【鲁科版】高考化学一轮复习第23讲化学平衡状态及化学平衡移动教案
展开第23讲 化学平衡状态及化学平衡移动
[考纲要求] 1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,认识并能用相关理论解释其一般规律。 4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
考点一 化学平衡状态
1.可逆反应——“二同一不能”
(1)“二同”:同一条件下;正、逆反应同时进行。
(2)“一不能”:不能进行到底。
2.化学平衡状态
(1)概念:一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持不变的状态。
(2)化学平衡的建立
(3)平衡特点
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)二次电池的充、放电为可逆反应(×)
(2)在化学平衡建立过程中,v正一定大于v逆(×)
(3)恒温恒容下进行的可逆反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时,反应达到平衡状态(×)
(4)在一定条件下,向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应,生成2 mol NH3(×)
2.向含有2 mol SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),充分反应后生成SO3的物质的量________(填“<”“>”或“=”,下同)2 mol,SO2的物质的量________0 mol,转化率________100%,反应放出的热量________Q kJ。
答案: < > < <
题组一 化学平衡状态的判定
1.可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.3v正(N2)=v正(H2) B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3) D.v正(N2)=3v逆(H2)
C [A项无逆反应速率;B项=时,反应达到平衡状态;C项=,即2v正(H2)=3v逆(NH3)时反应达到平衡状态;D项=,即3v正(N2)=v逆(H2)时反应达到平衡状态。]
2.在一定温度下的定容容器中,当下列物理量不再发生变化时:①混合气体的压强,②混合气体的密度,③混合气体的总物质的量,④混合气体的平均相对分子质量,⑤混合气体的颜色,⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比,⑦某种气体的百分含量。
(1)能说明2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)达到平衡状态的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)能说明I2(g)+H2(g)⇌2HI(g)达到平衡状态的是______________。
(3)能说明2NO2(g)⇌N2O4(g)达到平衡状态的是____________。
(4)能说明C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)达到平衡状态的是____________。
(5)能说明NH2COONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是__________。
(6)能说明5CO(g)+I2O5(s)⇌5CO2(g)+I2(s)达到平衡状态的是__________。
答案: (1)①③④⑦ (2)⑤⑦ (3)①③④⑤⑦
(4)①②③④⑦ (5)①②③ (6)②④⑦
3.若上述题目中的(1)~(4)改成一定温度下的恒压密闭容器,结果又如何?
答案: (1)②③④⑦ (2)⑤⑦ (3)②③④⑤⑦
(4)②③④⑦
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减少速率和生成速率相等。
(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当其不变时为平衡状态;一个随反应的进行而保持不变的量,不能作为是否是平衡状态的判断依据。
题组二 极端假设,界定范围,突破判断
4.一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)⇌2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,则下列判断正确的是( )
A.c1∶c2=3∶1
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.X、Y的转化率不相等
D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1
D [平衡浓度之比为1∶3,转化浓度亦为1∶3,故c1∶c2=1∶3,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2,B不正确;由可逆反应的特点可知0<c1<0.14 mol·L-1。]
5.在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g)⇌2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、
0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
A.Z为0.3 mol·L-1 B.Y2为0.4 mol·L-1
C.X2为0.2 mol·L-1 D.Z为0.4 mol·L-1
A
极端假设法确定各物质浓度范围
(1)若已知反应X2(g)+Y2(g)⇌2Z(g)达平衡时三组分的浓度依次为0.2 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,确定三组分起始浓度的取值范围的解题模型如下:
①假设正向进行到底:X2(g)+Y2(g)⇌2Z(g)
平衡浓度(mol/L) 0.2 0.3 0.2
变化浓度(mol/L) 0.2 0.2 0.4
起始浓度(mol/L) 0 0.1 0.6
②假设逆向进行到底:X2(g)+Y2(g)⇌2Z(g)
平衡浓度(mol/L) 0.2 0.3 0.2
变化浓度(mol/L) 0.1 0.1 0.2
起始浓度(mol/L) 0.3 0.4 0
因此,起始浓度取值范围依次为X2∈[0,0.3],Y2∈[0.1,0.4] Z2∈[0,0.6]
(2)若已知反应X2(g)+Y2(g)⇌2Z2(g)起始浓度三组分依次为0.2 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,则反应进行到某一时刻时三组分的取值范围依次为:
X2∈(0,0.3),Y2∈(0.1,0.4) Z2∈(0,0.6) 考点二 化学平衡移动
1.概念
(1)原因:反应条件改变引起v正≠v逆。
(2)化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
①v正>v逆时,平衡向正反应方向移动;
②v正<v逆时,平衡向逆反应方向移动。
2.影响因素
在一定条件下,aA(g)+bB(g)⇌mC(g) ΔH<0达到了平衡状态,若其他条件不变,改变下列条件对平衡的影响如下:
(1)浓度
①增大A或B的浓度或减小C的浓度,平衡向正反应方向移动;
②增大C的浓度或减小A或B的浓度,平衡向逆反应方向移动。
(2)压强
①若a+b≠m
增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;
减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
②若a+b=m
改变压强,平衡不移动。
(3)温度
升高温度,平衡向吸热反应方向移动;
降低温度,平衡向放热反应方向移动。
(4)催化剂
使用催化剂,因其能同等程度地改变正、逆反应速率,平衡不移动。
3.勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强),平衡将向减弱这个改变的方向移动。
4.“惰性气体”对化学平衡的影响
(1)恒温、恒容条件
原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
(2)恒温、恒压条件
——
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变;化学反应速率改变,化学平衡也一定发生移动(×)
(2)升高温度,平衡向吸热反应方向移动,此时v放减小,v吸增大(×)
(3)C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) ΔH>0,其他条件不变时,升高温度,反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大(√)
(4)化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大(√)
(5)向平衡体系FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl中加入适量KCl固体,平衡逆向移动,溶液的颜色变浅(×)
(6)对于2NO2(g)⇌N2O4(g)的平衡体系,压缩体积,增大压强,平衡正向移动,混合气体的颜色变浅(×)
2.在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s)⇌2CO(g) ΔH>0,达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化:
(1)增加C,平衡________,c(CO)______。
(2)减小密闭容器体积,保持温度不变,则平衡__________,c(CO2)________。
(3)通入N2,保持密闭容器体积和温度不变,则平衡______,c(CO2)________。
(4)保持密闭容器体积不变,升高温度,则平衡__________,c(CO)________。
答案: (1)不移动 不变
(2)向逆反应方向移动 增大
(3)不移动 不变 (4)向正反应方向移动 增大
3.已知一定条件下合成氨反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,在反应过程中,反应速率的变化如图所示,请根据速率的变化回答采取的措施。
t1____________________; t2____________________;
t3____________________; t4____________________。
答案: t1时刻增大c(N2)或c(H2) t2时刻加入催化剂 t3时刻降低温度 t4时刻增大压强
题组一 选取措施使化学平衡定向移动
1.(2019·山东新泰新汶中学第三次阶段考)在恒容密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH<0达到平衡后,采用下列措施,既能增大逆反应速率又能使平衡向正反应方向移动的是( )
A.通入一定量O2 B.增大容器容积
C.移去部分SO3(g) D.降低体系的温度
A [通入一定量O2,c(O2)增大,v(正)瞬间增大,v(逆)逐渐增大,但v(正)增大的倍数大于v(逆),平衡正向移动,A正确;增大容器容积,反应混合物的浓度减小,v(正)、v(逆)均减小,平衡逆向移动,B错误;移去部分SO3(g),平衡正向移动,由于c(SO3)减小,v(正)、v(逆)均减小,C错误;该反应的正反应是放热反应,降低体系的温度,平衡正向移动,但v(正)、v(逆)均减小,D错误。]
2.(2019·河南信阳一中期末)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。
已知:①C4H10(g)+O2(g)===C4H8(g)+H2O(g)
ΔH1=-119 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)===H2O(g)
ΔH2=-242 kJ·mol-1
丁烷(C4H10)脱氢制丁烯(C4H8)的热化学方程式为C4H10(g)⇌C4H8(g)+H2(g) ΔH3。
下列措施一定能提高该反应中丁烯产率的是( )
A.增大压强,升高温度 B.升高温度,减小压强
C.降低温度,增大压强 D.减小压强,降低温度
B [根据盖斯定律,由①-②可得:C4H10(g)⇌C4H8(g)+H2(g),则ΔH3=ΔH1-ΔH2=(-119 kJ·mol-1)-(-242 kJ·mol-1)=+123 kJ·mol-1。提高该反应中丁烯的产率,应使平衡正向移动,该反应的正反应为气体分子数增加的吸热反应,可采取的措施是减小压强、升高温度。]
题组二 新旧平衡的比较
3.(2019·福建龙海二中等五校联考)一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)⇌pC(g),达到平衡后,温度不变,将容器的容积缩小到原来的,达到平衡时,C的浓度为原来的2.5倍,则下列说法正确的是 ( )
A.C的体积分数增加
B.A的转化率降低
C.平衡向正反应方向移动
D.m+n>p
B [保持温度不变,将容器的容积缩小到原来的,假设平衡不移动,C的浓度变为原来的3倍,而达到平衡时,C的浓度为原来的2.5倍,说明缩小容积、增大压强,平衡逆向移动,则有m+n<p,C、D错误。平衡逆向移动,反应中消耗C(g),则C的体积分数减小,A的转化率降低,A错误,B正确。]
4.(2019·安徽师大附中月考)将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:X(g)+3Y(g)⇌2Z(g) ΔH<0。改变某个条件并维持新条件直至达到平衡状态,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是 ( )
选项 | 改变条件 | 新平衡与原平衡比较 |
A | 升高温度 | X的转化率变小 |
B | 增大压强 | X的浓度变小 |
C | 充入一定量Y | Y的转化率增大 |
D | 使用适当催化剂 | X的体积分数变小 |
A [升高温度,平衡逆向移动,X的转化率变小,A正确;增大压强,平衡正向移动,消耗反应物X,增大压强的实质是增大浓度,根据勒夏特列原理可知,平衡移动只是减弱了改变的程度,故达到新的平衡状态时,X的浓度仍比原平衡大,B错误;充入一定量Y,平衡正向移动,X的转化率增大,但Y的转化率减小,C错误;使用催化剂,能改变反应速率,但平衡不移动,X的体积分数不变,D错误。]
5.用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
(1)实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl~T曲线如下图:
则总反应的ΔH________0(填“>”“=”或“<”)。
(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大,请在上图画出相应αHCl~T曲线的示意图,并简要说明理由:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)下列措施中,有利于提高αHCl的有______。
A.增大n(HCl) B.增大n(O2)
C.使用更好的催化剂 D.移去H2O
答案: (1)< (2)见下图
温度相同的条件下,增大压强,平衡右移,αHCl增大,因此曲线应在原曲线上方 (3)BD
分析化学平衡移动问题的注意事项
(1)平衡移动的结果只是减弱了外界条件的变化,而不能消除外界条件的变化。
(2)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同起来,只有v正>v逆时,才使平衡向正反应方向移动。
(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
(4)对于缩小体积增大压强,不管是否移动,各成分的浓度均增大,但增大的倍数可能不同也可能相同。
巧用等效平衡解答疑难试题
一、等效平衡原理
对于同一个可逆反应,在相同的条件下(恒温恒容或恒温恒压),不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,或从正反应和逆反应同时开始,达到平衡时,反应混合物中同种物质的百分含量相同,这样的平衡称为等效平衡。
二、等效平衡的分类及判断方法
对于反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g) | ||
条件 | m+n≠p+q时 | m+n=p+q时 |
恒温、恒容 | 一边倒后数值完全相同才建立等效(等同)平衡,即“等量等效” | 一边倒后数值成比例就建立等效平衡,即“等比等效” |
恒温、恒压 | 一边倒后数值成比例就建立等效平衡,即“等比等效” |
说明:
1.“一边倒”(完全转化)指的是把一边“归零”,通过可逆反应的化学计量数比换算成另一半边物质的物质的量(浓度)。
2.等效指的是达到平衡后同种组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。也有可能同种组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度也相同。
三、疑难试题解答
1.解答加料问题
在一个固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B,发生反应2A(g)+B(g)⇌2C(g),达到平衡时,C的物质的量浓度为k mol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质:
①4 mol A+2 mol B ②2 mol A+1 mol B+2 mol C
③2 mol C+1 mol B ④2 mol C
⑤1 mol A+0.5 mol B+1 mol C
(1)达到平衡后,C的物质的量浓度仍是k mol/L的是________。
(2) 若令a、b、c分别代表初始加入的A、B、C的物质的量,如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同,填写:
Ⅰ.若a=0,b=0,则c=________。
Ⅱ.若a=0.5,则b=________,c=________。
Ⅲ.a、b、c的取值必须满足的一般条件是________;________。(用两个方程式表示,一个只含a、c,另一个只含b、c)
解析: (1)该反应m+n≠p+q且条件为恒温、恒容,所以要满足“等量等效”。将②③④⑤的加料方式全部进行“一边倒”转化为反应物A和B的量后,只有④⑤的加料方式与2 mol A和1 mol B的加料方式完全一致。(2)根据“一边倒”的方式进行转化,即a mol A+b mol B+c mol C等价转化为a mol A+b mol B+(c mol A+c/2 mol B)。
答案: (1)④⑤ (2)Ⅰ.2 Ⅱ.0.25 1.5 Ⅲ.a+c=
2b+c/2=1
2.解答平衡移动方向问题
某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是( )
A.均减半 B.均加倍
C.均增加1 mol D.均减少1 mol
C [容积可变,说明是恒温、恒压条件,满足“等比等效”。A项,“均减半”后A、B、C的物质的量分别为2 mol、1 mol和2 mol,满足“等比等效”,平衡不会移动;B项,“均加倍”后A、B,C的物质的量分别为8 mol、4 mol和8 mol,满足“等比等效”,平衡不会移动;C项,“均增加1 mol”后A、B、C的物质的量分别为5 mol、3 mol和5 mol;相当于在5 mol、2.5 mol和5 mol的基础上又增加了0.5 mol B,平衡向右移动;D项,“均减小1 mol”后A、B、C的物质的量分别为3 mol、1 mol和3 mol,相当于在3 mol、1.5 mol和3 mol的基础上减少了0.5 mol B,平衡向左移动。]
3.解答方程式计量系数问题
在一固定容积的密闭容器中充入3 mol A和1 mol B,发生反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g),达到平衡后,C的体积分数为w%。若维持容器体积和温度不变,将0.9 mol A、0.3 mol B和2.1 mol C作为起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍为w%,则x值可能为( )
A.1 B.2
C.3 D.任意值
C [分两种情况分析:
(1)当反应前后气体体积不相等,则两种投料方式换算到同一边后各组分应完全相同(即恒温恒容时“等量等效”):
3A(g) + B(g) ⇌ xC(g)
起始量/mol 0.9 0.3 2.1
等效于/mol 0.9+6.3/x 0.3+2.1/x 0
即0.9+6.3/x=3 0.3+2.1/x=1
解得x=3
(2)当反应前后气体体积相等,则两种投料方式换算到同一边后各组分应完全相同(即恒温恒压时“等比等效”):
3A(g) + B(g) ⇌ 4C(g)
起始量/mol 0.9 0.3 2.1
等效于/mol 0.9+6.3/4 0.3+2.1/4 0
即0.9+6.3/4=2.475 0.3+2.1/4=0.825
2.475∶0.825=3∶1,与起始量的投料比相同,故x=4成立。]
4.解答反应物转化率问题
在一个固定容积的密闭容器中充入2 mol NO2,一定温度下建立如下平衡:2NO2⇌N2O4,此时NO2的转化率为x%,若再充入1 mol N2O4,在温度不变的情况下,达
到新的平衡时,测得NO2的转化率为y%,则x和y的大小关系正确的是( )
A.x>y B.x<y
C.x=y D.不能确定
B [先建立等效平衡模型,即假设原容器的体积可变,当再充入1 mol N2O4后重新建立起的平衡和原平衡等效,此时NO2的转化率依然为x%。当体积不发生变化时,在原平衡的基础上要缩小容器的体积,即增大了压强,该反应正反应方向为气体体积缩小的方向,平衡向正反应方向移动,NO2的转化率增大,即x<y。]
5.解答反应热的问题
在恒压密闭容器中发生:A(g)+3B(g)⇌2C(g),若起始投料为0.2 mol A、0.6 mol B时反应放出Q1 kJ的热量;若起始投料为2 mol C时反应吸收Q2 kJ的热量。则该反应的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析: 该题的条件为恒温恒压,满足“等比等效”。当按照反应物的系数投料时,建立平衡后放出的热量为5Q1 kJ。按照“一边倒”可得当起始投料为2 mol C时吸收的热量(Q2+5Q1)就是该条件下1 mol A和3 mol B全部转化为2 mol C时放出的热量。即热化学方程式为A(g)+3B(g)⇌2C(g) ΔH=-(5Q1+Q2)kJ·mol-1。
答案: A(g)+3B(g)⇌2C(g)
ΔH=-(5Q1+Q2)kJ·mol-1
6.解答容器体积大小问题
如图所示,A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊。关闭K2,将各1 mol NO2通过K1、K3分别充入A、B中,反应起始时A、B的体积相同均为a L。若打开K2,平衡后B容器的体积缩至0.4a L,则打开K2之前,气体B体积为________L。
解析: 将NO2充入两个容器中发生2NO2⇌N2O4的反应,打开K2,相当于是在等温等压条件下建立平衡,此时建立起的平衡与未打开K2时B容器建立起的平衡等效。由于此时反应物的物质的量是B中的2倍,所以打开K2之前,气球B的体积为(a L+0.4a L)÷2=0.7a L。
答案: 0.7a
1.(2018·天津理综,5)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OH+HBr⇌C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是 ( )
A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量
B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br
C.若反应物均增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变
D.若起始温度提高至60 ℃,可缩短反应达到平衡的时间
D [加入NaOH,c(HBr)减小,平衡向逆反应方向移动,乙醇的物质的量增大,A项正确;增大HBr浓度,平衡向正反应方向移动,有利于生成C2H5Br,B项正确;若反应物按照化学计量数之比加入溶液中,则各物质的平衡转化率相等,故反应物均增大至2 mol,两种反应物平衡转化率之比不变,C项正确;若起始温度提高至60 ℃,生成物C2H5Br为气态,能够从反应体系中逸出,导致反应不断向正反应方向进行,因此不能缩短反应达到平衡的时间,D项错误。]
2.[2019·全国卷Ⅰ,28(4)]Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。
计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率(a)=________kPa·min-1。467 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。489 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。
解析: 水煤气变换中CO是反应物,H2是产物,又该反应是放热反应,升高温度,平衡向左移动,重新达到平衡时,H2的压强减小,CO的压强增大。故a曲线代表489 ℃时pH2随时间变化关系的曲线,d曲线代表489 ℃时pCO随时间变化关系的曲线,b曲线代表467 ℃时pH2随时间变化关系的曲线,c曲线代表467 ℃时pCO随时间变化关系的曲线。
答案: 0.004 7 b c a d
3.[2017·全国卷Ⅲ,28(4)]298 K时,将20 mL 3x mol·L-1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:
AsO(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)⇌AsO(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。
(1)下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I-)=2v(AsO)
c.c(AsO)/c(AsO)不再变化
d.c(I-)=y mol·L-1
(2)tm时,v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是
________________________________________________________________________。
(4)若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为________。
答案: (1)ac (2)大于 (3)小于 tm时生成物浓度较低 (4)
4.(2017·全国卷Ⅱ,27稍改动)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
C4H10(g)===C4H8(g)+H2(g) ΔH=+123 kJ·mol-1
图(a)是平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x________0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是________(填标号)。
A.升高温度 B.降低温度
C.增大压强 D.降低压强
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是
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(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是________、________;590 ℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是
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答案: (1)小于 AD (2)氢气是产物之一,随着
n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大
(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类
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2022高考化学一轮复习第7章化学反应速率和化学平衡第2讲化学平衡及其移动教案: 这是一份2022高考化学一轮复习第7章化学反应速率和化学平衡第2讲化学平衡及其移动教案,共18页。