資源簡介

第二章　化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第二節(jié)　化學(xué)平衡
第2課時　化學(xué)平衡常數(shù)
基礎(chǔ)過關(guān)練
題組一　　化學(xué)平衡常數(shù)的概念理解與表達(dá)式
1.列關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述正確的是 (　　)
A.當(dāng)反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的濃度商等于平衡常數(shù)時,該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
B.平衡常數(shù)的大小與物質(zhì)起始濃度有關(guān)
C.K值越大,反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率越小
D.溫度一定,對于給定的化學(xué)反應(yīng),正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為相反數(shù)
2.一定條件下,某可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 (　　)
A.M(g)+3N(g) 2Q(g)+R(g)
B.2Q(g)+R(g) M(g)+3N(g)
C.Q(g)+N(g)
D.R(g)
題組二　　化學(xué)平衡常數(shù)的相關(guān)計算
3.已知:2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)　ΔH1=+566.0 kJ·mol-1;S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH2=-296.0 kJ·mol-1。已知某反應(yīng)的平衡常數(shù)K=,則該反應(yīng)的焓變?yōu)?(　　)
A.-540.0 kJ·mol-1　　　　B.+540.0 kJ·mol-1
C.-270.0 kJ·mol-1　　　　D.+270.0 kJ·mol-1
4.加熱N2O5依次發(fā)生的分解反應(yīng)為①N2O5(g) N2O3(g)+O2(g),②N2O3(g) N2O(g)+O2(g)。在容積為2 L的密閉容器中充入8 mol N2O5,加熱到t ℃,達(dá)到平衡狀態(tài)后O2為9 mol,N2O3為3.4 mol。則t ℃時反應(yīng)①的平衡常數(shù)的值為 (　　)
A.8.5　　　B.9.6　　　C.10.2　　　D.17.0
5.在800 ℃時,體積為1 L的密閉容器中,可逆反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。已知CO(g)和H2O(g)的起始濃度均為0.01 mol/L時,H2(g)的平衡濃度為0.005 mol/L。此時若再充入0.02 mol的H2O(g),重新達(dá)到新平衡時,H2(g)的平衡濃度為 (　　)
A.0.006 0 mol/L　　　　B.0.007 5 mol/L
C.0.008 0 mol/L　　　　D.0.010 mol/L
6.一定溫度下,在一個容積為1 L的密閉容器中,充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),發(fā)生反應(yīng)H2(g)+I2(g) 2HI(g),經(jīng)充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,生成的HI(g)占?xì)怏w體積的50%;該溫度下,在另一個容積為2 L的密閉容器中充入1 mol HI(g)發(fā)生反應(yīng)HI(g)I2(g)。則下列判斷正確的是 (　　)
A.前一反應(yīng)的平衡常數(shù)為1
B.后一反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.5
C.后一反應(yīng)達(dá)到平衡時,H2的濃度為0.25 mol·L-1
D.后一反應(yīng)達(dá)到平衡時,HI(g)的濃度為0.5 mol·L-1
能力提升練
題組一　　化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用
1.(經(jīng)典題)在一定溫度下,下列反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值如下:
①2NO(g) N2(g)+O2(g)　K1=1×1030
②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　K2=2×1081
③2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)　K3=4×10-92
以下說法正確的是 (　　)
A.該溫度下,反應(yīng)①的平衡常數(shù)表達(dá)式為K1=c(N2)·c(O2)
B.該溫度下,反應(yīng)2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)的平衡常數(shù)的數(shù)值為5×10-82
C.該溫度下,反應(yīng)①、反應(yīng)②的逆反應(yīng)、反應(yīng)③產(chǎn)生等量O2的傾向由大到小的順序為反應(yīng)①>反應(yīng)③>反應(yīng)②的逆反應(yīng)
D.該溫度下,某時刻反應(yīng)③中CO2(g)、CO(g)、O2(g)的濃度分別為2×10-5 mol/L、2×10-10 mol/L、1×10-10 mol/L,此時反應(yīng)正向進(jìn)行
2.某溫度下,在①、②兩個恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g),K=2.25。物質(zhì)的起始濃度如表所示,下列說法正確的是 (　　)
容器編號 起始濃度/(mol·L-1)
H2 CO2 H2O(g) CO
① 0.1 0.1 0 0
② 0.2 0.1 0.2 0.1
A.反應(yīng)開始時,②中反應(yīng)逆向進(jìn)行
B.平衡時,①中c(CO2)=0.04 mol·L-1
C.①中反應(yīng)達(dá)平衡時,各組分濃度相同
D.①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率為40%
題組二　　化學(xué)平衡常數(shù)與平衡轉(zhuǎn)化率的綜合考查
3.將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的原理為CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0。500 ℃時,在容積為1 L的恒容密閉容器中充入1 mol CO2、3 mol H2,測得CO2濃度與CH3OH濃度隨時間的變化關(guān)系如圖所示。下列結(jié)論錯誤的是 (　　)
A.曲線X也可以表示H2O(g)的濃度變化
B.500 ℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3
C.平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為75%
D.從反應(yīng)開始到10 min時,H2的平均反應(yīng)速率為0.225 mol·L-1·min-1
4.T ℃時,向某恒溫恒容密閉容器中充入等物質(zhì)的量的CH4(g)和CO2(g),發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g),測得體系中CH4(g)和CO(g)的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖所示。下列說法錯誤的是 (　　)
A.點(diǎn)B的坐標(biāo)為(5,)
B.反應(yīng)進(jìn)行到5 min時,反應(yīng)達(dá)到平衡
C.CO2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率約為33.3%
D.T ℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
5.已知可逆反應(yīng):M(g)+N(g) P(g)+Q(g)　ΔH>0。在某溫度下,反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1。達(dá)到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為60%。請回答下列問題:
(1)此時N的轉(zhuǎn)化率為　　　　。
(2)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1;達(dá)到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a=　　　　。
(3)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度為c(M)=c(N)=b mol·L-1,達(dá)到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為　　　　(已知≈1.414)。
題組三　　壓強(qiáng)平衡常數(shù)
6.溫度為T時,將NH4HS(s)置于抽成真空的容器中,當(dāng)NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)達(dá)到平衡時,測得體系的總壓強(qiáng)為6 kPa,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp為 (　　)
A.6 (kPa)2　　　　B.9 (kPa)2
C.8 (kPa)2　　　　D.36 (kPa)2
7.(經(jīng)典題)T ℃時,向容積為2 L的剛性容器中充入1 mol CO2和一定量的H2發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+2H2(g) HCHO(g)+H2O(g),達(dá)到平衡時,HCHO的分壓(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))與起始的關(guān)系如圖所示。已知:初始加入2 mol H2時,容器內(nèi)混合氣體的總壓強(qiáng)為1.2p kPa。下列說法正確的是 (　　)
A.5 min時反應(yīng)達(dá)到c點(diǎn)平衡狀態(tài),0~5 min內(nèi)v(H2)=0.2 mol·L-1·min-1
B.隨著增大,HCHO(g)的平衡分壓的百分比不斷增大
C.b點(diǎn)時反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= kPa-1
D.由圖像可得到:Kp(a)8.甲醇催化加CO可以制取甲酸甲酯。回答下列問題:
(1)在容積恒為2 L的密閉容器中充入2 mol CH3OH(g)和2 mol CO(g),在一定溫度下發(fā)生反應(yīng):CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g),測得容器內(nèi)的壓強(qiáng)隨時間的變化如表所示。
t/min 0 2 4 6 8 10 12 14
p/kPa p0 — 0.8p0 — — 0.7p0 0.7p0 0.7p0
在此條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=　　　　kPa-1(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(2)一定溫度下,向恒容密閉容器中通入等物質(zhì)的量的C2H6和H2,初始壓強(qiáng)為100 kPa,發(fā)生反應(yīng)C2H6(g) C2H4(g)+H2(g)　ΔH>0,乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為20%。平衡時體系的壓強(qiáng)為　　　　kPa,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=　　　　kPa(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
答案與分層梯度式解析
基礎(chǔ)過關(guān)練
1.A 2.C 3.C 4.A 5.B 6.B
1.A　當(dāng)反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的濃度商等于平衡常數(shù)時,該反應(yīng)的正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),A正確;對于一個確定的反應(yīng),平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與物質(zhì)起始濃度無關(guān),B錯誤;通常,K值越大,反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率越大,C錯誤;對于給定的化學(xué)反應(yīng),溫度一定時,正反應(yīng)與逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù),D錯誤。
2.C　一定條件下,該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K==,M、N為生成物,Q、R為反應(yīng)物,則化學(xué)方程式為Q(g)+R(g) M(g)+N(g)。
3.C　根據(jù)K=可知反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(s)　ΔH3,由蓋斯定律可知,ΔH3=-(ΔH2+ΔH1)=-(-296.0 kJ·mol-1+566.0 kJ·mol-1)=-270.0 kJ·mol-1。
4.A
根據(jù)題目信息:達(dá)到平衡狀態(tài)后O2為9 mol,N2O3為3.4 mol,則有:x+y=、x-y=,解得x=3.1,y=1.4。所以反應(yīng)①的平衡常數(shù)K===8.5。
5.B　兩次反應(yīng)的溫度相同,所以平衡常數(shù)不變,列三段式:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
初始濃度/
(mol/L) 0.01 0.01 0 0
轉(zhuǎn)化濃度/
(mol/L) 0.005 0.005 0.005 0.005
平衡濃度/
(mol/L) 0.005 0.005 0.005 0.005
此時,K==1。再充入0.02 mol H2O(g)后,設(shè)H2O(g)的轉(zhuǎn)化濃度為x mol·L-1,列三段式:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
初始濃度/
(mol/L) 0.005 0.025 0.005 0.005
轉(zhuǎn)化濃度/
(mol/L) x x x x
平衡濃度/
(mol/L) 0.005-x 0.025-x 0.005+x 0.005+x
此時K===1,解得x=0.002 5,此時氫氣的濃度為(0.005+0.002 5) mol·L-1=0.007 5 mol·L-1,B正確。
6.B　該反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)不變,前一反應(yīng)在1 L的密閉容器中,充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),生成的HI(g)占?xì)怏w體積的50%,生成n(HI)=(1+1) mol×50%=1 mol,根據(jù)三段式分析:
H2(g)+I2(g) 2HI(g)
c始/(mol·L-1) 1 1 0
Δc/(mol·L-1) 0.5 0.5 1
c平/(mol·L-1) 0.5 0.5 1
則平衡常數(shù)K1===4,溫度相同,平衡常數(shù)相同,后一反應(yīng)的平衡常數(shù)K2===0.5,A錯誤,B正確;設(shè)后一反應(yīng)達(dá)平衡時c(H2)=x mol·L-1,根據(jù)三段式分析:
HI(g) H2(g)+I2(g)
c始/(mol·L-1) 0.5 0 0
Δc/(mol·L-1) 2x x x
c平/(mol·L-1) 0.5-2x x x
則K2==0.5,解得x=0.125,故平衡時c(HI)=0.25 mol·L-1,C、D錯誤。
能力提升練
1.B 2.B 3.B 4.B 6.B 7.C
1.B　該溫度下,反應(yīng)①的平衡常數(shù)表達(dá)式為K1=,A錯誤;該溫度下,反應(yīng)2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)的平衡常數(shù)的數(shù)值為==5×10-82,B正確;該溫度下,反應(yīng)①、反應(yīng)②的逆反應(yīng)、反應(yīng)③的平衡常數(shù)分別為1×1030、5×10-82、4×10-92,產(chǎn)生等量O2的傾向由大到小的順序為反應(yīng)①>反應(yīng)②的逆反應(yīng)>反應(yīng)③,C錯誤;該溫度下,某時刻反應(yīng)③的Q===1×10-20>4×10-92,反應(yīng)逆向進(jìn)行,D錯誤。
2.B　②中反應(yīng)開始時,Q===13.B　由題圖結(jié)合題給化學(xué)方程式,曲線X表示CH3OH(g)濃度的變化,曲線Y表示CO2(g)濃度的變化,化學(xué)方程式中CH3OH和H2O的化學(xué)計量數(shù)相同,故曲線X也可以表示H2O(g)濃度變化,A正確;由題圖可知,反應(yīng)在10 min時達(dá)到平衡狀態(tài),此時c(CO2)=0.25 mol·L-1,c(H2)=3 mol·L-1-3×(1-0.25) mol·L-1=0.75 mol·L-1,c(CH3OH)=c(H2O)=0.75 mol·L-1,平衡常數(shù)K=≈5.33,B錯誤;根據(jù)B項分析可知,平衡時c(H2)=0.75 mol·L-1,起始濃度為=3 mol·L-1,氫氣的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%,C正確;10 min時氫氣的濃度變化量為3 mol·L-1-0.75 mol·L-1=2.25 mol·L-1,平均反應(yīng)速率為=0.225 mol·L-1·min-1,D正確。
4.B　在5 min時CH4(g)的濃度減小(1-) mol·L-1= mol·L-1,反應(yīng)產(chǎn)生CO的濃度為 mol·L-1,B點(diǎn)的坐標(biāo)為(5,),A正確;反應(yīng)進(jìn)行到5 min后,CH4(g)的濃度還在減小,說明反應(yīng)正向進(jìn)行,B錯誤;平衡時CH4(g)的濃度與CO2(g)的濃度相等,等于 mol·L-1,開始時CO2(g)的濃度為1.00 mol·L-1,故CO2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%≈33.3%,C正確;根據(jù)圖像分析可知,T ℃時,達(dá)到平衡后c(CH4)=c(CO2)=c(CO)=c(H2)= mol·L-1,則根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知K==,D正確。
5.答案　(1)25%　(2)6　(3)41.4%
解析　(1)根據(jù)已知條件列出“三段式”:
M(g)+N(g) P(g)+Q(g)
起始/(mol·L-1) 1 2.4 0 0
轉(zhuǎn)化/(mol·L-1) 0.6 0.6 0.6 0.6
平衡/(mol·L-1) 0.4 1.8 0.6 0.6
N的轉(zhuǎn)化率為×100%=25%。
(2)溫度不變,平衡常數(shù)不變,K===,解得a=6。
(3)溫度不變,平衡常數(shù)不變,設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x,則K==,則=,解得x≈41.4%。
6.B　平衡時總壓強(qiáng)為6 kPa,所以p(NH3)=p(H2S)=3 kPa。Kp=3 kPa×3 kPa=9 (kPa)2。
7.C　設(shè)平衡時反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量為x mol,根據(jù)c點(diǎn)列出三段式:
CO2(g)+2H2(g) HCHO(g)+H2O(g)
起始/mol 1　 2　 0　 0
轉(zhuǎn)化/mol x　 2x　 x　 x
平衡/mol 1-x　 2-2x　 x　 x
平衡時氣體的總壓強(qiáng)為p平=×1.2p kPa,則平衡時HCHO的分壓為×p平=××1.2p kPa=0.2p kPa,解得x=0.5,故p平=p kPa。5 min時達(dá)到c點(diǎn)平衡狀態(tài),則0~ 5 min內(nèi)v(H2)==0.1 mol·L-1·min-1,A錯誤;0<<2時,隨著增大,平衡正向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率增大,HCHO的平衡分壓增大,HCHO的平衡分壓的百分比增大,>2時,隨著增大,H2的平衡分壓會越來越大,HCHO的平衡分壓增大,但其平衡分壓百分比減小,B錯誤;b、c點(diǎn)溫度相同,其Kp相同,由以上分析可知c點(diǎn)時p(CO2)=×p kPa=0.2p kPa,同理p(H2)=0.4p kPa,p(HCHO)=p(H2O)=0.2p kPa,即Kp== kPa-1= kPa-1,C正確;由于溫度相同,故平衡常數(shù)不變,則Kp(a)=Kp(b)=Kp(c),D錯誤。
8.答案　(1)　(2)110　15
解析　(1)設(shè)平衡時CH3OH反應(yīng)了x mol,列出三段式:
CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g)
起始物質(zhì)
的量/mol 2 2 0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)
的量/mol x x x
平衡物質(zhì)
的量/mol 2-x 2-x x
反應(yīng)后總物質(zhì)的量為(4-x) mol,T、V一定時,n和p成正比,所以=,解得x=1.2,則反應(yīng)后總物質(zhì)的量為2.8 mol,CH3OH、CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同,為==,HCOOCH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為==,則Kp== kPa-1= kPa-1。
(2)假設(shè)C2H6、H2起始物質(zhì)的量均為1 mol,乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為20%,列出三段式:
C2H6(g) C2H4(g)+H2(g)　n總
起始物質(zhì)
的量/mol 1 0 1 2
轉(zhuǎn)化物質(zhì)
的量/mol 0.2 0.2 0.2
平衡物質(zhì)
的量/mol 0.8 0.2 1.2 2.2
設(shè)平衡時總壓強(qiáng)為x,根據(jù)T、V一定時,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比得到=,解得x=110 kPa;即平衡時體系的總壓強(qiáng)為110 kPa,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp==15 kPa。
15(共34張PPT)
第二節(jié) 化學(xué)平衡
知識點(diǎn) 1 化學(xué)平衡狀態(tài)
必備知識 清單破
1.化學(xué)平衡狀態(tài)的建立
　　以合成氨反應(yīng)(N2+3H2 2NH3)為例,分析化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程。
從反應(yīng)物開始建立(N2與H2的化合反應(yīng)) 從生成物開始建立(NH3的分解反應(yīng))

從反應(yīng)物開始建立(N2與H2的化合反應(yīng)) 從生成物開始建立(NH3的分解反應(yīng))

特別提醒 化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān),即在相同條件下,若投料量相同,可逆反應(yīng)不管從正
反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,不管是一次性投料,還是分多次投料,最終達(dá)到的化學(xué)平衡是相
同的。
2.化學(xué)平衡狀態(tài)的概念
　　一定條件下的可逆反應(yīng)體系中,當(dāng)正、逆反應(yīng)的速率相等時,反應(yīng)物和生成物的濃度均
保持不變,即體系的組成不隨時間而改變,這表明該反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“限度”,這時
的狀態(tài)稱之為化學(xué)平衡狀態(tài)。
3.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征

4.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法【詳見定點(diǎn)1】
知識點(diǎn) 2 化學(xué)平衡常數(shù)
1.表達(dá)式
對于一般的可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),當(dāng)在一定溫度下達(dá)到平衡時,平衡常數(shù)
K= (固體和純液體的濃度被視為常數(shù),通常不列入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中)。
特別提醒 對于確定的化學(xué)反應(yīng),K只受溫度影響,與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。
2.化學(xué)平衡常數(shù)與化學(xué)方程式的關(guān)系
(1)正、逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)互為倒數(shù)。
(2)若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)都變成原來的n倍或原來的 ,則化學(xué)平衡常數(shù)變?yōu)?br/>原來的n次冪或 次冪。
(3)兩化學(xué)方程式相加得到新的化學(xué)方程式,其化學(xué)平衡常數(shù)是兩反應(yīng)平衡常數(shù)的乘積。
3.平衡常數(shù)的應(yīng)用
(1)判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度
K <10-5 10-5~105 >105
反應(yīng)程度 很難進(jìn)行 反應(yīng)可逆 反應(yīng)接近完全
(2)判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或進(jìn)行的方向
　　對于化學(xué)反應(yīng)aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)的任意狀態(tài),濃度商Q= 。
①Q(mào)②Q=K,可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài);
③Q>K,可逆反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。
(3)計算平衡轉(zhuǎn)化率:利用物質(zhì)的起始濃度和平衡常數(shù)可計算平衡時各物質(zhì)的濃度,從而計算
反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率。
4.平衡轉(zhuǎn)化率
(1)概念:平衡時已轉(zhuǎn)化的某反應(yīng)物的量占轉(zhuǎn)化前該反應(yīng)物的量的百分比。常用α表示。
(2)表達(dá)式
　　對于可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)來說:
α(A)= ×100%
α(A)= ×100%
特別提醒 ①平衡轉(zhuǎn)化率能更直觀地表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度。
②同一化學(xué)反應(yīng)用不同的反應(yīng)物表示的平衡轉(zhuǎn)化率不一定相等。當(dāng)各反應(yīng)物的起始物質(zhì)的
量之比等于化學(xué)方程式中各反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)之比時,各反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率相等。
5.“三段式”法突破平衡常數(shù)(K )、轉(zhuǎn)化率等的相關(guān)計算【詳見定點(diǎn)2】
6.壓強(qiáng)平衡常數(shù)(Kp)的計算【詳見定點(diǎn)3】
知識點(diǎn) 3 影響化學(xué)平衡的因素
1.化學(xué)平衡的移動

2.影響化學(xué)平衡的因素
改變的外界條件(其他條件不變) 化學(xué)平衡移動的方向
濃度 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度 向正反應(yīng)方向移動
減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度 向逆反應(yīng)方向移動
壓強(qiáng)(對有 氣體參加的 反應(yīng)) 反應(yīng)前后氣 體體積改變 增大壓強(qiáng)(減小容器的容積) 向氣體分子總數(shù)減小的方向移動
減小壓強(qiáng)(增大容器的容積) 向氣體分子總數(shù)增大的方向移動
反應(yīng)前后氣 體體積不變 改變壓強(qiáng) 平衡不移動
改變的外界條件(其他條件不變) 化學(xué)平衡移動的方向
溫度 升高溫度 向吸熱反應(yīng)方向移動
降低溫度 向放熱反應(yīng)方向移動
催化劑 同等程度地改變v正、v逆,平衡不移動 特別提醒 (1)固體或純液體的濃度被視為常數(shù),故改變固體或純液體的量,對化學(xué)平衡無影響。
(2)對同一可逆反應(yīng),若正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,v正、v逆都增大,但v正增大的程度更大,即v正'>
v逆',平衡向吸熱反應(yīng)方向移動;降低溫度,v正、v逆都減小,但v正減小的程度更大,即v正'向放熱反應(yīng)方向移動。
(3)充入與反應(yīng)無關(guān)的氣體與平衡移動的關(guān)系
①恒溫、恒容 p總增大 體系中參與反應(yīng)的組分的濃度不變 平衡不移動。
②恒溫、恒壓 容器容積增大 體系中參與反應(yīng)的組分的濃度減小(等效于減壓)
。
3.勒夏特列原理
　　對于一個已經(jīng)達(dá)到平衡的體系,如果改變影響化學(xué)平衡的一個條件(如參加反應(yīng)的物質(zhì)
的濃度、溫度、壓強(qiáng)),平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。
知識辨析
1.可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3)一定為2∶
1∶2,這種說法對嗎
2.化學(xué)反應(yīng)速率改變,化學(xué)平衡一定發(fā)生移動,這種說法對嗎
3.對于一個平衡體系,改變條件后氣體顏色加深,說明化學(xué)平衡一定發(fā)生移動,這種說法對嗎
4.反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在恒溫恒容密閉容器中達(dá)平衡后,再充入一定量N2,平衡正移,
平衡常數(shù)變大,這種說法對嗎
5.可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大,其化學(xué)反應(yīng)速率越快,這種說法對嗎
6.反應(yīng)A(g)+B(g) C(g)達(dá)到平衡后,增加A的量使平衡向正反應(yīng)方向移動,則A、B的轉(zhuǎn)化
率均增大,這種說法對嗎
一語破的
1.不對。達(dá)到平衡狀態(tài)時,各組分濃度保持不變,但其濃度之比不一定等于化學(xué)計量數(shù)之比。
2.不對。平衡移動的本質(zhì)是v正≠v逆,所以化學(xué)平衡發(fā)生移動,化學(xué)反應(yīng)速率一定改變;如果
正、逆反應(yīng)速率變化的趨勢和程度都相同,化學(xué)平衡不發(fā)生移動。
3.不對。如H2(g)+Br2(g) 2HBr(g),壓縮容器體積使壓強(qiáng)增大,混合氣體顏色加深,但化學(xué)平
衡不移動。
4.不對。對于確定的反應(yīng),平衡常數(shù)只受溫度影響,溫度不變,平衡常數(shù)不變。
5.不對。化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)越大,表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,其反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率越
大,但化學(xué)反應(yīng)速率不一定快。
6.不對。A的轉(zhuǎn)化率減小,B的轉(zhuǎn)化率增大。
關(guān)鍵能力 定點(diǎn)破
定點(diǎn) 1 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法

　　原則:正逆相等、變量不變
1.動態(tài)標(biāo)志:v正=v逆≠0
(1)同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。
(2)不同物質(zhì):必須標(biāo)明是“異向”的反應(yīng)速率關(guān)系。如對于反應(yīng)aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g), = 時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
2.靜態(tài)標(biāo)志:各種“變量”不變
(1)各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。
(2)各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)不變。
(3)溫度(絕熱容器)、壓強(qiáng)(恒溫恒容,反應(yīng)前后氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。
(4)反應(yīng)前后氣體的密度不變[恒溫恒容,有固體(或液體)和氣體參加的反應(yīng)]。
　　總之,若物理量由“變量”變成了“不變量”,則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);若物理
量為“不變量”,則不能作為平衡標(biāo)志。
典例 在一個絕熱的、容積固定的密閉容器中,發(fā)生可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
(m、n、p、q為任意正整數(shù))。下列能說明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (　 )
①混合氣體的密度不再發(fā)生變化
②體系的溫度不再發(fā)生變化
③A的轉(zhuǎn)化率不再改變
④各組分的百分含量不再改變
⑤反應(yīng)速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
⑥qv正(A)=mv逆(D)
A.②③④⑥　　　　　B.①③⑥ C.①③④⑥　　　　　D.①②③④⑤
思路點(diǎn)撥 明確可逆反應(yīng)體系所處的條件(絕熱、恒容)→分析各依據(jù)是否符合“正逆相
等、變量不變”→綜合判斷作答。
A
解析 混合氣體的密度一直不變,不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),①錯誤;絕熱恒容,體系的溫度
不再改變,說明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),②正確;A的轉(zhuǎn)化率不再改變,說明A
的消耗速率與生成速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),③正確;各組分的百分含量不再改變,說明反
應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),④正確;只要反應(yīng)發(fā)生,就滿足v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,不能判
斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),⑤錯誤;當(dāng)qv正(A)=mv逆(D)時,正、逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)達(dá)到平衡
狀態(tài),⑥正確。結(jié)合上述分析可知,②③④⑥均能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
特別提醒 (1)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注”:
①關(guān)注反應(yīng)條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓,還是絕熱恒容;②關(guān)注反應(yīng)特點(diǎn),是反應(yīng)前后氣體等
體積反應(yīng),還是氣體非等體積反應(yīng);③關(guān)注特殊情況,是否有固體(或純液體)參與反應(yīng)。
(2)不能作為平衡“標(biāo)志”的三種情況:
①恒溫恒容下的反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),如2HI(g) H2(g)+I2(g),體系的壓強(qiáng)或氣體
總物質(zhì)的量不隨時間而變化。
②全是氣體參加的反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),如2HI(g) H2(g)+I2(g),混合氣體的平均
摩爾質(zhì)量不隨時間而變化。
③全是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下混合氣體的密度保持不變。
定點(diǎn) 2 “三段式”法突破平衡常數(shù)(K )、轉(zhuǎn)化率等的相關(guān)計算
1.分析三個量(物質(zhì)的量或濃度):起始量、變化量、平衡量。
2.明確三個關(guān)系
(1)對于同一反應(yīng)物,起始量-變化量=平衡量。
(2)對于同一生成物,起始量+變化量=平衡量。
(3)各物質(zhì)變化量之比等于對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。
3.計算模式
　　對于反應(yīng):mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量分別為a mol、b mol,達(dá)
到平衡時,A的消耗量為mx mol,容器容積為V L。
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
起始/mol 　　 a　　 b　　　0　　　0
變化/mol 　 mx　　 nx　　 px　　 qx
平衡/mol　　 a-mx　 b-nx　　 px　　 qx
①K= 。②c平(A)= mol·L-1。③平衡時A的轉(zhuǎn)化率= ×100%。④平衡
時C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)= ×100%。⑤平衡時和開始時的壓強(qiáng)之比: =
。⑥混合氣體的密度:ρ= g·L-1。⑦平衡時混合氣體的
平均摩爾質(zhì)量: = g·mol-1。
定點(diǎn) 3 壓強(qiáng)平衡常數(shù)(Kp)的計算
1.壓強(qiáng)平衡常數(shù)(Kp)的含義
　　對于有氣體參加的反應(yīng),用各氣體的平衡分壓代替平衡濃度計算的平衡常數(shù)。如反應(yīng)
aA(g)+bB(g) cC(g) +dD(g),Kp= 。
2.四步驟計算壓強(qiáng)平衡常數(shù)
典例 在恒容密閉容器中,加入足量的MoS2和O2,僅發(fā)生反應(yīng):2MoS2(s)+7O2(g) 2MoO3(s)+
4SO2(g) ΔH。測得氧氣的平衡轉(zhuǎn)化率與起始壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系如圖所示:

(1)p1、p2、p3的大小:　　　　　 。
(2)恒溫下若初始時通入7.0 mol O2,p2為7.0 kPa,則A點(diǎn)平衡常數(shù)Kp=　　　 (用氣體平衡分壓
代替氣體平衡濃度計算,分壓=總壓×氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),寫出計算式即可)。
思路點(diǎn)撥 明確圖像的含義→作等溫線討論壓強(qiáng)對O2平衡轉(zhuǎn)化率的影響→利用A點(diǎn)數(shù)據(jù)計
算分壓和壓強(qiáng)平衡常數(shù)。
解析 (1)該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡正向移動,氧
氣轉(zhuǎn)化率增大,所以p1>p2>p3。(2)若初始時通入7.0 mol O2,p2為7.0 kPa,A點(diǎn)氧氣轉(zhuǎn)化率為50%,
則A點(diǎn)n(O2)=3.5 mol,生成n(SO2)= ×4=2 mol,恒溫恒容條件下氣體壓強(qiáng)之比等于
物質(zhì)的量之比,所以A點(diǎn)壓強(qiáng)為 ×7.0 kPa=5.5 kPa,p(O2)= ×5.5 kPa=3.5 kPa,p(SO2)
=(5.5-3.5) kPa=2 kPa,則A點(diǎn)平衡常數(shù)Kp= = (kPa)-3= (kPa)-3。
答案 (1)p1>p2>p3 (2) (kPa)-3
定點(diǎn) 4 化學(xué)平衡圖像的類型與解題原則
1.速率—時間圖像(v-t圖像)
　　解題原則:分清正、逆反應(yīng)速率及二者的相對大小,分清“突變”和“漸變”;正確判斷
化學(xué)平衡的移動方向;熟記濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等對化學(xué)平衡移動的影響規(guī)律。
圖Ⅰ v'正突變,v'逆漸變,且v'正>v'逆,說明是增大了反應(yīng)物的濃度,使v'正突變,且平衡正向移動。
　　圖Ⅱ v'正、v'逆都是突然減小的,且v'正>v'逆,說明平衡正向移動,該反應(yīng)的正反應(yīng)可能是放
熱反應(yīng)或氣體總體積增大的反應(yīng)。
　　圖Ⅲ v'正、v'逆都是突然增大且增大程度相同,說明該化學(xué)平衡沒有發(fā)生移動,可能是使
用了催化劑,也可能是反應(yīng)前后氣體總體積不發(fā)生變化的反應(yīng)壓縮體積(增大壓強(qiáng))所致。
2.百分含量(或轉(zhuǎn)化率)—時間—溫度(或壓強(qiáng))圖像
　　解題原則——“先拐先平數(shù)值大”
　　在化學(xué)平衡圖像中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)則先達(dá)到平衡,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線表示的溫度較
高(如圖Ⅰ中T2>T1)、壓強(qiáng)較大(如圖Ⅱ中p2>p1)或使用了催化劑(如圖Ⅲ中a可能使用了催化劑)。
　　圖Ⅰ　表示T2>T1,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動。
　　圖Ⅱ　表示p2>p1,增大壓強(qiáng),反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小,說明正反應(yīng)是氣體總體積增大的反
應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡逆向移動。
　　圖Ⅲ　生成物C的百分含量不變,說明平衡不發(fā)生移動,但反應(yīng)速率a>b,故可能是a使用
了催化劑;也可能該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體總體積不變的可逆反應(yīng),a增大了壓強(qiáng)(減小容器的
容積)。
3.百分含量—壓強(qiáng)—溫度圖像
　　解題原則——“定一議二”
　　化學(xué)平衡圖像中,包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的三個變量,分析方法是確定其中
一個變量,討論另外兩個變量之間的關(guān)系。如圖Ⅰ中確定壓強(qiáng)為105 Pa或107 Pa,則生成物C的
百分含量隨溫度T的升高而逐漸減小,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng);若確定溫度T不變,作橫坐標(biāo)的
垂線,與兩個壓強(qiáng)曲線出現(xiàn)交點(diǎn),分析生成物C的百分含量隨壓強(qiáng)p的變化可以發(fā)現(xiàn),增大壓強(qiáng),
生成物C的百分含量增大,說明正反應(yīng)是氣體總體積減小的反應(yīng)(同理,可分析圖Ⅱ)。
1.等效平衡的含義
　　在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應(yīng)體系,不管從正反應(yīng)開始,還是從逆
反應(yīng)開始,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,同種物質(zhì)的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))
相同,這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。
定點(diǎn) 5 等效平衡
2.等效平衡的類型和規(guī)律
等效平衡類型 全等效平衡 相似等效平衡 條件 恒溫、恒容 恒溫、恒容 恒溫、恒壓
反應(yīng)的特點(diǎn) 任何可逆反應(yīng) 反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等 任何可逆反應(yīng)
起始投料 換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”相同 換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”符合同一比例 換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”符合同一比例
等效平衡類型 全等效平衡 相似等效平衡 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 相同 相同 相同
濃度 相同 成比例 相同(氣體)
物質(zhì)的量 相同 成比例 成比例
思維建模　不同條件下等效平衡的思維模式
(1)構(gòu)建恒溫、恒容平衡思維模式
　　新平衡狀態(tài)可看作兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),如圖所示:
(2)構(gòu)建恒溫、恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例)
　　新平衡狀態(tài)可看作兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加,壓強(qiáng)不變,平衡不移動,如圖所示:第二章　化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第二節(jié)　化學(xué)平衡
第3課時　影響化學(xué)平衡的因素
基礎(chǔ)過關(guān)練
題組一　　濃度對化學(xué)平衡的影響
1.取濃度均為0.01 mol/L的FeCl3溶液、KSCN溶液各1 mL混合于試管中,發(fā)生反應(yīng):FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl,將所得溶液分為四等份,進(jìn)行如下實(shí)驗。下列說法正確的是 (　　)
A.第一份溶液中加入KCl固體,平衡左移,溶液顏色變淺
B.第二份溶液中加水,溶液顏色變淺,但平衡不移動
C.第三份溶液中加鐵粉,平衡不移動,溶液顏色不變
D.第四份溶液中加入幾滴0.1 mol/L的KSCN溶液,溶液顏色變深
2.將5 mL 0.1 mol/L KI溶液與1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液混合,發(fā)生反應(yīng):2FeCl3(aq)+2KI(aq) 2FeCl2(aq)+I2(aq)+2KCl(aq),達(dá)到平衡。下列說法不正確的是 (　　)
A.加入苯,振蕩,萃取碘單質(zhì),分液,使水溶液中c(I2)降低,平衡正向移動
B.加入FeSO4固體,使c(Fe2+)增大,平衡逆向移動
C.加入KCl固體,使c(KCl)增大,平衡逆向移動
D.經(jīng)苯萃取分液,在水溶液中加入KSCN溶液,呈血紅色,表明該化學(xué)反應(yīng)存在限度
題組二　　壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響
3.(教材習(xí)題改編)恒溫下,在某密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g),平衡時測得A的濃度為0.30 mol·L-1。保持溫度不變,將容器的容積擴(kuò)大為原來的2倍,再次達(dá)到平衡時,測得A的濃度為0.16 mol·L-1。下列有關(guān)判斷正確的是 (　　)
A.x+yB.改變條件后,A的平衡轉(zhuǎn)化率降低
C.改變條件后,反應(yīng)的平衡常數(shù)變小
D.改變條件后,C的平衡體積分?jǐn)?shù)增大
4.一定溫度下,反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在密閉容器中進(jìn)行,一段時間后達(dá)到平衡。下列措施不能使平衡發(fā)生移動的是(　　)
①增加C的量
②保持容器容積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大
③將容器的容積縮小一半
④保持壓強(qiáng)不變,充入N2使容器容積變大
A.①②　　　B.②③　　　C.①④　　　D.③④
題組三　　溫度對化學(xué)平衡的影響
5.已知反應(yīng):2NO2(g) N2O4(g),把NO2、N2O4的混合氣體盛裝在兩個連通的燒瓶里,然后用彈簧夾夾住橡皮管,把A燒瓶放入熱水里,把B燒瓶放入冰水里,如圖所示(省略夾持裝置)。與常溫時燒瓶內(nèi)氣體的顏色進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)A燒瓶內(nèi)氣體顏色變深,B燒瓶內(nèi)氣體顏色變淺。下列說法錯誤的是(　　)
A.把A燒瓶放入熱水中,A燒瓶內(nèi)正、逆反應(yīng)速率均加快
B.上述過程中,B燒瓶內(nèi)c(NO2)減小,c(N2O4)增大
C.上述過程中,A、B燒瓶內(nèi)氣體密度均保持不變
D.2NO2(g) N2O4(g)的逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)
6.(經(jīng)典題)某化學(xué)小組同學(xué)研究溫度、壓強(qiáng)對反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響,測得化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g)qC(g)　ΔH中C的百分含量(C%)與時間(t)、溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.ΔH<0、m+n>q　　　　B.ΔH>0、m+n>q
C.ΔH<0、m+n0、m+n7.一定溫度下,在某恒容密閉容器中加入一定量X( )發(fā)生反應(yīng):2X( ) 2Y(g)+Z(s),反應(yīng)達(dá)到平衡后,僅降低溫度,容器內(nèi)氣體的密度增大。下列敘述正確的是 (　　)
A.若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則X為非氣態(tài)
B.若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),則X為氣態(tài)
C.若X為氣態(tài),則向平衡體系中加入少量X,X的平衡轉(zhuǎn)化率不變
D.若X為非氣態(tài),則向平衡體系中加入少量X,反應(yīng)的平衡常數(shù)增大
題組四　　化學(xué)平衡影響因素的綜合考查
8.已知植物光合作用發(fā)生反應(yīng):6CO2(g)+6H2O(l) C6H12O6(s)+6O2(g)　ΔH=+669.62 kJ·mol-1,該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后,下列說法正確的是 (　　)
A.取走一半C6H12O6,CO2轉(zhuǎn)化率增大
B.適當(dāng)升高溫度,既提高了反應(yīng)速率,又增大了CO2的轉(zhuǎn)化率
C.加入催化劑,O2的體積分?jǐn)?shù)增大
D.增大CO2的濃度,平衡正向移動,化學(xué)平衡常數(shù)增大
9.密閉容器中發(fā)生反應(yīng):4A(g)+5B(g) 4C(g)+6D(g),在不同時間下改變反應(yīng)條件,各物質(zhì)物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示,已知在t2時刻是升高溫度所引起的物質(zhì)的量改變。下列說法錯誤的是 (　　)
A.該反應(yīng)的ΔH<0
B.在t4時刻改變的條件可能是減小壓強(qiáng)
C.加入催化劑平衡正向移動
D.若使A的轉(zhuǎn)化率增大,可以加入一定量的B物質(zhì)
題組五　　勒夏特列原理
10.下列不能用勒夏特列原理解釋的是 (　　)
A.打開碳酸飲料瓶時,有氣泡冒出
B.可逆反應(yīng)SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)平衡后,縮小容器容積,氣體顏色加深
C.氯水宜在避光、低溫條件下保存
D.用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)
11.下列事實(shí)能用勒夏特列原理解釋的是 (　　)
A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),高壓比常壓有利于合成SO3
B.密閉容器中發(fā)生反應(yīng)H2(g)+I2(g) 2HI(g),平衡后增大壓強(qiáng)(縮小容器容積),氣體顏色變深
C.合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ/mol,工業(yè)上采用400~500 ℃的高溫條件更有利于合成氨
D.汽車尾氣中發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),常利用催化技術(shù)提升效果 能力提升練
題組一　　借助圖像分析化學(xué)平衡的移動
1.(教材深研拓展)汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在一定溫度和催化劑條件下可發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH=-746.5 kJ·mol-1。將NO和CO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進(jìn)行反應(yīng),相同時間內(nèi)測量逸出氣體中的NO含量,從而確定尾氣脫氮率(脫氮率即NO的轉(zhuǎn)化率),結(jié)果如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.溫度低于200 ℃,圖中曲線Ⅰ脫氮率隨溫度升高而變化不大的主要原因是催化劑活性偏低
B.相同條件下,改變壓強(qiáng)(縮小容器容積)對脫氮率沒有影響
C.曲線Ⅰ催化劑的最適溫度為250 ℃
D.溫度高于450 ℃,曲線Ⅱ脫氮率下降的原因可能是反應(yīng)已達(dá)到平衡,升高溫度平衡逆向移動
2.已知HF分子在一定條件下會發(fā)生二聚反應(yīng):2HF(g)(HF)2(g)。經(jīng)實(shí)驗測得,不同壓強(qiáng)下,體系的平均相對分子質(zhì)量()隨溫度(T)的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.該反應(yīng)的ΔH>0
B.氣體的壓強(qiáng):p(a)>p(b)=p(c)
C.平衡常數(shù):K(a)=K(b)D.測定HF的相對分子質(zhì)量要在低壓、高溫條件下
3.已知可逆反應(yīng):A(s)+B(g) C(g)+D(g)。下列圖示與對應(yīng)的敘述相符的是 (　　)
　　
圖① 圖②
　　　
圖③ 圖④
A.圖①表示一定溫度下,平衡時B的體積分?jǐn)?shù)(B%)與壓強(qiáng)的變化關(guān)系,反應(yīng)速率:x>y
B.圖②中t1時刻改變的條件可能是減小壓強(qiáng)
C.圖③表示C的百分含量(C%)與溫度的變化關(guān)系,則升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大
D.圖④所示陰影部分面積的含義可能是反應(yīng)物濃度的減小量
4.小組同學(xué)探究鹽溶液對反應(yīng)Fe3++SCN-[Fe(SCN)]2+(血紅色)的影響。將2 mL 0.01 mol·L-1的FeCl3溶液與2 mL 0.02 mol·L-1的KSCN溶液混合,分別加入等量的試劑①~④,測得體系的透光率如圖所示。
已知:ⅰ.溶液血紅色越深,透光率越小,其他顏色對透光率的影響可忽略。
ⅱ.Fe3++4Cl-[FeCl4]-(黃色)。
ⅲ.NH4Cl溶液顯酸性。
ⅳ.N對實(shí)驗無影響。
下列說法不正確的是 (　　)
A.注入試劑①后溶液透光率增大,證明Fe3++SCN-[Fe(SCN)]2+逆向移動
B.透光率③比②高,可能是陽離子種類或溶液pH導(dǎo)致的
C.透光率④比③高,可能發(fā)生了反應(yīng)[Fe(SCN)]2++4Cl-[FeCl4]-+SCN-
D.若要證明試劑③中Cl-對平衡體系有影響,還應(yīng)使用0.04 mol·L-1的KNO3溶液進(jìn)行實(shí)驗
5.二甲醚催化制備乙醇主要涉及以下兩個反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+CH3OCH3(g) CH3COOCH3(g)　ΔH1=a kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ:CH3COOCH3(g)+2H2(g) CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)　ΔH2=b kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡常數(shù)的對數(shù)lgK1、lgK2與溫度的關(guān)系如圖1所示;固定CO、CH3OCH3、H2的原料比、體系壓強(qiáng)不變的條件下,同時發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖2所示。下列說法正確的是 (　　)
圖1
圖2
A.a>0
B.若測得X點(diǎn)CH3CH2OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是10%,則X點(diǎn)反應(yīng)Ⅱ有:v正C.由圖2知,600 K后升高溫度對反應(yīng)Ⅰ的影響程度小于對反應(yīng)Ⅱ的影響程度
D.曲線A表示H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化
題組二　　等效平衡
6.溫度、容積相同的3個密閉容器中,按不同方式充入氣體,保持恒溫、恒容條件,已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1,測得反應(yīng)達(dá)到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如表:
容器1 容器2 容器3
氣體充入量 1 mol N2、 3 mol H2 2 mol NH3 4 mol NH3
NH3的濃度/mol·L-1 c1 c2 c3
反應(yīng)的能 量變化/kJ 放出a 吸收b 吸收c
體系的壓強(qiáng)/Pa p1 p2 p3
反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α α1 α2 α3
下列說法正確的是 (　　)
A.a+b=92.4　　　　　　B.2c1>c3
C.2p17.(經(jīng)典題)(2023黑龍江七臺河期中)一定條件下存在反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0。起始時容器甲、丙體積都是V,容器乙、丁體積都是;向甲、丙內(nèi)都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒溫;向乙、丁內(nèi)都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持絕熱(即與外界無熱量交換),在一定溫度下開始反應(yīng)。
圖1　恒壓狀態(tài)
圖2　恒容狀態(tài)
下列說法正確的是 (　　)
A.圖1達(dá)平衡時,c(SO2):甲=乙
B.圖1達(dá)平衡時,平衡常數(shù)K:甲<乙
C.圖2達(dá)平衡時,所需時間:丙<丁
D.圖2達(dá)平衡時,SO3的體積分?jǐn)?shù):丙>丁
答案與分層梯度式解析
基礎(chǔ)過關(guān)練
1.D 2.C 3.B 4.A 5.D 6.A 7.C 8.B
9.C 10.B 11.A
1.D　FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl反應(yīng)的本質(zhì)為Fe3++3SCN- Fe(SCN)3(破題關(guān)鍵)。加入KCl固體對平衡無影響,溶液顏色不變,A錯誤;加水后,Fe3+、SCN-、Fe(SCN)3濃度均減小,溶液顏色變淺,平衡向著粒子數(shù)目增加的方向移動,即平衡逆向移動,B錯誤;加鐵粉后,鐵粉與Fe3+反應(yīng),導(dǎo)致Fe3+濃度減小,平衡逆向移動,溶液顏色變淺,C錯誤;加入幾滴0.1 mol/L的KSCN溶液,SCN-濃度增大,平衡正向移動,溶液顏色變深,D正確。
2.C　加入苯并振蕩,萃取碘單質(zhì),分液后水溶液中I2濃度降低,平衡正向移動,A正確;加入FeSO4固體,溶液中c(Fe2+)增大,平衡逆向移動,B正確;該反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++2I- 2Fe2++I2,K+、Cl-未參與反應(yīng),增大c(KCl),平衡不移動,C錯誤;KI過量,經(jīng)苯萃取分液,水溶液中加入KSCN溶液呈血紅色,說明溶液中含F(xiàn)e3+,即反應(yīng)不完全,表明該化學(xué)反應(yīng)存在限度,D正確。
3.B　將容器的容積擴(kuò)大為原來的2倍,假設(shè)平衡不移動,A濃度應(yīng)為0.15 mol·L-1,而再次平衡時A為0.16 mol·L-1,說明減小壓強(qiáng),平衡逆向移動。減小壓強(qiáng),平衡向氣體總體積增大的方向移動,即x+y>z,A錯誤;平衡逆向移動,A的平衡轉(zhuǎn)化率降低,B正確;溫度不變,反應(yīng)的平衡常數(shù)不變,C錯誤;平衡逆向移動,C的平衡體積分?jǐn)?shù)減小,D錯誤。
4.A　①C是固體,改變C的量平衡不移動;②保持容器容積不變,充入N2,由于c(H2O)(g)、c(CO)、c(H2)都不變,所以平衡不移動;③縮小容器容積,壓強(qiáng)增大,平衡向左移動;④保持壓強(qiáng)不變,充入N2,容器容積變大,平衡向右移動。
反思升華
充入不參與反應(yīng)的氣體對化學(xué)平衡的影響
　　(1)恒溫、恒容時,向達(dá)到平衡的反應(yīng)體系(有氣體參與)中充入不參與反應(yīng)的氣體,總壓強(qiáng)增大,但原平衡體系中各組分濃度不變,化學(xué)平衡不移動。(2)恒溫、恒壓時,向達(dá)到平衡的反應(yīng)體系(反應(yīng)前后氣體體積不相等)中充入不參與反應(yīng)的氣體,容器的容積增大,原平衡體系中各組分濃度減小,化學(xué)平衡發(fā)生移動。
5.D　升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,A項正確;B燒瓶內(nèi)氣體顏色變淺,說明平衡向生成N2O4的方向移動,B燒瓶內(nèi)c(NO2)減小,c(N2O4)增大,B項正確;容器的容積不變,混合氣體的質(zhì)量不變,A、B燒瓶內(nèi)氣體密度均保持不變,C項正確;放在熱水中的A燒瓶內(nèi)氣體顏色變深,放在冰水中的B燒瓶內(nèi)氣體顏色變淺,說明升高溫度平衡向生成NO2的方向移動,降低溫度平衡向生成N2O4的方向移動,故2NO2(g) N2O4(g)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),D項錯誤。
6.A
7.C　根據(jù)題意可知,僅降低溫度,容器內(nèi)氣體的密度增大,平衡移動使容器內(nèi)氣體總質(zhì)量增大。若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),降低溫度,平衡逆向移動使氣體總質(zhì)量增大,則X一定為氣態(tài),A錯誤;若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),則降低溫度,平衡正向移動,若X為氣態(tài),平衡后氣體的總質(zhì)量減少,故X一定為非氣態(tài),B錯誤;若X為氣態(tài),則反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,向平衡體系中加入少量X,平衡正向移動,由于壓強(qiáng)對該反應(yīng)的平衡無影響,故再次平衡時X的平衡轉(zhuǎn)化率不變,C正確;平衡常數(shù)只與反應(yīng)本身及溫度有關(guān),由于溫度不變,平衡常數(shù)不變,D錯誤。
8.B　C6H12O6為固體,取走一半平衡不移動,所以CO2轉(zhuǎn)化率不變,A錯誤;該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫平衡正向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率增大,同時升溫會加快反應(yīng)速率,B正確;加入催化劑,只能加快反應(yīng)速率,對平衡無影響,O2的體積分?jǐn)?shù)不變,C錯誤;增大CO2的濃度,平衡正向移動,但化學(xué)平衡常數(shù)不變,D錯誤。
9.C　由題圖可知,在t2時刻升高溫度,平衡逆向移動,則ΔH<0,A正確;該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體體積增大,減小壓強(qiáng)平衡正向移動,則在t4時刻改變的條件可能是減小壓強(qiáng),B正確;催化劑對平衡無影響,C錯誤;加入一定量的B物質(zhì),可以增大A物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率,D正確。
10.B　碳酸飲料中H2CO3 H2O+CO2達(dá)到平衡狀態(tài),打開瓶蓋時,壓強(qiáng)減小,平衡向右移動,二氧化碳?xì)怏w逸出,可以用勒夏特列原理來解釋,A不符合題意;SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)反應(yīng)前后無氣體體積差,加壓后氣體顏色加深是因為體積減小導(dǎo)致濃度增大,不是平衡發(fā)生移動造成的,不能用勒夏特列原理解釋,B符合題意;氯水中存在Cl2+H2O H++Cl-+HClO,光照HClO分解,c(HClO)降低,化學(xué)平衡正向移動,溶液中c(Cl2)減小,能用勒夏特列原理解釋,C不符合題意;HCl在飽和食鹽水中的溶解度很大,Cl2+H2O H++Cl-+HClO,增大c(Cl-)使平衡左移,用飽和食鹽水洗氣既除去氯氣中的氯化氫又減少氯氣溶解,能用勒夏特列原理解釋,D不符合題意。
11.A　合成SO3的反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓后可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,所以高壓比常壓有利于合成SO3,可用勒夏特列原理解釋,A符合題意;H2(g)+I2(g) 2HI(g)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,增大壓強(qiáng)平衡不移動,不能用勒夏特列原理解釋,B不符合題意;反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,不利于氨氣的生成,不能用勒夏特列原理解釋,C不符合題意;加入催化劑平衡不移動,不能用勒夏特列原理解釋,D不符合題意。
能力提升練
1.B 2.D 3.D 4.A 5.D 6.A 7.D
1.B　溫度低于200 ℃,圖中曲線Ⅰ脫氮率隨溫度升高而變化不大的主要原因是催化劑活性偏低,反應(yīng)速率較小,A正確;該反應(yīng)的正反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動,脫氮率增大,B錯誤;曲線Ⅰ催化劑在250 ℃時催化效率最高,所以最適溫度為250 ℃,C正確;正反應(yīng)放熱,溫度高于450 ℃,曲線Ⅱ脫氮率下降的原因可能是反應(yīng)已達(dá)到平衡,升高溫度平衡逆向移動,D正確。
2.D　壓強(qiáng)不變時,溫度升高減小,即氣體的物質(zhì)的量增大,平衡逆向移動,故正反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔH<0,A錯誤;b、c點(diǎn)的壓強(qiáng)均為p1,溫度不變時,增大壓強(qiáng),平衡正向移動,氣體物質(zhì)的量減小,增大,由圖像可知p1>p2,故氣體的壓強(qiáng):p(a)K(c)>K(b),C錯誤;測定HF的相對分子質(zhì)量時,應(yīng)使平衡逆向移動,在低壓、高溫條件下平衡逆向移動,D正確。
3.D　增大壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率增大,x點(diǎn)的壓強(qiáng)比y點(diǎn)小,反應(yīng)速率:xv正',反應(yīng)逆向進(jìn)行,該反應(yīng)正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),所以t1時刻改變的條件可能是增大壓強(qiáng),B錯誤;M點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),之后隨著溫度升高,C的百分含量減小,說明平衡逆向移動,平衡常數(shù)K減小,C錯誤;由v=可知,v正與t的乘積為反應(yīng)物濃度的減小量,v逆與t的乘積為反應(yīng)物濃度的增大量,圖中陰影部分可能表示反應(yīng)物在反應(yīng)過程中濃度的減小量,D正確。
4.A　注入試劑①是稀釋溶液的過程,[Fe(SCN)]2+濃度減小,溶液透光率增大,不能證明Fe3++SCN- [Fe(SCN)]2+平衡逆向移動,A錯誤;KCl溶液為含有鉀離子、氯離子的中性溶液,NH4Cl溶液為含有銨根離子、氯離子的酸性溶液,透光率③比②高,可能是陽離子種類或溶液pH導(dǎo)致的,B正確;③為0.04 mol·L-1的KCl溶液,④為4 mol·L-1的KCl溶液,④的濃度大于③的濃度,透光率④比③高,說明KCl溶液的濃度越大,溶液的血紅色越淺,可能發(fā)生了反應(yīng)[Fe(SCN)]2++4Cl- [FeCl4]-+SCN-,C正確;若要證明試劑③中Cl-對平衡體系有影響,需排除鉀離子的干擾,即K+濃度保持不變,已知N對實(shí)驗無影響,故能使用0.04 mol·L-1的KNO3溶液進(jìn)行實(shí)驗,D正確。
5.D　由圖1可知,升高溫度時,lgK1、lgK2均減小,即K1、K2均減小,反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均為放熱反應(yīng),其焓變均小于0,則a<0,A錯誤;X點(diǎn)對應(yīng)溫度為400 K,由圖2可知,X點(diǎn)乙醇物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)小于平衡時乙醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),說明該反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)應(yīng)正向進(jìn)行,即v正>v逆,B錯誤;升高溫度,兩個平衡均逆向移動,由圖2可知,600 K后升高溫度CH3COOCH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的減小速率大于甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的減小速率,故600 K后升高溫度對反應(yīng)Ⅰ的影響程度大于反應(yīng)Ⅱ,C錯誤;由圖2可知,溫度低于550 K時,隨溫度升高,CH3COOCH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大,反應(yīng)Ⅱ平衡左移的程度大于反應(yīng)Ⅰ,H2的量增加,故H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大,所以曲線A表示H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化,D正確。
6.A　容器1充入1 mol N2和3 mol H2,容器2充入2 mol NH3,兩個容器中的反應(yīng)完全等效,a+b=92.4,A正確;容器1和容器2等效,所以c1=c2,容器3充入4 mol NH3,是容器2的2倍,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動,所以容器3中的氨氣的濃度大于容器2中氨氣濃度的2倍,B錯誤;容器1和容器2等效,p1=p2,容器3充入4 mol NH3,是容器2的2倍,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動,所以容器3中壓強(qiáng)小于容器1中壓強(qiáng)的2倍,C錯誤;容器1和容器2處于相同的平衡狀態(tài),則α1+α2=1,容器3充入4 mol NH3,是容器2的2倍,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動,氨的轉(zhuǎn)化率減小,所以α1+α3<1,D錯誤。
7.D　甲和乙若都是恒溫恒壓,則兩者互為等效平衡,但乙為絕熱恒壓,該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則溫度:甲<乙,溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,c(SO2):甲<乙,平衡常數(shù)K:甲>乙,A、B項錯誤;丙和丁若都是恒溫恒容,則兩者互為等效平衡,但丁為絕熱恒容,則溫度:丙<丁,溫度越高,反應(yīng)速率越大,達(dá)到平衡所需的時間越短,則達(dá)平衡所用的時間:丙>丁,C項錯誤;溫度升高,該平衡向逆反應(yīng)方向移動,則SO3的體積分?jǐn)?shù):丙>丁,D項正確。
17第二章　化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第二節(jié)　化學(xué)平衡
第1課時　化學(xué)平衡狀態(tài)
基礎(chǔ)過關(guān)練
題組一　　化學(xué)平衡狀態(tài)的理解與應(yīng)用
1.如圖是可逆反應(yīng)X(g)+3Y(g) 2Z(g)在反應(yīng)過程中的反應(yīng)速率(v)與時間(t)的關(guān)系曲線,下列敘述正確的是 (　　)
A.t2~t3時,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化
B.t2時,反應(yīng)未達(dá)到限度
C.t2~t3時,反應(yīng)已停止進(jìn)行
D.t1時,反應(yīng)只向正反應(yīng)方向進(jìn)行
2.(經(jīng)典題)在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的濃度可能是(　　)
A.X2為0.2 mol·L-1　　　　　B.Y2為0.2 mol·L-1
C.Z為0.3 mol·L-1　　　　　D.Z為0.45 mol·L-1
3.向容積為1 L的密閉容器中通入一定量N2O4和NO2的混合氣體,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH>0。體系中各物質(zhì)濃度隨時間的變化如圖所示。
下列有關(guān)說法正確的是 (　　)
A.64 s時,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
B.達(dá)到化學(xué)平衡前,混合氣體的顏色逐漸變深
C.容器中氣體的總物質(zhì)的量濃度最多為2.6 mol·L-1
D.若該容器與外界無熱傳遞,則反應(yīng)達(dá)到平衡前,容器內(nèi)氣體的溫度逐漸升高
題組二　　化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
4.工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅,其反應(yīng)為3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)。一定條件下,在恒容密閉容器中,能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (　　)
A.3v(N2)=v(H2)
B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)
C.混合氣體密度保持不變
D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6
5.一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)C2H4(g)+H2(g) C2H6(g)　ΔH<0。下列敘述中不能表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (　　)
A.混合氣體的密度不再發(fā)生變化
B.混合氣體總物質(zhì)的量不再發(fā)生變化
C.單位時間內(nèi)消耗H2與消耗C2H6的物質(zhì)的量之比為1∶1
D.容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化
6.以下可逆反應(yīng),在給定的條件下一定達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　)
A.2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(在恒容條件下,氣體顏色不再改變)
B.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)(在恒容容器中,容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變)
C.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(在恒壓條件下,總質(zhì)量不再改變)
D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(在混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)為33.3%)
能力提升練
題組一　　化學(xué)平衡狀態(tài)的綜合判斷
1.(經(jīng)典題)將一定量純凈的NH4HS固體置于密閉真空容器中(假設(shè)容器容積不變,固體試樣體積忽略不計),在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡:NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)。能判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是　 (　　)
①v正(NH3)=v逆(H2S)
②密閉容器中總壓強(qiáng)不變
③密閉容器中混合氣體的密度不變
④密閉容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
⑤密閉容器中混合氣體的總物質(zhì)的量不變
⑥密閉容器中NH3的體積分?jǐn)?shù)不變
⑦混合氣體總質(zhì)量不變
A.①②③④⑤⑦
B.①③⑤⑥
C.①②③⑤⑦
D.全部
2.一定條件下,在恒容絕熱容器中發(fā)生反應(yīng):2HI(g) H2(g)+I2(g)　ΔH=+9.48 kJ·mol-1。下列有關(guān)說法正確的是 (　　)
A.達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,2v正(HI)=v逆(H2)
B.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化,說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
C.向容器中充入氮?dú)?正反應(yīng)速率增大
D.若起始加入1 mol I2(g)和1 mol H2(g),充分反應(yīng)后放出熱量9.48 kJ
3.(易錯題)當(dāng)反應(yīng)容器內(nèi)氣體密度不隨時間變化時,無法說明下列可逆反應(yīng)一定達(dá)到平衡的是 (　　)
A.在恒溫、恒容容器中:A(s)+B(g) C(g)
B.在恒溫、恒壓容器中:A(g)+B(g) C(g)
C.在恒容、絕熱容器中:A(g)+B(g) 2C(g)
D.在恒壓、絕熱容器中:A(g)+B(g) 2C(g)
題組二　　化學(xué)平衡狀態(tài)的相關(guān)計算
4.在4 L恒容密閉容器中充入6 mol A氣體和5 mol B氣體,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g) 2C(g)+xD(g),已知達(dá)到平衡時生成了2 mol C,經(jīng)測定D的濃度為0.5 mol·L-1。下列判斷正確的是 (　　)
A.x=3
B.A的轉(zhuǎn)化率為50%
C.平衡時B的濃度為1.5 mol·L-1
D.達(dá)到平衡時,在相同溫度下容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的95%
5.恒溫下,將a mol N2與b mol H2的混合氣體通入一個固定容積的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
(1)若反應(yīng)進(jìn)行到某時刻t時,nt(N2)=13 mol,nt(NH3)=6 mol,則a=　　　　。
(2)反應(yīng)達(dá)平衡時,混合氣體的體積為716.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),其中NH3的含量(體積分?jǐn)?shù))為25%,平衡時NH3的物質(zhì)的量為　　　　。
(3)原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比n(始)∶n(平)=　　　　。(寫出最簡整數(shù)比,下同)
(4)達(dá)到平衡時,N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比α(N2)∶α(H2)=　　　　;平衡混合氣體中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=　　　　。
答案與分層梯度式解析
基礎(chǔ)過關(guān)練
1.A 2.C 3.B 4.C 5.A 6.A
1.A　重點(diǎn)分析選項中涉及的反應(yīng)階段,聯(lián)系化學(xué)平衡的相關(guān)知識進(jìn)行解答。
2.C　若反應(yīng)正向進(jìn)行,假定X2(g)完全反應(yīng),則:
X2(g)+Y2(g) 2Z(g)
起始/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2
變化/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2
完全反應(yīng)/(mol·L-1) 0 0.2 0.4
若反應(yīng)逆向進(jìn)行,假定Z(g)完全反應(yīng),則:
X2(g)+Y2(g) 2Z(g)
起始/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2
變化/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2
完全反應(yīng)/(mol·L-1) 0.2 0.4 0
由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng),物質(zhì)不能完全轉(zhuǎn)化,所以平衡時濃度范圍為03.B　由題圖可知,64 s后NO2和N2O4的濃度依然發(fā)生改變,說明64 s時正、逆反應(yīng)速率不相等,反應(yīng)未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),A錯誤;NO2為紅棕色氣體,N2O4為無色氣體,由題圖可看出,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,NO2的濃度增大直至達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),則達(dá)到化學(xué)平衡前,混合氣體的顏色逐漸變深,B正確;可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底,根據(jù)題圖信息,當(dāng)達(dá)到平衡時,容器中氣體的總物質(zhì)的量濃度為1.8 mol·L-1,C錯誤;N2O4(g) 2NO2(g),該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),若容器與外界無熱傳遞,則反應(yīng)達(dá)到平衡前容器內(nèi)氣體的溫度逐漸降低,D錯誤。
4.C　未指明反應(yīng)速率的方向,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A錯誤;都表示正反應(yīng)速率,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B錯誤;該反應(yīng)有固體生成,在恒容密閉容器中,混合氣體的密度保持不變說明混合氣體的總質(zhì)量不變,可說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C正確;起始濃度未知,當(dāng)c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6時不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D錯誤。
5.A　反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行,反應(yīng)物和生成物均為氣體,即氣體的總質(zhì)量不變,則混合氣體的密度恒定,混合氣體的密度不再改變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A可選;反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不相等,當(dāng)混合氣體總物質(zhì)的量不再變化時,或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化時,均能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B、D不選;單位時間內(nèi)消耗H2與消耗C2H6的物質(zhì)的量之比為1∶1,說明正、逆反應(yīng)速率相等,該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C不選。
6.A　在恒容條件下,混合氣體的顏色不再改變,表明NO2的濃度保持不變,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A符合題意;對于反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),反應(yīng)前后無氣體體積差,在恒容容器中,不管反應(yīng)是否達(dá)到平衡,容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變,B不符合題意;對于反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),不管反應(yīng)進(jìn)行到何種程度,混合氣體的總質(zhì)量始終不變,則在恒壓條件下,總質(zhì)量不再改變時,反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),C不符合題意;對于反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)為33.3%,可能是反應(yīng)過程中的某個階段,不一定是平衡狀態(tài),D不符合題意。
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1.C 2.B 3.C 4.B
1.C　①v正(NH3)=v逆(H2S),說明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);②正反應(yīng)反應(yīng)前后氣體體積增大,當(dāng)密閉容器中總壓強(qiáng)不變時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);③反應(yīng)過程中容器容積不變,但氣體質(zhì)量是變化的,當(dāng)密閉容器中混合氣體的密度不變時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);④反應(yīng)體系中只有兩種氣體,且NH3和H2S的體積之比滿足1∶1,密閉容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);⑤正反應(yīng)反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)增大,當(dāng)密閉容器中混合氣體的總物質(zhì)的量不變時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);⑥體系中NH3和H2S的體積之比始終為1∶1,密閉容器中NH3的體積分?jǐn)?shù)不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);⑦混合氣體的質(zhì)量是變量,當(dāng)混合氣體總質(zhì)量不變時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。結(jié)合分析可知C正確。
2.B　達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,正、逆反應(yīng)速率相等,即v正(HI)=2v逆(H2),A錯誤;反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,恒容絕熱容器中,反應(yīng)吸熱導(dǎo)致溫度降低,容器內(nèi)壓強(qiáng)減小,若容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化,說明反應(yīng)體系溫度不變,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),B正確;容器中充入N2,對混合物的濃度沒有影響,正反應(yīng)速率不變,C錯誤;該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不能完全進(jìn)行,故放出的熱量比9.48 kJ少,D錯誤。
3.C　A(s)為固體,該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體質(zhì)量增加的反應(yīng),恒溫、恒容時,根據(jù)ρ=,達(dá)到平衡之前密度一直增大,當(dāng)氣體密度不隨時間變化時反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài),A不符合題意;A(g)+B(g) C(g)在反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變,反應(yīng)容器為恒壓,該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng),達(dá)到平衡之前密度一直增大,當(dāng)氣體密度不隨時間變化時反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài),B不符合題意;A(g)+B(g) 2C(g)在反應(yīng)前后質(zhì)量不變,容器容積不變,當(dāng)氣體密度不隨時間變化時反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),C符合題意;在恒壓、絕熱條件下,A(g)+B(g) 2C(g)在反應(yīng)過程中能量變化會導(dǎo)致體積變化,密度也會發(fā)生變化,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,溫度不變則體積不再變化,氣體密度不再隨時間變化,D不符合題意。
易錯分析　恒溫、恒容條件下,用“混合氣體的密度”判斷平衡狀態(tài)時,要特別關(guān)注是否有非氣態(tài)物質(zhì)參與反應(yīng)。
4.B　根據(jù)題中信息,列三段式如下:
3A(g)+B(g) 2C(g)+xD(g)
起始: 6 mol 5 mol 0 0
轉(zhuǎn)化: 3 mol 1 mol 2 mol x mol
平衡: 3 mol 4 mol 2 mol x mol
D的濃度為0.5 mol·L-1,c===0.5 mol·L-1,解得x=2,A錯誤。A的轉(zhuǎn)化率為×100%=50%,B正確;平衡時B的濃度為c===1 mol·L-1,C錯誤;該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變的反應(yīng),因此在恒溫、恒容條件下壓強(qiáng)始終不變,D錯誤。
5.答案　(1)16　(2)8 mol　(3)5∶4　(4)1∶2
3∶3∶2
解析　(1)根據(jù)題意,列三段式如下:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始/mol a b 0
變化/mol 3 9 6
t時刻/mol 13 b-9 6
所以a=13+3=16;(2)反應(yīng)達(dá)平衡時,混合氣體為=32 mol,其中NH3的物質(zhì)的量為32 mol×25%=8 mol;(3)結(jié)合(1)(2)可知,平衡混合氣的組成:N2為16 mol-4 mol=12 mol,NH3為8 mol,H2為32 mol-12 mol-8 mol=12 mol,則:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始/mol 16 b 0
變化/mol 4 12 8
平衡/mol 12 12 8
b=12+12=24,n(始)∶n(平)=(16+24)∶(12+12+8)=5∶4;(4)達(dá)到平衡時,N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比α(N2)∶α(H2)=(×100%)∶(×100%)=1∶2,平衡混合氣體n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=12∶12∶8=3∶3∶2。
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