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化学选择性必修1第二节 化学平衡课堂检测
展开第二节 化学平衡
【学习目标】
【基础知识】
一、化学平衡状态
1、可逆反应:在相同条件下,既能向 正反应 方向进行,同时又能向 逆反应 方向进行的反应。
2、化学平衡状态的建立
(1)如图1所示,N2与H2随着反应的进行,其浓度逐渐 减小 ,v正逐渐 减小 ,而c(NH3)逐渐 增大 ,v逆逐渐 增大 ,t1时刻,它们的浓度不再改变,v正=v逆,反应达到平衡。
(1)如图2所示,随着NH3的分解,其浓度逐渐 减小 ,v逆逐渐 减小 ,而c(N2)、c(H2)逐渐 增大 ,v正逐渐 增大 ,t2时刻起,它们的浓度不再改变, v正=v逆 ,反应达到平衡。
3、化学平衡状态:在一定条件下的可逆反应,当正、逆反应的速率相等时,反应物和生成物的浓度均保持不变,即体系的组成不随时间而改变,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,这时的状态我们称为化学平衡状态,简称化学平衡。
二、化学平衡常数
1、化学平衡状态时浓度数据分析
分析课本表2-1:457.6 ℃时反应体系H2(g)+I2(g)⇄2HI(g)中各物质的浓度数据,我们可以发现以下规律:
(1)无论该反应从正向进行还是从逆向进行,平衡时,只要温度一定,的值近似相等。
(2)无论反应物或生成物的浓度如何改变,平衡时只要温度一定,的值也近似相等。
2、化学平衡常数:在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物 浓度幂之积 与反应物 浓度幂之积 的比值是一个常数,用符号 K 表示。
3、浓度商与化学平衡常数的表达式
(1)浓度商:对于一般的可逆反应,mA(g)+nB(g)⇄pC(g)+qD(g),在任意时刻的称为 浓度商 ,常用 Q 表示,即Q=。
(2)化学平衡常数表达式:当在一定温度下达到化学平衡时,K=。
(3)Q与K关系:当反应中有关物质的浓度商 等于 平衡常数时,表明反应达到化学平衡状态。
三、影响化学平衡的因素
1、浓度对化学平衡移动的影响
实验原理
Fe3++3SCN- ⇄ Fe(SCN)3(红色)
实验操作
现象与结论
b溶液颜色变浅,平衡向逆反应方向移动
c溶液颜色变深,平衡向正反应方向移动
理论解释
发生Fe+2Fe3+===3Fe2+,Fe3+浓度减小,Q=增大,Q>K,平衡逆向移动
c(SCN-)增大,Q=减小,Q<K,平衡正向移动
2、化学平衡移动:在一定条件当可逆反应达到平衡状态后,如果 浓度 、 压强 、温度等反应条件改变,原来的平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着 改变 ,直至达到新的平衡状态。这种由 原有的平衡状态 达到 新的平衡状态 的过程。
3、化学平衡移动方向的判断
当Q=K时:反应处于 平衡 状态, v正=v逆 ;
当Q<K时:反应向 正反应方向 进行,v正>v逆;
当Q>K时:反应向 逆反应方向 进行,v正<v逆。
4、压强变化对化学平衡移动的影响
实验原理
⇄
实验步骤
活塞Ⅱ处→Ⅰ处,压强增大
活塞Ⅰ处→Ⅱ处,压强减小
实验现象
混合气体的颜色先 变深 又逐渐 变浅
混合气体的颜色先 变浅 又逐渐 变深
实验结论
活塞往里推,体积减小,压强增大,c(NO2)增大,颜色变深,但颜色又变浅,说明c(NO2)减小,平衡向 正反应 方向移动。
活塞往外拉,体积增大,压强 减小 ,c(NO2)减小,颜色变浅,但气体颜色又变深,说明c(NO2)增大,平衡向 逆反应 方向移动
5、温度对化学平衡移动的影响
实验原理
⇄ ΔH=-56.9 kJ·mol-1
实验步骤
实验现象
热水中混合气体颜色 加深 ;冰水中混合气体颜色 变浅
实验结论
混合气体受热颜色 加深 ,说明NO2浓度 增大 ,即平衡向 逆反应 方向移动;混合气体被冷却时颜色 变浅 ,说明NO2浓度 减小 ,即平衡向 正反应 方向移动
6、勒夏特列原理:如果改变影响平衡的条件之一(如温度、浓度、压强等),平衡将向着能够 减弱 这种改变的方向移动。
7、化学平衡图像的类型及特点
(1)速率—时间图像(v-t图像)
Ⅰ.正反应速率突变,逆反应速率渐变,v′正>v′逆,说明是增大了 反应物的浓度 ,使正反应速率突变,且平衡 正向 移动。
Ⅱ.v正、v逆都是突然减小的,v′正>v′逆,平衡 正向 移动,说明该反应的正反应可能是 放热 反应或气体总体积增大 的反应,改变的条件是 降低温度 或 减小压强 。
Ⅲ.v正、v逆都是突然增大的,并且v正、v逆增大程度相同,说明该化学平衡 没有发生 移动,可能是使用了 催化剂 ,也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强所致。
(2)百分含量—时间—温度图像
Ⅰ.T2>T1,温度升高,平衡 逆向 移动,正反应是 放热 反应。
Ⅱ.p2>p1,压强增大,A(反应物)的转化率 减小 ,说明正反应是气体总体积 增大 的反应。
Ⅲ.生成物C的百分含量 不变 ,说明平衡 不发生 移动,但反应速率a>b,故a可能使用了 催化剂 ;若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a也可能是增大了压强。
【考点剖析】
考点一 可逆反应概念的理解
1.下列有关可逆反应的说法不正确的是( )
A.可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应
B.2HIH2+I2是可逆反应
C.2H2+O22H2O与2H2O2H2↑+O2↑互为可逆反应
D.可逆反应中反应物和生成物同时存在
答案 C
解析 C项中两个反应是在不同的条件下进行的,故不能称之为可逆反应,C项不正确。
2.在密闭容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g)2Z2(g),若X2、Y2、Z2的初始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达到平衡后,各物质的浓度可能是( )
①X2为0.2 mol·L-1 ②Y2为0.1 mol·L-1 ③Z2为0.3 mol·L-1 ④Y2为0.6 mol·L-1
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
答案 B
解析 在可逆反应中,反应物不可能完全转化为生成物,平衡时不可能出现某物质的浓度为零的情况。①X2为0.2 mol·L-1,表明Z2全部转化为X2和Y2,①错误;同理,④错误。综上所述, B项正确。
考点二 化学平衡状态的特征
3.有关化学平衡状态的特征,下列说法正确的是( )
A.所有的化学反应都存在化学平衡状态
B.平衡时反应已达到最大限度,反应停止了
C.平衡时各组分的浓度相等
D.化学平衡状态是一种动态平衡
答案 D
解析 只有可逆反应才存在化学平衡状态,A项错误;达到平衡状态时,反应达到最大限度,但反应并没有停止,B项错误;平衡时各组分浓度保持不变,但不一定相等,C项错误;达到化学平衡状态时,反应并没有停止,是一种动态平衡,D项正确。
4.在一定条件下,气体参与的某正反应方向ΔH<0的可逆反应达到化学平衡时,下列说法不正确的是( )
A.反应物的浓度一定等于生成物的浓度
B.反应体系中压强恒定
C.反应体系中混合物的组成保持不变
D.反应体系中温度不变
答案 A
解析 对于放热的可逆反应,达到平衡时,反应物与生成物的浓度不一定相等,A项错误;可逆反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,气体分子数保持不变,反应体系中压强恒定,混合物的组成保持不变,反应体系中温度不变,B、C、D项正确。
考点三 化学平衡状态的判断
5.在一定温度下的恒容密闭容器中,以下说法能表明反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是( )
A.混合气体的压强不变
B.混合气体的密度不变
C.每消耗2 mol B,同时生成1 mol C
D.C和D的浓度比不变
答案 B
解析 该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,容器内混合气体的压强不随反应的进行而变化,不能作为平衡标志,A项错误;根据密度的定义式知,混合气体的密度随反应的进行而变化,当密度不变时,反应已达平衡,B项正确;消耗2 mol B和生成1 mol C,均为正反应,不能作为平衡标志,C项错误;随着反应的进行,C和D的浓度比始终不变,不能作为平衡标志,D项错误。
6.一定条件下,将NO2与SO2以体积比为1∶2置于密闭容器中,发生反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ·mol-1,下列能说明反应达到平衡状态的是( )
A.体系压强保持不变
B.混合气体颜色保持不变
C.SO3和NO的体积比保持不变
D.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
答案 B
解析 由于该反应为反应前后气体体积相等的反应,体系的压强始终保持不变,故不能以压强不变作为判断反应是否达到平衡状态的标志,A错误;SO3与NO的体积比始终保持1∶1不变,C错误;消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应,D错误。
考点四 化学平衡常数及其影响因素
7.下列关于平衡常数K的说法中,正确的是( )
①平衡常数K只与反应本身及温度有关 ②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K ③加入催化剂不改变平衡常数K ④平衡常数K只与温度有关,与反应的本身及浓度、压强无关
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
答案 D
解析 平衡常数K是一个温度常数,只与反应本身及温度有关,催化剂不能改变化学平衡,故加入催化剂不改变平衡常数K。
8.关于平衡常数K,下列说法中正确的是( )
A.K值越大,反应越容易进行
B.对任一给定的可逆反应,温度升高,K值增大
C.对同一可逆反应,K值越大,反应物的转化率越高
D.加入催化剂或增大反应物浓度,K值将增大
答案 C
解析 对于给定的可逆反应,化学平衡常数越大,反应进行的程度越大,但反应不一定容易进行,A项错误,C项正确;化学平衡常数与催化剂和反应物浓度无关,只与温度有关,与温度的关系视具体反应而定,B、D项错误。
考点五 化学平衡常数表达式及计算
9.对于反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常数,下列说法正确的是( )
A.K=
B.K=
C.增大c(H2O)或减小c(H2),会使该反应平衡常数增大
D.改变反应的温度,平衡常数不一定变化
答案 B
解析 A项,固体物质的浓度可视为常数,在平衡常数表达式中不写,错误;B项,符合平衡常数表达式的书写要求,正确;C项,化学平衡常数只与温度有关,而与反应物、生成物的浓度变化无关,故增大c(H2O)或减小c(H2),该反应的平衡常数不变,错误;D项,温度改变,平衡常数一定改变,错误。
10.已知下列反应的平衡常数:H2(g)+S(s)H2S(g) K1;S(s)+O2(g)SO2(g) K2。则反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数为( )
A.K1+K2 B.K1-K2
C.K1·K2 D.
答案 D
解析 在反应中应注意S为固体,与平衡常数无关,则K1=,K2=。则反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数为=。
11.某可逆反应aA+bBcC在某温度下的平衡常数为K(K≠1),反应热为ΔH。保持温度不变,将方程式的书写做如下改变,则ΔH和K数值的相应变化为( )
A.写成2aA+2bB2cC,ΔH值、K值均扩大了1倍
B.写成2aA+2bB2cC,ΔH值扩大了1倍,K值保持不变
C.写成cCaA+bB,ΔH值、K值变为原来的相反数
D.写成cCaA+bB,ΔH值变为原来的相反数,K值变为原来的倒数
答案 D
解析 A、B项ΔH值扩大1倍,K变为原来的平方;C项K值变为原来的倒数。
考点六 化学平衡常数的简单计算与大小比较
12.将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:2SO2+O22SO3,测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L-1。则此条件下的平衡常数K为( )
A.4 B.0.25 C.0.4 D.0.2
答案 A
解析 2SO2+O22SO3
初始/mol 4 2 0
转化/mol 2 1 2
平衡/mol 2 1 2
平衡时各自的浓度c(SO2)=0.5 mol·L-1,c(O2)=0.25 mol·L-1,c(SO3)=0.5 mol·L-1,
K==4。
14.在773 K时,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=9,若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L-1,则在此条件下CO的转化率是( )
A.60% B.50% C.75% D.25%
答案 C
解析 设达到平衡时CO转化的浓度为x mol·L-1,则平衡时c(CO)=c(H2O)=(0.020-x)mol·L-1,c(CO2)=c(H2)=x mol·L-1。K===9,解得x=0.015,则CO的转化率为×100%=75%。
10.在一定温度下,下列反应的化学平衡常数数值如下:
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
以下说法正确的是( )
A.该温度下,反应①的平衡常数表达式为K1=c(N2)·c(O2)
B.该温度下,反应2H2O(g)2H2(g)+O2(g)的平衡常数的数值约为5×10-80
C.该温度下,反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2
D.以上说法都不正确
答案 C
解析 由化学平衡常数的定义可知K1=,A项错误;该温度下,水分解反应的平衡常数为==5×10-82,B项错误;该温度下,NO、H2O、CO2三种化合物分解产生O2的反应的化学平衡常数数值分别为1×1030、5×10-82、4×10-92,所以产生O2的倾向:NO>H2O>CO2,C项正确,D项错误。
考点六 化学平衡常数的相关综合
15.某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol A和2 mol B进行如下反应:3A(g)+2B(g)→4C(s)+2D(g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,则下列说法正确的是( )
A.该反应的化学平衡常数表达式是K=
B.此时,B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,化学平衡常数增大
D.增加C,反应速率加快
答案 B
解析 C是固体,不能出现在平衡常数的表达式中,A错;生成1.6 mol C时,消耗了0.8 mol B,B的平衡转化率是40%,B对;化学平衡常数只受温度的影响,增大该体系的压强,化学平衡常数不变,C错;C为固体,浓度为定值,增加其量,反应速率不变,D错。
16.在25 ℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示:
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L-1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L-1
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是( )
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数为1 600
C.反应前后压强之比为2∶3
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
答案 C
解析 X、Y、Z的浓度变化量分别为0.05 mol·L-1、0.15 mol·L-1、0.1 mol·L-1,且X、Y的浓度减小,Z的浓度增大,所以该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g)2Z(g);X的转化率为×100%=50%,平衡常数K==1 600;平衡常数只受温度的影响,不受压强和浓度的影响;反应前后压强之比为3∶2。
考点七 化学平衡移动概念的理解
17.对处于化学平衡状态的体系,由化学平衡与化学反应速率的关系可知( )
A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动
B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化
C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大
D.改变压强,化学反应速率一定改变,平衡一定移动
答案 B
解析 如果正、逆反应速率改变的幅度一样大,则平衡不移动,A项错;化学平衡发生移动,则化学反应速率一定改变,B项对;反应进行的程度与化学反应速率无关,C项错;改变压强,化学反应速率不一定改变(如固液反应或容器容积不变的反应体系中充入不参与反应的气体),平衡也不一定移动,D项错。
18.在一定条件下,反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到了平衡,改变某一条件,发生下述变化,其中可确定该平衡一定发生移动的是( )
A.v(SO2)增大
B.v(SO3)减小
C.O2的百分含量发生变化
D.SO3的质量不变
答案 C
解析 正、逆反应速率同等倍数的增大或减小,平衡不移动;O2的百分含量发生变化,化学平衡一定发生移动;SO3的质量不变,平衡不移动。
考点八 浓度对化学平衡移动的影响
19.在恒温恒容的条件下,反应:A(g)+B(g)C(g)+D(s)已达平衡,能使平衡正向移动的措施是( )
A.减小C或D的浓度 B.增大D的浓度
C.减小B的浓度 D.增大A或B的浓度
答案 D
解析 增大反应物的浓度或减小生成物的浓度都可以使平衡向正反应方向移动,但注意本题中物质D是固体,其浓度是常数,故改变物质D的量对平衡无影响,D项正确。
20.从植物花中提取一种有机物,可用简化式HIn表示,在溶液中因存在下列电离平衡:HIn(溶液红色)H+(溶液)+In-(溶液黄色),故可用作酸碱指示剂。在该水溶液中加入下列物质,能使该指示剂显黄色的是( )
A.盐酸 B.碳酸钠溶液
C.氯化钠溶液 D.过氧化钠
答案 B
解析 改变条件后溶液呈黄色,说明平衡向正反应方向移动,应该降低氢离子的浓度,符合要求的是B、D两个选项,但是过氧化钠具有漂白性,黄色会褪去,只有B项正确。
考点九 压强对化学平衡移动的影响
21.反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某温度下达到平衡,下列各种情況下,不会使平衡发生移动的是( )
A.温度、容积不变时,通入SO2气体
B.将NH4HS固体全部移走
C.保持温度和容器体积不变,充入氮气
D.保持温度和压强不变,充入氮气
答案 C
22.已知化学反应2A(?)+B(g)2C(?)达到平衡,当增大压强时,平衡向逆反应方向移动,则下列情况可能的是( )
A.A是气体,C是固体
B.A、C均为气体
C.A、C均为固体
D.A是固体或液体,C是气体
答案 D
解析 增大压强,平衡向逆反应方向移动,说明逆向为缩体反应,由于B为气体,所以C为气体,A为非气体。
考点十 温度、催化剂对化学平衡的影响
23.已知反应:2NO2(g)N2O4(g),把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里,然后用弹簧夹夹住橡皮管,把烧瓶A放入热水里,把烧瓶B放入冰水里,如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现,A烧瓶内气体颜色变深,B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是( )
A.上述过程中,A烧瓶内正、逆反应速率均加快
B.上述过程中,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大
C.上述过程中,A、B烧瓶内气体密度均保持不变
D.反应2NO2(g)N2O4(g)的逆反应为放热反应
答案 D
解析 升高温度,正、逆反应速率都增大,A项正确;B烧瓶内气体颜色变浅,说明平衡向生成N2O4的方向移动,B烧瓶内c(NO2)减小,c(N2O4)增大,B项正确;容器的容积不变,混合气体的质量不变,A、B烧瓶内气体密度都不变,C项正确;放在热水中的A烧瓶内气体颜色变深,放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅,说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动,降低温度平衡向生成N2O4的方向移动,故反应2NO2(g)N2O4(g)的正反应为放热反应,D项错误。
24.将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应:H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH<0,平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是( )
A.a>b B.a=b
C.a 答案 A
解析 该反应为放热反应,绝热下进行反应,温度升高,平衡左移,所以绝热平衡时的转化率低于恒温平衡时的转化率,即a>b。
考点十一 多因素对化学平衡影响的分析
25.在一定条件下,可逆反应达到化学平衡:I2(g)+H2(g)2HI(g)(正反应是放热反应)。要使混合气体的颜色加深,可以采取的方法是( )
A.降低温度 B.增大H2的浓度
C.减小容器体积 D.增大容器体积
答案 C
解析 降低温度,平衡正向移动,混合气体颜色变浅,A项错误;增大H2的浓度,平衡正向移动,c(I2)减小,混合气体颜色变浅,B项错误;减小容器体积相当于增大压强,平衡不移动,但c(I2)增大,气体颜色加深,C项正确;增大容器体积,c(I2)减小,气体颜色变浅,D项错误。
26.一定温度下,在密闭容器中发生反应:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,反应达到平衡时,下列说法不正确的是( )
A.若缩小容器的体积,则容器中气体的颜色先变深后又变浅,且比原平衡颜色深
B.若压强不变,向容器中再加入一定量的N2O4,再次达到平衡时各种物质的百分含量不变
C.若体积不变,向容器中再加入一定量的N2O4,相对于原平衡,平衡向正反应方向移动,再次平衡时N2O4的转化率将升高
D.若体积不变,升高温度,再次平衡时体系颜色加深
答案 C
解析 缩小容器体积,NO2的浓度变大,颜色加深,平衡向左移动使混合气体颜色又变浅,但依据“减弱不消除”可知,新平衡时NO2的浓度仍比原平衡大,即气体颜色比原平衡深;若压强不变,再充入N2O4气体,容器体积变大,达到新平衡与原平衡等效,因此新平衡时各物质的百分含量不变;若体积不变,向容器中再加入一定量的N2O4,则相对于原平衡,平衡向逆反应方向移动,再次平衡时N2O4的转化率将降低;若体积不变,升温,平衡正向移动,再次平衡时体系中NO2的浓度增大,气体颜色加深。
考点十二 化学平衡移动的相关图像
27.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0已达平衡,在其他条件不变的情况下,如果分别改变下列条件,对化学反应速率和化学平衡产生的影响与图像不相符的是( )
答案 C
解析 改变温度会使v正、v逆都发生“突变”且升温向吸热反应方向移动,即逆向移动,
v逆>v正。
28.I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I(aq),某I2、KI混合溶液中,I的物质的量浓度c(I)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是( )
A.温度为T1时,向该平衡体系中加入KI固体,平衡正向移动
B.I2(aq)+I-(aq) I(aq)的ΔH<0
C.若T1时,反应进行到状态d时,一定有v正>v逆
D.状态a与状态b相比,状态b时I2的转化率更高
答案 D
解析 加入KI固体,c(I-)增大,平衡正向移动,A项正确;由图可知,温度越高,c(I)越小,则升高温度,平衡逆向移动,正反应为放热反应,ΔH<0,B项正确;T1时,反应进行到状态d时,c(I)小于平衡时浓度,则平衡向正反应方向移动,则一定有v正>v逆,C项正确;a、b均为平衡点,a点温度低,该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,则状态a时I2的转化率更高,D项错误。
考点十三 勒夏特列原理的应用
29.(2019·牡丹江第一高级中学高二月考)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
①工业合成氨,反应条件选择高温 ②实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气 ③使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率 ④硫酸工业中,增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率
A.②③ B.②④
C.①③ D.①④
答案 C
解析 ①工业合成氨的反应为放热反应,升高温度,平衡左移,不利于氨气的生成,不能用勒夏特列原理解释;②氯气溶于水的反应是一个可逆反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,因为饱和食盐水中含有大量的氯离子,相当于在氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子,平衡向逆反应方向移动,氯气溶解量减小,可以用勒夏特列原理解释;③催化剂不影响平衡移动,只能加快化学反应速率,所以不能用勒夏特列原理解释;④增大反应物O2的浓度,平衡向正反应方向移动,能增大SO2的转化率,可以用勒夏特列原理解释。综上所述,C项符合题意。
考点十四 速率—时间图像
30.在密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热),如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像,推断在t1时刻突然改变的条件可能是( )
A.催化剂失效 B.减小生成物的浓度
C.降低体系温度 D.增大容器的体积
答案 C
解析 从图像可以看出:改变条件后,反应速率与原平衡速率出现断点且低于原平衡反应速率,说明改变的条件可能是降低温度或减压。从改变条件后的v′正与v′逆的大小关系,可得出化学平衡正向移动。降低温度,该平衡正向移动,必有v′正>v′逆,故选C。
31.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如图甲所示,正逆反应速率随时间的变化如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.30~40 min间该反应使用了催化剂
B.化学方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30 min时降低温度,40 min时升高温度
D.8 min前A的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1
答案 D
解析 A项,若使用催化剂,则化学反应速率加快,故错误;由甲图像可知,A、B的浓度变化相同,故A、B的化学计量数相同,都为1;由乙图像可知,30 min时改变的条件为减小压强,40 min时改变的条件为升高温度,且升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应;8 min前A的平均反应速率为=0.08 mol·L-1·min-1。
考点十五 浓度(物质的量)—时间图像
32.已知X(g)和Y(g)可以相互转化:2X(g)Y(g) ΔH<0。现将一定量X(g)和Y(g)的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中,反应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。则下列说法不正确的是( )
A.若混合气体的压强不变,则说明反应已达化学平衡状态
B.a、b、c、d四个点表示的反应体系中,表示化学反应处于平衡状态的只有b点
C.25~30 min内用X表示的平均化学反应速率是0.08 mol·L-1·min-1
D.反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是增加Y的浓度
答案 D
解析 正反应是气体分子数减小的反应,所以当压强不再发生变化时,可以说明反应已经达到平衡状态,A项正确;根据图像可知,只有b点表示的反应体系中,各物质的浓度不再发生变化,所以只有b点表示反应处于平衡状态,B项正确;25~30 min内X的浓度变化量是0.4 mol·L-1,所以用X表示的平均化学反应速率是=0.08 mol·L-1·min-1,C项正确;反应进行至25 min时,X物质的浓度突然增大,D项不正确。
考点十六 转化率(含量)—时间图像
33.可逆反应:aA(g)+bB(s)cC(g)+dD(g),当其他条件不变时,反应过程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图,下列判断正确的是( )
A.T1
C.p1
解析 先拐先平数值大,T1
A.O2的体积分数 B.混合气体的密度
C.密闭容器内的压强 D.SO2的转化率
答案 D
解析 由题图可知,温度T2达到平衡所用时间短,反应速率较快,所以温度T2>T1,温度升高,Y表示的物理量降低,该反应的正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,氧气的体积分数增大,A错误;升温平衡向逆反应方向移动,但混合气体的总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度不变,B错误;升温平衡向逆反应方向移动,混合气体的总的物质的量增大,容器的体积不变,容器的压强增大,C错误;升温平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率降低,D正确。
考点十七 恒温(恒压)线图像
35.反应mX(g)nY(g)+pZ(g) ΔH,在不同温度下的平衡体系中,物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.m<n+p
C.B、C两点化学平衡常数:KB>KC
D.A、C两点的反应速率v(A)<v(C)
答案 C
解析 由图可知温度升高,Y的体积分数增大,说明平衡正向移动,则正反应为吸热反应;增大压强,Y的体积分数减小,说明平衡逆向移动,则m<n+p;对吸热反应来说,温度升高,K增大,KB<KC;A、C两点温度相同,C点压强大,则C点的速率大于A点。
考点十八 相关知识的综合应用图像
36.乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯水化法生产,反应的化学方程式为:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g),下图为乙烯的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系[起始n(C2H4)∶n(H2O)=1∶1]。
下列有关叙述正确的是( )
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