:
D.实验①继续反应,20 s后测得,则
【答案】D
【解析】A.对比实验①和②,浓度不变时,加倍,反应时间减半,说明反应速率与成正比;对比①和④,浓度不变时,加倍,反应时间近似减半,说明反应速率与成正比,因此速率与成正比。实验③反应时间约为实验①的,因此为实验①的3倍,浓度相同,故,A正确;B.由上述速率与两种反应物浓度的正比关系,可得速率方程为,B正确;C.作为氧化剂将氧化为,自身被还原为,酸性条件下该离子方程式满足电子守恒、电荷守恒和原子守恒,书写正确,C正确;D.20 s内,根据反应计量数,,,故,不是,D错误;故选D。
💡破题要诀
①比较反应速率,先统一单位、换算成同一物质表示的速率再对比;
②牢记公式v=△c/△t,速率之比等于化学计量数之比。
③注意固体、纯液体浓度视为常数,不用其表示速率。
④看清时间段,区分平均速率与瞬时速率,避开直接用不同物质速率数值比较的陷阱。
迁移应用
1.(25-26高二上·广东广州·期末)溶液中某光学活性卤化物的消旋反应为:。一定温度下,X和Y的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.内,Y的化学反应速率为
B.时,X的消耗速率大于生成速率
C.加入合适的催化剂,可同时提高X的消耗速率及平衡转化率
D.反应到达平衡状态后,增大X的浓度,平衡正向移动,平衡常数不变
【答案】C
【解析】A.图中横坐标每小格表示,纵坐标每小格表示。在内,Y的浓度由0增大到,该时间段内Y的平均反应速率为,A正确;B.在时,X的浓度仍随时间减小,说明单位时间内X的消耗量大于生成量,即X的消耗速率大于生成速率,B正确;C.加入合适的催化剂,能同等程度地加快正、逆反应速率,使X的消耗速率增大,但不能使化学平衡移动,X的平衡转化率不变,C错误;D.反应到达平衡状态后,增大反应物X的浓度,平衡向消耗X的方向移动,即正向移动;化学平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,D正确;故选C。
2.(25-26高二上·内蒙古赤峰·期末)一定温度下,向容积为4 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,下列对反应的推断合理的是
A.该反应的化学方程式为
B.反应进行到1 s时,;C.反应进行到5 s时,B的平均反应速率为
D.反应进行到5 s时,各物质的反应速率相等
【答案】C
【解析】A.根据图像可知,反应达到平衡时,、、、,反应系数之比等于物质的量变化量之比,该反应为可逆反应,方程式需要可逆符号,正确方程式为,A错误;B.化学反应速率之比等于化学计量数之比,,故,二者不相等,B错误;C.5s内B的物质的量减少,容器容积为,则B的平均反应速率,C正确;D.反应进行到5s时达到平衡状态,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,各物质化学计量数不同,故反应速率不相等,D错误;故选C。
题型二 化学平衡状态的判断
典例2 (25-26高二下·云南曲靖·期中)在可逆反应2NO2(g)N2O4(g)中,下列能说明反应达到平衡状态的是
A.混合气体的颜色保持不变
B.NO2和N2O4的物质的量相等
C.正反应速率和逆反应速率都为零
D.NO2的消耗速率等于N2O4的生成速率
【答案】A
【解析】A.为红棕色气体,为无色气体,混合气体颜色保持不变说明的浓度不再发生变化,可证明反应达到平衡状态,A正确;B.反应达到平衡的标志是各物质的物质的量不再改变,而非两种物质物质的量相等,相等仅为反应过程中某一特殊时刻的状态,不能说明达到平衡,B错误;C.化学平衡为动态平衡,平衡时正、逆反应速率相等但均不为0,C错误;D.的消耗、的生成均代表正反应方向的速率,无论是否平衡,的消耗速率始终为生成速率的2倍,且同向速率无法判断平衡状态,D错误;故选A。
💡破题要诀
判断平衡状态的方法——“逆向相等,变量不变”
(1)“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等。
特别注意:同一反应方向的反应速率不能判断反应是否达到平衡状态。
(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否是平衡状态的判断依据。
迁移应用
3.(25-26高二上·山东威海·期末)下列说法中能说明反应达到平衡状态的有几个
①
②
③温度、压强一定时,混合气体的密度不再变化
④温度、压强一定时,混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑤温度、体积一定时,混合气体的颜色不再变化
⑥温度、体积一定时,容器内压强不再变化
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解析】①平衡时正逆反应速率比等于化学计量数比,应为,题干关系式不满足,不能说明平衡,①错误;②浓度比等于计量数比为瞬时特殊状态,不代表各组分浓度恒定,不能说明平衡,②错误;③反应前后气体总质量恒定,温度、压强一定时,根据理想气体状态方程,气体体积随总物质的量变化,由密度知,是变量,变量不变说明反应达平衡,③正确;④混合气体总质量恒定,反应前后变化,由平均相对分子质量知,是变量,变量不变说明反应达平衡,④正确;⑤气体颜色由浓度决定,颜色不变说明恒定,反应达平衡,⑤正确;⑥温度、体积一定时,根据理想气体状态方程,压强与气体总物质的量成正比,压强不变说明恒定,反应达平衡,⑥正确;综上共有4个说法可证明反应达平衡,故选C。
4.(25-26高二上·广东深圳·期末)CO和在一定条件下可以合成乙醇:下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是
A.反应体系中CO和的物质的量浓度相同
B.正反应消耗和逆反应消耗化学反应速率相等
C.恒容容器中气体的密度不再改变
D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
【答案】D
【解析】A.反应达到平衡的标志是各物质浓度保持不变,而非浓度相等,和浓度相同,不能说明浓度保持不变,无法说明达到平衡,故不选A;B.根据反应计量数关系,平衡时应满足,二者速率相等时正逆反应速率不相等,未达到平衡,故不选B;C.反应体系中所有物质均为气体,总质量不变,恒容条件下气体体积不变,故密度始终恒定,密度不变无法说明达到平衡,故不选C;D.某组分的物质的量浓度不再变化是化学平衡状态的特征之一,反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化,说明反应达到最大限度,故选D;
题型三 外界条件对速率、平衡移动影响
典例3 (25-26高二上·广东广州·期末)溶液中某光学活性卤化物的消旋反应为:。一定温度下,X和Y的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.内,Y的化学反应速率为
B.时,X的消耗速率大于生成速率
C.加入合适的催化剂,可同时提高X的消耗速率及平衡转化率
D.反应到达平衡状态后,增大X的浓度,平衡正向移动,平衡常数不变
【答案】C
【解析】A.图中横坐标以为单位,在内,Y的浓度由增大到。用Y的浓度变化表示该时段的平均反应速率,有,A正确;B.在时,X的浓度仍在减小,说明单位时间内X的消耗量大于生成量,因此X的消耗速率大于生成速率,B正确;C.合适的催化剂能同等程度地加快正、逆反应速率,可以提高X的消耗速率,但不能使化学平衡发生移动,因此不能提高X的平衡转化率,C错误;D.该反应平衡时有。在原平衡基础上增大X的浓度,瞬间Y的浓度尚未改变,浓度商减小,满足,因此平衡正向移动;温度不变,平衡常数不变,D正确;故选C。
💡破题要诀
①判断速率变化优先抓本质:升温、加压、增大浓度、加催化剂均加快反应速率。
②平衡移动依据勒夏特列原理,只减弱改变不能抵消。
③注意:催化剂只改变速率不影响平衡;压强改变看是否引起浓度变化;区分速率变化和平衡移动两个过程,速率变平衡不一定移动。
迁移应用
5.(25-26高二上·广东深圳·期末)变化观念与平衡思想是化学学科核心素养之一。下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A.(正反应为放热反应),达平衡后,升高温度体系颜色变深
B.对于,达平衡后,缩小容器体积可使体系颜色变深
C.铵态氮肥和草木灰混合使用,易降低肥效
D.工业上可使用热的纯碱溶液除去铁表面的油污
【答案】B
【解析】A.该反应正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,浓度增大,体系颜色变深,可用平衡移动原理解释,故不选A;B.该反应前后气体分子总数相等,缩小容器体积增大压强时平衡不移动,体系颜色变深是因为体积减小使浓度升高,与平衡移动无关,不能用平衡移动原理解释,故选B;C.铵态氮肥中的与草木灰中的的水解平衡相互促进,转化为逸出导致肥效降低,是水解平衡移动的结果,可用平衡移动原理解释,故不选C;D.纯碱中的水解为吸热过程,加热促进水解,溶液中浓度升高,油污在碱性条件下水解更彻底,可用平衡移动原理解释,故不选D;
6.(25-26高二上·陕西宝鸡·期末)中国是世界上最大的合成氨生产国之一,合成氨反应原理为。下列说法正确的是
A.合成塔中充入的越多,的转化率越大
B.使用催化剂,可提高合成氨的生成速率和平衡产率
C.及时分离出液氨并将、循环利用,可提高原料的利用率
D.实际生产中,常采用低温、超高压的条件提高氨产率
【答案】C
【解析】A.增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,的转化率升高,但自身的转化率降低,A错误;B.催化剂可降低反应活化能,提高合成氨的生成速率,但不影响化学平衡状态,不能提高平衡产率,B错误;C.及时分离出液氨,生成物浓度减小,平衡向正反应方向移动,将未反应的、循环利用,可进一步提高原料的利用率,C正确;D.实际生产中,低温会导致反应速率过慢、催化剂活性低,超高压对设备要求高、生产成本高,常采用适宜温度(催化剂活性温度)、适宜高压的条件提高综合效益,D错误;故选C。
题型四 化学平衡常数K与转化率计算
典例4 (25-26高二上·广东湛江·期末)恒温下,在2.0L恒容密闭容器中发生反应:,起始通入2mol A气体,测得密闭容器内气体的总物质的量随时间变化如表所示:
0
10
20
30
40
2.00
2.50
2.70
2.80
2.80
下列说法正确的是
A.以C表示的平均反应速率为
B.该温度下平衡常数
C.若40min时升高温度,则正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡逆向移动
D.平衡时A的转化率为
【答案】A
【解析】A.在20~30min内,气体的总物质的量从2.70mol增至2.80mol,增加0.10mol。根据反应2A(g) ⇌ 2B(g) + C(g),总物质的量的增加量等于C的生成量,故ΔnC= 0.10mol。容器体积为2.0L,时间间隔为10min,以C表示的平均反应速率vC = = = 0.005mol·L-1·min-1,A正确;B.平衡时气体总物质的量为2.80mol,初始为2.00mol,故nC = 0.80mol。消耗A的量为2×0.80=1.60mol,平衡时nA=2.00-1.60=0.40mol,nB =1.60mol。浓度:[A] == 0.20mol·L-1,[B] == 0.80mol·L-1,[C] == 0.40mol·L-1。平衡常数K = = = 6.4,不等于12.8,B错误;C.升高温度,正反应速率和逆反应速率均增大(温度升高,分子运动加剧),该反应ΔH<0为放热反应,平衡逆向移动,但选项描述“正反应速率减小”错误,C错误;D.平衡时消耗A的量为1.60mol,起始A为2.00mol,转化率 =× 100% = 80%,不等于20%,D错误;故答案选A。
💡破题要诀
①平衡常数K只与温度有关,书写表达式时固体、纯液体不写入。
②计算优先列三段式,准确找出各物质平衡浓度。
③K越大反应进行程度越大;转化率=(转化量/起始量)×100%。
④注意区分浓度商Q与 K,Q>K平衡逆向移动,Q<K正向移动,切勿用物质的量直接代替浓度计算。
迁移应用
7.(25-26高二上·湖南常德·期末)下,将和充入1L密闭容器中,发生反应。已知初始压强为,测得容器中的浓度随时间变化如图所示,、时改变的条件均仅有一个。下列有关说法错误的是
A.
B.若后再充入的质量不变
C.内,
D.时改变的条件可能是反应物浓度
【答案】B
【解析】A.时浓度瞬间加倍后保持不变,说明压强改变平衡不移动,反应前后气体计量数之和相等,反应物气体总计量数为,为固体,故,A正确;B.平衡后充入,生成物浓度瞬间增大,,平衡逆向移动,固体被消耗,质量减小,B错误;C.内,由A项分析可知,,由反应计量数关系,,故,C正确;D.时浓度逐渐升高,平衡正向移动,若增大反应物或的浓度,平衡正向移动,浓度逐渐升高,符合图像变化,D正确;故选B。
8.(25-26高二上·云南文山·期末)向恒容密闭容器中通入1.1 mol 和1.1 mol ,发生反应:,不同温度下,测得随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.时,该反应的平衡常数
B.该反应正向为吸热反应
C.时,的平衡转化率
D.降低温度,混合气体的平均摩尔质量增大
【答案】A
【解析】A.题目未给出恒容容器的体积,无法计算各物质的平衡浓度,无法得到平衡常数为2700,A错误;B.温度越高反应速率越快,达到平衡的时间越短,故,下平衡时更大,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,B正确;C.平衡时,根据反应计量数,消耗的物质的量为,故平衡转化率,C正确;D.反应前后气体总质量不变,降低温度平衡逆向移动,气体总物质的量减小,根据,混合气体平均摩尔质量增大,D正确;答案选A。
题型五 等效平衡
典例5 (25-26高二上·安徽合肥·期末)一定温度下,在恒容密闭容器中充入和,发生反应:,达到平衡时。平衡时,下列叙述正确的是
A.充入惰性气体,平衡逆向移动
B.平衡时,
C.加入适量高效催化剂,的平衡转化率增大
D.再充入和,达到新平衡时,
【答案】D
【分析】容器体积为1 L,初始时,,。设平衡时转化的浓度为x,列出三段式:,已知平衡时,即,解得。因此:平衡时,,。
【解析】A.充入惰性气体,恒容条件下各反应物浓度不变,平衡不移动,A错误;B.根据平衡时,计算得,而非,B错误;C.催化剂只改变反应速率,不改变平衡状态和转化率,C错误;D.再充入和后,体系总压增大,反应正向移动(气体分子数减少),列三段式得:,因为温度不变,则K不变,有,解得,新平衡时,D正确;故选D。
💡破题要诀
(1)等效平衡解题首选"一边倒"法:将起始投料按化学计量数全部换算成同一边物质,再根据条件判断。
(2)恒温恒容分两类:①反应前后气体体积不等的需 "等量" 才等效(完全相同),反应前后气体体积相等的只需 "等比" 即等效。②恒温恒压下只要 "等比" 就等效,与气体体积变化无关。
(3)等效平衡标志是各物质百分含量相同,物质的量和浓度不一定相同。
(4)警惕"恒温恒容等比就等效"、"等效就是完全相同"等常见误区。
迁移应用
9.(25-26高二上·陕西西安·期末)分解热化学方程式: 。密闭容器中稍过量的于487K加热分解,一段时间达到平衡,。若温度不变,将容器体积扩大一倍,充分反应后可能为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.温度不变时,若容器体积扩大一倍后稍过量的已完全分解,无法维持原平衡状态,会小于,不一定等于,A错误;B.体积扩大一倍,若平衡不移动,但减小压强平衡向气体分子数增大的正向移动,生成更多,故大于,B错误;C.若剩余足量,温度不变平衡常数不变,平衡后仍为;若完全分解,无法继续生成,则介于和之间,故的范围为,C正确;D.若足量,平衡后仍等于,并非一定小于,D错误;故选C。
10.(25-26高二上·山东菏泽·期末)工业上利用一氧化碳和水蒸气在一定条件下发生以下反应来制取氢气: 。某小组分别在容积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应,获得如下数据:
容
器
起始时各物质的物质的量/mol
达到平衡的
时间/min
达到平衡时体系
编号能量的变化
CO(g)
(g)
(g)
(g)
①
1
3
0
0
放出热量:Q
②
2
6
0
0
放出热量:49.2 kJ
下列说法错误的是
A.反应速率:②>①
B.CO的平衡转化率:②>①
C.容器①达到平衡时,体系能量的变化Q=24.6 kJ
D.容器②达到平衡时,生成的物质的量为1.2 mol
【答案】B
【解析】A.由于容器②中反应物起始浓度更大(物质的量加倍,体积相同),反应速率更快,因此②的反应速率大于①,A正确;B.由于反应CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g)前后气体分子数相等,且两容器起始投料比例相同,因此达到等效平衡,CO的平衡转化率相同,B错误;C.两容器为等效平衡,CO的平衡转化率相等,根据容器②的数据,反应的CO的物质的量为= 1.2 mol,则CO的平衡转化率为1.2 mol÷2 mol×100% = 60%。容器①中CO起始为1 mol,平衡转化率为60%,反应掉CO 0.6 mol,放出热量为0.6 mol × 41 kJ/mol = 24.6 kJ,与选项一致,C正确;D.容器②中放出热量49.2 kJ,对应反应掉CO物质的量为= 1.2 mol,故生成H2物质的量为1.2 mol,D正确;故答案选B。
题型六 速率、平衡图像综合题
典例6 (25-26高二上·河南郑州·期末)向一恒容密闭容器中加入1mol CH4和反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应ΔH>0 B.投料比:x1>x2
C.平衡常数:Kb=Kc>Ka D.a点CO体积分数大于c点
【答案】D
【解析】A.温度升高,的平衡转化率增大,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应,,A正确;B.投料比,恒定时,越大,的量越多,越有利于转化,相同温度下曲线对应的转化率更高,故,B正确;C.平衡常数仅与温度有关,该反应为吸热反应,温度越高越大,b、c温度相同,故,a点温度低于b、c,故,即,C正确;D.a、c点的平衡转化率相等,故生成的物质的量相等;a点投料比更大,初始的量更多,平衡时体系总物质的量更大,故的体积分数,D错误;故选D。
💡破题要诀
化学反应速率及平衡图像题的分析流程与角度
1.看题
(1)物质的状态
(2)气体体积的变化
(3)正反应是吸热反应还是放热反应
2.看图
(1)一看面(纵坐标与横坐标的意义)
(2)二看线(线的走向和变化趋势)
(3)三看点(起点、拐点、交点、终点)
(4)四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线)
(5)五看量的变化(如浓度变化、温度变化)
3.析图解答
(1)识别图像类型:即明确横坐标和纵坐标的含义,厘清线和点(平台、折线、拐点等)的关系。
(2)把握反应特点:即分析可逆反应化学方程式,观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应,还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应,还是吸热反应)等。
(3)联想平衡原理:联想化学反应速率、化学平衡移动原理,特别是影响因素及使用前提条件等。
(4)数形结合解答:图表与原理结合,逐项分析图表,重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡移动原理,应用①先拐先平数值大、②定一议二解答。
迁移应用
11.(25-26高二上·广东广州·期末)一定条件下,将NO(g)和(g)按物质的量之比充入反应容器,发生反应: 。其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(、)下随温度变化的曲线如下图所示。下列说法正确的是
A.
B.
C.400℃、条件下,的平衡转化率为40%
D.400℃时,该反应的化学平衡常数的数值为
【答案】C
【解析】A.该反应为气体分子数减小的反应,相同温度下压强越大,平衡转化率越高,同温度下对应的转化率更高,故,A错误;B.压强相同时,温度升高平衡转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,,B错误;C.初始时与物质的量之比为,反应中二者消耗的物质的量之比也为,故二者平衡转化率相等,、条件下平衡转化率为,故平衡转化率也为,C正确;D.平衡常数计算需要各物质的平衡浓度,题目未给出容器体积或初始浓度数据,无法计算平衡常数的具体数值,D错误;故答案选C。
12.(25-26高二上·江苏南通·期末)工业上利用催化氧化HCl废气实现氯资源循环,反应为。不同温度下将HCl和分别以不同起始流速通入一定长度装有催化剂的反应管中,出口处测算HCl的转化率(α)随HCl流速的变化曲线如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法正确的是
A.图中,该反应的平衡常数随温度升高而增大
B.增大氧气流速,一定可以提高HCl的平衡转化率
C.较高流速下,的原因是温度高,反应速率快,平衡正向移动程度更大
D.若反应管体积为1 L,HCl流速为、,HCl的平衡转化率=80%,则该温度下反应的平衡常数
【答案】D
【分析】该反应为放热反应,且反应前后气体分子数减小。题干给出的关键突破口是“较低流速下转化率可近似为平衡转化率”:在同一低流速处比较三条曲线的转化率高低,即可判断温度高低并分析平衡移动方向;流速增大后反应尚未达到平衡,转化率由反应速率与停留时间共同决定,不能无限提高。
【解析】A.该反应ΔH1<0,为放热反应;较低流速下转化率可近似为平衡转化率,由图可知低流速时α(T3)>α(T2)>α(T1),说明温度越高平衡转化率越低,故T1>T2>T3;放热反应温度升高,平衡常数减小,A错误;B.增大氧气流速时,若流速过大,反应物在反应管内停留时间过短,尚未达到平衡状态,HCl的转化率反而会降低,故“一定可以提高”的表述绝对,B错误;C.较高流速下反应尚未达到平衡,α(T1)>α(T3)是因为T1温度高、反应速率快,相同时间内转化的HCl更多;该反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,并不是正向移动程度更大,C错误;D.设起始通入HCl和O2均为4 mol,HCl的平衡转化率为80%,则平衡时消耗HCl为4 mol×80%=3.2 mol,剩余n(HCl)=4 mol−3.2 mol=0.8 mol;由反应的化学计量关系可知,消耗O2的物质的量为HCl消耗量的四分之一,即0.8 mol,故平衡时n(O2)=4 mol−0.8 mol=3.2 mol;生成n(Cl2)=n(H2O)=HCl消耗量的一半,即1.6 mol;反应管体积为1 L,代入平衡常数表达式:,D正确;故答案为D。
基础固本练(限时:15分钟)
1.(25-26高二上·福建·期中)化学反应速率是用来表述化学反应快慢的物理量,下列生产生活中的措施是为了减小反应速率的是
A.较高温度下合成氨
B.燃烧木柴时,适当架空木柴
C.在灯泡内充入氮气或稀有气体
D.汽车尾气经过三元催化器处理后再排放
【答案】C
【解析】A.升高温度会加快化学反应速率,较高温度下合成氨是为了加快反应速率,A不符合题意;B.架空木柴可增大木柴与氧气的接触面积,加快燃烧反应速率,B不符合题意;C.灯泡内充入化学性质稳定的氮气或稀有气体,可降低灯泡内氧气的浓度,减慢灯丝被氧化的反应速率,C符合题意;D.三元催化器中的催化剂可加快汽车尾气中有害气体转化为无害物质的反应速率,D不符合题意;故选C。
2.(25-26高二上·广西桂林·期中)可逆反应:在t ℃下达到平衡状态,其平衡常数可表示为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,且固体的浓度视为常数不写入表达式,平衡常数的表达式为:K=,D正确;故选D。
3.(25-26高二下·云南曲靖·期中)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.合成氨工业中,将氨液化分离,提高产率
B.氯水中加入NaCl固体,氯水颜色变浅
C.开启啤酒瓶后,瓶口冒出大量气泡
D.工业合成氨使用铁触媒作催化剂
【答案】D
【解析】A.合成氨反应为可逆反应,将氨液化分离会降低生成物浓度,平衡正向移动提高产率,符合勒夏特列原理,A错误;B.氯水中存在平衡,加入固体,浓度升高,平衡逆向移动,浓度降低,氯水颜色变浅,符合勒夏特列原理,B错误;C.啤酒中存在的溶解平衡,开启啤酒瓶后体系压强减小,平衡逆向移动,大量逸出产生气泡,符合勒夏特列原理,C错误;D.铁触媒作为催化剂,只能同等程度加快正、逆反应速率,不改变平衡状态,与勒夏特列原理无关,D符合题意;故选D。
4.(25-26高二下·云南曲靖·期中)对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)<0,下列图像(文字描述:横坐标为时间,纵坐标为某物理量)能正确表示温度对平衡影响的是
A.升高温度,NH3的百分含量降低 B.升高温度,正反应速率减慢
C.升高温度,平衡常数增大 D.升高温度,H2的转化率升高
【答案】A
【解析】A.该反应正反应,为放热反应,升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动,的物质的量减少,百分含量降低,A正确;B.升高温度会增大活化分子百分数,正、逆反应速率均加快,B错误;C.平衡常数仅与温度有关,该反应正反应放热,升高温度平衡逆向移动,生成物浓度减小、反应物浓度增大,平衡常数减小,C错误;D.升高温度平衡逆向移动,的消耗量减少,的转化率降低,D错误;故选A。
5.(25-26高二上·湖南衡阳·期中)K为化学平衡常数,下列说法中正确的是
A.从平衡常数的大小可以推断任意反应进行的程度
B.K值越大,反应的转化率越小
C.温度越高,K值越大
D.对同类型的反应,K值越大,反应的转化率越大
【答案】D
【解析】A.平衡常数仅适用于可逆反应,且不同反应类型的没有可比性,无法推断任意反应的进行程度,A错误;B.值越大,说明可逆反应正向进行程度越大,反应物转化率越大,B错误;C.仅与温度有关,若反应正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,值减小,因此温度越高值不一定越大,C错误;D.对同类型的反应,值越大,反应正向进行程度越大,反应物的转化率越大,D正确;故选D。
6.(25-26高二上·云南昭通·期中)下列有关活化分子与活化能的说法正确的是
A.活化分子间所发生的碰撞均为有效碰撞
B.催化剂可降低反应物的活化能,但不参与化学反应
C.增大压强可使活化分子数增多,反应速率加快
D.升高温度可使活化分子百分数增加,反应速率加快
【答案】D
【解析】A.活化分子间的碰撞需要合适取向才能成为有效碰撞,并非所有碰撞都有效,A错误;B.催化剂可降低反应的活化能,但其会参与化学反应过程,仅反应前后自身的质量和化学性质保持不变,B错误;C.增大压强仅对有气体参与的反应有作用,此时单位体积内活化分子数增多,但活化分子总数不变,且压强改变对非气体反应的反应速率几乎无影响,C错误;D.升高温度可使更多普通分子获得能量转化为活化分子,活化分子百分数增加,有效碰撞频率增大,反应速率加快,D正确;故答案选D。
7.(25-26高二上·福建漳州·期中)在容积为2 L的密闭容器中,进行如下反应:A(g)+2B(g)C(g)+D(g),最初加入1.0 mol A和2.2 mol B,在不同温度下,D的物质的量和时间t的关系如图。试回答下列问题:
(1)800℃时,0~5 min内,以B表示的平均反应速率为___________。
(2)下列能够判断该反应达到化学平衡状态的是___________。
A.容器中压强不变 B.不变
C. D.容器内气体密度不变
(3)该反应的ΔH___________0(填“>”或“<”),利用图中数据计算:700℃时物质A的平衡转化率为___________,800℃时的平衡常数K=___________。
(4)下列措施能提高反应物A(g)的反应速率的是___________。
A.升高温度 B.恒容条件充入氩气
C.恒压条件充入氩气 D.加入合适的催化剂
(5)800℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(A)=0.9 mol,n(B)=2.0 mol,n(C)=0.9 mol,n(D)=0.9 mol,则此时该反应___________(填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
【答案】(1)
(2)AB
(3)> 45% 1.8
(4)AD
(5)向正反应方向进行
【解析】(1)在800 ℃下,5 min 时D的物质的量是0.6 mol,由反应式可知,消耗B的物质的量是1.2 mol,则800 ℃时,0~5 min内,以B表示的平均反应速率为;
(2)A.该反应是气体分子数减少的反应,向密闭容器中加入反应物开始反应至达到平衡过程,容器中压强不断减小,则当容器中压强不变时,能说明该反应达到化学平衡状态,A符合题意;B.A、B初始投料比不等于化学反应计量系数之比,则A、B浓度之比为变量,当不变时,能说明该反应达到化学平衡状态,B符合题意;C.由反应式可得:,当时可得,即同一组分正、逆反应速率不相等,不能说明该反应达到化学平衡状态,C不符合题意;D.容器内混合气体的质量不变,密闭容器的体积不变,则混合气体的密度始终不变,所以容器内气体密度不变,不能说明该反应达到化学平衡状态,D不符合题意;故选AB。
(3)由图可知,升高温度,平衡时增大,说明升高温度,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,即该反应的ΔH>0;由图可知,700 ℃平衡时=0.45 mol,即生成0.45 mol D,则消耗0.45 mol A,则物质A的平衡转化率为;800 ℃平衡时生成0.6 mol D,则生成0.6 mol C,同时消耗0.6 mol A、1.2 mol B,即平衡时A、B分别为0.4 mol、1.0 mol,平衡时A、B、C、D浓度分别为0.2 mol/L、0.5 mol/L、0.3 mol/L、0.3 mol/L,则平衡常数K=;
(4)A.升高温度,活化分子数增加,有效碰撞次数增加,A(g)的反应速率增大,A符合题意;B.恒容条件充入氩气,A(g)的浓度不变,则A(g)反应速率不变,B不符合题意;C.恒压条件充入氩气,容器体积增大,导致A(g)的浓度减小,A(g)的反应速率减小,C不符合题意;D.加入催化剂,能降低活化能,活化分子数增加,有效碰撞次数增加,A(g)的反应速率增大,D符合题意;故选AD。
(5)800 ℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(A)=0.9 mol,n(B)=2.0 mol,n(C)=0.9 mol,n(D)=0.9 mol,A、B、C、D浓度分别为0.45 mol/L、1.0 mol/L、0.45 mol/L、0.45 mol/L,因为,则此时该反应向正反应方向进行。
综合进阶练(限时:15分钟)
1.(25-26高二上·山东威海·期末)下列说法正确的是
A.内能是体系内物质所含各种微观粒子的能量总和,其大小只受温度、压强的影响
B.反应速率常数(k)表示单位浓度下的化学反应速率,其大小受温度、催化剂等影响
C.反应焓变()为反应产物的焓与反应物的焓之差,其大小只受温度、压强的影响
D.平衡常数(K)的大小反映了反应的限度,其数值越大,速率越快,反应进行得越完全
【答案】B
【解析】A.内能的影响因素除温度、压强外,还与物质的量、物质的聚集状态等有关,“只受温度、压强的影响”表述错误,A错误;B.反应速率常数表示反应物浓度均为单位浓度时的化学反应速率,其大小受温度、催化剂、反应介质等因素影响,与反应物浓度无关,表述正确,B正确;C.反应焓变的大小除与温度、压强有关外,还与反应物和生成物的聚集状态、反应计量数、参与反应的物质的量等有关,“只受温度、压强的影响”表述错误,C错误;D.平衡常数的大小仅反映化学反应进行的限度,与反应速率无关联,“数值越大,速率越快”表述错误,D错误;故选B。
2.(26-27高二上·河北·阶段检测)下列过程能用勒夏特列原理解释的是
A.工业合成采用作催化剂
B.雪碧拧开瓶盖时看到液体内出现大量气泡上浮
C.对、和组成的平衡体系加压后颜色变深
D.恒温下,向容积可变的密闭容器中充入1 mol 和混合气体,将容器体积压缩一半,气体颜色加深
【答案】B
【解析】A.催化剂仅同等程度改变正逆反应速率,不影响化学平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,A错误;B.雪碧中存在溶解平衡,拧开瓶盖后体系压强减小,平衡向生成气体的方向移动,因此产生大量气泡,能用勒夏特列原理解释,B正确;C.反应前后气体分子总数相等,加压时平衡不移动,颜色变深是因为体积减小使浓度增大,与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,C错误;D.压缩容器体积时,浓度因体积减小瞬间增大导致颜色加深,虽加压会使平衡正向移动,但该移动仅减弱浓度增大的程度,颜色加深的核心原因是体积压缩,浓度增大导致,不是平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,D错误;故选B。
3.(25-26高二上·福建·期中)下列事实与反应条件对化学平衡的影响有关的是
A.工业合成氨选择700K的反应条件
B.将NO2球浸泡在冷水和热水中
C.压缩H2+I2⇌2HI的平衡体系,体系颜色加深
D.
【答案】B
【解析】A.工业合成氨反应为放热反应,低温更利于平衡正向移动提高产率,选择是为了保证催化剂活性、加快反应速率,与反应条件对化学平衡的影响无关,A错误;B.体系存在平衡,温度改变平衡发生移动,冷水、热水中浓度不同导致颜色差异,与反应条件对化学平衡的影响有关,B正确;C.反应反应前后气体总计量数相等,压缩增大压强平衡不移动,颜色加深是因为体积减小导致浓度增大,与平衡移动无关,C错误;D.是分解反应的催化剂,仅改变反应速率,不影响化学平衡,与反应条件对化学平衡的影响无关,D错误;故选B。
4.(26-27高二上·吉林长春·阶段检测)在容积可变的密闭容器中,充入3n mol NO和2n mol ,发生反应 。在不同压强下,反应达到平衡时,测得NO转化率随温度的变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B.
C.平衡时:
D.平衡常数:
【答案】D
【解析】A.该反应正反应为气体分子总数增大的反应,相同温度下压强越小,NO平衡转化率越高,同温下对应NO转化率更高,故,A正确;B.压强相同时,温度升高NO平衡转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,故,B正确;C.x点和y点的NO转化率均为60%,初始NO的物质的量为3n mol,因此两个状态下反应消耗的NO均为,根据反应方程式的计量关系,生成的物质的量为,故平衡时,C正确;D.平衡常数只与温度有关,x点温度为350℃,y点温度为400℃,该反应,放热反应温度越高平衡常数越小,因此,二者不相等,D错误;故选D。
5.(25-26高二上·陕西汉中·期末)在2L刚性密闭容器中充入足量的Cu粉和,发生反应:。在不同温度下,的转化率与时间的关系如图1所示;反应速率与时间的关系如图2所示。已知:该条件下,不发生反应生成。下列说法正确的是
A.
B.点点
C.图2中min时改变的条件是增大浓度
D.选择合适的催化剂可以提高的平衡转化率
【答案】B
【解析】A.温度越高反应达到平衡的时间越短,故,升高温度后平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,,A错误;B.温度越高反应速率越快,,b点的温度高于a点温度,因此:a点<b点,B正确;C.若增大浓度,时刻反应物浓度未发生突变,正反应速率应与原平衡速率相等,不会出现跳跃式升高,与图2不符,C错误;D.催化剂只能改变反应速率,不影响平衡移动,不能提高的平衡转化率,D错误;故选B。
6.(25-26高二上·广东深圳·期末)在有机化学中可用作氧化剂、硝化剂和丙烯酸酯聚合的抑制剂。已知反应: 。在恒温条件下,将一定量的充入注射器中后封口,如图表示在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化的关系图(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法不正确的是
A.b点的操作是压缩注射器
B.平衡常数:
C.e点到f点的过程中从环境吸收热量
D.c点与a点相比,和均增大
【答案】B
【解析】A.b点后透光率骤降,说明浓度瞬间增大,为压缩注射器使体积减小导致,后续透光率回升是平衡正向移动的结果,故A正确;B.平衡常数仅与温度有关,反应在恒温条件下进行,a、c点温度相同,故,故B错误;C.e点到f点平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,故过程从环境吸收热量,故C正确;D.c点是压缩注射器后达到的平衡状态,体积减小,虽然平衡正向移动,但体积减小的影响大于平衡移动的影响,故和均比a点大,故D正确;选B。
7.(25-26高二下·云南曲靖·期中)在一定温度下,体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。反应过程中各物质的物质的量随时间变化如下表所示。
时间(min)
n(CO2)(mol)
n(H2)(mol)
n(CO)(mol)
n(H2O)(mol)
0
1.00
1.00
0.00
0.00
2
0.80
0.80
0.20
0.20
4
0.65
0.65
0.35
0.35
6
0.55
0.55
0.45
0.45
8
0.50
0.50
0.50
0.50
10
0.50
0.50
0.50
0.50
(1)该反应在______min时达到平衡,CO2的平衡转化率为______。
(2)0~4min内,v(CO2)=______mol·L-1·min-1。
(3)该温度下反应的平衡常数K=______。
(4)若再向容器中充入1 mol CO2和1 mol H2,达到新平衡时,CO2的转化率______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)8 50%
(2)约0.044
(3)1
(4)不变
【解析】(1)如表所示,8 min后各物质的物质的量不再变化,表明达到平衡;初始CO2的物质的量为1.00 mol,平衡时CO2的物质的量为0.50 mol,反应消耗CO2的物质的量为0.50 mol,则CO2的平衡转化率为。
(2)0~4min内,CO2消耗的物质的量为(1.00-0.65) mol=0.35 mol,则v(CO2)=≈0.044mol·L-1·min-1。
(3)平衡时各物质的物质的量均为0.50 mol,该温度下反应的平衡常数。
(4)由方程式可知,该反应为反应前后气体分子数不变的可逆反应。恒温恒容下,再次充入和,投料比例和初始投料比例相同,相当于对原平衡体系进行等比例加压。对于反应前后气体分子数相等的反应,压强变化不会使平衡发生移动,因此的转化率不变。
创新思维练(限时:10分钟)
1.(25-26高二下·江苏连云港·期中)用一碘甲烷()热裂解制取低碳烯烃的主要反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
在体积为的恒容密闭容器中,投入,平衡体系中、、在所有气体中的物质的量分数随温度变化如图所示。已知时,的平衡转化率为80%。下列说法正确的是
A.曲线表示的物质的量分数
B.715 K时,反应Ⅱ的化学平衡常数为25
C.
D.时,其他条件不变,减压能提高平衡时的选择性
【答案】D
【分析】温度升高,反应Ⅰ正向移动,反应Ⅱ、Ⅲ逆向移动,乙烯的物质的量分数升高,则Z是;X、Y是,以此解答。
【解析】A.依据分析,曲线Z表示的物质的量分数,A错误;B.715 K时转化率80%,即反应的为0.8 mol,根据C原子守恒,结合图中该温度下、、的物质的量分数分别为4%、8%、8%,设乙烯为a mol,则、均为2a mol,2a+6a+8a=0.8,则a=0.05 mol,即715 K平衡时、、的物质的量分别为0.05 mol,0.1 mol,0.1 mol;、的浓度为0.05 mol/L,0.1 mol/L,反应Ⅱ的平衡常数,B错误;C.目标反应=Ⅰ+Ⅱ,则,C错误;D.C2H4的选择性指转化的生成的比例;反应Ⅰ是气体分子数增多的反应,减压时平衡正向移动;而生成、的反应Ⅱ、Ⅲ都是气体分子数减少的反应,减压时平衡逆向移动,因此平衡时的选择性提高 ,D正确;故选D。
2.(25-26高二上·山东济南·阶段检测)向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图甲所示[阶段c(B)未画出]。图乙为改变条件平衡体系中化学反应速率随时间变化的情况,、、、时刻均改变一种条件,且改变的条件均不同。已知时刻为使用催化剂。下列说法正确的是
A.B的起始物质的量为0.04 mol
B.若s,生成物B在段的化学反应速率为
C.时刻改变的条件可能为降温
D.时刻改变的条件可能为充入0.1 mol B
【答案】A
【分析】由图甲可知,A的初始浓度为,初始的A的物质的量为,容器的体积为,至阶段,A的浓度变化为,C的浓度变化为,A与C的化学计量数之比为,并且A是反应物,C是生成物;根据已知、、、时刻均改变一种条件,且改变的条件均不同。已知时刻为使用催化剂,时刻正逆反应速率同时同等程度地下降,并且不是使用催化剂,只能是该反应为气体分子数不变的反应,此时减小压强,平衡不移动,反应速率下降;因此B的化学计量数为1,并且B为生成物,因此该反应为,B的浓度变化应为,因此初始的B的浓度为,由此解答;
【解析】A.由分析可知,初始的B的浓度为,容器的体积为,B的初始物质的量为,A正确;B.由分析可知,至阶段,B的浓度变化应为,因此B的化学反应速率为,B错误;C.由分析可知,时刻的改变条件为减小压强,C错误;D.时刻改变条件后,正逆反应速率均瞬间增大,若充入B,逆反应速率会瞬间增大,但是正反应速率不会瞬间增大,与图中速率变化特征不符,D错误;故选A。
3.(25-26高二上·福建漳州·期中)化学平衡状态的判断是分析可逆反应进行程度的核心,准确识别平衡判断依据能有效掌握反应的动态变化规律。下列各项中关于反应达到化学平衡状态判断依据说法正确的是
A.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空恒容容器中(假设容器容积不变,固体体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:,当的体积分数不变时,说明反应达到化学平衡状态
B.在恒容绝热密闭容器中发生反应:,当气体的压强不变时,说明反应达到化学平衡状态
C.在恒温恒容的密闭容器中发生反应:,当气体的密度不变时,说明反应达到化学平衡状态
D.恒温恒容容器中,按物质的量之比1:1通入,发生反应,当的体积分数不变时,说明反应达到化学平衡状态
【答案】B
【解析】A.该反应反应物为固体,生成的和的物质的量之比恒为,的体积分数始终为,是固定值,无法说明反应达到平衡,A错误;B.该反应前后气体总物质的量不变,但容器为绝热容器,反应吸热,随着反应进行,压强不断变化,因此压强不变说明温度不再变化,反应达到平衡,B正确;C.反应中所有物质均为气体,气体总质量不变,恒容容器体积固定,根据,密度始终为定值,无法说明反应达到平衡,C错误;D.初始通入和物质的量之比为,设初始通入的和物质的量均为1mol,反应消耗的物质的量为,剩余为,根据反应式可知,消耗的的物质的量为,剩余的的物质的量为,生成的的物质的量为,总气体物质的量为,恒温恒容条件下,的体积分数等于其物质的量分数为,始终为定值,无法说明反应达到平衡,D错误;故答案为B。
4.(25-26高二上·山东枣庄·期中)SO2催化氧化是制硫酸的关键步骤。T K时,在3 L的恒温恒容容器中加入2 molSO2(g)和1molO2(g)发生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),测得混合气体的总物质的量随时间变化如表所示。下列说法正确的是
时间/min
0
3
6
10
15
25
…
∞
n/mol
3
2.50
2.35
2.15
2.10
2.08
…
2.06
A.反应在10分钟时,达到平衡状态
B.15分钟时,O2的分解速率为0.04 mol•L-1•min-1
C.25分钟时SO2的转化率为 92%
D.T K时,SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)的平衡常数为 100×47×47/18mol-1•L
【答案】C
【解析】A.10 min时混合气体总物质的量为2.15 mol,15 min时变为2.10 mol,仍在减小,说明反应未达到平衡,A错误;B.0~15 min内,消耗的物质的量为0.9 mol,平均消耗速率为,且该值为平均速率,不是15 min时的瞬时分解速率,B错误;C.25 min时,根据反应计量关系,消耗的物质的量为,转化率为,C正确;D.平衡时,平衡时、、,反应的平衡常数,代入数值化简后可得,D错误;故选C。
5.(25-26高二上·天津东丽·期中)2030年实现“碳达峰”,2060年达到“碳中和”的承诺,体现了我国对大气治理责任。
I、二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。(K为化学平衡常数)
①
②
③
(1)反应①自发进行的条件是___________(“高温”或“低温”或“任意温度”)。=___________(用含、的式子表示)。
(2)将2 mol 和1 mol 充入某容积不变的绝热密闭容器中,只发生反应③。下列能判断反应③达到平衡的是___________。
A.容器内温度不再变化
B.混合气体的密度保持不变
C.容器内和两种气体的浓度之比不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
E.容器内压强不再变化
Ⅱ、研究表明CO和在一定条件下可以合成甲醇,反应的化学方程式为:。往一容积为2 L的密闭容器内,充入0.3 mol CO与0.4 mol ,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
(3) A、B、C三点的平衡常数、、由大到小关系是___________(填“>”“<”或“=”)。
(4)A点的正反应速率___________(填“>”或“<”)C点的逆反应速率。
(5)上述投料在℃、压强下,平衡时的体积分数是___________;平衡后再加入1 mol CO,2 mol ,l mol ,则化学平衡会___________(填“正向移动、逆向移动、不移动”)。
【答案】(1)低温
(2)ACE
(3)
(4)<
(5)25% 正向移动
【解析】(1)反应①,且该气体分子数减小,,根据,在低温时,该反应能自发进行。反应①平衡常数为,反应②平衡常数为,则反应③平衡常数;
(2)A.由题干信息可知,该反应容器绝热,当容器内正逆反应速率相等,体系净热效应为0,温度不再变化。因此,当容器内温度不变时,反应达到平衡,A正确;B.混合气体密度,根据质量守恒定律,容器中的是定值,且该容器恒容,也是定值,则混合气体密度也为定值,无法判断该反应是否达到平衡,B错误;C.起始时和并非按化学计量数之比投料,则容器内和两种气体的浓度之比是变量,当气体浓度之比不变时,说明该反应正逆反应速率相等,反应达到平衡,C正确;D.平均相对分子量,根据质量守恒定律,容器中的是定值。同时,反应③的气体分子数不变,是定值,则也是定值,无法判断该反应是否达到平衡,D错误;E.该容器恒容,是定值,该反应气体分子总数不变,是定值。由选项A分析可知,当反应达到平衡时,不变,根据,是常数,当、、恒定时,为定值,E正确;
(3)温度一定时,平衡常数为定值,则。由题干信息可知,该反应,升高温度,平衡常数K减小,则,综上,A、B、C三点的化学平衡常数大小关系为:;
(4)该反应是气体分子总数减小的反应,当其他条件相同时,增大压强,反应平衡向正反应方向移动,CO的平衡转化率增大。由图可知,在相同温度下,B点对应的CO平衡转化率大于A点时,则。A点对应的温度和压强均小于C点,活化分子碰撞频率更低,反应速率更小,且A、C两点均达到平衡状态,两点对应的正逆反应速率相等,则A点的正反应速率<C点的逆反应速率;
(5)由图像可知,在℃、状态下,CO的平衡转化率为0.5,其转化量为,同时,该反应容器容积为2 L,结合反应方程式可列三段式:
平衡时,的物质的量分数为,根据阿伏加德罗定律及推论,平衡时的体积分数等于其物质的量分数,则的体积分数为25%。平衡时,容器中CO、、的浓度为,,,则反应平衡常数为。
向容器中充入1 mol CO、2 mol 和1 mol ,此时气体浓度为,,,此时的浓度商,平衡向正反应方向移动。
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