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文檔簡介
1、第3節(jié)化學平衡常數(shù)化學反應進行的方向考試說明1了解化學平衡常數(shù)的含義,能利用化學平衡常數(shù)進行相關計算。2了解利用焓變、熵變判斷化學反應進行的方向。命題規(guī)律本節(jié)內(nèi)容是歷屆各地高考的必考點。在高考中的考點主要有兩個:一是化學平衡常數(shù)的計算及利用化學平衡常數(shù)進行化學平衡移動方向的判斷和反應是放熱還是吸熱以及溫度對平衡常數(shù)的影響等;二是焓變、熵變與化學反應方向的關系,這個知識點在高考中考查的不多??键c1化學平衡常數(shù)及其應用1化學平衡常數(shù)(1)概念在一定溫度下,一個可逆反應達到化學平衡時,生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù),用符號K表示。(2)表達式對于一般的可逆反應:mA(g)nB(g
2、)pC(g)qD(g),在一定溫度下達到平衡時:K(固體和純液體的濃度視為常數(shù),通常不計入平衡常數(shù)表達式中)。(3)意義K值越大,反應物的轉(zhuǎn)化率越高,正反應進行的程度越大,一般來說,K105認為反應進行的較完全。K只受溫度影響,與反應物或生成物的濃度變化無關,與壓強變化、是否使用催化劑無關?;瘜W平衡常數(shù)是指某一具體反應方程式的平衡常數(shù)。2平衡轉(zhuǎn)化率平衡轉(zhuǎn)化率是指平衡時已轉(zhuǎn)化了的某反應物的量與轉(zhuǎn)化前該反應物的量之比,用來表示反應限度。對于反應:aA(g)bB(g)cC(g)dD(g),反應物A的轉(zhuǎn)化率可以表示為(A)100%。(1)計算平衡常數(shù)利用的是物質(zhì)的平衡濃度,而不是任意時刻濃度,也不能用
3、物質(zhì)的量。(2)不能把反應體系中固體、純液體及稀溶液中水的濃度寫入平衡常數(shù)表達式中。如CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)Kc(CO2)Cr2O(aq)H2O(l)2CrO(aq)2H(aq)K但非水溶液中發(fā)生的反應,若有水參加或生成,則此時水的濃度不可視為常數(shù),應寫入平衡常數(shù)表達式中。如C2H5OH(l)CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l)H2O(l)K。(3)對于給定的化學反應,K只與溫度有關,溫度改變,平衡常數(shù)發(fā)生變化【基礎辨析】判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)的平衡常數(shù)表達式為K。()(2)恒溫、恒容條件下,發(fā)生反應2S
4、O2(g)O2(g)2SO3(g)達到平衡,向容器中再充入1 mol SO2,平衡正向移動,化學平衡常數(shù)增大。()(3)化學平衡常數(shù)只受溫度影響,與反應物或生成物的濃度變化無關;溫度越高,化學平衡常數(shù)越大。()(4)改變條件,使反應物的平衡轉(zhuǎn)化率都增大,該可逆反應的平衡常數(shù)一定增大。()(5)改變條件,平衡右移,則反應物的轉(zhuǎn)化率一定增大。()題組一 化學平衡常數(shù)及其影響因素1在一個容積為2 L的密閉容器中,加入0.8 mol A2氣體和0.6 mol B2氣體,一定條件下發(fā)生反應:A2(g)B2(g)2AB(g)H0,反應中各物質(zhì)的濃度隨時間的變化情況如圖所示,下列說法不正確的是()A圖中a點
5、的值為0.15B該反應的平衡常數(shù)K0.03C溫度升高,平衡常數(shù)K值減小D平衡時A2的轉(zhuǎn)化率為62.5%答案B解析A項,c(AB)0.5 molL1,c(A2)(0.4a),由化學方程式可知,0.5(0.4a)21,a0.15,正確;B項,當c(AB)0.5 molL1時,c(B2)0.25 molL1,平衡時c(B2)(0.30.25) molL10.05 molL1,K,錯誤;C項,HbB增大壓強,平衡狀態(tài)不移動C升高溫度平衡狀態(tài)向正反應方向移動D反應、均為放熱反應答案C解析由,得K3K1K2,則a2.38,b0.78,ab,A正確;是等體積反應,增大壓強,平衡不移動,B正確;由a2.38,
6、b0.78,可知,隨溫度升高K2、K3均減小,故反應、均為放熱反應;升溫時平衡向逆反應方向移動,C錯誤、D正確。題組二 化學平衡常數(shù)的應用3已知在25 時,下列反應的平衡常數(shù)如下:N2(g)O2(g)2NO(g)K1110302H2(g)O2(g)2H2O(g)K2210812CO2(g)2CO(g)O2(g)K341092下列說法正確的是()ANO分解反應:NO(g)N2(g)O2(g)的平衡常數(shù)為11030B根據(jù)K2的值可以判斷常溫下H2和O2很容易反應生成H2OC常溫下,NO、H2O、CO2三種物質(zhì)分解放出O2的傾向順序為NOH2OCO2D溫度升高,上述三個反應的平衡常數(shù)均增大答案C解析
7、A項,NO(g)N2(g)O2(g)的平衡常數(shù)為(1/K1) 1015,錯誤;B項,H2和O2之間的反應需要點燃才能進行,錯誤;C項,常溫下,NO、H2O、CO2三種物質(zhì)分解放出O2的平衡常數(shù)依次為11030、51082、41092,平衡常數(shù)越大,則反應進行的程度越大,正確;D項,反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,錯誤。4N2O5是一種新型硝化劑,一定溫度下發(fā)生反應2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)H0,T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)為:t/s050010001500c(N2O5)/(molL1)5.003.522.502.50下列說法不正確的是()A500 s內(nèi),N2O5的
8、分解速率為2.96103 molL1s1BT1溫度下的平衡常數(shù)為K1125,1000 s時N2O5的轉(zhuǎn)化率為50%C其他條件不變時,T2溫度下反應到1000 s時測得N2O5(g)濃度為2.98 molL1,則有T1T2,則有K1K2答案C解析500 s內(nèi)c(N2O5)由5.00 molL1降低到3.52 molL1,則v(N2O5)2.96103 molL1s1,A正確。1000 s時,c(N2O5)2.50 molL1,則c(NO2)5 molL1,c(O2)1.25 molL1,此時N2O5的轉(zhuǎn)化率為50%;化學平衡常數(shù)K1125,B正確。T2溫度下反應到1000 s時測得N2O5(g)
9、濃度為2.98 molL12.50 molL1,說明反應速率減小,故有T1T2,C錯誤。該反應為吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動,平衡常數(shù)增大,由于T1T2,則有K1K2,D正確。與化學方程式相對應的平衡常數(shù)表達式的書寫對于同一可逆反應,正反應的平衡常數(shù)等于逆反應的平衡常數(shù)的倒數(shù),即:K正。若化學方程式中的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小,盡管是同一反應,平衡常數(shù)也會發(fā)生改變。兩反應加和,得到的新反應,其化學平衡常數(shù)是兩反應平衡常數(shù)的乘積;兩反應相減,得到的新反應,其化學平衡常數(shù)是兩反應平衡常數(shù)相除得到的商。如:N23H22NH3,Ka,則有2NH3N23H2,K;N2H2NH3,K。考點2有關化學平
10、衡的計算“三段式法”是有效解答化學平衡計算題的“萬能鑰匙”。解題時,要注意條理清楚地列出起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量,按題目要求進行計算,同時還要注意單位的統(tǒng)一。1解題步驟(1)寫出涉及的可逆反應的化學方程式。(2)找出起始量、轉(zhuǎn)化量和平衡量中哪些是已知量,哪些是未知量,按“三段式”列出。(3)根據(jù)問題建立相應的關系式進行計算。2計算模式對于反應:mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),令A、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b,達到平衡后,A的消耗量為mx,容器容積為V L。 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始(mol)ab00轉(zhuǎn)化(mol)mxnxpxqx平衡(mol)amxbnxp
11、xqx則有:平衡常數(shù):K。A的平衡濃度:c(A)平 molL1。A的轉(zhuǎn)化率:(A)平100%,(A)(B)。A的體積分數(shù):(A)100%。平衡與起始壓強之比:?;旌蠚怏w的平均密度混 gL1?;旌蠚怏w的平均摩爾質(zhì)量 gmol1。(1)計算平衡常數(shù)時必須是各物質(zhì)的平衡濃度(對于反應前后氣體總體積不變的可用各物質(zhì)平衡的物質(zhì)的量);平衡常數(shù)的單位是一個復合單位,可寫,也可不寫。(2)轉(zhuǎn)化率有平衡轉(zhuǎn)化率和非平衡轉(zhuǎn)化率之分。1向一體積不變的密閉容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三種氣體,在一定條件下發(fā)生反應,各物質(zhì)濃度隨時間變化的情況如圖甲所示。圖乙為t2時刻后改變反應條件,該平衡體
12、系中反應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。已知圖乙中t3t4階段為使用催化劑;圖甲中t0t1階段c(B)未畫出。下列說法不正確的是()A該反應為吸熱反應BB在t0t1階段的轉(zhuǎn)化率為60%Ct4t5階段改變的條件為減小壓強Dt1時該反應的化學平衡常數(shù)K答案B解析在圖乙中t3t4階段為使用催化劑;t4t5階段正、逆反應速率均減小,但平衡不移動,這說明此階段是減小壓強,平衡不移動,說明反應前后體積不變,C正確;根據(jù)圖甲可知,A是反應物,平衡時消耗A 0.2 molL1,C是生成物,平衡時C增加了0.3 molL1,因此B是反應物,該反應的化學方程式可表示為2AB3C。t5t6階
13、段正、逆反應速率均增大,平衡向正反應方向移動,因此改變的條件是升高溫度,故該反應是吸熱反應,A正確;B的平衡濃度是0.4 molL1,消耗了0.1 molL1,因此B在t0t1階段的轉(zhuǎn)化率為20%,B錯誤;t1時,達平衡時A、B、C的濃度分別是0.8 molL1、0.4 molL1、0.6 molL1,故平衡常數(shù)K,D正確。2已知A(g)B(g)C(g)D(g),反應的平衡常數(shù)和溫度的關系如下:溫度/70080083010001200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4830 時,向一個2 L的密閉容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B,反應初始4 s內(nèi)A的平均反應速率v(A)0.
14、005 molL1s1。下列說法正確的是()A4 s時c(B)為0.76 molL1B830 達平衡時,A的轉(zhuǎn)化率為80%C反應達平衡后,升高溫度,平衡正向移動D1200 時反應C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常數(shù)的值為0.4答案B解析4 s時c(A)v(A)t0.005 molL1s14 s0.02 molL1,c(B)c(A)0.02 molL1,則4 s時,c(B)0.02 molL10.38 molL1,A錯誤;設830 時,A的平衡轉(zhuǎn)化率為x,則A(g)B(g)C(g)D(g) 0.1 0.4 0 0 0.1x 0.1x 0.1x 0.1x 0.1(1x) 0.40.1x 0.
15、1x 0.1xK1,x80%,B正確;由表中數(shù)據(jù)可知,升高溫度,平衡常數(shù)減小,說明升高溫度平衡逆向移動,C錯誤;正反應的平衡常數(shù)為K0.4,故1200 時,K逆2.5,D錯誤。3溫度為T 時,向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,反應PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)經(jīng)過一段時間后達到平衡。反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)如圖。下列說法正確的是()A反應在前50 s的平均速率v(PCl3)0.0032 molL1s1B保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(PCl3)0.11 molL1,則反應的Hv(逆)答案D解析由題圖數(shù)據(jù)可知前50 s內(nèi),n(PCl3)0.16 mol,v(
16、PCl3)0.0016 molL1s1,A錯誤;由題圖數(shù)據(jù)可知,平衡時n(PCl3)0.20 mol,保持其他條件不變,升高溫度重新達到平衡時,c(PCl3)0.11 molL1,則n(PCl3)0.11 molL12.0 L0.22 mol0.20 mol,說明升高溫度平衡正向移動,故正反應為吸熱反應,H 0,B錯誤;起始時向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,與起始加入2.0 mol PCl5是等效平衡,與原平衡相比壓強增大,則平衡向逆反應方向移動,平衡時的PCl5轉(zhuǎn)化率較原平衡低,故平衡時PCl3的物質(zhì)的量小于0.40 mol,即參加反應的PCl3的物質(zhì)的量大于1
17、.60 mol,故達到新的平衡時PCl3的轉(zhuǎn)化率大于100%80%,C錯誤;起始時PCl5的濃度為0.5 molL1,根據(jù)圖像平衡時PCl3的濃度為0.10 molL1,則PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)起始/molL1 0.50 0 0轉(zhuǎn)化/molL1 0.10 0.10 0.10平衡/molL1 0.40 0.10 0.10所以平衡常數(shù)K0.025,起始時向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,起始濃度分別為0.50 molL1、0.10 molL1、0.10 molL1,此時Qc0.02,Qcv(逆),D正確。平衡轉(zhuǎn)化率的計算(
18、1)明確三個量起始量、變化量、平衡量N23H22NH3起始量 1 3 0轉(zhuǎn)化量 a b c平衡量 1a 3b c反應物的平衡量起始量轉(zhuǎn)化量。生成物的平衡量起始量轉(zhuǎn)化量。各物質(zhì)變化濃度之比等于它們在化學方程式中化學計量數(shù)之比。變化濃度是聯(lián)系化學方程式、平衡濃度、起始濃度、轉(zhuǎn)化率、化學反應速率的橋梁。因此抓住變化濃度是解題的關鍵。(2)掌握三個百分數(shù)反應物的轉(zhuǎn)化率100%100%。生成物的產(chǎn)率:實際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分數(shù)。一般來講,轉(zhuǎn)化率越大,原料利用率越高,產(chǎn)率越大。產(chǎn)率100%。混合物組分的百分含量100%??键c3化學反應進行的方向1自發(fā)過程(1)含義:在一定條件下,不需要借助外力
19、作用就能自動進行的過程。(2)特點體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或放出熱量)。在密閉條件下,體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。2自發(fā)反應在一定條件下不借助外力就能自發(fā)進行的反應稱為自發(fā)反應。3化學反應方向的判據(jù)(1)焓判據(jù)放熱過程中體系能量降低,HS(l)S(s);c反應前無氣體,反應后有氣體產(chǎn)生的過程;d反應前后都有氣體,但氣體的物質(zhì)的量增加的反應。熵判據(jù):體系的混亂度增大,S0,反應有自發(fā)進行的傾向。但有些熵減的過程也能自發(fā)進行,故只用熵變來判斷反應方向也不全面。(3)復合判據(jù)在溫度、壓強一定的條件下,化學反應方向是反應的焓變和熵變共同影響的結果,反應
20、方向的復合判據(jù)為GHTS。當GHTS(1)非自發(fā)反應不一定不能發(fā)生,在外力作用下可發(fā)生如CuH2SO4CuSO4H2。(2)自發(fā)反應發(fā)生時需要引發(fā),如2CO2=2CO,利用復合判據(jù)該反應任何溫度下都能自發(fā)進行,而該反應發(fā)生時需先加熱引發(fā)?!净A辨析】判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)H0的反應在溫度低時不能自發(fā)進行。()(2)NH4HCO3(g)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJmol1能自發(fā)進行,原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向。()(3)一定溫度下,反應MgCl2(l)Mg(l)Cl2(g)的H0、S0。()(4)反應NH3(g)HCl(g)
21、=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進行,則該反應的H0。()(5)因為焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關,因此焓變或熵變均可以單獨作為反應自發(fā)性的判據(jù)。()(6)在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑,可以改變化學反應進行的方向。()1下列關于化學反應自發(fā)性的說法中正確的是()A熵增加的化學反應一定能自發(fā)進行B自發(fā)進行的化學反應一定能迅速發(fā)生C在一定條件下,吸熱反應可自發(fā)進行D電解池中的化學反應屬于自發(fā)過程答案C解析放熱的熵增反應是自發(fā)的,吸熱的熵減反應是不自發(fā)的;電解過程屬于非自發(fā)過程。2對于化學反應能否自發(fā)進行,下列說法中錯誤的是()A若H0,任何溫度下都能自發(fā)進行B若H0、S0,任何溫度下都不
22、能自發(fā)進行C需要加熱才能夠進行的過程肯定不是自發(fā)過程D非自發(fā)過程在一定條件下可能變成自發(fā)過程答案C解析若H0,則有HTS0、S0,故反應在任何溫度下都不能自發(fā)進行,B正確;化學反應能否自發(fā)進行與是否需要加熱無關,有些自發(fā)反應需要加熱來引發(fā)反應,C錯誤;有些非自發(fā)反應,改變反應條件可變成自發(fā)反應,如CaCO3分解在常溫下是非自發(fā)反應,但高溫下是自發(fā)反應,D正確。3下列說法正確的是()A凡是放熱反應都是自發(fā)的,因為吸熱反應都是非自發(fā)的B自發(fā)反應的熵一定增大,非自發(fā)反應的熵一定減小C常溫下,反應C(s)CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行,則該反應的H0D反應2Mg(s)CO2(g)=C(s)2Mg
23、O(s)能自發(fā)進行,則該反應的H0答案C解析若H0,則一定自發(fā),若H0,S0,則一定不能自發(fā),若H0,S0,S0,反應能否自發(fā),也和溫度有關,A、B錯誤;C項中反應的S0,若H0,正確;D項中反應的S0,能自發(fā),說明H0。()(3)江蘇高考對于乙酸與乙醇的酯化反應(H0),加入少量濃硫酸并加熱,該反應的反應速率和平衡常數(shù)均增大。()(4)天津高考某吸熱反應能自發(fā)進行,因此該反應是熵增反應。()答案(1)(2)(3)(4)解析(1)鈉與水反應有氣體生成,是熵增的放熱反應,反應能自發(fā)進行,正確。(2)已知反應是一個熵減的反應,若常溫下能自發(fā)進行,則需要H0,錯誤。(3)此反應H0,加熱平衡逆向移動
24、,平衡常數(shù)減小,錯誤。(4)根據(jù)GHTS0,則S一定大于0,正確。22017天津高考常壓下羰基化法精煉鎳的原理為:Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 時,該反應的平衡常數(shù)K2105。已知:Ni(CO)4的沸點為42.2 ,固體雜質(zhì)不參與反應。第一階段:將粗鎳與CO反應轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4;第二階段:將第一階段反應后的氣體分離出來,加熱至230 制得高純鎳。下列判斷正確的是()A增加c(CO),平衡向正向移動,反應的平衡常數(shù)增大B第一階段,在30 和50 兩者之間選擇反應溫度,選50 C第二階段,Ni(CO)4分解率較低D該反應達到平衡時,v生成Ni(CO)44v生成(CO)
25、答案B解析A錯:增加c(CO),平衡正向移動,溫度不變,反應的平衡常數(shù)不變。B對:第一階段,生成的Ni(CO)4是氣態(tài),應選擇高于其沸點的反應溫度,故選50 。C錯:230 時,化學平衡常數(shù)K2105,有利于反應逆向進行,Ni(CO)4分解率較高。D錯:反應達到平衡時,4v生成Ni(CO)4v生成(CO)。32017江蘇高考(雙選)溫度為T1時,在三個容積均為1 L 的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應:2NO2(g)2NO(g)O2(g)(正反應吸熱)。實驗測得:v正v(NO2)消耗k正c2(NO2),v逆v(NO)消耗2v(O2)消耗k逆c2(NO)c(O2),k正、k逆為速率常數(shù),受溫度影響。下列
26、說法正確的是()A達平衡時,容器與容器中的總壓強之比為45B達平衡時,容器中比容器中的大C達平衡時,容器中NO的體積分數(shù)小于50%D當溫度改變?yōu)門2時,若k正k逆,則T2T1答案CD解析A錯:容器中: 2NO2(g)2NO(g)O2(g)起始/molL1 0.6 0 0轉(zhuǎn)化/molL1 0.4 0.4 0.2平衡/molL1 0.2 0.4 0.2容器中達到平衡時總物質(zhì)的量為0.2 mol0.4 mol0.2 mol0.8 mol,容器中起始總物質(zhì)的量為0.3 mol0.5 mol0.2 mol1 mol,因為該反應反應前后氣體分子數(shù)不相等,則達到平衡時,總物質(zhì)的量不為1 mol,則容器與容器
27、中的總壓強之比不等于45。B錯:根據(jù)等效平衡,容器中的投料比可轉(zhuǎn)化為: 2NO2(g)2NO(g)O2(g)起始/molL1 0.30.50.2轉(zhuǎn)化后/molL1 0.6 0.2 0.05所以平衡逆向移動,c(NO2)增大,c(O2)減小,所以容器中比容器中的小。C對:根據(jù)等效平衡,容器中的投料比可轉(zhuǎn)化為: 2NO2(g)2NO(g)O2(g)起始/molL1 00.50.35轉(zhuǎn)化后/molL1 0.5 0 0.1容器中達到平衡時NO的體積分數(shù)等于50%,容器中O2抑制反應向右進行,所以NO的體積分數(shù)小于50%。D對:由題中關系式v正v(NO2)消耗k正c2(NO2),v逆v(NO)消耗2v(
28、O2)消耗k逆c2(NO)c(O2)可得,k正,k逆,當溫度改變?yōu)門2時,k正k逆,即。反應達到平衡時v(NO2)消耗v(NO)消耗,則c2(NO2)c2(NO)c(O2)。溫度T1時,K0.8,溫度T2時,K1,平衡常數(shù)增大,正反應為吸熱反應,所以T2T1。42016天津高考(雙選)在恒溫恒容的密閉容器中,某儲氫反應:MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)Hv(吸氫)答案AC解析達到化學平衡時,氣體的物質(zhì)的量不變,所以容器內(nèi)氣體壓強保持不變,A項正確;由于該反應是可逆反應,所以吸收y mol H2所需的MHx的物質(zhì)的量大于1 mol,B項錯誤;該反應的平衡常數(shù)表達式為K,由于該反應是放熱反
29、應,降低溫度,平衡向正反應方向移動,c(H2)減小,故K增大,C項正確;向容器內(nèi)通入少量氫氣,平衡向正反應方向移動,v(正)v(逆),即v(吸氫)v(放氫),D項錯誤。52017全國卷(節(jié)選)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應:H2S(g)CO2(g)COS(g) H2O(g)。在610 K時,將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入2.5 L的空鋼瓶中,反應平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.02。H2S的平衡轉(zhuǎn)化率1_%,反應平衡常數(shù)K_。在620 K重復實驗,平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.03,H2S的轉(zhuǎn)化率2_1,該反應的H_0。(填“”“B解析解:設平衡時H2S轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x
30、mol。 H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)初始/mol0.40 0.10 0 0轉(zhuǎn)化/mol x x x x平衡/mol 0.40x 0.10x x x由題意得:0.02解得:x0.01H2S的平衡轉(zhuǎn)化率1100%2.5%。K2.8103。溫度升高,水的平衡物質(zhì)的量分數(shù)增大,平衡右移,則H2S的轉(zhuǎn)化率增大,故21。溫度升高,平衡向吸熱反應方向移動,故H0。A項,充入H2S,H2S的轉(zhuǎn)化率反而減?。籅項,充入CO2,增大了一種反應物的濃度,能夠提高另一種反應物的轉(zhuǎn)化率,故H2S的轉(zhuǎn)化率增大;C項,充入COS,平衡左移,H2S的轉(zhuǎn)化率減??;D項,充入N2,對平衡無影響,不改變H2S
31、的轉(zhuǎn)化率。62017全國卷砷(As)是第四周期第A族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有著廣泛的用途?;卮鹣铝袉栴}:(1)畫出砷的原子結構示意圖_。(2)工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀,通入O2氧化,生成H3AsO4和單質(zhì)硫。寫出發(fā)生反應的化學方程式_。該反應需要在加壓下進行,原因是_。(3)298 K時,將20 mL 3x molL1Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合,發(fā)生反應:AsO(aq)I2(aq)2OH(aq)AsO(aq)2I(aq)H2O(l)。溶液中c(AsO)與反應時間(
32、t)的關系如圖所示。下列可判斷反應達到平衡的是_(填標號)。a溶液的pH不再變化bv(I)2v(AsO)cc(AsO)/c(AsO)不再變化dc(I)y molL1tm時,v正_v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。tm時v逆_tn時v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是_ _。若平衡時溶液的pH14,則該反應的平衡常數(shù)K為_。答案(1)(2)2As2S35O26H2O=4H3AsO46S增加反應物O2的濃度,提高As2S3的轉(zhuǎn)化速率(3)ac大于小于tm時生成物濃度較低(molL1)1解析(1)As位于周期表中第四周期第A族,說明As核外有4個電子層,最外層有5個電子,故原子結構示意圖
33、為。(2)由題意知As2S3O2H3AsO4S,As2S3中As元素化合價由3升高到5,S元素化合價由2升高到0,1 mol As2S3共失去10 mol電子,1 mol O2得到4 mol 電子,根據(jù)得失電子守恒可得:2As2S35O24H3AsO46S,再由原子守恒配平可得化學方程式:2As2S35O26H2O=4H3AsO46S。該反應加壓時,反應物O2的濃度增大,反應速率加快,平衡右移,同時能提高As2S3的轉(zhuǎn)化速率。(3)a對:溶液pH不變時,則c(OH)也保持不變,反應處于平衡狀態(tài)。b錯:根據(jù)反應方程式,始終存在速率關系:v(I)2v(AsO),反應不一定處于平衡狀態(tài)。c對:由于N
34、a3AsO3總量一定,當c(AsO)/c(AsO)不再變化時,c(AsO)、c(AsO)也保持不變,反應建立平衡。d錯:由圖可知,建立平衡時c(I)2c(AsO)2y molL1,因此c(I)y molL1時,反應沒有建立平衡。tm時,反應正向進行,故v正大于v逆。由于tm時生成物AsO的濃度小于tn時AsO的濃度,因v逆的大小取決于生成物濃度的大小,故tm時的v逆小于tn時的v逆。反應前,三種溶液混合后,c(Na3AsO3)3x molL1x molL1,同理,c(I2)x molL1,反應情況如下:72016全國卷CrO和Cr2O在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下,初始濃度為1.0 molL1的N
35、a2CrO4溶液中c(Cr2O)隨c(H)的變化如圖所示。(1)用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應_。(2)由圖可知,溶液酸性增大,CrO的平衡轉(zhuǎn)化率_(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點數(shù)據(jù),計算出該轉(zhuǎn)化反應的平衡常數(shù)為_。(3)升高溫度,溶液中CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反應的H_0(填“大于”“小于”或“等于”)。答案(1)2CrO2HCr2OH2O(2)增大1.01014(3)小于解析(1)從圖像看出,鉻酸根離子在酸性條件下逐漸轉(zhuǎn)化成重鉻酸根離子,離子方程式為2CrO2HCr2OH2O。(2)從圖像看出,酸性越強,c(Cr2O)越大,說明CrO的平衡轉(zhuǎn)化率越大。A點對
36、應的離子濃度:c(Cr2O)0.25 molL1,c(H)1.0107 molL1。c(CrO)1.0 molL10.25 molL120.5 molL1。平衡常數(shù)K1.01014。(3)升高溫度,CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,說明平衡向左移動,根據(jù)平衡移動原理,正反應是放熱反應,H0。82016全國卷煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大氣,采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝?;卮鹣铝袉栴}:(1)NaClO2的化學名稱為_。(2)在鼓泡反應器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應溫度323 K,NaClO2溶液濃度為5103 molL1。反應一段時間后溶液中離子濃度
37、的分析結果如下表。離子SOSONONOClc/(molL1)8.351046.871061.51041.21053.4103寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式_。增加壓強,NO的轉(zhuǎn)化率_(填“提高”“不變”或“降低”)。隨著吸收反應的進行,吸收劑溶液的pH逐漸_(填“增大”“不變”或“減小”)。由實驗結果可知,脫硫反應速率_脫硝反應速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是_ _。(3)在不同溫度下,NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應中SO2和NO的平衡分壓pc如圖所示。由圖分析可知,反應溫度升高,脫硫、脫硝反應的平衡常數(shù)均_(填“增大”
38、“不變”或“減小”)。反應ClO2SO=2SOCl的平衡常數(shù)K表達式為_。(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到較好的煙氣脫硫效果。從化學平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點是_。答案(1)亞氯酸鈉(2)4NO3ClO4OH=4NO2H2O3Cl提高減小大于NO溶解度較低或脫硝反應活化能較高(3)減小(4)形成CaSO4沉淀,反應平衡向產(chǎn)物方向移動,SO2轉(zhuǎn)化率提高解析(1)NaClO2的化學名稱為亞氯酸鈉。(2)脫硝過程就是煙氣中的NO被NaClO2溶液吸收的過程,由表中數(shù)據(jù)可知NO與ClO在溶液中反應后主要生成NO和Cl,離子方程式為4NO3
39、ClO4OH=4NO2H2O3Cl;增加壓強,NO在溶液中的溶解度增大,NO的轉(zhuǎn)化率提高。隨著吸收反應的進行,c(OH)減小,pH逐漸減小。由表中數(shù)據(jù)可知,反應一段時間后溶液中SO的濃度大于NO的濃度,說明脫硫反應速率大于脫硝反應速率。(3)由圖像可知,升高溫度,氣體的平衡分壓增大,說明平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小。(4)采用Ca(ClO)2替代NaClO脫硫,反應生成CaSO4沉淀,平衡向產(chǎn)物方向移動,SO2轉(zhuǎn)化率提高。時間:45分鐘滿分:100分一、選擇題(每題8分,共72分)12017張家口高三模擬只改變一個影響因素,平衡常數(shù)K與化學平衡移動的關系敘述正確的是()AK值有變化,平衡一定移動
40、B平衡向正反應方向移動時,K值一定增大CK值不變,平衡不可能移動D相同條件下,同一個反應其化學方程式的計量數(shù)增大2倍,K值也增大2倍答案A解析K值是溫度的函數(shù),K值變化,說明溫度發(fā)生了改變,則平衡一定發(fā)生移動,A正確;若在其他條件不變時,增大反應物的濃度或減小生成物的濃度,有利于反應正向進行,平衡向右移動,但K值只與溫度有關,故K值不變,B錯誤;體系溫度不變,則K值不變,但平衡可能發(fā)生移動,C錯誤;相同條件下,同一個反應,其化學方程式的計量數(shù)增大2倍,K值應變?yōu)樵瓟?shù)值的平方,D錯誤。2下列有關說法中正確的是()A2CaCO3(s)2SO2(g)O2(g)=2CaSO4(s)2CO2(g)在高溫
41、下能自發(fā)進行,則該反應的H0BNH4Cl(s)=NH3(g)HCl(g)室溫下不能自發(fā)進行,說明該反應的H0,S0D加入合適的催化劑能降低反應活化能,從而改變反應的焓變答案A解析該反應為熵減反應,則有S0;該反應在高溫下能自發(fā)進行,據(jù)HTS0時反應能自發(fā)進行可知,該反應H0,該反應在室溫下不能自發(fā)進行,據(jù)HTS0,B錯誤。該反應為熵減反應,則有S0,該反應在室溫下能自發(fā)進行,據(jù)HTS0時反應能自發(fā)進行可知,該反應Hp2Bb、c兩點對應的平衡常數(shù):KcKbCa點:2v(NH3)正3v(H2)逆Da點:NH3的轉(zhuǎn)化率為1/3答案B解析相同溫度下,壓強越大,N2的體積分數(shù)越小,所以p2p1,A錯誤;
42、由圖像可知該反應為吸熱反應,所以溫度越高,K越大,B正確;a點為平衡點,應為3v(NH3)正2v(H2)逆,C錯誤;假設反應后氣體總體積為1 L,則N2為0.1 L、H2為0.3 L,未反應的NH3為0.6 L,參加反應的NH3為0.2 L,所以氨氣的轉(zhuǎn)化率為100%25%,D錯誤。5.汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應為:N2(g)O2(g)2NO(g)。一定條件下,等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應,如圖曲線a表示該反應在溫度T下N2的濃度隨時間的變化,曲線b表示該反應在某一起始反應條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是()A溫度T下,該反應的平衡常數(shù)KB溫度T下,隨
43、著反應的進行,混合氣體的密度減小C曲線b對應的條件改變可能是加入了催化劑D若曲線b對應的條件改變是溫度,可判斷該反應的H0。62017天津市河西區(qū)質(zhì)檢將一定量純凈的氨基甲酸銨(NH2COONH4)粉末置于特制的密閉真空容器中(假設容器體積不變,固體試樣體積忽略不計),在恒定溫度下使其達到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:下列說法正確的是()A該反應的H0,A錯誤;該反應前后氣體分子數(shù)增大,則S0,在較低溫度下,HTS0,反應不能自發(fā)進行,B錯誤;25 時,NH3、CO2的平衡濃度分別為3.2103 mol/L、1.6 103 mol/L,因此Kc2(NH3)c(CO2)1.6108,C正確;NH2COONH4為固體,加入少量NH2COONH4平衡不移動,D錯誤。7下列有關敘述中正確的是()選項化學反應方程式已知條件預測AM(s)=X(g)Y(s)H0它是非自發(fā)反應BW(s)xG(g)=2Q(g)H0答案B解析該反應中固體分解生成氣體和固體,則該反應熵增加,且為吸熱反應,則有H0,S0,當溫度升高時,使HTS0,該反應能自發(fā)進行,A錯誤;該反應的H0,當H0時,高溫下可自發(fā)進行,C錯誤;該反應為熵減反應,常溫下能自發(fā)進行,說明該反應一定是放熱反應,則有H0,D錯誤。82017成都高三質(zhì)檢在
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