人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡本单元综合与测试优秀习题ppt课件

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等效平衡典例1恒温恒压下,在一个容积可变的密闭容器中发生反应A(g)+B(g) C(g),若开始时通入1 ml A和1 ml B,达到平衡时生成a ml C。则下列说法错误的是(　　)A.若开始时通入3 ml A和3 ml B,达到平衡时,生成的C的物质的量为3a mlB.若开始时通入4 ml A、4 ml B和2 ml C,达到平衡时,B的物质的量一定大于4 mlC.若开始时通入2 ml A、2 ml B和1 ml C,达到平衡时,再通入3 ml C,则再次达到平衡后,C的物质的量分数为D.若在原平衡体系中,再通入1 ml A和1 ml B,混合气体的平均相对分子质量不变
答案:B解析:A项,开始时通入3 ml A和3 ml B,由于容器体积膨胀,保持恒压,相当于将三个原容器叠加,达到平衡时各物质的含量与原平衡中的相同,C的物质的量为3a ml,正确;B项,无法确定平衡移动的方向,不能确定平衡时B的物质的量一定大于4 ml,错误;C项,若开始时通入2 ml A、2 ml B、1 ml C,达到平衡时,再通入3 ml C,等效为开始时通入6 ml A和6 ml B,达到平衡时,与题述平衡等效,根据题给数据,可算出达到平衡时C的物质的量分数为 ,正确;D项,若在原平衡体系中再通入1 ml A和1 ml B,则达到的新平衡与原平衡等效,混合气体的平均相对分子质量不变,正确。
1.等效平衡含义在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,起始时加入物质的物质的量不同,各自达到化学平衡时,同种物质的百分含量相同,则称之为等效平衡。2.等效平衡原理同一可逆反应,在外界条件一定时,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,最后都能达到平衡状态,其中平衡混合物中各成分的含量相同。由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关,因而同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时的条件(温度、浓度、压强等)完全相同,即可形成等效平衡。
3.等效平衡规律对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g):
对点训练1-1在相同温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表:
上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是(　　)A.乙=丁>丙=甲　　　　B.乙>丁>甲>丙C.丁>乙>丙=甲 D.丁>丙>乙>甲
答案:A　解析:根据所给数据,甲、丙为等效平衡,则其中n(CO)相等。乙相当于甲平衡后,再加入a ml CO2,平衡右移,n(CO)增大,丁中CO、H2O转化成反应物相当于2a ml CO2、a ml H2,故所达到的平衡和乙等效,所以n(CO)的大小顺序为乙=丁>丙=甲。
对点训练1-2将一定体积的SO3(g)充入恒容的密闭容器中,发生反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)并达到平衡;保持温度不变,再充入相同体积的SO3(g),达到新平衡后,与原平衡相比,下列值减小的是(　　)A.平均相对分子质量 B.SO3(g)的转化率
答案:B　解析:本题可采取等效假设法分析,假设在原容器上增加一个相同的容器(两容器间有隔板),保持温度不变,向增加的容器中充入相同体积的SO3(g),则可建立与原平衡一样的平衡,此时A、B、C、D各项的值均不变,然后抽掉隔板,将容器压缩至原容器大小,则压强增大,平衡逆向移动,气体的总物质的量减小,但总质量不变,因此平均相对分子质量增大;SO3(g)的转化率减小;c(SO2)、c(SO3)均增大,但c(SO3)增大的程度比c(SO2)增大的程度大,则
可看作该反应的平衡常数的倒数,而平衡常数只与温度有关,则不发生变化。
速率与平衡综合图像题典例2合成氨反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化。图2表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量,平衡时NH3的质量分数w(NH3)的变化曲线。
下列说法正确的是(　　)A.该反应为自发反应,由图1可得加入适当的催化剂,E和ΔH都减小B.图2中0~10 min内该反应的平均速率v(H2)=0.045 ml·L-1·min-1,从11 min起其他条件不变,压缩容器的体积为1 L,则n(N2)的变化曲线为dC.图3中a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是b点D.图3中T1和T2表示温度,对应温度下的平衡常数为K1、K2,则:T1>T2,K1>K2
答案:B　解析:加入催化剂,活化能E减小,但反应热ΔH不变,A项错误;图3中c点起始时加入的H2最多,N2的转化率最高,C项错误;因合成氨正反应是放热反应,升高温度,平衡左移,图3中当n(H2)相同时,T1温度下达到平衡时w(NH3)高于T2温度下达到平衡时w(NH3),所以T1v(逆)=0,表明反应由正反应开始;b.t=t1时,v'(正)>v'(逆)=v(逆),表明在改变条件的瞬间,v(正)变大,v(逆)不变,是增大了反应物的浓度;c.t>t1时,v'(正)>v'(逆),表明平衡向正反应方向移动,随后又达到新的平衡状态。
B图:a.t=0时,反应由正反应开始;b.t=t1时,v(正)、v(逆)在改变条件时同时增大;c.t>t1时,平衡向逆反应方向移动,随后又达到新的平衡状态。C图:a.t=0时,反应由正反应开始;b.t=t1时,v(正)、v(逆)在改变条件时同倍数增大;c.t>t1时,平衡不移动。
②规律总结——v-t图像的分析和绘制a.在分析v-t图像时,要特别注意两个方面:一是反应速率的变化,即v(正)、v(逆)是都增大或都减小[条件改变的瞬间v'(正)、v'(逆)的起点与原平衡点不重合],还是一个增大(或减小)而另一个不变[条件改变的瞬间,v'(正)、v'(逆)中不变的那一个起点与原平衡点重合];二是平衡移动的方向,速率大的速率—时间曲线就在上面,且平衡向该方向移动。b.画出v-t图像的“三段式”:第一步,画出原平衡建立的过程;第二步,依据条件改变时的速率变化,确定两个起点[是都在上还是都在下,或一个在上(下)另一个不变];第三步,依据平衡移动方向确定哪条曲线[v(正)或v(逆)]在上(下)面,完成图像。
2.含量—时间—温度(压强)图像常见形式有如下几种。[w(C)指某生成物的质量分数;w(B)指某反应物的质量分数]
3.其他类型(1)恒压(温)线图像分析该类图像的纵坐标一般为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α),横坐标为温度(T)或压强(p),常见类型如下所示:
(2)其他类型如图所示是其他条件不变时,某反应物的最大(平衡)转化率(α)与温度(T)的关系曲线,图中标出的a、b、c、d四个点中,表示v(正)>v(逆)的点是c,表示v(正)