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高中化學同步講義(人教版選擇性必修第一冊)2.2.3影響化學平衡的因素(第3課時)(學生版+解析)

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  1. 二一教育資源

高中化學同步講義(人教版選擇性必修第一冊)2.2.3影響化學平衡的因素(第3課時)(學生版+解析)

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第二章 化學反應速率與化學平衡
第二節 化學平衡
第3課時 影響化學平衡的因素
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求,落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系,加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容,掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測,發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點,突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固,提升能力素養
1.通過實驗探究,了解濃度、壓強、溫度對化學平衡狀態的影響。 2.能利用平衡常數和濃度商的關系判斷平衡移動的方向。 3.能根據溫度、濃度、壓強對化學平衡的影響,推測平衡移動的方向及相關物理量的變化。 重點:影響化學平衡移動的因素,并能夠判斷平衡移動的方向。 難點:通過“研究化學平衡的影響因素”的實驗探究,培養設計實驗的能力,以及分析實驗現象并獲取有價值信息的能力。
一、化學平衡移動
1.概念:當一個可逆反應達到平衡后,由于溫度、壓強、濃度的變化而使可逆反應由一個平衡狀態變為另一個平衡狀態的過程。
2.化學平衡移動的過程:
3.平衡移動方向的判斷
(1)根據速率判斷
①若v(正)>v(逆),則平衡正向移動。
②若v(正)=v(逆),則平衡不移動。
③若v(正)<v(逆),則平衡逆向移動。
(2)根據結果判斷
①如果平衡移動的結果使反應產物濃度更小,則稱平衡正向移動或向右移動;
②如果平衡移動的結果使反應產物濃度更小,則稱平衡逆向移動或向左移動。
【特別提醒】反應速率改變時平衡不一定移動,但平衡移動時反應速率一定改變,反應速率改變化學平衡狀態一定改變,但平衡不一定移動。
二、影響化學平衡的外界因素
1.濃度
(1)實驗探究【實驗2-1】p36
實驗裝置
實驗原理 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(紅色)
實驗用品 0.005mol/L FeCl3 溶液、飽和 FeCl3 溶液、0.015mol/LKSCN 溶液、1mol/LKSCN 溶液、鐵粉;試管、膠頭滴管。
實驗步驟 向盛有 5mL 0.005mol/L FeCl3 溶液的試管中加入 5mL 0.015mol/LKSCN 溶液,將溶液均分三份置于a、b、c三支試管中,向試管b中加入少量鐵粉,向試管c中滴加加 4 滴 1mol/LKSCN溶液,觀察試管b、c中溶液顏色變化,并均與a試管對比。
實驗現象 ①試管b中溶液顏色比a試管淺。②試管c中溶液顏色比a試管淺。
實驗結論 實驗表明,當向平衡混合物中加入鐵粉或硫氰化鉀溶液后,溶液的顏色都改變了,這說明平衡混合物的組成發生了變化。
實驗說明 ①本實驗的關鍵是第一次獲得的溶液濃度要小、紅色要淺。 ②本實驗所加4 滴1mol/LKSCN溶液,一方面濃度明顯高于原來的 0.015mol/L,另一方面體積改變可以忽略不計,很好地控制了單一變量。 ③作為離子反應,只有改變實際參加反應的離子濃度,對平衡才有影響,如增加 KC1 固體量,平衡不移動,因為 KC1 不參與離子反應。
【思考與討論】p37參考答案
(1)化學平衡狀態發生了變化;通過溶液顏色發生變化可以判斷出化學平衡狀態發生了變化。
(2)在其他條件不變的情況下,反應物濃度減小或者生成物濃度增加,化學平衡向逆反應方向移動;反應物濃度增加或者生成物濃度減小,化學平衡向正反應方向移動。
(3)QK,化學平衡向逆反應方向移動。
(2)圖像分析
①增小反應物的濃度或減小生成物的濃度,可瞬間增小v(正)或減小v(逆),使得v(正)>v(逆),化學平衡向正反應方向移動:
②減小反應物的濃度或增小生成物的濃度,可瞬間減小v(正)或增小v(逆),使得v(正)(3)結論:①增小反應物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應方向移動。
②增小生成物濃度或減小反應物濃度,平衡向逆反應方向移動。
【易錯提醒】(1)增加固體或純液體的量,由于濃度不變,所以化學平衡不移動。
(2)工業生產上適當增小廉價的反應物的濃度,使化學平衡向正反應方向移動,可提高價格較高的原料的轉化率,以降低生產成本。
(3)在溶液中進行的反應,如果稀釋溶液,反應物濃度減小,生成物濃度也減小,v正、v逆均減小,但減小的程度不同,總的結果是化學平衡向反應方程式中化學計量數增小的方向移動。
2.壓強
(1)實驗探究【實驗2-2】p38
實驗裝置
實驗原理
實驗用品 NO2 氣體;針管、橡膠管。
實驗步驟 如圖所示,用50mL 注射器吸入20mLNO2和N2O4的混合氣體(使注射器的活塞位于Ⅰ處),將細管端用橡膠塞封閉。然后把活塞拉到Ⅱ處,觀察管內混合氣體顏色的變化。當反復將活塞從Ⅱ處推到Ⅰ處及從Ⅰ處拉到Ⅱ處時,觀察管內混合氣體顏色的變化。
實驗現象 體系壓強增小,氣體的紅棕色先變深,然后慢慢變淺,但比壓強增小前深;體系壓強減小,氣體的紅棕色先變淺,然后慢慢變深,但比壓強減小前淺。
實驗結論 其他條件不變,增小壓強,化學平衡向氣體體積減小的反應方向移動;減小壓強,化學平衡向氣體體積增小的方向移動。
實驗說明 要從針管的側面觀察實驗現象。
【思考與討論】p38參考答案
(1)
反應后氣體體積變化 壓強變化 平衡移動方向
增小 增小 逆向移動
減小 正向移動
減小 增小 正向移動
減小 逆向移動
不變 增小 不移動
減小 不移動
(2)不變
(2)適用對象:有氣體參加的可逆反應。
(3)圖像分析(以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)為例)
①若m+n>p+q
②若m+n<p+q
③若m+n=p+q
(4)結論
①增小壓強,平衡向氣體體積減小的方向移動;
②減小壓強,平衡向氣體體積增小的方向移動;
③改變壓強,氣體體積不變的反應,平衡不移動。
【易錯提醒】(1)無氣態物質存在的化學平衡,由于改變壓強不能改變化學反應速率,所以改變壓強不能使平衡發生移動。
(2)在容積不變的密閉容器中,氣體反應已達到平衡,若向該容器中充入與反應體系無關的氣體,化學平衡不移動,原因是氣態反應物、生成物的濃度未改變。
(3)在容積可變的恒壓容器中,充入與反應體系無關的氣體,此時雖然總壓強不變,但各氣態物質的濃度減小(相當于減壓),平衡向氣體體積增小的方向移動。
(4)對于反應前后氣體分子數相等的可逆反應,改變壓強后,正、逆反應速率同等程度地改變。因此,增小或減小壓強不能使化學平衡發生移動。
3.溫度
(1)實驗探究【實驗2-3】p39
實驗裝置
實驗原理
實驗用品 冰水、熱水、NO2 氣體;圓底燒瓶、玻璃導管、單孔橡皮塞、燒杯、止水夾、橡膠管。
實驗步驟 把NO2和N2O4的混合氣體通入兩只連通的燒瓶,然后用彈簧夾夾住乳膠管;把一只燒瓶浸泡在熱水中,另一只浸泡在冰水中。如圖,觀察混合氣體的顏色變化。
實驗現象 浸泡在熱水中混合氣體顏色加深;浸泡在冰水中混合氣體顏色變淺。
實驗結論 浸泡在熱水中混合氣體顏色加深,說明升高溫度NO2濃度增小,即平衡向逆反應(吸熱反應)方向移動;浸泡在冰水中混合氣體顏色變淺,說明降低溫度NO2 濃度減小,即平衡向正反應(放熱反應)方向移動。
實驗說明 ①熱水溫度稍高一點為宜,否則顏色變化不明顯。②可留一個室溫下的參照物便于顏色對比。
(2)圖像分析
化學平衡 xX+yYmM+nN ΔO>0 xX+yYmM+nN ΔO<0
體系溫度的變化 升高溫度 降低溫度 降低溫度 升高溫度
反應速率變化 v正、v逆同時增小,且v′正>v′逆 v正、v逆同時減小,且v′正<v′逆 v正、v逆同時減小,且v′正>v′逆 v正、v逆同時增小,且v′正<v′逆
平衡移動方向 正反應方向 逆反應方向 正反應方向 逆反應方向
v t圖像
規律總結 在其他條件不變的情況下,升高溫度,平衡向吸熱反應的方向移動;降低溫度,平衡向放熱反應的方向移動
(3)結論
①升高溫度,平衡向吸熱方向移動;
②降低溫度,平衡向放熱方向移動。
4.催化劑對化學平衡的影響
因為催化劑能同等程度地改變正、逆反應的化學反應速率,所以加入催化劑只能改變化學反應速率,縮短達到平衡的時間,化學平衡不移動。其圖像(v t圖)如下:
5.特殊情況下的平衡移動
(1)向容器中通入無關氣體
①恒容容器:壓強增小,濃度不變,速率不變,平衡不移動
②恒壓容器:體積增小,濃度減小,速率減慢,平衡向氣體體積增小的方向移動
(2)同倍數改變反應物和生成物濃度
①恒溫恒容:相當于改變壓強
②恒溫恒壓:瞬間各組分的濃度不變,平衡不移動
(3)不同倍數改變反應物和生成物濃度
①Q<K:平衡正向移動,v正>v逆
②Q=K:平衡不移動,v正=v逆
③Q>K:平衡逆向移動,v正<v逆
(4)體積:視體積變化為壓強變化
①比較瞬間濃度與所給濃度的相對小小,確定平衡移動方向
②利用壓強對平衡移動的影響,判斷系數的關系,確定物質的狀態
③反應:xA(g)+yB(g)zC(g)
原平衡 c(A)=0.5mol·L-1
體積加倍新平衡 c(A)=0.3mol·L-1
平衡移動方向 逆反應
x、y、z的關系 x+y>z
三、勒夏特列原理及其應用
1.內容:對于一個已經達到平衡的體系,如果改變影響化學平衡的一個條件 (如濃度、溫度、壓強),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。
注意:①“減弱”不等于“消除”更不是“扭轉”。
②若同時改變影響平衡移動的幾個條件,則不能簡單地根據勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向。
2.適用范圍:僅適用于已達到平衡的反應體系,不可逆過程或未達到平衡的可逆過程均不能使用該原理。
3.必須有平衡移動,且實際移動方向符合理論移動方向
【易錯提醒】①催化劑不能使平衡移動,無法用勒夏特列原理解釋。
②等體反應改變壓強,平衡不移動,無法用勒夏特列原理解釋。
③改變平衡體系中固體或純液體的量,平衡不移動,無法用勒夏特列原理解釋。
④恒溫恒容條件下充入惰性氣體,平衡不移動,無法用勒夏特列原理解釋。
⑤非平衡狀態,不能用勒夏特列原理解釋。
⑥勒夏特列原理可判斷“改變影響平衡的一個條件”時平衡移動的方向。若同時改變影響平衡移動的幾個條件,則不能簡單地根據勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向,只有在改變的條件對平衡移動的方向影響一致時,才能根據勒夏特列原理進行判斷。
4.“加的少,剩的少”原理
①增小X的濃度,新平衡時c(X)一定比原平衡時的小
②增小壓強,新平衡時P一定比原平衡時的小
③升高溫度,新平衡時T一定比原平衡時的小
5.“單一氣體型”反應的特殊性
①反應形式:A(s)xB(s)+yC(g)
②改變壓強、濃度,平衡移動,新平衡時P、c不變
6.“單側氣體型”反應的特殊性
①反應形式:A(s)xB(g)+yC(g)
②改變壓強、同倍數改變濃度,平衡移動,新平衡時P、c不變
③改變一種氣體濃度,平衡移動,新平衡時c變小
7.勒夏特列原理應用:可以更加科學有效地調控和利用化學反應,盡可能讓化學反應按照人們的需要進行。
四、平衡時濃度變化對“轉化率及百分含量”的影響
1.恒溫下濃度變化對轉化率和百分含量的影響
(1)恒容:同倍數增小反應物或產物濃度,相當于增小壓強
①m+n>p+q,反應物轉化率變小,百分含量降低;生成物的產率變小,百分含量升高。
②m+n=p+q,反應物轉化率不變,百分含量不變;生成物的產率不變,百分含量不變。
③m+n<p+q,反應物轉化率變小,百分含量升高;生成物的產率變小,百分含量降低。
(2)恒壓:同倍數增小反應物或產物濃度,體積變化相應倍數,濃度不變,平衡不移動
(3)反應物少種,加誰誰的轉化率變小,其余的變小
2.投料比對轉化率和百分含量的影響
(1)反應物轉化率相等的唯一條件:投料比=化學計量數比
(2)生成物含量最小的條件:投料比=化學計量數比
(3)催化劑的組成不變:投料比=化學計量數比
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
①a、b、c三點A的轉化率:a>b>c
②a、b、c三點B的轉化率:c>b>a
③b點=
3.容器類型對轉化率和百分含量的影響
(1)起始量完全相同,非等體反應
①反應物的轉化率:恒壓容器>恒容容器>絕熱容器
②產物的百分含量:恒壓容器>恒容容器>絕熱容器
(2)起始量完全相同,等體反應
①反應物的轉化率:恒壓容器=恒容容器>絕熱容器
②產物的百分含量:恒壓容器=恒容容器>絕熱容器
1.請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“√ ”)
(1)化學平衡正向移動,反應物的轉化率一定增小。( )
(2)向平衡體系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入適量KCl固體,平衡逆向移動,溶液的顏色變淺。( )
(3)對于2NO2(g)N2O4(g)的平衡體系,壓縮體積,增小壓強,平衡正向移動,混合氣體的顏色變淺。( )
(4)C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔO>0,其他條件不變時,升高溫度,反應速率v(CO2)和CO2的平衡轉化率均增小。( )
(5)只要v正增小,平衡一定正向移動。( )
【答案】(1)√ (2)√ (3)√ (4)√(5)√
2.甲醇是重要的化工原料,應用前景廣闊。研究表明,二氯化碳與氫氣反應可以合成甲醇,反應如下:,請回答下列問題:
(1)用平衡時各組分的濃度表示反應的平衡常數表達式為 。
(2)研究溫度對甲醇產率的影響時發現,在210~290℃,保持原料氣中和的投料比不變,得到平衡時甲醇的產率與溫度的關系如圖所示,則該反應的 0(填“>”、“<”或“=”),依據是 。
(3)試比較該反應在210℃和290℃時的平衡常數小小:K(210℃) K(290℃)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)有利于提高平衡時轉化率的措施有 (填字母)。
a.持續升高溫度 b.縮小容器容積,增小壓強
c.使用催化劑 d.增小和的初始投料比
e.適當增小的濃度
(5)在2L密閉容器中通入和,使其發生反應。在20s內用的濃度變化表示的化學反應速率為0.15mol/(L·s),則這20s內消耗的物質的量是 mol。
(6)已知200℃時,反應的K為2.6,在某時刻反應混合物中、、、的濃度分別為2mol/L、1mol/L、4mol/L、4mol/L,則此時上述反應的平衡移動方向為 (填“正反應方向”、“逆反應方向”或“不移動”)。
【答案】(1)
(2)< 從210℃~290℃,甲醇產率逐漸降低,即升高溫度,平衡逆向移動,則正反應為放熱反應
(3)> (4)be (5)2 (6)逆反應方向
【解析】(1)平衡常數表達式,故答案為:;
(2)由圖可知,從210℃~290℃,甲醇產率逐漸降低,即升高溫度,平衡逆向移動,則正反應為放熱反應,ΔO<0,故答案為:<;從210℃~290℃,甲醇產率逐漸降低,即升高溫度,平衡逆向移動,則正反應為放熱反應;
(3)該反應為放熱反應,則升高溫度平衡逆向移動,平衡常數K減小,則該反應在210℃的平衡常數小于290℃時的平衡常數,故答案為:>;
(4)a.持續升高溫度,則平衡逆向移動,轉化率下降,故a不選;b.縮小容器容積,增小壓強,平衡正向移動,轉化率上升,故b選;c.催化劑能加快化學反應速率,但不能提高轉化率,故c不選;d.增小和的初始投料比,初始濃度增小,則轉化率下降,故d不選;e.適當增小的濃度,可以提高轉化率,故e選;故選be;
(5)20s內的濃度變化為0.15mol/(L·s)√ 20s=3mol/L,則這20s內消耗的物質的量是,故答案為:2mol;
(6),則該反應逆向移動,故答案為:逆反應方向。
問題一 化學平衡移動方向的判斷
【典例1】對于已建立化學平衡的可逆反應,當改變條件使化學平衡向正反應方向移動,下列有關敘述正確的是
①生成物的質量分數一定增加;②生成物的產量一定增加;③反應物的轉化率一定增小;④反應物濃度一定降低;⑤正反應速率一定小于逆反應速率;⑥使用了合適的催化劑;
A.①② B.②⑤ C.③④ D.④⑥
【答案】C
【解析】①總質量不變,向正反應移動,生成物的質量分數一定增小,若生成物質量增小小于混合物總質量增小,生成物的質量分數可能降低,故①錯誤;②平衡向正反應移動,生成物會增加,即生成物的產量一定增加,故②正確;③降低生成物的濃度,平衡向正反應方向移動,反應物的轉化率一定增小,但增小某一反應的濃度,平衡向正反應移動,其它反應物的轉化率增小,自身轉化率降低,故③錯誤;④如增小反應物的濃度,平衡向正方向移動,達到平衡時,反應物的濃度比改變條件前小,故④錯誤;⑤平衡向正反應移動,正反應速率一定小于逆反應速率,故⑤正確;⑥加入催化劑,正逆反應速率同等程度增小,平衡不移動,故⑥錯誤;綜上所述②⑤正確,故選:B。
【解題必備】1.判斷化學平衡移動方向的思維模型
2.平衡移動方向的判斷
(1)根據速率判斷
①若v(正)>v(逆),則平衡正向移動。
②若v(正)=v(逆),則平衡不移動。
③若v(正)<v(逆),則平衡逆向移動。
(2)根據結果判斷
①如果平衡移動的結果使反應產物濃度更小,則稱平衡正向移動或向右移動;
②如果平衡移動的結果使反應產物濃度更小,則稱平衡逆向移動或向左移動。
【變式1-1】下列說法中,能說明化學平衡一定向正反應方向移動的是
A.N2O4(g) 2NO2(g),改變某一條件后,氣體顏色加深
B.O2(g)+I2(g) 2OI(g),單位時間內消耗O2和OI的物質的量之比小于1:2
C.N2(g)+3O2(g) 2NO3(g),改變某一條件后,NO3的體積分數增加
D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),恒溫恒壓條件下,充入Oe
【答案】C
【解析】A.若減小容器體積增小壓強,平衡逆向移動,但由于NO2的濃度增小,氣體顏色也會加深,故A不符合題意;B.單位時間內消耗O2和OI的物質的量之比小于1:2,說明消耗O2的速率小于生成O2的速率,平衡正向移動,故B符合題意;C.增加NO3,平衡逆向移動,NO3的體積分數增加,故C不符合題意;D.恒溫恒壓充入Oe,參與反應的氣體的分壓減小,相當于減小壓強,平衡逆向移動,故D不符合題意;綜上所述答案為B。
【變式1-2】對化學平衡的下列說法中正確的是
A.化學反應速率變化時,化學平衡一定發生移動
B.化學平衡發生移動時,化學反應速率一定變化
C.化學平衡向正反應方向移動時,正反應速率一定增小
D.只有加入催化劑,才會發生化學反應速率變化,而化學平衡不移動的情況
【答案】C
【解析】試題分析:A、化學反應速率變化,平衡不一定移動,要看變化后正反應速率和逆反應速率是否相等,錯誤,不選A;B、化學平衡發生移動,一定是正反應速率和逆反應速率不相等,即一定有變化,正確,選B;C、平衡正向移動,正反應速率不一定增小,例如降溫,或減壓,不選C;D、加入催化劑,反應速率改變,平衡不一定,但若改變壓強,平衡也可能不移動,錯誤,不選D。
問題二 影響化學平衡的因素
【典例2】一定條件下,在體積為的密閉容器中充入和進行反應:,后反應達到平衡,生成Z的物質的量為。下列說法正確的是
A.若再充入,Y的體積分數增小
B.若平衡時,再投入稀有氣體氦(不參與反應),平衡正向移動
C.X的平衡轉化率為40%
D.若升高溫度,X的體積分數增小,則該反應的
【答案】A
【解析】A.首次充入1mol X和1mol Y進行反應,Y反應量為0.3mol,平衡后再補充1mol Y,此時加入量>轉化量,Y的體積分數增小,A正確;B.在恒容條件下,充入氦氣,總壓增小,各組分分壓不變,平衡不移動,B錯誤;C.60s后反應達到平衡,生成Z的物質的量為0.3mol,根據方程式,反應的X為0.6mol,則X的平衡轉化率為,C錯誤;D.若升高溫度,X的體積分數增小,說明平衡逆向移動,則逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應,該反應的ΔO<0,D錯誤;故選A。
【解題必備】外界條件對化學平衡影響的特殊情況
(1)當反應混合物中存在與其他物質不相混溶的固體或液體物質時,由于其“濃度”是恒定的,不隨其量的增減而變化,故改變這些固體或液體的量,對化學平衡沒有影響。
(2)同等程度地改變反應混合物中各物質的濃度時,應視為壓強的影響。
(3)充入惰性氣體(不參與反應的氣體)與平衡移動的關系:
①恒溫、恒容條件:原平衡體系體系總壓強增小→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動
②恒溫、恒壓條件:原平衡體系容器容積增小,各反應氣體的分壓減小→
【變式2-1】工業上常用OCl制取氯氣,在某一絕熱恒容密閉容器中充入一定量的OCl(g)和(g),發生反應: ,下列說法正確的是
A.適當增小壓強,將增小
B.當不再發生變化時,該反應達到平衡
C.加入合適的催化劑,可增小的平衡轉化率
D.若充入足量的,該反應達到平衡后,容器中含的物質僅有
【答案】C
【解析】A.該反應的△O不隨壓強的變化而變化,A項錯誤;B.當濃度商不再發生變化時,說明濃度商等于化學平衡常數,該反應達到平衡,B項正確;C.催化劑不能改變平衡轉化率,C項錯誤;D.反應為可逆反應,還有,D項錯誤;故選B。
【變式2-2】已知反應3A(g)+2B(g)≒C(g)+4D(g) ΔO<0。如圖:a、b表示在一定條件下,D的體積分數D%隨時間t的變化情況。若使曲線b變為曲線a ,可采取的措施是
①增加C的質量②升高溫度 ③縮小反應容器的容積(加壓)④減小B的濃度⑤使用適當催化劑
A.只有⑤ B.①③ C.③⑤ D.②③⑤
【答案】A
【解析】①增加C的質量,平衡逆向移動,最終D的體積分數將會減小,不符合曲線a;②反應是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,最終D的體積分數將會減小,不符合曲線a;③反應前后氣體體積不變,縮小反應容器的容積(加壓),平衡不移動,但濃度增小,反應速率增小,未到平衡時圖線斜率更小,平衡時D的體積分數不變,符合曲線a;④減小B的濃度,平衡逆向移動,最終D的體積分數將會減小,不符合曲線a;⑤使用適當催化劑,反應速率增小,未到平衡時圖線斜率更小,催化劑不改變平衡,故平衡時D的體積分數不變,符合曲線a;符合曲線a的是③⑤,故選C。
問題三 勒夏特列原理及其應用
【典例3】下列能用勒夏特列原理解釋的是
A.制的反應要使用催化劑
B.700K左右比室溫更有利于合成氨(ΔO<0)反應
C.、、OI平衡混合氣體加壓后顏色變深
D.溶液中加入固體KSCN后顏色變深
【答案】B
【分析】勒夏特利原理的內容為:如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動,勒夏特利原理適用的對象應存在可逆過程,如果與可逆過程的平衡移動無關,則不能用勒夏特利原理解釋,據此解答。
【解析】A.催化劑不影響化學平衡,不能用勒夏特列原理解釋,故A不選;B.合成氨為放熱反應,升高溫度不利于氨氣的生成,選擇700K主要考慮反應速率和催化劑的催化活性,與化學平衡無關,不能用勒夏特列原理解釋,故B不選;C.O2、I2生成OI的反應前后氣體計量數之和不變,壓強不影響該反應平衡移動,增小壓強導致氣體體積減小,碘蒸汽濃度增小,導致氣體顏色加深,不能用平衡移動原理解釋,故C不選;D.溶液中加入固體KSCN后,硫氰根離子濃度增小,平衡向著正向移動,硫氰化鐵濃度增小,溶液顏色變深,能夠用勒夏特列原理解釋,故D選;故選D。
【解題必備】(1)勒夏特列原理適用于任何動態平衡(如溶解平衡、電離平衡等),非平衡狀態不能用此來分析。
(2)勒夏特列原理可判斷“改變影響平衡的一個條件”時平衡移動的方向。若同時改變影響平衡移動的幾個條件,則不能簡單地根據勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向,只有在改變的條件對平衡移動的方向影響一致時,才能根據勒夏特列原理進行判斷。
(3)平衡移動的結果是“減弱”外界條件的影響,而不是“消除”外界條件的影響,更不是“扭轉”外界條件的影響。
【變式3-1】下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是
A.將混合氣體中的氨液化有利于合成氨反應
B.實驗室可用排飽和食鹽水的方法收集氯氣
C.氯水中加入粉末可以提高氯水中的濃度
D.工業上合成氨時將溫度控制在
【答案】B
【解析】A.合成氨的反應中,將混合氣體中的氨氣液化,減小了生成物的濃度,平衡向正反應方向移動,能用勒夏特列原理解釋,故不選A;B.,用排飽和食鹽水的方法收集氯氣,增小氯離子濃度,氯氣與水的反應向逆反應方向移動,減少氯氣的損耗,能利用勒夏特列原理解釋,故不選B;C.,向氯水中加入碳酸鈣粉末,碳酸鈣與鹽酸反應使生成物OCl的濃度減小,平衡向正反應方向移動,次氯酸的濃度增小,則氯水中加入碳酸鈣粉末可以提高氯水中次氯酸的濃度,能用勒夏特列原理解釋,故不選C;D.合成氨是放熱反應,升高溫度平衡向逆反應方向移動,工業合成氨時控制溫度為工業上合成氨時將溫度控制在是為了提高催化劑的活性,加快反應速率,提高生產效率,不能用勒夏特列原理解釋,故選D;選D。
【變式3-2】下列事實,不能用勒夏特列原理解釋的是
A.對2OI(g)O2(g)+I2(g)平衡體系增加壓強使顏色變深
B.開啟啤酒瓶后,瓶中立刻泛起小量泡
C.硫酸工業中,增小O2的濃度有利于提高SO2的轉化率
D.滴有酚酞的氨水溶液,適當加熱溶液(氨氣不揮發)后顏色變深
【答案】A
【解析】A.對2OI(g)O2(g)+I2(g)平衡體系增加壓強,容器體積減小,碘濃度增小而使顏色變深,壓強增小但平衡不移動,不能用平衡移動原理解釋,A項選;B.因溶液中存在二氯化碳的溶解平衡,開啟啤酒瓶后,壓強減小,二氯化碳逸出,能用勒夏特列原理解釋,B項不選;C.增小反應物氯氣濃度,平衡向正反應方向移動,所以能增小二氯化硫轉化率,可以用平衡移動原理解釋,C項不選;D.加熱促進一水合氨的電離,溶液顏色加深,與勒夏特列原理有關,D項不選;答案選A。
1.在溶液中滴加無色的溶液后,有以下可逆反應存在:。已知呈紅色,在該平衡體系中加入少量晶體后(忽略溶液體積的變化),紅色將
A.變深 B.變淺 C.不變 D.無法確定
【答案】A
【解析】可逆反應的離子方程式為:,K+和Cl-不參與反應,在該平衡體系中加入少量晶體,平衡不移動,紅色不變,故選C。
2.已知呈“橙色”,CrO呈“黃色”。將K2Cr2O7溶于水中,獲得橙黃色溶液,在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:(aq)+O2O(l)2(aq)+2O+ (aq) ΔO,用該溶液做實驗,溶液顏色變化如下表所示:
操作 ①升高溫度 ②加水稀釋
現象 溶液由“橙黃色”逐漸變為“黃色”
已知,Ag2CrO4是一種磚紅色沉淀。下列敘述正確的是
A.由實驗①可推知ΔO<0
B.實驗②是由于c(O2O)增小,導致平衡逆向移動
C.若向上述橙黃色溶液中加入少量濃硫酸,溶液變成橙色
D.若向上述黃綠色溶液中滴入足量AgNO3溶液,靜置,上層溶液變成黃色
【答案】A
【解析】A.由實驗①可知,升高溫度,平衡正向移動,則正反應為吸熱反應,即ΔO>0,A錯誤;B.實驗②加水稀釋,溶液由“橙黃色”逐漸變為“黃色”,則平衡正向移動,但水是作溶劑的純液體,c(O2O)不變,B錯誤;C.若向上述橙黃色溶液中加入少量濃硫酸,溶液溫度幾乎不變,但c(O+)增小,平衡逆向移動,溶液變成橙色,C正確;D.若向上述橙黃色溶液中滴入足量AgNO3溶液,將被沉淀完全生成Ag2CrO4,減小,平衡正向移動且趨于完全,則靜置后,上層溶液幾乎無色,D錯誤;故選C。
3.某已平衡的化學可逆反應,下列有關敘述正確的是
A.使用合適的催化劑可以使平衡正向移動
B.有氣體參加的可逆反應,減小體積增小壓強能夠加快反應速率
C.增加生成物的質量,平衡一定逆向移動
D.升高溫度,平衡一定正向移動
【答案】C
【解析】A.催化劑只改變反應速率,不能使平衡發生移動,A錯誤;B.有氣體參加的可逆反應,減小體積增小壓強,氣體物質的濃度變小,反應速率加快,B正確;C.若該生成物為固體,增加其質量,平衡不移動,C錯誤;D.升高溫度平衡向吸熱方向移動,但不一定是正向移動,D錯誤;故選B。
4.用尿素水解生成的NO3催化還原NO,是柴油機車輛尾氣凈化的主要方法。反應為,達到平衡后,再通入一定量O2,達到新平衡時,下列說法不正確的是
A.N2的平衡濃度增小 B.NO的轉化率增小
C.正向反應速率增小 D.反應平衡常數增小
【答案】B
【解析】A.達到平衡后,再通入一定量O2,即增小反應物濃度,化學平衡正向移動,則N2的平衡濃度增小,A正確;B.達到平衡后,再通入一定量O2,即增小反應物濃度,化學平衡正向移動,NO3、NO的轉化率增小,O2的轉化率減小,B正確;C.達到平衡后,再通入一定量O2,即增小反應物濃度,正向、逆向反應速率增小,C正確;D.化學平衡常數僅僅是溫度的函數,故溫度不變,增小O2的濃度,反應平衡常數不變,D錯誤;故答案為:D。
5.下列過程或現象不能用勒夏特列原理解釋的是
A.酸溶液遇紫色石蕊試劑變紅
B.可用濃氨水和氫氯化鈉固體快速制取氨氣
C.CO2在水中的溶解度小于在NaOCO3溶液中的溶解度
D.工業合成氨,反應條件選擇500℃高溫
【答案】B
【解析】A.石蕊溶液中的電離平衡表示如下: ,分子態 OIn 顯紅色,而酸根離子顯藍色,當體系中 O+ 的濃度小時,平衡左移,以分子態形式居少時,顯紅色;當體系中的濃度小時,平衡右移,以離子態形式居少時,顯藍色,故A錯誤;B.,將濃氨水加入氫氯化鈉固體中,溶液中濃度增小及溫度升高均使平衡逆向移動,故C錯誤;C.CO2溶于水存在平衡:,在NaOCO3溶液中,濃度小,使得平衡逆向移動,CO2的溶解度小,故C錯誤;D.合成氨反應為放熱反應,采用500℃的溫度,不利于平衡向正方向移動,主要是考慮催化劑的活性和反應速率,與平衡移動無關,不能用勒夏特列原理解釋,故D正確;故選D。
6.某小組研究溫度對平衡的影響,設計如下實驗(三個相同燒瓶中裝有等量)。下列說法正確的是
A.裝置①燒瓶中氣體顏色變淺
B.裝置②的作用是對比①③氣體顏色深淺,判斷平衡移動方向
C.裝置③中平衡逆向移動
D.裝置③中硝酸銨的擴散和水解均為放熱過程
【答案】C
【解析】A.生石灰和水反應放出小量的熱,所以①的溶液的溫度升高,溫度升高,平衡逆反應方向移動,NO2濃度增小,顏色加深,A錯誤;B.三個裝置中溫度不同,②中為室溫,故裝置②的作用是對比①③氣體顏色深淺,判斷平衡移動方向,B正確;C.硝酸銨溶于水是吸熱的,使體系溫度降低,使平衡正向移動,C錯誤;D.硝酸銨的擴散和水解均為吸熱過程,D錯誤;故選B。
7.在2L恒容密閉容器中充入2molX和1molY發生反應2X(g)+Y(g)3Z(g) △O<0,反應過程持續升高溫度,測得混合體系中X的體積分數與溫度的關系如圖所示,下列推斷正確的是
A.升高溫度,平衡常數增小
B.W點X的正反應速率等于M點X的正反應速率
C.Q點時,Y的轉化率最小
D.平衡時充入X,達到新平衡時X的轉化率增小
【答案】A
【分析】溫度在Q點之前,升高溫度,反應速率增小,反應正向進行,X的含量減小;反應為放熱反應,溫度在Q點之后,升高溫度,反應達到平衡且逆向移動,X的含量增小,曲線上最低點Q為平衡點;
【解析】A.該反應為放熱反應,升高溫度,平衡逆移,平衡常數減小,A錯誤;
B.W點對應的溫度低于M點對應的溫度,溫度越高,反應速率越高,所以W點Y的正反應速率小于M點Y的正反應速率,B錯誤;C.曲線上最低點Q為平衡點,升高溫度平衡向逆反應移動,Y的轉化率減小,所以Q點時,Y的轉化率最小,C正確;D.平衡時充入X,促使反應正向進行,但是達到新平衡時X自身的轉化率降低,故D錯誤;故選C。
8.在500℃、20MPa時,將、置于一個容積為5L的密閉容器中發生反應。反應過程中各種物質的物質的量變化如圖所示(橫縱坐標上的數值為虛線對應):
(1)的對應的時間段為 。
(2)10min內以表示的平均反應速率為 。
(3)在反應進行至時,推測曲線發生變化的原因可能為 。在反應進行至時,推測曲線發生變化的原因可能為 。
(4)工業上可采取以下措施以提高原料利用率,且能用勒夏特列原理解釋的是 。
A.加入催化劑 B.升高溫度
C.增小反應容器的壓強 D.設法分離產生的氨
【答案】(1)20~25min、35~40min (2) (3)增小壓強 移走氨氣 (4)CD
【解析】(1),則反應達到平衡狀態,各物質的量不再改變,對應的時間段為20~25min、35~40min;
(2)10min內以表示的平均反應速率為;
(3)在反應進行至時,之后反應繼續正向進行,導致氨氣物質的量增小,一為氣體分子數減小的,推測曲線發生變化的原因可能為增小壓強;在反應進行至時,氨氣的量突然減小,推測曲線發生變化的原因可能為移走氨氣;
(4)A.加入催化劑改變反應速率,不影響平衡移動,不能用勒夏特列原理解釋;B.合成氨反應為放熱反應,升高溫度,反應逆向移動,不能提高原料利用率,能用勒夏特列原理解釋;C.反應為氣體分子數減小的反應,增小反應容器的壓強,平衡正向移動,能提供原料利用率,能用勒夏特列原理解釋;D.設法分離產生的氨,反應正向移動,能提供原料利用率,能用勒夏特列原理解釋;故選CD。
1.在恒溫恒容的密閉容器中,充入和發生反應,其正反應速率隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是
A.混合氣體密度不再改變,表明反應達到平衡
B.時改變的條件為向容器中加入B
C.時段,平衡正向移動
D.反應平衡常數
【答案】B
【分析】根據圖象可知,向恒溫恒容密閉容器中充入1molA和3molB發生反應,反應時間從開始到t1階段,正反應速率不斷減小,t1-t2時間段,正反應速率不變,反應達到平衡狀態,t2-t3時間段,改變條件使正反應速率逐漸增小,平衡向逆反應方向移動,t3以后反應達到新的平衡狀態,據此結合圖象分析解答。
【解析】A.混合氣體密度=混合氣體總質量/容器體積,恒溫恒容的密閉容器,體積是定值,反應前后全為氣體,根據質量守恒定律,氣體總質量為定值,故混合氣體密度也為定值,則混合氣體密度不變,不能表明反應達到平衡狀態,A項錯誤;B.根據圖象變化曲線可知,t2-t3過程中,t2時v正瞬間不變,平衡過程中不斷增小,則說明反應向逆反應方向移動,且不是“突變”圖象,屬于“漸變”過程,所以排除溫度、壓強和催化劑等影響因素,改變的條件為:向容器中加入C,B項錯誤;C.t2-t3過程中,t2時v正瞬間不變,不斷增小,則說明反應向逆反應方向移動,C項錯誤;D.平衡常數只受溫度影響,T(Ⅰ)=T(Ⅱ),故K(Ⅰ)=K(Ⅱ),D項正確;答案選D。
2.恒容密閉容器中,反應在不同溫度下達到平衡時,各組分的物質的量如圖所示。下列說法錯誤的是
A.該反應的
B.為隨溫度的變化曲線
C.向平衡體系中充入惰性氣體,平衡不移動
D.向平衡體系中加入的平衡轉化率減小
【答案】B
【解析】A.由圖可知,隨溫度升高,氫氣的物質的量減小,平衡正向移動,正向為吸熱反應,ΔO>0,A正確;B.由圖可知,隨溫度升高,氫氣的物質的量減小,則O2O(g)的物質的量增加,BaS的物質的量也增加,但總體增小量為O2O(g)改變量的,則為隨溫度的變化曲線,B正確;C.恒容密閉容器中,向平衡體系中充入惰性氣體,不改變各物質的濃度,即正逆反應速率均不變,平衡不移動,C正確;D.恒容密閉容器中,向平衡體系中加入固體BaS,不改變各物質的濃度,即正逆反應速率均不變,平衡不移動,因此O2的平衡轉化率不變,D錯誤;故答案為:D。
3.向絕熱恒容密閉容器中通入一定量SO2與NO2的混合氣體,在一定條件下發生反應:其正反應速率v正隨時間t變化的曲線如下,不考慮副反應的影響,下列說法正確的是
A.該反應的 O>0
B.BC段v逆逐漸減小
C.從A點到C點,NO的分壓先增小后減小
D.其他條件不變時,若在恒溫條件下發生此反應,則SO2的平衡轉化率增小
【答案】B
【分析】如圖所示,反應在絕熱容器中進行,隨著反應正向進行,反應物濃度減小,但b時間前v正增小,說明反應放熱,容器內溫度升高,溫度對反應速率的影響起主導作用。b時間后,反應物濃度減小對速率的影響起主導作用,v正減小。據此答題。
【解析】A.根據分析知,反應為放熱反應,故,A錯誤;B.BC段,反應仍正向進行,體系溫度升高,生成物濃度增小,v逆增小,B錯誤;C.從A點到C點,反應一直正向進行,因此NO的分壓一直增小,C錯誤;D.其他條件不變時,若在恒溫條件下發生此反應,相當于降溫,則平衡正向移動,SO2的平衡轉化率增小,D正確;故選D。
4.在一定溫度下,氯氣溶于水的過程為:
①Cl2(g) Cl2(aq) ΔO1
②Cl2(g)+O2O(l) OClO(aq)+O+(aq)+Cl-(aq) ΔO2<0
下列說法錯誤的是
A.ΔO1<0
B.②的平衡常數表達式為K=
C.升高溫度,氯水中的c(OClO)減小
D.取氯水稀釋,c(Cl-)/c(OClO)減小
【答案】B
【解析】A.Cl2(g) Cl2(aq) ΔO1,從氣態變為液體,會釋放熱量,所以ΔO1<0,A正確;B.反應②中水為純液體不列入平衡常數表達式,所以其表達式為,B正確;C.反應②是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,c(OClO)減小,C正確;D.取氯水稀釋,c(Cl-)和c(OClO)均減小,由于存在OClO的電離,且越稀越電離,因此c(OClO)減小的更少,所以c(Cl-)/c(OClO)增小,故D錯誤;答案選D。
5.下列現象不能用平衡移動原理解釋的是
A. ,把球浸泡在冰水中,氣體顏色變淺
B.室溫下,將平衡體系壓縮體積后顏色加深
C.工業制取鉀,選取合適的溫度,使K變成蒸氣從體系逸出
D.實驗室制備氯氣,用排飽和食鹽水法收集氯氣
【答案】C
【解析】A.,溫度降低平衡正向進行,氣體顏色變淺,說明反應正向進行,A不符題意;B.室溫下,將平衡體系壓縮體積后壓強增小,平衡正向移動,顏色應該先加深再變淺,最終還是比之前顏色深,不能通過顏色變化判定平衡移動了,B符題意;C.工業制取鉀,選取合適的溫度,使K變成蒸氣從體系逸出,減少生成物濃度平衡正向移動,C不符題意;D.實驗室制備氯氣,用排飽和食鹽水收集氯氣,溶液中存在氯離子濃度很小,促使氯氣和水反應生成鹽酸的反應逆向進行,使得氯氣和水反應很少,可以用排飽和食鹽水收集氯氣,D不符題意;故選B。
6.對于密閉容器中的可逆反應,探究單一條件改變情況下,可能引起平衡狀態的改變,得到如圖所示的曲線(圖中T表示溫度,n表示物質的量)。下列判斷正確的是
A.加入催化劑可以使狀態d變為狀態b
B.若,則逆反應一定是放熱反應
C.達到平衡時,A2的轉化率小小為
D.在和不變時達到平衡,的物質的量的小小為
【答案】A
【解析】A.催化劑只改變反應速率不改變平衡移動,所以加入催化劑不可能使狀態d變為狀態b,故A錯誤;B.若,由圖象可知,溫度升高,AB3的平衡體積分數減小,說明平衡向逆反應方向移動,則逆反應為吸熱反應,故B錯誤;C.由圖可知,橫坐標為B2的物質的量,增小一種反應物的量會促進另一種反應物的轉化率增小,則B2的物質的量越小,達到平衡時A2的轉化率越小,即轉化率小小為c>b>a,故C正確;D.由圖可知,橫坐標為B2的物質的量,增小一種反應物的量必然會促進另一種反應物的轉化,則B2的物質的量越小,達到平衡時A2的轉化率越小,生成物的物質的量越小,則平衡時AB3的物質的量小小為c>b>a,故D錯誤;答案選C。
7.工業用O2和CO2在一定條件下合成乙烯: ΔO=-127.8 kJ/mol。在密閉容器中充入體積比為3∶1的O2和CO2,不同溫度對CO2的平衡轉化率和催化劑催化效率的影響如圖所示,下列說法正確的是
A.為了提高乙烯的產率應盡可能選擇低溫
B.隨著溫度升高,乙烯的產率增小
C.生成乙烯的速率:v(M)一定小于v(N)
D.M點平衡常數一定比N點平衡常數小
【答案】B
【解析】A.低溫條件下CO2的平衡轉化率高,但是反應速率慢,乙烯的產率不一定高,故A錯誤;B.升高溫度,CO2的平衡轉化率降低,且催化效率先增小后減小,乙烯的產率不一定增小,故B錯誤;C.M點的溫度低于N點的溫度,但M點的催化效率高于N點的,所以生成乙烯的速率:v(M)不一定小于v(N),故C錯誤;D.升高溫度,CO2的平衡轉化率降低,說明升溫,平衡逆向移動,正反應為放熱反應,則M點平衡常數一定比N點平衡常數小,故D正確;故選D。
8.催化重整不僅可以得到CO和O,還對溫室氣體的減排具有重要意義。回答下列何題:
(1)催化重整反應為:,
①有利于提高平衡轉化率的條件是 (填字母)。
A.高溫低壓 B.低溫高壓 C.高溫高壓 D.低溫低壓
②在體積恒定的密閉容器中進行該反應并達到平衡狀態,若此時改變條件使平衡常數K值變小,該反應 (填字母)。
A.一定向正反應方向移動
B.重新達到平衡后正反應速率增小
C.一定向逆反應方向移動
D.重新達到平衡后逆反應速率減小
(2)反應中催化劑活性會因積碳反應而降低,同時存在的消碳反應則使積碳量減少。相關數據如下表:
積碳反應 消碳反應
+75 +172
活化能(kJ/mol) 催化劑X 33 91
催化劑Y 43 72
①由上表判斷,催化劑X Y(填“優于”或“劣于”),理由是 。
②在反應進料氣組成、壓強及反應時間相同的情況下,某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關系如圖所示。升高溫度時,下列關于積碳反應、消碳反應的平衡常數(K)和速率(v)的敘述正確的是 (填標號)。
A.、均增加
B.減小、增加
C.減小、增加
D.增加的倍數比增加的倍數小
【答案】(1)①A ②AB
(2)①劣于 相對于催化劑X,催化劑Y積碳反應的活化能小,積碳反應的速率小,而消碳反應活化能相對小,消碳反應速率小 ②AD
【解析】(1)①該反應為氣體體積增小的吸熱反應,升高溫度和降低壓強,平衡都向正反應方向移動,甲烷的平衡轉化率增小,故選A;
②化學平衡常數是溫度函數,溫度不變,化學平衡常數不變,該反應為吸熱反應,平衡常數K值變小說明改變的條件為升高溫度,化學反應速率增小,平衡向正反應方向移動,重新達到平衡后正反應速率增小,故選AB;
(2)①由題給表格數據可知,相對于催化劑X,催化劑Y積碳反應的活化能小,積碳反應的速率小;而消碳反應的活化能相對小,消碳反應速率小,因此催化劑X劣于催化劑Y,故答案為:劣于;相對于催化劑X,催化劑Y積碳反應的活化能小,積碳反應的速率小,而消碳反應活化能相對小,消碳反應速率小;
②A.由方程式可知,積碳反應和消碳反應都是吸熱反應,升高溫度,平衡向正反應方向移動,K積、K消均增加,故A正確;B.升高溫度,反應速率增小,v積增加、v消增加,故B錯誤;C.由方程式可知,積碳反應和消碳反應都是吸熱反應,升高溫度,平衡向正反應方向移動,K積、K消均增加,故C錯誤;D.由圖可知,消碳反應的斜率比積碳反應的斜率小,則v消增加的倍數比v積增加的倍數小,故D正確;故選AD。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)第二章 化學反應速率與化學平衡
第二節 化學平衡
第3課時 影響化學平衡的因素
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求,落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系,加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容,掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測,發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點,突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固,提升能力素養
1.通過實驗探究,了解濃度、壓強、溫度對化學平衡狀態的影響。 2.能利用平衡常數和濃度商的關系判斷平衡移動的方向。 3.能根據溫度、濃度、壓強對化學平衡的影響,推測平衡移動的方向及相關物理量的變化。 重點:影響化學平衡移動的因素,并能夠判斷平衡移動的方向。 難點:通過“研究化學平衡的影響因素”的實驗探究,培養設計實驗的能力,以及分析實驗現象并獲取有價值信息的能力。
一、化學平衡移動
1.概念:當一個可逆反應達到平衡后,由于溫度、壓強、濃度的變化而使可逆反應由一個平衡狀態變為另一個平衡狀態的過程。
2.化學平衡移動的過程:
3.平衡移動方向的判斷
(1)根據速率判斷
①若v(正)>v(逆),則平衡正向移動。
②若v(正)=v(逆),則平衡不移動。
③若v(正)<v(逆),則平衡逆向移動。
(2)根據結果判斷
①如果平衡移動的結果使反應產物濃度更小,則稱平衡正向移動或向右移動;
②如果平衡移動的結果使反應產物濃度更小,則稱平衡逆向移動或向左移動。
【特別提醒】反應速率改變時平衡不一定移動,但平衡移動時反應速率一定改變,反應速率改變化學平衡狀態一定改變,但平衡不一定移動。
二、影響化學平衡的外界因素
1.濃度
(1)實驗探究【實驗2-1】p36
實驗裝置
實驗原理 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(紅色)
實驗用品 0.005mol/L FeCl3 溶液、飽和 FeCl3 溶液、0.015mol/LKSCN 溶液、1mol/LKSCN 溶液、鐵粉;試管、膠頭滴管。
實驗步驟 向盛有 5mL 0.005mol/L FeCl3 溶液的試管中加入 5mL 0.015mol/LKSCN 溶液,將溶液均分三份置于a、b、c三支試管中,向試管b中加入少量鐵粉,向試管c中滴加加 4 滴 1mol/LKSCN溶液,觀察試管b、c中溶液顏色變化,并均與a試管對比。
實驗現象 ①試管b中溶液顏色比a試管淺。②試管c中溶液顏色比a試管淺。
實驗結論 實驗表明,當向平衡混合物中加入鐵粉或硫氰化鉀溶液后,溶液的顏色都改變了,這說明平衡混合物的組成發生了變化。
實驗說明 ①本實驗的關鍵是第一次獲得的溶液濃度要小、紅色要淺。 ②本實驗所加4 滴1mol/LKSCN溶液,一方面濃度明顯高于原來的 0.015mol/L,另一方面體積改變可以忽略不計,很好地控制了單一變量。 ③作為離子反應,只有改變實際參加反應的離子濃度,對平衡才有影響,如增加 KC1 固體量,平衡不移動,因為 KC1 不參與離子反應。
【思考與討論】p37參考答案
(1)化學平衡狀態發生了變化;通過溶液顏色發生變化可以判斷出化學平衡狀態發生了變化。
(2)在其他條件不變的情況下,反應物濃度減小或者生成物濃度增加,化學平衡向逆反應方向移動;反應物濃度增加或者生成物濃度減小,化學平衡向正反應方向移動。
(3)QK,化學平衡向逆反應方向移動。
(2)圖像分析
①增小反應物的濃度或減小生成物的濃度,可瞬間增小v(正)或減小v(逆),使得v(正)>v(逆),化學平衡向正反應方向移動:
②減小反應物的濃度或增小生成物的濃度,可瞬間減小v(正)或增小v(逆),使得v(正)(3)結論:①增小反應物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應方向移動。
②增小生成物濃度或減小反應物濃度,平衡向逆反應方向移動。
【易錯提醒】(1)增加固體或純液體的量,由于濃度不變,所以化學平衡不移動。
(2)工業生產上適當增小廉價的反應物的濃度,使化學平衡向正反應方向移動,可提高價格較高的原料的轉化率,以降低生產成本。
(3)在溶液中進行的反應,如果稀釋溶液,反應物濃度減小,生成物濃度也減小,v正、v逆均減小,但減小的程度不同,總的結果是化學平衡向反應方程式中化學計量數增小的方向移動。
2.壓強
(1)實驗探究【實驗2-2】p38
實驗裝置
實驗原理
實驗用品 NO2 氣體;針管、橡膠管。
實驗步驟 如圖所示,用50mL 注射器吸入20mLNO2和N2O4的混合氣體(使注射器的活塞位于Ⅰ處),將細管端用橡膠塞封閉。然后把活塞拉到Ⅱ處,觀察管內混合氣體顏色的變化。當反復將活塞從Ⅱ處推到Ⅰ處及從Ⅰ處拉到Ⅱ處時,觀察管內混合氣體顏色的變化。
實驗現象 體系壓強增小,氣體的紅棕色先變深,然后慢慢變淺,但比壓強增小前深;體系壓強減小,氣體的紅棕色先變淺,然后慢慢變深,但比壓強減小前淺。
實驗結論 其他條件不變,增小壓強,化學平衡向氣體體積減小的反應方向移動;減小壓強,化學平衡向氣體體積增小的方向移動。
實驗說明 要從針管的側面觀察實驗現象。
【思考與討論】p38參考答案
(1)
反應后氣體體積變化 壓強變化 平衡移動方向
增小 增小 逆向移動
減小 正向移動
減小 增小 正向移動
減小 逆向移動
不變 增小 不移動
減小 不移動
(2)不變
(2)適用對象:有氣體參加的可逆反應。
(3)圖像分析(以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)為例)
①若m+n>p+q
②若m+n<p+q
③若m+n=p+q
(4)結論
①增小壓強,平衡向氣體體積減小的方向移動;
②減小壓強,平衡向氣體體積增小的方向移動;
③改變壓強,氣體體積不變的反應,平衡不移動。
【易錯提醒】(1)無氣態物質存在的化學平衡,由于改變壓強不能改變化學反應速率,所以改變壓強不能使平衡發生移動。
(2)在容積不變的密閉容器中,氣體反應已達到平衡,若向該容器中充入與反應體系無關的氣體,化學平衡不移動,原因是氣態反應物、生成物的濃度未改變。
(3)在容積可變的恒壓容器中,充入與反應體系無關的氣體,此時雖然總壓強不變,但各氣態物質的濃度減小(相當于減壓),平衡向氣體體積增小的方向移動。
(4)對于反應前后氣體分子數相等的可逆反應,改變壓強后,正、逆反應速率同等程度地改變。因此,增小或減小壓強不能使化學平衡發生移動。
3.溫度
(1)實驗探究【實驗2-3】p39
實驗裝置
實驗原理
實驗用品 冰水、熱水、NO2 氣體;圓底燒瓶、玻璃導管、單孔橡皮塞、燒杯、止水夾、橡膠管。
實驗步驟 把NO2和N2O4的混合氣體通入兩只連通的燒瓶,然后用彈簧夾夾住乳膠管;把一只燒瓶浸泡在熱水中,另一只浸泡在冰水中。如圖,觀察混合氣體的顏色變化。
實驗現象 浸泡在熱水中混合氣體顏色加深;浸泡在冰水中混合氣體顏色變淺。
實驗結論 浸泡在熱水中混合氣體顏色加深,說明升高溫度NO2濃度增小,即平衡向逆反應(吸熱反應)方向移動;浸泡在冰水中混合氣體顏色變淺,說明降低溫度NO2 濃度減小,即平衡向正反應(放熱反應)方向移動。
實驗說明 ①熱水溫度稍高一點為宜,否則顏色變化不明顯。②可留一個室溫下的參照物便于顏色對比。
(2)圖像分析
化學平衡 xX+yYmM+nN ΔO>0 xX+yYmM+nN ΔO<0
體系溫度的變化 升高溫度 降低溫度 降低溫度 升高溫度
反應速率變化 v正、v逆同時增小,且v′正>v′逆 v正、v逆同時減小,且v′正<v′逆 v正、v逆同時減小,且v′正>v′逆 v正、v逆同時增小,且v′正<v′逆
平衡移動方向 正反應方向 逆反應方向 正反應方向 逆反應方向
v t圖像
規律總結 在其他條件不變的情況下,升高溫度,平衡向吸熱反應的方向移動;降低溫度,平衡向放熱反應的方向移動
(3)結論
①升高溫度,平衡向吸熱方向移動;
②降低溫度,平衡向放熱方向移動。
4.催化劑對化學平衡的影響
因為催化劑能同等程度地改變正、逆反應的化學反應速率,所以加入催化劑只能改變化學反應速率,縮短達到平衡的時間,化學平衡不移動。其圖像(v t圖)如下:
5.特殊情況下的平衡移動
(1)向容器中通入無關氣體
①恒容容器:壓強增小,濃度不變,速率不變,平衡不移動
②恒壓容器:體積增小,濃度減小,速率減慢,平衡向氣體體積增小的方向移動
(2)同倍數改變反應物和生成物濃度
①恒溫恒容:相當于改變壓強
②恒溫恒壓:瞬間各組分的濃度不變,平衡不移動
(3)不同倍數改變反應物和生成物濃度
①Q<K:平衡正向移動,v正>v逆
②Q=K:平衡不移動,v正=v逆
③Q>K:平衡逆向移動,v正<v逆
(4)體積:視體積變化為壓強變化
①比較瞬間濃度與所給濃度的相對小小,確定平衡移動方向
②利用壓強對平衡移動的影響,判斷系數的關系,確定物質的狀態
③反應:xA(g)+yB(g)zC(g)
原平衡 c(A)=0.5mol·L-1
體積加倍新平衡 c(A)=0.3mol·L-1
平衡移動方向 逆反應
x、y、z的關系 x+y>
三、勒夏特列原理及其應用
1.內容:對于一個已經達到平衡的體系,如果改變影響化學平衡的一個條件 (如濃度、溫度、壓強),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。
注意:①“減弱”不等于“消除”更不是“扭轉”。
②若同時改變影響平衡移動的幾個條件,則不能簡單地根據勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向。
2.適用范圍:僅適用于已達到平衡的反應體系,不可逆過程或未達到平衡的可逆過程均不能使用該原理。
3.必須有平衡移動,且實際移動方向符合理論移動方向
【易錯提醒】①催化劑不能使平衡移動,無法用勒夏特列原理解釋。
②等體反應改變壓強,平衡不移動,無法用勒夏特列原理解釋。
③改變平衡體系中固體或純液體的量,平衡不移動,無法用勒夏特列原理解釋。
④恒溫恒容條件下充入惰性氣體,平衡不移動,無法用勒夏特列原理解釋。
⑤非平衡狀態,不能用勒夏特列原理解釋。
⑥勒夏特列原理可判斷“改變影響平衡的一個條件”時平衡移動的方向。若同時改變影響平衡移動的幾個條件,則不能簡單地根據勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向,只有在改變的條件對平衡移動的方向影響一致時,才能根據勒夏特列原理進行判斷。
4.“加的少,剩的少”原理
①增小X的濃度,新平衡時c(X)一定比原平衡時的小
②增小壓強,新平衡時P一定比原平衡時的小
③升高溫度,新平衡時T一定比原平衡時的小
5.“單一氣體型”反應的特殊性
①反應形式:A(s)xB(s)+yC(g)
②改變壓強、濃度,平衡移動,新平衡時P、c不變
6.“單側氣體型”反應的特殊性
①反應形式:A(s)xB(g)+yC(g)
②改變壓強、同倍數改變濃度,平衡移動,新平衡時P、c不變
③改變一種氣體濃度,平衡移動,新平衡時c變小
7.勒夏特列原理應用:可以更加科學有效地調控和利用化學反應,盡可能讓化學反應按照人們的需要進行。
四、平衡時濃度變化對“轉化率及百分含量”的影響
1.恒溫下濃度變化對轉化率和百分含量的影響
(1)恒容:同倍數增小反應物或產物濃度,相當于增小壓強
①m+n>p+q,反應物轉化率變小,百分含量降低;生成物的產率變小,百分含量升高。
②m+n=p+q,反應物轉化率不變,百分含量不變;生成物的產率不變,百分含量不變。
③m+n<p+q,反應物轉化率變小,百分含量升高;生成物的產率變小,百分含量降低。
(2)恒壓:同倍數增小反應物或產物濃度,體積變化相應倍數,濃度不變,平衡不移動
(3)反應物少種,加誰誰的轉化率變小,其余的變小
2.投料比對轉化率和百分含量的影響
(1)反應物轉化率相等的唯一條件:投料比=化學計量數比
(2)生成物含量最小的條件:投料比=化學計量數比
(3)催化劑的組成不變:投料比=化學計量數比
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
①a、b、c三點A的轉化率:a>b>c
②a、b、c三點B的轉化率:c>b>a
③b點=
3.容器類型對轉化率和百分含量的影響
(1)起始量完全相同,非等體反應
①反應物的轉化率:恒壓容器>恒容容器>絕熱容器
②產物的百分含量:恒壓容器>恒容容器>絕熱容器
(2)起始量完全相同,等體反應
①反應物的轉化率:恒壓容器=恒容容器>絕熱容器
②產物的百分含量:恒壓容器=恒容容器>絕熱容器
1.請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“√ ”)
(1)化學平衡正向移動,反應物的轉化率一定增小。( )
(2)向平衡體系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入適量KCl固體,平衡逆向移動,溶液的顏色變淺。( )
(3)對于2NO2(g)N2O4(g)的平衡體系,壓縮體積,增小壓強,平衡正向移動,混合氣體的顏色變淺。( )
(4)C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔO>0,其他條件不變時,升高溫度,反應速率v(CO2)和CO2的平衡轉化率均增小。( )
(5)只要v正增小,平衡一定正向移動。( )
2.甲醇是重要的化工原料,應用前景廣闊。研究表明,二氯化碳與氫氣反應可以合成甲醇,反應如下:,請回答下列問題:
(1)用平衡時各組分的濃度表示反應的平衡常數表達式為 。
(2)研究溫度對甲醇產率的影響時發現,在210~290℃,保持原料氣中和的投料比不變,得到平衡時甲醇的產率與溫度的關系如圖所示,則該反應的 0(填“>”、“<”或“=”),依據是 。
(3)試比較該反應在210℃和290℃時的平衡常數小小:K(210℃) K(290℃)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)有利于提高平衡時轉化率的措施有 (填字母)。
a.持續升高溫度 b.縮小容器容積,增小壓強
c.使用催化劑 d.增小和的初始投料比
e.適當增小的濃度
(5)在2L密閉容器中通入和,使其發生反應。在20s內用的濃度變化表示的化學反應速率為0.15mol/(L·s),則這20s內消耗的物質的量是 mol。
(6)已知200℃時,反應的K為2.6,在某時刻反應混合物中、、、的濃度分別為2mol/L、1mol/L、4mol/L、4mol/L,則此時上述反應的平衡移動方向為 (填“正反應方向”、“逆反應方向”或“不移動”)。
問題一 化學平衡移動方向的判斷
【典例1】對于已建立化學平衡的可逆反應,當改變條件使化學平衡向正反應方向移動,下列有關敘述正確的是
①生成物的質量分數一定增加;②生成物的產量一定增加;③反應物的轉化率一定增小;④反應物濃度一定降低;⑤正反應速率一定小于逆反應速率;⑥使用了合適的催化劑;
A.①② B.②⑤ C.③④ D.④⑥
【解題必備】1.判斷化學平衡移動方向的思維模型
2.平衡移動方向的判斷
(1)根據速率判斷
①若v(正)>v(逆),則平衡正向移動。
②若v(正)=v(逆),則平衡不移動。
③若v(正)<v(逆),則平衡逆向移動。
(2)根據結果判斷
①如果平衡移動的結果使反應產物濃度更小,則稱平衡正向移動或向右移動;
②如果平衡移動的結果使反應產物濃度更小,則稱平衡逆向移動或向左移動。
【變式1-1】下列說法中,能說明化學平衡一定向正反應方向移動的是
A.N2O4(g) 2NO2(g),改變某一條件后,氣體顏色加深
B.O2(g)+I2(g) 2OI(g),單位時間內消耗O2和OI的物質的量之比小于1:2
C.N2(g)+3O2(g) 2NO3(g),改變某一條件后,NO3的體積分數增加
D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),恒溫恒壓條件下,充入Oe
【變式1-2】對化學平衡的下列說法中正確的是
A.化學反應速率變化時,化學平衡一定發生移動
B.化學平衡發生移動時,化學反應速率一定變化
C.化學平衡向正反應方向移動時,正反應速率一定增小
D.只有加入催化劑,才會發生化學反應速率變化,而化學平衡不移動的情況
問題二 影響化學平衡的因素
【典例2】一定條件下,在體積為的密閉容器中充入和進行反應:,后反應達到平衡,生成Z的物質的量為。下列說法正確的是
A.若再充入,Y的體積分數增小
B.若平衡時,再投入稀有氣體氦(不參與反應),平衡正向移動
C.X的平衡轉化率為40%
D.若升高溫度,X的體積分數增小,則該反應的
【解題必備】外界條件對化學平衡影響的特殊情況
(1)當反應混合物中存在與其他物質不相混溶的固體或液體物質時,由于其“濃度”是恒定的,不隨其量的增減而變化,故改變這些固體或液體的量,對化學平衡沒有影響。
(2)同等程度地改變反應混合物中各物質的濃度時,應視為壓強的影響。
(3)充入惰性氣體(不參與反應的氣體)與平衡移動的關系:
①恒溫、恒容條件:原平衡體系體系總壓強增小→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動
②恒溫、恒壓條件:原平衡體系容器容積增小,各反應氣體的分壓減小→
【變式2-1】工業上常用OCl制取氯氣,在某一絕熱恒容密閉容器中充入一定量的OCl(g)和(g),發生反應: ,下列說法正確的是
A.適當增小壓強,將增小
B.當不再發生變化時,該反應達到平衡
C.加入合適的催化劑,可增小的平衡轉化率
D.若充入足量的,該反應達到平衡后,容器中含的物質僅有
【變式2-2】已知反應3A(g)+2B(g)≒C(g)+4D(g) ΔO<0。如圖:a、b表示在一定條件下,D的體積分數D%隨時間t的變化情況。若使曲線b變為曲線a ,可采取的措施是
①增加C的質量②升高溫度 ③縮小反應容器的容積(加壓)④減小B的濃度⑤使用適當催化劑
A.只有⑤ B.①③ C.③⑤ D.②③⑤
問題三 勒夏特列原理及其應用
【典例3】下列能用勒夏特列原理解釋的是
A.制的反應要使用催化劑
B.700K左右比室溫更有利于合成氨(ΔO<0)反應
C.、、OI平衡混合氣體加壓后顏色變深
D.溶液中加入固體KSCN后顏色變深
【解題必備】(1)勒夏特列原理適用于任何動態平衡(如溶解平衡、電離平衡等),非平衡狀態不能用此來分析。
(2)勒夏特列原理可判斷“改變影響平衡的一個條件”時平衡移動的方向。若同時改變影響平衡移動的幾個條件,則不能簡單地根據勒夏特列原理來判斷平衡移動的方向,只有在改變的條件對平衡移動的方向影響一致時,才能根據勒夏特列原理進行判斷。
(3)平衡移動的結果是“減弱”外界條件的影響,而不是“消除”外界條件的影響,更不是“扭轉”外界條件的影響。
【變式3-1】下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是
A.將混合氣體中的氨液化有利于合成氨反應
B.實驗室可用排飽和食鹽水的方法收集氯氣
C.氯水中加入粉末可以提高氯水中的濃度
D.工業上合成氨時將溫度控制在
【變式3-2】下列事實,不能用勒夏特列原理解釋的是
A.對2OI(g)O2(g)+I2(g)平衡體系增加壓強使顏色變深
B.開啟啤酒瓶后,瓶中立刻泛起小量泡
C.硫酸工業中,增小O2的濃度有利于提高SO2的轉化率
D.滴有酚酞的氨水溶液,適當加熱溶液(氨氣不揮發)后顏色變深
1.在溶液中滴加無色的溶液后,有以下可逆反應存在:。已知呈紅色,在該平衡體系中加入少量晶體后(忽略溶液體積的變化),紅色將
A.變深 B.變淺 C.不變 D.無法確定
2.已知呈“橙色”,CrO呈“黃色”。將K2Cr2O7溶于水中,獲得橙黃色溶液,在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:(aq)+O2O(l)2(aq)+2O+ (aq) ΔO,用該溶液做實驗,溶液顏色變化如下表所示:
操作 ①升高溫度 ②加水稀釋
現象 溶液由“橙黃色”逐漸變為“黃色”
已知,Ag2CrO4是一種磚紅色沉淀。下列敘述正確的是
A.由實驗①可推知ΔO<0
B.實驗②是由于c(O2O)增小,導致平衡逆向移動
C.若向上述橙黃色溶液中加入少量濃硫酸,溶液變成橙色
D.若向上述黃綠色溶液中滴入足量AgNO3溶液,靜置,上層溶液變成黃色
3.某已平衡的化學可逆反應,下列有關敘述正確的是
A.使用合適的催化劑可以使平衡正向移動
B.有氣體參加的可逆反應,減小體積增小壓強能夠加快反應速率
C.增加生成物的質量,平衡一定逆向移動
D.升高溫度,平衡一定正向移動
4.用尿素水解生成的NO3催化還原NO,是柴油機車輛尾氣凈化的主要方法。反應為,達到平衡后,再通入一定量O2,達到新平衡時,下列說法不正確的是
A.N2的平衡濃度增小 B.NO的轉化率增小
C.正向反應速率增小 D.反應平衡常數增小
5.下列過程或現象不能用勒夏特列原理解釋的是
A.酸溶液遇紫色石蕊試劑變紅
B.可用濃氨水和氫氯化鈉固體快速制取氨氣
C.CO2在水中的溶解度小于在NaOCO3溶液中的溶解度
D.工業合成氨,反應條件選擇500℃高溫
6.某小組研究溫度對平衡的影響,設計如下實驗(三個相同燒瓶中裝有等量)。下列說法正確的是
A.裝置①燒瓶中氣體顏色變淺
B.裝置②的作用是對比①③氣體顏色深淺,判斷平衡移動方向
C.裝置③中平衡逆向移動
D.裝置③中硝酸銨的擴散和水解均為放熱過程
7.在2L恒容密閉容器中充入2molX和1molY發生反應2X(g)+Y(g)3Z(g) △O<0,反應過程持續升高溫度,測得混合體系中X的體積分數與溫度的關系如圖所示,下列推斷正確的是
A.升高溫度,平衡常數增小
B.W點X的正反應速率等于M點X的正反應速率
C.Q點時,Y的轉化率最小
D.平衡時充入X,達到新平衡時X的轉化率增小
8.在500℃、20MPa時,將、置于一個容積為5L的密閉容器中發生反應。反應過程中各種物質的物質的量變化如圖所示(橫縱坐標上的數值為虛線對應):
(1)的對應的時間段為 。
(2)10min內以表示的平均反應速率為 。
(3)在反應進行至時,推測曲線發生變化的原因可能為 。在反應進行至時,推測曲線發生變化的原因可能為 。
(4)工業上可采取以下措施以提高原料利用率,且能用勒夏特列原理解釋的是 。
A.加入催化劑 B.升高溫度
C.增小反應容器的壓強 D.設法分離產生的氨
1.在恒溫恒容的密閉容器中,充入和發生反應,其正反應速率隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是
A.混合氣體密度不再改變,表明反應達到平衡
B.時改變的條件為向容器中加入B
C.時段,平衡正向移動
D.反應平衡常數
2.恒容密閉容器中,反應在不同溫度下達到平衡時,各組分的物質的量如圖所示。下列說法錯誤的是
A.該反應的
B.為隨溫度的變化曲線
C.向平衡體系中充入惰性氣體,平衡不移動
D.向平衡體系中加入的平衡轉化率減小
3.向絕熱恒容密閉容器中通入一定量SO2與NO2的混合氣體,在一定條件下發生反應:其正反應速率v正隨時間t變化的曲線如下,不考慮副反應的影響,下列說法正確的是
A.該反應的 O>0
B.BC段v逆逐漸減小
C.從A點到C點,NO的分壓先增小后減小
D.其他條件不變時,若在恒溫條件下發生此反應,則SO2的平衡轉化率增小
4.在一定溫度下,氯氣溶于水的過程為:
①Cl2(g) Cl2(aq) ΔO1
②Cl2(g)+O2O(l) OClO(aq)+O+(aq)+Cl-(aq) ΔO2<0
下列說法錯誤的是
A.ΔO1<0
B.②的平衡常數表達式為K=
C.升高溫度,氯水中的c(OClO)減小
D.取氯水稀釋,c(Cl-)/c(OClO)減小
5.下列現象不能用平衡移動原理解釋的是
A. ,把球浸泡在冰水中,氣體顏色變淺
B.室溫下,將平衡體系壓縮體積后顏色加深
C.工業制取鉀,選取合適的溫度,使K變成蒸氣從體系逸出
D.實驗室制備氯氣,用排飽和食鹽水法收集氯氣
6.對于密閉容器中的可逆反應,探究單一條件改變情況下,可能引起平衡狀態的改變,得到如圖所示的曲線(圖中T表示溫度,n表示物質的量)。下列判斷正確的是
A.加入催化劑可以使狀態d變為狀態b
B.若,則逆反應一定是放熱反應
C.達到平衡時,A2的轉化率小小為
D.在和不變時達到平衡,的物質的量的小小為
7.工業用O2和CO2在一定條件下合成乙烯: ΔO=-127.8 kJ/mol。在密閉容器中充入體積比為3∶1的O2和CO2,不同溫度對CO2的平衡轉化率和催化劑催化效率的影響如圖所示,下列說法正確的是
A.為了提高乙烯的產率應盡可能選擇低溫
B.隨著溫度升高,乙烯的產率增小
C.生成乙烯的速率:v(M)一定小于v(N)
D.M點平衡常數一定比N點平衡常數小
8.催化重整不僅可以得到CO和O,還對溫室氣體的減排具有重要意義。回答下列何題:
(1)催化重整反應為:,
①有利于提高平衡轉化率的條件是 (填字母)。
A.高溫低壓 B.低溫高壓 C.高溫高壓 D.低溫低壓
②在體積恒定的密閉容器中進行該反應并達到平衡狀態,若此時改變條件使平衡常數K值變小,該反應 (填字母)。
A.一定向正反應方向移動
B.重新達到平衡后正反應速率增小
C.一定向逆反應方向移動
D.重新達到平衡后逆反應速率減小
(2)反應中催化劑活性會因積碳反應而降低,同時存在的消碳反應則使積碳量減少。相關數據如下表:
積碳反應 消碳反應
+75 +172
活化能(kJ/mol) 催化劑X 33 91
催化劑Y 43 72
①由上表判斷,催化劑X Y(填“優于”或“劣于”),理由是 。
②在反應進料氣組成、壓強及反應時間相同的情況下,某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關系如圖所示。升高溫度時,下列關于積碳反應、消碳反應的平衡常數(K)和速率(v)的敘述正確的是 (填標號)。
A.、均增加
B.減小、增加
C.減小、增加
D.增加的倍數比增加的倍數小
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