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文檔簡介

1、收集:櫻滿唯第3講化學平衡常數(shù)化學反應進行的方向考綱要求1.理解化學平衡常數(shù)的含義并能進行簡單計算。2.了解化學反應的方向與化學反應的焓變與熵變的關系。3.掌握化學反應在一定條件下能否自發(fā)進行的判斷依據(jù),能夠利用化學反應的焓變和熵變判斷化學反應的方向??键c一化學平衡常數(shù)1概念在一定溫度下,當一個可逆反應達到化學平衡時,生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù),用符號K表示。2表達式對于反應mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),K(固體和純液體的濃度視為常數(shù),通常不計入平衡常數(shù)表達式中)。3意義(1)K值越大,反應物的轉(zhuǎn)化率越大,正反應進行的程度越大。(2)K只受溫度影響,與反應物

2、或生成物的濃度變化無關。(3)化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。深度思考1判斷正誤,正確的劃“”,錯誤的劃“×”(1)平衡常數(shù)表達式中,可以是物質(zhì)的任一濃度()(2)催化劑能改變化學反應速率,也能改變平衡常數(shù)()(3)平衡常數(shù)發(fā)生變化,化學平衡不一定發(fā)生移動()(4)化學平衡發(fā)生移動,平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化()答案(1)×(2)×(3)×(4)2對于N2(g)3H2(g)2NH3(g)K1 2NH3(g)N2(g)3H2(g)K2試分別寫出平衡常數(shù)表達式,并判斷其關系_。答案K1K2K13化學平衡常數(shù)只受溫度的影響,溫度升高,化學平衡常數(shù)是增大還是

3、減小?答案溫度升高化學平衡常數(shù)的變化要視反應而定,若正反應是吸熱反應,則溫度升高K值增大,反之則減小。4對于一個可逆反應,化學計量數(shù)擴大或縮小,化學平衡常數(shù)表達式是否改變?是什么關系?轉(zhuǎn)化率是否相同?試舉例說明。答案對于一個可逆反應,化學計量數(shù)不一樣,化學平衡常數(shù)表達式也不一樣,但對應物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相同。例如:aA(g)bB(g)cC(g)K1naA(g)nbB(g)ncC(g)K2K或K1無論還是,A或B的轉(zhuǎn)化率是相同的。題組一化學平衡常數(shù)及其影響因素1溫度為T 時,在體積為10 L的真空容器中通入1.00 mol氫氣和1.00 mol碘蒸氣,20 min后,反應達到平衡,此時測得碘蒸氣的濃度

4、為0.020 mol·L1。涉及的反應可以用下面的兩個化學方程式表示:H2(g)I2(g)2HI(g)2H2(g)2I2(g)4HI(g)下列說法正確的是()A反應速率用HI表示時,v(HI)0.008 mol·L1·min1B兩個化學方程式的意義相同,但其平衡常數(shù)表達式不同,不過計算所得數(shù)值相同C氫氣在兩個反應方程式中的轉(zhuǎn)化率不同D第二個反應中,增大壓強平衡向生成HI的方向移動答案A解析H2(g)I2(g)2HI(g)初始濃度(mol·L1) 0.100 0.100 0平衡濃度(mol·L1) 0.020 0.020 0.160轉(zhuǎn)化濃度(mo

5、l·L1) 0.080 0.080 0.160所以,v(HI)0.160 mol·L1÷20 min0.008 mol·L1·min1,A正確;K64,而KK6424 096,故選項B錯;兩個化學方程式表示的是一個反應,反應達到平衡時,氫氣的濃度相同,故其轉(zhuǎn)化率相同,C錯;兩個反應相同,只是表達形式不同,壓強的改變對平衡的移動沒有影響,D錯。2已知反應:CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反應:H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2,該溫度下反應:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(

6、g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是()A反應的平衡常數(shù)K1B反應的平衡常數(shù)KC對于反應,恒容時,溫度升高,H2濃度減小,則該反應的焓變?yōu)檎礑對于反應,恒溫恒容下,增大壓強,H2濃度一定減小答案B解析在書寫平衡常數(shù)表達式時,純固體不能表示在平衡常數(shù)表達式中,A錯誤;由于反應反應反應,因此平衡常數(shù)K,B正確;反應中,溫度升高,H2濃度減小,則平衡左移,即逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應,因此H<0,C錯誤;對于反應,在恒溫恒容下,增大壓強,如充入惰性氣體,則平衡不移動,H2的濃度不變,D錯誤。題組二化學平衡常數(shù)及其應用3某溫度下,某反應達平衡時平衡常數(shù)K。恒容時,溫度升高,H2的濃度

7、減小。下列說法正確的是()A該反應的焓變?yōu)檎礏恒溫恒容下,增大壓強,H2的濃度一定減小C升高溫度,逆反應速率減小D該反應的化學方程式為COH2OCO2H2答案A解析由化學平衡常數(shù)的表達式可知該反應的方程式為CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g),溫度升高,H2的濃度減小,說明平衡正向移動,正反應為吸熱反應,H0,A項正確、D項錯誤;恒溫恒容下,因該反應為等體積反應,故增大壓強對該反應的平衡無影響,H2的濃度不變,B項錯誤;升高溫度,正、逆反應速率都增大,C項錯誤。借助平衡常數(shù)可以判斷一個化學反應是否達到化學平衡狀態(tài)對于可逆反應aA(g)bB(g)cC(g)dD(g),在一定溫度下的任意

8、時刻,反應物與生成物濃度有如下關系:Q,稱為濃度商。Q考點二有關化學平衡的計算1分析三個量:即起始量、變化量、平衡量。2明確三個關系:(1)對于同一反應物,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)各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應物的化學計量數(shù)之比。3計算方法:三段式法化學平衡計算模式:對以下反應:mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),令A、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b,達到平衡后,A的消耗量為mx,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) amx bnx px q

9、x則有:(1)K(2)c平(A) (mol·L1)。(3)(A)平×100%,(A)(B)。(4)(A)×100%。(5)。(6)(混)(g·L1)。(7)(g·mol1)。題組一有關轉(zhuǎn)化率的計算及判斷1已知可逆反應:M(g)N(g)P(g)Q(g)H>0,請回答下列問題:(1)在某溫度下,反應物的起始濃度分別為c(M)1 mol·L1,c(N)2.4 mol·L1;達到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為60%,此時N的轉(zhuǎn)化率為_。(2)若反應溫度升高,M的轉(zhuǎn)化率_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)若反應溫度不變,反應物的起

10、始濃度分別為c(M)4 mol·L1,c(N)a mol·L1;達到平衡后,c(P)2 mol·L1,a_。(4)若反應溫度不變,反應物的起始濃度為c(M)c(N)b mol·L1,達到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為_。答案(1)25%(2)增大(3)6(4)41%解析(1) M(g)N(g)P(g)Q(g)始態(tài)mol·L1 1 2.4 0 0變化量mol·L1 1×60% 1×60%因此N的轉(zhuǎn)化率為×100%25%。(2)由于該反應的H>0,即該反應為吸熱反應,因此升高溫度,平衡右移,M的轉(zhuǎn)化率增大。(3)

11、根據(jù)(1)可求出各平衡濃度:c(M)0.4 mol·L1c(N)1.8 mol·L1c(P)0.6 mol·L1c(Q)0.6 mol·L1因此化學平衡常數(shù)K由于溫度不變,因此K不變,新狀態(tài)達到平衡后c(P)2 mol·L1c(Q)2 mol·L1c(M)2 mol·L1c(N)(a2) mol·L1K解得a6。(4)設M的轉(zhuǎn)化率為x,則達到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為c(M)b(1x) mol·L1c(N)b(1x) mol·L1c(P)bx mol·L1c(Q)bx mol

12、3;L1K解得x41%。題組二化學平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的相互換算2SO2常用于制硫酸,其中一步重要的反應為2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。若向一個2 L的密閉容器中充入0.4 mol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3,發(fā)生上述反應。請回答下列問題:(1)當反應達到平衡時,各物質(zhì)的濃度可能是_(填字母)。Ac(SO2)0.3 mol·L1、c(O2)0.15 mol·L1Bc(SO3)0.4 mol·L1Cc(O2)0.2 mol·L1、c(SO2)0.4 mol·L1Dc(SO3)0.3 mol·L1(2)

13、任選上述一種可能的情況,計算達到平衡時的平衡常數(shù)為_。(3)某溫度時,將4 mol SO2和2 mol O2通入2 L密閉容器中,10 min時反應達到平衡,SO2的轉(zhuǎn)化率為80%,則010 min內(nèi)的平均反應速率v(O2)_,該溫度下反應2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K_。答案(1)AD(2)(或180)(3)0.08 mol·L1·min180解析(1) 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始濃度(mol·L1) 0.2 0.1 0.2正向進行到底(mol·L1) 0 0 0.4逆向進行到底(mol·L1) 0.4 0

14、.2 0由此可知,A、D項可能。(2) 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始濃度(mol·L1) 0.2 0.1 0.2轉(zhuǎn)化濃度(mol·L1) 0.1 0.05 0. 1平衡濃度(mol·L1) 0.3 0.15 0.1可得A項中K1,同理可得出選項D中K2180。(3)v(SO2)0.16 mol·L1·min1,換算出v(O2)0.08 mol·L1·min1。 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始濃度(mol·L1) 2 1 0轉(zhuǎn)化濃度(mol·L1) 1.6 0.8 1.6平衡濃度(

15、mol·L1) 0.4 0.2 1.6可得K80。考點三化學反應進行的方向1自發(fā)過程(1)含義在一定條件下,不需要借助外力作用就能自動進行的過程。(2)特點體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或釋放熱量)。在密閉條件下,體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。2自發(fā)反應在一定條件下無需外界幫助就能自發(fā)進行的反應稱為自發(fā)反應。3判斷化學反應方向的依據(jù)(1)焓變與反應方向研究表明,對于化學反應而言,絕大多數(shù)放熱反應都能自發(fā)進行,且反應放出的熱量越多,體系能量降低得也越多,反應越完全??梢?,反應的焓變是制約化學反應能否自發(fā)進行的因素之一。(2)熵變與反應方向研究表

16、明,除了熱效應外,決定化學反應能否自發(fā)進行的另一個因素是體系的混亂度。大多數(shù)自發(fā)反應有趨向于體系混亂度增大的傾向。熵和熵變的含義a熵的含義熵是衡量一個體系混亂度的物理量。用符號S表示。同一條件下,不同物質(zhì)有不同的熵值,同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下熵值也不同,一般規(guī)律是S(g)>S(l)>S(s)。b熵變的含義熵變是反應前后體系熵的變化,用S表示,化學反應的S越大,越有利于反應自發(fā)進行。(3)綜合判斷反應方向的依據(jù)HTS<0,反應能自發(fā)進行。HTS0,反應達到平衡狀態(tài)。HTS>0,反應不能自發(fā)進行。深度思考1能自發(fā)進行的反應一定能實際發(fā)生嗎?答案不一定,化學反應方向的判據(jù)指出的僅

17、僅是在一定條件下化學反應自發(fā)進行的趨勢,并不能說明在該條件下反應一定能實際發(fā)生,還要考慮化學反應的快慢問題。2判斷正誤,正確的劃“”,錯誤的劃“×”(1)放熱過程有自發(fā)進行的傾向性,但并不一定能自發(fā)進行,吸熱過程沒有自發(fā)進行的傾向性,但在一定條件下也可自發(fā)進行()(2)反應能否自發(fā)進行需綜合考慮焓變和熵變對反應的影響()答案(1)(2)題組一焓變與自發(fā)反應1實驗證明,多數(shù)能自發(fā)進行的反應都是放熱反應。對此說法的理解正確的是()A所有的放熱反應都是自發(fā)進行的B所有的自發(fā)反應都是放熱的C焓變是影響反應是否具有自發(fā)性的一種重要因素D焓變是決定反應是否具有自發(fā)性的唯一判據(jù)答案C題組二熵變與自

18、發(fā)反應2下列過程屬于熵增加的是()A一定條件下,水由氣態(tài)變成液態(tài)B高溫高壓條件下使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石C4NO2(g)O2(g)=2N2O5 (g)D固態(tài)碘升華答案D3下列反應中,熵顯著增加的反應是()ACO(g)2H2(g)=CH3OH(g)BCaCO32HCl=CaCl2H2OCO2CC(s)O2(g)=CO2(g)D2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)答案B解析反應中若生成氣體或氣體的量增加,都會使混亂度增大,熵增加。題組三復合判據(jù)的應用4已知:(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJ·mol1。下列說法中正確的是()A該反應中熵變小于0,焓變大

19、于0B該反應是吸熱反應,因此一定不能自發(fā)進行C碳酸鹽分解反應中熵增加,因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定自發(fā)進行D判斷反應能否自發(fā)進行需要根據(jù)H與S綜合考慮答案D5灰錫結(jié)構(gòu)松散,不能用于制造器皿,而白錫結(jié)構(gòu)堅固,可以制造器皿,現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0 、100 kPa的室內(nèi)存放,它會不會變成灰錫而不能再繼續(xù)使用?已知:在0 、100 kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應焓變和熵變分別為H2 180.9 J·mol1,S6.61 J·mol1·K1。答案會自發(fā)變成灰錫,不能再繼續(xù)使用。解析HTS2 180.9 J·mol1×103273 K×

20、(6.61 J·mol1·K1)×1030.38 kJ·mol1<0,能自發(fā)進行。焓變、熵變和溫度對化學反應方向的影響HSHTS反應情況永遠是負值在任何溫度下過程均自發(fā)進行永遠是正值在任何溫度下過程均非自發(fā)進行低溫為正高溫為負低溫時非自發(fā),高溫時自發(fā)低溫為負高溫為正低溫時自發(fā),高溫時非自發(fā)探究高考明確考向全國卷、高考題調(diào)研1(2014·新課標全國卷,26)在容積為1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深?;卮鹣铝袉栴}:(1)反應的H_0(填“大于”或“小于”);100

21、 時,體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如上圖所示。在060 s時段,反應速率v(N2O4)為_ mol·L1·s1;反應的平衡常數(shù)K1為_。(2)100 時達平衡后,改變反應溫度為T,c(N2O4)以0.002 0 mol·L1·s1的平均速率降低,經(jīng)10 s又達到平衡。T_100 (填“大于”或“小于”),判斷理由是_。列式計算溫度T時反應的平衡常數(shù)K2_。(3)溫度T時反應達平衡后,將反應容器的容積減少一半,平衡向_(填“正反應”或“逆反應”)方向移動,判斷理由是_。答案(1)大于0.001 00.36 mol·L1(2)大于反應正方向吸熱,反應

22、向吸熱方向進行,故溫度升高平衡時,c(NO2)0.120 mol·L10.002 0 mol·L1×10 s×20.160 mol·L1c(N2O4)0.040 mol·L10.002 0 mol·L1·s1×10 s0.020 mol·L1K21.28 mol·L1(3)逆反應將反應容器的容積減小一半,即增大壓強,當其他條件不變時,增大壓強,平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動,即向逆反應方向移動解析(1)由題意及圖示知,在1.00 L的容器中,通入0.100 mol的N2O4,發(fā)生反應:

23、N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高混合氣體的顏色變深,說明反應向生成NO2的方向移動,即向正反應方向移動,所以正反應為吸熱反應,即H>0;由圖示知60 s時該反應達到平衡,消耗N2O4為0.100 mol·L10.040 mol·L10.060 mol·L1,根據(jù)v可知:v(N2O4)0.001 0 mol·L1·s1;求平衡常數(shù)可利用三段式:N2O4(g)2NO2(g)起始量/(mol·L1) 0.100 0轉(zhuǎn)化量/(mol·L1) 0.060 0.120平衡量/(mol·L1) 0.040 0.12

24、0K10.36 mol·L1。(2)100 時達平衡后,改變反應溫度為T,c(N2O4)降低,說明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反應方向移動,根據(jù)勒夏特列原理,溫度升高,向吸熱反應方向移動,即向正反應方向移動,故T>100 ;由c(N2O4)以0.002 0 mol·L1·s1的平均速率降低,經(jīng)10 s又達到平衡,可知此時消耗N2O4 0.002 0 mol·L1·s1×10 s0.020 mol·L1,由三段式:N2O4(g)2NO2(g)起始量/(mol·L1) 0.040 0.120轉(zhuǎn)化量/(mo

25、l·L1) 0.020 0.040平衡量/(mol·L1) 0.020 0.160K21.28 mol·L1。(3)溫度T時反應達到平衡后,將反應容器的容積減小一半,壓強增大,平衡會向氣體體積減小的方向移動,該反應逆反應為氣體體積減小的反應,故平衡向逆反應方向移動。22014·新課標全國卷,28(3)已知:C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)H45.5 kJ·mol1。乙醇是重要的有機化工原料,可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系(其中nH2OnC2H411)。列式計算乙烯水

26、合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數(shù)Kp_(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。圖中壓強(p1、p2、p3、p4)的大小順序為_,理由是_。氣相直接水合法常用的工藝條件為磷酸/硅藻土為催化劑,反應溫度290 、壓強6.9 MPa,nH2OnC2H40.61,乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%,若要進一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率,除了可以適當改變反應溫度和壓強外,還可以采取的措施有_、_。答案0.07(MPa)1p4>p3>p2>p1反應分子數(shù)減少,相同溫度下,壓強增大,乙烯轉(zhuǎn)化率提高將產(chǎn)物乙醇液化移去增加nH2OnC2H4比解析Kp0.07(MPa)1C2H4(g)H2O(g)

27、C2H5OH(g)是一個氣體體積減小的反應,相同溫度下,增大壓強,平衡向正反應方向移動,C2H4的轉(zhuǎn)化率提高,所以p4>p3>p2>p1。依據(jù)反應特點及平衡移動原理,提高乙烯轉(zhuǎn)化率還可以增大H2O與C2H4的比例,將乙醇及時分離出去等。3(2013·新課標全國卷,28)在1.0 L密閉容器中放入0.10 mol A(g),在一定溫度進行如下反應:A(g)B(g)C(g)H85.1 kJ·mol1反應時間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(p)的數(shù)據(jù)見下表:時間t/h0124816202530總壓強p/100 kPa4.915.586.327.318.549.509.

28、529.539.53回答下列問題:(1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率,應采取的措施為_。(2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應物A的轉(zhuǎn)化率(A)的表達式為_。平衡時A的轉(zhuǎn)化率為_,列式并計算反應的平衡常數(shù)K_。(3)由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質(zhì)的量n總和反應物A的物質(zhì)的量n(A),n(總)_ mol,n(A)_ mol。下表為反應物A濃度與反應時間的數(shù)據(jù),計算:a_。反應時間t/h04816c(A)/(mol·L1)0.10a0.0260.006 5分析該反應中反應物的濃度c(A)變化與時間間隔(t)的規(guī)律,得出的結(jié)論是_,由此規(guī)律推出反應在12 h時反應物的濃度c(A)為_

29、 mol·L1。答案(1)升高溫度、降低壓強(2)(1)×100%94.1%A(g)B(g)C(g)起始濃度(mol·L1) 0.10 0 0平衡濃度(mol·L1)0.10×(194.1%)0.10×94.1%0.10×94.1%K1.5(3)0.10×0.10×(2)0.051達到平衡前每間隔4 h,c(A)減少約一半0.013解析通過分析表格中數(shù)據(jù),根據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比入手解決相關問題。(1)要提高A的轉(zhuǎn)化率,應通過改變條件使平衡正向移動,可以從濃度、溫度、壓強三個方面考慮,可從容器中分離出

30、B、C或擴大容器的體積(降低壓強)或升高溫度。(2)相同條件下,在密閉容器中氣體的壓強之比等于物質(zhì)的量之比,設反應后氣體的總物質(zhì)的量為x,則有,故x mol,而氣體的物質(zhì)的量的增加量等于消耗的A的物質(zhì)的量,故A的轉(zhuǎn)化率為×100%(1)×100%,將表中的數(shù)據(jù)代入公式中可得平衡時A的轉(zhuǎn)化率為(1)×100%94.1%;根據(jù)化學方程式列出平衡三段式,注意三段式中使用的都是濃度,即可求得平衡常數(shù)。(3)結(jié)合(2)的解析可知n(A)0.10 mol(0.10) mol0.10×(2) mol;根據(jù)表中的數(shù)據(jù),可知a0.10×(2) mol·

31、L10.051 mol·L1,通過表中的數(shù)據(jù)可知,在達到平衡前每間隔4 h,A的濃度減少約一半,故反應在12 h時,A的濃度為0.5×0.026 mol·L10.013 mol·L1。各省市高考題調(diào)研1(2014·四川理綜,7)在10 L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g),發(fā)生反應X(g)Y(g)M(g)N(g),所得實驗數(shù)據(jù)如下表:實驗編號溫度/起始時物質(zhì)的量/mol平衡時物質(zhì)的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列說法正確的是(

32、)A實驗中,若5 min時測得n(M)0.050 mol,則0至5 min 時間內(nèi),用N表示的平均反應速率v(N)1.0×102 mol·L1·min1B實驗中,該反應的平衡常數(shù)K2.0C實驗中,達到平衡時,X的轉(zhuǎn)化率為60%D實驗中,達到平衡時,b0.060答案C解析A項,根據(jù)方程式可知在5 min內(nèi)反應生成的n(N)等于生成的n(M),則v(N)1×103 mol·L1·min1,該項錯誤;B項,根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知平衡時c(X)0.002 mol·L1、c(Y)0.032 mol·L1、c(N)c(M)0.00

33、8 mol·L1,則平衡常數(shù)K1.0,該項錯誤;C項,因該反應在800 時平衡常數(shù)為1.0,設反應中轉(zhuǎn)化的X的物質(zhì)的量為x,則有(0.20x)×(0.30x)x·x,故x0.12 mol,X的轉(zhuǎn)化率為×100%60%,該項正確;假設在900 時,該反應的平衡常數(shù)也為1.0,根據(jù)實驗中的數(shù)據(jù)可知b0.060,由中數(shù)據(jù)可知在700 時平衡常數(shù)約為2.6,結(jié)合800 時平衡常數(shù)為1.0可知,溫度越高,該平衡常數(shù)越小,平衡逆向移動,故b<0.060,該項錯誤。22014·北京理綜,26(2),2NO(g)O2(g)2NO2(g)。在其他條件相同時

34、,分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(p1、p2)下隨溫度變化的曲線(如圖)。比較p1、p2的大小關系:_。隨溫度升高,該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是_。答案p1<p2減小解析反應2NO(g)O2(g)2NO2(g)的正反應為氣體總分子數(shù)減小的反應,在溫度相同時,增大壓強,平衡正向移動,NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,結(jié)合NO的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的變化曲線可知, p1<p2。由圖可知,壓強一定時,溫度升高,NO的平衡轉(zhuǎn)化率降低,說明平衡逆向移動,則該反應的正向H<0,所以隨著溫度升高,該反應平衡常數(shù)減小。32014·重慶理綜,11(3)儲氫還可借助有機物,如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆

35、反應來實現(xiàn)脫氫和加氫: (g) (g)3H2(g)。在某溫度下,向恒容密閉容器中加入環(huán)己烷,其起始濃度為a mol·L1,平衡時苯的濃度為b mol·L1,該反應的平衡常數(shù)K_。答案 mol3·L3解析達到平衡時,H2的濃度為苯的3倍,即H2濃度為3b mol·L1,環(huán)己烷的濃度為(ab) mol·L1,反應的平衡常數(shù)為K mol3·L3。42014·山東理綜,29(1)(2)研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時,涉及如下反應:2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g)K1H1<0()2NO(

36、g)Cl2(g)2ClNO(g)K2H2<0()(1)4NO2(g)2NaCl(s)2NaNO3(s)2NO(g)Cl2(g)的平衡常數(shù)K_(用K1、K2表示)。(2)為研究不同條件對反應()的影響,在恒溫條件下,向2 L恒容密閉容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min 時反應()達到平衡。測得10 min內(nèi)v(ClNO)7.5×103 mol·L1·min1,則平衡后n(Cl2)_ mol,NO的轉(zhuǎn)化率1_。其他條件保持不變,反應()在恒壓條件下進行,平衡時NO的轉(zhuǎn)化率2_1(填“>”“<”或“”),平衡常數(shù)K2_(

37、填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小,可采取的措施是_。答案(1)K/K2(2)2.5×10275%>不變升高溫度解析(1)觀察題給的三個方程式可知,題目所求的方程式可由()×2()得到,故該反應的平衡常數(shù)K。(2)由題給數(shù)據(jù)可知,n(ClNO)7.5×103mol·L1·min1×10 min×2 L0.15 mol。 2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)起始物質(zhì)的量/mol 0.2 0.1 010 min內(nèi)轉(zhuǎn)化的物,質(zhì)的量/mol 0.15 0.075 0.15平衡物質(zhì)的量/mol 0.05 0.02

38、5 0.15故n(Cl2)0.025 mol;NO的轉(zhuǎn)化率1×100%75%。其他條件保持不變,由恒容條件(2 L)改為恒壓條件,因該反應是氣體分子數(shù)減小的反應,平衡正向移動,NO的轉(zhuǎn)化率增大,即2>1;平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù),故由恒容條件改為恒壓條件時平衡常數(shù)不變;要使平衡常數(shù)減小,平衡應逆向移動,因為反應()是放熱反應,故應升高溫度。52014·福建理綜,24(3)已知t 時,反應FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的平衡常數(shù)K0.25。t 時,反應達到平衡時n(CO)n(CO2)_。若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol

39、 CO,t 時反應達到平衡。此時FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%,則x_。答案410.05解析根據(jù)該反應的Kc(CO2)/c(CO)0.25,可知反應達到平衡時n(CO)n(CO2)41。根據(jù)反應: FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)初始物質(zhì)的量/mol0.02 x00變化物質(zhì)的量/mol 0.01 0.01 0.01 0.01平衡物質(zhì)的量/mol 0.01 x0.01 0.01 0.01根據(jù)化學平衡常數(shù)可知:K0.01/(x0.01)0.25,解得x0.05。62014·大綱全國卷,28(2)反應AX3(g)X2(g)AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進行。起始時AX3和

40、X2均為0.2 mol。反應在不同條件下進行,反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。列式計算實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)_。圖中3組實驗從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)由大到小的次序為_(填實驗序號);與實驗a相比,其他兩組改變的實驗條件及判斷依據(jù)是:b_,c_。用p0表示開始時總壓強,p表示平衡時總壓強,表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率,則的表達式為_;實驗a和c的平衡轉(zhuǎn)化率:a為_,c為_。答案1.7×104 mol·L1·min1bca加入催化劑。反應速率加快,但平衡點沒有改變溫度升高。反應速率加快,但平衡點向逆反應方向移動(或反應容器

41、的容積和起始物質(zhì)的量未改變,但起始總壓強增大)2(1)50%40%解析實驗a開始時,n00.4 mol,總壓強為160 kPa,平衡時總壓強為120 kPa,設平衡時總物質(zhì)的量為n,則,n0.40 mol×0.30 mol, AX3(g)X2(g)AX5(g)起始量/mol 0.20 0.20 0變化量/mol x x x平衡量/mol 0.20x 0.20x x(0.20x)(0.20x)x0.30,x0.10。v(AX5)1.7×104 mol·L1·min1。實驗b從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)2.5×104 mol

42、3;L1·min1。實驗c達到平衡時n0.40 mol×0.32 mol,從反應開始到達到平衡時的反應速率v(AX5)1.8×104 mol·L1·min1。所以v(AX5)由大到小的順序是bca。與實驗a相比較,實驗b達到平衡的時間縮短,但平衡點與實驗a相同,應為加入催化劑而導致加快反應速率。實驗c與實驗a比較,起始時容器的體積和氣體的物質(zhì)的量均相同,但壓強增大,應為升高溫度使氣體膨脹所致。溫度升高加快化學反應速率且平衡逆向移動。AX3(g)X2(g)AX5(g)起始量/mol 0.20 0.20 0變化量/mol 0.20 0.20 0.2

43、0平衡量/mol 0.200.20 0.200.20 0.20,解得2(1)。實驗a的平衡轉(zhuǎn)化率2×(1)0.5,即50%;實驗c的平衡轉(zhuǎn)化率2×(1)0.4,即40%。72013·福建理綜,23(2)利用H2S廢氣制取氫氣的方法有多種。高溫熱分解法已知:H2S(g)H2(g)S2(g)在恒容密閉容器中,控制不同溫度進行H2S分解實驗。以H2S起始濃度均為c mol·L1測定H2S的轉(zhuǎn)化率,結(jié)果見下圖。圖中a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關系曲線,b曲線表示不同溫度下反應經(jīng)過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率。據(jù)圖計算985 時H2S按上述反應分解的平

44、衡常數(shù)K_;說明隨溫度的升高,曲線b向曲線a逼近的原因:_。答案溫度升高,反應速率加快,達到平衡所需的時間縮短(或其他合理答案)解析由圖知,985 時H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,則: H2S(g)H2(g)S2(g)起始時濃度(mol·L1) c 0 0平衡時濃度(mol·L1) 0.6c 0.4c 0.2c則K;b曲線表示未達到平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率,溫度越高,b曲線上的轉(zhuǎn)化率越接近平衡值,原因是溫度升高,反應速率加快,達到平衡所需的時間縮短。練出高分1下列說法正確的是()A凡是放熱反應都是自發(fā)的,因為吸熱反應都是非自發(fā)的B自發(fā)反應的熵一定增大,非自發(fā)反應的熵一定減小C常溫

45、下,反應C(s)CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行,則該反應的H>0D反應2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自發(fā)進行,則該反應的H>0答案C解析反應的自發(fā)性是由熵變和焓變共同決定的。若H<0,S>0,則一定自發(fā),若H>0,S<0,則一定不能自發(fā),若H<0,S<0或H>0,S>0,反應能否自發(fā),和溫度有關,A、B錯誤;C項中反應的S>0,若H<0,則一定能自發(fā),現(xiàn)常溫下不能自發(fā),說明H>0,正確;D項中反應的S<0,能自發(fā),說明H<0,錯誤。2最新“人工固氮”的研究報道:常溫常壓、光照條件

46、下,N2在催化劑表面與水發(fā)生反應:2N2(g)6H2O(l)4NH3(g)3O2(g)H0,如果反應的平衡常數(shù)K值變大,則下列說法錯誤的是()A一定向正反應方向移動B在平衡移動時正反應速率先增大后減小C改變的外界條件是升溫D在平衡移動時逆反應速率先減小后增大答案D3在300 mL的密閉容器中,放入鎳粉并充入一定量的CO氣體,一定條件下發(fā)生反應:Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g),已知該反應的平衡常數(shù)與溫度的關系如下表:溫度/2580230平衡常數(shù)5×10421.9×105下列說法不正確的是()A上述生成Ni(CO)4的反應為放熱反應B25 時反應Ni(CO)4(g)

47、Ni(s)4CO(g)的平衡常數(shù)為2×105C在80 時,測得某時刻Ni(CO)4、CO的濃度均為0.5 mol·L1,則此時v正v逆D80 達到平衡時,測得n(CO)0.3 mol,則Ni(CO)4的平衡濃度為2 mol·L1答案C解析溫度升高,平衡常數(shù)減小,說明平衡向逆反應方向移動,正反應為放熱反應,A正確;Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)為題給反應的逆反應,相同溫度下兩個反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關系,B正確;C項中該時刻Q8K,反應逆向進行,v逆v正,C錯誤;D項中CO的平衡濃度為1 mol·L1,由K2可計算出Ni(CO)4的平衡濃度為2

48、 mol·L1。4將2 mol X和2 mol Y充入2 L密閉容器中發(fā)生反應:X(g)3Y(g)2Z(g)aQ(g)。2 min時達到平衡,生成0.8 mol Z,測得Q的濃度為0.4 mol·L1,下列敘述錯誤的是()Aa的值為2B平衡時X的濃度為0.8 mol·L1CY的轉(zhuǎn)化率為60%D反應速率v(Y)0.2 mol·L1·min1答案D解析生成Q的物質(zhì)的量為0.8 mol,a2,A正確; X(g)3Y(g)2Z(g)2Q(g)n(始)(mol) 2  2 0 0n(變)(mol) 0.4  1.2 0.8 0.8n(

49、2 min)(mol) 1.6 0.8 0.8 0.8X的平衡濃度為0.8 mol·L1,Y的轉(zhuǎn)化率為60%,B、C項正確;v(Y)0.3 mol·L1·min1,D項錯誤。5.T時,在V L恒容密閉容器中加入足量的TaS2(s)和1 mol I2(g),發(fā)生反應TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0。t min時生成0.1 mol TaI4。下列說法中正確的是()A0t min內(nèi),v(I2)mol· L1·min 1B若T 時反應的平衡常數(shù)K1,則平衡時I2的轉(zhuǎn)化率為C圖中制備TaS2晶體過程中循環(huán)使用的物質(zhì)是S2(g)D圖中T1端得到純凈TaS2晶體,則溫度T1T2答案B解析A選項,c(I2)2c(TaI4)2×,錯誤;B選項,依據(jù)三段式進行計算: TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g) 0 0 2x x x 2x x xK1,x,B選項正確;TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0,右端升高溫度平衡右移,生成氣體Ta

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