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第24講化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動第七章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡[考綱要求]1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立。2.掌握化學(xué)平衡的特征。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對化學(xué)平衡的影響,能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用??键c(diǎn)三應(yīng)用“等效平衡”判斷平衡移動的結(jié)果探究高考明確考向考點(diǎn)二化學(xué)平衡移動內(nèi)容索引考點(diǎn)一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡建立課時(shí)作業(yè)可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡建立考點(diǎn)一知識梳理1.可逆反應(yīng)(1)定義在
下,既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點(diǎn)①二同:a.相同條件下;b.正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。②一?。悍磻?yīng)物與生成物同時(shí)存在;任一組分的轉(zhuǎn)化率都
(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“同一條件小于2.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念一定條件下的可逆反應(yīng)中,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的
保持不變的狀態(tài)。(2)化學(xué)平衡的建立質(zhì)量或濃度(3)平衡特點(diǎn)3.判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種方法(1)動態(tài)標(biāo)志:v正=v逆≠0①同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。(2)靜態(tài)標(biāo)志:各種“量”不變①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。③溫度、壓強(qiáng)(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?,則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);若物理量為“不變量”,則不能作為平衡標(biāo)志。正誤判斷·
辨析易錯易混(2)二次電池的充、放電為可逆反應(yīng)()答案××××(5)化學(xué)平衡狀態(tài)指的是反應(yīng)靜止了,不再發(fā)生反應(yīng)了()答案×××√1.向含有2molSO2的容器中通入過量氧氣發(fā)生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0),充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量___2mol(填“<”“>”或“=”,下同),SO2的物質(zhì)的量___0mol,轉(zhuǎn)化率____100%,反應(yīng)放出的熱量___QkJ。答案深度思考·
提升思維能力<><<2.一定溫度下,反應(yīng)N2O4(g)
2NO2(g)的焓變?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(dá)到平衡狀態(tài)的是________。答案①④解析ΔH是恒量,不能作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志;該反應(yīng)是充入1molN2O4,正反應(yīng)速率應(yīng)是逐漸減少直至不變,③曲線趨勢不正確。解析解題探究題組一極端假設(shè),界定范圍,突破判斷1.在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):X2(g)+Y2(g)
2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度有可能是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答案√2.(2018·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的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達(dá)到平衡時(shí),X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,則下列判斷正確的是A.c1∶c2=3∶1B.平衡時(shí),Y和Z的生成速率之比為2∶3C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D.c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1答案解析√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(shí)Y生成表示逆反應(yīng)速率,Z生成表示正反應(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)的特點(diǎn)可知0<c1<0.14mol·L-1。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(jìn)行到底,求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值,從而確定它們的濃度范圍。起始濃度(mol·L-1)0.10.30.2改變濃度(mol·L-1)0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L-1)00.20.4起始濃度(mol·L-1)0.10.30.2改變濃度(mol·L-1)0.10.10.2終態(tài)濃度(mol·L-1)0.20.40平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2∈(0,0.2),Y2∈(0.2,0.4),Z∈(0,0.4)。題組二化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷3.(2017·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(dá)到平衡狀態(tài)的是B.3v逆(H2)=v正(H2O)C.v正(H2)=3v逆(CO2)D.斷裂3molH—H鍵的同時(shí),形成2molO—H鍵答案√4.在一定溫度下的定容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí):①混合氣體的壓強(qiáng),②混合氣體的密度,③混合氣體的總物質(zhì)的量,④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量,⑤混合氣體的顏色,⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,⑦某種氣體的百分含量(1)能說明2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(2)能說明I2(g)+H2(g)
2HI(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______。(3)能說明2NO2(g)
N2O4(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________。(4)能說明C(s)+CO2(g)
2CO(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________。(5)能說明NH2COONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______。(6)能說明5CO(g)+I(xiàn)2O5(s)
5CO2(g)+I(xiàn)2(s)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。答案①③④⑦⑤⑦①③④⑤⑦①②③④⑦①②③②④⑦5.若上述題目中的(1)~(4)改成一定溫度下的恒壓密閉容器,結(jié)果又如何?答案答案(1)②③④⑦
(2)⑤⑦
(3)②③④⑤⑦(4)②③④⑦練后反思規(guī)避“2”個(gè)易失分點(diǎn)(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(diǎn),是等體積反應(yīng),還是非等體積反應(yīng);關(guān)注特殊情況,是否有固體參加或生成,或固體的分解反應(yīng)。(2)不能作為“標(biāo)志”的四種情況①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。②恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng),體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不再隨時(shí)間而變化,如2HI(g)
H2(g)+I(xiàn)2(g)。③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時(shí)間而變化,如2HI(g)
H2(g)+I(xiàn)2(g)。④全是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變?;瘜W(xué)平衡移動考點(diǎn)二1.化學(xué)平衡移動的過程知識梳理2.化學(xué)平衡移動與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系(1)v正>v逆:平衡向
移動。(2)v正=v逆:反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(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3.影響化學(xué)平衡的因素(1)若其他條件不變,改變下列條件對化學(xué)平衡的影響如下:改變的條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動的方向濃度增大反應(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(qiáng)(對有氣體參加的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體體積改變增大壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)
的方向移動減小壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)
的方向移動反應(yīng)前后氣體體積不變改變壓強(qiáng)平衡
移動溫度升高溫度向
反應(yīng)方向移動降低溫度向
反應(yīng)方向移動催化劑同等程度改變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(2)勒夏特列原理如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)、以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度),平衡將向著能夠
的方向移動。(3)“惰性氣體”對化學(xué)平衡的影響①恒溫、恒容條件減弱這種改變②恒溫、恒壓條件―→正誤判斷·
辨析易錯易混(1)化學(xué)平衡發(fā)生移動,化學(xué)反應(yīng)速率一定改變;化學(xué)反應(yīng)速率改變,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(shí)v放減小,v吸增大()(3)合成氨反應(yīng)需要使用催化劑,說明催化劑可以促進(jìn)該平衡向生成氨的方向移動,所以也可以用勒夏特列原理解釋使用催化劑的原因()(4)平衡時(shí),其他條件不變,分離出固體生成物,v正減小()答案××××(5)C(s)+CO2(g)
2CO(g)
ΔH>0,其他條件不變時(shí),升高溫度,反應(yīng)速率v(CO2)和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率均增大()(6)化學(xué)平衡正向移動,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大()(7)往平衡體系FeCl3+3KSCN
Fe(SCN)3+3KCl中加入適量KCl固體,平衡逆向移動,溶液的顏色變淺()(8)對于2NO2(g)
N2O4(g)的平衡體系,壓縮體積,增大加強(qiáng),平衡正向移動,混合氣體的顏色變淺()答案√√××根據(jù)化學(xué)平衡原理解答下列問題:在體積不變的密閉容器中發(fā)生N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
ΔH=-92.4kJ·mol-1,只改變一種外界條件,完成下表:深度思考·
提升思維能力改變條件平衡移動方向氫氣的轉(zhuǎn)化率(增大、減小或不變)氨氣的體積分?jǐn)?shù)(增大、減小或不變)增大氮?dú)獾臐舛?/p>
增大氨氣的濃度
升溫
充入適量氬氣
不變正向增大逆向減小增大逆向減小減小不移動不變答案解題探究題組一選取措施使化學(xué)平衡定向移動1.(2017·南寧高三質(zhì)檢)COCl2(g)
CO(g)+Cl2(g)
ΔH>0,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),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,能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥答案解析解析該反應(yīng)為氣體體積增大的吸熱反應(yīng),所以升溫和減壓均可以促使反應(yīng)正向移動。恒壓通入惰性氣體,相當(dāng)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的濃度,將導(dǎo)致平衡逆向移動?!?.(2017·鄭州一中檢測)將NO2裝入帶有活塞的密閉容器中,當(dāng)反應(yīng)2NO2(g)
N2O4(g)達(dá)到平衡后,改變某個(gè)條件,下列敘述正確的是A.升高溫度,氣體顏色加深,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.慢慢壓縮氣體體積,平衡向正反應(yīng)方向移動,混合氣體的顏色變淺C.慢慢壓縮氣體體積,若體積減小一半,壓強(qiáng)增大,但小于原來壓強(qiáng)的
兩倍D.恒溫恒容時(shí),充入惰性氣體,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,混
合氣體的顏色變淺答案解析√解析升高溫度,氣體顏色加深,則平衡向逆反應(yīng)方向移動,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A錯誤;首先假設(shè)平衡不移動,壓縮體積,氣體顏色加深,但平衡向正反應(yīng)方向移動,使混合氣體的顏色在加深后的基礎(chǔ)上變淺,但一定比原平衡的顏色深,B錯誤;同理C項(xiàng),首先假設(shè)平衡不移動,若體積減小一半,則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼膬杀?,但平衡向正反?yīng)方向移動,使壓強(qiáng)在原平衡兩倍的基礎(chǔ)上減小,正確;體積不變,反應(yīng)物及生成物濃度不變,所以正、逆反應(yīng)速率均不變,平衡不移動,顏色無變化,D錯誤。3.在壓強(qiáng)為0.1MPa、溫度為300℃條件下,amolCO與3amolH2的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)平衡后將容器的容積壓縮到原來的一半,其他條件不變,對平衡體系產(chǎn)生的影響是_____(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)化率增大答案解析CD解析該反應(yīng)為正向氣體分子數(shù)減小的可逆反應(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。(2)若容器容積不變,下列措施可增大甲醇產(chǎn)率的是___(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(qiáng)增大答案解析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的產(chǎn)率降低,體積不變,充入He,平衡不移動。練后反思化學(xué)平衡移動的目的是“減弱”外界條件的改變,而不是“抵消”外界條件的改變,改變是不可逆轉(zhuǎn)的。新平衡時(shí)此物理量更靠近于改變的方向。如①增大反應(yīng)物A的濃度,平衡右移,A的濃度在增大的基礎(chǔ)上減小,但達(dá)到新平衡時(shí),A的濃度一定比原平衡大;②若將體系溫度從50℃升高到80℃,則化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,達(dá)到新的平衡狀態(tài)時(shí)50℃<T<80℃;③若對體系N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)加壓,例如從30MPa加壓到60MPa,化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動,達(dá)到新的平衡時(shí)30MPa<p<60MPa。題組二條件改變時(shí)對化學(xué)平衡移動結(jié)果的判斷4.將等物質(zhì)的量的N2、H2氣體充入某密閉容器中,在一定條件下,發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
ΔH<0。當(dāng)改變某個(gè)條件并維持新條件直至新的平衡時(shí),下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是答案解析選項(xiàng)改變條件新平衡與原平衡比較A增大壓強(qiáng)N2的濃度一定變小B升高溫度N2的轉(zhuǎn)化率變小C充入一定量H2H2的轉(zhuǎn)化率不變,N2的轉(zhuǎn)化率變大D使用適當(dāng)催化劑NH3的體積分?jǐn)?shù)增大√解析A項(xiàng),正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),依據(jù)勒夏特列原理可知增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動,但氮?dú)獾臐舛热匀槐仍胶獯?,不正確;B項(xiàng),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?dú)獾霓D(zhuǎn)化率降低,正確;C項(xiàng),充入一定量的氫氣,平衡向正反應(yīng)方向移動,氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率增大,而氫氣的轉(zhuǎn)化率降低,不正確;D項(xiàng),催化劑只能改變反應(yīng)速率而不能改變平衡狀態(tài),不正確,答案選B。5.(2017·沈陽質(zhì)檢)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染。新型RuO2催化劑對上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。(1)實(shí)驗(yàn)測得在一定壓強(qiáng)下,總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl~T曲線如下圖:答案解析則總反應(yīng)的ΔH____(填“>”“=”或“<”)0。<解析結(jié)合題中αHCl~T圖像可知,隨著溫度升高,αHCl降低,說明升高溫度平衡逆向移動,得出正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng),即ΔH<0。(2)在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大,請?jiān)谟覉D畫出相應(yīng)αHCl~T曲線的示意圖,并簡要說明理由:______________________________________________________________________。答案解析
溫度相同的條件下,增大壓強(qiáng),平衡右移,αHCl增大,因此曲線應(yīng)在原曲線上方答案見下圖(3)下列措施中,有利于提高αHCl的有_____。A.增大n(HCl) B.增大n(O2)C.使用更好的催化劑 D.移去H2O答案解析BDB項(xiàng),增大n(O2)即增大反應(yīng)物的濃度;D項(xiàng),移去H2O即減小生成物的濃度,均能使平衡正向移動,兩項(xiàng)都正確;C項(xiàng),使用更好的催化劑,只能加快反應(yīng)速率,不能使平衡移動,錯誤。6.(2018·石家莊質(zhì)檢)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng):工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為1∶9),控制反應(yīng)溫度600℃,并保持體系總壓為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))示意圖如右:(1)摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率,解釋說明該事實(shí):________________________________________________________________。(2)控制反應(yīng)溫度為600℃的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________。向氣體分子數(shù)增加,加入水蒸氣稀釋,相當(dāng)于起減壓的效果正反應(yīng)方 600℃,乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低,反應(yīng)速率慢,轉(zhuǎn)化率低;溫度過高,選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活,且能耗大答案練后反思解化學(xué)平衡移動的思維過程題組三平衡移動方向與結(jié)果的判斷7.對于以下三個(gè)反應(yīng),從反應(yīng)開始進(jìn)行到達(dá)到平衡后,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(dá)到平衡后,PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率____,PCl5(g)的百分含量______。(2)2HI(g)
I2(g)+H2(g)再充入HI(g),平衡向______方向移動,達(dá)到平衡后,HI的分解率_____,HI的百分含量_____。答案增大正反應(yīng)減小不變正反應(yīng)不變(3)2NO2(g)
N2O4(g)再充入NO2(g),平衡向________方向移動,達(dá)到平衡后,NO2(g)的轉(zhuǎn)化率_____,NO2(g)的百分含量______。答案增大正反應(yīng)減小練后反思1.恒容狀態(tài)下的化學(xué)平衡分析在恒容容器中,當(dāng)改變其中一種氣態(tài)物質(zhì)的濃度時(shí),必然會引起壓強(qiáng)的改變,但判斷平衡移動的方向時(shí),仍以濃度的影響來考慮。如反應(yīng)2NO2
N2O4,達(dá)到平衡后,若向容器中再通入反應(yīng)物NO2,則c(NO2)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動;若向容器中通入生成物N2O4,則c(N2O4)增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動。但由于兩種情況下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)都增大,故對最終平衡狀態(tài)的影響是一致的,則兩種情況下,達(dá)到新的平衡時(shí),NO2的百分含量都比原平衡時(shí)要小。2.平衡轉(zhuǎn)化率的分析與判斷方法(1)反應(yīng)aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g)的轉(zhuǎn)化率分析①若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,達(dá)到平衡后,它們的轉(zhuǎn)化率相等。②若只增加A的量,平衡正向移動,B的轉(zhuǎn)化率提高,A的轉(zhuǎn)化率降低。③若按原比例同倍數(shù)地增加(或降低)A、B的濃度,等效于壓縮(或擴(kuò)大)容器體積,氣體反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。(2)反應(yīng)mA(g)
nB(g)+qC(g)的轉(zhuǎn)化率分析在T、V不變時(shí),增加A的量,等效于壓縮容器體積,A的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。應(yīng)用“等效平衡”判斷平衡移動的結(jié)果考點(diǎn)三1.等效平衡的含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應(yīng)體系,不管是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,還是正、逆反應(yīng)同時(shí)投料,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。知識梳理2.等效平衡的判斷方法(1)恒溫、恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)判斷方法:極值等量即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)①2mol1mol0②002mol③0.5mol0.25mol1.5mol④
amolbmolcmol上述①②③三種配比,按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,則SO2均為2mol,O2均為1mol,三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。(2)恒溫、恒壓條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)判斷方法:極值等比即等效。例如:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)①2mol3mol0②1mol3.5mol2mol③
amolbmolcmol(3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)判斷方法:無論是恒溫、恒容,還是恒溫、恒壓,只要極值等比即等效,因?yàn)閴簭?qiáng)改變對該類反應(yīng)的化學(xué)平衡無影響。例如:H2(g)+I(xiàn)2(g)
2HI(g)①1mol1mol0②2mol2mol1mol③
amolbmolcmol①②兩種情況下,n(H2)∶n(I2)=1∶1,故互為等效平衡。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)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例,見圖示)新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡單的疊加,壓強(qiáng)不變,平衡不移動。解題探究1.(2018·衡水二中模擬)在相同溫度和壓強(qiáng)下,對反應(yīng)CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)進(jìn)行甲、乙、丙、丁四組實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)起始時(shí)放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表物質(zhì)物質(zhì)的量實(shí)驗(yàn)CO2H2COH2O甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙0mol0molamolamol丁amol0molamolamol上述四種情況達(dá)到平衡后,n(CO)的大小順序是A.乙=丁>甲=丙B.甲>乙>丙>丁C.乙=甲>?。奖鸇.丁>丙>乙>甲答案√解析解析四種情況均“一邊倒”為反應(yīng)物,進(jìn)行比較:物質(zhì)物質(zhì)的量實(shí)驗(yàn)CO2H2COH2O甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙amolamol0mol0mol丁2amolamol0mol0mol所以乙和丁相當(dāng)于增大了反應(yīng)物(CO2)的初始量,平衡向正反應(yīng)方向移動,相對于甲和丙n(CO)增大,故有乙=丁>甲=丙。2.一定溫度下,在3個(gè)容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g)達(dá)到平衡,下列說法正確的是容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度/mol·L-1物質(zhì)的平衡濃度/mol·L-1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200
Ⅲ500000.100.025A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱B.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大C.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍D.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大答案解析√解析對比容器Ⅰ和Ⅲ可知兩者投料量相當(dāng),若溫度相同,最終建立等效平衡,但Ⅲ溫度高,平衡時(shí)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成比例增加投料量,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動,轉(zhuǎn)化率提高,所以Ⅱ中轉(zhuǎn)化率高,B錯誤;不考慮溫度,Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動,所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的兩倍,C錯誤;對比Ⅰ和Ⅲ,若溫度相同,兩者建立等效平衡,兩容器中速率相等,但Ⅲ溫度高,速率更快,D正確。探究高考明確考向1.(2017·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(qiáng)下于密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡。下列敘述正確的是
A.升高溫度,K增大B.減小壓強(qiáng),n(CO2)增加C.更換高效催化劑,α(CO)增大D.充入一定量的氮?dú)猓琻(H2)不變答案1234√A.該反應(yīng)的焓變ΔH>0B.圖中Z的大小為a>3>b答案√1234D.溫度不變時(shí),圖中X點(diǎn)對應(yīng)的平衡在加壓后φ(CH4)
減小解析解析A項(xiàng),由圖可知,隨溫度的升高,CH4的體積分?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;1234D項(xiàng),加壓,平衡向逆反應(yīng)移動,CH4體積分?jǐn)?shù)增大,錯誤。3.[2016·天津理綜,10(3)]在恒溫恒容的密閉容器中,某儲氫反應(yīng):MHx(s)+yH2(g)
MHx+2y(s)
ΔH<0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是_____。a.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變b.吸收ymolH2只需1molMHxc.若降溫,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣,則v(放氫)>v(吸氫)1234ac答案解析1234解析MHx(s)+yH2(g)
MHx+2y(s)
ΔH<0,該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量減小的反應(yīng)。a項(xiàng),平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量不變,壓強(qiáng)不變,正確;b項(xiàng),該反應(yīng)為可逆反應(yīng),吸收ymolH2需要大于1molMHx,錯誤;c項(xiàng),因?yàn)樵摲磻?yīng)的正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng),降溫時(shí)該反應(yīng)將向正反應(yīng)方向移動,反應(yīng)的平衡常數(shù)將增大,正確;d項(xiàng),向容器內(nèi)通入少量氫氣,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動,v(放氫)<v(吸氫),錯誤。4.(2017·全國卷Ⅱ,27)丁烯是一種重要的化工原料,可由丁烷催化脫氫制備?;卮鹣铝袉栴}:(1)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下:①C4H10(g)===C4H8(g)+H2(g)
ΔH11234反應(yīng)①的ΔH1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(qiáng)的關(guān)系圖,x______(填“大于”或“小于”)0.1;欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高,應(yīng)采取的措施是____(填標(biāo)號)。A.升高溫度 B.降低溫度
C.增大壓強(qiáng) D.降低壓強(qiáng)答案解析+123小于AD12341234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)圖可以看出,溫度相同時(shí),由0.1MPa變化到xMPa,丁烷的轉(zhuǎn)化率增大,即平衡正向移動,所以x<0.1。由于反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),所以溫度升高時(shí),平衡正向移動,丁烯的平衡產(chǎn)率增大,因此A正確、B錯誤;反應(yīng)①正向進(jìn)行時(shí)體積增大,加壓時(shí)平衡逆向移動,丁烯的平衡產(chǎn)率減小,因此C錯誤、D正確。(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑),出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,其降低的原因是_________________________________________________________。答案解析氫氣是產(chǎn)物之一,隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大,逆1234反應(yīng)速率增大1234解析反應(yīng)初期,H2可以活化催化劑,進(jìn)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(jìn)行的程度大,丁烯轉(zhuǎn)化率升高;隨著進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)增大,原料中過量的H2會使反應(yīng)①平衡逆向移動,所以丁烯轉(zhuǎn)化率下降。(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃
之前隨溫度升高而增大的原因可能是___________________________________、__________________________;590℃之后,丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_____________________________。答案解析升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行1234升高溫度時(shí),反應(yīng)速率加快丁烯高溫裂解生成短碳鏈烴類解析590℃之前,溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快,生成的丁烯會更多,同時(shí)由于反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動,平衡體系中會含有更多的丁烯。而溫度超過590℃時(shí),丁烯高溫會裂解生成短碳鏈烴類,使產(chǎn)率降低。1234課時(shí)作業(yè)1.(2017·淄博聯(lián)考)在一定條件下,可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
ΔH=-92.4kJ·mol-1,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),下列說法正確的是
A.降低溫度,可提高反應(yīng)速率B.加入合適的催化劑,可提高N2的轉(zhuǎn)化率C.N2的正反應(yīng)速率等于NH3的逆反應(yīng)速率D.反應(yīng)物和生成物的濃度都不再發(fā)生變化答案√12345678910111213解析解析降低溫度,反應(yīng)速率減慢,A項(xiàng)錯誤;加入合適的催化劑,反應(yīng)速率加快,但平衡不移動,N2的轉(zhuǎn)化率不變,B項(xiàng)錯誤;反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),N2的正反應(yīng)速率等于NH3的逆反應(yīng)速率的1/2,C項(xiàng)錯誤;反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度不變,D項(xiàng)正確。123456789101112132.用銅、鉻的氧化物作催化劑時(shí),HCl制Cl2的原理為4HCl(g)+O2(g)
2Cl2(g)+2H2O(g)
ΔH=-115.6kJ·mol-1,下列說法正確的是
A.平衡時(shí),將生成的水蒸氣除去,有利于提高HCl的轉(zhuǎn)化率B.在恒容絕熱容器中進(jìn)行時(shí),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,氣體的壓強(qiáng)一定不斷減小C.恒壓容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后通入惰性氣體,平衡不移動D.平衡時(shí),其他條件不變,增大催化劑用量,反應(yīng)的平衡常數(shù)將變大答案解析12345678910111213√解析平衡時(shí)除去水蒸氣,平衡向正反應(yīng)方向移動,有利于提高HCl的轉(zhuǎn)化率,A項(xiàng)正確;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溫度將不斷升高,雖然該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),但很難確定壓強(qiáng)是否減小,B項(xiàng)錯誤;恒壓容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后通入惰性氣體,相當(dāng)于減小反應(yīng)體系氣體的壓強(qiáng),平衡向逆方向移動,C項(xiàng)錯誤;催化劑對平衡常數(shù)沒有影響,D項(xiàng)錯誤。123456789101112133.一定條件下,通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收:SO2(g)+2CO(g) 2CO2(g)+S(l)
ΔH<0。若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進(jìn)行,下列有關(guān)說法正確的是
A.平衡前,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變B.平衡時(shí),其他條件不變,分離出硫,正反應(yīng)速率加快C.平衡時(shí),其他條件不變,升高溫度可提高SO2的轉(zhuǎn)化率D.其他條件不變,使用不同催化劑,該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變√12345678910111213答案解析12345678910111213解析S為液體,正反應(yīng)是氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng),隨著反應(yīng)進(jìn)行,氣體物質(zhì)的量減小,壓強(qiáng)減小,A項(xiàng)錯誤;硫是純液態(tài)生成物,分離出硫后正反應(yīng)速率不變,B項(xiàng)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的轉(zhuǎn)化率降低,C項(xiàng)錯誤;化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,D項(xiàng)正確。4.(2017·北京朝陽區(qū)一模)探究濃度對化學(xué)平衡的影響,實(shí)驗(yàn)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(dá)到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,下層顯極淺的紫色Ⅲ.向另一份中加入CCl4,振蕩、靜置,下層顯紫紅色結(jié)合實(shí)驗(yàn),下列說法不正確的是
A.反應(yīng)a為2Fe3++2I-
2Fe2++I(xiàn)2B.Ⅱ中,反應(yīng)a進(jìn)行的程度大于反應(yīng)b進(jìn)行的程度C.實(shí)驗(yàn)Ⅱ中變紅的原理Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3D.比較水溶液中c(Fe2+):Ⅱ<Ⅲ答案解析√12345678910111213解析由藥品用量看,F(xiàn)e3+與I-能恰好反應(yīng),再依據(jù)Ⅱ、Ⅲ實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可知,反應(yīng)混合物中存在Fe3+和I2,因而Fe3+與I-的反應(yīng)為可逆反應(yīng),A正確;結(jié)合Ⅱ、Ⅲ實(shí)驗(yàn)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+的能力比I-還原Fe3+的能力強(qiáng),使2Fe3++2I-
2Fe2++I(xiàn)2的平衡逆向逆動,B錯。123456789101112135.如圖所示,三個(gè)燒瓶中分別充滿NO2氣體并分別裝置在盛有下列物質(zhì)的燒杯(燒杯內(nèi)有水)中:在(1)中加入CaO,在(2)中不加其他任何物質(zhì),在(3)中加入NH4Cl晶體,發(fā)現(xiàn)(1)中紅棕色變深,(3)中紅棕色變淺。[已知反應(yīng)2NO2(紅棕色)
N2O4(無色)]12345678910111213下列敘述正確的是
A.2NO2
N2O4是放熱反應(yīng)B.NH4Cl溶于水時(shí)放出熱量C.燒瓶(1)中平衡混合氣體的相對分子質(zhì)量增大D.燒瓶(3)中氣體的壓強(qiáng)增大答案解析12345678910111213√12345678910111213解析加CaO的燒杯(1)中溫度升高,(1)中紅棕色變深,說明平衡逆向移動,平衡混合氣體的相對分子質(zhì)量減?。?3)中紅棕色變淺,說明平衡正向移動,氣體的壓強(qiáng)減小,加NH4Cl晶體的燒杯(3)中溫度降低,由此可說明2NO2
N2O4是放熱反應(yīng),NH4Cl溶于水時(shí)吸收熱量。6.(2016·海南,11改編)由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是
答案解析12345678910111213A.由X→Y反應(yīng)的ΔH=E5-E2B.由X→Z反應(yīng)的ΔH>0C.降低壓強(qiáng)有利于提高Y的產(chǎn)率D.升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率√解析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化決定于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小,由圖可知,X→Y反應(yīng)的ΔH=E3-E2,X→Z反應(yīng)的ΔH=E1-E2<0,反應(yīng)放熱,A、B項(xiàng)錯誤;由X生成Y的反應(yīng),即2X(g)
3Y(g),是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),降低壓強(qiáng),平衡正向移動,有利于提高Y的產(chǎn)率,C正確;X→Z的反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,不利于提高Z的產(chǎn)率,D錯誤。123456789101112137.(2017·遼寧葫蘆島六校協(xié)作體考試)已知反應(yīng):CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)。起始以物質(zhì)的量之比為1∶1充入反應(yīng)物,不同壓強(qiáng)條件下,H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示(M、N點(diǎn)標(biāo)記為▲)。下列有關(guān)說法正確的是
A.上述反應(yīng)的ΔH<0B.N點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率一定比M點(diǎn)的快C.降低溫度,H2的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100%D.工業(yè)上用此法制取甲烷應(yīng)采用更高的壓強(qiáng)答案√解析12345678910111213解析根據(jù)圖像,隨著溫度的升高,H2的轉(zhuǎn)化率降低,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(xiàng)正確;N點(diǎn)壓強(qiáng)大于M點(diǎn)的,M點(diǎn)溫度高于N點(diǎn)的,因此無法確定兩點(diǎn)的反應(yīng)速率快慢,B項(xiàng)錯誤;此反應(yīng)是可逆反應(yīng),不能完全進(jìn)行到底,C項(xiàng)錯誤;控制合適的溫度和壓強(qiáng),既能保證反應(yīng)速率較快,也能保證H2有較高的轉(zhuǎn)化率,采用更高的壓強(qiáng)對設(shè)備的要求更高,增加經(jīng)濟(jì)成本,D項(xiàng)錯誤。123456789101112138.在初始溫度為500℃、容積恒定為10L的三個(gè)密閉容器中,按圖所示投入原料,發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-25kJ·mol-1。已知乙達(dá)到平衡時(shí)氣體的壓強(qiáng)為開始時(shí)的0.55倍;乙、丙中初始反應(yīng)方向不同,平衡后對應(yīng)各組分的體積分?jǐn)?shù)相等。下列分析正確的是
絕熱恒溫
恒溫12345678910111213甲
乙丙A.剛開始反應(yīng)時(shí)速率:甲>乙B.平衡后反應(yīng)放熱:甲>乙C.500℃時(shí)乙容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3×102D.若a≠0,則0.9<b<1答案12345678910111213√解析12345678910111213解析剛開始反應(yīng)時(shí)甲和乙各組分的濃度相等,所以開始時(shí)反應(yīng)速率相等,故A項(xiàng)錯誤;甲是絕熱體系,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)放出熱量,使得體系的溫度升高,所以平衡逆向移動,但乙為恒溫體系,所以甲相當(dāng)于在乙的基礎(chǔ)上逆向移動了,故平衡后反應(yīng)放熱:甲<乙,故B項(xiàng)錯誤;12345678910111213乙和丙中初始反應(yīng)方向不同,平衡后對應(yīng)各組分的體積分?jǐn)?shù)相等,此時(shí)二者建立的平衡為等效平衡,根據(jù)C項(xiàng)的計(jì)算分析,平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量為0.9mol,則0.9<b<1,故D項(xiàng)正確。設(shè)二氧化碳的轉(zhuǎn)化量為xmol,則:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)起始量/mol
1
3
0
0轉(zhuǎn)化量/mol
x
3x
x
x平衡量/mol
1-x
3-3x
x
x9.鐵的氧化物可用于脫除煤氣中的H2S,反應(yīng)原理如下:Fe3O4(s)+3H2S(g)+H2(g)
3FeS(s)+4H2O(g) ①Fe2O3(s)+2H2S(g)+H2(g)
2FeS(s)+3H2O(g) ②FeO(s)+H2S(g)
FeS(s)+H2O(g) ③12345678910111213溫度與平衡常數(shù)的關(guān)系如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是
A.上述反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)B.壓強(qiáng)越大,H2S脫除率越高C.溫度越高,H2S脫除率越高D.相同溫度、相同物質(zhì)的量的三種鐵的氧化物中,F(xiàn)e3O4脫除H2S的效果
最好答案解析12345678910111213√解析溫度越高,平衡常數(shù)越小,說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高,H2S的脫除率越低,A、C兩項(xiàng)錯誤;上述3個(gè)反應(yīng)均是氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡不移動,B項(xiàng)錯誤。12345678910111213(1)ΔH____(填“>”“<”或“=”)0。10.(2018·大連二十四中模擬)鎳能與CO反應(yīng),化學(xué)方程式如下:答案解析12345678910111213<解析在較低溫度下有利于合成四羰基合鎳,在高溫下四羰基合鎳分解,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)工業(yè)上,利用密閉石英管提純粗鎳。在密閉石英管內(nèi)充滿CO,在______(填“高溫區(qū)”或“低溫區(qū)”)放置粗鎳,在另一區(qū)域收集純鎳粉。答案解析12345678910111213解析利用平衡移動原理提純鎳:粗鎳中含有不反應(yīng)且難揮發(fā)的雜質(zhì),將粗鎳放在低溫區(qū),使鎳與CO化合成氣態(tài)四羰基合鎳,將難揮發(fā)的雜質(zhì)殘留在低溫區(qū)。在高溫區(qū),四羰基合鎳蒸氣分解,純鎳留在高溫區(qū)。低溫區(qū)(3)吸煙時(shí),煙草燃燒生成的CO會與煙草中微量的Ni在肺部發(fā)生該反應(yīng),生成容易進(jìn)入血液的Ni(CO)4,隨著CO與血紅蛋白的結(jié)合,在血液中不斷積累重金屬鎳單質(zhì),使人體中毒。用化學(xué)平衡原理解釋“鎳積累”:______________________________________________________________。答案解析12345678910111213解析CO與血紅蛋白結(jié)合能力很強(qiáng),使平衡向左移動,產(chǎn)生的鎳逐漸增多。Ni(CO)4進(jìn)入血液后,CO與血紅蛋白結(jié)合,平衡左移,鎳在人體中積累11.(2018·淮安檢測)汽車尾氣中CO、NO2在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng):4CO(g)+2NO2(g)
4CO2(g)+N2(g)
ΔH=-1200kJ·mol-1。在一定溫度下,向容積固定為2L的密閉容器中充入一定量的CO和NO2,NO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示:答案12345678910111213解析(1)0~10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(CO)=_________________,從11min起其他條件不變,壓縮容器的容積變?yōu)?L,則n(NO2)的變化曲線可能為圖中的____(填字母)。0.03mol·L-1·min-1d12345678910111213(2)恒溫恒容條件下,不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____(填字母)。A.容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化B.容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變C.2v逆(NO2)=v正(N2)D.容器內(nèi)混合氣體密度保持不變答案12345678910111213解析CD12345678910111213解析混合氣體顏色不再變化,說明各物質(zhì)的濃度不變,可以說明達(dá)到平衡,A對;反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不相等,因此壓強(qiáng)保持不變,可以說明達(dá)到平衡,B對;v逆(NO2)=2v正(N2)才能說明達(dá)到平衡,C錯;反應(yīng)體系中物質(zhì)全部為氣體,密度始終保持不變,不能說明達(dá)到平衡,D錯。(3)對于該反應(yīng),溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時(shí),下列圖像表示正確的是____(填序號)。答案12345678910111213解析乙解析甲,溫度升高,v正、v逆應(yīng)該均出現(xiàn)突增,錯誤;乙,溫度升高,平衡逆向移動,NO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)該降低,正確;丙,溫度不變時(shí),增大壓強(qiáng),平衡正向移動,平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該減小,錯誤。12.乙醇是重要的有機(jī)化工原料,可由乙烯氣相直接水合法[C2H4(g)+H2O(g)
C2H5OH(g
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