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文檔簡介
專題04可逆反應、化學平衡狀態(tài)、化學平
衡常數(shù)
■考點清單01可逆反應
i.概念
在相同條件下,既能向正反應方向進行,同時又能向逆反應方向進行的反應稱為可逆反
2.表示方法
可逆反應方程式常用“”連接,把從左向右進行的反應稱為正反應,把從右向左進
行的反應稱為逆反應。例如:SO2與H2。反應可表示為SO2+H2O2so3。
3.特點
(1)雙向性:可逆反應分為方向相反的兩個反應---正反應和逆反應
(2)雙同性:同一條件下,正反應和逆反應同時發(fā)生、同時存在
(3)共存性:反應不能進行到底,反應物和生成物共存于同一體系中,反應物的轉化率
小于100%.
(4)能量轉化類型相反:若正反應放熱,則逆反應吸熱
■考點清單02化學平衡狀態(tài)
1.化學平衡的建立
在一定條件下,把某一可逆反應的反應物加入固定容積的密閉容器中。反應過程如下:
反應開始時|——正反應速率最大,逆反應速率為零;
反應進行時|—反應物濃度逐漸減小-V正逐漸減??;生成物濃度由零逐漸增大-V
逆從零開始逐漸增大;
達到平衡時|—V正=V逆,反應混合物中各組分的濃度保持不變。
以上過程可用下圖表示:
V
V£=V?
化學平衡
。---------------------------7
2.化學平衡狀態(tài)
一定條件下,可逆反應中,正反應速率與逆反應速率相等,反應混合物中各種物質的濃
度或質量保持不變的狀態(tài)。
3.化學平衡狀態(tài)的特征
化學平衡狀態(tài)具有“逆”“等”“動”“定”“變”的特征。
(1)逆:化學平衡研究的對象是可逆反應。
(2)等:正反應速率和逆反應速率相笠。
(3)動:化學平衡從表面上或宏觀上看好像停止了,但從本質上看反應并未停止,只不
過正反應速率與逆反應速率相等罷了。
(4)定:在平衡混合物中,各組成成分的百分含量保持一定,不再隨時間的改變而改變。
(5)變:化學平衡是在一定條件下建立的暫時平衡,若影響化學平衡的外界條件改變,
化學平衡狀態(tài)就會發(fā)生改變。
■考點清單03化學平衡狀態(tài)的判斷
1.用本質特征判斷
判斷依據(jù):正反應速率與逆反應速率相笠,即丫正=丫逆。
(1)同一種物質:該物質的生成速率等壬它的消耗速率。
(2)不同的物質:速率之比等于化學方程式中各物質的化學計量數(shù)之比,但必須是不同
方向的速率。
2.用宏觀特征判斷
判斷依據(jù):反應混合物中各組成成分的濃度、含量保持不變。
(1)各組成成分的質量、物質的量、分子數(shù)、體積(氣體)、物質的量濃度均保持不變。
(2)各組成成分的質量分數(shù)、物質的量分數(shù)、氣體的體積分數(shù)均保持不變。
(3)反應物的轉化率、產物的產率保持不變。
3.判斷平衡的依據(jù)
可逆反應大道平衡狀態(tài)時有兩個主要特征作為判斷的核心依據(jù):
(1)正逆相等一-同一物質正逆反應速率相等;
(2)變量不變--反應混合物中各組分的百分含量保持不變。
判斷可逆反應達到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù)
例舉反應mA(g)+nB(g)------pC(g)+qD(g)是否平衡
混合物體系①各物質的物質的量或各物質的物質的量的分數(shù)一定是
中各成分的②各物質的質量或各物質質量分數(shù)一定是
含量③各氣體的體積或體積分數(shù)一定是
④總體積、總壓強、總物質的量一定
①在單位時間內消耗了mmolA同時生成mmolA,即V(正尸V(逆)是
②在單位時間內消耗了nmolB同時消耗了pmolC,貝!J
是
正逆反應速V(正廣V(逆)
率關系③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于
否
V(逆)
④在單位時間內生成nmolB,同時消耗了qmolD,因均指V(逆)查
①m+n加+q時,總壓力一定(其他條件一定)是
壓強
②m+n=p+q時,總壓力一定(其他條件一定)查
混合氣體平
①M一定時,只有當m+n邦+q時是
均相對分子
質量M②M一定時,但m+n=p+q時否
溫度任何反應都伴隨著能量變化,當體系溫度一定時(其他不變)是
體系的密度密度一定不一定
其他如體系顏色不再變化等(平衡體系中有帶顏色氣體參加)是
4.用“總月E強、混合氣體的密度、平均摩爾質量”判斷平衡狀態(tài)的注意事項
(1)恒溫恒容條件下,用“總壓強、平均摩爾質量”判斷平衡狀態(tài)時,要特別關注反應前
后氣體分子總數(shù)的變化,如:
mA(g)+nB(g)------pC(g)+4D(g)是否平衡
當m+n^p+q時,總壓強一定(其他條件一定)星
壓強
當m+n=p+q時,總壓強一定(其他條件一定)不一定
當加+〃抄+q時,M一定是
混合氣體的灰’
當Fn+〃=p+q時,M一定不一定
(2)恒溫恒容條件下,用“混合氣體的密度”判斷平衡狀態(tài)時,要特別關注反應前后是否
有非氣態(tài)物質參與反應,如
關注各物質的狀態(tài)是否平衡
C(s)+CO2(g)--2co(g)(p一定)是
密度.N2(g)+3H2(g)-2NH3(g)(p一定)不一定
不一定
H2(g)+I2(g)一^2Hl(g)(p一定)
【溫馨提醒】
①對同一物質而言,斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等則一定處于平
衡狀態(tài)
②對絕熱密閉容器,溫度保持不變則一定處于平衡狀態(tài)
③若反應中有固體或液體,平均相對分子質量一定、密度一定則一定處于平衡狀態(tài)
mA(s)+nB(g------pC(g)+qD(g),右A為固體或液體,則是否是平衡狀態(tài)
混合氣體的平均摩爾質量一定平衡
混合氣體的密度一定平衡
■考點清單04化學平衡常數(shù)
1.化學平衡常數(shù)的概念與表達式
(1)概念:在一定溫度下,當一個可逆反應達到化學平衡時,生成物濃度暴之積與反應
物濃度幕之積的比值是一個常數(shù)(簡稱平衡常數(shù)),用符號K表示
(2)表達式
對于可逆反應:〃?A(g)+(g)i'pC(g)+qD(g),K=-------------(固體和純液體
c(A)*c(B)
的濃度視為常數(shù),通常不計入平衡常數(shù)表達式中)
2.化學平衡常數(shù)的意義
(1)平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的程度(也叫反應的限度)
(2)K值越大,表示反應進行得越完全,反應物的轉化率越太,當K>此時,該反應就
進行的基本完全了。K值越小,表示反應進行得越不完全,反應物的轉化率越小。當K<1Q
一時,該反應很難發(fā)生
3.化學平衡常數(shù)的影響因素
(1)內因:不同的化學反應及方程式的書寫形式是決定化學平衡常數(shù)的主要因素
(2)外因:在化學方程式一定的情況下,K只受溫度影響,與反應物或生成物的濃度無
關,與壓強無關
4.化學平衡常數(shù)表達式書寫注意事項
(1)化學平衡常數(shù)表達式中各物質的濃度必須是平衡時的濃度,且不出現(xiàn)固體或純液體
的濃度。
(2)化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫有關。若反應方向改變、化學計量數(shù)等倍
擴大或縮小,化學平衡常數(shù)都會相應改變。
(3)若兩反應的平衡常數(shù)分別為Ki、K2
①若兩反應相加,則總反應的平衡常數(shù)K=K!這2。
②若兩反應相減,則總反應的平衡常數(shù)K=削
(4)理解Kp含義
在化學平衡體系中,用各氣體物質的分壓代替濃度,計算的平衡常數(shù)叫壓強平衡常數(shù)。
■考點清單05化學平衡的有關計算
可按下列步驟建立模式,確定關系式進行計算。如可逆反應:n?A(g)+"B(g)--pC(g)
+“D(g),在體積為V的恒容密閉容器中,反應物A、B的初始加入量分別為。mol、bmo\,
達到化學平衡時,設A物質轉化的物質的量為MVmol。
⑴模式
機A(g)+〃B(g)-----pC(g)+qD(g)
起始量/molab00
轉化量/molmxnxpxqx
平衡量/mola-mxb-nxpxqx
對于反應物:〃(平)=〃(始)一九(轉)
對于生成物:〃(平尸〃(始)十九(轉)
地用山丁例吊繳A—((2-mx>fb~nx\
11VJ\n
/7—YV1X
②平衡時A的物質的量濃度:c(A)=-^-moLLr。
③平衡時A的轉化率:a=/xl00%,A、B的轉化率之比為a(A):a(B)=等:管。
a—jnx
④平衡時A的體積分數(shù):^(A)=-,,,,,--------「X100%。
ra-rb-r(p-\-q—m—n)x
⑤平衡時和開始時的壓強比:晦="+一加丁小。
p(始)a”+b7
⑥混合氣體的密度:/)(混)=
°%A)£.M(B)g.L-io
⑦平衡時混合氣體的平均摩爾質量:^=a+^+^n)xg-or*.
⑧生成物產率=徽符a。。%。
(2)基本步驟
①確定反應物和生成物的初始加入量;
②確定反應過程的轉化量(一般設某物質的轉化量為x);
③確定平衡量。
1.化學反應處于平衡狀態(tài)時,下列說法正確的是()
A.反應已停止B.反應物濃度等于生成物濃度
C.化學平衡是一種動態(tài)平衡,丫正=丫逆加D.反應物全部轉化成生成物
【答案】C
【解析】A項,化學平衡時動態(tài)平衡,處于平衡狀態(tài)時反應不會停止,仍在進行,A錯
誤;B項,處于平衡狀態(tài)時各成分濃度保持不變,反應物濃度未必等于生成物濃度,B錯誤;
C項,化學平衡是一種動態(tài)平衡,丫正=丫逆卻,故此時各成分濃度保持不變,C正確;D
項,若化學反應處于化學平衡狀態(tài),則反應為可逆反應,故反應物不可能全部轉化成生成物,
D錯誤;故選C。
2.在一個體積固定的密閉容器中,進行的可逆反應A(s)+3B(g)3C(g)。下列敘述
中表明可逆反應一定達到平衡狀態(tài)的是()
①C的生成速率與C的分解速率相等;
②單位時間內生成amolA,同時生成3amolB;
③B的濃度不再變化;
④混合氣體總的物質的量不再發(fā)生變化;
⑤A、B、C的物質的量之比為1:3:3;
⑥混合氣體的密度不再變化.
A.①②③B.①③④⑥C.①③⑥D.①③④⑤
【答案】C
【解析】①C的生成速率與C的分解速率相等,說明正逆反應速率相等,故①正確;
②化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比,無論是否達到平衡狀態(tài),都存在單位時間生成
amolA,同時生成3amolB,故②錯誤;③當反應達到化學平衡狀態(tài)時,各物質的濃度不變,
故③正確;④氣體反應物與氣體生成物的化學計量數(shù)之和相等,無論是否達到平衡狀態(tài),混
合氣體總的物質的量都不變,故④錯誤;⑤平衡時各物質的物質的量取決于起始配料比以及
轉化的程度,不能作為判斷是否達到平衡狀態(tài)的依據(jù),故⑤錯誤;⑥A為固體,當反應達到
平衡狀態(tài)時,氣體的總質量不變,反應達到平衡狀態(tài),故⑥正確;故選C。
3.一定條件下,可逆反應2AB+3C,在四種狀態(tài)中處于平衡狀態(tài)的是()
正反應速率逆反應速率
Ai)A=2mol/(L*min)i)B=2mol/(L*min)
Bx)A=2mol/(L*min)i)c=2mol/(L*min)
CI)A=1mol/(L*min)i)B=2mol/(L*min)
DI)A=1mol/(L*min)i)c=l.5mol/(L*min)
【答案】D
【解析】A項,A物質的正反應速率i)A=2mol/(l.min),逆反應速率uB=2mol/(l.min),
則逆反應速率uA=4mol/(l.min),A的正逆反應速率不相等,所以該反應未達到平衡狀態(tài),
故A錯誤;B項,同一反應中,各物質的反應速率之比等于計量數(shù)之比,A物質的正反應
速率是2mol/(L.min),C的逆反應速率為2mol/(L.min),A的逆反應速率為3mol/(L.min),
w
所以A的正逆反應速率不等,故B錯誤;C項,同一反應中,各物質的反應速率之比等于
計量數(shù)之比,A物質的正反應速率是1mol/(L.min),B的逆反應速率為2mol/(L.min),A
的逆反應速率為4moi/(L.min),所以A的正逆反應速率不等,故C錯誤;D項,同一反應
中,各物質的反應速率之比等于計量數(shù)之比,A物質的正反應速率是1mol/(L.min),C的
逆反應速率為1.5mol/(L.min),A的逆反應速率為lmol/(L.min),所以A的正逆反應速率
相等,故D正確;故選D。
4.一定溫度下,反應H2(g)+L(g)2HI(g)達到化學平衡狀態(tài)的標志是()
A.單位時間內生成nmolJh,同時就有nmolHI生成
B.單位時間內有nmolEk生成,同時就有nmolL生成
C.容器內氣體的總壓強不隨時間的變化而變化
D.1個H-H鍵斷裂的同時,有2個H-I鍵斷裂
【答案】D
【解析】A項,單位時間內生成nmolH2,同時就有nmolHI生成,表示的是正逆反應,
但不滿足計量數(shù)關系,說明沒有達到平衡狀態(tài),故A錯誤;B項,單位時間內有nmolH2
生成,同時就有nmol12生成,表示的都是逆反應速率,無法判斷正逆反應速率是否相等,
故B錯誤;C項,該反應為等體積變化,不能用總壓強進行判斷,故C錯誤;D項,1個H
-H鍵斷裂的同時,有2個H-I鍵斷裂,可以判斷達到平衡狀態(tài),故D正確;故選D。
5.在一定溫度下的定容密閉容器中,當下列物理量不再改變時,表明反應:A(s)+2B(g)
C(g)+D(g)已達平衡標志的是()
A.混合氣體的密度B.B物質的相對分子質量
C.混合氣體的壓強D.氣體的總物質的量
【答案】A
【解析】A項,混合氣體的密度不變,說明氣體的質量不變,正逆反應速率相等,反應
達平衡狀態(tài),故A正確;B項,B是純凈物,相對分子質量是定值,一直不變,故B錯誤;
C項,兩邊氣體的計量數(shù)相等,所以容器的壓強始終不變,所以不能作為平衡狀態(tài)的標志,
故C錯誤;D項,兩邊氣體的計量數(shù)相等,氣體的總物質的量一直不變,故D錯誤;故選
A。
6.一定溫度下,在密閉容器中發(fā)生反應:2H2(g)+C0(g)CH30H(g)。該反應達到
化學平衡狀態(tài)時,下列說法正確的是()
A.仇和CO全部轉化為CH30HB.H2>CO、CH30H的濃度不再變化
C.H2、CO、CH30H的濃度一定相等D.正、逆反應速率相等且等于零
【答案】B
【解析】A項,可逆反應中,反應物不能全部轉化為生成物,故A錯誤;B項,H2、
CO、CH30H的濃度不再變化,說明正逆反應速率相等,達到了平衡狀態(tài),故B正確;C項,
達到平衡時,出、CO、CH30H的濃度大小取決于開始加入的各物質的濃度以及反應物轉化
率的大小,不一定相等,故C錯誤;D項,達到平衡時,正逆反應相等但是不等于零,故D
錯誤;故選B。
7.關于化學平衡常數(shù)的敘述,正確的是()
A.只與化學反應方程式本身和溫度有關
B.只與反應的溫度有關
C.與化學反應本身和溫度有關,并且會受到起始濃度的影響
D.只與化學反應本身有關,與其他任何條件無關的一個不變的常數(shù)
【答案】A
【解析】A項,大量實驗證明,化學平衡常數(shù)決定于兩個方面的因素:化學反應的本身
和反應體系的溫度,與起始濃度等其他外界條件無關,A正確;B項,除反應體系的溫度外,
還有化學反應的本身也影響化學平衡常數(shù),B錯誤;C項,化學平衡常數(shù)與溫度無關,不會
受到起始濃度的影響,C錯誤;D項,還有反應體系的溫度也影響化學平衡常數(shù),D錯誤;
故選Ao
8.下列關于平衡常數(shù)K的說法正確的是()
A.加入催化劑可能會改變平衡常數(shù)KB.改變反應物濃度能改變平衡常數(shù)K
C.平衡常數(shù)K與反應本身及溫度有關D.K越大,反應物的轉化率越小
【答案】C
【解析】化學平衡常數(shù)K與化學反應本身及溫度有關,加入催化劑、改變反應物濃度
等均不能改變平衡常數(shù)K;平衡常數(shù)K越大,反應正向進行的程度越大,反應物的轉化率
越大,故選C。
9.下列無佛的是()
A.溫度、濃度、壓強、催化劑均能改變平衡常數(shù)
B,弱電解質的電離是一個放熱過程
C.增大壓強,化學平衡一定發(fā)生移動
D.在一定溫度下,當弱酸濃度相同時,電離常數(shù)越大,弱酸的電離程度就越大
【答案】D
【解析】A項,平衡常數(shù)只和溫度有關,與濃度、壓強和催化劑都無關,所以只有溫度
能改變化學平衡常數(shù),故A不選;B項,弱電解質的電離是一個吸熱過程,故B不選;C
項,壓強的改變是針對有氣體參加的反應,如果非氣體參加的反應,壓強的改變對反應速率
基本不影響,所以平衡不移動,故C不選;D項,一定溫度下,當弱酸的濃度相同時,電
離常數(shù)越大,說明電離的程度越大,產生的氫離子濃度也越大,所以酸性越強,故D正確。
故選D。
10.下列有關化學平衡常數(shù)K的說法中,正確的是()
A.K的大小與起始濃度有關B.溫度越高,K值越大
C.K值越大,反應物的轉化率越大D.K值越大,正向反應進行的程度越小
【答案】C
【解析】化學平衡常數(shù)只與溫度有關,與物質的起始濃度無關,溫度越高,平衡若正向
移動,平衡常數(shù)變大,若平衡逆向移動,平衡常數(shù)變小。平衡常數(shù)越大,說明反應正向進行
的程度越大,反應物的轉化率越大,故選C。
11.向某密閉容器中通入N2O*g),發(fā)生反應:2NO2(g)N2O4(g),達到平衡后,
c2(NO)
保持溫度不變,再通入適量N2O4(g),待反應達到新的平衡時,與原平衡相比,^^馬2()
C(N2O4)
A.變大B.不變C.變小D.無法確定
【答案】B
C2(NOJ
【解析】2NO(g)N2O4(g)的化學平衡常數(shù)K=,保持溫度不變,再加入
2C(N204)
2
C(NO2)
適量的N2O4,當反應達到新的平衡時平衡常數(shù)不變,即不變,故選B。
C(N0)
12.在地殼內SiCh和HF存在以下平衡:SiO2(s)+4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)o如
果上述反應在恒容密閉容器中發(fā)生,下列不能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是()
A.|ViE(HF)=vffi(H2O)
B.SiF4與H2O的濃度之比保持不變
C.SiCh的質量保持不變
D.混合氣體的總物質的量保持不變
【答案】B
[解析】A項,當gvMHF)=v逆(H2O)時,由于vE(H2O)=1v正(HF),則v正(H2O)=v逆
(H2O),說明該反應達到平衡狀態(tài),A不符合題意;B項,反應生成的SiF4與H2O的濃度之
比始終為1:2,故SiF4與H2O的濃度之比保持不變不能說明該反應達到平衡狀態(tài),B符合
題意;C項,當SiO2的質量保持不變時,說明該反應達到平衡狀態(tài),C不符合題意;D項,
該反應為反應前后氣體分子數(shù)減小的反應,當混合氣體的總物質的量保持不變時,說明該反
應達到平衡狀態(tài),D不符合題意;故選B。
13.(2023?云南省大理市高二期末)氮化錢(GaN)是一種直接能隙的半導體,是一種用途
廣泛的新材料。工業(yè)上利用Ga與NH3高溫條件下合成。反應方程式為2Ga(s)+2NH3(g)
2GaN(s)+3H2(g)A//<0o如圖,恒溫恒容密閉體系內進行上述反應,下列說法正
確的是()
0.5Mpa
/、------、0.1Mpa
°'時間°壓強°鎮(zhèn)的質量°溫度
Ininiv
A.圖I可以表示催化劑對平衡的影響
B.圖H可以表示壓強對平衡時NH3體積分數(shù)的影響
C.圖III可以表示錢的質量對平衡常數(shù)的影響
D.圖IV中縱坐標可以為體系內混合氣體的密度
【答案】B
【解析】A項,加入催化劑,能降低反應的活化能,加快反應速率,但平衡不移動,圖
I應是一條平行于時間軸的直線,A錯誤;B項,該反應為氣體體積增大的反應,增大壓強
平衡逆向移動,NH3的體積分數(shù)增大,B正確;C項,平衡常數(shù)只與溫度有關,增加錢的質
量,溫度不變,平衡常數(shù)不變,圖HI應是一條平行于橫軸的直線,C錯誤;D項,該反應為
放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,混合氣體的質量增加,恒容條件下混合氣體的密度「=上
v
增大,D錯誤;故選B。
14.(2023?四川省樂山市高二期末)一定溫度下,向含一定量02恒容密閉容器中充入SO2
發(fā)生反應2SO2(g)+O2(g)=2so3(g),改變起始SO?的物質的量,測得SO3的平衡體積分
數(shù)變化如圖所示,下列說法正確的是()
A.a、b、c三點中,b點時S02的轉化率最大
B.b—c平衡逆向移動,S03平衡體積分數(shù)減小
C.d點對應體系,v(正)>v(逆)
D.a、b、c三點的平衡常數(shù):Kb>Kc>Ka
【答案】C
【解析晌含一定量O2恒容密閉容器中充入SO2發(fā)生反應2so2(g)+O2(g)2so3(g),
改變起始SO2的物質的量,隨著SCh物質的量的增大,平衡正向移動,生成更多的三氧化
硫,當SO2與02的物質的量之比等于化學方程式中計量系數(shù)之比時,三氧化硫的平衡體積
分數(shù)最大。A項,SO2與02兩種反應物反應,當SO2少,氧氣充足時,SO2轉化率最大,
故a、b、c三點中,a點時SO2的轉化率最大,A錯誤;B項,b-c表示繼續(xù)通入過量二氧
化硫,根據(jù)勒夏特列原理知平衡正向移動,體系中總的物質的量在增加,故產物三氧化硫的
平衡體積分數(shù)在減小,B錯誤;C項,d點在c點之下說明d點還未達到該條件下的平衡,
會繼續(xù)從正反應方向建立平衡,故v(正)>v(逆),C正確;D項,溫度不變,平衡常數(shù)不變,
故Kb=Kc=Ka,D錯誤;故選C。
15.N0和。2混合后可發(fā)生反應:?2NO(g)+O2(g)2NO2(g),②2NC)2(g)=
N2O4(g),反應體系中含氮物質的物質的量濃度c隨著時間/的變化曲線如圖所示。下列說法
正確的是()
A.a為C(N02)隨f的變化曲線B.h時,c(NO)+c(NO2)+c(N2O4)=co
C.t2時刻,NC>2的消耗速率大于生成速率D.t3時,反應①和②均達到化學平衡狀
態(tài)
【答案】C
【解析】A項,根據(jù)題意可知,NO能完全反應生成NO2,所以a曲線代表NO,b曲
線代表NCh,c曲線代表N2O4,故A錯誤;B項,根據(jù)物料守恒,c(NO)+C(NO2)+2C(N2O4)=
co,故B錯誤;C項,根據(jù)圖示,t2時刻,N02的濃度繼續(xù)降低,N02的消耗速率大于生成
速率,故C正確;D項,反應①不是可逆反應,不存在化學平衡狀態(tài),故D錯誤;故選C。
16.放熱反應C0(g)+H20(g)CCh(g)+H2(g)在溫度。時達到平衡,C/(C0)=C/(H20)
=LOmoLL-1,其平衡常數(shù)為K/。升高反應體系的溫度至及時,反應物的平衡濃度分別為
C2(C0)和C2(H2O),平衡常數(shù)為K2,貝l|()
1
A.K2和Ki的單位均為mol-LB.K2>KI
C.C2(CO)=C2(H2O)D.Q(CO)>C2(CO)
【答案】C
【解析】A項,由平衡常數(shù)K=+;可知,K的單位為“1”,故A錯誤;B項,
正反應為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,K減小,故K2<K,故B錯誤;C項,CO
和H2O起始濃度相同,方程式中計量數(shù)相等,則濃度的變化量相等,所以,平衡時,CO和
比0的濃度相等,即C2(CO)=C2(H2O),故C正確;D項,升高溫度,平衡逆向移動,CO
濃度增大,即c/(CO)<C2(CO),故D錯誤。故選C。
17.(2023?內蒙古高二期末)在恒容密閉容器中通入X(g)并發(fā)生反應:2X(g)=^Y(g)
AH,溫度Ti、T2下X的物質的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示,下列說法正確的
是()
A.AH>0
B.平衡常數(shù):K(TI)>K(T2)
C.T2下,。時,Y的物質的量分數(shù)為±2x100%
a+b
D.反應速率:v(Q)>v(P)>v(M)>v(N)
【答案】C
【解析】A項,由圖可知,Ti時,反應先達到平衡,速率快,溫度高,所以TDT2,且
反應物X濃度Ti時,較高,則升高溫度平衡逆向移動,反應放熱,AH<0,A錯誤;B項,
對于放熱反應,溫度升高,K減小,K(TI)<K(T2),B錯誤;C項,由圖可知,T2下,h時,
c(X)=bmol/L,則c(Y)=@?mol/L,Y的物質的量分數(shù)為土100%,C正確;D項,
由圖可知,溫度N>P=M=Q,反應物濃度M>N>P>Q,反應速率v(N)>v(M)>v(P)>v(Q),
D錯誤;故選C。
18.(2023?云南省昆明市高二期末)工業(yè)上廣泛采用二氟一氯甲烷(CHC1F2)熱解制四氟乙
烯:2CHC1F2(g)C2F4(g)+2HC1(g),其他條件不變時,溫度對CHC1F2的平衡轉化率、
催化劑的催化效率的影響如圖所示,下列說法正確的是()
百分比/%
A.平衡常數(shù):k(X)>k(X)>k(Z)
B.該反應的逆反應活化能高于正反應活化能
C.反應過程中涉及極性鍵的斷裂和非極性鍵的形成
D.單位時間內的轉化率:a(Z)>?(Y)>a(X)
【答案】C
【解析】A項,根據(jù)圖像信息,隨溫度升高,平衡轉化率增大,反應向正向進行,反應
為吸熱反應,故平衡常數(shù):^(X)a(Y)<^(Z),故A錯誤;B項,該反應為吸熱反應,逆
反應活化能低于正反應活化能,故B錯誤;C項,反應過程中涉及極性鍵C-C1的斷裂和非
極性鍵C-C的形成,故C正確;D項,Z點時,催化效率最低,反應速率最慢,單位時間
內的轉化率最低,故單位時間內的轉化率:a(Y)>a(X)>a(Z),故D錯誤。故選C。
19.(2023?重慶市大足中學質檢)汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內燃機燃燒的高溫
引起氮氣和氧氣反應所致:N2(g)+O2(g)^2NO(g)AH>0,已知該反應在Te時,平衡常數(shù)
K=9.0o請回答:
(1)該反應的平衡常數(shù)表達式為:K=;
(2)某溫度下,向2L的密閉容器中充入N2和02各lmol,5s后Ch的物質的量為0.4
mol,貝ij0~5s內NO的反應速率mol-L'-min-1;
(3)下列為4種不同情況下測得的反應速率中,表明該反應進行最快的是一;
A.V(N2)=0.4mobL'-min1B.v(NO)=0.6mol-L4min-1
11
C.V(O2)=0.3mol-L-i-s-D.v(NO)=0.4mol-L-'-s-
(4)將N2、02混合充入恒溫恒容密閉容器中,下列變化趨勢正確的是(填字
母序號);
氮
產氣
K(NO)4>A
有催化劑的
。
C轉
A.B.//無催化劑化£
率
O
(5)T℃時,某時刻測得容器內N2、02、NO的濃度分別為0.20mol/L.0.20mol/L和
0.50mol/L,此時反應v正(N2)__________v逆(N2X填“>”、"=”或
C2(NO)
【答案】⑴心,2二、(2)7.2(3)C(4)AC(5)>
C(N2)-C(O2)
C“NO)
【解析】(1)該反應的平衡常數(shù)表達式為:K=:二;(2)根據(jù)方程式N2(g)+Ch(g)
C(N2)-C(O2)
2NO(g)可知,反應生成的NO的物質的量為(lmol-0.4moi)x2=1.2mol,因此v(NO)=
1,2mol
金=7.2molL'-min1;(3)比較反應速率需統(tǒng)一單位、統(tǒng)一物質,將四種條件下的反
60s/min
應均轉化為NO的反應速率,且單位統(tǒng)一為mol-L'-min1;A對應的NO的速率為:
1
V(NO)=2V(N2)=0.84mol-L^min-;B對應的NO的速率為:v(NO)=0.6moLLlmin-i;C對應
的NO的速率為:v(NO)=2v(C>2)=36moiLLminT;D對應的NO的速率為:v(NO)=
24molL1min-i;則速率最快的為C;(4)正反應是吸熱反應,溫度升高,平衡常數(shù)增大,A
正確;使用催化劑,反應速率加快,但平衡時c(NO)不變,B錯誤;溫度越高,反應速率越
快;升高溫度,平衡向右移動,用轉化率增大,C正確;故選AC;(5)某時刻測得容器內N2、
。2、NO的濃度分別為0.20mol/L、0.20mol/L和0.50mol/L,此時Qc=
050—=6.25<K=9.0,則反應正向進行,v正(N2)>v逆(N2)。
0.20x0.20
20.(2023?上海市嘉定區(qū)高二期末)科學家對汽車尾氣進行無害化處理反應為:2CO+2NO
二^2CO2+N2O一定條件下,在1L密閉容器中充入2.00molCO和2.00molNO,一段時間
后測得CO、CO2濃度隨時間變化如圖1所示,CO的平衡轉化率與溫度、起始投料比m的
n(NO)
關系如圖2所示,圖中起始投料比01=木百,完成問題:
c/mobL-,
2040//minTK
圖1圖2
(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式是,根據(jù)圖1,用N2表示該反應達平衡過
程中的平均反應速率是O
(2)該反應的正反應是反應(填“吸熱”或“放熱”)。圖2中a、b、c三點對應的
平衡常數(shù)Ka、Kb、Kc相對大小關系是o
(3)關于該可逆反應的說法正確的是0
a.加入催化劑可提高NO的平衡轉化率
b.當體系中c(CO2):c(N》=2:1時,該反應達到平衡狀態(tài)
c.保持其他條件不變,若充入N2,則達到新平衡時,正、逆反應速率均增大
d.投料比:mi>m2>m3
(4)隨著溫度的升高,不同投料比下CO的平衡轉化率趨于相近的原因為o
【答案】⑴K=:黑設京0.02molL向不
(2)放熱Ka>Kb=Kc
⑶cd
(4)溫度較高時,溫度變化對平衡移動的影響大于濃度變化對平衡的影響
【解析】(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式K=£^^^;根據(jù)圖1,達到平衡時
c(CO)c(NO)
160mol,L111
v(CO2)==0.04mol.L--min;根據(jù)反應速率之比等于化學計量數(shù)之比可得
40min
v(N2)=1v(C02)=0.02mol-L,minT;(2)由圖2可知,隨溫度的升高CO的轉化率減小,可
知升溫使平衡逆向移動,則正向為放熱反應;K只有溫度有關,溫度不變K不變,該反應
為放熱反應,溫度升高K減小,則Ka>Kb=Kc;(3)a項,加入催化劑只改變反應速率,對平
衡無影響,不能提高NO的平衡轉化率,故a錯誤;b項,CO2、N2為生成物,兩者物質的
量之比始終未2:1,則c(CO2):C(N2)=2:1,恒定不變,不能據(jù)此判斷該反應達到平衡狀
態(tài),故b錯誤;c項,保持其他條件不變,若充入N2,增大生成物濃度,達到新平衡時,正、
逆反應速率均增大,故c正確;d項,投料比投料比越大等同于NO的濃度增
加,使平衡正向移動,CO的轉化率增大,結合圖2可知投料比:mi>m2>m3,故d正確;
故選cd;(4)隨溫度的升高,不同投料比下CO的平衡轉化率趨于相近,說明溫度較高時,
溫度變化對平衡移動的影響大于濃度變化對平衡的影響。
O
21.(2023?湖北省宜昌市高二期中)丙酮蒸氣熱裂解可生產乙烯酮,反應為II(g)
CH3CCH3
O=C=CHz(g)+CH4(g)AH>0,現(xiàn)對該熱裂解反應進行研究,回答下列問題:
化學鍵C—HC—CC=C
鍵能kJ.mol-1412348612
(1)根據(jù)表格中的鍵能數(shù)據(jù),計算△”=kJ-mol-1;
(2)在恒容絕熱密閉容器中,充入丙酮蒸氣,可以判斷下列到達平衡狀態(tài)的是
A.O=C=CH2(g)消耗速率與CH4生成速率相等
B.容器內密度不再變化
C.反應的平衡常數(shù)不再變化
D.混合氣體的平均相對分子質量不再變化
②A、C兩點化學平衡常數(shù)KAKc(填“>”、“<”或"=");
③恒容下,既可提高反應速率,又可提高丙酮平衡轉化率的一條合理措施是=
(4)在容積可變的恒溫密閉容器中,充入丙酮蒸氣維持恒壓(11OkPa)。
①經(jīng)過時間tmin,丙酮分解10%。用單位時間內氣體分壓變化表示的反應速率v(丙酮)
kPa/min;
②該條件平衡時丙酮分解率為a,則KP=(以分壓表示,分壓=總壓X物質的量分
數(shù))。
(5)其他條件相同,在甲、乙兩種催化劑作用下發(fā)生該反應,相同時間時丙酮的轉化率
與溫度的關系如圖。
X
>、
7
>)
O
N
100150200250300390400
溫度『C
①工業(yè)上選擇催化劑(填“甲”或"乙”)。
②在催化劑甲作用下,溫度高于210℃時,丙酮轉化率降低的原因可能是(寫
一條即可)。
【答案】(1)+84(2)ACD
(3)壓強<升高溫度
(5)乙催化劑活性降低或副反應增多等
【解析】(1)根據(jù)鍵能關系411=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能
=(348kJ-mol1)x2+(412kJ-mol-I)x6-(612kJ-mol-1)-(412kJ-mol-1)x2-(412kJ-mol1)x4=+84^^01';
(2)A項,0=C=CH2(g)消耗速率與CH4生成速率相等說明逆反應速率等于正反應速率,能判
斷反應達到平衡狀態(tài),故A正確;B項,容器為恒容,反應過程中總質量不變,所以密度
始終不變,不能確定反應達到平衡狀態(tài),故B錯誤;C項,該容器為絕熱容器,正反應方
向為吸熱,平衡常數(shù)不變,說明溫度不變,溫度不變,能說明反應達到平衡狀態(tài),故C正
確;D項,正反應方向是氣體物質的量增大的方向,即混合氣體的平均相對分子質量減小的
方向,當平均相對分子質量不變時,說明反應達到平衡狀態(tài),故D正確;故選ACD。(3)
①該反應吸熱反應,溫度升高,平衡向正反應移動,丙酮的轉化率應該升高,若X為溫度,
與圖示不符;X表示壓強,增大壓強時,平衡逆向移動,丙酮轉化率降低,符合圖示;②A、
C兩點轉化率相同,且C點壓強大于A點,則C點的溫度應該高于A,平衡常數(shù)只與溫度
有關,溫度升高平衡正向移動,平衡常數(shù)增大,則KA<KC;③根據(jù)上述分析恒容下,既可
提高反應速率,又可提高丙酮平衡轉化率的一條合理措施是升高溫度;(4)①設起始丙酮的
物質的量為nmol,則分解10%后,丙酮、乙烯酮和甲烷的物質的量分別為0.9n,O.ln,O.ln,
已知物質的量之比等于分壓之比,則此時丙酮的分壓為HOkPax::=90kPa,
則用單位時間內氣體分壓變化表示的反應速率v(丙酮尸
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