精修版高中化學魯科版選修4教學案:第2章 第2節(jié) 第2課時 反應條件對化學平衡的影響 Word版含解析
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1、 精品資料
第2課時 反應條件對化學平衡的影響
[課標要求]
1.知道平衡移動的含義。
2.了解溫度、濃度和壓強對化學平衡的影響,并能夠判斷平衡移動的方向。
3.結合外界條件對化學平衡的影響,會解決化學平衡圖像問題。
4.通過“溫度、濃度對化學平衡的影響”的實驗探究,提高設計實驗的能力,以及分析實驗現(xiàn)象并獲取有價值信息的能力。
1.當v(正)=v(逆)≠0化學達平衡狀態(tài),外界條件改變,v(正)≠v
(逆)時,平衡發(fā)生移動。當v′(正)>v′(逆),平衡正移,v′(正)
2、液體物質(zhì)的量,由于濃度不變,所以化學平衡不移動。
3.改變影響平衡的一個條件(濃度、溫度、壓強),平衡將向減弱這種
改變的方向移動。
4.溫度改變,化學平衡一定移動,而改變壓強平衡不一定移動。
以2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57.2 kJ·mol-1反應為例探究溫度對平衡的影響,填寫以下實驗記錄
反應
原理
2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57.2 kJ·mol-1
紅棕色 無色
操作
現(xiàn)象
紅棕色加深
紅棕色明顯變淺
解釋
升高溫度,紅棕色加深,說明NO2濃度增大,化學平衡向逆反應(吸熱)方向移動。
3、降低溫度,紅棕色變淺,說明NO2濃度減小,化學平衡向正反應(放熱)方向移動
結論
在其他條件不變的情況下,升高溫度,平衡向吸熱的方向移動,降低溫度,平衡向放熱的方向移動
[特別提醒] 外界條件的改變,若使Q<K或v(正)>v(逆),平衡向正反應方向移動;若使Q>K或v(正)<v(逆)平衡向逆反應方向移動;若使Q=K或v(正)=v(逆),平衡不移動。
1.溫度對平衡常數(shù)K有什么影響?
提示:升高溫度,K變大,正反應吸熱,K變小,正反應放熱;降低溫度,K變大,正反應放熱,K變小,正反應吸熱。
2.溫度與K、熱效應、平衡移動有何關系?
提示:溫度變化導致K變化,平衡發(fā)生移動,移 4、動方向是吸熱方向或放熱方向,即溫度使化學平衡發(fā)生移動是通過改變平衡常數(shù)來實現(xiàn)的。
1.在其他條件不變的情況下,改變溫度對化學平衡的影響如下表所示。
化學平衡
mA+nBpC+qD
熱效應
正反應放熱
正反應放熱
正反應吸熱
正反應吸熱
溫度
改變
升高溫度
降低溫度
升高溫度
降低溫度
K值
變化
減小
增大
增大
減小
Q與K
關系
Q>K
Q 5、)
均減小,且
v′(正)>
v′(逆)
v(正)、v(逆)
均增大,且
v′(正)>
v′(逆)
v(逆),v(正)
均減小,且
v′(逆)>
v′(正)
圖像
2.溫度對化學平衡的影響是通過改變化學平衡常數(shù)實現(xiàn)的,溫度改變,K改變,所以化學平衡一定移動。
1.在一密閉燒瓶中,在25 ℃時存在著平衡:2NO2N2O4(正反應放熱)。把燒瓶置于100 ℃的水中,則下列幾項性質(zhì)中不會改變的是( )
①顏色 ②平均相對分子質(zhì)量?、圪|(zhì)量 ④壓強
⑤密度
A.①和③ B.②和④
C.④和⑤ D.③和⑤
解析 6、:選D 升高溫度,化學平衡向著吸熱方向移動,對于化學平衡2NO2N2O4,平衡向逆反應方向移動;①二氧化氮的濃度增大,顏色加深;②混合氣體總的物質(zhì)的量增大,其質(zhì)量不變,根據(jù)M=m/n可知,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減??;③反應混合物都是氣體,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,混合氣體總的質(zhì)量不變;④升高溫度,化學平衡向左移動,混合氣體總的物質(zhì)的量增大,容器內(nèi)壓強增大;⑤反應混合物都是氣體,混合氣體總的質(zhì)量不變,容器的容積不變,混合氣體的密度不變。
2.在某溫度下,反應ClF(g)+F2(g)ClF3(g) ΔH=268 kJ·mol-1,在密閉容器中達到平衡,下列說法中正確的是( )
A.升高溫 7、度,K不變,平衡向正反應方向移動
B.升高溫度,平衡常數(shù)變小
C.升高溫度,平衡向正反應方向移動,F(xiàn)2的轉化率提高
D.降低溫度,ClF3的產(chǎn)率提高
解析:選C 題給反應為吸熱反應,升高溫度,K增大,平衡向右移動,F(xiàn)2的轉化率提高,降低溫度,平衡向左移動,ClF3的產(chǎn)率降低。
以FeCl3(aq)與KSCN(aq)反應為例探究濃度對化學平衡的影響,填寫以下實驗記錄。
實驗步驟
將0.01 mol·L-1 FeCl3溶液與0.03 mol·L-1 KSCN溶液等體積混合,平衡后觀察溶液的顏色,將上述溶液分置于兩支試管中,向一支試管中加入少量1 mol·L-1 KSC 8、N溶液,向另一支試管中加入少量1 mol·L-1 FeCl3溶液。
FeCl3溶液與KSCN溶液反應混合液
現(xiàn)象
兩支試管分別加入KSCN溶液、FeCl3溶液后,顏色都加深。
解釋
FeCl3與KSCN溶液混合后溶液呈紅色,是因為其中存在平衡:
Fe3++nSCN-c(Fe(SCN)n]3-n(n=1~6)。
分別增大c(Fe3+)、c(SCN-),顏色都加深,說明平衡都正向移動。
結論
在其他條件不變的情況下,增大反應物濃度或減小生成物濃度,平衡正向移動;增大生成物濃度或減小反應物濃度,平衡逆向移動。
[特別提醒] 工業(yè)生產(chǎn)上常采用增大廉價反應物的濃度,來提高 9、貴重物質(zhì)轉化率的措施,從而降低生產(chǎn)成本。
1.密閉容器中進行合成氨的反應,當一定溫度下,反應達平衡后,增大N2的濃度,平衡怎樣移動?N2、H2的轉化率如何變化?
提示:平衡向正反應方向移動;H2的轉化率增大,N2的轉化率降低。
2.對于可逆反應:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),增加固體C的用量,化學平衡是否發(fā)生移動?
提示:增加固體或純液體的量,由于其濃度不變,所以化學平衡不發(fā)生移動。
3.濃度改變,K是否發(fā)生變化?濃度變化怎樣使化學平衡發(fā)生移動?
提示:濃度改變,K值不變,濃度的變化導致Q變,引起Q≠K,使平衡發(fā)生移動。
1.在其他條件不變的情況下,改 10、變濃度對化學平衡的影響如下表所示。
化學
平衡
mA+nBpC+qD(A、B、C、D為非固體)
體系濃
度改變
增大反應物濃度
增大生成物濃度
減小反應物濃度
減小生成物濃度
Q值
變化
減小
增大
增大
減小
Q與K
關系
Q 11、,且v′(正)>
v′(逆)
圖像
2.濃度的改變導致濃度商的改變,但K不變,使Q≠K,從而導致平衡移動。但濃度的改變并不都使化學平衡發(fā)生移動。
3.(1)固體物質(zhì)和純液體物質(zhì)其量改變時,不影響平衡;(2)增大一種反應物的濃度,達到新的平衡時,該反應物的轉化率降低,而其他反應物的轉化率增大。在工業(yè)生產(chǎn)中,適當增加廉價反應物的濃度,使化學平衡向正反應方向移動,提高高價原料的轉化率,以降低生產(chǎn)成本。
1.向盛有5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3溶液的試管中加入5 mL 0.01 mol·L-1 KSCN溶液,充分混勻,溶液顏色深淺不再變化后建立 12、化學平衡FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl。下列敘述中,不正確的是( )
A.加水至溶液的體積加倍,溶液血紅色變淺,但化學平衡不移動
B.再滴加少量0.1 mol·L-1 KSCN溶液,溶液血紅色變深,化學平衡右移
C.再滴加少量0.1 mol·L-1 NaOH溶液,會有紅褐色沉淀產(chǎn)生,上部溶液血紅色變淺,化學平衡左移
D.再滴加少量0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,溶液血紅色變深,化學平衡右移
解析:選A 在溶液中反應的離子方程式為Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加水稀釋,Q變大,K不變,即Q>K,平衡向左移動;加入SCN-或Fe3+,Q變小,使 13、Q<K,平衡向右移動,血紅色變深;加入NaOH溶液,OH-與Fe3+反應生成紅褐色Fe(OH)3沉淀,使c(Fe3+)減小,Q變大,使Q>K,平衡向左移動。
2.在水溶液中橙紅色的Cr2O與黃色的CrO有下列平衡關系:Cr2O+H2O2CrO+2H+,把重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈________色,因為________________________________________________________________________。
(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入過量稀H2SO4,則 14、溶液呈________色,因為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4為黃色沉淀),則平衡________(填“向左移動”或“向右移動”),溶液顏色將________________________________。
解析:加堿中和溶液中的H+,平衡右移,溶液中的c(CrO)增大; 15、加酸使平衡左移,溶液中的c(Cr2O)增大;加Ba(NO3)2溶液發(fā)生的反應為Ba2++CrO===BaCrO4(黃色)↓,平衡向右移動,溶液顏色將由橙色逐漸變淺,直至無色。
答案:(1)黃 OH-與H+結合生成水,使平衡向右移動,CrO濃度增大,溶液由橙色變?yōu)辄S色
(2)橙 c(H+)增大,平衡向左移動,Cr2O濃度增大,溶液又由黃色變?yōu)槌壬?
(3)向右移動 逐漸變淺,直至無色
以 反應為例探究壓強對平衡的影響,填寫以下實驗記錄。
反應原理
2NO2(g)N2O4(g)
(紅棕色) (無色)
實驗步驟
實驗現(xiàn)象
①將活塞迅速向里推時,混合氣體的顏 16、色先變深又逐漸變淺;②將活塞迅速向外拉時,混合氣體的顏色先變淺又逐漸變深
解釋
壓縮體積,氣體的壓強增大,濃度也增大,顏色變深,但平衡向生成N2O4的方向即氣體分子數(shù)減小的方向移動,顏色又逐漸變淺;增大體積,氣體的壓強減小,濃度也減小,顏色變淺,但平衡向生成NO2的方向移動,顏色又逐漸變深
結論
對于反應前后氣體分子數(shù)發(fā)生變化的可逆反應,在其他條件不變的情況下,增大壓強,會使化學平衡向氣體體積減小的方向移動;減小壓強,會使化學平衡向氣體體積增大的方向移動
[特別提醒]
一定條件下,反應2NO2(g)N2O4達平衡后,若縮小體積,氣體顏色先變深后又變淺,但比原平衡時顏色深。若增大 17、體積,氣體先變淺又變深,但比原平衡時淺。
450 ℃時,在一密閉容器中,可逆反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在不同壓強條件下,測得平衡時混合氣體中NH3的體積分數(shù)如表所示:
壓強/MPa
1
5
10
30
60
100
NH3%
2.0
9.2
16.4
35.5
53.6
69.4
[問題思考]
1.從表格中的數(shù)據(jù)判斷減小壓強,氨氣的體積分數(shù)如何變化?從而說明平衡怎樣移動?
提示:減小壓強,氨的體積分數(shù)減小,說明平衡向逆反應方向移動。
2.對于反應H2(g)+I2(g)2HI(g),增大壓強,平衡是否發(fā)生變化?為什么?
提 18、示:平衡不發(fā)生移動;原因是該反應前后氣體物質(zhì)的量不變,增大壓強,正、逆反應速率改變的程度相同。
3.壓強變化,K值是否變化?壓強變化怎樣使化學平衡發(fā)生移動?
提示:壓強變化,K值不變,壓強變化導致Q≠K,引起平衡發(fā)生移動,即壓強變化是由氣體物質(zhì)的濃度變化引起化學平衡的移動,若壓強的改變對氣體物質(zhì)的濃度沒有影響,則
平衡不移動。
1.在其他條件不變的情況下,改變壓強對化學平衡的影響如表所示。
化學平衡
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
氣態(tài)物質(zhì)
系數(shù)改變
量Δνg
Δνg<0
Δνg>0
Δνg>0
Δνg<0
Δνg=0
壓強改變
加壓
加 19、壓
減壓
減壓
加壓或減壓
Q值變化
減小
增大
減小
增大
不變
Q與K
關系
Q 20、平衡移動。
3.壓強改變只對有氣體參加反應的平衡有影響,對固體和純液體無影響。
4.恒溫恒容時,充入非反應氣體,雖然容器中總壓強增大,但各反應物和產(chǎn)物濃度不變,則平衡不移動;恒溫恒壓時充入非反應氣體,容器體積增大,即壓強減小,平衡向氣體體積增大的方向移動。
1.壓強變化不會使下列化學平衡發(fā)生移動的是( )
A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g)
B.3H2(g)+N2(g)2NH3(g)
C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
D.C(s)+CO2(g)2CO(g)
解析:選A 壓強改變對化學平衡的影響關鍵是看壓強改變是否引起Q的改變。A項是反應 21、前后氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)不變的反應,壓強改變,各物質(zhì)的濃度相應改變,但Q不變,平衡不移動。
2.反應NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某一溫度下達到平衡狀態(tài),下列各種情況中,不會使化學平衡發(fā)生移動的是( )
①減少部分NH4HS固體
②容器容積不變,充入少量氨氣
③容積、溫度一定,充入氦氣
④溫度、壓強、容積一定,充入SO2氣體
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
解析:選C?、儆捎诟淖児腆w的量不能使化學平衡發(fā)生移動;②充入少量氨氣,即增大NH3的濃度,平衡向逆反應方向移動;③容積、溫度一定,充入氦氣,體系的總壓強增大,但NH3和H2S的濃度 22、并未改變,所以平衡不移動;④溫度、壓強、容積一定,充入SO2氣體,由于發(fā)生反應SO2+2H2S===3S↓+2H2O,H2S的濃度減小,所以平衡將向生成H2S的方向移動,即向正反應方向移動。
1.催化劑與化學平衡
(1)催化劑對化學平衡的影響
①催化劑能同等程度的改變正、逆反應的化學反應速率,所以加入催化劑只能改變化學反應速率,化學平衡不移動。
②催化劑既不影響K值大小,也不能使Q變化,始終保持Q=K,故平衡不移動。
(2)圖像(v-t圖)
2.勒·夏特列原理(又稱為平衡移動原理)
(1)內(nèi)容:濃度、壓強和溫度對化學平衡的影響可以概括為平衡移動原理,也叫勒·夏 23、特列原理。即如果僅改變平衡體系的條件(如溫度、濃度、壓強等),平衡將向減弱這個改變的方向移動。
(2)平衡移動的結果是“減弱”外界條件的影響,而不是“消除”外界條件的影響,更不是“扭轉”外界條件的影響。
(3)適用條件
①只適用于判斷“改變影響平衡的一個條件”時平衡移動的方向。
②平衡移動原理不僅適用于化學平衡,也適用于其他平衡體系,如溶解平衡、電離平衡、水解平衡等。
(4)應用技巧
①濃度:增大反應物濃度時,平衡將向反應物濃度減小的方向移動。
②壓強:增大壓強時,平衡將向氣體體積縮小的方向移動。
③溫度:升高溫度時,平衡將向吸熱的方向移動。如將體系的溫度從50 ℃升高到80 24、℃,則化學平衡向吸熱方向移動,體系的溫度降低,達到新的平衡狀態(tài)時,體系的溫度t介于二者之間,即50 ℃ 25、生成鹽酸和次氯酸是一個可逆反應,在飽和食鹽水中其平衡左移,減小了氯氣的溶解從而除去氯化氫氣體;B項加壓使得合成氨反應平衡右移;C項減小壓強使氣體的溶解度減小,使得溶解的二氧化碳逸出;D項平衡沒有發(fā)生移動,只是I2(g)的濃度增大,顏色加深。
3.下列事實中不能用勒·夏特列原理解釋的是( )
A.光照新制的氯水時,溶液的酸性逐漸增強
B.向含有[Fe(SCN)]2+的紅色溶液中加鐵粉,振蕩,溶液顏色變淺或退去
C.加入催化劑有利于氨的氧化反應
D.用排飽和食鹽水法除去Cl2中的HCl
解析:選C A項,氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,光照使HClO分解,HClO 26、濃度降低,平衡正向移動,生成更多的HCl,溶液的酸性逐漸增強,A項可用勒·夏特列原理解釋;B項,在該溶液中存在平衡:Fe3++SCN-[Fe(SCN)]2+,向溶液中加入鐵粉,F(xiàn)e3+會和Fe發(fā)生反應,生成Fe2+,導致Fe3+濃度降低,平衡向能夠減弱這種改變的方向移動,即向逆反應方向移動,使[Fe(SCN)]2+(紅色)的濃度降低,所以溶液顏色變淺或退去,所以B項可以用勒·夏特列原理解釋;C項,催化劑只能改變反應速率,不能改變平衡狀態(tài),C項不能用勒·夏特列原理解釋;D項,Cl2溶于水后存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,飽和食鹽水中Cl-濃度較大,減小了Cl2的溶解度,所以D項 27、可以用勒·夏特列原理解釋。
[三級訓練·節(jié)節(jié)過關]
1.下列說法不正確的是( )
A.反應混合物各組分百分含量發(fā)生改變,化學平衡一定發(fā)生了移動
B.外界條件的改變引起濃度商或化學平衡常數(shù)改變,則平衡一定發(fā)生移動
C.平衡移動,反應物的濃度一定減小
D.外界條件發(fā)生變化,化學平衡不一定移動
解析:選C 外界條件的改變使正、逆反應速率不相等或Q≠K時才能使化學平衡發(fā)生移動,化學平衡移動時反應物的濃度有可能增大。
2.已知:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH>0。該反應達到平衡后,下列條件有 28、利于反應正向進行的是( )
A.升高溫度和減小壓強 B.降低溫度和減小壓強
C.降低溫度和增大壓強 D.升高溫度和增大壓強
解析:選A C和CO2反應生成CO,氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)增大,ΔH>0,反應吸熱。所以減小壓強、升高溫度有利于反應向正方向進行。
3.在密閉容器中,反應2X(g)+Y2(g)2XY(g) ΔH<0達到甲平衡。在僅改變某一條件后,達到乙平衡,下列分析正確的是( )
A.圖Ⅰ中,甲、乙的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1 29、平衡,說明乙溫度高于甲
解析:選D 若升高溫度,則平衡向逆反應方向移動,平衡常數(shù)應減小,故圖Ⅰ中t時刻改變的條件不可能是升高溫度,可能是增大壓強,由于溫度不變,平衡常數(shù)不變,故A項錯誤;圖Ⅱ表示加入催化劑,正、逆反應速率同等程度增大,平衡不移動,故反應物的轉化率不變,B項錯誤;增大壓強,平衡向正反應方向移動,圖Ⅱ中反應速率增大,平衡不發(fā)生移動,故改變的條件肯定不是增大壓強,故C項錯誤;乙先達到平衡,說明乙的反應速率快,故乙溫度高于甲,D項正確。
4.反應X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,在t1時達到平衡,t2時由于體系條件的改變,平衡受到破壞,到t3時再次達到平衡。如圖所示為物質(zhì) 30、的濃度與時間的關系,則t2時刻使化學平衡發(fā)生移動的原因是( )
A.增大X或Y的濃度 B.升高溫度
C.增大壓強 D.降低溫度
解析:選B 此反應的特點是:反應前后氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)相等。從圖中還知t2到t3一段時間內(nèi)Z的濃度下降了,X、Y的濃度增大了,說明平衡逆向移動。又因為加壓此平衡不會移動,升溫平衡逆向移動,降溫平衡正向移動,增加X或Y的濃度,平衡均會向正向移動,故t2時刻改變的條件為升高溫度。
5.在一定條件下,xA+yBzC的可逆反應達到平衡。
(1)已知A、B、C都是氣體,在減壓后平衡向逆反應方向移動,則x、y、z的關系是________。
(2)已知C是氣體,且x 31、+y=z,在加壓時,如果平衡發(fā)生移動,則平衡必須向________方向移動(填“正反應”或“逆反應”)。
(3)已知B、C是氣體,現(xiàn)增加A物質(zhì)的量(其他條件不變),平衡不移動,則A是___態(tài)。
(4)加熱后C的質(zhì)量分數(shù)減小,則正反應是________熱反應。
解析:(1)減壓后平衡向氣體體積增大的方向移動,即逆反應為氣體體積增大的方向,則x+y>z。
(2)加壓時平衡向氣體體積減小的方向移動,只有可能向逆反應方向移動,A、B至少有一種為固態(tài)或純液態(tài)。
(3)固態(tài)或純液態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量改變不影響反應速率,也不影響平衡的移動。
(4)加熱后C的質(zhì)量分數(shù)減小,說明逆反應是吸熱反應,正反應 32、是放熱反應。
答案:(1)x+y>z (2)逆反應 (3)固態(tài)或純液 (4)放
1.在一定溫度下,反應FeCl3(aq)+3KSCN(aq)3KCl(aq)+Fe(SCN)3(aq)已經(jīng)達到平衡,對反應溶液作下列處理,其中能使平衡左移的是( )
A.加入少量氯化鉀固體
B.加入少量氯化鐵固體
C.減小Fe(SCN)3的濃度
D.增大Fe(SCN)3的濃度
解析:選D 該反應的本質(zhì)是Fe3+(aq)+3SCN-(aq)Fe(SCN)3(aq),KCl沒有參與反應,所以改變KCl的量不會影響平衡的移動,故A項錯誤;加入少量氯化鐵固體或減小Fe(SCN)3的濃度, 33、都會使平衡向右移動,故B、C項均錯誤;增大Fe(SCN)3的濃度,平衡向左移動,故D項正確。
2.在已處于化學平衡狀態(tài)的體系中,如果下列量發(fā)生變化,其中一定能表示平衡移動的是( )
A.反應混合物濃度 B.反應物的轉化率
C.反應混合物的壓強 D.正逆反應速率
解析:選B A項,對于反應前后氣體物質(zhì)的系數(shù)之和相等的反應,加壓混合物濃度同等程度增大,平衡不移動,錯誤;B項,新舊平衡的區(qū)別是平衡時各組分的含量發(fā)生變化,即反應物的轉化率發(fā)生變化,正確;C項,對于反應前后氣體物質(zhì)的系數(shù)之和相等的反應,加壓混合物濃度增大,但平衡不移動,錯誤;D項,當外界條件改變時,若v(正)、v( 34、逆)發(fā)生同等程度地變化,即v(正)和v(逆)仍保持相等時,化學平衡不發(fā)生移動,錯誤。
3.改變下列條件,能使平衡N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0向逆反應方向移動的是( )
A.升高溫度 B.增大壓強
C.增大H2的濃度 D.使用催化劑
解析:選A 該反應的正反應是放熱反應,升高溫度可以使平衡向逆反應方向移動;增大壓強和增大H2的濃度可以使平衡向正反應方向移動;使用催化劑不能使平衡移動。
4.在注射器中充入NO2,平衡后在恒溫下進行壓縮,若體積減小,則( )
A.體系顏色比原來深 B.體系顏色比原來淺
C.體系顏色不變 D.注射器內(nèi)壓強不變
35、
解析:選A 對于可逆反應2NO2(g,紅棕色)N2O4(g,無色),增大壓強,平衡右移,NO2的量減小,但NO2的濃度比原來大,故體系顏色變深。
5.反應X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,達到平衡狀態(tài)時,下列說法正確的是( )
A.減小容器容積,平衡向右移動
B.加入催化劑,Z的產(chǎn)率增大
C.增大c(X),X的轉化率增大
D.降低溫度,Y的轉化率增大
解析:選D 因為該反應為化學方程式中氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)不變的反應,故減小容器容積,化學平衡不發(fā)生移動,A項錯誤;加入催化劑可同等程度地改變正、逆反應速率,故化學平衡不會發(fā)生移動,B項錯誤;增大X的濃度,化學平衡向右移動,但 36、X的轉化率減小,C項錯誤;該反應的正反應放熱,降低溫度,化學平衡向右移動,Y的轉化率增大,D項正確。
6.2015年全國各地不斷出現(xiàn)霧霾天氣,嚴重影響了人們的日常生活。減少汽車尾氣的排放對治理霧霾有重大作用。汽車尾氣凈化中的一個反應如下:NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.4 kJ·mol-1。在恒容密閉容器中,反應達平衡后,改變某一條件,下列示意圖正確的是( )
解析:選C ΔH=-373.4 kJ·mol-1,溫度升高,平衡逆向移動,K減小,CO轉化率降低,故A、B兩項均錯;K只與溫度有關,C項正確;增大N2的物質(zhì)的量平衡逆向移動,則NO轉化率 37、降低,所以D項錯。
7.對于反應A(s)+2B(g)3C(g) ΔH>0,φ(C)跟外界條件X、Y的關系如圖所示,下列結論正確的是( )
A.Y表示溫度,X表示壓強,且Y3>Y2>Y1
B.Y表示壓強,X表示溫度,且Y3>Y2>Y1
C.X表示壓強,Y表示溫度,且Y1>Y2>Y3
D.X表示溫度,Y表示壓強,且Y1>Y2>Y3
解析:選A 當Y表示溫度時,則Y1、Y2、Y3表示三條等溫線,定住其中一條等溫線(如:Y1),則由于正反應是氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)增大的反應,所以隨著壓強的增大平衡逆向移動,φ(C)逐漸減小,符合題目所給方程式。而X表示壓強時,則垂直于X軸作一條輔助線即為等壓線 38、,由于反應吸熱,所以隨著溫度的升高,平衡正向移動,φ(C)逐漸增大,所以Y3>Y2>Y1,A正確。對于B、C、D可以采用同樣的方法分析,均錯誤。
8.在下列可逆反應中,增大壓強或降低溫度,均可使平衡向正反應方向移動的是( )
A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(ΔH<0)
B.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)(ΔH<0)
C.2NH3(g)N2(g)+3H2(g)(ΔH>0)
D.SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)(ΔH<0)
解析:選A A項,增大壓強,平衡向正反應方向移動;降低溫度,平衡也向正反應方向移動。B項 39、,增大壓強,平衡向逆反應方向移動;降低溫度,平衡向正反應方向移動。C項,增大壓強,平衡向逆反應方向移動;降低溫度,平衡向逆反應方向移動。D項,增大壓強,平衡不移動;降低溫度,平衡向正反應方向移動。
9.在密閉容器中進行如下反應CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH>0,達到平衡后,改變下列條件,則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化:
(1)增加C的量,平衡________,[CO]________。
(2)減小密閉容器體積,保持溫度不變,則平衡________,[CO2]________。
(3)通入N2,保持密閉容器體積和溫度不變,則平衡________,[CO2]________。 40、
(4)保持密閉容器體積不變,升高溫度,則平衡________,[CO]________。
解析:(1)C為固體,增加C,其濃度并不變,平衡不發(fā)生移動;(2)減小容器體積,相當于增大壓強,向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小的方向移動;(3)通入的N2不參加反應,并且密閉容器體積和溫度不變時,各物質(zhì)的濃度并不變,平衡不發(fā)生移動;(4)其他條件相同,升高溫度,平衡向吸熱方向移動。
答案:(1)不移動 不變
(2)逆向移動 增大
(3)不移動 不變
(4)正向移動 增大
10.在一定條件下進行如下反應:aX(g)+bY(g)cZ(g)。如圖是不同溫度下反應達到平衡時,反應混合物中Z的體積分數(shù)和壓強 41、關系示意圖。
(1)寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式:K=________。隨著溫度的升高,K值________(填“增大”“減小”或“不變”)。當反應物起始濃度相同時,平衡常數(shù)K值越大,表明__________(填字母)。
A.X的轉化率越高 B.反應進行得越完全
C.達到平衡時X的濃度越大 D.化學反應速率越快
(2)如右圖所示,相同溫度下,在甲、乙兩容器中各投入1 mol X、2 mol Y和適量催化劑,甲、乙兩容器的初始體積均為1 L。甲、乙容器達到平衡所用的時間:甲______乙(填“>”“<”或“=”,下同),平衡時X和Y的轉化率:甲______乙。
解析:由圖像 42、知:增大壓強,Z%增大,平衡右移,則a+b>c,升高溫度,Z%減小,平衡左移,正反應放熱。
(1)K=,升溫K減小,K值越大,反應進行的越完全,X的轉化率越高。
(2)根據(jù)圖示可知甲為恒容反應容器,乙為恒壓反應容器,隨著反應的進行,氣體物質(zhì)的量減小,故乙相當于在甲的基礎上加壓,反應速率加快,達平衡所需時間縮短,平衡右移,反應物轉化率增大。
答案:(1) 減小 AB (2)> <
1.在固定容積的密閉容器中,可逆反應2X(?)+Y(g)Z(s)已達到平衡,此時升高溫度則氣體的密度增大。下列敘述正確的是( )
A.正反應為放熱反應,X可能是氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)
B.正反應為放熱反 43、應,X一定為氣態(tài)
C.若X為非氣態(tài),則正反應為吸熱反應
D.若加入少量的Z,該平衡向左移動
解析:選A 固定容積的密閉容器中,升高溫度氣體的密度增大,說明氣體質(zhì)量增加,平衡向逆反應方向移動,所以正反應放熱,平衡逆向移動,Y(g)的質(zhì)量增加,所以不管X是氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài),氣體的密度都增大,故A正確。
2.有一處于平衡狀態(tài)的可逆反應:X(s)+3Y(g)2Z(g)(正反應為放熱反應)。為了使該平衡向生成Z的方向移動,可選擇的條件是( )
①高溫?、诘蜏亍、鄹邏骸、艿蛪骸、菁哟呋瘎、薹蛛x出Z
A.①③⑤ B.②③⑤
C.②③⑥ D.②④⑥
解析:選C 該反應的正反應為 44、放熱反應,降低溫度可以使平衡向正反應方向移動,即向生成Z的方向移動,故可選擇低溫;由于該反應的正反應是氣體分子數(shù)減小的反應,所以高壓有利于平衡向正反應方向移動,故可選擇高壓;使用催化劑只能同等程度地改變正、逆反應速率,不能使平衡發(fā)生移動;分離出Z,可以減小Z的濃度,使平衡正向移動。
3.t ℃時,某一氣態(tài)平衡體系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四種物質(zhì),此溫度下該反應的平衡常數(shù)表達式為K=,有關該平衡體系的說法正確的是( )
A.升高溫度,平衡常數(shù)K一定增大
B.增大壓強W(g)的質(zhì)量分數(shù)增加
C.該反應的化學反應方程式為X+2Y2Z+2W
D.增大X(g)濃度,平 45、衡向逆反應方向移動
解析:選D A項,升高溫度,對于吸熱反應,平衡常數(shù)K增大;對于放熱反應,平衡常數(shù)K減??;B項,增大壓強,平衡向氣體體積減小的方向移動,即向正反應方向移動,W(g)的質(zhì)量分數(shù)減?。籆項,根據(jù)K值表達式,得反應方程式:2Z+2WX+2Y。
4.對于密閉容器中的可逆反應:mX(g)+nY(s)pZ(g) ΔH<0,達到化學平衡后,改變條件,下列表述不正確的是( )
A.增大壓強,化學平衡不一定發(fā)生移動
B.通入氦氣,化學平衡不一定發(fā)生移動
C.增加X或Y的物質(zhì)的量,化學平衡一定發(fā)生移動
D.其他條件不變,升高溫度,化學平衡一定發(fā)生移動
解析:選C A項,該 46、反應方程式中氣體物質(zhì)的化學計量數(shù)m、p的數(shù)值不確定,增大壓強,若m=p,則平衡不會發(fā)生移動;若m≠p,則平衡會發(fā)生移動。B項,通入氦氣,如果容器體積不變,則不會改變參加反應的各物質(zhì)的濃度,即不會影響化學平衡,平衡不移動;如果容器體積可變,通入氦氣,如果m、p不相等,則平衡會發(fā)生移動,如果m、p相等,則平衡不會發(fā)生移動。C項,增加X的物質(zhì)的量,平衡會發(fā)生移動;增加固體物質(zhì)Y的物質(zhì)的量,平衡不會發(fā)生移動。D項,由于該反應的正反應為放熱反應,故升高溫度,平衡將向逆反應方向移動。
5.對于反應:Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH<0,下列措施能提高CO的轉化率的是( ) 47、
A.減少Fe的量 B.移出部分CO2
C.減少容器的容積 D.升高反應溫度
解析:選B 該反應的平衡常數(shù)表達式為K=,提高CO的轉化率即使平衡向右移動,當Q<K時,平衡右移。溫度不變,K不變;減少Fe的量,減小容器的容積Q不變,平衡不移動;移出部分CO2,Q減小,平衡右移;該反應的正反應為放熱反應,升高溫度,K減小,Q不變,平衡左移,也可利用平衡移動原理進行判斷。
6.在一個不導熱的密閉反應器中,只發(fā)生兩個反應:
a(g)+b(g)2c(g) ΔH1<0
x(g)+3y(g)2z(g) ΔH2>0
進行相關操作且達到平衡后(忽略體積改變所做的功),下列敘述錯誤的 48、是( )
A.等壓時,通入稀有氣體,c的物質(zhì)的量不變
B.等壓時,通入z氣體,反應器中溫度升高
C.等容時,通入稀有氣體,各反應速率不變
D.等容時,通入z氣體,y的物質(zhì)的量濃度增大
解析:選A 等壓時,通入稀有氣體后,第二個反應平衡向逆反應方向移動,反應器內(nèi)溫度升高,第一個反應平衡向逆反應方向移動,c的物質(zhì)的量減小,A錯誤;等壓時,通入z氣體,第二個反應平衡向逆反應方向(放熱反應方向)移動,所以體系溫度升高,B正確;選項C,由于容器體積不變,通入稀有氣體不影響各種物質(zhì)的濃度,所以各反應速率不變,正確;選項D,等容時,通入z氣體,第二個反應平衡向逆反應方向移動,y的物質(zhì)的量濃度 49、增大,正確。
7.下列圖像能正確地表達可逆反應3A(g)+B(g)2C(g)(ΔH<0)的是( )
解析:選D 3A(g)+B(g)2C(g)(ΔH<0)反應的正反應為放熱反應,升高溫度C%減小,A錯誤;升高溫度平衡向逆反應方向移動,v(逆)>v(正),B錯誤;升高溫度平衡向逆反應方向移動,A%增大,C錯誤。
8.溫度一定時,在密閉容器中發(fā)生可逆反應:mA(氣)+nB(氣)pC(氣),達到平衡后,若將混合氣體的體積壓縮到原來的,當再次達到平衡時,C的濃度為原平衡時C的濃度的1.9倍,則下列敘述中,正確的是( )
A.平衡向逆反應方向移動
B.C氣體的體積分數(shù)增大
50、
C.氣體A的轉化率升高
D.m+n>p
解析:選A 假設壓縮氣體的體積時平衡不發(fā)生移動,則C的濃度為原平衡時濃度的2倍,現(xiàn)只有1.9倍,說明增大壓強平衡向逆反應方向移動,可得m+n ”“=”或“<”)。
(2)減小壓強時,A的質(zhì)量分數(shù)________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)若 51、加入B(容器容積不變),則A的轉化率________(填“增大”“減小”或“不變”,下同),B的轉化率________。
(4)若升高溫度,則平衡時B、C的濃度之比將________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(5)若B是有色物質(zhì),A、C均無色,則加入C(容器容積不變)時混合物顏色________(填“變深”“變淺”或“不變”,下同);而維持容器內(nèi)壓強不變,充入氖氣時混合物顏色________。
解析:(1)升高溫度時,B的轉化率變大,說明平衡正向移動,故正反應為吸熱反應,逆反應為放熱反應;減小壓強時,C的質(zhì)量分數(shù)減小,說明平衡逆向移動,故m+n>p。(2)m+n>p,減小壓強, 52、平衡逆向移動,A的質(zhì)量分數(shù)增大。(3)向平衡體系中加入B時,B的轉化率減小,A的轉化率增大。(4)升高溫度時,平衡正向移動,[B]減小,[C]增大,故將減小。(5)加入C(容器容積不變)時,平衡逆向移動,[B]增大,故混合物的顏色加深;而維持容器內(nèi)壓強不變,充入氖氣時,容器的容積增大,[B]減小,故混合物的顏色變淺。
答案:(1)放 > (2)增大 (3)增大 減小 (4)減小 (5)變深 變淺
10.能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應用前景。工業(yè)上合成甲醇的反應為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH
(1)已知,該反應在300 ℃, 53、5 MPa條件下能自發(fā)進行,則ΔH________0,ΔS________0。(填“<”“>”或“=”)
(2)在300 ℃、5 MPa條件下,將0.20 mol的CO與0.58 mol H2的混合氣體充入2 L密閉容器發(fā)生反應,反應過程中甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖所示
①列式計算300 ℃時該反應的平衡常數(shù)K=________。
②300 ℃時,將0.50 mol CO、1.00 mol H2和1.00 mol CH3OH充入容積為2 L的密閉容器中,此時反應將________。
A.向正反應方向移動 B.向逆反應方向移動
C.處于平衡狀態(tài) D.無法判斷
③下列措 54、施可提高甲醇產(chǎn)率的是________。
A.壓縮容器體積
B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.充入He,使體系總壓強增大
D.再充入0.20 mol CO和0.58 mol H2
(3)若其他條件不變,使反應在500 ℃下進行,在圖中作出甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化的示意圖。
解析:反應后氣體物質(zhì)的系數(shù)減小,ΔS<0,300 ℃時,反應能自發(fā)進行,則ΔH-TΔS<0,所以ΔH<0;向體系中加入0.50 mol CO、1.00 mol H2和1.00 mol CH3OH時,可利用反應體系中濃度商和平衡常數(shù)的比較,判斷反應進行的方向;壓縮容器體積,壓強增大,平衡右移;將CH3OH(g)從體系中分離是降低了生成物的濃度,平衡右移;恒容充惰性氣體,平衡不移動;再充入0.20 mol CO和0.58 mol H2相當于增大壓強,平衡右移。
答案:(1)< <
(2)①==4
②B?、跘、B、D
(3)如圖所示
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