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文檔簡介

1、專題十二 化學反應速率 化學平衡 專題【考點分析】【考綱解讀】1了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法。2了解化學平衡建立的過程。理解化學平衡常數(shù)的含義,能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算?!灸芰庾x】能從定量的角度理解化學反應速率的快慢、化學反應進行的程度和化學平衡移動的方向?!局仉y點解析】1化學反應速率及影響因素2化學平衡3化學平衡的影響因素及其移動4勒夏特列原理的應用5等效平衡6化學平衡常數(shù)7化學反應進行方向【考點突破】一、影響化學平衡的條件1濃度對化學平衡的影響。在其它條件不變的情況下,增大反應物的濃度,或減小生成物的濃度,都可以使平衡向著正反應方向移動;增大生成物的濃度,或減

2、小反應物的濃度,都可以使平衡向著逆反應方向移動。2壓強對化學平衡的影響。在其它條件不變的情況下,增大壓強,會使化學平衡向著氣體體積縮小的方向移動;減小壓強,會使化學平衡向著氣體體積增大的方向移動。應特別注意,在有些可逆反應里,反應前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積沒有變化,如H2(氣)+I2(氣)2HI(氣)1體積 1體積 2體積在這種情況下,增大或減小壓強都不能使化學平衡移動。還應注意,改變壓強對固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積幾乎不影響。因此平衡混合物都是固體或液體時,改變壓強不能使化學平衡移動。3溫度對于化學平衡的影響。在其它條件不變的情況下,溫度升高,會使化學平衡向著吸熱反應的方向移動;溫度降低,會使化學平

3、衡向著放熱反應的方向移動。4催化劑對化學平衡的影響。使用催化劑不影響化學平衡的移動。由于使用催化劑對正反應速率與逆反應速率影響的幅度是等同的,所以平衡不移動。但應注意,雖然催化劑不使化學平衡移動,但使用催化劑可影響可逆反應達平衡的時間。二、化學平衡的移動勒沙特列原理:1勒沙持列原理:如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強和溫度等),平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。其中包含:影響平衡的因素只有濃度、壓強、溫度三種;原理的適用范圍是只有一項條件變化的情況(溫度或壓強或一種物質(zhì)的濃度),當多項條件同時發(fā)生變化時,情況比較復雜;平衡移動的結果只能減弱(不可能抵消)外界條件的變化。2平衡移動就是

4、一個“平衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)新的平衡狀態(tài)”的過程。一定條件下的平衡體系,條件改變后,可能發(fā)生平衡移動??煽偨Y如下:3應用勒沙特列原理研究平衡時,注意:針對平衡體系。如對一個剛開始的氣態(tài)反應,增大壓強反應總是正向進行而不服從勒沙特列原理;改變影響平衡的一個條件,可用勒沙特列原理判定移動方向。當有“多個”條件改變時,若多個條件對平衡影響一致,則可強化此平衡移動,但多個條件對平衡影響相反時,應根據(jù)各條件改變對平衡影響的程度,判定移動方向;平衡移動的結果是“減弱”這種改變,而不是“消除”。如給某平衡狀態(tài)的可逆反應體系升溫10,由于化學反應向吸熱方向進行的結果,使反應體系的最終溫度小于(t+10)。三、判斷

5、化學平衡移動方向應該注意的幾點問題化學平衡建立的實質(zhì)是v(正)=v(逆),故凡能不同程度地影響正反應速率、逆反應速率的因素都使平衡發(fā)生移動,實際生產(chǎn)中常采用改變溫度、濃度、壓強(指氣體)的方法,使平衡朝著所需的方向移動,其判斷依據(jù)是勒夏特列原理。應注意:1催化劑對化學平衡沒有影響。因為催化劑能同等程度地改變正、逆反應速率,且在速率改變的過程中,始終保持著v(正)=v(逆)。只不過催化劑的使用能使平衡及早建立。2對于反應前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積不變的反應,增大壓強或減小壓強都不能使化學平衡移動,此時,壓強改變能同等程度地改變正、逆反應速率,并始終保持著v(正)=v(逆)。3惰性氣體的加入對化學平衡的

6、影響,要具體分析平衡物質(zhì)的濃度是否變化。如果恒溫、恒容時充入惰性氣體,雖然體系的總壓強增大,但沒有改變原平衡混合物各組分的濃度,平衡不移動;如果恒溫、恒壓時充入惰性氣體,恒壓體必定增大,則平衡混合物各組分濃度減小,平衡向體積增大的方向移動。4不要將平衡的移動和速率的變化混同起來。5不要將平衡的移動和濃度的變化混同起來,例如別以為平衡正向移動反應物濃度一定減小等。6不要將平衡的移動和反應物的轉化率高低混同起來,別以為平衡正向移動反應物轉化率一定提高。具體分析可參考下表:反應實例條件變化與平衡移動方向達新平衡后轉化率變化2SO2 +O2 2SO3(氣)+熱增大O2濃度,平衡正移SO2 的轉化率增大

7、,O2的轉化率減小增大SO3濃度,平衡逆移從逆反應角度看,SO3的轉化率減小升高溫度,平衡逆移SO2 、O2的轉化率都減小增大壓強,平衡正移SO2 、O2的轉化率都增大2NO2(氣) N2O4體積不變時,無論是加入NO2或者加入 N2O4NO2的轉化率都增大(即新平衡中N2O4的含量都會增大)2HIH2+I2(氣)增大H2的濃度,平衡逆移H2的轉化率減小,I2的轉化率增大增大HI的濃度,平衡正移HI的轉化率不變增大壓強,平衡不移動轉化率不變四、有關化學平衡圖像的知識規(guī)律1對有氣體參加的可逆反應,在溫度相同的情況下,壓強越大,到達平衡所需的時間越短;在壓強相同情況下,溫度越高,到達平衡所需的時間

8、越短。2使用催化劑,能同等程度地改變正、逆反應速率,改變到達平衡所需時間,但不影響化學平衡移動。3同一反應中,末達平衡前,同一段時間間隔內(nèi),高溫時(其他條件相同)生成物含量總比低溫時生成物含量大;高壓時(其他條件相同)生成物的含量總比低壓時生成物的含量大。4平衡向正反應方向移動,生成物的物質(zhì)的量增加,但生成物的濃度、質(zhì)量分數(shù)以及反應物的轉化率不一定增加。5化學平衡中常見的圖象如圖是一種既表示反應速率變化情況,又表示平衡移動的圖象。當某一物質(zhì)濃度發(fā)生變化時v(正)或v(逆)總有一個與 v(平)相連。在圖A中,某一瞬間v(正) v(平),v(逆)= v(平),說明正反應速率突然變快,而逆反應速率逐

9、漸變大,所以圖A表示增加反應物濃度。因v(正)v(逆),平衡向正反應方向移動當溫度或壓強發(fā)生變化時,v(正)或v(逆)都與v(平)斷開。在圖B中,v(正)和v(逆)都大于v(平),所以圖B表示升高溫度或增大壓強。因。v(正)v(逆),平衡向逆反應方向(吸熱反應方向或氣體體積縮小方向)移動。當使用催化劑或改變氣體體積不變的氣體反應的壓強時,v(正)或v(逆)都與v(平)斷開。在圖C中v(正)和v(逆)都大于v(平),所以圖c表示使用正催化劑或增大體系的壓強。因v(正)= v(逆),平衡不移動。如圖是一種討論溫度和壓強對化學平衡影響的圖象。轉化率高說明平衡向正反應方向移動;轉化率低則說明平衡向逆反

10、應方向移動。在圖中當討論溫度對平衡影響時,需假設壓強不變,圖中表示正反應是吸熱反應;當討論壓強對平衡影響時,需假設溫度不變,圖中表示正反應是氣體體積縮小的反應。 解化學平衡圖像題三步曲1看懂圖像:看圖像要五看。一看面,即看清橫坐標和縱坐標;二看線,即看線的走向、變化趨勢;三看點,即看曲線的起點、終點、交點、拐點、原點、極值點等;四看要不要作輔助線、如等溫線、等壓線;五看定量圖像中有關量的多少。2聯(lián)想規(guī)律:聯(lián)想外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響規(guī)律。先拐先平。例如,在轉化率-時間圖上,先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡,此時逆向推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強高。定一議二。當圖象中有三個量時,先

11、確定一個量不變再討論另外兩個量的關系。3推理判斷:結合題中給定的化學反應和圖像中的相關信息,進行信息提取,挖掘隱含信息、排除干擾信息、提煉有用信息,在統(tǒng)攝信息的基礎上進行邏輯推理或運用數(shù)據(jù)計算,根據(jù)有關知識規(guī)律分析作出判斷?!?7-09高考再現(xiàn)】1一定溫度下可逆反應:A(s)+2B(g) 2C(g)+D(g);H0?,F(xiàn)將1mol A和2molB加入甲容器中,將4 molC和2 mol D加入乙容器中,此時控制活塞P,使乙的容積為甲的2倍,t1時兩容器內(nèi)均達到平衡狀態(tài)(如圖1所示,隔板K不能移動)。下列說法正確的是( )A保持溫度和活塞位置不變,在甲中再加入1molA和2molB,達到新的平衡后

12、,甲中C的濃度是乙中C的濃度的2倍B保持活塞位置不變,升高溫度,達到新的平衡后,甲、乙中B的體積分數(shù)均增大C保持溫度不變,移動活塞P,使乙的容積和甲相等,達到新的平衡后,乙中C的體積分數(shù)是甲中C的體積分數(shù)的2倍D保持溫度和乙中的壓強不變,t2時分別向甲、乙中加入等質(zhì)量的氦氣后,甲、乙中反應速率變化情況分別如圖2和圖3所示(t1前的反應速率變化已省略)【解析】由題給反應可知A是固體,該反應正反應是氣體分子數(shù)增大的反應。甲容器加入1molA和2molB,乙容器加入4molC和2molD,完全轉化后得2molA和4molB,乙的體積是甲的2倍,兩者起始建立等效平衡。A項中,再在甲中加入1molA和2

13、molB,相當于在起始加入2molA和4molB,由于甲體積比乙小,甲中壓強加大,平衡向逆反應方程式移動,甲中C的濃度小于乙中C的濃度的2倍,A不正確。B中溫度升高,平衡向逆反應方向移動,B的體積分數(shù)均增大。C中使甲、乙兩容器體積相等,乙中投入量相當于甲的2倍,乙中壓強增大(類似于選項A),平衡向逆反應方向移動,乙中C的體積分數(shù)小于甲C的體積分數(shù)的2倍。D中,甲容器中總壓強增大,但反應物和生成物的濃度不變,速率不發(fā)生變化,平衡不發(fā)生移動,圖2正確。乙容器中保持恒壓,體積增大,濃度減小,正、逆反應速率都減小,體積增大,平衡向正反應方向移動,逆反應速率大于正反應速率,圖3正確。答案:BD2等質(zhì)量的

14、鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應,測定在不同時間t產(chǎn)生氣體體積V的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得到圖1,則曲線a、b、c、d所對應的實驗組別可能是( )A4321B1234C3421D1243【解析】化學反應速率與溫度、濃度和固體物質(zhì)的表面積的大小有關,實驗1的鹽酸的濃度最小,反應的溫度最低,所以化學反應速率最慢;由于實驗3的反應溫度比實驗2的反應溫度高,所以反應速率實驗3大于實驗2;而實驗4和實驗3雖然濃度相同,但反應的溫度不同,物質(zhì)的狀態(tài)也不相同,所以不能比較。答案:AC3已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2(g)H=-1025kJ/mol該反應是一個可逆反應。若反應物起

15、始物質(zhì)的量相同,下列關于該反應的示意圖不正確的是( )【解析】根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”的原則,選項A、B正確;根據(jù)升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動(即逆反應方向移動),可確定A、B正確;根據(jù)使用催化劑只能改變化學反應速率,縮短達到平衡的時間,但對化學平衡的移動無影響,所以選項D正確。答案:C4在密閉的容器中進行如下的反應:H2(GI2(g)2HI(g),在溫度T1和T2時,產(chǎn)物的量彧時間的關系如下圖所示,符合圖象的正確的判斷是( )AT1T2,H0BT1T2,H0CT1T2,H0DT1T2,H0【解析】根據(jù)“先拐現(xiàn)平數(shù)字大”的原則,從圖可以看出,反應時的溫度T2T1,且溫度越高,HI的量越少,說

16、明升高溫度,平衡向逆反應方向移動,即該反應的正反應屬于放熱反應,H0。答案:D5下圖表示反應X(g)4Y(g)Z(g),H0,在某溫度時X的濃度隨時間變化的曲線:下列有關該反應的描述正確的是( )A第6 min 后,反應就終止了 BX的平衡轉化率為85%C若升高溫度,X的平衡轉化率將大于85% D若降低溫度,v正和v逆將以同樣倍數(shù)減小【答案】B【解析】A項,6min時反應達平衡,但未停止,故錯;B項,X的變化量為1-015=085mol,轉化率為085/1=85%,正確。DHV逆,即逆反應減小的倍數(shù)大,錯誤。6超音速飛機在平流層飛行時,尾氣中的會破壞臭氧層??茖W家正在研究利用催化技術將尾氣中的

17、和轉變成和,化學方程式如下:為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表:請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響): (1)在上述條件下反應能夠自發(fā)進行,則反應的 0(填寫“”、“”、“=”。 (2)前2s內(nèi)的平均反應速率v(N2)=_。 (3)在該溫度下,反應的平衡常數(shù)K= 。 (4)假設在密閉容器中發(fā)生上述反應,達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是 。 A選用更有效的催化劑 B升高反應體系的溫度 C降低反應體系的溫度 D縮小容器的體積 (5)研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學反應速率。為了分別驗證溫

18、度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中。實驗編號T/NO初始濃度/molL-1CO初始濃度/molL-1催化劑的比表面積/ m2g-128012010-358010-382124350124請在上表格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。請在給出的坐標圖中,畫出上表中的三個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖,并標明各條曲線是實驗編號。【答案】(1) (2) 18810-4mol/(Ls) (3)5000 (4)C、D (5)II: 280、12010-3、58010-3III:1210-3 、58010-3【解析】(1)自發(fā)反

19、應,通常為放熱反應,即DH小于0。(2)以NO計算,2s內(nèi)NO的濃度變化為(1025)10-4mol/L,V(NO)=7510-4/2 =37510-4mol/(Ls)。根據(jù)速率之比等于計量系數(shù)比可知,V(N2)=1/2 V(NO)=187510-4mol/(Ls)。(3)=5000。(4)催化劑不影響平衡的移動,A項錯;該反應放熱,故降溫平衡正向移動,NO轉化率增大,B項錯,C項正確;縮小體積,即增大壓強,平衡向體積減小的方向運動,即正向移動,D項正確。(5)本題為實驗探究題,目的是研究溫度和催化劑的比表面積對速率的影響,研究時只能是一個變量在起作用,所以II中數(shù)據(jù)與I比較催化劑的比表面積增

20、大了,故其他的數(shù)據(jù)應與I完全相同;III中數(shù)據(jù)與II比較,催化劑的比表面積數(shù)據(jù)未變,但是溫度升高,故其他數(shù)據(jù)是不能改變的。實質(zhì)I、II研究是催化劑的比表面積對速率的影響,II、III研究是溫度對速率的影響。作圖,可根據(jù)先拐先平的原則,即最里面的線先達平衡,速率快,應對應于III(因為其溫度和催化劑的比表面積是三組中最高的),II比I快,因為兩組溫度相同,但是II中催化劑的比表面積大?!究键c定位】本題考查化學平衡的知識,涉及反應速率的計算,平衡常數(shù),平衡的移動及圖象的分析。7一定條件下,在體積為3 L的密閉容器中,一氧化碳與氫氣反應生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO):CO(g)2H2(g) C

21、H3OH(g)根據(jù)題意完成下列各題:反應達到平衡時,平衡常數(shù)表達式K ,升高溫度,K值 (填“增大”、“減小”或“不變”)。在500,從反應開始到平衡,氫氣的平均反應速率v(H2)在其他條件不變的情況下,對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2,下列有關該體系的說法正確的是( )a 氫氣的濃度減少 b 正反應速率加快,逆反應速率也加快c 甲醇的物質(zhì)的量增加 d 重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大據(jù)研究,反應過程中起催化作用的為Cu2O,反應體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變,原因是: (用化學方程式表示)?!窘馕觥繌膱D像可知溫度高時平衡體系中甲醇含量減少,可以推出CO(g

22、)2H2(g) CH3OH(g)反應放熱,因此溫度升高后,K值減?。粡膱D像可以看出在500tB時刻達到平衡,此時甲醇物質(zhì)的量為nB,反應消耗氫氣物質(zhì)的量為2nB,可求出氫氣的平均反應速率為2nB/3tBmol(Lmin)1;加壓時,反應物和生產(chǎn)物濃度均增大,正逆反應速率都加快,由勒夏特列原理可知,加壓時平衡又移,因此答案為bc;在加熱條件下CO能還原Cu2O使其減少,因此反應體系中含有少量二氧化有利于維持Cu2O的量不變。答案:Kc(CH3OH)/c(CO)c2(H2);減??;2nB/3tBmol(Lmin)1;b、c;Cu2OCO2CuCO28反應A(g)+B(g)C(g) +D(g)過程中

23、的能量變化如圖所示,回答下列問題。該反應是_反應(填“吸熱”“放熱”);當反應達到平衡時,升高溫度,A的轉化率_(填“增大”“減小”“不變”),原因是_;反應體系中加入催化劑對反應熱是否有影響?_,原因是_。在反應體系中加入催化劑,反應速率增大,E1和E2的變化是:E1_,E2_(填“增大”“減小、”“不變”)?!窘馕觥坑蓤D可以知道,由于該反應的反應物的總能量高于生成物的總能量,所以該反應屬于放熱反應,所以升高溫度,平衡向逆反應進行,所以A的轉化率減小;當在反應體系中加入催化劑,能同倍數(shù)改變化學反應速率,因此對化學平衡的移動無影響,即對反應熱也無影響。因為化學反應速率增大,所以E1和E2同時降

24、低。答案:放熱。減小;該反應正反應為放熱反應,升高溫度使平衡向逆反應方向移動。不影響;催化劑不改變平衡的移動。減小、減小?!?010模擬組合】1一定溫度下,將4molPCl3和2molCl2充入容積不變的密閉容器中,在一定條件下反應:PCl3+Cl2 PCl5 ,各物質(zhì)均為氣態(tài)。達平衡后,PCl5為08mol。若此時再移走2molPCl3和1molCl2 ,相同溫度下達到平衡,PCl5的物質(zhì)的量為( )A08molB04molC04mol x 08molD 04mol解析:再移走2molPCl3和1molCl2 ,和移走平衡體系氣體的一半然后擴大體積相當,新平衡中PCl504mol 答案 D2

25、某溫度下,將2mo1A和3mo1B充入一密閉容器中,發(fā)生反應:aA(g)B(g)C(g)D(g),5min 后達到平衡。已知該溫度下其平衡常數(shù)K=1 ,若溫度不變時將容器的體積擴大為原來的10倍,A的轉化率不發(fā)生變化, 則( )Aa=1Ba =2CB的轉化率為40 %DB的轉化率為60 %解析:若溫度不變時將容器的體積擴大為原來的10倍,A的轉化率不發(fā)生變化,則壓強不影響平衡狀態(tài),a=1;A(g)B(g)C(g)D(g),起始物質(zhì)的量(mol) 2 3 0 0變化物質(zhì)的量(mol) x x x x平衡物質(zhì)的量(mol)2-x 3-x x xK=1=x2/(2-x)( 3-x) ,X=12,則B

26、的轉化率為12/3=40%答案 AC3某溫度下,向容積為2L的密閉反應器中充入010 mol SO3,當反應器中的氣體壓強不再變化時測得SO3的轉化率為20%,則該溫度下反應2SO2(g)O22SO3(g)的平衡常數(shù)為( )A32103mol1LB16103mol1LC80102mol1LD40102mol1L解析: 2SO3(g) 2SO2(g)O2起始物質(zhì)的量(mol) 01 0 0變化物質(zhì)的量(mol) 002 002 001平衡物質(zhì)的量(mol) 008 002 001K=00050012/0042=510-3/16,則它的逆反應的平衡常數(shù)是1/K=32103mol1L答案 A4向恒溫

27、、恒容(2L)的密閉容器中充入2 mol SO2和一定量的O2,發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);H= 19774 kJmol1,4min后達到平衡,這時c(SO2)=02mol L1,且SO2和O2的轉化率相等。下列說法中,正確的是( )A2min時,c(SO2)=06mol L1B用O2表示4min內(nèi)的反應速率為01mol(Lmin) 1C再向容器中充入1mol SO3,達到新平衡,n(SO2):n(SO3)=2:1D4min后,若升高溫度,平衡向逆方向移動,平衡常數(shù)K增大解析:SO2和O2的轉化率相等,則起始n(SO2):n(O2)=2:1,n(O2)=1mol;2SO

28、2(g)+O2(g)2SO3(g);起始物質(zhì)的量濃度(mol/L) 1 05 0變化物質(zhì)的量濃度(mol/L) 08 04 08平衡物質(zhì)的量濃度(mol/L) 02 01 08由于速率不是勻速的,A錯誤;V(O2)=04molL-1/4min=01mol(Lmin) 1,B正確;正反應放熱,升高溫度K減小,D錯;再加入1mol SO3達到新平衡,n(SO2):n(SO)小于1:4,C錯。答案 B5()“碘鐘”實驗中,3II3 2SO42 的反應速率可以用I3 與加入的淀粉溶液顯藍色的時間t來度量,t越小,反應速率越大。某探究性學習小組在20進行實驗,得到的數(shù)據(jù)如下表:實驗編號c(I)/ mol

29、L100400080008001600120c()/molL100400040008000200040t/s880440220440t1 (1)該實驗的目的是_。 (2)顯色時間t1_。 (3)溫度對該反應的反應速率的影響符合一般規(guī)律,若在40 下進行編號對應濃度的實驗,顯色時間t2的范圍為_(填字母)。a220 s b220 s440 s c440 s d數(shù)據(jù)不足,無法判斷 (4)通過分析比較上表數(shù)據(jù),得到的結論是_。解析:(1)略,(2)-(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析可以知道反應速率與反應物起始濃度乘積成正比;t1880/3s=293 s ;升高溫度,化學反應速率加快,若在40 下進行編號對應濃

30、度的實驗,顯色時間t2220 s答案 (1)研究反應物I與的濃度對反應速率的影響 (2)293 s (3) a (4)反應速率與反應物起始濃度乘積成正比(或顯色時間與反應物起始濃度乘積成反比)6氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由石英與焦炭在高溫的氮氣流中,通過以下反應制得: (1)上述反應1mol C 參加反應時轉移的電子數(shù)為 ;(NA表示阿伏加德羅常數(shù)) (2)該反應中的氧化劑是 ,其還原產(chǎn)物是 ; (3)該反應的平衡常數(shù)表達式為 K = ; (4)若知上述反應升高溫度時,其平衡常數(shù)值減小,則其反應熱H 零(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (5)若使壓強增大,則上述平衡向 反

31、應方向移動(填“正”或“逆”); (6)若已知CO生成速率為v (CO) = 18 mol/(Lmin),則N2消耗速率為v (N2) = mol/(Lmin)。解析:(1)C由0價變?yōu)?2價,N由0價變?yōu)?3價,Si不變價,反應1mol C 參加反應時轉移的電子的物質(zhì)的量2mol; (3)配平后再寫出,SiO2 、C 和 Si3N4為固體, (4)升溫,K減小,逆向移動,逆向吸熱;H0 (6)速率之比等于計量數(shù)之比;v (N2) =6mol/(Lmin)。答案 (1)2NA (2)N2,Si3N4 (3)(或) (4)小于 (5)逆 (6)67在密閉容器中,將10 mol CO與10 mol

32、 H2O混合加熱到800,發(fā)生下列反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。一段時間后該反應達到平衡,測得CO的物質(zhì)的量為05 mol。則下列說法正確的是( )A800下,該反應的化學平衡常數(shù)為025B427時該反應的平衡常數(shù)為94,則該反應的H0C同溫下,若繼續(xù)向該平衡體系中通入10 mol的H2O(g),則平衡時CO轉化率為667%D同溫下,若繼續(xù)向該平衡體系中通入10 mol的CO(g),則平衡時CO物質(zhì)的量分數(shù)為667%解析: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。起始物質(zhì)的量(mol) 10 10 0 0變化物質(zhì)的量(mol) 05 05 05 05平衡物質(zhì)

33、的量(mol) 05 05 05 05800下K=1 ;因為427時該反應的平衡常數(shù)為94,所以降低溫度K增大,平衡向正反應方向進行,正反應吸熱,H0;CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。起始物質(zhì)的量(mol) 10 20 0 0變化物質(zhì)的量(mol) a a a a平衡物質(zhì)的量(mol) 1-a 2-a a a根據(jù)K不變,a=0667,答案BC8現(xiàn)代煉鋅的方法可分為火法和濕法兩大類。火法煉鋅是將閃鋅礦(主要含ZnS)通過浮選、焙燒使它轉化為氧化鋅,再把氧化鋅和足量焦炭混合,在鼓風爐中加熱至1373 1573K ,使鋅蒸餾出來。主要反應為:焙燒爐中:2ZnS+302=2ZnO+

34、2S02 鼓風爐中:2C+02=2CO ZnO(s)+CO(g)Zn(g)+C02 (g)假設鼓風爐體積固定且密閉,隨反應的進行鼓風爐內(nèi)不同時間氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度(mol/L)如下表反應進行時間/minCOZnCO200110020100100130c1C2C235c1C2C2 (l)若保持溫度不變,在鼓風爐中增大CO的濃度,K值 填“增大、“減小”或“不變”); (2)已知:該溫度時,化學平衡常數(shù)K=10,則表中c1= (寫出計算過程) (3)通過改變反應條件,使焙燒爐中反應的ZnO幾乎完全被CO還原,焙燒爐和鼓風爐消耗的O2的體積比不超過 。 (4)若起始濃度不變,通過改變反應條件,達

35、平衡時鼓風爐中反應CO的轉化率為80%,此時該反應的平衡常數(shù)K= ,此時焙燒爐和鼓風爐消耗的O2的體積比大于 。解析:(2)由表中數(shù)據(jù)分析可知,反應進行至30min時,反應達到平衡狀態(tài);故cl濃度為CO的平衡濃度。答案 (l)不變;(2) 001mol/L (3) 3:l ; (4) 0352 ;12:5 或249以CO、H2和CH2CH2為原料,利用上題信息,通過反應可制取丙醛, 丙醛經(jīng)反應(加氫加成)可生成正丙醇、經(jīng)反應(催化氧化)可生成丙酸。由正丙醇和丙酸經(jīng)反應(酯化反應)生成丙酸正丙酯。請通過計算回答下列問題: 理論上生產(chǎn)30 kg正丙醇至少需要標準狀況下的氫氣 L; 由于副反應的發(fā)生

36、,生產(chǎn)中反應、反應、反應的產(chǎn)率分別為a、a、b,且ab。若反應中反應物轉化率均為70。則(計算結果請用含a、b的代數(shù)式表示): 以28103kg乙烯為原料,當反應、反應中丙醛的投料比為11時,通過上述4步反應最多可制得丙酸正丙酯 kg; 反應中增加正丙醇的投料并保持正丙醇的轉化率不變,可以使丙酸的轉化率提高20,此時反應和反應中丙醛的投料比應為多少?解析:(1)略,(2) 設反應中丙醛的物質(zhì)的量為x,反應中丙醛的物質(zhì)的量為y則:CH3CH2CHOH2CH3CH2CH2OH x ax2CH3CH2CHOO22CH3CH2COOHy by根據(jù)CH3CH2CH2OHCH3CH2COOH CH3CH2

37、COOCH2CH2CH3H2O可知,當丙酸的轉化率增加20時,消耗的丙醇應為by(0702)09 by應有:07 ax09 by即: xy9b7a答案 224103 406a2 9b7a10黃鐵礦(主要成分為FeS2)是工業(yè)制取硫酸的重要原料,其煅燒產(chǎn)物為SO2和Fe3O4。 (1)將0050 mol SO2(g)和0030 mol O2(g)放入容積為1 L的密閉容器中,反應2SO2(g)O2(g)2SO3(g)在一定條件下達到平衡,測得c(SO3)0040 mol/L。計算該條件下反應的平衡常數(shù)K和SO2的平衡轉化率(寫出計算過程)。 (2)已知上述反應是放熱反應,當該反應處于平衡狀態(tài)時,

38、在體積不變的條件下,下列措施中有利于提高SO2平衡轉化率的有 (填字母)(A)升高溫度 (B)降低溫度 (C)增大壓強(D)減小壓強 (E)加入催化劑 (G)移出氧氣 (3)SO2尾氣用飽和Na2SO3溶液吸收可得到重要的化工原料,反應的化學方程式為_。 (4)將黃鐵礦的煅燒產(chǎn)物Fe3O4溶于H2SO4后,加入鐵粉,可制備FeSO4。酸溶過程中需保持溶液足夠酸性,其原因是_?!窘馕觥? (1): 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g)起始濃度/ molL1 0050 0030 0平衡濃度/ molL1 (00500040) (00300040/2) 0040= 0010 = 0010所以,

39、K = = 16103 molL1。(不帶單位計算也得分)a (SO2) =100% = 80% ?!敬鸢浮浚海?)16103 molL1, 80% ; (2)B、C。 (3)SO2H2ONa2SO32NaHSO3。 (4)抑制Fe2、Fe3的水解,防止Fe2被氧化成Fe3。11在密閉容器中,用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生如下反應A(g)+2B(g) 2C(g),反應達到平衡時,A和B物質(zhì)的量之和與C物質(zhì)的量相等,則這時A的轉化率為A 40% B、50% C、60% D、70%【解析】一看到化學平衡的相關計算很容易馬上聯(lián)想到解化學平衡計算題的一般解法“列三量填對空”。若抓住題給的隱含信息“用等物質(zhì)的

40、量的A和B”來一個順手牽羊就很容易解題。A與B在化學方程式中計量數(shù)之比為1:2,B全部轉化A也只能轉化50%;在化學平衡中不可能100%的轉化,所以A的轉化率只能少于50%?!敬鸢浮浚篈12 1mol X跟a mol Y在體積可變的密閉容器中發(fā)生如下反應:X(g)a Y(g) b Z(g) 反應達到平衡后,測得X的轉化率為50。而且,在同溫同壓下還測得反應前混合氣體的密度是反應后混合氣體密度的3/4,則a和b的數(shù)值可能是:( )Aa1,b1 Ba2,b1 Ca2,b3 Da3,b3【解析】 X(g) a Y(g) b Z(g)起始物質(zhì)的量(mol) 1 a 0變化物質(zhì)的量(mol) 05 05

41、a 05b平衡物質(zhì)的量(mol) 05 05a 05b同溫同壓下密度之比等于物質(zhì)的量的反比:(1+a):(05+05a+05b)=4:3,a+1=2b 【答案】:A13【皖南八校2009屆高三第二次聯(lián)考12月】一種“人工固氮”的新方法是在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑表面與水發(fā)生反應生成NH3:N2+ 3H2O2NH3+O2進一步研究NH3生成量與溫度的關系,部分實驗數(shù)據(jù)見下表(反應時間3 h):T/304050生成NH3量(10mo1)485960請回答下列問題: (1)50時從開始到3 h內(nèi)以O2物質(zhì)的量變化表示的平均反應速率為 molmin。 (2)該反應過程與能量關系可用右圖表示

42、完成反應的熱化學方程式: 。 (3)與目前廣泛應用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應速率慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻俾是以龃驨H3生成量的建議: 。 (4)工業(yè)合成氨的反應為N2(g)+3 H2(g)2NH3(g)。設在容積為20 L的密閉容器中充人080 mol N2(g)和160 mol H2(g),反應在一定條件下達到平衡時,NH3的體積分數(shù)為20。 該條件下反應2NH3(g)N2(g)十3H2(g)的平衡常數(shù)為 。 相同條件下,在另一相同容器中充人a mol N2(g)和b mo1 H2(g),達到平衡時,測得容器中NH3為08 mo1,H2為20 mol,則 , 。解析:(1) (4

43、) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始mol 080 160 0轉化mol 3 2平衡nmol 080 160一3 2解得:則 由溫度相同知設平衡時N2物質(zhì)的量為由等效轉化可求起始時N2、H2的物質(zhì)的量。答案 (1)25l0 (2)N2(g)+3H2O(1)2NH3(g)+O2(g) (3)升高溫度;加壓;不斷移出生成物脫離反應體系(合理均可) (4)09375 07 (2分)3214已知反應:2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H0。某溫度下,將2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密閉容器中,反應達平衡后,SO2的平衡轉化率()與體系總壓強(p)的關系如圖甲所示。則下

44、列說法正確的是( )0T2 BF的原子結構示意圖:C乙酸乙酯的結構簡式:C2H5OOCCH3 D甲烷分子的比例模型:T1反應時間 a(SO2) 丙 0反應時間 反應速率乙v正v逆v/正v/逆 甲A由圖甲知,A點SO2的平衡濃度為04 molL1B由圖甲知,B點SO2、O2、SO3的平衡濃度之比為2:1:2C達平衡后,縮小容器容積,則反應速率變化圖像可以用圖乙表示D壓強為050 MPa時不同溫度下SO2轉化率與溫度關系如丙圖,則T2T1【解析】: 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g) H0。起始物質(zhì)的量濃度(mol/L) 02 01 0變化物質(zhì)的量濃度(mol/L) 016 008 016

45、平衡物質(zhì)的量濃度(mol/L) 004 002 016則AB錯誤;加壓平衡右移,C正確;溫度高建立平衡需要時間短,D錯誤?!敬鸢浮浚篊15(8分)在密閉容器中,將0020 molL-1 CO和H2O(g)混合加熱到773K時,達到下列平衡CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),已知該反應的K = 9,求CO的平衡濃度和轉化率?!窘馕觥浚涸OCO的轉化濃度為x molL-1,則CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)起始濃度(molL-1) 0020 0020 0 0轉化濃度(molL-1) x x x x平衡濃度(molL-1)0020-x 0020-x x x將平

46、衡濃度數(shù)值代入平衡常數(shù)表達式中得,(2分)解得x00150。因此平衡時CO的濃度為0020-x0005 molL-1,其轉化率為(CO) = 【答案】:CO=0005 molL-1 (CO)=7516桂林市十八中高三第2次月考一定條件下,體積為10L的密閉容器中,1molX和1molY進行反應: 2X(g)Y(g)Z(g),經(jīng)60s達到平衡,生成03molZ。下列說法正確的是( )A將容器體積變?yōu)?0L,Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼腂以X濃度變化表示的反應速率為0001mol/(LS)C若增大壓強,則物質(zhì)Y的轉化率減小D若升高溫度,X的體積分數(shù)增大,則該反應的H0解析: 2X(g) Y(g) Z(g),起始物質(zhì)的量濃度(mol/L) 01 01 0變化物質(zhì)的量濃度(mol/L) 006 003 003平衡物質(zhì)的量濃度(mol/L) 004 007 003將容器體積變?yōu)?0L,平衡左移,Z的平衡濃度小于原來的,A錯;V(X)=006 molL-1/60s=0001mol/(LS),B正確;加壓Y轉化率增大,C錯;若升高溫度,X的體積分數(shù)增大,平衡左移,正反應放熱,D錯。答案 B17在一定溫度時,將1 mol A和2 mol B放入容積為5 L的某密閉容器中發(fā)生如下反應:A (s)+2B(g) C(g)+2D(g),經(jīng)5 min后,測得容器內(nèi)B的濃度減少了02 molL-1。下

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