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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

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

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);

產氣

K(NO)4>A

有催化劑的

。

C轉

A.B.//無催化劑化£

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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