高考化学大一轮复习 专题8 化学反应速率和化学平衡 第二单元 化学平衡状态课件.ppt

第二单元化学平衡状态 专题8化学反应速率和化学平衡 考试标准 考点一化学平衡状态与化学反应进行的方向 考点三化学平衡常数与化学平衡的计算 加试 考点二化学平衡的移动 加试 内容索引 课时训练 化学平衡状态与化学反应进行的方向 考点一 一 化学平衡状态1 可逆反应在下既可以向正反应方向进行 同时又可以向逆反应方向进行的化学反应 2 化学平衡状态 1 概念一定条件下的可逆反应中 正反应速率与逆反应速率相等 反应体系中所有参加反应的物质的保持不变的状态 知识梳理 同一条件 质量或浓度 2 化学平衡的建立 正反应 逆反应 3 平衡特点 二 化学反应进行的方向 加试 1 自发过程 1 含义在一定温度和压强下 不需要借助外力作用就能自发进行的过程 2 特点 体系趋向于从状态转变为状态 体系对外部做功或释放热量 在密闭条件下 体系有从转变为的倾向性 无序体系更加稳定 2 自发反应在一定温度和压强下就能自发进行的反应称为自发反应 低能 高能 有序 无序 无需外界帮助 3 判断化学反应方向的依据 1 焓变与反应方向研究表明 对于化学反应而言 绝大多数都能自发进行 且反应放出的热量 体系能量得也越多 反应越 可见 是制约化学反应能否自发进行的因素之一 2 熵变与反应方向 研究表明 除了热效应外 决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的 大多数自发反应有趋向于体系增大的倾向 放热反应 越多 降低 完全 反 应的焓变 混乱度 混乱度 熵和熵变的含义a 熵的含义熵是衡量一个体系的物理量 用符号表示 同一条件下 不同物质有不同的熵值 同一物质在不同状态下熵值也不同 一般规律是s g s l s s b 熵变的含义熵变是反应前后体系 用表示 化学反应的 s越大 越有利于反应 混乱度 熵的变化 s s 自发进行 3 综合判断反应方向的依据 h t s 0 反应 h t s 0 反应 h t s 0 反应 能自发进行 达到平衡状态 不能自发进行 1 2017 浙江11月选考 16 已知n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1 起始反应物为n2和h2 物质的量之比为1 3 且总物质的量不变 在不同压强和温度下 反应达到平衡时 体系中nh3的物质的量分数如下表 解题探究 1 2 3 下列说法正确的是a 体系中nh3的物质的量分数越大 则正反应速率越大b 反应达到平衡时 n2和h2的转化率之比均为1c 反应达到平衡时 放出的热量均为92 4kjd 600 30mpa下反应达到平衡时 生成nh3的物质的量最多 答案 解析 1 2 3 解析正反应速率与反应物的浓度有关 且反应物浓度越大反应速率越快 而nh3是产物 故a错误 n2和h2的物质的量之比为1 3 反应消耗也是1 3 故n2和h2的转化率相同 故b正确 当1moln2参与反应时放出的热量为92 4kj 而题目中没有确定反应的量 故c错误 由表格可知600 30mpa下反应达到平衡时 nh3的物质的量分数相对于500 30mpa时减小 故d错误 1 2 3 2 2017 浙江11月选考 21 在催化剂作用下 用乙醇制乙烯 乙醇转化率和乙烯选择性 生成乙烯的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值 随温度 乙醇进料量 单位 ml min 1 的关系如图所示 保持其他条件相同 1 2 3 在410 440 温度范围内 下列说法不正确的是a 当乙醇进料量一定 随乙醇转化率增大 乙烯选择性升高b 当乙醇进料量一定 随温度的升高 乙烯选择性不一定增大c 当温度一定 随乙醇进料量增大 乙醇转化率减小d 当温度一定 随乙醇进料量增大 乙烯选择性增大 答案 解析 1 2 3 解析由图像可知 当乙醇进料量一定 随乙醇转化率增大 乙烯选择性先升高后减小 故a选项错误 由图像可知 当乙醇进料量一定 随温度的升高 乙烯选择性先升高后减小 故b选项正确 由图像可知 当温度一定 随乙醇进料量增大 乙醇转化率减小 故c选项正确 由图像可知 当温度一定 随乙醇进料量增大 乙烯选择性增大 故d选项正确 1 2 3 3 2017 浙江4月选考 12 已知 x g 2y g 3z g h akj mol 1 a 0 下列说法不正确的是a 0 1molx和0 2moly充分反应生成z的物质的量一定小于0 3molb 达到化学平衡状态时 x y z的浓度不再发生变化c 达到化学平衡状态时 反应放出的总热量可达akjd 升高反应温度 逆反应速率增大 正反应速率减小 答案 解析 1 2 3 解析该反应属于可逆反应 0 1molx和0 2moly充分反应生成z的物质的量一定小于0 3mol a正确 达到化学平衡状态时正 逆反应速率相等 x y z的浓度不再发生变化 b正确 虽然属于可逆反应 达到化学平衡状态时 如果消耗1molx 则反应放出的总热量等于akj c正确 升高反应温度 正 逆反应速率均增大 d错误 1 2 3 备考导向 1 可逆反应达到平衡状态的判断 关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化 2 达到平衡状态时 可逆反应表现的特征 正 逆反应速率相等 反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变 反应不能进行到底等 1 2 3 1 下列说法错误的是a 可逆反应不等同于可逆过程 可逆过程包括物理变化和化学变化 而可逆反应属于化学变化b 化学反应达到化学平衡状态的正 逆反应速率相等 是指同一物质的消耗速率和生成速率相等 若用不同物质表示时 反应速率一定不相等c 一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度d 化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变 题组一正确理解概念 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 向含有2molso2的容器中通入过量氧气发生反应2so2 g o2 g 2so3 g h qkj mol 1 q 0 充分反应后生成so3的物质的量 填 或 下同 2mol so2的物质的量 0 转化率 100 反应放出的热量 qkj 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 题组二极端假设 界定范围 突破判断 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 一定条件下 对于可逆反应x g 3y g 2z g 若x y z的起始浓度分别为c1 c2 c3 均不为零 达到平衡时 x y z的浓度分别为0 1mol l 1 0 3mol l 1 0 08mol l 1 则下列判断正确的是a c1 c2 3 1b 平衡时 y和z的生成速率之比为2 3c x y的转化率不相等d c1的取值范围为0 c1 0 14mol l 1 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析平衡浓度之比为1 3 转化浓度亦为1 3 故c1 c2 1 3 a c不正确 平衡时y生成表示逆反应 z生成表示正反应 v生成 y v生成 z 应为3 2 b不正确 由可逆反应的特点可知 c1的取值范围为0 c1 0 14mol l 1 4 2017 慈溪市高三月考 在一定的条件下 将2molso2和1molo2充入恒容密闭容器中 发生下列反应 2so2 g o2 g 2so3 g h 197kj mol 1 当达到平衡状态时 下列说法中正确是a 生成2molso3b 放出热量197kjc so2和so3共有2mold 含有氧原子共有3mol 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析此反应是可逆反应 不能进行到底 so3的物质的量小于2mol 放出热量小于197kj a b错误 根据s元素守恒 n so2 n so3 2mol c正确 根据氧元素守恒 氧原子的物质的量共 2 2 1 2 mol 6mol d错误 解析 题后反思 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 极端假设法确定各物质浓度范围上述题目4可根据极端假设法判断 假设反应正向或逆向进行到底 求出各物质浓度的最大值和最小值 从而确定它们的浓度范围 假设反应正向进行到底 x2 g y2 g 2z g 起始浓度 mol l 10 10 30 2改变浓度 mol l 10 10 10 2终态浓度 mol l 100 20 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 假设反应逆向进行到底 x2 g y2 g 2z g 起始浓度 mol l 10 10 30 2改变浓度 mol l 10 10 10 2终态浓度 mol l 10 20 40平衡体系中各物质的浓度范围为x2 0 0 2 y2 0 2 0 4 z 0 0 4 题组三审准题干 关注特点 判断标志 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 2017 浙江 超级全能生 选考科目8月联考 与外界隔热 容积不变的密闭容器中发生反应 2x g y g 3z g m s h akj mol 1 下列说法不正确的是a 容器的温度不再升高 表明反应达到平衡状态b 容器压强不变 表明反应达到平衡状态c 达到化学平衡时 反应放出的总热量可能为akjd 反应过程中 气体的密度始终保持不变 解析 解析因为此容器是隔热容器 当温度不再改变 说明反应达到平衡 且此反应是放热反应 随着反应进行 温度升高 压强增大 因此当压强不再改变 说明反应达到平衡 a b正确 当消耗2molx和1moly时反应达到平衡 放出的热量为akj c正确 因为m为固体 向正反应方向进行 气体质量减少 容器为恒容状态 密度减小 d错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 解析 6 在一定温度下的某容积可变的密闭容器中 建立下列化学平衡 c s h2o g co g h2 g 不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是a 体系的体积不再发生变化b v正 co v逆 h2o c 生成nmolco的同时生成nmolh2d 1molh h键断裂的同时断裂2molh o键 解析不论反应是否达到平衡状态 生成nmolco的同时都会生成nmolh2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7 在容积固定且绝热的密闭容器内发生化学反应 2hi g h2 g i2 g 下列各项事实都是在其他条件一定的前提下形成的 其中能表明化学反应达到平衡状态的是 填序号 混合气体的颜色保持不变 容器内的温度保持不变 容器内的压强保持不变 各物质的总浓度保持不变 单位时间内形成nmolh h键的同时也断裂2nmolh i键 混合气体的平均摩尔质量保持不变 q k h保持不变 生成amolh2 g 的同时消耗amoli2 g v逆 h2 v正 hi 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 题后反思 解析 容器中有颜色的物质是i2 混合气体的颜色保持不变表明c i2 不变 容器绝热 化学反应必然伴随着能量的变化 容器内的温度保持不变表明v正 v逆 容器绝热 温度可变 依据pv nrt压强也可变 当温度不变时 压强也不变化 是化学平衡的标志 容器容积不变 化学反应前后气体物质的量不变 各物质的总浓度不变不能说明v正 v逆 形成nmolh h键和断裂2nmolh i键描述的都是正向的反应 不能说明v正 v逆 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 反应前后气体的质量和物质的量一直都保持不变 故混合气体的平均摩尔质量始终保持不变 k为平衡常数 当q k时 反应一定达到化学平衡状态 化学反应的 h的大小与温度有关 容器绝热 化学反应必然伴随着能量的变化 h保持不变 表明v正 v逆 生成amolh2 g 的同时消耗amoli2 g 表明v正 v逆 逆反应消耗h2的速率是正反应消耗hi的速率的一半 也表明v正 v逆 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 规避 2 个易失分点 1 注意两审一审题干条件 是恒温恒容还是恒温恒压 二审反应特点 全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应 是有固体参与的等体积反应还是非等体积反应 2 不能作为 标志 的四种情况 反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比 恒温恒容下气体体积不变的反应 体系的压强或总物质的量不再随时间而变化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 全是气体参加体积不变的反应 体系的平均相对分子质量不再随时间而变化 全是气体参加的反应 恒容条件下体系的密度保持不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 题组四化学反应方向的判定 加试 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8 实验证明 多数能自发进行的反应都是放热反应 对此说法的理解正确的是a 所有的放热反应都是自发进行的b 所有的自发反应都是放热的c 焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素d 焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据 9 分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析a项 反应是气体体积减小的吸热反应 在低温下非自发进行 在高温下可自发进行 错误 b项 反应是气体体积减小的放热反应 在低温下自发进行 在高温下非自发进行 错误 c项 反应是气体体积增大的吸热反应 在低温下非自发进行 在高温下可自发进行 错误 d项 反应是气体体积增大的放热反应 在任何温度下都可自发进行 d正确 10 在特制的密闭真空容器中加入一定量纯净的氨基甲酸铵固体 假设容器体积不变 固体试样体积忽略不计 在恒定温度下使其达到分解平衡 nh2coonh4 s 2nh3 g co2 g h 0 下列说法中正确的是a 密闭容器中气体的平均相对分子质量不变则该反应达到平衡状态b 该反应在任何条件下都能自发进行c 再加入一定量氨基甲酸铵 可加快反应速率d 保持温度不变 压缩体积 达到新的平衡时 nh3的浓度不变 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析反应nh2coonh4 s 2nh3 g co2 g 生成的气体的物质的量之比始终是2 1 所以气体的平均相对分子质量始终不变 故不能作为平衡状态的判断依据 a错误 此反应的 s 0 h 0 根据 g h t s 只有在高温下 g 0 此时反应才能自发进行 b错误 固体物质的多少对化学反应速率没有影响 c错误 恒温下压缩体积 平衡逆向移动 当氨气的浓度不变时达到新的平衡状态 d正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11 1 已知 h2和ch2 ch2的标准燃烧热分别是 285 8kj mol 1和 1411 0kj mol 1 且h2o g h2o l h 44 0kj mol 1 而2co2 g 6h2 g ch2 ch2 g 4h2o g h a 则a kj mol 1 上述由co2合成ch2 ch2的反应在 填 高温 或 低温 下自发进行 理由是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 127 8 低温 根据 g h t s h 0 s 0 要使反应自发进行 即 g 0 需低温下进行 c2h4 g 3o2 g 2h2o l 2co2 g h 1411 0kj mol 1 h2o g h2o l h 44 0kj mol 1 根据盖斯定律 6 4可得 2co2 g 6h2 g ch2 ch2 g 4h2o g h 285 8kj mol 1 6 1411 0kj mol 1 44 0kj mol 1 4 127 8kj mol 1 该反应的 h 0 s 0 根据 g h t s 低温下反应才能自发进行 解析已知h2 g c2h4 g 的标准燃烧热分别是 285 8kj mol 1 1411 0kj mol 1 则有 h2 g o2 g h2o l h 285 8kj mol 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 n2o是一种强大的温室气体 在一定条件下 其分解的化学方程式为2n2o g 2n2 g o2 g h 0 你认为该反应的逆反应是否自发进行 请判断并说明理由 答案 解析 一定不能 因为该逆反应的 s0 故该逆 反应不能自发 解析根据方程式可知该逆反应的 s0 所以根据 g h t s可知该逆反应一定不能自发进行 题后反思 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 焓变 熵变和温度对化学反应方向的影响 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 化学平衡的移动 加试 考点二 1 概念可逆反应达到平衡状态以后 若反应条件 如温度 压强 浓度等 发生了变化 平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变 从而在一段时间后达到新的平衡状态 这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程 叫做化学平衡的移动 2 过程 知识梳理 3 化学平衡移动与化学反应速率的关系 1 v正 v逆 平衡向移动 2 v正 v逆 反应达到平衡状态 平衡移动 3 v正 v逆 平衡向移动 正反应方向 不 逆反应方向 4 借助图像 分析影响化学平衡的因素 1 影响化学平衡的因素若其他条件不变 改变下列条件对化学平衡的影响如下 2 勒夏特列原理 化学平衡移动原理 如果改变影响化学平衡的条件之一 如温度 压强 以及参加反应的化学物质的浓度 平衡将向着能够的方向移动 5 几种特殊情况 1 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 不随其量的增减而变化 故改变这些固体或液体的量 对化学平衡没影响 2 对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应 压强的变化对正 逆反应速率的影响程度是等同的 故平衡不移动 减弱这种改变 3 惰性气体 对化学平衡的影响 恒温 恒容条件原平衡体系体系总压强增大 体系中各组分的浓度不变 平衡不移动 恒温 恒压条件 4 恒温 恒容条件下 同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时 应视为压强的影响 1 cocl2 g co g cl2 g h 0 当反应达到平衡时 下列措施 升温 恒容通入惰性气体 增加co浓度 减压 加催化剂 恒压通入惰性气体 能提高cocl2转化率的是a b c d 解题探究 答案 解析 题组一选取措施使化学平衡定向移动 解析该反应为气体体积增大的吸热反应 所以升温和减压均可以促使反应正向移动 恒压通入惰性气体 相当于减压 恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响 增加co的浓度 将导致平衡逆向移动 1 2 3 4 2 2017 温州高三第二次选考模拟 在某密闭恒容容器中发生反应 x g y g nz g h qkj mol 1 q 0 反应体系2min时达到平衡后 各物质的浓度在不同条件下的变化如下图所示 第10min到16min的x浓度变化曲线未标出 下列说法不正确的是 答案 解析 a 反应方程式中n 1b 12 14min内 用y表示的平均速率为0 005mol l 1 min 1c 在6 10min内 反应吸收的热量为0 015qkjd 第12min时 z曲线发生变化的原因是移走一部分z 1 2 3 4 解析根据图像可知6 12min时x减少了0 055mol l 1 0 040mol l 1 0 015mol l 1 z增加了0 085mol l 1 0 070mol l 1 0 015mol l 1 因此反应方程式中n 1 a正确 12 14min内 用y表示的平均速率 0 005mol l 1 min 1 b正确 在6 10min内x减少了0 055mol l 1 0 040mol l 1 0 015mol l 1 但容器容积未知 因此不能计算反应吸收的热量 c错误 第12min时z的浓度瞬间减小 随后逐渐增大 这说明z曲线发生变化的原因是移走一部分z d正确 1 2 3 4 题组二条件改变时化学平衡移动结果的判断 答案 3 对于一定条件下的可逆反应甲 a g b g c g h 0乙 a s b g c g h 0丙 a g b g 2c g h 0达到化学平衡后 改变条件 按要求回答下列问题 1 升温 平衡移动方向分别为 填 向左 向右 或 不移动 甲 乙 丙 此时反应体系的温度均比原来 填 高 或 低 混合气体的平均相对分子质量变化分别为 填 增大 减小 或 不变 甲 乙 丙 不变 向左 向左 向右 高 减小 减小 1 2 3 4 答案 甲 a g b g c g h 0乙 a s b g c g h 0丙 a g b g 2c g h 0 2 加压 使体系体积缩小为原来的 平衡移动方向 填 向左 向右 或 不移动 甲 乙 丙 设压缩之前压强分别为p甲 p乙 p丙 压缩后压强分别为p 甲 p 乙 p 丙 则p甲与p 甲 p乙与p 乙 p丙与p 丙的关系分别为甲 乙 丙 p 丙 2p丙 向右 不移动 不移动 p甲 p 甲 2p甲 p 乙 2p乙 1 2 3 4 答案 甲 a g b g c g h 0乙 a s b g c g h 0丙 a g b g 2c g h 0 混合气体的平均相对分子质量变化分别为 填 增大 减小 或 不变 甲 乙 丙 增大 不变 不变 1 2 3 4 4 在一体积可变的密闭容器中加入一定量的x y 发生反应mx g ny g h qkj mol 1 反应达到平衡时 y的物质的量浓度与温度 气体体积的关系如右表所示 下列说法正确的是a m nb q 0c 温度不变 压强增大 y的质量分数减少d 体积不变 温度升高 平衡向逆反应方向移动 答案 解析 反思归纳 1 2 3 4 解析温度不变时 假设100 条件下 体积是1l时 y的物质的量为1mol 体积为2l时 y的物质的量为0 75mol l 1 2l 1 5mol 体积为4l时 y的物质的量为0 53mol l 1 4l 2 12mol 说明体积越小 压强越大 y的物质的量越小 y的质量分数越小 平衡向生成x的方向进行 m n a项错误 c项正确 体积不变时 温度越高 y的物质的量浓度越大 说明升高温度 平衡向生成y的方向移动 则q 0 b d项错误 1 2 3 4 1 判断转化率的变化时 不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来 要视具体情况而定 2 压强的影响实质是浓度的影响 所以只有当压强 改变 造成浓度改变时 平衡才有可能移动 1 2 3 4 3 化学平衡移动的目的是 减弱 外界条件的改变 而不是 抵消 外界条件的改变 改变是不可逆转的 新平衡时此物理量更靠近于改变的方向 如 增大反应物a的浓度 平衡右移 a的浓度在增大的基础上减小 但达到新平衡时 a的浓度一定比原平衡大 若将体系温度从50 升高到80 则化学平衡向吸热反应方向移动 达到新的平衡状态时50 t 80 若对体系n2 g 3h2 g 2nh3 g 加压 例如从30mpa加压到60mpa 化学平衡向气体分子数减小的方向移动 达到新的平衡时30mpa p 60mpa 1 2 3 4 化学平衡常数与化学平衡的计算 加试 考点三 一 化学平衡常数 知识梳理 1 概念在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平衡时 生成物与反应物的比值是一个常数 用符号表示 2 表达式对于反应aa g bb g cc g dd g 浓度幂之积 浓度幂之积 k 3 意义 1 k值越大 反应物的转化率越大 正反应进行的程度越大 2 k只受影响 与反应物或生成物的浓度变化无关 3 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数 温度 4 借助平衡常数可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态对于可逆反应aa g bb g cc g dd g 在一定温度下的任意时刻 反应物与生成物浓度有如下关系 二 化学平衡的计算 1 分析三个量即起始量 变化量 平衡量 2 明确三个关系 1 对于同一反应物 起始量 变化量 平衡量 2 对于同一生成物 起始量 变化量 平衡量 3 各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比 3 计算方法三段式法化学平衡计算模式 对以下反应 ma g nb g pc g qd g 令a b起始物质的量 mol 分别为a b 达到平衡后 a的消耗量为mxmol 容器容积为vl ma g nb g pc g qd g 起始 molab00变化 molmxnxpxqx平衡 mola mxb nxpxqx 正误判断 正确的打 错误的打 1 平衡常数表达式中 可以是物质的任一浓度 2 催化剂能改变化学反应速率 也能改变平衡常数 3 平衡常数发生变化 化学平衡一定发生移动 4 化学平衡发生移动 平衡常数不一定发生变化 5 也可以用平衡时气体物质的分压表示化学平衡常数 6 温度升高 化学平衡常数可能增大也可能减小 正误辨析 2017 浙江11月选考 30 一 1 2 3 十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体 经历 十氢萘 c10h18 四氢萘 c10h12 萘 c10h8 的脱氢过程释放氢气 已知 c10h18 l c10h12 l 3h2 g h1c10h12 l c10h8 l 2h2 g h2 h1 h2 0 c10h18 c10h12的活化能为ea1 c10h12 c10h8的活化能为ea2 十氢萘的常压沸点为192 在192 液态十氢萘脱氢反应的平衡转化率约为9 解题探究 请回答 1 有利于提高上述反应平衡转化率的条件是 a 高温高压b 低温低压c 高温低压d 低温高压 2 研究表明 将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中 升高温度带来高压 该条件下也可显著释氢 理由是 答案 c 温度升高加快反应速率 反应吸热 平衡正向移动 温度升高使平衡正向移动的作用大于压强增大使平衡逆向移动的作用 3 温度335 在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘 1 00mol 催化脱氢实验 测得c10h12和c10h8的产率x1和x2 以物质的量分数计 随时间的变化关系 如图1所示 答案 在8h时 反应体系内氢气的量为 mol 忽略其他副反应 x1显著低于x2的原因是 1 951 反应2的活化能比反应1的小 催化剂显著降低了反应2的活化能 反应生成的c10h12很快转变成c10h8 故x1显著低于x2 备考导向在选考加试题中 对化学反应速率 化学平衡的考查较为复杂 难度较大 它常常以物质制备为背景 考查化工生产适宜条件的选择 图像图表的分析及应用等 充分考查考生综合运用知识的能力 备考时 应熟练掌握基础知识 仔细研究高考试题 体会命题特点 规范模拟训练 达到学以致用的目的 1 温度为t 时 在体积为10l的真空容器中通入1 00mol氢气和1 00mol碘蒸气 20min后 反应达到平衡 此时测得碘蒸气的浓度为0 020mol l 1 涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示 h2 g i2 g 2hi g 2h2 g 2i2 g 4hi g 下列说法正确的是a 反应速率用hi表示时 v hi 0 008mol l 1 min 1b 两个化学方程式的意义相同 但其平衡常数表达式不同 不过计算所得数值相同c 氢气在两个反应方程式中的转化率不同d 第二个反应中 增大压强平衡向生成hi的方向移动 题组一化学平衡常数及其影响因素 答案 解析 1 2 3 4 5 解析h2 g i2 g 2hi g 初始浓度 mol l 10 1000 1000转化浓度 mol l 10 0800 0800 160平衡浓度 mol l 10 0200 0200 160 所以 v hi 0 160mol l 1 20min 0 008mol l 1 min 1 a正确 两个化学方程式表示的是同一个反应 反应达到平衡时 氢气的浓度相同 故其转化率相同 c错 两个反应相同 只是表达形式不同 压强的改变对平衡的移动没有影响 d错 1 2 3 4 5 2 已知反应 co g cuo s co2 g cu s 和反应 h2 g cuo s cu s h2o g 在相同的某温度下的平衡常数分别为k1和k2 该温度下反应 co g h2o g co2 g h2 g 的平衡常数为k 则下列说法正确的是 答案 解析 c 对于反应 恒容时 温度升高 h2浓度减小 则该反应的焓变为正值d 对于反应 恒温恒容下 增大压强 k一定减小 1 2 3 4 5 解析在书写平衡常数表达式时 纯固体不能写在平衡常数表达式中 a错误 反应 中 温度升高 h2浓度减小 则平衡左移 即逆反应为吸热反应 正反应为放热反应 因此 h 0 c错误 k只与温度有关 温度不变 k不变 d错误 1 2 3 4 5 3 2017 杭州质检 1 已知 co g 2h2 g ch3oh g h1 91kj mol 1 2ch3oh g ch3och3 g h2o g h2 24kj mol 1 co g h2o g co2 g h2 g h3 41kj mol l且三个反应的平衡常数依次为k1 k2 k3则反应3co g 3h2 g ch3och3 g co2 g h 化学平衡常数k 用含k1 k2 k3的代数式表示 题组二化学平衡常数及其应用 247kj mol 1 答案 解析 1 2 3 4 5 2 写出反应 2ch3oh g ch3och3 g h2o g 平衡常数的表达式 k2 若在某温度下的平衡常数k2 400 此温度下 在密闭容器中加入ch3oh 反应到某时刻测得各组分的浓度如下 此时 v正 填 或 v逆 答案 解析 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 4 甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料 工业上可利用co或co2来生产燃料甲醇 已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示 1 据反应 与 可推导出k1 k2与k3之间的关系 则k3 用k1 k2表示 k1 k2 答案 解析 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 2 500 时测得反应 在某时刻h2 g co2 g ch3oh g h2o g 的浓度 mol l 1 分别为0 8 0 1 0 3 0 15 则此时v正 填 或 v逆 答案 解析 1 2 3 4 5 答案 解析 题组三有关化学平衡的计算 5 已知可逆反应 m g n g p g q g h 0 请回答下列问题 1 在某温度下 反应物的起始浓度分别为c m 1mol l 1 c n 2 4mol l 1 达到平衡后 m的转化率为60 此时n的转化率为 25 解析m g n g p g q g 起始量 mol l 112 400变化量 mol l 11 60 1 60 1 2 3 4 5 答案 解析 2 若反应温度升高 m的转化率 填 增大 减小 或 不变 增大 解析由于该反应的 h 0 即该反应为吸热反应 因此升高温度 平衡右移 m的转化率增大 1 2 3 4 5 答案 解析 3 若反应温度不变 反应物的起始浓度分别为c m 4mol l 1 c n amol l 1 达到平衡后 c p 2mol l 1 a 6 1 2 3 4 5 解析根据 1 可求出各平衡浓度 c m 0 4mol l 1c n 1 8mol l 1c p 0 6mol l 1c q 0 6mol l 1 由于温度不变 因此k不变 新状态达到平衡后c p 2mol l 1c q 2mol l 1c m 2mol l 1c n a 2 mol l 1 解得a 6 1 2 3 4 5 答案 解析 4 若反应温度不变 反应物的起始浓度为c m c n bmol l 1 达到平衡后 m的转化率为 保留一位小数 41 4 解析设m的转化率为 则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c m b 1 mol l 1c n b 1 mol l 1c p b mol l 1c q b mol l 1 解得 41 4 1 2 3 4 5 课时训练 1 2017 杭州学军中学高三选考模拟 一定条件下的可逆反应2no2 红棕色 2no 无色 o2 无色 在恒压密闭容器充入no2 达到化学平衡状态的标志是a 反应停止了b no的正反应速率与o2的逆反应速率相等c c no c o2 2 1d 气体的颜色不再变化 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析反应达到平衡时 正 逆反应速率相等 但反应并没有停止 a错误 no的正反应速率与o2的逆反应速率之比为2 1时才能确定反应达到平衡状态 b错误 c no c o2 始终是2 1 不能作为判断反应是否达到平衡的依据 c错误 混合气体的颜色不再改变 说明no2气体的浓度不变 达到平衡状态 d正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2 2017 浙江稽阳联谊学校高三8月联考 某温度下 将一定量碳酸氢铵固体置于容积不变密闭容器中 发生反应 nh4hco3 s nh3 g h2o g co2 g h qkj mol 1 q 0 下列有关说法不正确的是a 若容器内混合气体的密度不变 则说明反应达到平衡状态b 若co2体积分数不再发生变化 则说明反应达到平衡状态c 若升高体系温度 则正 逆反应速率均增大d 若反应过程中吸收qkj热量 则刚好有1molnh4hco3发生分解 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析在反应过程中质量是变化的 容积始终是不变的 若容器内混合气体的密度不变 则说明反应达到平衡状态 a正确 只有生成物是气体 因此co2体积分数始终不变 b错误 根据热化学方程式可知若反应过程中吸收qkj热量 则刚好有1molnh4hco3发生分解 d正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 2017 温州中学高三3月高考模拟 在一个体积固定的密闭容器中进行可逆反应a s 3b g 3c g 下列叙述中表明该可逆反应一定达到平衡状态的是 c的生成速率与c的分解速率相等 单位时间内生成amola 同时生成3amolb b的浓度不再变化 混合气体总的物质的量不再发生变化 a b c的物质的量之比为1 3 3 混合气体的密度不再变化a b c d 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析在一定条件下 当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时 但不为0 反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态 称为化学平衡状态 正确 中反应速率的方向是相同的 速率之比是相应的化学计量数之比 因此 中的关系始终是成立的 不能说明 该反应混合气体的物质的量始终是不变的 不能说明 平衡时各种物质的浓度不再发生变化 但各种物质的浓度之间不一定满足化学计量数关系 不能说明 密度是混合气的质量和容器容积的比值 在反应过程中容积始终是不变的 但气体的质量是变化的 可以说明 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 2017 宁波新高考适应性考试 已知反应 2a l b l h qkj mol 1 取等量a分别在0 和20 下反应 测得其转化率y随时间t变化的关系曲线 y t 如图所示 下列说法正确的是 答案 解析 a a代表20 下a的y t曲线b 反应到66min时 0 和20 下反应放出的热量相等c 0 和20 下达到平衡时 反应都放出qkj热量d 反应都达到平衡后 正反应速率a b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析温度越高 化学反应速率越快 反应就先达到平衡 即曲线先出现拐点 故b代表20 下a的y t曲线 a项错误 反应到66min时 0 和20 下的转化率相同 因二者的起始量相同 故此时放出的热量相等 b项正确 2a l b l h qkj mol 1表示2mola l 完全反应生成1molb l 放出qkj热量 因无法知道具体有多少a已经反应 故放出热量也无法计算 c项错误 b是代表20 下的y t曲线 a是代表0 下的y t曲线 升高温度 化学反应速率加快 故反应都达到平衡后 正反应速率a b d错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 2017 浙江 七彩阳光 新高考研究联盟高三下学期联考 在恒温恒容的密闭容器中 有可逆反应 2no g o2 g 2no2 g h 0 其中no为无色气体 no2为红棕色气体 下列不能说明反应已达到平衡状态的是a v no 2v o2 b 反应器中的压强不随时间变化而变化c 混合气体的颜色保持不变d 混合气体的平均相对分子质量保持不变 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析no的反应速率和o2的反应速率之比始终等于2 1 反应不一定达到平衡状态 a错误 反应前后气体的化学计量数之和不相等 当达到平衡时 气体的压强不变 b正确 混合气体的颜色不再改变 说明no2气体的浓度不变 达到平衡状态 c正确 反应前后气体的化学计量数之和不相等 当达到平衡时 气体的物质的量不变 则混合气体的平均相对分子质量不再改变 d正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 a t1 t2b 该反应在温度为t1时 达到平衡时容器中a与c的物质的量浓度相等c 温度为t2时 2s内b的平均速率为0 3mol l 1 s 1d 温度为t1时 达平衡时反应物a的转化率为60 6 2017 浙江稽阳联谊学校高三3月选考 现将2mola和1molb加入2l密闭容器中发生反应 2a g b g 2c g 分别在t1和t2时测得生成物c的物质的量随时间变化如图所示 下列说法正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析温度越高 反应速率越快 先达到平衡 a正确 结合图像 t1达到平衡时 容器中a与c的物质的量分别为0 5mol和1 5mol 浓度不相等 b错误 t2时 c的物质的量为1 2mol 则消耗b的物质的量为0 6mol 则2s内b的平均速率为0 15mol l 1 s 1 c错误 t1时 消耗a的物质的量为1 5mol a的转化率为75 d错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 a 0 15h内 催化剂 的催化效果比催化剂 效果好b 反应开始后的30h内 在第 种催化剂的作用下 反应吸收的热量多c a点时 co2的转化率相等d 0 16h内 v o2 1 5mol l 1 h 1 7 2017 台州高三2月选考教学质量评估 可利用如下反应将二氧化碳转化为甲烷 co2 g 2h2o g ch4 g 2o2 g h 802kj mol 1 下图为在恒温 光照 不同初始浓度和不同催化剂 作用下 体积为2l的定容容器中n ch4 随光照时间的变化曲线 下列说法正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析0 15h内 在第 种催化剂的作用下的反应速率快 由于初始浓度不同 所以催化剂 的催化效果不一定比催化剂 的效果好 a错误 反应开始后的30h内 在第 种催化剂的作用下生成甲烷的物质的量多 反应吸收的热量多 b正确 a点时 生成甲烷一样多 但起始物质的量不同 co2的转化率不相等 c错误 0 16h内 v o2 12mol 2l 16h 2 0 75mol l 1 h 1 d错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8 2017 宁波新高考适应性考试 一定温度下 在2l的密闭容器中发生反应 xa g b g 2c g h 0 a c的物质的量随时间变化的关系如下表所示 下列有关说法正确的是 答案 解析 a x 1b 反应开始2min内 用b表示的反应速率为0 05mol l 1 min 1c 反应进行到1min时 反应体系达到化学平衡状态d a的正反应速率等于c的逆反应速率时 反应体系达到化学平衡状态 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2min时a的物质的量还在减小 2min时物质的量不再变化 反应体系达到化学平衡状态 c错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9 加试题 2017 杭州中学高二上学期期末 对于反应n2o4 g 2no2 g 在温度一定时 平衡体系中no2的体积分数 no2 随压强的变化情况如图所示 实线上的任何一点为对应压强下的