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化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡移動第24講第七章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡大一輪復(fù)習(xí)講義第1頁考綱要求KAOGANGYAOQIU1.理解化學(xué)反應(yīng)可逆性及化學(xué)平衡建立。2.掌握化學(xué)平衡特性。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學(xué)平衡影響,能用有關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.理解化學(xué)平衡調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中主要作用。第2頁考點一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡建立考點二化學(xué)平衡移動探究高考明確考向?qū)W時作業(yè)內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN考點三應(yīng)用“等效平衡”判斷平衡移動成果第3頁01考點一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡建立第4頁1.可逆反應(yīng)知識梳理ZHISHISHULI(1)定義在
下,既能夠向正反應(yīng)方向進行,同步又能夠向逆反應(yīng)方向進行化學(xué)反應(yīng)。(2)特點①二同:a.相同條件下;b.正、逆反應(yīng)同步進行。②一?。悍磻?yīng)物與生成物同步存在;任一組分轉(zhuǎn)化率都
(填“大于”或“不大于”)100%。(3)表達在方程式中用“
”表達。同一條件不大于第5頁2.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念一定條件下可逆反應(yīng)中,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中所有參與反應(yīng)物質(zhì)
保持不變狀態(tài)。(2)建立質(zhì)量或濃度第6頁(3)平衡特點第7頁3.判斷化學(xué)平衡狀態(tài)兩種辦法(1)動態(tài)標(biāo)志:v正=v逆≠0①同種物質(zhì):同一物質(zhì)生成速率等于消耗速率。②不一樣物質(zhì):必須標(biāo)明是“異向”反應(yīng)速率關(guān)系。如aA+bB
cC+dD,
時,反應(yīng)達成平衡狀態(tài)。(2)靜態(tài)標(biāo)志:多種“量”不變①各物質(zhì)質(zhì)量、物質(zhì)量或濃度不變。②各物質(zhì)百分含量(物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。③溫度、壓強(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變??傊粑锢砹坑勺兞孔兂闪瞬蛔兞?,則表白該可逆反應(yīng)達成平衡狀態(tài);若物理量為“不變量”,則不能作為平衡標(biāo)志。第8頁(1)二次電池充、放電為可逆反應(yīng)(
)(2)在化學(xué)平衡建立過程中,v正一定大于v逆(
)(3)恒溫恒容下進行可逆反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),當(dāng)SO3生成速率與SO2消耗速率相等時,反應(yīng)達成平衡狀態(tài)(
)(4)在一定條件下,向密閉容器中充入1molN2和3molH2充足反應(yīng),生成2molNH3(
)辨析易錯易混·正誤判斷××××第9頁1.向具有2molSO2容器中通入過量O2發(fā)生2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0),充足反應(yīng)后生成SO3物質(zhì)量____(填“<”“>”或“=”,下同)2mol,SO2物質(zhì)量____0mol,轉(zhuǎn)化率____100%,反應(yīng)放出熱量____QkJ。提升思維能力·深度思考<><<第10頁2.總壓強不變在什么情況下不能作為反應(yīng)達成平衡標(biāo)志?答案恒溫恒容條件下,對于反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量數(shù)相等反應(yīng),總壓強不變不能作為判斷平衡標(biāo)志;恒溫恒壓條件下,對于一切反應(yīng),總壓強不變均不能作為判斷平衡標(biāo)志。3.混合氣體密度不變在什么情況下不能作為反應(yīng)達成平衡標(biāo)志?答案恒溫恒容條件下,反應(yīng)物、生成物都是氣體化學(xué)反應(yīng),混合氣體密度不變不能作為判斷反應(yīng)達成平衡標(biāo)志。第11頁題組一“極端轉(zhuǎn)化”確定各物質(zhì)量1.在密閉容器中進行反應(yīng):X2(g)+Y2(g)
2Z(g),已知X2、Y2、Z起始濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達成平衡時,各物質(zhì)濃度有也許是A.Z為0.3mol·L-1
B.Y2為0.4mol·L-1C.X2為0.2mol·L-1
D.Z為0.4mol·L-1解題探究JIETITANJIU√第12頁2.(2023·長沙一中月考)一定條件下,對于可逆反應(yīng)X(g)+3Y(g)
2Z(g),若X、Y、Z起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達成平衡時,X、Y、Z濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,則下列判斷正確是A.c1∶c2=3∶1
B.平衡時,Y和Z生成速率之比為2∶3C.X、Y轉(zhuǎn)化率不相等
D.c1取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1√解析平衡濃度之比為1∶3,轉(zhuǎn)化濃度亦為1∶3,故c1∶c2=1∶3,A、C不正確;平衡時Y生成表達逆反應(yīng)速率,Z生成表達正反應(yīng)速率且v生成(Y)∶v生成(Z)應(yīng)為3∶2,B不正確;由可逆反應(yīng)特點可知0<c1<0.14mol·L-1。第13頁練后歸納極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍上述題目1可根據(jù)極端假設(shè)法判斷,假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進行究竟,求出各物質(zhì)濃度最大值和最小值,從而確定它們濃度范圍。假設(shè)反應(yīng)正向進行究竟:X2(g)+Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L-1)
0.1
0.3
0.2變化濃度(mol·L-1)
0.1
0.1
0.2終態(tài)濃度(mol·L-1)
0
0.2
0.4假設(shè)反應(yīng)逆向進行究竟:X2(g)+Y2(g)2Z(g)起始濃度(mol·L-1)
0.1
0.3
0.2變化濃度(mol·L-1)
0.1
0.1
0.2終態(tài)濃度(mol·L-1)
0.2
0.4
0平衡體系中各物質(zhì)濃度范圍為X2∈(0,0.2),Y2∈(0.2,0.4),Z∈(0,0.4)。第14頁題組二化學(xué)平衡狀態(tài)判斷3.(2023·石家莊高三模擬)對于CO2+3H2
CH3OH+H2O,下列說法能判斷該反應(yīng)達成平衡狀態(tài)是A.v(CO2)=B.3v逆(H2)=v正(H2O)C.v正(H2)=3v逆(CO2)D.斷裂3molH—H鍵同步,形成2molO—H鍵√第15頁4.一定溫度下,反應(yīng)N2O4(g)
2NO2(g)焓變?yōu)棣?,F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達成平衡狀態(tài)是A.①②
B.②④
C.③④
D.①④√解析ΔH是恒量,不能作為判斷平衡狀態(tài)標(biāo)志;該反應(yīng)是充入1molN2O4,正反應(yīng)速率應(yīng)是逐漸減小直至不變,③曲線趨勢不正確。第16頁5.在一定溫度下恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時:①混合氣體壓強;②混合氣體密度;③混合氣體總物質(zhì)量;④混合氣體平均相對分子質(zhì)量;⑤混合氣體顏色;⑥各反應(yīng)物或生成物濃度之比等于化學(xué)計量數(shù)之比;⑦某種氣體百分含量(1)能說明2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)達成平衡狀態(tài)是__________。(2)能說明I2(g)+H2(g)
2HI(g)達成平衡狀態(tài)是______。(3)能說明2NO2(g)
N2O4(g)達成平衡狀態(tài)是____________。(4)能說明C(s)+CO2(g)
2CO(g)達成平衡狀態(tài)是____________。(5)能說明NH2COONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g)達成平衡狀態(tài)是________。(6)能說明5CO(g)+I2O5(s)
5CO2(g)+I2(s)達成平衡狀態(tài)是________。①③④⑦⑤⑦①③④⑤⑦①②③④⑦①②③②④⑦第17頁6.若上述題目中(1)~(4)改成一定溫度下恒壓密閉容器,成果又如何?答案(1)②③④⑦(2)⑤⑦(3)②③④⑤⑦(4)②③④⑦第18頁躲避“2”個易失分點(1)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注”關(guān)注反應(yīng)條件,是恒溫恒容,恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;關(guān)注反應(yīng)特點,是等體積反應(yīng),還是非等體積反應(yīng);關(guān)注特殊情況,是否有固體參與或生成,或固體分解反應(yīng)。(2)不能作為“標(biāo)志”四種情況①反應(yīng)組分物質(zhì)量之比等于化學(xué)方程式中對應(yīng)物質(zhì)化學(xué)計量數(shù)之比。②恒溫恒容下體積不變反應(yīng),體系壓強或總物質(zhì)量不再隨時間而變化,如2HI(g)
H2(g)+I2(g)。③全是氣體參與體積不變反應(yīng),體系平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化,如2HI(g)
H2(g)+I2(g)。④全是氣體參與反應(yīng),恒容條件下體系密度保持不變。練后反思第19頁02考點二化學(xué)平衡移動第20頁知識梳理ZHISHISHULI1.化學(xué)平衡移動過程2.化學(xué)平衡移動與化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系(1)v正>v逆:平衡向
移動。(2)v正=v逆:反應(yīng)達成平衡狀態(tài),
平衡移動。(3)v正<v逆:平衡向
移動。正反應(yīng)方向不發(fā)生逆反應(yīng)方向第21頁3.影響化學(xué)平衡原因(1)若其他條件不變,變化下列條件對化學(xué)平衡影響如下:變化條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動方向濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向
方向移動減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向
方向移動壓強(對有氣體參與反應(yīng))反應(yīng)前后氣體體積變化增大壓強向氣體分子總數(shù)方向移動減小壓強向氣體分子總數(shù)方向移動反應(yīng)前后氣體體積不變變化壓強平衡
移動溫度升高溫度向
反應(yīng)方向移動減少溫度向
反應(yīng)方向移動催化劑同等程度變化v正、v逆,平衡不移動正反應(yīng)逆反應(yīng)減小增大不吸熱放熱第22頁(2)勒夏特列原理假如變化影響化學(xué)平衡條件之一(如溫度、壓強以及參與反應(yīng)物質(zhì)濃度),平衡將向著能夠
方向移動。(3)“惰性氣體”對化學(xué)平衡影響①恒溫恒容條件原平衡體系
體系總壓強增大―→體系中各組分濃度不變―→平衡不移動。②恒溫恒壓條件原平衡體系
容器容積增大,各反應(yīng)氣體分壓減小―→削弱這種變化第23頁(1)化學(xué)平衡發(fā)生移動,化學(xué)反應(yīng)速率一定變化;化學(xué)反應(yīng)速率變化,化學(xué)平衡也一定發(fā)生移動(
)(2)升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,此時v放減小,v吸增大(
)(3)C(s)+CO2(g)
2CO(g)
ΔH>0,其他條件不變時,升高溫度,反應(yīng)速率v(CO2)和CO2平衡轉(zhuǎn)化率均增大(
)(4)化學(xué)平衡正向移動,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不一定增大(
)(5)向平衡體系FeCl3+3KSCN
Fe(SCN)3+3KCl中加入適量KCl固體,平衡逆向移動,溶液顏色變淺(
)(6)對于2NO2(g)
N2O4(g)平衡體系,壓縮體積,增大壓強,平衡正向移動,混合氣體顏色變淺(
)辨析易錯易混·正誤判斷××√√××第24頁在一種密閉容器中充入amolA和bmolB,發(fā)生反應(yīng)aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g)
ΔH>0,一段時間后達成平衡,測得各物質(zhì)濃度。(1)若體積不變,僅增加c(A),A轉(zhuǎn)化率將
(填“增大”“減小”或“不變”,下同),B轉(zhuǎn)化率將
,達成新平衡時,c(A)將
,c(B)將
,c(C)將
,c(D)將
。(2)體積不變,再充入amolA和bmolB,則平衡
移動,達成新平衡時,c(A)將
,c(B)將
,c(C)將
,c(D)將
。①若a+b=c+d,則A轉(zhuǎn)化率將
;②若a+b>c+d,則A轉(zhuǎn)化率將
;③若a+b<c+d,則A轉(zhuǎn)化率將
。提升思維能力·深度思考減小增大增大減小增大增大正向增大增大增大增大不變增大減小第25頁(3)升高溫度,平衡
移動,達成新平衡時,c(A)將
,c(B)將
,c(C)將
,c(D)將
,A轉(zhuǎn)化率將
。正向減小減小增大增大增大第26頁題組一選用措施使化學(xué)平衡定向移動1.(2023·桂林高三質(zhì)檢)COCl2(g)
CO(g)+Cl2(g)
ΔH>0,當(dāng)反應(yīng)達成平衡時,下列措施:①升溫②恒容通入惰性氣體③增加CO濃度④減壓
⑤加催化劑
⑥恒壓通入惰性氣體,能提升COCl2轉(zhuǎn)化率是A.①②④
B.①④⑥
C.②③⑤
D.③⑤⑥解題探究JIETITANJIU√解析該反應(yīng)為氣體體積增大吸熱反應(yīng),因此升溫和減壓均能夠促使反應(yīng)正向移動。恒壓通入惰性氣體,相稱于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響。增加CO濃度,將造成平衡逆向移動。第27頁2.工業(yè)上利用Ga與NH3高溫條件下合成半導(dǎo)體材料氮化稼(GaN)固體同步有氫氣生成。反應(yīng)中,每生成3molH2時放出30.8kJ熱量。恒溫恒容密閉體系內(nèi)進行上述反應(yīng),下列有關(guān)體現(xiàn)正確是A.Ⅰ圖像中假如縱坐標(biāo)為正反應(yīng)速率,則t時刻變化條件能夠為升溫或加壓B.Ⅱ圖像中縱坐標(biāo)能夠為鎵轉(zhuǎn)化率C.Ⅲ圖像中縱坐標(biāo)能夠為化學(xué)反應(yīng)速率D.Ⅳ圖像中縱坐標(biāo)能夠為體系內(nèi)混合氣體平均相對分子質(zhì)量√第28頁解析A項,Ⅰ圖像中假如縱坐標(biāo)為正反應(yīng)速率,升高溫度或增大壓強,反應(yīng)速率增大,圖像符合題意,正確;B項,Ga是固體,沒有濃度可言,不能計算其轉(zhuǎn)化率,錯誤;C項,Ga是固體,其質(zhì)量不影響反應(yīng)速率,錯誤;D項,反應(yīng)方程式為2Ga(s)+2NH3(g)
2GaN(s)+3H2(g)
ΔH<0,相同壓強下,升高溫度,平衡逆向移動,平均相對分子質(zhì)量增大;相同溫度下,增大壓強,平衡逆向移動,平均相對分子質(zhì)量增大,錯誤。第29頁3.在壓強為0.1MPa、溫度為300℃條件下,amolCO與3amolH2混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
ΔH<0。(1)平衡后將容器容積壓縮到本來二分之一,其他條件不變,對平衡體系產(chǎn)生影響是_____(填字母)。A.c(H2)減小B.正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢C.反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大D.重新平衡
減小CD解析該反應(yīng)為正向氣體分子數(shù)減小可逆反應(yīng),縮小體積,平衡正向移動,c(H2)增大,正、逆反應(yīng)速率均增大,因而A、B均不正確。第30頁(2)若容器容積不變,下列措施可增大甲醇產(chǎn)率是____(填字母)。A.升高溫度B.將CH3OH從體系中分離C.充入He,使體系總壓強增大B解析由于該反應(yīng)正向是放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,CH3OH產(chǎn)率減少,體積不變,充入He,平衡不移動。第31頁題組二新舊平衡比較4.在一密閉容器中,反應(yīng)aA(g)+bB(s)
cC(g)+dD(g)達成平衡后,保持溫度不變,將容器縮小為本來二分之一,當(dāng)達成新平衡時,A濃度是本來1.6倍,則下列說法正確是A.平衡向逆反應(yīng)方向移動B.a<c+dC.物質(zhì)A轉(zhuǎn)化率增大D.物質(zhì)D濃度減小解析容器縮小為本來二分之一,若平衡不移動,則A濃度應(yīng)變?yōu)楸緛?倍,說明平衡正向移動,A轉(zhuǎn)化率增大?!痰?2頁5.將等物質(zhì)量N2、H2充入某密閉容器中,在一定條件下,發(fā)生如下反應(yīng)并達成平衡:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
ΔH<0。當(dāng)變化某個條件并維持新條件直至達成新平衡時,下表中有關(guān)新平衡與原平衡比較正確是選項變化條件新平衡與原平衡比較A增大壓強N2濃度一定減小B升高溫度N2轉(zhuǎn)化率減小C充入一定量H2H2轉(zhuǎn)化率不變,N2轉(zhuǎn)化率增大D使用合適催化劑NH3體積分?jǐn)?shù)增大√第33頁解析A項,正反應(yīng)是氣體體積減小反應(yīng),根據(jù)勒夏特列原理可知增大壓強平衡向正反應(yīng)方向移動,但氮氣濃度仍然比原平衡大,不正確;B項,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),則升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,氮氣轉(zhuǎn)化率減小,正確;C項,充入一定量氫氣,平衡向正反應(yīng)方向移動,氮氣轉(zhuǎn)化率增大,而氫氣轉(zhuǎn)化率減小,不正確;D項,催化劑只能變化反應(yīng)速率而不能變化平衡狀態(tài),不正確。第34頁6.(2023·武漢質(zhì)檢)一定溫度下,密閉容器中進行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
ΔH<0。測得v正(SO2)隨反應(yīng)時間(t)變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確是A.t2時變化條件:只加入一定量SO2B.在t1時平衡常數(shù)K1大于t3時平衡常數(shù)K3D.t1時平衡混合氣中SO3體積分?jǐn)?shù)等于t3時平衡混
合氣中SO3體積分?jǐn)?shù)√第35頁解析t2時,v正(SO2)突然增大,且達成平衡后速率恢復(fù)至本來速率,假如只加入一定量SO2,達成新平衡后,速率大于本來速率,A錯誤;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),一定溫度下,K值不變,B錯誤;平衡狀態(tài)相同,各物質(zhì)百分含量相同,平均摩爾質(zhì)量相同,故C錯誤、D正確。第36頁7.(2023·長沙質(zhì)檢)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提升效益,減少污染。新型RuO2催化劑對上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2總反應(yīng)具有更加好催化活性。(1)試驗測得在一定壓強下,總反應(yīng)HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化αHCl~T曲線如下列圖:則總反應(yīng)ΔH____(填“>”“=”或“<”)0。解析結(jié)合題中αHCl~T圖像可知,伴隨溫度升高,αHCl減少,說明升高溫度平衡逆向移動,得出正反應(yīng)方向為放熱反應(yīng),即ΔH<0。<第37頁(2)在上述試驗中若壓縮體積使壓強增大,請在圖中畫出對應(yīng)αHCl~T曲線示意圖,并簡要說明理由:_______________________________________________________________________。解析結(jié)合可逆反應(yīng)2HCl(g)+
H2O(g)+Cl2(g)特點,增大壓強平衡向右移動,αHCl增大,則相同溫度下,HCl平衡轉(zhuǎn)化率比增壓前大,曲線如答案中圖示所示。答案見圖
溫度相同條件下,增大壓強,平衡右移,αHCl增大,因此曲線應(yīng)在原曲線上方第38頁(3)下列措施中,有助于提升αHCl有_____(填字母)。A.增大n(HCl)
B.增大n(O2)C.使用更加好催化劑
D.移去H2O解析有助于提升αHCl,則采取措施應(yīng)使平衡2HCl(g)+
H2O(g)+Cl2(g)正向移動。A項,增大n(HCl),則c(HCl)增大,雖平衡正向移動,但αHCl減小,錯誤;B項,增大n(O2)即增大反應(yīng)物濃度,D項,移去H2O即減小生成物濃度,均能使平衡正向移動,兩項都正確;C項,使用更加好催化劑,只能加快反應(yīng)速率,不能使平衡移動,錯誤。BD第39頁練后反思1.分析化學(xué)平衡移動問題注意事項(1)平衡移動成果只是削弱了外界條件變化,而不能消除外界條件變化。(2)不要把v正增大與平衡向正反應(yīng)方向移動等同起來,只有v正>v逆時,才使平衡向正反應(yīng)方向移動。(3)同等程度地變化反應(yīng)混合物中各物質(zhì)濃度時,應(yīng)視為壓強影響。(4)對于縮小體積增大壓強,不論是否移動,各成份濃度均增大,但增大倍數(shù)也許不一樣也也許相同。第40頁2.解答化學(xué)平衡移動類判斷題思維過程關(guān)注特點—―→分析條件(濃度、溫度、壓強等)―→想原理(平衡移動原理)―→綜合判斷得結(jié)論。第41頁03考點三應(yīng)用“等效平衡”判斷平衡移動成果第42頁1.等效平衡含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應(yīng)體系,不論是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,還是正、逆反應(yīng)同步投料,達成化學(xué)平衡狀態(tài)時,任何相同組分百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。知識梳理ZHISHISHULI第43頁2.等效平衡判斷辦法(1)恒溫恒容條件下反應(yīng)前后體積變化反應(yīng)判斷辦法:極值等量即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)①
2mol
1mol
0②
0
0
2mol③
0.5mol
0.25mol
1.5mol④
a
mol
b
mol
c
mol上述①②③三種配比,按化學(xué)方程式化學(xué)計量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則SO2均為2mol,O2均為1mol,三者建立平衡狀態(tài)完全相同。④中a、b、c三者關(guān)系滿足:c+a=2,
+b=1,即與上述平衡等效。第44頁(2)恒溫恒壓條件下反應(yīng)前后體積變化反應(yīng)判斷辦法:極值等比即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)①
2mol
3mol
0②
1mol
3.5mol
2mol③
a
mol
b
mol
c
mol按化學(xué)方程式化學(xué)計量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則①②中
,故互為等效平衡。③中a、b、c三者關(guān)系滿足:
,即與①②平衡等效。第45頁(3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變反應(yīng)判斷辦法:無論是恒溫恒容,還是恒溫恒壓,只要極值等比即等效,由于壓強變化對該類反應(yīng)化學(xué)平衡無影響。例如:H2(g)+I2(g)
2HI(g)①
1mol1mol
0②
2mol2mol
1mol③
a
mol
b
mol
c
mol①②兩種情況下,n(H2)∶n(I2)=1∶1,故互為等效平衡。③中a、b、c三者關(guān)系滿足
=1∶1或a∶b=1∶1,c≥0,即與①②平衡等效。第46頁3.虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可以為是兩個原平衡狀態(tài)簡單疊加并壓縮而成,相稱于增大壓強。(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)量增加反應(yīng)為例,見圖示)新平衡狀態(tài)能夠以為是兩個原平衡狀態(tài)簡單疊加,壓強不變,平衡不移動。第47頁對于下列三個反應(yīng),從反應(yīng)開始進行達到成平衡后,保持溫度、體積不變,按要求回答下列問題。(1)PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)再充入PCl5(g),平衡向_______方向移動,達成平衡后,PCl5(g)轉(zhuǎn)化率_____,PCl5(g)百分含量______。(2)2HI(g)
I2(g)+H2(g)再充入HI(g),平衡向_______方向移動,達成平衡后,HI分解率_____,HI百分含量______。(3)2NO2(g)
N2O4(g)再充入NO2(g),平衡向_______方向移動,達成平衡后,NO2(g)轉(zhuǎn)化率_____,NO2(g)百分含量______。提升思維能力·深度思考正反應(yīng)減小增大正反應(yīng)不變不變正反應(yīng)增大減小第48頁1.向一固定體積密閉容器中通入amolN2O4氣體,在密閉容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng):N2O4(g)
2NO2(g),達成平衡時再通入amolN2O4氣體,再次達成平衡時,與第一次達平衡時相比,N2O4轉(zhuǎn)化率A.不變
B.增大C.減小
D.無法判斷解題探究JIETITANJIU√解析恒溫恒容條件下,投料等比增加同增壓,判斷平衡(指是新建立與原平衡等效過渡態(tài)平衡,而不是原平衡),增大壓強平衡向左移,轉(zhuǎn)化率減少。第49頁2.已知H2(g)+I2(g)
2HI(g)
ΔH<0,有相同容積定容密閉容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,在相同溫度下分別達成平衡?,F(xiàn)欲使甲中HI平衡時百分含量大于乙中HI平衡時百分含量,則應(yīng)采取措施是A.甲、乙提升相同溫度B.甲中加入0.1molHe,乙中不變C.甲減少溫度,乙增大壓強D.甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2√第50頁解析相同容積定容密閉容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,此時甲和乙建立平衡是等效。A項,甲、乙提升相同溫度,平衡均逆向移動,HI平衡濃度均減小,錯誤;B項,甲中加入0.1molHe,在定容密閉容器中,平衡不會移動,錯誤;C項,甲減少溫度,平衡正向移動,甲中HI平衡濃度增大,乙增大壓強平衡不移動,HI平衡時百分含量不變,正確;D項,甲中增加0.1molH2,乙增加0.1molI2,成果還是等效,錯誤。第51頁3.一定條件下存在反應(yīng):CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0),現(xiàn)有三個相同2L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O,在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2,在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,均在700℃條件下開始反應(yīng)。達成平衡時,上述三個過程對應(yīng)能量變化值分別為Q1、Q2、Q3,下列說法正確是A.2Q1=2Q2<Q3B.容器Ⅰ中CO百分含量比容器Ⅲ中CO百分含量高C.容器Ⅰ中反應(yīng)平衡常數(shù)比容器Ⅱ中反應(yīng)平衡常數(shù)小D.容器Ⅰ中CO轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2轉(zhuǎn)化率之和等于1√第52頁解析A項,容器中平衡建立途徑不相同,無法比較Q1、Q2大??;C項,容器Ⅱ中所達到平衡狀態(tài),相稱于在容器Ⅰ中平衡基礎(chǔ)上減少溫度,平衡向正反應(yīng)移動,平衡常數(shù)增大;D項,溫度相同步,容器Ⅰ中CO轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2轉(zhuǎn)化率之和等于1,容器Ⅱ中所達成平衡狀態(tài),相稱于在容器Ⅰ中平衡基礎(chǔ)上減少溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,因此容器Ⅰ中CO轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2轉(zhuǎn)化率之和不大于1。第53頁4.一定溫度下,在3個容積均為1.0L恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g)達成平衡,下列說法正確是容器溫度/K物質(zhì)起始濃度/mol·L-1物質(zhì)平衡濃度/mol·L-1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200
Ⅲ500000.100.025A.該反應(yīng)正反應(yīng)吸熱B.達成平衡時,容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中大C.達成平衡時,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)兩倍D.達成平衡時,容器Ⅲ中正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中大√第54頁解析對比容器Ⅰ和Ⅲ可知二者投料量相稱,若溫度相同,最后建立等效平衡,但Ⅲ溫度高,平衡時c(CH3OH)小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A錯誤;Ⅱ相對于Ⅰ成百分比增加投料量,相稱于加壓,平衡正向移動,轉(zhuǎn)化率提升,因此Ⅱ中轉(zhuǎn)化率高,B錯誤;不考慮溫度,Ⅱ中投料量是Ⅲ兩倍,相稱于加壓,平衡正向移動,因此Ⅱ中c(H2)不大于Ⅲ中c(H2)兩倍,C錯誤;對比Ⅰ和Ⅲ,若溫度相同,二者建立等效平衡,兩容器中速率相等,但Ⅲ溫度高,速率更加快,D正確。第55頁04探究高考
明確考向第56頁1.(2023·海南,11,改編)已知反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH<0。在一定溫度和壓強下于密閉容器中,反應(yīng)達成平衡。下列論述正確是A.升高溫度,K增大B.減小壓強,n(CO2)增加C.更換高效催化劑,α(CO)增大D.充入一定量氮氣,n(H2)不變12345√第57頁解析A項,ΔH<0,正反應(yīng)放熱,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù)減小,錯誤;B項,比較方程式氣體計量數(shù)關(guān)系,反應(yīng)前氣體化學(xué)計量數(shù)之和等于反應(yīng)后氣體計量數(shù)之和,則減小壓強,平衡不移動,n(CO2)不變,錯誤;C項,催化劑能變化反應(yīng)速率,但不會引發(fā)化學(xué)平衡移動,因此α(CO)不變,錯誤;D項,充入一定量氮氣,相稱于混合氣體壓強減小,平衡向氣體體積增大方向移動,但該反應(yīng)前后氣體體積不變,平衡不移動,n(H2)不變,正確。12345第58頁2.(2023·四川理綜,6)一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。設(shè)起始
=Z,在恒壓下,平衡時CH4體積分?jǐn)?shù)φ(CH4)與Z和T(溫度)關(guān)系如圖所示。下列說法正確是A.該反應(yīng)焓變ΔH>0B.圖中Z大小為a>3>bC.圖中X點對應(yīng)平衡混合物中
=3D.溫度不變時,圖中X點對應(yīng)平衡在加壓后φ(CH4)減小√12345第59頁解析A項,由圖可知,隨溫度升高,CH4體積分?jǐn)?shù)減小,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正確;B項,Z越大,說明
大,相稱于增加H2O量,平衡正向移動,CH4體積分?jǐn)?shù)減小,因此b>3>a,錯誤;C項,起始時n(H2O)=3xmol,n(CH4)=xmol,隨平衡建立,消耗n(CH4)=n(H2O)=amol,平衡時
≠3,錯誤;D項,加壓,平衡向逆反應(yīng)方向移動,CH4體積分?jǐn)?shù)增大,錯誤。12345第60頁3.[2023·天津理綜,10(3)]在恒溫恒容密閉容器中,某儲氫反應(yīng):MHx(s)+yH2(g)
MHx+2y(s)
ΔH<0達成化學(xué)平衡。下列有關(guān)論述正確是_____。a.容器內(nèi)氣體壓強保持不變b.吸取ymolH2只需1molMHxc.若降溫,該反應(yīng)平衡常數(shù)增大d.若向容器內(nèi)通入少許氫氣,則v(放氫)>v(吸氫)√12345√第61頁解析MHx(s)+yH2(g)
MHx+2y(s)
ΔH<0,該反應(yīng)是氣體物質(zhì)量減小反應(yīng)。a項,平衡時氣體物質(zhì)量不變,壓強不變,正確;b項,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),吸取ymolH2需要大于1molMHx,錯誤;c項,由于該反應(yīng)正反應(yīng)方向為放熱反應(yīng),降溫時該反應(yīng)將向正反應(yīng)方向移動,反應(yīng)平衡常數(shù)將增大,正確;d項,向容器內(nèi)通入少許氫氣,相稱于增大壓強,平衡正向移動,v(放氫)<v(吸氫),錯誤。12345第62頁①下列可判斷反應(yīng)達成平衡是____(填標(biāo)號)。ac12345第63頁②tm時,v正______(填“大于”“不大于”或“等于”)v逆。③tm時v逆______(填“大于”“不大于”或“等于”)tn時v逆,理由是______________________。④若平衡時溶液pH=14,則該反應(yīng)平衡常數(shù)K為________。12345大于不大于tm時生成物濃度較低第64頁5.(2023·全國卷Ⅱ,27)丁烯是一種主要化工原料,可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問題:(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)熱化學(xué)方程式如下:①C4H10(g)===C4H8(g)+H2(g)
ΔH1已知:②C4H10(g)+
O2(g)===C4H8(g)+H2O(g)
ΔH2=-119kJ·mol-1③H2(g)+
O2(g)===H2O(g)
ΔH3=-242kJ·mol-1反應(yīng)①ΔH1為_______kJ·mol-1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強關(guān)系圖,x_____(填“大于”或“小于”)0.1;欲使丁烯平衡產(chǎn)率提升,應(yīng)采取措施是____(填標(biāo)號)。A.升高溫度
B.減少溫度
C.增大壓強
D.減少壓強+123不大于AD12345第65頁解析根據(jù)蓋斯定律,用②式-③式可得①式,因此ΔH1=ΔH2-ΔH3=-119kJ·mol-1-(-242)kJ·mol-1=+123kJ·mol-1。由(a)圖能夠看出,溫度相同步,由0.1MPa變化到xMPa,丁烷轉(zhuǎn)化率增大,即平衡正向移動,因此x<0.1。由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),因此溫度升高時,平衡正向移動,丁烯平衡產(chǎn)率增大,因此A正確、B錯誤;反應(yīng)①正向進行時體積增大,加壓時平衡逆向移動,丁烯平衡產(chǎn)率減小,因此C錯誤、D正確。12345第66頁(2)丁烷和氫氣混合氣體以一定流速通過填充有催化劑反應(yīng)器(氫氣作用是活化催化劑),出口氣中具有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)關(guān)系。圖中曲線展現(xiàn)先升高后減少變化趨勢,其減少原因是________________________________________________________。氫氣是產(chǎn)物之一,伴隨n(氫氣)/n(丁烷)增大,逆反應(yīng)速率增大解析反應(yīng)早期,H2能夠活化催化劑,進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)較小,丁烷濃度大,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行程度大,丁烯產(chǎn)率升高;伴隨進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)增大,原料中過量H2會使反應(yīng)①平衡逆向移動,因此丁烯產(chǎn)率下降。12345第67頁(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度關(guān)系曲線,副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃
之前隨溫度升高而增大原因也許是_________________________________、_______________________;590℃之后,丁烯產(chǎn)率迅速減少主要原因也許是____________________________。升高溫度有助于反應(yīng)向吸熱方向進行解析590℃之前,溫度升高時反應(yīng)速率加快,生成丁烯會更多,同步由于反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動,平衡體系中會具有更多丁烯。而溫度超出590℃時,丁烯高溫會裂解生成短碳鏈烴類,使產(chǎn)率減少。12345溫度升高,反應(yīng)速率加快丁烯高溫裂解生成短碳鏈烴類第68頁05學(xué)時作業(yè)第69頁1.下列事實不能用化學(xué)平衡移動原理解釋是A.在強堿存在條件下,酯水解反應(yīng)進行較完全B.加催化劑,使N2和H2在一定條件下轉(zhuǎn)化為NH3C.可用濃氨水和NaOH固體迅速制取氨氣D.加壓條件下有助于SO2與O2反應(yīng)生成SO3√解析應(yīng)注意區(qū)分化學(xué)平衡移動原理和化學(xué)反應(yīng)速率理論應(yīng)用范圍,加催化劑只能提升反應(yīng)速率,故B項不能用化學(xué)平衡移動原理解釋。12345678910111213第70頁2.可逆反應(yīng):2NO2(g)
2NO(g)+O2(g),在容積固定密閉容器中達成平衡狀態(tài)標(biāo)志是①單位時間內(nèi)生成nmolO2同步生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2同步生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表達反應(yīng)速率之比為2∶2∶1狀態(tài)④混合氣體顏色不再變化狀態(tài)⑤混合氣體密度不再變化狀態(tài)⑥混合氣體壓強不再變化狀態(tài)⑦混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再變化狀態(tài)A.①④⑥⑦
B.②③⑤⑦
C.①③④⑤
D.所有√12345678910111213第71頁解析②單位時間內(nèi)生成nmolO2必生成2nmolNO,不能說明反應(yīng)達成平衡狀態(tài);③無論是否達成平衡狀態(tài),用各物質(zhì)表達化學(xué)反應(yīng)速率之比都等于化學(xué)計量數(shù)之比;④有色氣體顏色不變,則表達物質(zhì)濃度不再變化,說明反應(yīng)已達成平衡狀態(tài);⑤氣體體積固定、反應(yīng)前后質(zhì)量守恒,則密度始終不變;⑥反應(yīng)前后氣體物質(zhì)量發(fā)生變化,壓強不變,意味著各物質(zhì)含量不再變化,反應(yīng)達成平衡狀態(tài);⑦由于氣體質(zhì)量不變,且該反應(yīng)為氣體物質(zhì)量增大反應(yīng),氣體平均相對分子質(zhì)量不變時,說明氣體中各物質(zhì)物質(zhì)量不變,反應(yīng)達成平衡狀態(tài)。12345678910111213第72頁3.納米鈷(Co)常用于CO加氫反應(yīng)催化劑:CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)
ΔH<0。下列有關(guān)說法正確是A.納米技術(shù)應(yīng)用,優(yōu)化了催化劑性能,提升了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率B.縮小容器體積,平衡向正反應(yīng)方向移動,CO濃度增大C.溫度越低,越有助于CO催化加氫D.從平衡體系中分離出H2O(g)能加快正反應(yīng)速率解析催化劑不能變化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率,A項錯誤;壓強增大,平衡正向移動,但移動成果不能抵消條件變化,CO濃度還是增大,B項正確;工業(yè)生產(chǎn)溫度應(yīng)考慮催化劑活性溫度,C項錯誤;從平衡體系中分離出水蒸氣,反應(yīng)速率減慢,D項錯誤。√12345678910111213第73頁4.一定條件下,通過下列反應(yīng)可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫回收:SO2(g)+2CO(g)
2CO2(g)+S(l)
ΔH<0。若反應(yīng)在恒容密閉容器中進行,下列有關(guān)說法正確是A.平衡前,伴隨反應(yīng)進行,容器內(nèi)壓強始終不變B.平衡時,其他條件不變,分離出硫,正反應(yīng)速率加快C.平衡時,其他條件不變,升高溫度可提升SO2轉(zhuǎn)化率D.其他條件不變,使用不一樣催化劑,該反應(yīng)平衡常數(shù)不變√12345678910111213第74頁解析S為液體,正反應(yīng)是氣體分子數(shù)目減小反應(yīng),伴隨反應(yīng)進行,氣體物質(zhì)量減小,壓強減小,A項錯誤;硫為液體,分離出硫后正反應(yīng)速率不變,B項錯誤;此反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,SO2轉(zhuǎn)化率減少,C項錯誤;化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響,溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,D項正確。12345678910111213第75頁5.(2023·北京朝陽區(qū)一模)探究濃度對化學(xué)平衡影響,試驗如下:Ⅰ.向5mL0.05mol·L-1FeCl3溶液中加入5mL0.05mol·L-1KI溶液(反應(yīng)a),反應(yīng)達成平衡后將溶液分為兩等份Ⅱ.向其中一份中加入飽和KSCN溶液,變紅(反應(yīng)b);加入CCl4,振蕩、靜置,下層顯極淺紫色Ⅲ.向另一份中加入CCl4,振蕩、靜置,下層顯紫紅色結(jié)合試驗,下列說法不正確是A.反應(yīng)a為2Fe3++2I-
2Fe2++I2B.試驗Ⅱ中,反應(yīng)a進行程度大于反應(yīng)b進行程度C.試驗Ⅱ中變紅原理是Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3D.比較水溶液中c(Fe2+):試驗Ⅱ<試驗Ⅲ√12345678910111213第76頁解析由藥品用量看,F(xiàn)e3+與I-能正好反應(yīng),再根據(jù)試驗Ⅱ、Ⅲ現(xiàn)象,可知,反應(yīng)混合物中存在Fe3+和I2,因而Fe3+與I-反應(yīng)為可逆反應(yīng),A正確;結(jié)合試驗Ⅱ、Ⅲ現(xiàn)象可知,a反應(yīng)后I2濃度較大,b反應(yīng)后I2濃度較小,說明SCN-結(jié)合Fe3+能力比I-還原Fe3+能力強,使2Fe3++2I-
2Fe2++I2平衡逆向逆動,B錯。12345678910111213第77頁6.某溫度時,發(fā)生反應(yīng)2HI(g)
H2(g)+I2(g),向三個體積相等恒容密閉容器A、B、C中,分別加入①2molHI;②3molHI;③1molH2與1molI2,分別達成平衡時,下列關(guān)系正確是A.平衡時,各容器壓強:②=①=③B.平衡時,I2濃度:②>①>③C.平衡時,I2體積分?jǐn)?shù):②=①=③D.從反應(yīng)開始達到平衡時間:①>②=③√12345678910111213第78頁解析根據(jù)等效平衡原理:若1molH2與1molI2完全轉(zhuǎn)化為HI,則HI為2mol,因此①和③是完全相同等效平衡,因此二者濃度、百分含量、壓強、轉(zhuǎn)化率等都同樣;②與①相比增大了HI量,該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變反應(yīng),增大HI量,達成平衡時新平衡與原平衡相同,因此各物質(zhì)百分含量不變,不過濃度增大。12345678910111213第79頁7.CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯:2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)。0.1MPa時,按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,測得不一樣溫度下平衡時體系中各物質(zhì)濃度關(guān)系如圖,下列論述不正確是A.該反應(yīng)ΔH<0B.曲線b代表H2O濃度變化C.N點和M點所處狀態(tài)c(H2)不一樣樣D.其他條件不變,T1
℃、0.2MPa下反應(yīng)達
平衡時c(H2)比M點大12345678910111213√第80頁12345678910111213解析溫度升高,H2濃度增大,平衡左移,故逆向吸熱,正向放熱,ΔH<0,則曲線a為CO2濃度變化,根據(jù)方程式百分比關(guān)系,可知曲線b為H2O濃度變化,曲線c為C2H4濃度變化,故A、B正確;C項,N點和M點均處于同一T1
℃下,所處狀態(tài)c(H2)是同樣;D項,其他條件不變,T1
℃、0.2MPa相對0.1MPa,增大了壓強,體積減小,c(H2)增大,反應(yīng)達平衡時c(H2)比M點大,D項正確。第81頁8.(2023·大連調(diào)研)已知反應(yīng):CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)。起始以物質(zhì)量之比為1∶1充入反應(yīng)物,不一樣壓強條件下,H2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示(M、N點標(biāo)識為▲)。下列有關(guān)說法正確是A.上述反應(yīng)ΔH<0B.N點時反應(yīng)速率一定比M點快C.減少溫度,H2轉(zhuǎn)化率可達成100%D.工業(yè)上用此法制取甲烷應(yīng)采取更高壓強√12345678910111213第82頁解析根據(jù)圖像,伴隨溫度升高,H2轉(zhuǎn)化率減少,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,根據(jù)勒夏特列原理,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,A項正確;N點壓強大于M點,M點溫度高于N點,因此無法確定兩點反應(yīng)速率快慢,B項錯誤;此反應(yīng)是可逆反應(yīng),不能完全進行究竟,C項錯誤;控制合適溫度和壓強,既能確保反應(yīng)速率較快,也能確保H2有較高轉(zhuǎn)化率,采取更高壓強對設(shè)備要求更高,增加經(jīng)濟成本,D項錯誤。12345678910111213第83頁9.工業(yè)上以CH4為原料制備H2原理為CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)。在一定條件下a、b兩個恒溫恒容密閉容器中均通入1.1molCH4(g)和1.1molH2O(g),測得兩容器中CO物質(zhì)量隨時間變化曲線分別為a和b。已知容器a體積為10L,溫度為Ta,下列說法不正確是A.容器a中CH4從反應(yīng)開始到正好平衡時
平均反應(yīng)速率為0.025mol·L-1·min-1B.a、b兩容器溫度也許相同C.在達成平衡前,容器a壓強逐漸增大D.該反應(yīng)在Ta溫度下平衡常數(shù)為2712345678910111213√第84頁12345678910111213解析觀測兩容器中CO物質(zhì)量隨時間變化曲線a和b可知,當(dāng)CO物質(zhì)量保持不變時便達成平衡狀態(tài),a容器用了4min,b容器用了6.5min,兩個容器中反應(yīng)快慢不一樣,因此溫度肯定不一樣。用三段式分析a容器中各物質(zhì)有關(guān)量:
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)起始量(mol)
1.1
1.1
0
0轉(zhuǎn)化量(mol)
1
1
1
3平衡量(mol)
0.1
0.1
1
3第85頁12345678910111213B項,根據(jù)以上分析a、b兩容器溫度不也許相同,錯誤;C項,由于該反應(yīng)條件為恒溫恒容,反應(yīng)后氣體物質(zhì)量增大,因此在達成平衡前,容器a壓強逐漸增大,正確;第86頁10.(2023·西安模擬)甲醇是主要化工原料。利用合成氣(主要成份為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,也許發(fā)生反應(yīng)如下:ⅰ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH1ⅱ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
ΔH2ⅲ.CH3OH(g)
CO(g)+2H2(g)
ΔH3回答下列問題:(1)已知反應(yīng)ⅱ中有關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:由此計算ΔH2=_____kJ·mol-1。已知ΔH3=+99kJ·mol-1,則ΔH1=_____
kJ·mol-1?;瘜W(xué)鍵H—HC==OC≡O(shè)H—OE/kJ·mol-14368031076465+36-6312345678910111213第87頁解析反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,故ΔH2=(2×803+436)kJ·mol-1-(1076kJ·mol-1+2×465kJ·mol-1)=+36kJ·mol-1;根據(jù)蓋斯定律:反應(yīng)ⅱ-反應(yīng)ⅲ=反應(yīng)ⅰ,故ΔH1=ΔH2-ΔH3=+36kJ·mol-1-99kJ·mol-1=-63kJ·mol-1。12345678910111213第88頁(2)一定百分比合成氣在裝有催化劑反應(yīng)器中反應(yīng)12小時。體系中甲醇產(chǎn)率和催化劑催化活性與溫度關(guān)系如下列圖所示。①溫度為470K時,圖中P點_______(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)。在490K之前,甲醇產(chǎn)率伴隨溫度升高而增大原因是___________________________;490K之后,甲醇產(chǎn)率下降原因是_____________________________________________。不是溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率升高溫度,反應(yīng)ⅰ逆向移動,越快催化劑活性減少解析溫度為470K時,圖中P點不是處于平衡狀態(tài)。在490K之前,甲醇產(chǎn)率伴隨溫度升高而增大原因是溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快;490K之后,甲醇產(chǎn)率下降原因是升高溫度,反應(yīng)ⅰ逆向移動,催化劑活性減少。12345678910111213第89頁②一定能提升甲醇產(chǎn)率措施是_____(填字母)。A.增大壓強
B.升高溫度C.選擇合適催化劑
D.加入大量催化劑AC解析增大壓強,反應(yīng)ⅰ平衡正向移動,A項正確;升高溫度,反應(yīng)ⅰ平衡逆向移動,B項錯誤;選擇合適催化劑,可提升甲醇產(chǎn)率,C項正確;加入大量催化劑,不影響平衡,D項錯誤。12345678910111213第90頁11.(2023·廈門質(zhì)檢)工業(yè)廢氣、汽車尾氣排放出NOx、SO2等是形成酸雨主要物質(zhì),其綜合治理是目前主要研究課題。Ⅰ.NOx消除。汽車尾氣中NO(g)和CO(g)在一定溫度和催化劑條件下可發(fā)生如下反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)
ΔH。(1)已知:CO燃燒熱ΔH1=-283.0kJ·mol-1,N2(g)+O2(g)
2NO(g)
ΔH2=+180.5kJ·mol-1,則ΔH=________________。-746.5kJ·mol-112345678910111213第91頁解析CO燃燒熱ΔH1=-283.0kJ·mol-1,則12345678910111213②N2(g)+O2(g)
2NO(g)
ΔH2=+180.5kJ·mol-1。根據(jù)蓋斯定律,①式×2-②式得,2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)
ΔH=(-283.0kJ·mol-1)×2-(+180.5kJ·mol-1)=-746.5kJ·mol-1。第92頁(2)某研究小組探究催化劑對CO、NO轉(zhuǎn)化影響。將NO和CO以一定流速通過兩種不一樣催化劑進行反應(yīng),相同步間內(nèi)測量逸出氣體中NO含量,從而確定尾氣脫氮率(脫氮率即NO轉(zhuǎn)化率),成果如下列圖所示。①下列說法中正確是_____(填字母)。A.兩種催化劑均能減少活化能,但ΔH不變B.相同條件下,變化壓強對脫氮率沒有影響C.曲線Ⅱ中催化劑適用于450℃左右脫氮D.曲線Ⅱ中催化劑脫氮率比曲線Ⅰ中高AC12345678910111213第93頁解析兩種催化劑均能減少活化能,加快反應(yīng)速率,但ΔH不變,A項正確;該反應(yīng)正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小反應(yīng),增大壓強平衡向正反應(yīng)方向移動,脫氮率增大,B項錯誤;根據(jù)圖像,曲線Ⅱ中催化劑在450℃左右脫氮率最高,曲線Ⅱ中催化劑適用于450℃左右脫氮,C項正確;催化劑只影響化學(xué)反應(yīng)速率,不影響轉(zhuǎn)化率,不影響脫氮率,D項錯誤。12345678910111213第94頁②若低于200℃,圖中曲線Ⅰ脫氮率隨溫度升高而變化不大主要原由于______________________________。溫度較低時,催化劑活性偏低12345678910111213解析低于200℃,曲線Ⅰ脫氮率隨溫度升高而變化不大主要原由于溫度較低時(低于200℃),催化劑活性偏低,對化學(xué)反應(yīng)速率影響小。第95頁Ⅱ.SO2綜合利用(3)某研究小組對反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)
ΔH<0進行有關(guān)試驗探究。在固定體積密閉容器中,使用某種催化劑,變化原料氣配比[n0(NO2)∶n0(SO2)]進行多組試驗(各組試驗溫度也許相同,也也許不一樣),測定NO2平衡轉(zhuǎn)化率[α(NO2)]。部分試驗成果如圖所示。①假如將圖中C點平衡狀態(tài)變化為B點平衡狀態(tài),應(yīng)采取措施是__________。減少溫度12345678910111213第96頁解析C點和B點原料氣配比相同,B點NO2平衡轉(zhuǎn)化率大于C點,說明將C點平衡狀態(tài)變化為B點平衡狀態(tài),平衡向正反應(yīng)方向移動,該反應(yīng)正反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變放熱反應(yīng),故應(yīng)采取措施是減少溫度。12345678910111213第97頁②圖中C、D兩點對應(yīng)試驗溫度分別為TC和TD,通過計算判斷:TC____(填“>”“=”或“<”)TD。=12345678910111213第98頁解析C點,原料氣配比為1,NO2平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則NO2(g)+SO2(g)
SO3(g)+NO(g)c(起始)(mol·L-1)1
1
0
0c(轉(zhuǎn)化)(mol·L-1)1×50%
0.5
0.5
0.5c(平衡)(mol·L-1)0.5
0.5
0.5
0.512345678910111213第99頁D點,原料氣配比為1.5,NO2平衡轉(zhuǎn)化率為40%,則NO2(
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