高三化学一轮复习 9.27化学平衡课件 新人教版.ppt

学案27化学平衡 轻松学教材 可逆反应与化学平衡1 可逆反应及其特征 1 溶液达到饱和之后 溶液中固体溶质溶解和溶质分子回到固体溶质表面的结晶过程一直在进行 而这两种过程速率相等 我们把这类过程称做可逆过程 表述这类过程可采用号 把从左向右的过程称做正反应 把从右向左的过程称做逆反应 2 可逆反应指反应物和产物必须同时存在于同一反应体系中 而且在相同条件下 正 逆反应都能够自动进行 2 化学平衡状态的含义 1 构成化学平衡体系的基本要求是反应物和所有产物均处于同一反应体系中 反应条件保持不变 2 达到化学平衡状态时 体系中所有反应物和生成物的含量保持不变 但反应并没停止 而且正 逆反应速率相等 这说明化学平衡是动态平衡 3 化学平衡研究的对象是可逆反应 对于弱电解质的电离 气体的溶解和逸出 固体的溶解和结晶及盐类的水解等存在可逆过程的问题都可用平衡的观点去分析 3 化学平衡状态的标志以ma g nb g xc g yd g m n x y 为例 1 实质 v正 v逆 如v b 耗 v b 生 v c 耗 v c 生 1 1 2 某物质的质量 浓度 物质的量 质量分数等不变 3 反应体系的总物质的量或压强恒定 4 若a为有色气体 气体的颜色不变 5 单位时间内a物质化学键的断裂量等于形成量 6 转化率不变 如 a 不变 7 体系的平均相对分子质量不变 4 化学平衡常数 1 在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平衡时 生成物浓度化学计量数次幂的乘积与其反应物浓度化学计量数次幂的乘积的比值是一个常数 即平衡常数 用符号24k表示 2 对一般的可逆反应 ma g nb g pc g qd g 当在一定温度下达平衡状态时 可以得出 k cp c cq d cm a cn b k值越大 说明平衡体系中生成物所占的比例越大 反应物的转化率越大 k只受温度影响 与反应物或生成物的浓度变化无关 即在一定温度下 平衡常数保持不变 5 化学平衡的计算化学平衡的计算模式可采取列三行的方式 依题意 列出化学方程式 举例如下 ma g nb g pc g qd g n 起始 molab00n 转化 molmxnxpxqxn 平衡 mola mxb nxpxqx 体验热身 1 2009 杭州模拟 等物质的量的x g 与y g 在密闭容器中进行可逆反应 x g y g 2z g w s h 0 下列叙述正确的是 a 平衡常数k值越大 x的转化率越大b 达到平衡时 反应速率v正 x 2v逆 z c 达到平衡后 降低温度 正向反应速率减小的倍数大于逆向反应速率减小的倍数d 达到平衡后 升高温度或增大压强都有利于该反应平衡向逆反应方向移动 答案 a解析 由平衡常数概念可知k值越大 x的转化率越大 a项正确 达平衡时2v正 x v逆 z 故b项错 达平衡后降低温度 正逆反应速率均减小 又因平衡向正反应方向移动 所以正反应速率减小的倍数小于逆反应速率减小的倍数 c项错 增大压强平衡不移动 升高温度平衡逆向移动 d项错 2 在某温度时将2mola和1molb两种气体通入容积为2l的密闭容器中 发生如下反应 2a g b g xc g 2min时反应达平衡状态 经测定b的物质的量为0 4mol c的反应速率为0 45mol l min 下列各项能表明该反应达到平衡的是 a va 正 vb 逆 2 1b 混合气体密度不再变化c 混合气体压强不再变化d a的转化率不再变化 答案 ad 解析 由题意知 平衡时n c 0 45mol l min 2l 2min 1 8mol根据2a g b g xc g 知开始2mol1mol0mol平衡0 4mol1 8mol变化0 6mol1 8mol由变化量与化学计量数成正比可知x 3 a中说明反应2mola同时生成1molb 达平衡状态 b中密度始终不变 c中压强始终不变 v 0 d可作为判据 3 下列叙述中 不正确的是 a 某特定反应的平衡常数仅是温度的函数b 催化剂不能改变平衡常数的大小c 平衡常数发生变化 化学平衡必定发生移动达到新的平衡d 化学平衡发生移动 平衡常数必发生变化答案 d解析 化学平衡常数只受温度影响 与是否使用催化剂无关 a b选项均正确 平衡常数改变 则意味着温度必然改变 平衡必定移动 c项正确 通过改变除温度之外的其他条件使平衡移动 则平衡常数不变 d项不正确 4 高温下 某反应达平衡 平衡常数k 恒容时 温度升高 h2浓度减小 下列说法正确的是 a 该反应的正反应为吸热反应b 恒温恒容下 增大压强 h2浓度一定减小c 升高温度 逆反应速率减小d 该反应化学方程式为 答案 a 解析 由平衡常数表达式写出可逆反应为d项错误 由于升高温度 h2浓度减小 说明升温平衡向正反应方向进行 因此正反应是吸热的 a项正确 由于恒温恒容 若增大压强 只有充入气体 若充入 惰性 气体 则平衡不移动 h2浓度不变 若通入co2 h2浓度会减小 但若通入h2 co或h2o g 则h2浓度会增大 b项错误 升高温度 正逆反应速率都会增大 c项错误 5 在一固定容积的密闭容器中 进行如下化学反应 co2 g h2 g co g h2o g 其化学平衡常数k和温度t的关系如下表 试回答下列问题 1 该反应为 反应 填 吸热 或 放热 2 能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 a 容器中气体压强不变b 混合气体中c co 不变c v正 h2 v逆 h2o d c co2 c co 吸热 b c 3 800 时 向固定容积的密闭容器中放入混合物 起始浓度分别为c co 0 01mol l c h2o 0 03mol l c co2 0 01mol l c h2 0 05mol l 则反应开始时 h2o的消耗速率比生成速率 填 大 小 或 不能确定 4 850 时 在1l固定容积的密闭容器中放入2molco2和1molh2 平衡后co2的转化率为 h2的转化率为 小 33 3 66 7 解析 化学平衡常数是反应达到平衡时 生成物浓度化学计量数次幂之积与反应物浓度化学计量数次幂之积的比值 本题反应的化学平衡常数k c co c h2o c co2 c h2 1 根据题表知平衡常数随温度的升高而增大 可推知升温平衡向正反应方向移动 2 化学平衡的本质是正逆反应速率相等 特征是各物质的浓度不变 3 起始浓度代入平衡常数的表达式中 其比值小于对应温度下的k值 则反应将向正反应方向移动 h2o的消耗速率比生成速率小 4 850 时 平衡常数为1 0 设反应中转化的co2的物质的量为xmol 则有co2 g h2 g co g h2o g 起始量 mol 2100转化量 mol xxxx平衡量 mol 2 x1 xxx根据化学平衡常数的关系可知 2 x 1 x x2解得x 2 3 则co2的转化率为33 3 h2的转化率为66 7 6 pcl5的热分解反应如下 pcl5 g pcl3 cl2 g h 0 1 写出反应的平衡常数表达式 2 已知t 时 在容积为10 0l的密闭容器中充入2 00molpcl5 达到平衡后 测得容器内pcl3的浓度为0 150mol l 该温度下的平衡常数k为 0 450 在210 时 反应pcl5 g pcl3 g cl2 g 的平衡常数k 为1 则t 210 填 或 该温度下pcl5的分解率为 75 0 重点探究 一 化学平衡状态的判断可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要特征 一是正反应速率和逆反应速率相等 二是反应混合物中各组成成分的含量保持不变 这两个特征就是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心依据 1 直接特征 v正 v逆 要求大小相等 方向相反 速率特征 指 等 即v正 v逆 有两层含义 对于同一物质而言 该物质的生成速率等于它的消耗速率 对于不同的物质而言 速率之比等于方程式中的化学计量数之比 但必须是不同方向的速率 含量特征 指 定 即反应混合物中各组成成分的含量保持不变 2 间接特征 指所表述的内容并非直接而是间接反映 等 和 定 的意义 反应物的转化率保持不变 产物的产率保持不变 平衡体系的颜色保持不变 绝热的恒容反应体系中的温度保持不变 3 特殊 特征 指所表述的内容并不能表明所有反应均已达平衡状态 只是在某些特定的情况下才能表示反应已经达到化学平衡状态 体系中气体物质的总质量保持不变 体系中气体物质的总物质的量 或体积或分子个数 保持不变 体系中气体物质的平均相对分子质量保持不变 气体的总压强不再发生改变 体系中气体的密度不再发生改变 以上五项中 对于 n 0的可逆反应如2no g o2 g 2no2 g 来说 除 外均可作为判断平衡的特征 但对于 n 0的可逆反应如h2 g i2 g 2hi g 来说 此五项均不能作为判断平衡的特征 例1 下列方法中可以证明2hi g h2 g i2 g 已达平衡状态的是 单位时间内生成nmolh2的同时生成nmolhi 一个h h键断裂的同时有两个h i键断裂 hi的体积分数与i2 g 的体积分数相等 反应速率v h2 v i2 v hi c hi c h2 c i2 2 1 1 温度和体积一定时 某一生成物浓度不再变化 温度和体积一定时容器内压强不再变化 条件一定 混合气体的平均相对分子质量不再变化 温度和体积一定时 混合气体的颜色不再变化 温度和压强一定时 混合气体的密度不再变化讨论 在上述 的说法中能说明2no2n2o4达到平衡状态的是 解析 这是一个反应前后气体体积不变的反应 无论是否平衡 混合气体的总压强 都不发生变化 从其公式推导 从 v正是否等于v逆 来判断 从 浓度保持不变 来判断 方法归纳 类比迁移 1 在一定温度下 反应 2a s 2b g c g d g 在恒容容器中进行 不能说明该反应已经达到平衡的是 a 容器内的压强不随时间而变化b 混合气体的密度不再随时间而变化c a的质量不再改变d 平衡混合气体的平均相对分子质量不再改变 答案 a解析 设反应正向进行 则恒容时 a的质量减少 混合气体的压强因反应前后气体分子数不变而不变 密度因气体质量增加而增大 平均相对分子质量因m混增大n逆不变而增加 而反应正向 或逆向 进行时 不变的量不能成为平衡的标志 变化的量则能 a错 重点探究 二 化学平衡的简单计算1 三段法 始态 变化 终态 步骤 1 写出有关平衡的化学方程式 2 找出各物质的起始量 转化量 平衡量 或设为未知数 3 利用条件列方程计算 如ma g nb g pc g qd g 起始 mol l ab00转化 mol l mxnxpxqx平衡 mol l a mxb nxpxqx 2 类型 1 转化率和产率 转化率是指可逆反应达到平衡状态时 某一指定反应物转化的物质的量 或浓度 与起始物质的量 或起始浓度 的比值 产率是指实际产量 指生成物 占理论产量的百分数 一般来讲 转化率越大 原料利用率越高 则产率也越大 2 平衡混合气体的平均相对分子质量对于反应若a b起始物质的量分别为amol bmol 达平衡后 a的物质的量变化了mxmol 则平衡混合气体的平均相对分子质量为 例2 x y z三种气体 取x和y按1 1的物质的量之比混合 放入密闭容器中发生如下的反应 x 2y2z 达到平衡后 测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3 2 则y的转化率最接近于 a 33 b 40 c 50 d 66 答案 d 解析 由题意知x和y是按1 1的物质的量之比混合的 故可取x和y各1mol 设x的转化量为amol x 2y2z起始 1mol1mol0转化 amol2amol2amol平衡 1 a mol 1 2a mol2amol到达平衡后 反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3 2 即 1 a mol 1 2a mol 2amol 3 2 解得a 1 3 则y的转化率 最接近66 方法归纳 1 若反应物起始量之比等于化学计量数之比 达平衡后 它们的转化率相等 2 若反应物起始量之比不等于化学计量数之比 达平衡后 过量的那种物质转化率较小 3 若反应物只有一种且为气体时 若其他条件不变 增大其浓度 其转化率如下 v表示气体体积 v反 v生 反应后气体体积减小的反应 转化率增大 v反 v生 反应后气体体积增大的反应 转化率减小 如2so3 g 2so2 g o2 g 达平衡后 增大so3浓度 转化率减小 v反 v生气体体积相等的反应 转化率不变 如若只增加a的量 平衡向正反应方向移动 b的转化率增大 a的转化率减小 若按原比例同倍数地增加反应物a和b的量 则平衡向正反应方向移动 反应物的转化率与气体反应物化学计量数有关 若m n p q a b的转化率都不变 若m n p q a b的转化率都增大 若m n p q a b的转化率都减小 5 其他条件不变时 压强 温度对转化率也有影响 其变化与平衡移动有关 类比迁移 2 在密闭容器中 将2molco和10molh2o混合加热至800 达到下列平衡 co g h2o g co2 g h2 g k 1 0 求co转化为co2的转化率 答案 83 解析 设达平衡时co转化物质的量为x 列式如下 co g h2o g co2 g h2 g 起始 mol 21000转化 mol xxxx平衡 mol 2 x10 xxxmol co的转化率 83 难点探究 等效平衡1 含义在一定条件下 恒温恒容或恒温恒压 对同一可逆反应体系 起始时加入物质的物质的量不同 而达到化学平衡时 同种物质的含量相同 这样的平衡称为等效平衡 由于化学平衡状态与条件有关 而与建立平衡的途径无关 因而 同一可逆反应 从不同的状态开始 只要达到平衡时条件 温度 浓度 压强等 完全相同 则可形成等效平衡 如 常温常压下 可逆反应 2so2 o22so3 2mol1mol0mol 0mol0mol2mol 0 5mol0 25mol1 5mol 从正反应开始 从逆反应开始 从正逆反应同时开始 由于 三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物 对应各组分的物质的量均相等 如将 折算为 因此三者为等效平衡 2 分析方法 1 极值思维法 按照化学方程式的化学计量关系 把起始物转化为方程式同一半边的物质 通过对比两种情况对应组分的起始量是相等 还是等比 来判断化学平衡是否等效的一种思维方法 2 化学平衡计算的基本模式 平衡 三段式 例ma nbpc qd起始 ab00转化 mxnxpxqx平衡 a mxb nxpxqx注意 转化量与方程式中各物质的化学计量数成比例 这里a b可指物质的量 浓度 体积等 对反应物 平 始 转 对生成物 平 始 转 3 分类及方法总结 1 恒温 恒容条件下的体积可变反应方法 极值等量即等效例如 一定条件下的可逆反应 2so2 o22so3 2mol1mol0mol 0mol0mol2mol 0 5mol0 25mol1 5mol amolbmolcmol 上述三种配比 按方程式的计量关系均转化为反应物 则so2均为2mol o2均为1mol 三者建立的平衡状态完全相同 a b c三者的关系满足 2 a 2 1 b 1 即与上述平衡等效 2 恒温 恒压条件下的体积可变反应方法 极值等比即等效例如 2so2 o22so3 2mol3mol0mol 1mol1 5mol2mol amolbmolcmol 中2 3 故互为等效平衡 a b c三者关系满足 即与 平衡等效 3 恒温条件下体积不变的反应方法 无论是恒温恒容 还是恒温恒压 只要极值等比即等效 因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响 例如 h2 g i2 g 2hi g 1mol1mol0mol 2mol2mol1mol amolbmolcmol 两种情况下 n h2 n i2 1 1 故两平衡等效 a b c三者关系满足 1 a 1 b 1 1或a b 1 1 c 0 即与 等效 总结 等效平衡规律 在定温 定容条件下 对于反应前后气体分子数改变的可逆反应 只改变起始时加入物质的物质的量 如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物 质的量与原平衡相同 则两平衡等效 在定温 定容情况下 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 只要反应物 或生成物 的物质的量的比值与原平衡相同 两平衡等效 在定温 定压下 改变起始时加入物质的物质的量 只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同 则达平衡后与原平衡等效 例3 在一密闭容器中 发生反应a g b g c g d g 若起始时加入1mola和2molb 反应达平衡后 c的浓度为wmol l 若保持温度和体积不变 起始时加入amola bmolb cmolc和dmold 要使平衡后c的浓度仍为wmol l 则a b c d之间应满足的关系是 解析 由于两平衡状态c的浓度都为wmol l 这说明两状态为完全相同的平衡状态 与反应的化学计量数无关 可依据反应物投料量相等来解决 即采用 一边倒 法都转化为a b 且物质的量分别相等 同时保证c d都完全转化 答案 a c 1 b c 2 c d 方法归纳 本题切忌误认为是等效平衡 利用化为原料投料比相等 来解决 求解此类型题 务必首先分析平衡状态建立联系的量的特点是什么 来区分是相同平衡状态还是等效平衡 若为等效平衡 一是分析该反应前后气体体积特点如何 二是恒温恒容还是恒温恒压 类比迁移 3 向某密闭容器中充入1molco和2molh2o g 发生反应 co h2o g co2 h2 当反应达到平衡时 co的体积分数为x 若维持容器的体积和温度不变 起始物质按下列四种配比充入该容器中 达到平衡时co的体积分数大于x的是 a 0 5molco 2molh2o g 1molco2 1molh2b 1molco 1molh2o g 1molco2 1molh2c 0 5molco 1 5molh2o g 0 4molco2 0 4molh2d 0 5molco 1 5molh2o g 0 5molco2 0 5molh2 答案 b解析 解题时可把右边的物质全部转到左边 利用化学计量数 再比较co h2o g 的量 若与原起始比例1 2相同 则构成等效平衡 若co多 则co的体积分数大于x 按方程式中的化学计量关系 将各项中的co2和h2全部转化为co和h2o 则a项中co为1 5mol h2o为3mol b项中co为2mol h2o为2mol c项中co为0 9mol h2o为1 9mol d项中co为1mol h2o为2mol 分析各项可看出a d两项均符合n co n h2o 1 2 与题干中的反应为等效平衡 c项中n co n h2o 1 2 co的体积分数大于x 实验探究 2009 高考上海卷 在2l密闭器内 800 时反应2no g o2 g 2no2 g 体系中 n no 随时间的变化如表 1 写出该反应的平衡常数表达式 k 已知 k300 k350 则该反应是 热反应 2 图中表示no2的变化的曲线是 用o2表示从0 2s内该反应的平均速率v 放 b 1 5 10 3mol l s 3 能说明该反应已达到平衡状态的是 a v no2 2v o2 b 容器内压强保持不变c v逆 no 2v正 o2 d 容器内密度保持不变 4 为使该反应的反应速率增大 且平衡向正反应方向移动的是 a 及时分离出no2气体b 适当升高温度c 增大o2的浓度d 选择高效催化剂 bc c 解析 1 由于k300 k350 所以 升高温度化学平衡向逆反应方向移动 该反应为放热反应 2 由于no2的变化量与no的变化量相等 是o2变化量的2倍 但曲线的变化方向相反 由此可确定b线是no2的变化曲线 v o2 v no 3 化学平衡状态是各成分的含量保持不变的状态 原理是正逆反应的速率相等 a v no2 不能说明是no2生成的速率还是减少的速率 同理v o2 也是如此 因此不能判断 b 容器压强不变说明容器内各气体物质的总分子数不变 由于该反应是反应前后气体分子数不等的反应 就说明了达到平衡状态 c 由v逆 no 2v正 o2 可得 v逆 no 2v o2 2v正 o2 即v正 o2 v逆 o2 原式能反映出正逆反应速率相等 能够说明达到平衡状态 d 这是一个2l的密闭容器 质量一定不变 而与是否进行反应无关 所以该项不能说明是否达到平衡 4 a 是减少物质 所以不能增大反应速率 错误 b 升高温度平衡向逆反应方向移动 错误 c 正确 d 催化剂只能改变反应速率 不会影响平衡 错误 走出误区 易错部分如化学平衡的计算 解答此类试题 要注意根据试题特点 灵活选择方法 常见方法有 三态法 守恒法和差量法等 等效平衡的应用易出错 解答此类试题 关键是要熟悉两类等效平衡的特点及内容 一是反应条件 恒温恒容 恒温恒压 二是反应特点 反应前后气体分子数相等还是不相等 等效转化注意按照化学计量数进行换算 平衡常数的应用易出错 解答此类试题 要注意化学平衡常数的主要应用类型 判断化学平衡所处的温度数值 判断可逆反应的进行方向和能量变化 判断可逆反应是否处于平衡状态 进行相关计算 因材施教 化学平衡常数1 特点 1 化学平衡常数只与温度有关 与反应物或生成物的浓度无关 2 反应物或生成物中有固体和纯液体存在时 由于其浓度可看做 1 而不代入公式 联想化学反应速率中固体和纯液体的处理 3 化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数 若反应方向改变 则平衡常数改变 若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小 尽管是同一反应 平衡常数也会改变 但意义不变 2 应用 1 利用k可以推测可逆反应进行的程度 k的大小表示可逆反应进行的程度 k大说明反应进行的程度大 反应物的转化率大 k小说明反应进行的程度小 反应物的转化率小 2 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 反应物与生成物的浓度如下关系 qv 逆 q k反应处于化学平衡状态 v 正 v 逆 q k反应向逆反应方向进行 v 正 v 逆 3 利用k可判断反应的热效应 若升高温度 k值增大 则正反应为吸热反应 若升高温度 k值减小 则正反应为放热反应 备用选题 1 下列关于平衡常数的说法正确的是 a 在平衡常数表达式中 反应物浓度用起始浓度 生成物用平衡浓度b 在任何条件下 化学平衡常数是一个恒定值c 平衡常数的大小只与温度有关 而与浓度 压强 催化剂等无关d 从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度答案 cd 解析 化学平衡常数的定义是在一定温度下 可逆反应达平衡时 生成物浓度化学计量数幂的积与反应物浓度化学计量数幂的积的比值是一个常数 可见 a b错误 c d正确 2 一定条件下 可逆反应x g 3y g 2z g 若x y z起始浓度分别为c1 c2 c3 均不为0 平衡时 x y z浓度分别为0 1mol l 0 3mol l 0 08mol l 则下列判断不合理的是 a c1 c2 1 3b 平衡时 y和z的生成速率之比为3 2c x y的转化率不相等d c1的取值范围0 c1 0 14mol l 答案 c解析 原料比与化学计量数比相同时 各原料的转化率相同 反应的方向未知 如果反应正向进行 则c1极值为0 14mol l 如果反应逆向进行 则c1的极值为0 3 一定温度下 向al密闭容器中加入2molno2 g 发生反应 2no22no o2 此反应达到平衡状态时的标志是 a 混合气体的颜色变浅b 混合气体的密度不再变化c 混合气中no2 no o2物质的量之比为2 2 1d 单位时间内生成2nmolno 同时生成2nmolno2 答案 d解析 颜色变浅 说明反应正向进行 a错 体积一定 气体密度不论反应是否平衡均为定值 b错 物质的量之比等于化学计量数之比不能说明各组分浓度已保持恒定 更不能说明v正 v逆 c错 d能反映v正 v逆 正确 4 一定条件下 合成氨反应达到平衡时 测得混合气体中氨气的体积分数为20 0 与反应前的体积相比 反应后体积缩小的百分率是 a 16 7 b 20 0 c 80 0 d 83 3 答案 a 解析 解法一 设n2 h2起始的物质的量分别为x y n2转化的物质的量为z 得出n2 3h22nh3起始 xy0转化 z3z2z平衡 x z y 3z2zn总 x z y 3z 2z x y 2z 解法二 从化学方程式中得知反应后气体中生成的氨气的物质的量等于气体减少的物质的量 氨气占反应后气体总量的20 那么减少的气体体积与反应前气体总体积比必小于20 5 在一固定容积的密闭容器中 保持一定条件下进行以下反应 x g 2y g 3z g 已知加入1molx和3moly 达到平衡后 生成amolz 1 达到平衡时 反应混合气体中z的体积分数是 2 在相同实验条件下 若在同一容器中改为加入2molx和6moly 达到平衡后 z的物质的量为 mol 25a 2a 3 在相同实验条件下 若在同一容器中改为加入2molx和8moly 若要求z在反应混合气体中体积分数不变 则还需加入z mol 4 在相同实验条件下 若在同一容器中改为加入0 5molx 则需加入 moly molz 才能使平衡时z为0 9amol 6 1 9 1 2 解析 1 该反应为气体总物质的量保持不变的反应 平衡时气体中z的体积分数为 100 25a 2 相同实验条件下 将x y的物质的量变为原来的2倍 即达到平衡时 z的物质的量也变为原来的2倍 则n z 平 2amol 高效作业 一 选择题1 2009 天津理综 人体血液内的血红蛋白 hb 易与o2结合生成hbo2 因此具有输氧能力 co吸入肺中发生反应 co hbo2o2 hbco 37 时 该反应的平衡常数k 220 hbco的浓度达到hbo2浓度的0 02倍 会使人智力受损 据此 下列结论错误的是 a co与hbo2反应的平衡常数b 人体吸入的co越多 与血红蛋白结合的o2越少c 当吸入的co与o2浓度之比大于或等于0 02时 人的智力才会受损d 把co中毒的病人放入高压氧仓中解毒 其原理是使上述平衡向左移动 答案 c 解析 由平衡常数的定义可知该反应的平衡常数由平衡移动原理可知吸入co越多 平衡向右移动 与血红蛋白结合的o2越少 把病人放入高压氧仓中 则平衡向左移动 释放出co 故可解毒 a b d均正确 c项 由平衡常数表达式可知 人智力受损 有 即 11000 故c项错误 2 2009 福建三校 从下列叙述中能判断某化学平衡肯定发生移动的是 a 混合物中各组分的浓度改变b 混合体系中气体密度发生变化c 正 逆反应速率改变d 反应物的转化率改变答案 d 解析 反应前后气体分子数相等的反应 如i2 g h2 g 2hi g 当改变体积时 各组分的浓度 混合气体的密度均将发生变化 同时正 逆反应速率也将同倍数地改变 但平衡不移动 故a b c项错误 当反应物的转化率改变时 平衡一定发生了移动 故d项正确 3 2009 辽宁三校 某化学科研小组研究在其他条件不变时 改变某一条件对a2 g 3b2 g 2ab3 g 化学平衡状态的影响时 得到如图所示的变化规律 图中t表示温度 n表示物质的量 根据图示得出的结论中正确的是 a 反应速率a b cb 达到平衡时a2的转化率大小为 b a cc 若t2 t1 则正反应一定是放热反应d 达到平衡时 ab3的物质的量大小为 c b a答案 d 解析 分析图像 在t2时 增大反应物b2的量即增大其浓度 化学反应速率加快 则反应速率a b c a项错误 多种反应物参加反应时 增大一种反应物的浓度 可提高其余反应物的转化率 则有 a b c b项错误 温度升高 生成物的含量增加 说明平衡向右移动 正反应是吸热反应 c项错误 增加b2的量同时ab3的量会增多 故d项正确 4 可逆反应 2so2 g o2 g 2so3 g 正反应速率分别用v so2 v o2 v so3 mol l min 表示 逆反应速率分别是用v so2 v o2 v so3 mol l min 表示 当反应达到平衡时 正确的关系是 a v so2 v o2 b v so3 v so3 c v o2 v so3 d v o2 2v so3 答案 b解析 达到平衡时 用同一种物质表示的正 逆反应速率一定相等 另外 用不同物质表示的反应速率之比等于它们的化学计量数之比且必须一个是正反应速率 一个是逆反应速率 此题可用排除法解 即等式两边的速率必须一个是正反应速率 另一个是逆反应速率 由此确定选b 5 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 2mol l 0 1mol l 0 2mol l 当反应达到平衡时 可能存在的数据是 a so2为0 4mol l o2为0 2mol lb so2为0 25mol lc so3为0 4mol ld so2 so3均为0 15mol l 答案 b解析 若so2 o2完全反应 c so3 最高可达0 4mol l so3完全分解 c so2 c o2 最高可达0 4mol l 0 2mol l 但反应为可逆反应 不可能进行到底 所以0 4mol l c so2 0 0 2mol l c o2 0 0 4mol l c so3 0 d项表示平衡时反应物so2和生成物so3均减少 这是不可能的 违反了质量守恒定律 6 一定条件下可逆反应 2no2 g 2no g o2 g 在体积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是 单位时间内生成nmolo2的同时生成2nmolno2 单位时间内生成nmolo2的同时生成2nmolno 用no2 no o2表示的反应速率之比为2 2 1的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 a b c d 全部答案 a解析 化学平衡状态的根本标志是 v 正 v 逆 各组分含量不变 本题不仅考查了化学平衡的直接标志 也要求对化学平衡的间接标志进行分析 判断 解答本题时 要牢牢抓住两个根本标志 并明确气体的颜色 密度 压强 平均相对分子质量的变化与根本标志间的关系 才能全面分析 顺利解答 单位时间内生成nmolo2必消耗2nmolno2时 而生成2nmolno2时 必消耗nmolo2 易知 能说明反应达到平衡 而 不能说明 中无论达到平衡与否 化 学反应速率都等于各物质化学计量数之比 有色气体的颜色不变 则表示物质的浓度不再变化 说明反应已达到平衡 对于体积固定 气体质量反应前后守恒的反应 混合气体密度始终不变 反应前后 v 0 压强不变 意味着各物质的含量不再变化 由于气体的质量不变 气体的平均相对分子质量不变时 说明气体中各物质的物质的量不变 该反应 v 0 能说明反应达到平衡 7 对于可逆反应 2so2 g o2 g 2so3 g h 0 下图表示so2的转化率与温度的关系 图上标有a b c d e五个点 其中能表示反应未达到平衡状态 且正反应速率大于逆反应速率的是 a a点b b d两点c c点d e点 答案 c解析 曲线上的每一个点均表示对应温度的平衡状态点 故b d两点达到了平衡状态 正 逆反应速率相等 曲线上 下的各点均表示未达平衡状态 转化率还在变化 其中a e两点的转化率高于平衡状态转化率 平衡必须向着能够减小转化率 使之达到平衡的方向即逆反应方向移动 故a e两点的正反应速率小于逆反应速率 只有c点的转化率还比平衡状态的转化率低 反应需向着增大转化率的方向进行 使之达到平衡状态的转化率 故c点的正反应速率大于逆反应速率 8 将固体nh4i置于密闭容器中 在一定温度下发生下列反应 nh4i s nh3 g hi g 2hi g h2 g i2 g 达到平衡时 c h2 0 5mol l c hi 4mol l 则此温度下反应 的平衡常数为 a 9b 16c 20d 25 答案 c解析 根据题干信息 可知平衡时 c nh3 c hi 2c h2 4mol l 0 5mol l 2 5mol l 由化学平衡常数的定义 则 平衡常数k c nh3 c hi 5 4 20 9 2009 海口二模 二苯烯有顺 反两种异构体 在某条件下两种气体处于平衡 下列说法正确的是 a 升高温度平衡向反 二苯烯方向进行b 保持温度不变向平衡体系中充入气态顺 二苯烯 达到的新平衡与原平衡等效c 该反应平衡常数恒为1d 在一定温度下 容器内各物质的量随反应时间变化的曲线如下图 答案 b 解析 升高温度化学平衡向吸热反应方向移动 a不正确 该可逆反应属于体积不变的反应 充入气态顺 二苯烯 新平衡与原平衡等效 b正确 平衡常数 平衡时反应物和生成物的浓度不存在恒等关系 c不正确 由该物质的量与时间关系图 不能推断出反应物和生成物化学计量数比为1 1 d不正确 10 某温度下 在一容积可变的容器中 反应2a g b g 2c g 达到平衡时 a b和c的物质的量分别为4mol 2mol 4mol 保持温度和压强不变 对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整 可使平衡右移的是 a 均减半b 均加倍c 均增加1mold 均减小1mol 答案 c解析 本题考查了等效平衡问题 在等温等压条件下 把加入的物质按照其在反应方程式中的化学计量数转化为反应物或生成物 物质的量之比保持一致即为等效平衡 选项a b中三者比例为2 1 2 与题中比例一致 为等效平衡 平衡不移动 c可设想为两步增加 第一次加入1mola 0 5molb 1molc 此时平衡不移动 第二次再加0 5molb 此法与一次性各加入1mol等效 增大反应物浓度 平衡向右移动 d中均减少1mol 也可设想为两步进行 先将a减少1mol b减少0 5mol c减少1mol 此时平衡不移动 再将b减少0 5mol 降低反应物浓度 平衡向左移动 11 以焦炭为主要原料合成氨 为了使通入合成塔的n2和h2保持1 3的体积比 则焦炭 不计燃烧中的消耗 与空气的物质的量之比约为 a 1 3b 3 2c 6 5d 4 3答案 c 解析 空气中含n278 c h2o co h2 co h2o co2 h2 c 2h212为保证v n2 v h2 1 3 设n2为1mol h2应为1 3 3mol体积 此时消耗c的物质的量为1 5mol 空气为mol 近似比为6 5 12 某温度下在密闭容器中发生如下反应 2m g n g 2e g 若开始时只充入2mole g 达平衡时 混合气体的压强比起始时增大了20 若开始时只充入2molm和1moln的混合气体 达平衡时m的转化率为 a 20 b 40 c 60 d 80 答案 c 解析 该反应从逆反应开始建立平衡 由于是一密闭容器 随着反应的进行 压强增大20 则意味着混合气体的总物质的量增大20 即达平衡时混合气体的总物质的量已为2mol 1 20 2 4mol 而反应中m e的化学计量数又相等 说明生成了n为0 4mol 充入2molm和1moln与原情况属等效 达平衡时n也为0 4mol m为0 8mol 故m的转化率为 二 非选择题13 恒温恒容下2mola气体和2molb气体通入体积为2l的密闭容器中发生如下反应 2a g b g xc g 2d s 2min时反应达到平衡状态 此时剩余1 2molb 并测得c的浓度为1 2mol l 1 从开始反应至达到平衡状态 生成c的平均反应速率为 2 x 0 6mol l min 3 3 a的转化率与b的转化率之比为 4 下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是 填各项代号 a 压强不再变化b 气体密度不再变化c 气体平均相对分子质量不再变化d a的消耗速率与b的消耗速率之比为2 1 2 1 bc 5 若向原平衡混合物的容器中再充入2mola气体和2molb气体 在原温度下达到新的平衡 此时b的物质的量n b 6 欲使反应达到平衡时c的物质的量分数与上述平衡相等 起始加入的a b物质的量n a n b 之间应满足的关系为 2 4mol n a n b 或n a n b 1 1 4 平衡的实质是v 正 v 逆 凡能推出此结论的是达到平衡 否则不是达到平衡 由于产物d为固体 故b c可说明反应达到了平衡 5 此反应前后气体的体积没发生变化 压强对平衡无影响 再充入2mola和2molb相当于加压 且与原平衡等效 a b的转化率不变 n b 2 1 2mol 2 4mol 6 同 5 的分析 n a n b 14 一定温度下 把2molso2和1molo2通入一个一定容积的密闭容器里 发生如下反应 h 0 当此反应进行到一定程度时 反应混合物就处于化学平衡状态 现在该容器中维持温度不变 令a b c分别代表初始加入的so2 o2和so3的物质的量 mol 如a b c取不同的数值 它们必须满足一定的相互关系 都能保证达到平衡时 反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全