2012-2013学年高中化学 2-3 第三单元 化学平衡的移动 苏教版选修4

1 2 32 3 第三单元第三单元 化学平衡的移动化学平衡的移动 知能定位 1 了解化学平衡移动的概念和影响平衡移动的因素 2 理解温度 浓度 压强的改变对化学平衡移动的影响 3 应用化学平衡移动原理和化学反应速率相关知识选择合成氨的条件 情景切入 怎样依据化学平衡移动的知识选择工业合成氨的合适条件 自主研习 一 化学平衡的移动 1 含义 在一定条件下 可逆反应达到化学平衡状态 如果改变影响平衡的条件 如浓度 温度 压强等 化学平衡状态被破坏 正 逆反应速率不再相等 直到正 逆反应速率再次相等 在新的条件下达到新的化学平衡状态 这种现象称作平衡状态的移动 简称平衡移动 2 图示表示 v正 v逆 v正 v逆 v 正 v 逆 改变条件 一定时间后 原平衡状态 平衡被破坏 3 平衡移动方向的判断 1 根据速率判断 若 v 正 v 逆 则平衡向正反应方向移动 若 v 正 v 逆 则平衡不移动 若 v 正 v放 平衡向着吸热方向移动 反之 降低温度使v吸 v放都减小 但 v吸 v放平衡向着 放热方向移动 3 催化剂可影响化学反应速率 且同等程度地改变 v正 v逆 所以 v正 v逆 不 能使平衡移动 但可以缩短到达平衡所需时间 如下图是使用催化剂对反应aA bBcC dD H 0 的影响图像 考例 1 可确认发生化学平衡移动的是 A 化学反应速率发生了改变 B 有气态物质参加的可逆反应达到平衡后 改变了压强 C 由于某一条件的改变 使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变 D 可逆反应达到平衡后 使用催化剂 解析 A 项如催化剂可以改变化学反应速率 但平衡不移动 B 项对于反应前后气体体积 不变的可逆反应 增大压强 化学反应速率增大 但平衡不移动 所以 A B D 不正确 答案 C 考例 2 可逆反应mA g nB g xC g yD g 能够改变反应速率 同时能使平衡一定 发生移动的条件是 A 浓度 B 催化剂 C 压强 D 温度 解析 本题考查外界因素的改变对反应速率和平衡的影响 由于方程式的计量数未知 所 以不知该反应是否为等体积反应 如果是等体积反应 浓度的改变 压强的改变影响速率的 变化 但不一定影响平衡的变化 催化剂改变速率 不改变平衡 任何反应都伴随能量变化 5 所以只要温度变化 速率就变化 同时平衡移动 所以只有 D 正确 答案 D 考例 3 已知反应 A2 g 2B3 g 2AB3 g Hn B Q 0 C 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 C 解析 分析表中数据知 温度相同时增大体积 c Y 变化的趋势知 增大体积平衡向气体体积 增大的方向移动 故m0 B 和 D 都是错误的 解答本题的关键是数据分析与平衡移动原理结合 变式探究 3 某温度下 反应 N2O42NO2 正反应为吸热反应 在密闭容器中达到平衡 下列说法中 不正确的是 A 容器的容积减小 将使反应速率增大 B 容器的容积不变时加入少许 NO2 将使正反应速率减小 C 容器的容积不变时加入少许 N2O4 再次平衡时体系颜色变深 D 容器的容积不变时升高温度 再次平衡时体系颜色变深 答案 B 解析 A B 两项是结合化学反应速率变化判断而设置的选项 C D 两项是结合化学平衡 移动的判断而设置的选项 速率变化与平衡移动是测试中的两个不同的侧面 在分析时加以 区分 A 项 容器的容积减小 使反应物浓度及生成物浓度都增大 所以无论正反应速率还是逆 反应速率都增大 B 项 容器的容积不变时 增加 NO2的瞬间 反应物的浓度不变 生成物 的浓度增大 正反应速率不变 逆反应速率增大 C 项 容器的容积不变时 加入少许 N2O4 平衡向右移动 再次平衡 各物质的浓度均增大 体系颜色一定加深 D 项 容器的容 积不变 升高温度 平衡向吸热 正反应 反应方向移动 体系颜色一定加深 知识点 2 化学平衡图像题的分析方法及思路 1 解答步骤 1 看图像 一看面 即纵坐标与横坐标的意义 二看线 即线的走向和变化趋势 三看点 即起点 折点 交点 终点 四看辅助线 如等温线 等压线 平衡线 五看量的变化 如浓度变 化 温度变化 2 想规律 联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律 3 作判断 根据图像中表现的关系与所学规律相对比 作出符合题目要求的判断 2 解答原则 以可逆反应aA g bB g cC g 为例说明 1 定一议二 原则 在化学平衡图像中 包括纵坐标 横坐标和曲线所表示的意义三个量 在解题时往往先固 定一个量 讨论另两个量的关系 2 先拐先平 数值大 原则 在化学平衡图像中 先出现拐点的反应温度较高 如图 A 或压强较大 如图 B 先达到 平衡状态 图 A 表示 T2 T1 由 T2 T1 C 增大 平衡右移 图 B 表示 P10 m n x B Q 0 m n x C Q 0 m n x D Qx 解析 本题考查外界条件对化学平衡的影响以及图像信息的分析处理能力 解题时首先明 确不同条件对化学平衡的影响结果以及图像题的解题思路 由左图可知 压强为 P1时达到平 衡所用的时间比较短 即 P1 P2 选择两压强下的平衡状态 由 P2 P1 A 的转化率增大 即 增大压强 平衡正向移动 故m n x 由右图可知 升高温度 A 的转化率下降 即升高温 度 平衡向左移动 正反应放热Q 0 故选 D 答案 D 考例 5 2011 肇庆模拟 经过一段时间后 可逆反应aA bBcC 中物质的含量 A 和 C 随温度的变化曲线如图所示 下列说法正确的是 A 该反应在 T1 T3温度时达到化学平衡 B 该反应在 T2温度时达到化学平衡 C 该反应的逆反应是放热反应 D 升高温度 平衡会向正反应方向移动 解析 由图可知 起始时 C 0 即反应物为 A B 生成物为 C 由于达到平衡时生成物含 量最大 反应物含量最小 故 T2时刻达到平衡状态 由图像中曲线变化可知在 T2时刻之后 的平衡状态中 升高温度 A 增大 C 减小 即升高温度 平衡逆向移动 正反应放热 故 选 B 答案 B 变式探究 4 反应 2X g Y g 2Z g 在不同温度下 T1和 T2 产物 Z 的物质的量n Z 与反应时间 t的关系如图所示 下列判断正确的是 8 A T1T2 正反应为吸热反应 C T1 T2 逆反应为吸热反应 D T1T2 产物 Z 的物质的量在高温 T1时比低温 T2时小 说明降低 温度平衡向正反应方向移动 即正反应为放热反应 则逆反应为吸热反应 变式探究 5 已知 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g H 1 025 kJ mol 该反应是一 个可逆反应 若反应物起始物质的量相同 下列关于该反应的示意图不正确的是 答案 C 解析 本题考查了化学反应的图像问题 由于该反应为一个气体体积增大的放热的可逆反 应 故温度越高 压强越大越不利于反应正向进行 但高温总比低温先达平衡 高压总比低 压先达平衡 故 A B 正确 C 错误 使用催化剂只能缩短达到平衡的时间 对平衡无影响 故 D 正确 课后强化作业 基础夯实 1 已建立化学平衡的可逆反应 当改变条件使化学反应向正反应方向移动时 下列有关叙述 中 正确的是 生成物的质量分数一定增加 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物的浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 使用了合适的催化剂 A B C D 答案 B 解析 使用催化剂是不会使化学平衡移动的 所以 错误 即 D 错误 如果是减小生成物 的浓度 反应会向着正反应方向进行 使生成物的质量分数减小 根据勒夏特列原理 只 能减弱这种改变而不能全部抵消这种改变 只要是平衡向正反应方向移动 则其产量一 定会增加 错误 正确 如果是增大一种反应物的浓度 其他反应物的转化率一定增 大 而其自身的转化率却随之减小 错误 2 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 9 A 光照新制的氯水时 溶液的 pH 逐渐减小 B 加催化剂 使 N2和 H2在一定条件下转化为 NH3 C 可用浓氨水和氢氧化钠固体混合来快速制氨 D 增大压强 有利于 SO2与 O2反应生成 SO3 答案 B 解析 Cl2 H2OH Cl HClO 2HClO 光 2HCl O2 光照 相当于减小 HClO 浓度 化学 平衡向生成 HClO 的方向移动 NH3 H2ONH3 H2ONH 4 OH 向浓氨水中加固体 NaOH c OH 增大 上述平衡均向左移动 2SO2 O22SO3 增大压强 平衡向气体 体积减小方向移动 上述解释均符合勒夏特列原理 加催化剂 使 N2和 H2在一定条件下 转化为 NH3 只是加快 NH3的生成速率 并不影响化学平衡 故不能用勒夏特列原理解释 3 2011 重庆卷 10 一定条件下 下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下 图的是 A CO2 g 2NH3 g CO NH2 2 s H2O g H0 C CH3CH2OH g CH2 CH2 g H2O g H 0 D 2C6H5CH2CH3 g O2 g 2C6H5CH CH2 g 2H2O g H 0 答案 A 解析 本题主要考查了外界条件对平衡的影响 考查了学生识图的能力 选项 A 中的反应是一个体积减少的 又是一个放热反应 因此温度越高 压强越小水蒸气 的含量越小 A 符合图中曲线 B C 选项中的反应都是吸热反应 温度越高 水蒸气的含 量越大 不符合该曲线 D 选项中的反应是一个体积增大的反应 压强越大水蒸气的含量 越小 不符合该曲线 4 有平衡体系 CO g 2H2 g CH3OH g H 0 为了增加甲醇的产量 应采取的压强措 施是 A 高温 高压 B 适宜温度 高压 催化剂 C 低温 低压 D 高温 高压 催化剂 答案 B 解析 此题考查化学平衡的移动 对于反应 CO g 2H2 g CH3OH g H0 达到平衡后 若改变下列 条件 则指定物质的浓度及平衡如何变化 1 增加 C 平衡 c CO2 2 缩小反应容器的容积 保持温度不变 则平衡 c CO2 3 保持反应容器的容积和温度不变 通入 N2 则平衡 c CO2 4 保持反应容器的容积不变 升高温度 则平衡 c CO 答案 1 不移动 不变 2 向左移动 增大 11 3 不移动 不变 4 向右移动 增大 能力提升 1 对于xA g yB g zC g wD g 的平衡体系 当升高温度时 体系的平均相对分子 质量从 26 变成 29 则下列说法中正确的是 A x y z w 正反应是放热反应 B x y z w 正反应是吸热反应 C x yz w 逆反应是吸热反应 答案 B 解析 M m为定值 M 增大 n减小 若x y z w 升高温度 平衡向吸热反应方 n m 向移动 正反应为吸热反应 若x y z w 升高温度 平衡向吸热反应方向移动 逆反应 应为吸热反应 2 对于可逆反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g HP1 温度对反应的影 响 平衡体系增加 N2对反应的影 响 催化剂对反应的 影响 图示 t 答案 C 解析 因压强越大 化学反应速率越快 因此 A 项中对应压强为 P2时达到平衡所需的时间 应短一些 故 A 项错误 随温度的升高平衡将逆向移动 反应物氮气的转化率应减小 故 B 项错误 使用催化剂后化学反应速率应加快 因此有催化剂时达到平衡所需要的时间应 短一些 D 项错误 3 在一密闭容器中 反应mA g nB g nC g 达到平衡时 保持温度不变 将容器容积 压缩到原来的一半 当达到新的平衡时 B 和 C 的浓度都是原来的 1 8 倍 下列说法正确 的是 A 平衡向逆反应方向移动 B 物质 A 的转化率增大 C 物质 C 的体积分数增大 D m 2n 答案 AD 解析 将容器容积压缩到原来一半的瞬间 各物质的浓度均为原来的 2 倍 平衡后 B C 的浓度为原来的 1 8 倍 说明化学平衡向逆反应方向移动 所以 A 的转化率 C 的体积 分数都减小 减小气体体积 即增大压强 化学平衡向气体体积缩小方向移动 故mb c B a b c C a b c D a b c 答案 A 解析 假设缩小体积 平衡状态不移动 则 X 的物质的量浓度应从 0 1 mol L 1增大到 0 2 mol L 1 而此时 X 的物质的量浓度为 0 19 mol L 1T2 B 正反应是吸热反应 C T2 T1 D 逆反应是吸热反应 答案 AD 解析 解答图像题目的方法思路是 1 看懂图像 一看面 横坐标与纵坐标 二看线 线的走向 变化的趋势 三看点 线的起点 交点及拐点 四看要不要作辅助线 如等温线 等压线 五看定量图像中 有关量的多少 2 联想规律 即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律 3 作出判断 依据题意仔细分析 作出正确判断 由曲线 曲线 知 达到平衡所用时间 t1T2 曲线 对应的反应速率快 由 曲线 平衡时对应的 B 的百分含量高 据化学平衡移动原理知 正反应为放热反应 逆反 应为吸热反应 故判断正确的为选项 A D 7 用来表示可逆反应 2A g B g 2C g 正反应为放热反应 的图像为 13 答案 AC 解析 此反应的特点是气体总体积减小 正反应放热的可逆反应 选项 A 中 温度越高 达到平衡的时间越短 但温度升高平衡左移 C 的质量分数要降低 所以选项 A 正确 选 项 B 表示温度与 v 的关系 随着温度的升高 v 正与 v 逆的总体趋势都下降 所以不正确 选项 C 中 随着压强增大 v 正 v 逆都增大 但对正反应速率影响更大 故选项 C 正确 选项 D 中随着温度的升高 A 的转化率应当降低 故选项 D 不正确 8 下图的各图中 表示 2A g B g 2C g 正反应放热 这个可逆反应的正确图像为 答案 A 解析 随着温度的升高 化学平衡应向吸热反应方向亦即逆反应方向移动 所以生成物 C 的体积分数减小 反应物的含量增大 反应物的转化率减小 增大体系的压强 由于反应的两边都是气态物质 所以正反应和逆反应的速率都增大 而 加入催化剂 只能加快反应速率 缩短达到平衡的时间 不能使平衡移动 所以达到平衡 后 各组分的浓度及体积分数应该不变 9 下图是温度和压强对 X Y2Z 反应影响的示意图 图中横坐标表示温度 纵坐标表示平 衡混合气体中 Z 的体积分数 下列叙述正确的是 14 A 上述可逆反应的正反应为放热反应 B X Y Z 均为气态 C X 和 Y 中只有一种为气态 Z 为气态 D 上述反应的逆反应的 H 0 答案 C 解析 依图可知 压强一定时 温度越高 Z 的体积分数增大 则温度升高 向正反应方 向移动 正反应是吸热反应 则 A D 选项错 温度一定时 压强越大 Z 的体积分数越小 则平衡向逆反应方向移动 逆反应为气体减小的反应 则 B 错误 答案为 C 10 在 2 L 密闭容器内 800 时反应 2NO g O2 g 2NO2 g 体系中 n NO 随时间的变化 如表 时间 s 012345 n NO mol 0 0200 0100 0080 0070 0070 007 1 写出该反应的平衡常数表达式 K 已知 K300 K350 则该反应 是 2 上图中表示 NO2的变化的曲线是 用 O2表示从 0 2 s 内该反应的平 均速率 v 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 答案 1 放热 22 Oc NO c NOc 2 2 b 1 5 10 3mol L s 3 bc 4 c 解析 15 化学平衡常数表达式可根据方程式直接写出即 K 由于温度越高 K 越小说明 22 2 OcNOc NOc 升温时表达式分子减小分母增大 所以正反应放热 根据方程式的系数关系知表示 NO2的曲 线应为 b 用 O2表示反应速率 vO2 1 5 10 3 mol L s 达到平衡时 v正 t c v逆 各组分的浓度不变 故选 b c 要使平衡正向移动且反应速率增大 应选 c 专题小结 知识脉络 一 化学反应速率及影响化学反应速率的因素 1 化学反应速率 2 外界条件对化学反应速率影响的规律 16 3 化学平衡的移动 17 专题归纳应用 一 根据化学平衡移动方向进行有关判断 勒夏特列原理指出 改变影响平衡的一个条件 平衡就向减弱这种改变的方向移动 反之 如果知道了化学平衡移动的方向 也可以推测使化学平衡移动的条件 1 根据化学平衡移动方向 判断物质的聚集状态 如可逆反应 2A g nB2C g 达到化学平衡后 若只增大压强 平衡向正反应方向移动 由此可判断 B 为气体 若增大压强 平衡并不移动 由此可判断 B 为固体或液体 2 根据化学平衡移动方向 判断化学方程式中气体反应物和气体生成物系数的相对大小 如可逆反应 aA g bB g cC g dD g 在反应过程中 A 的百分含量 w A 随压强 P 变化的曲线如图 1 所示 由图示可知 增大压强 A 的百分含量逐渐变小 即平衡向正反应方向移动 又因增大压 强 平衡向气体体积缩小的方向移动 故 a b c d 根据化学平衡移动方向还可以判断方程式中某气体物质的系数 如可逆反应 A g nB g 3C g 在恒温下 反应物 B 的转化率与压强的关系如图 2 所示 由图示可知 增大压强 B 的转化率不变 即平衡不移动 则 1 n 3 n 2 3 根据化学平衡移动方向 判断化学反应的能量变化 如可逆反应 A g B g 2C g 达到平衡后 升高温度 C 的体积分数增大 由此可判 断正反应为吸热反应 4 根据化学平衡移动方向 判断混合气体的平均相对分子质量 18 混合气体的平均相对分子质量为 Mr 对于反应物和生成物都是气体的可逆反应 当外界条件改变时 不管平衡怎样移动 n m 混合气体的质量始终不变 故混合气体的平均相对分子质量与混合气体物质的量成反比 若 平衡向气体物质的量缩小的方向移动 混合气体的平均相对分子质量将变大 反之 平均相 对分子质量将变小 考例 1 在密闭容器中 一定条件下进行反应 mA g nB g pC g qD g 若增大压 强或升高温度 重新达到平衡 速率随时间变化过程如图所示 则对该反应叙述正确的是 A 正反应是放热反应 m np q C 正反应是放热反应 m n p q D 逆反应是放热反应 m n p q 解析 由图象可知 平衡向逆反应方向移动 若是增大压强引起的 由压强对平衡的影响 可知 m n0 A 正确 恒温恒容时 充入 H2可使压强增大 H2浓度不一定减小 B 错 升高温度 正 逆反应速率均增大 C 错 故选 A 答案 A 二 化学反应速率和化学平衡图像分析 1 物质的量浓度与时间图像 由这类图像可判断化学反应方程式 由此可知 2C2A 3B 2 转化率或百分含量与时间 压强 温度图像 对于化学反应 mA g nB g qC g pD g 19 由 可知 T1温度先达平衡 故 T1 T2 升温 C 增大 H 0 由 可知 T2温度先达平衡 故 T1 T2 升温 C 减小 HP2 加压 C 增加 m n p q 由 可知 P2先达平衡 P1 P2 加压 C 减小 m nP2 m n p q 或条件为加入了催化剂 在 中 由 两线可知 P1 P2 m n p q 由 两线可知 T1 T2 H0 由 可知 Hp q 由 可知 m n p q 由 11 可知 m n p q 4 百分含量或转化率与 P 或 T 的图像 对于化学反应 mA g nB g qC g pD s 由 12 可知 加压 C 减小 m n0 由 13 可知 升温 C 减小 Hq 由 14 可知 m n q H 0 考例 3 如图甲 乙 丙分别表示在不同条件下可逆反应 A g B g xC g 的生成物 C 在反应混合物中的百分含量 C 和反应时间 t 的关系 20 1 若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况 则 曲线表示无 催化剂时的情况 原因是 2 若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气 体中充入氦气后的情况 则 曲线表示恒温恒容的情况 原因是 3 根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是 热反应 系数 x 的值 4 丁图表示在某固定容积的密闭容器中上述可逆反应达到平衡后某物理量随着温度 T 的变化情况 根据你的理解 丁图的纵坐标可以是 原因为 解析 1 甲图中两条曲线分别代表有催化剂和无催化剂的情况 使用催化剂不能改变 化学平衡 即 C 不变 但可以缩短达到平衡所需的时间 故 a 曲线代表有催化剂的情况 b 曲线代表无催化剂的情况 不使用催化剂 化学反应速率慢 达到平衡所需的时间长 2 在恒温恒容的情况下 充入 He 由于体积不变 原混合气体的浓度保持不变 故平衡 不移动 即 a 曲线代表恒温恒容 3 要判断反应是放热还是吸热 则取压强相同 温度不同时的情况下判断平衡移动的 方向 即取 2 02 105 Pa 的压强 温度分别是 100 和 200 若从 100 升温至 200 则 C 升高 即升温化学平衡向正反应方向移动 说明正反应是吸热反应 若在温度不变的情况 下 改变压强 即压强从 1 01 105 Pa 升高到 2 02 105 Pa C 降低 说明加压化学平衡向 逆反应方向移动 即正反应是一个体积增大的反应 即 x 2 4 丁图中表示随着温度的升高 纵坐标的值逐渐增大 由于正反应是一个吸热反应 故升温化学平衡向正反应方向移动 即生成物 C 的百分含量升高 或反应物的转化率升高 或代表容器内气体压强的增大等 答案 1 b b 达到平衡所用时间长 说明 b 曲线反应速率小于 a 曲线的 2 a a 中充入氦气 C 不变 平衡不移动 3 吸 大于 2 2 或大于等于 3 3 4 C 或转化率或产率或压强等 温度升高 平衡向吸热方向即正反应方向移动 考例 4 在容积固定的密闭容器中存在如下反应 A g 3B g 2C g Hv A v A 3 B 0 19 19 4 向正反应方向 从反应体系中移出产物 C 5 此反应为放热反应 降低温度 平衡向正反应方向移动 6 临场练兵 1 2011 福建卷 12 25 时 在含有 Pb2 Sn2 的某溶液中 加入过量金属锡 Sn 发生 反应 Sn s Pb2 aq Sn2 aq Pb s 体系中 c Pb2 和 c Sn2 变化关系如下图所示 下列判断正确的是 A 往平衡体系中加入金属铅后 c Pb2 增大 B 往平衡体系中加入少量 Sn NO3 2固体后 c Pb2 变小 C 升高温度 平衡体系中c Pb2 增大 说明该反应 H 0 D 25 时 该反应的平衡常数 K 2 2 答案 D 解析 本题考查了平衡移动的影响因素 平衡常数的计算等知识点 金属活泼性 Sn Pb 向平衡体系中加入铅后 c Pb2 不变 A 错误 加入少量 Sn NO3 2固体 c Sn2 增 大 平衡逆移 c Pb2 增大 B 项错误 升温 c Pb2 增大 说明平衡逆移 正反应放 24 热 C 项错误 由方程式和图示数据得平衡常数 K 2 2 D 项正确 2 2 Pbc Snc 1 0 22 0 2 2011 广东卷 31 利用光能和光催化剂 可将 CO2和 H2O g 转化为 CH4和 O2 紫外光 照射时 在不同催化剂 作用下 CH4产量随光照时间的变化如下图所示 1 在 0 30 小时内 CH4的平均生成速率 v v 和 v 从大到小的顺序为 反应开始后的 12 小时内 在第 种催化剂的作用下 收集的 CH4最多 2 将所得 CH4与 H2O g 通入聚焦太阳能反应器 发生反应 CH4 g H2O g CO g 3H2 g 该反应 H 206 kJ mol 1 画出反应过程中体系的能量变化图 进行必要的标注 将等物质的量的 CH4和 H2O g 充入 1L 恒容密闭容器 某温度下反应达平衡 平衡常数 K 27 此时测得 CO 的物质的量为 0 10mol 求 CH4的平衡转化率 计算结果保留两位有效 数字 3 已知 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 802kJ mol 1 写出由 CO2生成 CO 的热化学方程式 答案 1 v v v 2 91 3 CO2 g 3H2O g CO g 3H2 g 2O2 g H 1 008 kJ mol 1 解析 本题主要考查了化学反应速率的有关图像的分析 化学平衡的计算以及热化学方程式的书 写等 1 0 30 小时内 由图可知 30 小时内 CH4的产量 即反应速率关系为 前 12 小时第 种催化剂作用下 收集的 CH4最多 2 该反应中 CH4的用量 越多 放出的热量越多 成正比例关系 假设 CH4和 H2O 的起始量均为 xmol 结合平衡时 n CO 0 10 mol 有 CH4 g H2O g CO g 3H2 g 起始浓度 mol L 1 x x 0 0 变化量 mol L 1 0 10 0 10 0 10 0 30 平衡浓度 mol L 1 x 0 10 x 0 10 0 10 0 30 结合 K 27 解得 x 0 11 mol L 1 CH4的转化率 24 23 OHcCHc HcCOc 2 3 10 0 30 0 10 0 x 25 100 91 11 0 10 0 3 由已知反应 CH4 g H2O g CO g 3H2 g H 206 kJ mol 1 CH 4 g 2O 2 g 2CO2 g 2H2O g H 802 kJ mol 1 式得热化学反应方程式 CO2 g 3H2O g 2O2 g CO g 3H2 g H 1 008 kJ mol 1 3 2011 江苏卷 15 700 时 向容积为 2L 的密闭容器中充入一定量的 CO 和 H2O 发生 反应 CO g H2O g CO2 g H2 g 反应过程中测定的部分数据见下表 表中 t2 t 反应时间 min n CO moln H2O mol 01 200 60 t10 80 t20 20 下列说法正确的是 A 反应在 t1 min 内的平均速率为 v H2 mol L 1 min 1 1 40 0 t B 保持其他条件不变 起始时向容器中充入 0 60mol CO 和 1 20mol H2O 到达平衡时 n CO 2 0 40mol C 保持其他条件不变 向平衡体系中再通入 0 20mol H2O 与原平衡相比 达到新平衡时 CO 转化率增大 H2O 的体积分数增大 D 温度升高至 800 上述反应平衡常数为 0 64 则正反应为吸热反应 答案 BC 解析 本题主要考查了外界条件对平衡的影响 平衡常数的计算和应用等 由于在 t1min 中内 v CO 0 20mol min 1 根据速率之比等于方程式的系数之比可知 A 错 根据温度 没变平衡常数不变 再结合反应方程式可知 B 正确 增大反应物的浓度 平衡向右移动 自身的转化率减小 而另一种反应物的转化率增大 C 正确 根据表中数据求得 700 的 该反应的平衡常数为 1 800 的该反应的平衡常数为 0 64 说明升高温度平衡左移 因此 该反应是放热反应 4 2011 山东卷 28 研究 NO2 SO2 CO 等大气污染气体的处理具有重要意义 1 NO2可用水吸收 相应的化学反应方程式为 利用反应 6NO2 8NH3 7N2 12H2O 也可处理 NO2 当转移 1 2 mol 电子时 消耗的 NO2在标准状况下是 L 2 已知 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 6 kJ mol 1 2NO g O2 g 2NO2 g H 113 0 kJ mol 1 则反应 NO2 g SO2 g SO3 g NO g 的 H kJ mol 1 一定条件下 将 NO2与 SO2以体积比 1 2 置于密闭容器中发生上述反应 下列能说明反应 达到平衡状态的是 a 体系压强保持不变 26 b 混合气体颜色保持不变 c SO3和 NO 的体积比保持不变 d 每消耗 1 mol SO3的同时生成 1 mol NO2 测得上述反应平衡时 NO2与 SO2体积比为 1 6 则平衡常数 K 3 CO 可用于合成甲醇 反应方程