![6.2.2 化学平衡(第2课时 化学平衡移动)-高一化学同步精品讲义(沪科版必修第二册)01](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15503595/0-1710594805125/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![6.2.2 化学平衡(第2课时 化学平衡移动)-高一化学同步精品讲义(沪科版必修第二册)02](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15503595/0-1710594805192/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![6.2.2 化学平衡(第2课时 化学平衡移动)-高一化学同步精品讲义(沪科版必修第二册)03](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15503595/0-1710594805237/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![6.2.2 化学平衡(第2课时 化学平衡移动)-高一化学同步精品讲义(沪科版必修第二册)01](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15503595/1-1710594808294/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![6.2.2 化学平衡(第2课时 化学平衡移动)-高一化学同步精品讲义(沪科版必修第二册)02](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15503595/1-1710594808332/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![6.2.2 化学平衡(第2课时 化学平衡移动)-高一化学同步精品讲义(沪科版必修第二册)03](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/15503595/1-1710594808363/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
沪科技版(2020)必修第二册化学平衡优质第2课时导学案
展开知识精讲
知识点01 化学平衡移动
当可逆反应达到化学平衡状态后,若反应条件(如浓度、温度等)改变了,原来的平衡状态就会被打破,正、逆反应的速率 不再相等 ,平衡混合物里各组成物质的含量 发生变化 ,直至达到新的平衡,这个过程叫做化学平衡的移动。
【即学即练1】化学平衡移动的本质原因是( )
A.v正≠v逆 B.v正>v逆 C.v正=v逆 D.v正<v逆
【答案】A
【解析】化学平衡的本质就是v正≠v逆,经过平衡移动,建立新的平衡。
知识点02 浓度对化学平衡的影响
FeCl3稀溶液和KSCN稀溶液反应的化学方程式为 FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl 。反应后溶液的颜色为 血红色 。
(1)如果向上述溶液中加入较大浓度的FeCl3溶液,则溶液的颜色 加深 ,说明了Fe(SCN)3溶液的浓度 增大 ,平衡向 正反应 方向移动。
(2)如果向上述溶液中加入较大浓度的KSCN溶液,则溶液的颜色 加深 。说明了Fe(SCN)3溶液的浓度 增大 ,平衡向 正反应 方向移动。
(3)如果向上述溶液中加入氢氧化钠溶液,其现象是 溶液中出现红褐色沉淀 ,平衡向 逆反应 方向移动。
结论:增大反应物浓度,平衡向 正反应 方向移动;减小反应物浓度,平衡向 逆反应 方向移动。
【即学即练2】对于FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,下列描述不正确的是( )
A.增大FeCl3溶液浓度,溶液的血红色加深
B.增大KSCN溶液浓度,平衡正向移动
C.加入少量KCl固体,溶液颜色几乎不变
D.加入氢氧化钠溶液,溶液的血红色加深
【答案】D
【解析】选项A和B,增大反应物浓度,平衡正向移动,A、B都正确。选项C,加入的KCl与该平衡无关,因为该平衡的实质是Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,平衡不移动,C正确。选项D,氢氧化钠与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀,使平衡逆向移动,溶液的血红色变浅,D错。答案为D。
知识点03 温度对化学平衡的影响
NO2和N2O4存在着如下平衡 2NO2N2O4 ,混合气体的颜色为 红棕色 。
(1)如果加热混合气体,则颜色会 加深 ,说明了NO2浓度 增大 ,平衡向 吸热 (填“放热”或“吸热”)方向移动。
(2)如果冷却混合气体,则颜色会 变浅 ,说明NO2浓度 减小 ,平衡向 放热 (填“放热”或“吸热”)方向移动。
结论:升高温度,平衡向 吸热 方向移动;降低温度,平衡向 放热 方向移动。
【即学即练3】关节炎首次发作一般在寒冷的季节,原因是关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr),易诱发关节疼痛,其化学机理是:①HUr(aq)+H2O(l) Ur-(aq)+H3O+(aq) ②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)。下列叙述错误的是 ( )
A.降低温度,反应②平衡正向移动
B.反应②的正反应是吸热反应
C.降低关节滑液中HUr及Na+含量是治疗方法之一
D.关节保暖可以缓解疼痛,原理是升温反应②的平衡逆向移动
【答案】B
【解析】关节中一旦生成NaUr(s),便会引起疼痛。寒冷的季节NaUr(s)增多,说明了降低温度,反应②正向移动,该反应的正方向是放热反应,显然,选项B的说法是错误的。答案为B。
常见考法
常见考法一 化学平衡移动方向与化学反应速率的关系
【例1】下列说法不正确的是( )
A.反应混合物各组分百分含量发生改变,化学平衡一定发生了移动
B.外界条件的改变引起v正≠v逆,则平衡一定发生移动
C.增加反应物的量,化学平衡一定发生移动
D.外界条件发生变化,化学平衡不一定移动
【答案】C
【解析】对于选项C,如果增加的固体反应物的量,平衡是不移动的。答案为C。
必杀技
1.化学平衡移动的本质
由上图可推知:
(1)化学反应条件改变,使正、逆反应速率不再相等,化学平衡才会发生移动。
(2)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变。
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系
【同步练习1】对处于化学平衡的体系,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.正反应方向进行的程度大,正反应速率一定大
D.化学平衡向正反应方向移动后,能够使反应物完全转化为生成物
【答案】B
【解析】选项A,如果正、逆反应速率同等程度地变化,平衡是不移动的,A错。选项B是正确的。选项C,正反应方向进行的程度大,只能说明反应进行的比较彻底,与反应速率无关,C错。选项D,化学平衡研究的对象是可逆反应,可逆反应是不能进行到底的,D错。答案为B。
常见考法二 浓度对化学平衡移动的影响
【例2】有甲、乙、丙三支试管,分别加入下列物质后,观察这三支试管的颜色,其中颜色最浅的是( )
甲:10 mL 0.01 ml·L-1的FeCl3溶液和10 mL 0.01 ml·L-1的KSCN溶液
乙:5 mL 水、10 mL 0.01 ml·L-1的FeCl3溶液和5 mL 0.01 ml·L-1的KSCN溶液
丙:10 mL 0.1 ml·L-1的FeCl3溶液和10 mL 0.1 ml·L-1的KSCN溶液
A.甲试管 B.乙试管 C.丙试管 D.无法判断
【答案】B
【解析】溶液颜色的深浅取决于反应物的浓度,乙试管反应物的浓度最小,反应后生成物的浓度也最小,颜色最浅。答案为B。
必杀技
以反应:mA(g)+nB(g)pC(g)为例。
1.当反应达到平衡后,其它条件不变时,改变反应体系中某种物质的浓度对平衡移动有何影响:
2.利用速率—时间图像分析,其它条件不变时,改变浓度对化学平衡移动的影响:
上表的①和②,平衡正向移动:
上表的③和④,平衡逆向移动:
3.若改变固体或纯液体反应物的用量,化学反应速率不变,平衡不移动。
【同步练习2】0.1 ml·L-1 FeCl3溶液与0.01 ml·L-1 KSCN溶液等体积混合,发生如下反应:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,所得溶液显红色,改变下列条件,能使溶液颜色变浅的是( )
A.向溶液中加入少量KCl晶体
B.向溶液中加入一定量KCl溶液
C.向溶液中加入少量AgNO3固体
D.向溶液中滴加几滴1 ml·L-1 FeCl3溶液
【答案】B
【解析】该平衡的实质是Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,选项A、C与平衡无关,溶液颜色不变,选项B加入一定量KCl溶液,相当于把溶液冲稀,溶液颜色变浅,B符合题意。选项D,增大反应物浓度,平衡正向移动,溶液颜色加深,D不合题意。答案为B。
常见考法三 温度对化学平衡移动的影响
【例3】已知:2NO2N2O4是放热反应。如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:在①中加入CaO,在②中不加其他任何物质,在③中加入NH4Cl晶体,下列叙述正确的是( )
A.烧瓶①中气体的颜色最深
B.烧瓶③中气体的颜色最深
C.烧瓶②中气体的物质的量最多
D.NH4Cl溶于水时放出热量
【答案】A
【解析】①中加入CaO,CaO与水反应放热,使溶液的温度升高,圆底烧瓶内气体颜色加深,选项A正确。③中加入NH4Cl溶于水后吸热,使溶液温度降低,圆底烧瓶内气体颜色变浅。答案为A。
必杀技
【同步练习3】对于:2A(g)+B(g)2C(g)(放热反应),当温度升高时,平衡向逆反应方向移动,其原因是( )
A.正反应速率增大,逆反应速率减小
B.逆反应速率增大,正反应速率减小
C.正、逆反应速率均增大,但是逆反应速率增大的程度大于正反应速率增大的程度
D.正、逆反应速率均增大,而且增大的程度一样
【答案】C
【解析】温度升高时,正、逆反应速率都会加快,平衡向吸热方向移动。答案为C。
常见考法四 有关化学平衡的计算
【例4】合成氨工厂常通过测定反应前后混合气体的密度来确定氮的转化率。某工厂测得合成塔中N2、H2混合气体的密度为0.5536 g/L(标准状况),从合成塔中出来的混合气体在相同条件下密度为0.693 g/L。求该合成氨厂N2的转化率。
【答案】25%
【解析】从反应前、后混合气体的密度均可计算出混合气体的平均相对分子质量,使用反应前的平均相对分子质量得出N2和H2的物质的量之比,利用反应后混合气体的平均相对分子质量进行列式,把反应中的相关量联系起来,即可得出答案。具体解法如下:
反应前N2和H2的平均相对分子质量M = 22.4×0.5536 = 12.4,
设原混合物中N2为2x ml,则H2为3x ml,在反应中N2转化了y ml,则:
N2 + 3H2 2NH3
起始(ml) 2x 3x 0
转化(ml) y 3y 2y
平衡(ml) 2x-y 3x-3y 2y
依题意,有= 22.4×0.693
化简,得x = 2y
所以,N2的转化率α(N2) = == 25%。
必杀技
1.准确写出有关反应的化学方程式。
2.在方程式下面列出起始、转化、平衡三种情况(可根据题意用物质的量、物质的量浓度、气体体积、气体压强等)。
3.用题目中给出的条件把相关量联系起来。
【同步练习4】某氮气、氢气混合气对氦气的相对密度是1.8,取0.5ml该混合气,在固定体积的反应器中进行合成氨反应,当平衡时的压强是反应前压强的0.8倍时,计算平衡混合气中氨气的体积分数。
【答案】25%
【解析】氦气的式量为4,则混合气体的平均式量为1.8×4=7.2,不难算出n(N2)﹕n(H2)=1﹕4。按照【例4】的计算模式,可求得氨气的体积分数为25%。其中,需要把相关量联系起来的方法是:在温度和体积不变时,压强与物质的量成正比,所以平衡时的混合气体的物质的量是反应前的0.8倍。
分层提分
题组A 基础过关练
1.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】对于选项A、B,如果正、逆反应速率是同等程度变化的,则平衡不移动。答案为C。
2.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】对于选项A、B,改变固体D的量,平衡是不移动的。选项C,减小B的浓度,平衡逆向移动,不合题意。答案为D。
3.往FeCl3溶液中滴加少量KSCN溶液,溶液呈红色,发生如下反应:
FeCl3+3KSCN3KCl+Fe(SCN)3
(棕黄色) (无色) (无色) (红色)
下列说法中正确的是( )
A.往上述溶液中滴入Fe2(SO4)3溶液,溶液红色变浅
B.往上述溶液中滴入NH4SCN溶液,溶液红色不变
C.往上述溶液中加入铁粉,溶液红色加深
D.往上述溶液中滴入NaOH溶液,溶液红色变浅
【答案】D
【解析】该平衡的实质是Fe3++3SCN- Fe(SCN)3。对于选项A、B,增大反应物浓度,平衡正向移动,溶液的血红色加深,A、B都错。选项C,加入的铁粉会与Fe3+反应,使反应物浓度减小,平衡逆向移动,溶液的血红色变浅,C错。选项D,滴入的NaOH溶液会与Fe3+反应,使反应物浓度减小,平衡逆向移动,溶液的血红色变浅,D正确。答案为D。
4.已知密闭容器中可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g) (放热反应),在500 ℃时达到平衡状态,则下列叙述中正确的是( )
A.升高温度,平衡逆向移动,混合气体颜色变深
B.降低温度,平衡正向移动,混合气体颜色不变
C.增大c(I2),平衡正向移动,混合气体颜色变浅
D.减小c(H2),平衡正向移动,混合气体颜色变深
【答案】A
【解析】升高温度,平衡向吸热方向移动,即逆向移动,I2(g)的浓度增大,混合气体颜色变深,选项A正确。答案为A。
5.对于2NO2N2O4(放热反应),下列描述不正确的是( )
A.混合气体呈红棕色
B.升高温度,红棕色变浅
C.降低温度,平衡正向移动
D.改变温度,气体的物质的量也会发生变化
【答案】B
【解析】升高温度,平衡向吸热方向移动,即逆向移动,NO2浓度增大,红棕色加深,所以选项B的描述是不正确的。答案为B。
6.已知银氨溶液中存在平衡:[Ag(NH3)2]+Ag++2NH3。向银氨溶液中加入或通入少量下列物质,能使上述平衡向逆反应方向移动的是( )
A.NH3 B.HNO3 C.KI D.H2O
【答案】A
【解析】增大生成物浓度,平衡逆向移动,选项A符合题意。
7.在含有酚酞的0.1 ml/L氨水(存在NH3·H2O NH4++OH-)中加入少量NH4Cl晶体,则溶液颜色( )
A.变蓝色 B.变深 C.变浅 D.不变
【答案】C
【解析】加入的NH4Cl晶体溶解后,使溶液中NH4+的浓度增大,平衡逆向移动,OH-浓度变小,溶液碱性减弱,所以溶液的红色变浅。答案为C。
8.反应X(g)+Y(g) 2Z(g) (放热反应),达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器体积,平衡向右移动
B.加入催化剂,Z的产率增大
C.增大c(X),X的转化率增大
D.降低温度,Y的转化率增大
【答案】D
【解析】由X(g)+Y(g) 2Z(g) (放热反应)可知,反应前后气体分子数不变,故减小容器体积,压强增大,平衡不移动,A项错误;加入催化剂,平衡不移动,故Z的产率不变,B项错误;增大c(X),X的转化率减小,C项错误;降温平衡向右移动,Y的转化率增大,D项正确。
9.对于反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)(吸热反应),在其他条件不变的情况下( )
A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应热也随之改变
B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变
【答案】B
【解析】选项A,催化剂不影响反应热,A错。选项B,由于该反应的反应前后气体的物质的量相等,所以改变压强平衡不移动,反应的热量也不变,B正确。选项C,升温,平衡正向移动,吸热更多,C错。选项D,如果在原电池中进行此反应,则是化学能与电能的转化,与热量几乎无关,D错。答案为B。
10.将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应:aA+bBc C(s)+dD,当反应进行一定时间后,测得A减少了n ml,B减少了n/2 ml,C增加了3n/2 ml,D增加了n ml,此时达到化学平衡。
(1)该化学方程式各物质的化学计量数为a= 、b= 、c= 、d= ;
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中各物质的聚集状态:A ,B ,D 。
(3)若只升高温度,反应一段时间后,测知四种物质其物质的量又达到相等,则该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
【答案】(1)2,1,3,2 (2)气态,液态或固态,气态 (3)放热
【解析】(1)在反应中,物质的量变化与化学方程式中的化学计算数正比关系,所以
a﹕b﹕c﹕d=n﹕n/2﹕3n/2﹕n=2﹕1﹕3﹕2。
(2)改变压强,反应速率发生变化,说明了反应体系中有气体;平衡不移动,说明反应物与生成物气体的物质的量相等。结合2A+B3C(s)+2D,只能是A、D是气体,B不是气体。
(3)升温,四种物质其物质的量又相等了,说明平衡逆向移动了,即逆向吸热,正向就是放热反应。
题组B 能力提升练
11.在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) (放热反应),达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )
A.加催化剂同时升高温度
B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2
D.降低温度同时增大压强
【答案】B
【解析】加催化剂,可以加快反应速率;增大压强,可以使平衡正向移动。答案为B。
12.在新制的氯水中存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,若向氯水中投入少量碳酸钙粉末,溶液中发生的变化是( )
A.H+浓度减小,HClO浓度减小 B.H+浓度增大,HClO浓度增大
C.H+浓度减小,HClO浓度增大 D.H+浓度增大,HClO浓度减小
【答案】C
【解析】碳酸钙能与氯水中的盐酸反应,使氯水的平衡正向移动,但不与HClO反应,所以“H+浓度减小,HClO浓度增大”,答案为C。
13.在固定容积的密闭容器中,放入a ml X,发生反应:2XY(g)+Z(s),并达到平衡状态,此时升高温度,气体的密度增大。下列叙述正确的是( )
A.平衡后移走部分Z,平衡正向移动
B.若X为非气态,则正反应为放热反应
C.若正反应为放热反应,则X一定为气态
D.若X为气态,再向容器中充入a ml X,达到平衡后,X的体积分数增大
【答案】C
【解析】在固定容积的密闭容器中,气体的密度增大,说明气体的质量增多了。选项A,Z是固体,移走Z平衡不移动,A错。选项B,若正反应放热,则升温会使平衡逆向移动,X非气态时,气体的质量是减少的,B错。选项C,X是气体,且平衡逆向移动,气体的质量增多,符合题意,C正确。选项D,再加入X,等同于加压,平衡正向移动,X的体积分数减小,D错。答案为C。
14.硫酸是一种重要的化工产品,硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前硫酸的重要生产方法是“接触法”,有关接触氧化反应2SO2+O22SO3的说法不正确的是( )
A.该反应为可逆反应,故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B.达到平衡后,反应就停止了,故此时正、逆反应速率相等且均为0
C.一定条件下,向某密闭容器中加入2 ml SO2和1 ml O2,则从反应开始到达平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等
D.在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
【答案】B
【解析】对于可逆反应来说,在一定条件下反应物不可能全部转化为产物,反应只能进行到一定限度。在达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,最终正、逆反应速率相等,即达到平衡,此时反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化,但反应并没有停止,正、逆反应都依然进行着。
15.已知:2A(g)+3B(g) 2C(g)+zD(g),现将2 ml A与2 ml B混合于2 L的密闭容器中,2 s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25 ml·L−1·s−1,下列推断正确的是( )
A.v(C)=0.2 ml·L−1·s−1 B.z=1
C.B的转化率为25% D.C平衡时的浓度为0.5 ml·L−1
【答案】D
【解析】2 s后A的转化率为50%,则反应的A为2 ml×50%=1 ml,则
2A(g)+3B(g) 2C(g)+zD(g)
开始(ml) 2 2 0 0
转化(ml) 1 1.5 1 0.5z
2s后(ml) 1 0.5 1 0.5z
A.v(C)=1/(2×2) =0.25 ml·L−1·s−1,故A错误;B.因反应速率之比等于化学计量数之比,由A可知,z=2,故B错误;C.B的转化率为1.5/2×100%=75%,故C错误;D.C的平衡浓度=1/2=0.5 ml/L,故D正确;故选D。
16.在水溶液中橙色的Cr2Oeq \\al(2-,7)与黄色的CrOeq \\al(2-,4)有下列平衡关系:Cr2Oeq \\al(2-,7)+H2O2CrOeq \\al(2-,4)+2H+,重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙黄色的。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈________色。因为
。
(2)向(1)中已加入NaOH的液体中,再加入过量稀硫酸,则溶液呈______色,因为
。
(3)向原溶液中加入过量Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡________(填“向左移动”或“向右移动”),溶液颜色将 。
【答案】(1)黄 OH-与H+结合生成水,c(H+)减小,使平衡向右移动,CrOeq \\al(2-,4)浓度增大,溶液由橙色变为黄色
(2)橙 c(H+)增大,平衡左移,Cr2Oeq \\al(2-,7)浓度增大,溶液又由黄色变为橙色
(3)向右移动 逐渐变浅,直至无色
17.在一定温度下,容积为2升的密闭容器内进行着某一反应中,气体M和气体N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。回答下列问题:
(1)该反应化学方程式为:
(2)反应达到最大限度的时间至少是______min,该时间内的平均反应速率v(N)= 。
(3)第4 min 时, v正 v逆(填>、<或=)
(4)能加快反应速率的措施是_________(填序号)。
①升高温度 ②降低温度 ③增大c(M) ④减小c(N)
(5)能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号)。
a.v(M)=v(N)b.容器内压强保持不变
c.v逆(M)=2v正(N)d.容器内密度保持不变
【答案】(1)N2M (2)6 0.5 ml·L−1·min−1
(3)> (4)①③ (5)bc
18.反应mA + nBpC,某温度下达到平衡时,
(1)若A、B、C都是气体,减压后正反应速率小于逆反应速率,则m、n、p的关系为 ;
(2)若c为气体,且m + n = p,在加压时,化学平衡发生移动,则平衡必定是向 方向移动;
(3)如果在体系中增大或减小B的量平衡均不移动,则B为 态;
(4)若升高温度,A的转化率降低,此反应的逆反应是 热反应。
【答案】(1)m + n>p (2)逆 (3)液态或固态 (4)吸
【解析】(1)正反应速率小于逆反应速率,说明平衡逆向移动,这是减压引起的,所以m + n>p。
(2)加压,平衡发生了移动,说明反应物与生成物气体的物质的量不相等,所以A、B至少有一种不是气体,则平衡将逆向移动。
(3)改变B的量,平衡不移动,则B不是气体。
(4)“A的转化率降低”,说明平衡逆向移动,则逆向是吸热的。
题组C 培优拔尖练
19.一定条件下向某密闭容器中加入0.3 ml A、0.1 ml C和一定量的B三种气体,图甲表示各物质的物质的量浓度随时间的变化,图乙表示反应速率随时间的变化,t2、t3、t4、t5时刻后各改变一种条件。若t4时刻改变条件是压强,则下列说法错误的是( )
A.若t1=15 s,则前15 s的平均反应速率v(C)=0.004 ml·L-1·s-1
B.该反应的化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g)
C.t2、t3、t5时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度
D.B的起始物质的量为0.04 ml
【答案】C
【解析】根据“t4时刻改变条件是压强”而平衡不移动,说明反应物与生成物气体的物质的量相等。由甲图知,A中反应物,转化的浓度为0.15-0.06=0.09,C是生成物,转化的浓度为0.11-0.05=0.06,二者之比为3﹕2,所以B一定是生成物,且反应方程式为3A(g)B(g)+2C(g)。结合乙图,可推知,t2时刻改变的条件是升温或同时增大反应物、生成物浓度,t3时刻改变的条件是加入催化剂,t5分别是升高温度同时增大反应物、生成物浓度,所以选项C的说法不合理。答案为C。
20.(双选)在一体积可变的密闭容器中加入1 ml A气体和n ml B气体,按下式反应生成气体C:A(g)+ nB(g)mC(g)。反应一段时间后测得A的转化率为50%。同温、同压下,反应前气体的密度是反应后的3/4,则n和m的数值可能是( )
A.n=3, m=3 B.n=2, m=3 C.n=3, m=2 D.n=1, m=1
【答案】CD
【解析】 A(g)+ nB(g)mC(g)
起始(ml) 1 n 0
转化(ml) 0.5 0.5n 0.5m
平衡(ml) 0.5 0.5n 0.5m
由于密度与体积成反比,而体积与物质的量成正比,所以密度与物质的量是反比关系,即
,化简,得:1+n=2m。把选项代入,C、D符合。
21.180℃时将0.5 ml H2和1 ml CO2通入1 L的恒容密闭容器中,反应生成甲醇蒸汽(CH3OH)和某无机副产物,测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示,下列说法中正确的是[( )
A.该反应的化学方程式:2CO2+4H22CH3OH+O2
B.在0~3 min内H2的平均化学反应速率为0.1 ml·L−1·min−1
C.当容器内混合气体密度不再变化时,表明反应已经达到平衡状态
D.在3~10 min内,反应仍未达到平衡状态
【答案】B
【解析】选项A,由图知,消耗n(CO2)=(1−0.9) ml = 0.1 ml,n(H2)=(0.5−0.2) ml = 0.3 ml,n(CH3OH)=0.1 ml,同一反应中参加反应的各物质的物质的量之比等于其分子个数之比,则n(CO2)﹕n(H2) ﹕n(CH3OH)=0.1 ﹕0.3 ﹕0.1 =1﹕3﹕1,根据原子守恒知,还生成H2O,所以反应方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O,故A错误。选项B,v(H2) = 0.1 ml·L−1·min−1,故B正确;选项C,反应前后气体总质量不变、容器体积不变,则反应前后气体密度始终不变,所以气体密度不能作为平衡状态判断标准,故C错误。选项D,在3 min时各物质物质的量不变,反应达到平衡状态,则在3~10 min内,反应达到平衡状态,故D错误。故选B。
22.合成氨工艺的一个重要工序是铜洗,其目的是用铜液[醋酸二氨合铜(I)、氨水]吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。铜液吸收CO的反应是放热反应,其反应方程式为:
Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac(放热反应)
完成下列填空:
(1)如果要提高上述反应的反应速率,可以采取的措施是_________。(选填编号)
a.减压 b.增加NH3的浓度 c.升温 d.及时移走产物
(2)铜液中的氨可吸收二氧化碳,写出该反应的化学方程式_______________________________
_________________________________________
(3)简述铜液吸收CO及铜液再生的操作步骤(注明吸收和再生的条件)。
_____________________________________________________________________________________
(4)铜液的组成元素中,短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为________________________。通过比较_____________________________可判断氮、磷两种非金属元素的非金属性强弱。
(5)已知CS2与CO2分子结构相似,CS2的结构式是____________。
【答案】(1)bc
(2)2NH3+CO2+H2O = (NH4)2CO3、(NH4)2CO3+CO2+H2O = 2NH4HCO
(3)低温加压下吸收CO,然后将铜洗液转移至另一容器中,高温低压下释放CO,再将铜洗液循环利用。
(4)C>N>O>H NH3和PH3的稳定性
(5)S=C=S
23.把4 ml N2和8 ml H2置于5L的密闭容器中合成氨,达到平衡时测得混合气体中NH3的体积分数为20%,求:
(1)混合气体中H2的体积分数;
(2)反应前后容器内的压强比;
(3)N2和H2的转化率。
【答案】(1)50% (2)6∶5 (3)α(N2) =25%,α(H2) =37.5%。
【解析】利用“差量法”,设N2的平衡转化率为x,
(1) N2 + 3H2 2NH3 体积变化
1 2 2
转化(ml) 4x 8x 8x
起始时加入反应物的总物质的量为4 ml + 8 ml =12 ml,则反应后的总物质的量为:(12-8)x ml,即×100%=20%,解得x=0.25=25%,即N2的平衡转化率为25%。
n(H2)%=
(2)根据阿伏加德罗定律,压强比等于物质的量比:
(3)H2的平衡转化率为
答案 (1)n(H2)%=50% (2)6﹕5 (3)N2的转化率=25%;H2的转化率=37.5%。
v正>v逆
平衡向正反应方向移动
v正=v逆
反应达到平衡状态,不发生平衡移动
v正<v逆
平衡向逆反应方向移动
改变条件
v正、v逆相对大小
平衡移动方向
①
增大反应物A或B的浓度
v′正>v′逆
向正反应方向移动
②
减小生成物C的浓度
v′正>v′逆
向正反应方向移动
③
增大生成物C的浓度
v′正<v′逆
向逆反应方向移动
④
减小反应物A或B的浓度
v′正<v′逆
向逆反应方向移动
化学平衡
aA+bBcC+dD(吸热反应)
aA+bBcC+dD(放热反应)
外界温度的改变
升高温度
降低温度
降低温度
升高温度
速率变化影响
v正、v逆同时增大,且v′正>v′逆
v正、v逆同时减小,且v′正<v′逆
v正、v逆同时减小,且v′正>v′逆
v正、v逆同时增大,且v′正<v′逆
平衡移动的方向
正反应方向
逆反应方向
正反应方向
逆反应方向
v-t图像
规律总结
在其他条件不变的情况下,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
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