人教新課標化學(xué)《化學(xué)平衡》導(dǎo)學(xué)案

第三節(jié)化學(xué)平衡第1課時化學(xué)平衡狀態(tài)[目標要求]1.知道什么是可逆反應(yīng)。2.知道化學(xué)平衡狀態(tài)的概念和特征。3.會判斷一個可逆反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)。一、可逆反應(yīng)1．概念在一定條件下，既能向正反應(yīng)方向進行，同時又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)。如：N2＋3H2高溫、高壓催化劑2NH3高溫、高壓催化劑2．特點(1)同一條件下，正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時發(fā)生、同時存在。(2)反應(yīng)不能進行到底，反應(yīng)物不能實現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化。(3)反應(yīng)體系中，與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的各種物質(zhì)同存于同一反應(yīng)體系。(4)反應(yīng)達到限度時，反應(yīng)仍在進行，沒有停止。二、化學(xué)平衡狀態(tài)1．含義在一定條件下，當正、逆兩個方向的反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度可以保持恒定。2．特征①逆：可逆反應(yīng)②等：v正＝v逆③定：物質(zhì)恒定④動：動態(tài)平衡，反應(yīng)沒停止⑤變：條件變，平衡移動三、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷1．看v(正)與v(逆)是否相等。2．看體系中的各物質(zhì)是否保持恒定。知識點一可逆反應(yīng)1．在密閉容器中進行如下反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為mol·L－1、mol·L－1、mol·L－1，在一定條件下，當反應(yīng)達到平衡時，各物質(zhì)的濃度有可能是()A．Z為mol·L－1B．X2為mol·L－1C．Y2為mol·L－1D．c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝mol·L－1答案A解析可逆反應(yīng)中，反應(yīng)體系中各物質(zhì)一定共存，如果B、C選項中的數(shù)據(jù)存在，則Z的濃度為0，這是不可能的，A選項符合題意；又因為該反應(yīng)是總體積不變的反應(yīng)，達到平衡時，不論X2、Y2、Z怎么變化，總物質(zhì)的量不會改變，總濃度也不會改變，即：c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝mol·L－1。知識點二根據(jù)v正＝v逆判斷平衡狀態(tài)2．在一定溫度下，反應(yīng)A2(g)＋B2(g)2AB(g)達到平衡的標志是()A．單位時間內(nèi)生成nmol的A2，同時生成nmol的ABB．容器內(nèi)的總壓強不隨時間的變化而變化C．單位時間內(nèi)生成2nmol的AB，同時生成nmol的B2D．單位時間內(nèi)生成nmol的A2，同時生成nmol的B2答案C3．能夠說明一個可逆反應(yīng)H2(g)＋I2(g)2HI(g)已達到平衡狀態(tài)的是()A．1molH—H鍵斷裂的同時有1molH—I鍵形成B．1molH—H鍵斷裂的同時有2molH—I鍵形成C．1molI—I鍵斷裂的同時有2molHI鍵形成D．1molH—H鍵斷裂的同時有1molI—I鍵形成答案D解析斷裂反應(yīng)物的化學(xué)鍵和形成生成物的化學(xué)鍵都表示正反應(yīng)，斷裂生成物的化學(xué)鍵和形成反應(yīng)物的化學(xué)鍵都表示逆反應(yīng)，只要抓住反應(yīng)方向相反和物質(zhì)的生成和消耗量符合反應(yīng)方程式，問題便可解決。知識點三根據(jù)物質(zhì)不再增減判斷化學(xué)平衡狀態(tài)4．可逆反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I2(g)在密閉容器中進行，下列能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是()A．容器內(nèi)壓強不隨時間變化而變化B．混合氣體總分子數(shù)不隨時間變化而變化C．混合氣體的顏色不再改變D．c(H2)與c(I2)保持相等答案C解析該反應(yīng)為體積不變的反應(yīng)，總分子數(shù)不變、壓強不變不證明平衡已建立，H2、I2都是生成物且計量數(shù)相等，二者濃度相等也不能證明平衡已建立。5．在一定條件下，反應(yīng)：2NO＋O2NO2在定容容器中發(fā)生，對該反應(yīng)達到平衡的標志的描述中，錯誤的是()A．混合氣體的總分子數(shù)不再變化B．混合氣體的顏色不再變化C．容器的總壓強不再變化D．混合氣體的總質(zhì)量不再變化答案D解析該反應(yīng)為物質(zhì)的量改變的反應(yīng)，在定容容器中，建立平衡的過程會有壓強的改變、總分子數(shù)的改變、顏色的改變，一旦這些可變量不變了，則證明平衡建立了，而總質(zhì)量在任何情況下都不發(fā)生變化。練基礎(chǔ)落實1．在一定條件下，使NO和O2在一密閉容器中進行反應(yīng)，下列說法中不正確的是()A．反應(yīng)開始時，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零B．隨著反應(yīng)的進行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后為零C．隨著反應(yīng)的進行，逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后不變D．隨著反應(yīng)的進行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后不變答案B解析平衡建立時，反應(yīng)速率不為0。2．在密閉容器中，充入SO2和18O原子組成的氧氣，在一定條件下開始反應(yīng)，在達到平衡后，18O存在于()A．只存在于氧氣中B．只存在于SO3中C．只存在于SO2和SO3中D．SO2、SO3、O2中都存在答案D解析該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，正反應(yīng)、逆反應(yīng)同時存在；化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，正反應(yīng)發(fā)生時，18O存在于SO3中，逆反應(yīng)發(fā)生時，SO3中的18O又可以轉(zhuǎn)化到SO2中。3．3molH2和1molN2放入密閉容器中，使用催化劑發(fā)生反應(yīng)：N2＋3H22NH3，從反應(yīng)開始到平衡過程中，不可能出現(xiàn)的是()A．2molNH3B．molNH3C．molN2D．H2和NH3物質(zhì)的量相等答案A解析可逆反應(yīng)不可能進行到底。當生成2molNH3時，N2和H2的物質(zhì)的量均為0，這種情況不可能出現(xiàn)。4．可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系式中能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是()A．a(chǎn)v正(A)＝bv正(B)B．bv正(A)＝av逆(B)C．a(chǎn)v正(C)＝cv正(A)D．a(chǎn)v正(A)＝bv逆(B)答案B解析化學(xué)平衡建立時，v正＝v逆，對于不同物質(zhì)而言，要符合物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比的要求。同時必須要使反應(yīng)方向不同，A、C選項方向都是正反應(yīng)；B選項方向相反且符合v正(A)∶v逆(B)＝a∶b，符合題意，D選項錯誤。5．在一定溫度下的定容密閉容器中，當物質(zhì)的下列物理量不再發(fā)生變化時，表明反應(yīng)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已達到平衡狀態(tài)的是()A．混合氣體的密度B．混合氣體的總物質(zhì)的量C．混合氣體的壓強D．混合氣體的總體積答案A解析反應(yīng)體系中A是固體，隨反應(yīng)的進行，氣體的總質(zhì)量增加，因為ρ＝eq\f(m,V)，當體積不變時，密度逐漸變大，但達到平衡后，m不再變化，ρ也就不再變化，A選項符合題意。其它選項均不符合。如將A的狀態(tài)改為氣態(tài)，則選項變?yōu)锽、C。練方法技巧認識平衡等效性的基本分析方法6．在一個體積恒定的密閉容器中，加入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，一定條件下達到平衡時，C的濃度為Wmol·L－1，若容器體積和溫度保持不變，按下列四種配比作為起始物質(zhì)，達到平衡后，C的濃度仍為Wmol·L－1的是()A．4molA＋2molBB．3molC＋1molDC．2molA＋1molB＋3molC＋1molDD．1molA＋molB＋3molC＋1molD答案B解析2molA和1molB如果完全反應(yīng)，則一定能轉(zhuǎn)化成3molC和1molD，或者說3molC和1molD與2molA和1molB對于建立該平衡來說是等同的，量多、量少均不符合此條件。7．689K時，在1L密閉容器中進行的反應(yīng)：H2(g)＋I2(g)2HI(g)達到平衡，圖甲表示當起始物為1mol·L－1H2和1mol·L－1I2時，容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度c的變化與時間t的關(guān)系示意圖。(1)請在圖乙中畫出當起始物為2mol·L－1HI時，容器中各物質(zhì)的濃度變化與時間的關(guān)系示意圖。(2)由圖中的事實說明化學(xué)平衡具有的特征是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)如下圖所示。(2)①動態(tài)平衡；②v(正)＝v(逆)≠0；③平衡時各組分濃度保持不變；④一定條件下平衡的建立與途徑無關(guān)練綜合拓展8．在200℃時，將amolH2(g)和bmolI2(g)充入到體積為VL的密閉容器中，應(yīng)：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。(1)反應(yīng)剛開始時，由于c(H2)＝_____________________________________________，c(I2)＝______________，而c(HI)＝______，所以化學(xué)反應(yīng)速率______大，而________小(為零)；(2)隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)混合物中各組分濃度的變化趨勢為c(H2)______，c(I2)__________，而c(HI)__________，從而化學(xué)反應(yīng)速率v正____________，而v逆________；(3)當反應(yīng)進行到v正與v逆________時，此可逆反應(yīng)就達到了平衡，若保持外界條件不變時，反應(yīng)混合物中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率及體系的總壓強(或各組分的分壓)都將________。答案(1)eq\f(a,V)mol·L－1eq\f(b,V)mol·L－10v正v逆(2)減小減小增大減小增大(3)相等保持不變9．有A、B、C三種氣體，若起始時取1molA與2molB發(fā)生反應(yīng)：A＋2B2C，達到平衡時，c(A)、c(B)、c(C)之比等于v(A)、v(B)、v(C)之比，則達到平衡時A的物質(zhì)的量是__________。答案mol解析根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶2∶2，則c(A)∶c(B)∶c(C)＝1∶2∶2，此時可判斷c(B)＝c(C)，因為此反應(yīng)中B的消耗量等于C的生成量，又等于B的剩余量，則B消耗了原來的一半，即1mol，同時A消耗了mol。第2課時影響化學(xué)平衡的條件[目標要求]1.知道濃度、溫度、壓強等條件改變時，化學(xué)平衡狀態(tài)將會被打破。2.掌握濃度、溫度、壓強等條件對化學(xué)平衡影響的結(jié)果以及有關(guān)的理論解釋。3.理解勒夏特列原理。一、濃度對化學(xué)平衡的影響在其他條件不變時(1)增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。(2)減小生成物濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。(3)增大生成物濃度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。(4)減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。二、壓強對化學(xué)平衡的影響在其它條件不變時增大壓強，化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向移動，減小壓強，化學(xué)平衡向氣體體積增大的方向移動。三、溫度對化學(xué)平衡的影響在其他條件不變時，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，降低溫度會使化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動。四、催化劑與化學(xué)平衡催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，能改變達到化學(xué)平衡的時間，但不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動。五、勒夏特列原理如果改變影響平衡的條件之一(如溫度，壓強，以及參加化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著減弱這種改變的方向移動。知識點一影響化學(xué)平衡的因素1．在新制的氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，若向氯水中投入少量碳酸鈣粉末，溶液中發(fā)生的變化是()A．H＋濃度減小，HClO濃度減小B．H＋濃度增大，HClO濃度增大C．H＋濃度減小，HClO濃度增大D．H＋濃度增大，HClO濃度減小答案C解析碳酸的酸性弱于鹽酸而強于次氯酸，向氯水中投入少量碳酸鈣粉末后，它與鹽酸反應(yīng)，而不與次氯酸反應(yīng)。又由于H＋濃度減小，平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向正反應(yīng)方向移動，故HClO濃度增大。2．關(guān)節(jié)炎是因為在關(guān)節(jié)滑液中形成了尿酸鈉晶體，尤其是在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關(guān)節(jié)疼痛，其化學(xué)機理如下：①HUr＋H2OUr－＋H3O＋，尿酸尿酸根離子②Ur－(aq)＋Na＋(aq)NaUr(s)。下列對反應(yīng)②的敘述正確的是()A．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．正反應(yīng)為放熱反應(yīng)C．升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動D．降低溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動答案B解析題意中明確指出“尤其是在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關(guān)節(jié)疼痛”，說明溫度降低，反應(yīng)②Ur－(aq)＋Na＋(aq)NaUr(s)的平衡向正反應(yīng)方向移動，可知其正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。3．將H2(g)和Br2(g)充入恒容密閉容器中，恒溫下發(fā)生反應(yīng)H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)ΔH<0，平衡時Br2(g)的轉(zhuǎn)化率為a；若初始條件相同，絕熱下進行上述反應(yīng)，平衡時Br2(g)的轉(zhuǎn)化率為b。a與b的關(guān)系是()A．a(chǎn)>bB．a(chǎn)＝bC．a(chǎn)<bD．無法確定答案A解析兩反應(yīng)的溫度不同，后者為絕熱條件，相對于前者相當于升高了溫度，Br2的轉(zhuǎn)化率減小。4．對于密閉容器中的可逆反應(yīng)：mX(g)＋nY(s)pZ(g)ΔH＜0，達到化學(xué)平衡后，改變條件，下列表述不正確的是()A．增大壓強，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動B．通入氦氣，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動C．增加X或Y的物質(zhì)的量，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動D．其它條件不變，升高溫度，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動答案C解析Y是固體，增加Y不影響平衡。知識點二勒夏特列原理5．下列事實中，不能用勒夏特列原理解釋的是()A．在溴水中存在如下平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，當加入NaOH溶液后顏色變淺B．對2H2O22H2O＋O2的反應(yīng)，使用MnO2可加快制O2的反應(yīng)速率C．反應(yīng)CO＋NO2CO2＋NOΔH<0，升高溫度使平衡向逆反應(yīng)方向移動D．合成氨反應(yīng)：N2＋3H22NH3ΔH<0，為使氨的產(chǎn)率提高，理論上應(yīng)采取低溫高壓的措施答案B6．在密閉容器中，一定條件下，進行如下反應(yīng)：NO(g)＋CO(g)1/2N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1，達到平衡后，為提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的正確措施是()A．加催化劑同時升高溫度B．加催化劑同時增大壓強C．升高溫度同時充入N2D．降低溫度同時增大壓強答案B解析降低溫度雖然能提高NO的轉(zhuǎn)化率，但也降低了反應(yīng)速率，D選項同時采取了降溫和增壓措施，對提高NO的轉(zhuǎn)化率是一致的，但對加快反應(yīng)速率是矛盾的，故D項不能保證滿足題中條件。練基礎(chǔ)落實1．對已達到化學(xué)平衡的下列反應(yīng)2X(g)＋Y(g)2Z(g)減小壓強時，對反應(yīng)產(chǎn)生的影響是()A．逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動B．逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動C．正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動D．正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動答案C解析減小壓強，體系中各組分濃度都減小，所以正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向氣體體積增大的方向移動。2．下列說法正確的是()A．其他條件不變，增大某一反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定都增大B．對于有氣體參加的反應(yīng)，其他條件不變，增大壓強，體積縮小，體系中各氣體的濃度一定增大C．對于有氣體參加的反應(yīng)，改變壓強使平衡向右移動，生成的氣體的濃度一定增大D．增大反應(yīng)物的濃度，平衡向右移動，生成物的體積分數(shù)一定增大答案B解析在平衡體系中，增大某一反應(yīng)物的濃度，該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，對于有氣體參加的反應(yīng)，只要增大壓強，各組分濃度同時增大，而減小壓強，各組分濃度同時減小。3．下圖是恒溫下某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率隨反應(yīng)時間變化的示意圖。下列敘述與示意圖不相符合的是()A．反應(yīng)達平衡時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等B．該反應(yīng)達到平衡態(tài)Ⅰ后，增大反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生移動，達到平衡態(tài)ⅡC．該反應(yīng)達到平衡態(tài)Ⅰ后，減小反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生移動，達到平衡態(tài)ⅡD．同一種反應(yīng)物在平衡態(tài)Ⅰ和平衡態(tài)Ⅱ時濃度不相等答案C解析C項達到平衡態(tài)Ⅰ后，減小反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率在那一瞬間不變，圖象應(yīng)為：4．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)ΔH>0。當反應(yīng)達到平衡時，下列措施：①升溫②恒容通入惰性氣體③增加CO的濃度④減壓⑤加催化劑⑥恒壓通入惰性氣體，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是()A．①②④B．①④⑥C．②③⑤D．③⑤⑥答案B解析要提高COCl2的轉(zhuǎn)化率，平衡需正向移動。已知可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是一個氣體化學(xué)計量數(shù)之和增大、吸熱的反應(yīng)。故①升溫符合。②恒容通入惰性氣體平衡不移動，不符合要求。③增加CO的濃度，平衡逆向移動。④減壓平衡正向移動。⑤催化劑不影響化學(xué)平衡。⑥恒壓下通入惰性氣體相當于減壓，平衡正移，故正確答案為B。5．在一體積可變的密閉容器中，加入一定量的X、Y，發(fā)生反應(yīng)mX(g)nY(g)ΔH＝QkJ·mol－1。反應(yīng)達到平衡時，Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關(guān)系如下表所示：下列說法正確的是()A．m>nB．Q<0C．溫度不變，壓強增大，Y的質(zhì)量分數(shù)減少D．體積不變，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動答案C解析升溫，c(Y)增大，平衡右移，所以，Q>0，B、D錯誤；氣體體積增大，若平衡不動，c(Y)應(yīng)減小為一半，現(xiàn)c(Y)比一半大，即減壓平衡向右移動，m<n，A錯，C對。6．已知汽車尾氣無害化處理反應(yīng)為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。下列說法不正確的是()A．升高溫度可使該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率降低B．使用高效催化劑可有效提高正反應(yīng)速率C．反應(yīng)達到平衡后，NO的反應(yīng)速率保持恒定D．單位時間內(nèi)消耗CO和CO2的物質(zhì)的量相等時，反應(yīng)達到平衡答案A解析升溫，無論是正反應(yīng)，還是逆反應(yīng)，速率均加快，A項錯；催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，B項正確；達到平衡后，各組分的速率保持不變，C項正確；由于CO和CO2的計量系數(shù)相等，故當兩者同時消耗的量相等時，反應(yīng)即達到平衡，D項正確。7．已知H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH<0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各mol，乙中加入HImol，相同溫度下分別達到平衡濃度。欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度，應(yīng)采取的措施是()A．甲、乙提高相同溫度B．甲中加入molHe，乙不變C．甲降低溫度，乙不變D．甲增加molH2，乙增加molI2答案C解析在相同體積和溫度的條件下，甲、乙兩容器是等效體系，平衡時兩容器中各組分的濃度相同；若提高相同的溫度，甲、乙兩體系平衡移動的情況相同；若向甲中加入一定量的He，平衡不移動；若向甲中加molH2和向乙中加molI2，甲、乙兩體系平衡移動的效果相同；而降低甲的溫度會使平衡向正向移動，c(HI)提高。練方法技巧巧解化學(xué)平衡計算型選擇題8．在一個固定體積的密閉容器中，放入3LX(氣)和2LY(氣)，在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)：4X(氣)＋3Y(氣)2Q(氣)＋nR(氣)，達到平衡后，容器內(nèi)溫度不變，混合氣體的壓強比原來增加5%，X的濃度減小eq\f(1,3)，則該反應(yīng)方程式中的n值是()A．3B．4C．5答案D解析此題可采用一般規(guī)范解法或巧解法。①常規(guī)解法：因為反應(yīng)開始和達到平衡狀態(tài)時，溫度和體積不變，所以氣體物質(zhì)的量濃度可當作它的物質(zhì)的量或體積(升)來進行計算。4X(氣)＋3Y(氣)2Q(氣)＋nR(氣)起始3200變化3×eq\f(1,3)eq\f(3,4)eq\f(1,2)eq\f(n,4)平衡2根據(jù)阿伏加德羅定律，壓強增加為原來的倍(即比原來增加5%)，氣體的物質(zhì)的量也增加為原來的倍。則有：2＋＋＋＝(3＋2)×解得：n＝6。②巧解法：依題意，反應(yīng)開始和達到平衡時，容器的體積和溫度不變，混合氣體的壓強增大了，這說明平衡狀態(tài)時，混合氣體的總物質(zhì)的量較反應(yīng)前增大了，因此在上述方程式中，各生成物系數(shù)之和應(yīng)大于各反應(yīng)物系數(shù)之和。即(2＋n)>(4＋3)，n>5，從題中選項看，只有D符合上述關(guān)系。練綜合拓展9．現(xiàn)有反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)，達到平衡后，當升高溫度時，B的轉(zhuǎn)化率變大；當減小壓強時，混合體系中C的質(zhì)量分數(shù)減小，則：(1)該反應(yīng)的逆反應(yīng)為________熱反應(yīng)，且m＋n______p(填“＞”、“＝”或“＜”)。(2)減壓時，A的質(zhì)量分數(shù)__________。(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)(3)若容積不變加入B，則A的轉(zhuǎn)化率__________，B的轉(zhuǎn)化率__________。(4)若升高溫度，則平衡時B、C的濃度之比c(B)/c(C)將__________。(5)若加入催化劑，平衡時氣體混合物的總物質(zhì)的量__________。(6)若B是有色物質(zhì)，A、C均無色，則加入C(體積不變)時混合物顏色__________；而維持容器內(nèi)壓強不變，充入氖氣時，混合物顏色__________。(填“變深”、“變淺”或“不變”)答案(1)放＞(2)增大(3)增大減小(4)減小(5)不變(6)變深變淺解析升高溫度，B的轉(zhuǎn)化率增大，說明正反應(yīng)吸熱，則逆反應(yīng)放熱；減小壓強，C的質(zhì)量分數(shù)減小，則說明平衡左移，則m＋n>p。據(jù)此可對以下諸問題作出分析。10．將固體NH4I置于密閉容器中，在某溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)①2HI(g)H2(g)＋I2(g)②當反應(yīng)達到平衡時，c(H2)＝mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1。試回答：(1)計算平衡時NH3、I2的濃度：c(NH3)＝________，c(I2)＝________。(2)增大壓強，容器內(nèi)I2的物質(zhì)的量n(I2)________(填“增大”、“減小”或“不變”下同)，NH4I的物質(zhì)的量n(NH4I)________。答案(1)5mol·L－1mol·L－1(2)減小增大解析(1)列式并設(shè)如下：平衡時NH3的濃度為x，I2的濃度為y。NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)xx－2y2HI(g)H2(g)＋I2(g)2yyy則有：y＝mol·L－1＝c(H2)＝c(I2)x－2y＝c(HI)＝4mol·L－1得x＝5mol·L－1(2)增大壓強，平衡向化學(xué)計量數(shù)小的方向移動，反應(yīng)①平衡向逆反應(yīng)方向移動使得反應(yīng)②平衡也向逆反應(yīng)方向移動，故n(I2)減小，n(NH4I)增大。第3課時化學(xué)平衡常數(shù)與化學(xué)平衡計算[目標要求]1.知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義。2.能運用化學(xué)平衡常數(shù)對化學(xué)反應(yīng)進行的程度做出判斷。3.能利用化學(xué)平衡常數(shù)計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。1．含義在一定溫度下，當一個可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪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．表達式對于一般的可逆反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，當在一定溫度下達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，平衡常數(shù)的表達式為：K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)。3．意義(1)K值越大，說明正反應(yīng)進行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；反之進行的程度就越小，轉(zhuǎn)化率就越小。(2)K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。4．反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率某指定反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α＝eq\f(Δn,n始)×100%＝eq\f(Δc,c始)×100%。知識點一化學(xué)平衡常數(shù)的概念1．對于3Fe＋4H2O(g)高溫Fe3O4＋4H2(g)，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達式為()高溫A．K＝eq\f(cFe3O4·cH2,cFe·cH2O)B．K＝eq\f(cFe3O4·c4H2,cFe·c4H2O)C．K＝eq\f(c4H2O,c4H2)D．K＝eq\f(c4H2,c4H2O)答案D解析平衡常數(shù)是生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，但固體濃度視為1，不寫入平衡常數(shù)計算式中。2．關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述，正確的是()A．只與化學(xué)反應(yīng)方程式本身和溫度有關(guān)B．只與反應(yīng)的溫度有關(guān)C．與化學(xué)反應(yīng)本身和溫度有關(guān)，并且會受到起始濃度的影響D．只與化學(xué)反應(yīng)本身有關(guān)，與其他任何條件無關(guān)的一個不變的常數(shù)答案A解析大量實驗證明，化學(xué)平衡常數(shù)決定于兩個方面的因素：化學(xué)反應(yīng)的本身和反應(yīng)體系的溫度，與起始濃度等其他外界條件沒有任何關(guān)系。知識點二平衡常數(shù)的應(yīng)用3．1000K時反應(yīng)C(s)＋2H2(g)CH4(g)的K＝×107，當各氣體物質(zhì)的量濃度分別為H2mol·L－1、CH4mol·L－1時，上述反應(yīng)()A．正向移動B．逆向移動C．達到平衡D．不一定答案A解析Q＝eq\f,2)＝Q<K，說明該反應(yīng)沒達到平衡，v正>v逆。4．放熱反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在溫度t1時達到平衡，c1(CO)＝c1(H2O)＝mol·L－1，其平衡常數(shù)為K1。其他條件不變，升高反應(yīng)體系的溫度至t2時，反應(yīng)物的平衡濃度分別為c2(CO)和c2(H2O)，平衡常數(shù)為K2，則()A．若增大CO濃度，K2和K1都增大B．K2＞K1C．c2(CO)＝c2(H2O)D．c1(CO)＞c2(CO)答案C解析升高溫度，該平衡左移，c2(CO)>c1(CO)，K1>K2，因為K只與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)，則增大CO濃度不會影響K1、K2。練基礎(chǔ)落實1．2000K時，反應(yīng)CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)為K，則相同溫度下反應(yīng)2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)K′為()\f(1,K)B．2C\f(1,K2)\f(1,K\f(1,2))答案C解析平衡常數(shù)與化學(xué)方程式的寫法有關(guān)，對于以上兩個反應(yīng)：K＝eq\f(cCO2,cCO·c\f(1,2)O2)，K′＝eq\f(c2CO·cO2,c2CO2)，所以K′＝eq\f(1,K2)。2．下列對化學(xué)平衡常數(shù)K的描述中，正確的是()A．K越大，正反應(yīng)進行的程度越大B．溫度升高，K值增大C．反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大時，K值一定增大D．平衡向逆反應(yīng)方向移動時，K值減小答案A解析溫度升高時，對于放熱反應(yīng)，K將減小，對于吸熱反應(yīng)，K才增大，因為K只與溫度有關(guān)，而平衡移動的方向還與其他多種因素有關(guān)，也就是說當平衡右移時，K值不一定增大。3．在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)，達到平衡后，保持溫度不變，將氣體體積縮小到原來的eq\f(1,2)，當達到新平衡時，C的濃度為原來的倍，下列說法正確的是()A．m＋n>pB．平衡向逆反應(yīng)方向移動C．A的轉(zhuǎn)化率提高D．C的體積分數(shù)增加答案B解析氣體體積縮小到原來的eq\f(1,2)，相當于加壓，若平衡不移動，各物質(zhì)的濃度應(yīng)為原來的2倍?，F(xiàn)在C的濃度為原來的倍，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，A的轉(zhuǎn)化率減小，C的體積分數(shù)減小。根據(jù)勒夏特列原理，m＋n<p。4．298K時，各反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)，K＝1×10－30；②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)，K＝2×1081；③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)，K＝4×10－92則常溫下，NO、H2O、CO2這三個化合物分解放氧的傾向最大的是()A．①B．②C．③D．無法判斷答案A解析要判斷NO、H2O、CO2這三個化合物分解放氧的傾向，則必須求出各個分解放氧反應(yīng)的平衡常數(shù)，然后比較大小即可。由計算可知：①2NO(g)N2(g)＋O2(g)，K＝1×1030②2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)，K＝5×10－82③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)，K＝4×10－92平衡常數(shù)越大，表示反應(yīng)進行得越徹底，因此反應(yīng)①即NO分解放氧的傾向最大。5．寫出下列反應(yīng)中平衡常數(shù)的表達式：(1)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋(2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)(3)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)答案(1)K＝eq\f(c2CrO\o\al(2－,4)·c2H＋,cCr2O\o\al(2－,7))(2)K＝eq\f(cCO·cH2,cH2O)(3)K＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)6．合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g)在某溫度下達到平衡時，高溫、高壓催化劑度是c(N2)＝3mol·L－1，c(H2)＝9mol·L－1，c(NH3)＝4mol·L－1，求：①該溫度時的平衡常數(shù)；②N2、H2的起始濃度。答案①K＝×10－3②c(N2)＝5mol·L－1c(H2)＝15mol·L解析K＝eq\f(c2NH3,cN2·c3H2)＝eq\f(42,3×93)＝×10－3N2＋3H22NH3起始xy0平衡3mol·L－19mol·L－14mol·L－1Δcx－3moly－9mol·L－14mol·L－1eq\f(x－3,4)＝eq\f(1,2)x＝5mol·L－1eq\f(y－9,4)＝eq\f(3,2)y＝15mol·L－17．對可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，達到平衡時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度應(yīng)滿足以下關(guān)系：eq\f(ccC·cdD,caA·cbB)＝K，K為一常數(shù)，稱為化學(xué)平衡常數(shù)，其反應(yīng)的K值只與溫度有關(guān)，現(xiàn)有反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0，在850℃時，K＝1。(1)若升高溫度到950℃，達到平衡時K________(填“大于”、“小于”或“等于”)1(2)850℃時，若向一容積可變的密閉容器中同時充入molCO,molH2O,molCO2和xmolH2，則①當x＝時，上述平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動。②若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進行，則x應(yīng)滿足的條件是__________。答案(1)小于(2)①逆反應(yīng)②x<解析(1)對于放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡左移，K值變小。(2)Q＝eq\f(cH2·cCO2,cCO·cH2O)＝eq\f(\f,V)×\f,V),\f,V)×\f,V))＝eq\f,>1此時，v逆>v正，平衡向逆反應(yīng)方向移動，Q<K時，v正>v逆，根據(jù)上式，當x<時，Q<K。練方法技巧關(guān)于平衡常數(shù)的計算8．在一個容積為500mL的密閉容器中，充入5molH2和2molCO。在一定溫度和一定壓強下，發(fā)生如下反應(yīng)：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，經(jīng)過5min后達到平衡狀態(tài)。若此時測得CH3OH蒸氣的濃度為2mol·L－1，求：(1)以H2的濃度變化表示的該反應(yīng)的速率。(2)達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率。(3)該溫度下的K。答案(1)mol·L－1·min－1(2)α(CO)＝50%(3)K＝解析2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)c(始)10mol·L－14mol·L－10Δc2xxxc(平)10－2x4－xxx＝2mol·L－1，則Δc(H2)＝4mol·L－1則v(H2)＝eq\f(ΔcH2,Δt)＝＝mol·L－1·min－1α(CO)＝×100%＝50%K＝eq\f(2,62×2)＝。練綜合拓展9．氨是重要的氮肥，合成原理為：N2(g)＋3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g)ΔH＝－kJ·mol－1?；卮鹣铝袉栴}高溫、高壓催化劑(1)寫出平衡常數(shù)K的表達式_________________________________________，如果降低溫度，該反應(yīng)K值____________，化學(xué)反應(yīng)速率______，N2的轉(zhuǎn)化率______。(填“增大”、“減小”或“不變”)(2)在500℃、20MPa時，將N2、H2置于一個容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過程中各種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示，10min內(nèi)以NH3表示的平均反應(yīng)速率為_________________________________________________。②在10～20min內(nèi)，NH3濃度變化的原因可能是()A．使用了催化劑B．縮小容器體積C．降低溫度D．增加NH3物質(zhì)的量③第1次平衡的時間為：____________，第2次平衡的時間為：____________，第1次平衡：平衡常數(shù)K1＝_____________________________________________________(帶數(shù)據(jù)的表達式)，第2次平衡時NH3的體積分數(shù)__________；④在反應(yīng)進行至25min時，曲線發(fā)生變化的原因：________________________________________________________________________________________，達第二次平衡時，新平衡的平衡常數(shù)K2______K1(填“大于”、“小于”或“等于”)。答案(1)K＝eq\f(c2NH3,cN2·c3H2)增大減小增大(2)①mol·L－1·min－1②A③20～25min35～40mineq\f(2,×3)%④移走molNH3等于第4課時化學(xué)平衡中的數(shù)形結(jié)合問題[目標要求]1.能根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的建立和化學(xué)平衡的移動原理畫出常見的圖象。2.會分析常見的關(guān)于化學(xué)平衡的圖象。一、表示平衡建立的圖象1．速率—時間圖2．濃度—時間圖以H2(g)＋I2(g)2HI(g)為例，按要求畫出如下圖象：要求：(1)容積為1L不變的密閉容器中加入H2(g)、I2(g)各1mol，平衡時HI為mol。(2)在1L密閉容器中加入2mol二、表示平衡移動的圖象1．速率—時間圖(1)如圖①，該平衡向正反應(yīng)方向移動。此圖是增加反應(yīng)物濃度引起的平衡移動。(2)如圖②，可能是改變什么條件引起的平衡移動？并判斷其對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的特點。可能是升高溫度引起的平衡移動，如果是升高溫度，則該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；也可能是增大壓強引起的平衡移動，如果是增大壓強，則該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。(3)下列哪個反應(yīng)一定不符合圖象②__D__。A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0B．NH4Cl(aq)＋H2O(l)NH3·H2O(aq)＋HCl(aq)ΔH>0C．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH>0D．H2(g)＋I2(g)=2HI(g)ΔH<02．溫度、壓強、轉(zhuǎn)化率、時間等之間三重關(guān)系的圖象由此圖可判斷該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，理由是p1時反應(yīng)達到平衡所用時間短，故p1>p2，從p1、p2的關(guān)系又看出當壓強大時，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α小，故知該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體總體積增大的反應(yīng)。1．可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)＋pC(s)ΔH＝QkJ·mol－1，溫度和壓強的變化對正、逆反應(yīng)速率的影響分別符合下圖中的兩個圖象，以下敘述正確的是()A．m>n，Q>0B．m>n＋p，Q>0C．m>n，Q<0D．m<n＋p答案C解析找準平衡點，即兩曲線交叉點，然后條件改變后，根據(jù)v正與v逆的關(guān)系確定平衡移動的方向，得出結(jié)論。2．對于可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(s)pC(g)＋qD(g)，反應(yīng)過程中，其他條件不變時，產(chǎn)物D的物質(zhì)的量分數(shù)D%與溫度T或壓強p的關(guān)系如下圖，下列說法正確的是()A．降溫可使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動B．使用合適的催化劑可使D%有所增加C．化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)：m>p＋qD．B的顆粒越小，正反應(yīng)速率越快，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動答案A3．合成氨反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g)ΔH＝－kJ·mol－1，在反應(yīng)過程中，正反應(yīng)速率的變化如下圖高溫、高壓催化劑下列說法正確的是()A．t1時升高了溫度B．t2時使用了催化劑C．t3時增大了壓強D．t4時降低了溫度答案B4.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)某I2、、KI混合溶液中，Ieq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量濃度c(Ieq\o\al(－,3))與溫度T的關(guān)系如圖所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。下列說法不正確的是()A．反應(yīng)I2(aq)＋I－(aq)=Ieq\o\al(－,3)(aq)的ΔH<0B．若溫度為T1、T2，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1>K2C．若反應(yīng)進行到狀態(tài)D時，一定有v正>v逆D．狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(I2)大答案D解析由圖象知：c(Ieq\o\al(－,3))隨溫度升高而減小，故該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，A正確；升高溫度，可逆反應(yīng)逆向移動，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)減小，即K1>K2，B正確；反應(yīng)進行到狀態(tài)D時，c(Ieq\o\al(－,3))<c平(Ieq\o\al(－,3))，故可逆反應(yīng)正向進行的程度大，即v正>v逆，C正確；狀態(tài)A→狀態(tài)B，c(Ieq\o\al(－,3))減小，化學(xué)平衡逆向移動，c(I2)增大，即狀態(tài)B的c(I2)大，D錯誤。1．取五等份NO2，分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0反應(yīng)相同時間后，分別測定體系中NO2的百分含量(NO2%)，并作出其隨反應(yīng)溫度(T)變化的關(guān)系圖。下列示意圖中，可能與實驗結(jié)果相符的是()A．①②B．①④C．②③D．②④答案D解析在恒容狀態(tài)下，在五個相同的容器中同時通入等量的NO2，反應(yīng)相同的時間。那么則有兩種可能，一是已達到平衡狀態(tài)，二是還沒有達到平衡狀態(tài)，仍然在向正反應(yīng)方向進行。假若，5個容器在反應(yīng)相同的時間下，均已達到平衡，因為該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO2的百分含量隨溫度升高而升高，所以②正確；假若，5個容器中有未達到平衡狀態(tài)的，那么溫度越高，反應(yīng)速率越大，會出現(xiàn)溫度高的NO2轉(zhuǎn)化得快，導(dǎo)致NO2的百分含量少的情況。在④中，圖中的轉(zhuǎn)折點為平衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)折點左側(cè)為未平衡狀態(tài)，右側(cè)為平衡狀態(tài)，④正確。2．汽車尾氣凈化中的一個反應(yīng)如下：NO(g)＋CO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1在恒容的密閉容器中，反應(yīng)達到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是()答案C解析對于放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，K值減小，CO的轉(zhuǎn)化率降低，A、B錯誤；溫度不變，K值不變，C正確；增加N2的量，平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO的轉(zhuǎn)化率降低，D錯誤。3.如圖是可逆反應(yīng)A＋2B2C＋3D的化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡隨外界條件改變(先降溫后加壓)而變化的情況。由此可推斷()A．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．D可能是氣體C．逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)D．A、B、C、D均為氣體答案A解析降溫后v′正>v′逆，平衡向正反應(yīng)方向移動，證明正反應(yīng)放熱，加壓后v″正>v″逆，平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)體積減小，D不可能是氣體。4.上圖是溫度和壓強對X＋Y2Z反應(yīng)影響的示意圖。圖中橫坐標表示溫度，縱坐標表示平衡混合氣體中Z的體積分數(shù)。下列敘述正確的是()A．上述可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．X、Y、Z均為氣態(tài)C．X和Y中只有一種為氣態(tài)，Z為氣態(tài)D．上述反應(yīng)的逆反應(yīng)的ΔH>0答案C解析根據(jù)圖象，在壓強不變的情況下，例如1000kPa時，隨著溫度的升高，Z的體積分數(shù)增大，即隨著溫度的升高，平衡向正反應(yīng)方向移動，所以，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，所以A、D錯誤；同樣，在溫度不變的情況下，從1000kPa→100kPa→10kPa,隨著壓強的減小，Z的體積分數(shù)增大，即隨著壓強的減小，平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，所以C正確。5.有一化學(xué)平衡：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如圖是表示A的轉(zhuǎn)化率與壓強、溫度的關(guān)系，分析下圖可以得出的正確結(jié)論是()A．正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，且m＋n>p＋qB．正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，且m＋n<p＋qC．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且m＋n>p＋qD．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且m＋n<p＋q答案A解析此題是兩個條件同時對化學(xué)平衡產(chǎn)生影響的圖象。先固定一個條件不變，分析另一個條件變化對平衡的影響，得出一個結(jié)論，然后再固定這個條件不變，分析另一條件變化對平衡的影響。溫度不變，壓強越大，A的轉(zhuǎn)化率越高，得出：m＋n>p＋q；壓強不變，溫度越高，A的轉(zhuǎn)化率越大，得出：正反應(yīng)吸熱。6．反應(yīng)aM(g)＋bN(g)cP(g)＋dQ(g)達到平衡時，M的體積分數(shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如下圖所示。其中z表示反應(yīng)開始時N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說法正確的是()A．同溫同壓z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分數(shù)增加B．同壓同z時，升高溫度，平衡時Q的體積分數(shù)增加C．同溫同z時，增加壓強，平衡時Q的體積分數(shù)增加D．同溫同壓時，增加z，平衡時Q的體積分數(shù)增加答案B解析由圖象可知M的體積分數(shù)隨著溫度升高而減小，因此正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。催化劑只能改變反應(yīng)達到平衡所需的時間，而對化學(xué)平衡移動無影響。升高溫度平衡正向移動，因此Q的體積分數(shù)增加。比較兩圖可知同溫時增加壓強，化學(xué)平衡逆向移動，Q的體積分數(shù)減小。同溫同壓時增加z，平衡時Q的體積分數(shù)不一定減小，因為N的物質(zhì)的量增加不定，因此A、C、D選項錯誤，只有B正確。7.在密閉容器中投入一定量的A和B發(fā)生反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)。(1)若開始時加入A物質(zhì)mmol，欲使A與B的轉(zhuǎn)化率相等，則加入B物質(zhì)________mol。(2)相同的壓強下，充入一定量的A、B后，在不同溫度下C的百分含量與時間的關(guān)系如圖1所示。則T1(填“＞”、“＜”或“＝”)______T2，該反應(yīng)正反應(yīng)方向的ΔH(填“＞”、“＜”或“＝”)______0。(3)一定條件下，從正反應(yīng)開始至達到化學(xué)平衡的過程中，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量隨時間的變化如圖2所示，測得達到平衡時A、B、C、D的物質(zhì)的量均為1mol。①若在恒溫恒容的條件下，向該平衡體系中再通入A、B、C、D各1mol，則體系中氣體的平均相對分子質(zhì)量(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”)__________。②若恒溫恒壓的條件下，向原平衡體系中再通入A、B、C、D各1mol，則體系中氣體的密度(填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”)__________。答案(1)n(2)＞＞(3)①增大②不變解析(1)反應(yīng)過程中體系中各物質(zhì)的變化量與方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)成正比。若使A、B的轉(zhuǎn)化率相同，則需要按化學(xué)方程式中A、B的計量數(shù)之比投料，故當加入mmolA時，應(yīng)加入nmolB。(2)根據(jù)“先拐先平”，T1＞T2，T1時C%大于T2時C%，即升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0。(3)由圖2可知，隨著反應(yīng)的進行，混合氣體平均相對分子質(zhì)量增大，由于反應(yīng)體系中各物質(zhì)均為氣體，故m＋n＞p＋q。①在恒溫恒容時再加入A、B、C、D各1mol，同時將體系中各物質(zhì)的濃度同時增加一倍，即相當于增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，eq\x\to(M)增大。在恒溫恒壓時，再加入A、B、C、D各1mol，氣體體積增加一倍，壓強不變，平衡不移動，ρ不變。第5課時習題課1．一定條件下，在密閉容器中，能表示反應(yīng)X(g)＋2Y(g)2Z(g)一定達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()①X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2②X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化③容器中的壓強不再發(fā)生變化④單位時間內(nèi)生成nmolZ，同時生成2nmolYA．①②B．①④C．②③D．③④答案C2．某溫度下，體積一定的密閉容器中進行如下可逆反應(yīng)：X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)ΔH>0下列敘述正確的是()A．加入少量W，逆反應(yīng)速率增大B．當容器中氣體壓強不變時，反應(yīng)達到平衡C．升高溫度，平衡逆向移動D．平衡后加入X，上述反應(yīng)的ΔH增大答案B解析對于可逆反應(yīng)X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)，因W為固體，所以當加入少量W后，化學(xué)反應(yīng)速率不改變，A錯；當升高溫度時，因該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以升高溫度時平衡正向移動，C錯；平衡后再加入X，平衡將正向移動，但ΔH不變，因為熱化學(xué)方程式的書寫形式未變，D錯，故選B。3．在某溫度下，反應(yīng)ClF(g)＋F2(g)ClF3(g)ΔH<0，在密閉容器中達到平衡，下列說法正確的是()A．溫度不變，縮小體積，ClF的轉(zhuǎn)化率增大B．溫度不變，增大體積，ClF3的產(chǎn)率增高C．升高溫度，增大體積，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動D．降低溫度，體積不變，F(xiàn)2的轉(zhuǎn)化率降低答案A解析由給定的化學(xué)方程式可知，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)。升溫或降壓有利于平衡向逆反應(yīng)方向移動，反之向正反應(yīng)方向移動。4.合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義，對于密閉容器中的反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g)，673K、30MPa下n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是高溫、高壓催化劑A．點a的正反應(yīng)速率比點b的小B．點c處反應(yīng)達到平衡C．點d(t1時刻)和點e(t2時刻)處n(N2)不一樣D．其他條件不變，773K下反應(yīng)至t1時刻，n(H2)比上圖中d點的值大答案D解析建立平衡之前，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，該圖平衡點并不是兩曲線的交點；溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動，n(H2)增多。5．一定條件下，對于反應(yīng)X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若起始時濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)。達到平衡時，X、Y、Z濃度分別為mol·L－1、mol·L－1和mol·L－1，則下列判斷不合理的是()A．c1∶c2＝1∶3B．平衡時，Y和Z的生成速率之比2∶3C．X和Y的轉(zhuǎn)化率相等D．c1的取值范圍為0<c1<答案B6．反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝＋57kJ·mol－1，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A．A、C兩點的反應(yīng)速率：A>CB．A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺C．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法D．A、C兩點氣體的平均相對分子質(zhì)量：A>C答案C解析A、C兩點溫度相同而壓強不同，增壓平衡逆向移動，NO2的體積分數(shù)減小，但增壓也會增大濃度，反應(yīng)速率：A<C，顏色還是C深(濃度大)；由于平衡逆向移動，氣體分子數(shù)減少，根據(jù)M＝m/n，氣體的平均相對分子質(zhì)量A<C；故A、B、D均錯。7．在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下[已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－kJ·mol－1]：容器甲乙丙反應(yīng)物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的濃度(mol·L－1)c1c2c3反應(yīng)的能量變化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ體系壓強(Pa)p1p2p3反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率α1α2α3下列說法正確的是()A．2c1>c3B．a(chǎn)＋b＝92.4C．2p2<p3D．α1答案B解析采用“一邊倒”的方法知甲、乙是兩個相同的裝置，且甲中生成的NH3與乙中分解的NH3的和為2mol，則B項正確；此時c1＝c2，α1＋α2＝1。而丙中加入的NH3是乙中的兩倍，開始時c3＝2c2，但丙中壓強亦是乙中的兩倍，增大壓強，平衡正向移動，則平衡時2c1<c3,2p2>p3，A、C錯誤；增大壓強，不利于NH3的分解，則α2>α3，故α1＋α8．向一體積不變的密閉容器中加入2molA、molC和一定量的B三種氣體。一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時間變化如圖一所示。圖二為t2時刻后改變反應(yīng)條件，平衡體系中反應(yīng)速率隨時間變化的情況，且四個階段都各改變一種不同的條件。已知t3－t4階段為使用催化劑；圖一中t0－t1階段c(B)未畫出。下列說法不正確的是()A．此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)＋B(g)2C(g)B．t4－t5階段改變的條件為減小壓強C．B的起始物質(zhì)的量為molD．在相同條件下，若起始時容器中加入amolA、bmolB和cmolC，要達到t1時刻同樣的平衡，a、b、c要滿足的條件為a＋2c/3＝和b＋c/3答案A解析圖二是在幾種不同情況下的化學(xué)平衡，而影響平衡的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑，t3－t4和t4－t5這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應(yīng)該推斷該反應(yīng)為等體積變化的反應(yīng)。再結(jié)合圖一可知，A濃度的變化為mol·L－1，C濃度的變化量為mol·L－1，由化學(xué)反應(yīng)的速率之比等于化學(xué)方程式前的計量系數(shù)之比，可寫出該反應(yīng)的方程式為2A(g)＋B(g)3C(g)，故A項錯誤；t3－t4的平衡比原平衡的速率要快，而t4－t5的速率又變慢，前者題目已給出是使用催化劑，所以后者為減壓，因為條件只能用一次，故B項正確；B的平衡濃度是mol·L－1，則起始時應(yīng)為mol·L－1；起始時2molA所對應(yīng)的濃度為1mol·L－1，所以容器體積應(yīng)是2L；所以B的起始物質(zhì)的量為mol·L－1×2L＝19．在一定條件下能說明2NO2(g)N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是________。①溫度和體積一定，某一物質(zhì)濃度不再變化時②溫度和體積一定，容器內(nèi)壓強不再變化時③條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時④溫度和體積一定，混合氣體的顏色不再變化時⑤溫度和壓強一定，混合氣體的密度不再變化時答案①②③④⑤解析①中，只要有一種物質(zhì)的濃度發(fā)生變化，必然會導(dǎo)致另外的物質(zhì)的濃度發(fā)生變化，因此只要有一種物質(zhì)(純固體除外)濃度不變，其他物質(zhì)的濃度也不會變化。②該反應(yīng)全部是氣體參加且反應(yīng)物計量數(shù)之和不等于生成物計量數(shù)之和的反應(yīng)，總壓等于各組分分壓之和，總壓不變，表明各組分的分壓不變。③平衡時，混合物的平均相對分子質(zhì)量eq\x\to(M)＝eq\f(m總,n總)，反應(yīng)體系的總質(zhì)量不變，n(總)也不變，即NO2、N2O4的物質(zhì)的量也不再變化。④反應(yīng)體系的顏色由NO2的濃度決定，顏色不變意味著NO2的濃度不變，是平衡狀態(tài)的標志。⑤溫度、壓強不變，氣體的總質(zhì)量不變，若密度不變則意味著體積不再變化，即各組分的物質(zhì)的量不再變化，是平衡狀態(tài)的標志。10．在一個固定容積的密閉容器中，充入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)xC(g)，達到平衡后，C的體積分數(shù)為W%。若維持容器體積和溫度不變，按molA，molB和molC為起始物質(zhì)的配比，達到平衡后，C的體積分數(shù)也為W%，則x的值為________．答案2或3解析該題有兩種情況：(1)如果是一個反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，即x＝3,molC完全轉(zhuǎn)化為A和B時，按2∶1物質(zhì)的量之比轉(zhuǎn)化，而投入的molA和molB物質(zhì)的量之比也為2∶1，即C完全轉(zhuǎn)化為A與B時，A與B物質(zhì)的量之比與起始狀態(tài)時A與B物質(zhì)的量之比相等，符合等效平衡原理。(2)如果是一個反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，即molC轉(zhuǎn)化為A時應(yīng)轉(zhuǎn)化成molA，A的物質(zhì)的量才能成為mol＋mol＝mol，才符合等溫等容條件下的等效平衡，此時x＝2。11．在一定溫度下，把1molN2和3molH2通入一個固定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g高溫、高壓催化劑當此反應(yīng)進行到一定程度時，反應(yīng)中的混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。現(xiàn)在該容器中，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時加入的N2、H2和NH3的物質(zhì)的量(mol)。如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達到平衡時，反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時的完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)若a＝0，b＝0，則c＝________。(2)若a＝，則b＝________、c＝________。(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c)：__________、________。答案(1)2(2)1(3)0.5c＋a＝11.5c＋b解析(1