化學名師講練大一輪復習魯科新高考地區(qū)專用版高考熱點突破微課等效平衡

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關閉Word文檔返回原板塊。高考熱點突破微課等效平衡1.等效平衡的含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓),同一可逆反應體系,不管是從正反應開始,還是從逆反應開始,或是正、逆反應同時投料,達到化學平衡狀態(tài)時,任何相同組分的百分含量(質量分數(shù)、物質的量分數(shù)、體積分數(shù)等)均相同。2.等效平衡的類型和特征類型等同平衡等比平衡條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓適用對象任何可逆反應反應前后氣體分子數(shù)相同的可逆反應所有可逆反應起始投料(折算后)相同組分的物質的量相同相同組分的物質的量之比相同相同組分的物質的量之比相同等效特征(相同組分的物理量比較)物質的量分數(shù)相等相等相等物質的量相等等比等比物質的量濃度相等等比相等3.虛擬“中間態(tài)”法構建等效平衡(1)構建恒溫恒容平衡思維模式。新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成,相當于增大壓強。(2)構建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質的量增加的反應為例,見圖示)。新平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加,壓強不變,平衡不移動。【典例】(2018·江蘇高考改編)一定溫度下,在三個容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應物,發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反應放熱),測得反應的相關數(shù)據(jù)如下:容器1容器2容器3反應溫度T/K700700800反應物投入量2molSO2、1molO24molSO32molSO2、1molO2平衡v正(SO2)/mol·L1·s1v1v2v3平衡c(SO3)/mol·L1c1c2c3平衡體系總壓強p/Pap1p2p3物質的平衡轉化率αα1(SO2)α2(SO3)α3(SO2)平衡常數(shù)KK1KK3下列說法正確的是 ()1<v2,c2<2c11>K3,p2>2p31<v3,α1(SO2)>α3(SO2)2>2c3,α2(SO3)+α3(SO2)>1【審題流程】解答本類試題時通常采用如下流程:【解析】選C。A項,容器2中投入量相當于容器1中投入量的2倍,平衡時,容器2中SO2的速率大,容器2相當于兩個容器1加壓,平衡正向移動,則平衡時SO3的量比容器1中2倍還大,錯誤;B項,平衡常數(shù)僅與溫度有關,容器3中溫度高,而該反應為放熱反應,升溫平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,即K1>K3,容器2中投入量相當于容器3的兩倍,兩個容器3加壓時,平衡正向移動,壓強減小,即p2<2p3,并且容器3中溫度高于容器2,則兩倍容器3中的壓強更大,錯誤;C項,容器1和3中起始投入量相等,但是容器3中溫度高,則反應速率快,即v3>v1,升高溫度,平衡逆向移動,SO2的轉化率減小,即α1(SO2)>α3(SO2),正確;D項,容器2相當于兩個容器3加壓且降溫,平衡會正向移動,容器2平衡時c(SO3)的量比容器3平衡時c(SO3)的量兩倍還要多,若容器2中投入2molSO3且兩容器的溫度相等,則兩容器為完全等效,故有α2(SO3)+α3(SO2)=1,對于容器2而言,相當于兩個容器3加壓且降溫,使得反應向生成SO3方向進行,則α2(SO3)減小,又容器2中溫度低,也會使得反應向SO3方向進行,即α2(SO3)減小,所以α2(SO3)+α3(SO2)<1,錯誤?！狙由焯骄俊?1)若將容器2改為恒壓密閉容器,其余不變。判斷容器1和容器2中表格所涉及物理量的關系。提示:v1>v2,c1>c2,p1>p2,K1=K2,α1(SO2)+α2(SO3)>1。由于容器2為恒壓密閉容器,且有4mol的SO3,根據(jù)等效平衡的原理,因此容器2相當于2個容器堆積在一起,隨反應進行,容器體積增大。(2)若將容器2中的“4molSO3”改為“2molSO3”,其余不變。判斷容器1和容器提示:v1=v2,c1=c2,p1=p2,K1=K2,α1(SO2)+α2(SO3)=1。此時兩容器均為恒溫恒容的密閉容器,且兩容器中的起始投料相當,因此兩容器中達到的平衡是完全相同的。1.(雙選)一定溫度下,在3個體積均為1LH2S(g)COS(g)+H2(g)ΔH=akJ·mol1達到平衡。下列說法正確的是 ()容器編號溫度/K物質的起始濃度/mol·L1物質的平衡濃度/mol·L1CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)COS(g)1T1002T1003T20A.若T1<T2,則a<01K時,該反應的平衡常數(shù)C.容器1中CO的平衡轉化率比容器2小D.容器3中反應達到平衡后,再充入molH2S(g)和molH2(g),平衡向右移動【解析】選A、B。T1時CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)開始(mol·L1) 10 7 0 0轉化(mol·L1) 2 2 2 2平衡(mol·L1) 8 5 2 2K1=2×25×8容器1、2比較,溫度相同,1看成2體積減小一半,壓強增大,平衡不移動,二者為等效平衡;T2時CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)開始mol·L1 3 0 7 7轉化mol·L1 平衡mol·L1 K2=1.5×1.A.若T1<T2,由上述分析可知,升高溫度K減小,平衡逆向移動,逆反應為吸熱反應,則a<0,故A正確;B.由上述計算可知,T1K時,該反應的平衡常數(shù)K=0.1,故B正確;C.容器1、2比較,溫度相同,1看成2體積減小一半,壓強增大,平衡不移動,二者為等效平衡,轉化率相同,故C錯誤;D.容器3中反應達到平衡后,再充入molH2S(g)和molH2(g),Qc=1.5×1.88.5×6.2.在3種不同條件下,分別向容積為2L的恒容密閉容器中充入2molA和1molB,發(fā)生反應:2A(g)+B(g)2D(g)ΔH=QkJ·mol1。相關條件和數(shù)據(jù)見下表實驗編號實驗Ⅰ實驗Ⅱ實驗Ⅲ反應溫度/℃700700750達平衡時間/min40530n(D)平衡/mol1化學平衡常數(shù)K1KK3下列說法正確的是 ()A.實驗Ⅲ達平衡后,恒溫下再向容器中通入1molA和1molD,平衡不移動B.升高溫度能加快反應速率的原理是降低了活化能,使活化分子百分數(shù)提高C.實驗Ⅲ達平衡后容器內(nèi)的壓強是實驗Ⅰ的倍3>K2>K【解析】選A。容積為2L的恒容密閉容器中充入2molA和1molB,發(fā)生反應:2A(g)+B(g)2D(g),實驗Ⅲ中,平衡時n(D)=1mol,則n(A)=1mol,因此mol·L1mol·L1mol·L-1,750℃的平衡常數(shù)K=c2(D)c2(A)c(B)=0.520.25×0.52=4,L1mol·L1,c(D)=1mol·L1,此時濃度商QC=1212×0.25=4=K,則平衡不發(fā)生移動,故A正確;升高溫度不能降低反應的活化能,但能使部分非活化分子吸收熱量而變?yōu)榛罨肿?即增大了活化分子百分數(shù),增大活化分子的有效碰撞機會,化學反應速率加快,故B錯誤;根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT可知,在相同體積的容器中,PⅢ∶PⅠ=(nⅢTⅢ)∶(nⅠTⅠ)。反應起始時向容器中充入2molA和1molB,實驗Ⅲ達平衡時,n(D)=1mol,mol。實驗Ⅰ達平衡時mol,根據(jù)反應方程式mol,mol,則實驗Ⅲ達平衡后容器內(nèi)的壓強與實驗Ⅰ達平衡后容器內(nèi)的壓強之比=(1+0.5+1)×(750+273.15)2D(g),比較實驗Ⅰ和Ⅲ,溫度升高,平衡時D的量減少,化學平衡向逆反應方向移動,則K3<K1,溫度相同,平衡常數(shù)相同,則K1=K2,綜上,則平衡常數(shù)的關系為K3<K2=K1,故D錯誤。3.某溫度下,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K=1。該溫度下在體積均為1L的甲、乙兩個恒容密閉容器中,投入CO(g)和H2O(g)的起始濃度及5min甲乙起始濃度5min時濃度起始濃度5min時濃度c(CO)/mol·L1xc(H2O)/mol·L1y下列判斷不正確的是 ()B.反應開始時,乙中反應速率比甲快C.甲中0～5min的平均反應速率:mol·L1·min1D.平衡時,乙中H2O的轉化率是50%,c(CO)是甲中的2倍【解析】選A。A、乙容器中反應物的起始濃度是甲容器中起始濃度的2倍,反應速率快但不一定是甲容器中速率的2倍,故x=y不一定為0.16,錯誤;B、乙容器中反應物的濃度是甲容器中反應物濃度的2倍,反應開始時,乙中反應速率比甲快,正確;C、根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算,甲中0～5min的平均反應速率:v(CO)=Δc(mol·L1·min1,正確;D、設平衡時乙中H2O的轉化濃度為x,則K=c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(4.恒溫恒壓下,在一個容積可變的密閉容器中發(fā)生反應:A(g)+B(g)C(g),若開始時通入1molA和1molB,達到平衡時生成amolC。則下列說法錯誤的是 ()A.若開始時通入3molA和3molB,達到平衡時,生成的C的物質的量為3amolB.若開始時通入4molA、4molB和2molC,達到平衡時,B的物質的量一定大于4molC.若開始時通入2molA、2molB和1molC,達到平衡時,再通入3molC,則再次達到平衡后,C的物質的量分數(shù)為aD.若在原平衡體系中,再通入1molA和1molB,混合氣體的平均相對分子質量不變【解析】選B。A項,開始時通入3molA和3molB,由于容器體積膨脹,保持恒壓,相當于將三個原容器疊加,各物質的含量與原平衡中的相同,C的物質的量為3amol;B項,無法確定平衡移動的方向,不能確定平衡時B的物質的量一定大于4mol;C項,根據(jù)題給數(shù)據(jù)可算出達到平衡時C的物質的量分數(shù)為a2-a;D5.有甲、乙兩容器,甲容器容積固定,乙容器容積可變。一定溫度下,在甲中加入2molN2、3molH2,反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)達到平衡時生成NH3的物質的量為mmol。(1)相同溫度下,在乙中加入4molN2、6molH2,若乙的壓強始終與甲的壓強相等,乙中反應達到平衡時,生成NH3的物質的量為________mol(從下列各項中選填序號,下同);若乙的容積與甲的容積始終相等,乙中反應達到平衡時,生成NH3的物質的量為________mol。

A.小于m B.等于mC.在m～2m之間 D.等于2mE.大于2m(2)相同溫度下,保持乙的容積為甲的一半,并加入1molNH3,要使乙中反應達到平衡時,各物質的體積分數(shù)與上述甲容器中達到平衡時相同,則起始時應加入________molN2和_