高考化学讲与练 第7章 第2讲 化学平衡状态、化学平衡的移动(含解析)新人教版.doc

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1、1 / 31【2019【2019 最新最新】精选高考化学讲与练精选高考化学讲与练 第第 7 7 章章 第第 2 2 讲讲 化学平衡化学平衡状态、化学平衡的移动(含解析)新人教版状态、化学平衡的移动(含解析)新人教版李仕才考纲要求 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。考点一考点一 可逆反应与化学平衡建立可逆反应与化学平衡建立1可逆反应(1)定义在同一条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反

2、应。(2)特点二同:a.相同条件下;b.正、逆反应同时进行。一小:反应物与生成物同时存在;任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“?”表示。2化学平衡状态(1)概念2 / 31一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。(2)化学平衡的建立(3)平衡特点3判断化学平衡状态的两种方法(1)动态标志:v 正v 逆0同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如aAbB?cCdD,时,反应达到平衡状态。(2)静态标志:各种“量”不变各物质的质量、物质的量或

3、浓度不变。各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。总之,若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量为“不变量” ,则不能作为平衡标志。(1)2H2O2H2O2为可逆反应()(2)二次电池的充、放电为可逆反应()(3)对反应 A(g)B(g)?C(g)D(g),压强不随时间而变,说明反应已达平衡状态()(4)对于 NO2(g)SO2(g)?SO3(g)NO(g)反应,当每消耗 1molSO3 的同时生成 1molNO2 时,说明反应达到平衡状态()(5)化学平衡状态指的是反应静止了,不再发

4、生反应了()(6)对于 A(g)B(g)?2C(g)D(g)反应,当密度保持不变,在恒温恒容或恒温恒压条件下,均不能作为达到化学平衡状态的标志()3 / 31(7)恒温恒容下进行的可逆反应:2SO2(g)O2(g)?2SO3(g),当 SO3 的生成速率与 SO2 的消耗速率相等时,反应达到平衡状态()(8)在 2L 密闭容器内,800时反应 2NO(g)O2(g)?2NO2(g)体系中,当该容器内颜色保持不变时能说明该反应已达到平衡状态()1向含有 2molSO2 的容器中通入过量氧气发生 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) HQkJmol1(Q0),充分反应后生成 SO3 的物质的量_

5、2mol(填“” “”或“” ,下同),SO2 的物质的量_0mol,转化率_100%,反应放出的热量_QkJ。答案 2一定温度下,反应 N2O4(g)?2NO2(g)的焓变为 H。现将 1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_。答案 解析 H 是恒量,不能作为判断平衡状态的标志;该反应是充入1molN2O4,正反应速率应是逐渐减少直至不变,曲线趋势不正确。题组一 极端假设,界定范围,突破判断1在密闭容器中进行反应:X2(g)Y2(g)?2Z(g),已知 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1molL1、0.3molL1、0.2molL1,在一定条件

6、下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )BY2 为 0.4molL1AZ 为 0.3molL1DZ 为 0.4molL1CX2 为 0.2molL1答案 A2(2018长沙一中月考)一定条件下,对于可逆反应 X(g)3Y(g)?2Z(g),若 X、Y、Z 的起始浓度分别为 c1、c2、c3(均不为零),达到平4 / 31衡时,X、Y、Z 的浓度分别为 0.1 molL1、0.3 molL1、0.08molL1,则下列判断正确的是( )Ac1c231B平衡时,Y 和 Z 的生成速率之比为 23CX、Y 的转化率不相等Dc1 的取值范围为 0c10.14molL1答案 D解析 平衡浓度之比

7、为 13,转化浓度亦为 13,故c1c213,A、C 不正确;平衡时 Y 生成表示逆反应速率,Z 生成表示正反应速率且 v 生成(Y)v 生成(Z)应为 32,B 不正确;由可逆反应的特点可知 0c10.14molL1。极端假设法确定各物质浓度范围上述题目 1 可根据极端假设法判断,假设反应正向或逆向进行到底,求出各物质浓度的最大值和最小值,从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底:X2(g)Y2(g)?2Z(g)起始浓度(molL1) 0.10.30.2改变浓度(molL1) 0.10.10.2终态浓度(molL1) 00.20.4假设反应逆向进行到底:X2(g)Y2(g)?2Z(g)起

8、始浓度(molL1) 0.10.30.2改变浓度(molL1) 0.10.10.2终态浓度(molL1) 0.20.40平衡体系中各物质的浓度范围为 X2(0,0.2),Y2(0.2,0.4),Z(0,0.4)。题组二 化学平衡状态的判断5 / 313(2017石家庄高三模拟)对于 CO23H2?CH3OHH2O,下列说法能判断该反应达到平衡状态的是( )Av(CO2)v(H2)B3v 逆(H2)v 正(H2O)Cv 正(H2)3v 逆(CO2)D断裂 3molHH 键的同时,形成 2molOH 键答案 C4在一定温度下的定容容器中,当下列物理量不再发生变化时:混合气体的压强,混合气体的密度,

9、混合气体的总物质的量,混合气体的平均相对分子质量,混合气体的颜色,各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比,某种气体的百分含量(1)能说明 2SO2(g)O2(g)?2SO3(g)达到平衡状态的是_。(2)能说明 I2(g)H2(g)?2HI(g)达到平衡状态的是_。(3)能说明 2NO2(g)?N2O4(g)达到平衡状态的是_。(4)能说明 C(s)CO2(g)?2CO(g)达到平衡状态的是_。(5)能说明 NH2COONH4(s)?2NH3(g)CO2(g)达到平衡状态的是_。(6)能说明 5CO(g)I2O5(s)?5CO2(g)I2(s)达到平衡状态的是_。答案 (1) (2) (

10、3)(4) (5) (6)5若上述题目中的(1)(4)改成一定温度下的恒压密闭容器,结果又如何?答案 (1) (2) (3)(4)6 / 31规避“2”个易失分点(1)化学平衡状态判断“三关注”关注反应条件,是恒温恒容,恒温恒压,还是绝热恒容容器;关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。(2)不能作为“标志”的四种情况反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如 2HI(g)?H2(g)I2(g)。全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子

11、质量不再随时间而变化,如 2HI(g)?H2(g)I2(g)。全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。考点二考点二 化学平衡移动化学平衡移动1化学平衡移动的过程2化学平衡移动与化学反应速率的关系(1)v 正v 逆:平衡向正反应方向移动。(2)v 正v 逆:反应达到平衡状态,不发生平衡移动。(3)v 正v 逆:平衡向逆反应方向移动。3影响化学平衡的因素(1)若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动 浓度 减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体反应前后气体体增大压强向

12、气体分子总数减小的方向7 / 31移动积改变 减小压强向气体分子总数增大的方向移动参加的反应)反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动升高温度向吸热反应方向移动 温度 降低温度向放热反应方向移动催化剂同等程度改变v正、v逆,平衡不移动(2)勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。(3)“惰性气体”对化学平衡的影响恒温、恒容条件原平衡体系体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。恒温、恒压条件原平衡体系容器容积增大,各反应气体的分压减小(1)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变;化学反应速率改变,化学平

13、衡也一定发生移动()(2)升高温度,平衡向吸热反应方向移动,此时 v 放减小,v 吸增大()(3)合成氨反应需要使用催化剂,说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动,所以也可以用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因()(4)平衡时,其他条件不变,分离出固体生成物,v 正减小()(5)C(s)CO2(g)?2CO(g) H0,其他条件不变时,升高温度,反应速率 v(CO2)和 CO2 的平衡转化率均增大()(6)化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大()(7)往平衡体系 FeCl33KSCN?Fe(SCN)33KCl 中加入适量 KCl 固体,8 / 31平衡逆向移动,溶液的颜色变浅()(8)

14、对于 2NO2(g)?N2O4(g)的平衡体系,压缩体积,增大加强,平衡正向移动,混合气体的颜色变浅()根据化学平衡原理解答下列问题:在体积不变的密闭容器中发生 N2(g)3H2(g)?2NH3(g) H92.4kJmol1,只改变一种外界条件,完成下表:改变条件平衡移动方向氢气的转化率(增大、减小或不变)氨气的体积分数(增大、减小或不变)增大氮气的浓度增大氨气的浓度升温充入适量氩气答案 正向 增大 逆向 减小 增大 逆向 减小 减小 不移动 不变 不变题组一 选取措施使化学平衡定向移动1(2017南宁高三质检)COCl2(g)?CO(g)Cl2(g) H0,当反应达到平衡时,下列措施:升温

15、恒容通入惰性气体 增加 CO 浓度 减压 加催化剂恒压通入惰性气体,能提高 COCl2 转化率的是( )ABCD答案 B解析 该反应为气体体积增大的吸热反应,所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体,相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加 CO 的浓度,将导致平衡逆向移动。2(2017郑州一中检测)将 NO2 装入带有活塞的密闭容器中,当反应2NO2(g)?N2O4(g)达到平衡后,改变某个条件,下列叙述正确的是( )A升高温度,气体颜色加深,则正反应为吸热反应9 / 31B慢慢压缩气体体积,平衡向正反应方向移动,混合气体的颜色变浅C慢慢压缩气体体积,若体积减

16、小一半,压强增大,但小于原来压强的两倍D恒温恒容时,充入惰性气体,压强增大,平衡向正反应方向移动,混合气体的颜色变浅答案 C解析 升高温度,气体颜色加深,则平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,A 错误;首先假设平衡不移动,压缩体积,气体颜色加深,但平衡向正反应方向移动,使混合气体的颜色在加深后的基础上变浅,但一定比原平衡的颜色深,B 错误;同理 C 项,首先假设平衡不移动,若体积减小一半,则压强变为原来的两倍,但平衡向正反应方向移动,使压强在原平衡两倍的基础上减小,正确;体积不变,反应物及生成物浓度不变,所以正、逆反应速率均不变,平衡不移动,颜色无变化,D错误。3在压强为 0.1MPa、

17、温度为 300条件下,amolCO 与 3amolH2 的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇:CO(g)2H2(g)?CH3OH(g) H0。(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是_(填字母)。Ac(H2)减小B正反应速率加快,逆反应速率减慢C反应物转化率增大D重新平衡减小(2)若容器容积不变,下列措施可增大甲醇产率的是_(填字母)。A升高温度10 / 31B将 CH3OH 从体系中分离C充入 He,使体系总压强增大答案 (1)CD (2)B解析 (1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应,缩小体积,平衡正向移动,c(H2)增大,正、逆反应速率均增大

18、,因而 A、B 均不正确。(2)由于该反应正向是放热反应,升高温度平衡逆向移动,CH3OH 的产率降低,体积不变,充入 He,平衡不移动。化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变,改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如增大反应物 A 的浓度,平衡右移,A 的浓度在增大的基础上减小,但达到新平衡时,A 的浓度一定比原平衡大;若将体系温度从50升高到 80,则化学平衡向吸热反应方向移动,达到新的平衡状态时 50T80;若对体系 N2(g)3H2(g)?2NH3(g)加压,例如从30MPa 加压到 60MPa,化学平衡向气体分子数减小的方向移动,达到

19、新的平衡时 30MPap60MPa。题组二 条件改变时对化学平衡移动结果的判断4将等物质的量的 N2、H2 气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:N2(g)3H2(g)?2NH3(g) H0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )选项改变条件新平衡与原平衡比较A增大压强N2的浓度一定变小B升高温度N2的转化率变小C充入一定量 H2H2的转化率不变,N2的转化率变大D使用适当催化剂NH3的体积分数增大答案 B11 / 31解析 A 项,正反应是气体体积减小的反应,依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动,但氮气的浓度仍

20、然比原平衡大,不正确;B 项,正反应是放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,氮气的转化率降低,正确;C 项,充入一定量的氢气,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率降低,不正确;D 项,催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态,不正确,答案选 B。5(2017沈阳质检)用 O2 将 HCl 转化为 Cl2,可提高效益,减少污染。新型 RuO2 催化剂对上述 HCl 转化为 Cl2 的总反应具有更好的催化活性。(1)实验测得在一定压强下,总反应的 HCl 平衡转化率随温度变化的HClT 曲线如下图:则总反应的 H_(填“” “”或“”)0。(2)在上述实验中若压缩体积使压强增

21、大,请在上图画出相应 HClT曲线的示意图,并简要说明理由:_。(3)下列措施中,有利于提高 HCl 的有_。A增大 n(HCl) B增大 n(O2)C使用更好的催化剂D移去 H2O答案 (1) (2)见下图温度相同的条件下,增大压强,平衡右移,HCl 增大,因此曲线应在原曲线上方 (3)BD解析 (1)结合题中 HClT 图像可知,随着温度升高,HCl 降低,说明升高温度平衡逆向移动,得出正反应方向为放热反应,即12 / 31H0。(2)结合可逆反应 2HCl(g)O2(g)?H2O(g)Cl2(g)的特点,增大压强平衡向右移动,HCl 增大,则相同温度下,HCl 的平衡转化率比增压前的大,

22、曲线如答案中图示所示。(3)有利于提高 HCl,则采取措施应使平衡 2HCl(g)O2(g)?H2O(g)Cl2(g)正向移动。A 项,增大 n(HCl),则 c(HCl)增大,虽平衡正向移动,但 HCl 减小,错误;B项,增大 n(O2)即增大反应物的浓度;D 项,移去 H2O 即减小生成物的浓度,均能使平衡正向移动,两项都正确;C 项,使用更好的催化剂,只能加快反应速率,不能使平衡移动,错误。6(2018石家庄质检)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为 19),控制反应温度 600,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反

23、应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了 H2 以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:(1)掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实:_。(2)控制反应温度为 600的理由是_。答案 (1)正反应方向气体分子数增加,加入水蒸气稀释,相当于起减压的效果(2)600,乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低,反应速率慢,转化率低;温度过高,选择性下降。高温还可能使催化剂失活,且能耗大13 / 31解化学平衡移动的思维过程关注特点分析条件 (浓度、温度、压强等)想原理 (平衡移动原理 )综合判断得结论。题组三 平衡移动方向与结果的判断7对于以下三个反应,从

24、反应开始进行到达到平衡后,保持温度、体积不变,按要求回答下列问题。(1)PCl5(g)?PCl3(g)Cl2(g)再充入 PCl5(g),平衡向_方向移动,达到平衡后,PCl5(g)的转化率_,PCl5(g)的百分含量_。答案 正反应 减小 增大(2)2HI(g)?I2(g)H2(g)再充入 HI(g),平衡向_方向移动,达到平衡后,HI 的分解率_,HI 的百分含量_。答案 正反应 不变 不变(3)2NO2(g)?N2O4(g)再充入 NO2(g),平衡向_方向移动,达到平衡后,NO2(g)的转化率_,NO2(g)的百分含量_。答案 正反应 增大 减小1恒容状态下的化学平衡分析在恒容容器中,

25、当改变其中一种气态物质的浓度时,必然会引起压强的改变,但判断平衡移动的方向时,仍以浓度的影响来考虑。如反应2NO2?N2O4,达到平衡后,若向容器中再通入反应物 NO2,则 c(NO2)增大,平衡向正反应方向移动;若向容器中通入生成物 N2O4,则 c(N2O4)增大,平衡向逆反应方向移动。但由于两种情况下,容器内的压强都增14 / 31大,故对最终平衡状态的影响是一致的,则两种情况下,达到新的平衡时,NO2 的百分含量都比原平衡时要小。2平衡转化率的分析与判断方法(1)反应 aA(g)bB(g)?cC(g)dD(g)的转化率分析若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比,达到平衡后,它们的转

26、化率相等。若只增加 A 的量,平衡正向移动,B 的转化率提高,A 的转化率降低。若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B 的浓度,等效于压缩(或扩大)容器体积,气体反应物的转化率与化学计量数有关。同倍增大 c(A)和 c(B)Error!(2)反应 mA(g)?nB(g)qC(g)的转化率分析在 T、V 不变时,增加 A 的量,等效于压缩容器体积,A 的转化率与化学计量数有关。增大 c(A)Error!考点三考点三 应用应用“等效平衡等效平衡”判断平衡移动的结果判断平衡移动的结果1等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是正、

27、逆反应同时投料,达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。2等效平衡的判断方法(1)恒温、恒容条件下反应前后体积改变的反应判断方法:极值等量即等效。15 / 31例如:2SO2(g)O2(g)?2SO3(g)2mol1mol0002mol0.5mol0.25mol1.5molamolbmolcmol上述三种配比,按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则 SO2 均为 2mol,O2 均为 1mol,三者建立的平衡状态完全相同。中 a、b、c 三者的关系满足:ca2,b1,即与上述平衡等效。(2)恒温、恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法:极

28、值等比即等效。例如:2SO2(g)O2(g)?2SO3(g)2mol3mol01mol3.5mol2molamolbmolcmol按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则中,故互为等效平衡。中 a、b、c 三者关系满足:,即与平衡等效。(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应判断方法:无论是恒温、恒容,还是恒温、恒压,只要极值等比即等效,因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。例如:H2(g)I2(g)?2HI(g)1mol1mol02mol2mol1molamolbmolcmol两种情况下,n(H2)n(I2)11,故互为等效平衡。16 / 31中 a、b、c 三者关系满足11 或 ab1

29、1,c0,即与平衡等效。3虚拟“中间态”法构建等效平衡(1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例,见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动。1(2018衡水二中模拟)在相同温度和压强下,对反应 CO2(g)H2(g)?CO(g)H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表物质物质的量实验CO2H2COH2O甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙0mol0molamolamo

30、l丁amol0molamolamol上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是( )A乙丁甲丙B甲乙丙丁C乙甲丁丙D丁丙乙甲答案 A解析 四种情况均“一边倒”为反应物,进行比较:17 / 31物质物质的量实验CO2H2COH2O甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙amolamol0mol0mol丁2amolamol0mol0mol所以乙和丁相当于增大了反应物(CO2)的初始量,平衡向正反应方向移动,相对于甲和丙 n(CO)增大,故有乙丁甲丙。2一定温度下,在 3 个容积均为 1.0L 的恒容密闭容器中反应 2H2(g)CO(g)?CH3OH(g)达到平衡

31、,下列说法正确的是( )物质的起始浓度/molL1物质的平衡浓度/molL1容器温度/Kc(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025A该反应的正反应吸热B达到平衡时,容器中反应物转化率比容器中的大C达到平衡时,容器中 c(H2)大于容器中 c(H2)的两倍D达到平衡时,容器中的正反应速率比容器中的大答案 D解析 对比容器和可知两者投料量相当,若温度相同,最终建立等效平衡,但温度高,平衡时 c(CH3OH)小,说明平衡向逆反应方向移动,即逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,A 错误;相对于成比例增加投料

32、量,相当于加压,平衡正向移动,转化率提高,所以中转化率高,B 错误;不考虑温度,中投料量是的两倍,相当于加压,平衡正向移动,所以中 c(H2)小于中 c(H2)的两倍,C 错误;对比和18 / 31,若温度相同,两者建立等效平衡,两容器中速率相等,但温度高,速率更快,D 正确。1(2017海南,11 改编)已知反应 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H0B图中 Z 的大小为 a3bC图中 X 点对应的平衡混合物中3D温度不变时,图中 X 点对应的平衡在加压后 (CH4)减小答案 A解析 A 项,由图可知,随温度的升高,CH4 的体积分数减小,说明平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反

33、应,正确;B 项,Z 越大,说明大,相当于增加 H2O 的量,平衡正向移动,CH4 的体积分数减小,所以b3a,错误;C 项,起始时 n(H2O)3xmol,n(CH4)xmol,随平衡的建立,消耗的 n(CH4)n(H2O)amol,平衡时3,错误;D 项,加压,平衡向逆反应移动,CH4 体积分数增大,错误。32016天津理综,10(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:19 / 31MHx(s)yH2(g)?MHx2y(s) H0 达到化学平衡。下列有关叙述正确的是_。a容器内气体压强保持不变b吸收 ymolH2 只需 1molMHxc若降温,该反应的平衡常数增大d若向容器内通入少量氢气

34、,则 v(放氢)v(吸氢)答案 ac解析 MHx(s)yH2(g)?MHx2y(s) H0,该反应属于气体的物质的量减小的反应。a 项,平衡时气体的物质的量不变,压强不变,正确;b 项,该反应为可逆反应,吸收 ymolH2 需要大于 1molMHx,错误;c 项,因为该反应的正反应方向为放热反应,降温时该反应将向正反应方向移动,反应的平衡常数将增大,正确;d 项,向容器内通入少量氢气,相当于增大压强,平衡正向移动,v(放氢)v(吸氢),错误。4(2017全国卷,27)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:(1)正丁烷(C4H10)脱氢制 1丁烯(C4H8)的热化学方程式

35、如下:C4H10(g)=C4H8(g)H2(g) H1已知:C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g) H2119kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H3242kJmol1反应的 H1 为_kJmol1。图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x_(填“大于”或“小于”)0.1;欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是_(填标号)。A升高温度B降低温度C增大压强D降低压强20 / 31(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中 n(氢气)/n(丁烷)的关系。图

36、中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是_。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在 590之前随温度升高而增大的原因可能是_、_;590之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是_。答案 (1)123 小于 AD(2)氢气是产物之一,随着 n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行 升高温度时,反应速率加快 丁烯高温裂解生成短碳链烃类解析 (1)根据盖斯定律,用式式可得式,因此H1H2H3119kJmol1(242) kJmol1123kJmol1。由(a)图可以看出,温度相同时,由0.1M

37、Pa 变化到 xMPa,丁烷的转化率增大,即平衡正向移动,所以x乙B平衡后反应放热:甲乙C500时乙容器中反应的平衡常数 K3102D若 a0,则 0.9” “T1)、其他条件相同时,下列图像表示正确的是_(填序号)。答案 (1)0.03molL1min1 d (2)CD (3)乙解析 (1)010min 内 v(CO)2v(NO2)20.03molL1min1。从 11min 起压缩容器容积,压强增大,平衡正向移动,n(NO2)应逐渐减小直至达到新的平衡。(2)混合气体颜色不再变化,说明各物质的浓度不变,可以说明达到平衡,A 对;反应前后气体分子总数不相等,因此压强保持不变,可以说明达到平衡

38、,B对;v 逆(NO2)2v 正(N2)才能说明达到平衡,C 错;反应体系中物质全部为气体,密度始终保持不变,不能说明达到平衡,D 错。(3)甲,温度升高,v 正、v 逆应该均出现突增,错误;乙,温度升高,平衡逆向移动,NO2 的转化率应该降低,正确;丙,温度不变时,增大压强,平衡正向移动,平衡时 CO 的体积分数应该减小,错误。12乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法C2H4(g)H2O(g)?C2H5OH(g)生产。下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中11)。 2H On 24C Hn(1)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为_,理由是_。(

39、2)气相直接水合法常用的工艺条件为磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290、压强 6.9MPa,0.61,乙烯的转化率为 5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措29 / 31施有_、_ 2H On 24C Hn_。答案 (1)p4p3p2p1 正反应为分子数减少的化学反应,相同温度下,压强增大,乙烯转化率提高(2)将产物乙醇液化移去 增加的比值 2H On 24C Hn解析 (1)C2H4(g)H2O(g)?C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应,相同温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动,C2H4 的转化率提高,所以 p4p3p2p1。(2)依据反应

40、特点及平衡移动原理,提高乙烯转化率还可以增大 H2O 与C2H4 的比例,将乙醇及时分离出去等。13(2018县莲塘一中月考)T下,向一容积不变的密闭容器中,通入一定量的 NO 和 CO,用气体传感器测得不同时间 NO 和 CO 浓度如下表:时间/s012345c(NO)/104 molL110.04.50c11.501.001.00c(CO)/103 molL13.603.05c22.752.702.70(1)则 c2 合理的数值为_(填字母)。A4.20B4.00C2.95D2.80(2)将不同物质的量的 H2O(g)和 CO(g)分别通入体积为 2L 的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(

41、g)CO(g)?CO2(g)H2(g),得到如下三组数据:起始量/ mol平衡量/ mol实验组温度/H2OCOCOH2达到平衡所需时间/min30 / 31650242.41.65900121.60.43900abcdt若 a2,b1,则 c_,达到平衡时实验组中 H2O(g)和实验组中 CO 的转化率的关系为 (H2O)_(填“” “”或“”)(CO)。(3)二甲醚是清洁能源,用 CO 在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为2CO(g)4H2(g)?CH3OCH3(g)H2O(g),已知一定条件下,该反应中 CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图所示。a、b、c 按从大到小的顺序排序为

42、_。根据图像可以判断该反应为放热反应,理由是_。答案 (1)D (2)0.6 (3)abc 投料比相同,温度越高,(CO)越小,平衡左移,该反应为放热反应解析 (1)由于 CO 为反应物,逐渐被消耗,故 c2 应介于 2.753.05 之间,又浓度越大,反应速率越快,即 3.05c2c22.75,故应选D。(2)由 H2O(g)CO(g)?CO2(g)H2(g)可知中平衡时 n(H2O)0.6 mol,可看作向容器中加入 1 mol CO、1 mol H2O 建立平衡后又加 1 mol CO 重新建立的平衡,可看作向容器中加入 1 mol CO、1 mol H2O,建立平衡后又加 1 mol H2O 重新建立的平衡,故对平衡右移的促进作用完全相同。故 c(CO)0.6 mol,(H2O)(CO)。(3)(CO)越大,越大,故 abc,由图像知温度越高,(CO)越小,31 / 31平衡左移,故正反应为放热反应。

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