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第2讲 化学平衡移动 真题速递1(2019新课标节选)环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:(1)已知:(g) (g)+H2(g)H1=100.3 kJmol 1 H2(g)+ I2(g) 2HI(g)H2=11.0 kJmol 1 对于反应:(g)+ I2(g) (g)+2HI(g) H3=_kJmol 1。(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为_,该反应的平衡常数Kp=_Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有_(填标号)。A通入惰性气体B提高温度C增加环戊烯浓度D增加碘浓度(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是_(填标号)。AT1T2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 molL1【答案】(1)89.3(2)403.56104BD(3)CD【解析】(1)根据盖斯定律-,可得反应的H=89.3kJ/mol;答案:89.3;(2)假设反应前碘单质与环戊烯均为nmol,平衡时环戊烯反应了xmol,根据题意可知;(g)+I2(g)= (g)+2HI(g) 增加的物质的量 1mol 1mol 1mol 2mol 1molxmol 2n20%得x=0.4nmol,转化率为0.4n/n100%=40%;(g) + I2(g)= (g)+ 2HI(g)P(初) 0.5105 0.5105 0 0P 0.510540% 0.510540% 0.510540% 110540%P(平) 0.3105 0.3105 0.2105 0.4105Kp=3.56104;A.T、V一定,通入惰性气体,由于对反应物和生成物浓度无影响,速率不变,平衡不移动,故A错误;B.升高温度,平衡向吸热方向移动,环戊烯转化率升高,故B正确;C增加环戊烯的浓度平衡正向移动,但环戊烯转化率降低,故C错误;D,增加I2的浓度,平衡正向移动,环戊烯转化率升高,故D正确;答案:40%;3.56104;BD;(3)A.温度越高化学反应速率越快,单位时间内反应物浓度减少越多,则T1v(逆),a点反应物浓度大于b点,故a点正反应速率大于b点,故C正确;D.b点时环戊二烯浓度由1.5mol/L减小到0.6mol/L,减少了0.9mol/L,因此生成二聚体0.45mol/L,故D正确;答案:CD。2(2019新课标节选)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl) c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系:可知反应平衡常数K(300)_K(400)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)c(O2)=11的数据计算K(400)=_(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_。(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) H1=83 kJmol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) H2=-20 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) H3=-121 kJmol-1则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的H=_ kJmol-1。(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是_。(写出2种)【答案】(1)大于 O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低(2)116(3)增加反应体系压强、及时除去产物【解析】(1)根据反应方程式知,HCl平衡转化率越大,平衡常数K越大,结合图像知升高温度平衡转化率降低,说明升高温度平衡向逆反应方向进行,则K(300)K(400);由图像知,400时,HCl平衡转化率为84%,用三段式法对数据进行处理得:起始(浓度) c0 c0 0 0变化(浓度) 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0平衡(浓度)(1-0.84)c0 (1-0.21)c0 0.42c0 0.42c0则K=;根据题干信息知,进料浓度比过低,氧气大量剩余,导致分离产物氯气和氧气的能耗较高;进料浓度比过高,HCl不能充分反应,导致HCl转化率较低;(2)根据盖斯定律知,(反应I+反应II+反应III)2得 H=(H1+H2+H3)2=-116kJmol-1;(3)若想提高HCl的转化率,应该促使平衡正向移动,该反应为气体体积减小的反应,根据勒夏特列原理,可以增大压强,使平衡正向移动;也可以及时除去产物,减小产物浓度,使平衡正向移动;3(2018江苏)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:下列说法正确的是A. v1 v2,c2 K3,p2 2p3C. v13(SO2 ) D. c2 2c3,2(SO3 )+3(SO2 )1【答案】CD【解析】对比容器的特点,将容器1和容器2对比,将容器1和容器3对比。容器2中加入4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO2和2molO2,容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍,容器2相当于在容器1达平衡后增大压强,将容器的体积缩小为原来的一半,增大压强化学反应速率加快,21,增大压强平衡向正反应方向移动,平衡时c22c1,p22p1,1(SO2)+2(SO3)1,容器1和容器2温度相同,K1=K2;容器3相当于在容器1达到平衡后升高温度,升高温度化学反应速率加快,31,升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡时c3c1,p3p1,3(SO2)1(SO2),K3K1。根据上述分析,A项,21,c22c1,A项错误;B项,K3K1,p22p1,p3p1,则p22p3,B项错误;C项,31,3(SO2)1(SO2),C项正确;D项,c22c1,c3c1,则c22c3,1(SO2)+2(SO3)1,3(SO2)1(SO2),则2(SO3)+3(SO2)1,D项正确。4(2018天津)室温下,向圆底烧瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸,溶液中发生反应;C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4和78.5。下列有关叙述错误的是A. 加入NaOH,可增大乙醇的物质的量B. 增大HBr浓度,有利于生成C2H5BrC. 若反应物增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变D. 若起始温度提高至60,可缩短反应达到平衡的时间【答案】D【解析】A加入NaOH,中和HBr,平衡逆向移动,可增大乙醇的物质的量。选项A正确。B增大HBr浓度,平衡正向移动,有利于生成C2H5Br。选B正确。C若反应物增大至2 mol,实际上就是将反应的浓度都增大至原来的2倍,比例不变(两次实验反应物的比例都是1:1,等于方程式中的系数比),这里有一个可以直接使用的结论:只要反应物的投料比等于系数比,达平衡时反应物的转化率一定是相等的。所以两种反应物的转化率一定是1:1。选项C正确。D若起始温度提高至60,考虑到HBr是挥发性酸,在此温度下会挥发出去,降低HBr的浓度减慢速率,增加了反应时间。5(2018江苏)根据下列图示所得出的结论不正确的是A. 图甲是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线,说明该反应的H0B. 图乙是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2 )随反应时间变化的曲线,说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小C. 图丙是室温下用0.1000 molL1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 molL1某一元酸HX的滴定曲线,说明HX是一元强酸D. 图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时,溶液中c(Ba2+ )与c(SO42)的关系曲线,说明溶液中c(SO42 )越大c(Ba2+ )越小【答案】C【解析】A项,升高温度,lgK减小,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的H0,A项正确;B项,根据图像,随着时间的推移,c(H2O2)变化趋于平缓,随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小,B项正确;C项,根据图像,没有滴入NaOH溶液时,0.1000mol/LHX溶液的pH1,HX为一元弱酸,C项错误;D项,根据图像可见横坐标越小,纵坐标越大,-lgc(SO42-)越小,-lgc(Ba2+)越大,说明c(SO42-)越大c(Ba2+)越小,D项正确;答案选C。6(2018课标)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题(1)1840年 Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为_。(2)F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25时N2O5(g)分解反应:其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=时,N2O4(g)完全分解):t/min0408016026013001700p/kPa35.840.342.5.45.949.261.262.363.1已知:2N2O5(g)2N2O5(g)+O2(g) H1=4.4 kJmol12NO2(g)N2O4(g) H 2=55.3 kJmol1则反应N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)的H =_ kJmol1。研究表明,N2O5(g)分解的反应速率。t=62 min时,测得体系中pO2=2.9 kPa,则此时的=_ kPa,v=_kPamin1。若提高反应温度至35,则N2O5(g)完全分解后体系压强p(35)_63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是_。25时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。(3)对于反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反应第三步 NO+NO32NO2 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_(填标号)。Av(第一步的逆反应)v(第二步反应)B反应的中间产物只有NO3C第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D第三步反应活化能较高【答案】O2 53.1 30.0 6.0102 大于 温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高 13.4 AC【解析】(1)氯气在反应中得到电子作氧化剂,硝酸银中只有氧元素化合价会升高,所以氧化产物是氧气,分子式为O2;(2)已知:、2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) H14.4kJ/mol、2NO2(g)N2O4(g) H255.3kJ/mol根据盖斯定律可知2即得到N2O5(g)2NO2(g)+1/2O2(g) H153.1kJ/mol;根据方程式可知氧气与消耗五氧化二氮的物质的量之比是1:2,又因为压强之比是物质的量之比,所以消耗五氧化二氮减少的压强是2.9kPa25.8kPa,则此时五氧化二氮的压强是35.8kPa5.8kPa30.0kPa,因此此时反应速率v2.0103306.0102(kPamin1);由于温度升高,容器容积不变,总压强提高,且二氧化氮二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高,所以若提高反应温度至35,则N2O5(g)完全分解后体系压强p(35)大于63.1 kPa。根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1kPa,根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8kPa271.6 kPa,氧气是35.8kPa217.9 kPa,总压强应该是71.6 kPa+17.9 kPa89.5 kPa,平衡后压强减少了89.5 kPa63.1kPa26.4kPa,所以根据方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4kPa,二氧化氮对应的压强是71.6 kPa26.4kPa218.8kPa,则反应的平衡常数。(3)A、第一步反应快,所以第一步的逆反应速率大于第二步的逆反应速率,A正确;B、根据第二步和第三步可知中间产物还有NO,B错误;C、根据第二步反应生成物中有NO2可知NO2与NO3的碰撞仅部分有效,C正确;D、第三步反应快,所以第三步反应的活化能较低,D错误。答案选AC。7(2018课标)CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) H=-75 kJmol1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJmol1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=-111 kJmol1该催化重整反应的H=_ kJmol1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是_(填标号)。A高温低压 B低温高压 C高温高压 D低温低压某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为_mol2L2。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)H/(kJmol1)75172活化能/(kJmol1)催化剂X3391催化剂Y4372由上表判断,催化剂X_Y(填“优于”或“劣于”),理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是_填标号)。AK积、K消均增加 Bv积减小,v消增加 CK积减小,K消增加 Dv消增加的倍数比v积增加的倍数大在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kp(CH4)p(CO2)-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。【答案】247 A 劣于 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大 AD pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)【解析】(1)已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) H=-75 kJmol1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJmol1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=-111 kJmol1根据盖斯定律可知2即得到该催化重整反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的H=247 kJmol1。正反应是体积增大的吸热反应,所以有利于提高CH4平衡转化率的条件是高温低压,答案选A;某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,根据方程式可知CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)起始浓度(mol/L) 1 0.5 0 0转化浓度(mol/L) 0.25 0.25 0.5 0.5平衡浓度(mol/L) 0.75 0.25 0.5 0.5所以其平衡常数为mol2L2。(2)根据表中数据可知相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大,所以催化剂X劣于Y。A正反应均是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向进行,因此K积、K消均增加,A正确;B升高温度反应速率均增大,B错误;C根据A中分析可知选项C错误;D积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低,这说明v消增加的倍数比v积增加的倍数大,D正确。答案选AD。根据反应速率方程式可知在p(CH4)一定时,生成速率随p(CO2)的升高而降低,所以根据图像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。考纲解读考点内容说明化学平衡1. 掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数(K)的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算。2. 理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。3. 了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。化学平衡是高考必考点,主要在填空题中考查。 考点精讲考点一化学平衡状态1. 可逆反应概念:在相同下,既能向正方向进行同时又能向逆方向进行的反应。特征:反应不进行到底,反应物不能实现完全转化,反应体系中,与化学反应有关的各种物质共同存在。2. 化学平衡状态 化学平衡的建立如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器,其反应过程如下: 反应开始时:v(正) 最大,v(逆)为为0。 反应进行时:反应物浓度减小v(正)逐渐减小;生成物浓度由零逐渐增大v(逆)从0开始逐渐增大。 概念在一定条件下的可逆反应里,当正、逆两个方向的反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持恒定的状态。 化学平衡状态的特征 逆:研究对象必须是可逆反应。 动:化学平衡是 动态平衡,即当反应达到平衡时,正反应和逆反应都仍在继续进行。 等:正反应速率和逆反应速率相等,即同一物质的消耗速率和生成速率相等。 定:在平衡体系中,各组成成分的含量保持一定。 变:改变影响平衡的条件,平衡会移动,达到新的平衡。典例1. 在一密闭容器中进行反应:,已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是ASO2为0.4 molL1,O2为0.2 molL1 BSO2为0.25 molL1CSO2、SO3均为0.15 molL1 DSO3为0.4 molL1【答案】B【解析】A项数据表明,题中0.2 molL1的SO3完全转化成了SO2和O2,即平衡时,c(SO3)0,这是不可能的;B项可能;C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05 molL1,这也是不可能的;D项数据表明SO2完全转化成了SO3,即平衡时,c(SO2)0,c(O2)0,这也是不可能的。典例2(浙江省杭州市第二中学2019届高三第二学期选考模拟卷)已知可逆反应:A(s)+B(g)C(g)+ D(g)H0(即同一物质的消耗速率与生成速率相等)。(2 )各物质的浓度保持不变。2间接判断法(1) 各物质的百分含量保持不变。(2) 各物质的物质的量不随时间的改变而改变。(3) 各气体的体积不随时间的改变而改变。例如:我们以密闭容器中的反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)为例来说明:化学反应mA(g) + nB(g) pC(g)+ qD(g)是否平衡混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的质量分数一定平衡各物质的质量或质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率之间的关系在单位时间内消耗了m mol A,同时也生成了m mol A,即v(正) v(逆)平衡在单位时间内消耗了n mol B,同时也消耗了p mol C,即v(正) v(逆)平衡v() : v(B) : v(C) : v(D) m : n : p : q ,v(正) 不一定等于v(逆)不一定平衡在单位时间内生成了n mol B,同时也消耗了q mol D,即叙述的都是v(逆)不一定平衡压强其它条件一定、总压强一定,且m + n p + q平衡其它条件一定、总压强一定,且m + n p + q不一定平衡混合气体的平均相对分子质量平均相对分子质量一定,且m + n p + q平衡平均相对分子质量一定,且m + n p + q不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时平衡气体的密度密度一定不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡考点一精练:1(广东省揭阳市2019届高三第二次模拟考试)亚硝酸氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。亚硝酸氯可由NO与Cl2在通常条件下反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)。(3)在2 L的恒容密闭容器中充入4 mol NO(g)和2molCl2(g),在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图I。 温度为T1时,能作为该反应达到平衡的标志的有_。a.气体体积保持不变 b.容器压强保持不变 c.平衡常数K保持不变d.气体颜色保持不变 e.(ClNO)=(NO) f.NO与ClNO的物质的量比值保持不变 反应开始到10min时,Cl2的平均反应速率(Cl2)=_。 温度为T2时,10 min时反应已经达到平衡,该反应的平衡常数K=_。(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随的变化如图II,则A、B、C三个状态中,NO的转化率最小的是_点,当时,达到平衡状态时ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的_点。【答案】 bdf 0.05molL1min1 2Lmol1 C F 【解析】(3) 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),均为气体,反应前后气体体积不相等。当一个发生变化的物理量不变的时候,说明反应达到了平衡。a.反应条件为恒容条件,体积一直不变,气体体积保持不变不能作为平衡的标志;b.同温同体积的条件下,压强之比等于物质的量之比,反应前后物质的量改变,则压强也会发生改变,容器压强保持不变说明达到平衡状态;c.平衡常数K只与温度有关系,温度不变,则K不变,平衡常数K保持不变不能作为平衡的标志;d.气体颜色和浓度有关,气体颜色保持不变,浓度不变,说明达到了平衡;e.(ClNO)=(NO),不知道表达的是正反应速率还是逆反应速率,无法得知正逆反应是否相等,不能判断是否平衡;f.NO与ClNO的物质的量比值保持不变,说明NO和ClNO的物质的量都不变,说明反应达到了平衡。综上bdf能够用于判断平衡;反应10min,c(ClNO)=1molL1。Cl2 2ClNO转化 0.5molL1 c(ClNO)=1molL1;体积为2L,开始NO和Cl2的物质的量分别为4mol、2mol,则它们的浓度分别为2molL1和1molL1。 2NO(g) + Cl2(g) 2ClNO(g)开始的浓度(mol/L) 2 1 0转化的浓度(mol/L) 1 0.5 1平衡的浓度(mol/L) 1 0.5 1,平衡常数为2。(4)当反应物有两种或两种以上的时候,增加其中一种反应物的浓度,其自身的转化率降低,其他的反应物的转化率增加。所以n(NO)/n(Cl2)越大,说明NO越多,NO的转化率越低。NO的转化率最小的是为C点。当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大,当n(NO)/n(Cl2)=3时,产物的含量减少,所以为F点。2(贵州省毕节市2019届高三适应性监测考试三)“绿水青山就是金山银山”。目前人们对环境保护、新能源开发很重视,研究NO2、NO、CO、SO2等大气污染物转化为能参与大气循环的物质,对建设美丽中国具有重要意义。(2)CO可在一定条件下转化为CH3OH。已知:向2L密闭容器中通入2 molCO和4molH2,在适合的催化剂和T1温度下,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H0,10min时达到平衡状态,10min后改变温度为T2,20min时达到平衡状态,反应过程中部分数据见表:反应时间CO(mol)H2(mol)CH3OH(mol)0min24010min220min0.2前10min内的平均反应速率v(CO)=_;在20min时,温度T2下,该反应的化学平衡常数为_。若30min时升高温度,化学平衡常数值_(填:“增大“减小”“不变”)。在T1温度下,既能增大反应速率和提高CO平衡转化率的措施有_(填两种措施即可)在恒温恒容下,下列可以判断CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应达到平衡状态的_(填序号)。a2v正(H2)=v逆(CH3OH)b混合气体的物质的量不再变化c单位时间内有1 mol CO消耗同时消耗2molH2d混合气体的平均相对分子质量不变(3)已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2的正反应速率v正=k1Cm(NO)Cn(O2),其中k1为速率常数,可通过下表实验数据计算k1、m、n。则k1=_,m=_,n=_。【答案】 0.05mol/(Lmin) 225 减小 增大压强或增大氢气浓度或按原比例等倍加入反应物 bd 1596 2 1 【解析】(2)容器体积为2L,根据表格数据列出三段式: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) C始(mol/L): 1 2 0 C(mol/L): 0.5 1 0.5 C10min(mol/L): 0.5 1 0.5则:;CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) C10min(mol/L): 0.5 1 0.5 C(mol/L): 0.4 0.8 0.4 C20min(mol/L): 0.1 0.2 0.9;答案为:0.05mol/(Lmin);225;对于CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),Hv(逆)时,平衡向正反应方向移动;若v(正)v(逆)时,平衡向逆反应方向移动。2影响因素在一定条件下,aA(g)bB(g)mC(g)达到了平衡状态,若其他条件不变,改变下列条件对平衡的影响如下: (1) 浓度 增大A的浓度或减小C的浓度,平衡向正反应方向移动; 增大C的浓度或减小A的浓度,平衡向逆反应方向移动 增大反应物浓度或减小生成物浓度 增大生成浓度或减小反应物浓度:(2) 压强 若abm,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,平衡向体体积增大的方向移动。如图1。 图1 图2 若abm,改变压强,平衡不移动。如上图2。(3)温度升高温度,平衡向吸热方向移动;降低温度,平衡向放热方向移动。(4)催化剂使用催化剂,因其能同等程度地改变正、逆反应速率,平衡不移动。3勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强),平衡将向减弱这个改变的方向移动。4. 化学反应进行的方向自发过程:在一定条件下,不需要借助外力作用就能自动进行的过程。化学反应方向的判据典例1(安徽省蚌埠市2019届高三第一次质量监测考试)温度分别为T1和T2时,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)2Z(g),一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表:温度/Kt/mint1t2t3t4T1n(Y)/mol0.140.120.100.10T2n(Y)/mol0.130.090.08下列说法正确的是A该反应的正反应为放热反应BT2温度下此反应的平衡常数K=4C温度为T1时,0t1时间段的平均速率(Z)=2.0103molL1min1D在T1下平衡后,保持其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大【答案】B【解析】A.初始投料是相同的,比较表格中所给的数据可以看出,在时间t1时T2时的Y的物质的量小于T1,反应速率快慢说明了T2大于T1,t4时T2的容器中早已达平衡。对于T1来说,T2相当于升温,升温后Y减少,说明升温使平衡右移,说明正向反应是吸热的,A项错误;B.根据表格中数据,列出T2温度下的三段式:X(g)+Y(g) 2Z(g)初始 0.16 0.16 0变化 0.08 0.08 0.16平衡 0.08 0.08 0.16所以,B项正确;C.先据表格中数据求出温度为T1时,0-t1时段用Y表示的平均速率为,用Z表达的速率为用Y表达的速率的2倍,C项错误;D.其他条件不变时,充入0.2molZ等效于在恒温恒容容器中充入0.1molX和0.1molY,即相当于起始加入0.26molX和0.26molY,该反应反应前后气体分子数相等,所以起始加入0.26molX和0.26molY与起始加入0.16molX和0.16molY为比例等效平衡,达到平衡时X的体积分数不变,D 项错误。典例2(天津部分区联考2019届高三上学期一模考试)已知反应:CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下,按向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时,丙烯的体积分数()与温度(T)、的关系,图乙表示反应的平衡常数K与温度T的关系。则下列说法正确的是A图甲中B若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强将不变C温度T1、, Cl2的转化率约为33.3%D图乙中,线A表示正反应的平衡常数【答案】C【解析】A.增大,CH2=CHCH3的转化率增大,则减小,由上述分析可知:21,则11,故A错误;B.该反应在反应前后气体分子数不变,根据图甲升高温度丙烯的体积分数增大,即升高温度平衡逆向移动,正反应放热,在恒容绝热装置中进行题述反应,体系内温度升高,根据PV=nRT,达到平衡时,装置内的气体压强将增大,故B错误;C.由图乙可知,T1时平衡常数为1,设起始时CH2=CHCH3和Cl2的物质的量分别为amol和2amol,达到平衡时转化的Cl2的物质的量为xmol,根据三段式进行计算:CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)起始(mol) a 2a 0 0转化(mol) x x x x平衡(mol) a-x 2a-x x x则()2()=1,解得x=2/3a,则Cl2的转化率2/3a2a100%=33.3%,故C正确;D.由图甲可知,一定时,温度升高,增大,说明正反应是放热反应,故温度升高,正反应平衡常数减小,故图乙中,线A表示逆反应的平衡常数,故D错误。【拓展提高】1.一般规律:2. 特殊情况:(1)“惰性气体”对化学平衡的影响 恒温恒容条件下原平衡体系体系总压强增大体系中各反应成分的浓度不变平衡不移动恒温恒压条件下 平衡不移动原平衡体系 平衡向气体体积增大方向移动 当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其浓度是恒定的,故改变固体或液体的量,平衡不移动。考点二精练:1(北京市朝阳区2019年高三二模考试)乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下(
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