考前特训一:化学平衡理论 第三部分 板块一 化学平衡移动
平衡移动与计算
1.移动方向
勒沙特列原理:如果改变平衡的一个条件(浓度、温度、压强等),平衡就会向 的方向移动。
2.转化率(变化量/起始量)
①T、P影响与平衡移动方向相同(正向移动,反应物转化率增加,生成物转化率减小) ②C影响:多反应物——加入反应物,自身转化率降低,其他同边物质转化率增加
单反应物——由于浓度变化而引起压强变化,这时转化为压强变化造成的影响,具体见下分析。 难点解析:2NH3(g)N2(g)+ 3H2(g)通入NH3,平衡逆向动(单反应物,通入气体后压强增大,这时转化为压强影响,平衡向着气体体积小的方向移动),氨气的转化率下降。 1.(2009届广东五校高三第三次联考)将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:X(g)+3Y(g)中关于新平衡与原平衡的比较正确的是 A B C D 改变条件 升高温度 改变体积,增大压强 充入一定量Y 使用适当催化剂 新平衡与原平衡比较 X的转化率变小 X的转化率变小 Y的转化率增大 X的体积分数变小 2Z(g);△H<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表
2.对于工业制氨气的反应,对于下列操作后平衡的移动说法正确的是( ) A.增大体系压强,平衡逆向移动 B.升高温度,平衡正向移动
C.恒温恒容,充入He气,平衡不移动 D.恒温恒压,充入He气,平衡不移动
3.向容积为2L的密闭容器中充入2molX气体和lmo1Y气体,在一定条件下发生如下反应:2X(g)+Y(g)=== 3R(g);经2s后达到平衡,测得R气体的浓度为0.6mol/L。下列说法中错误的是( ) A.用物质X表示该反应在2s内的平均反应速率为0.2 mol/(L·s)
B.其他条件不变,向容器中再加入l mol R气体,达到新的平衡后,R的体积分数不变 C.其他条件不变,加压缩小容器体积时平衡不移动,气体密度和平均相对分子质量均增大 D.平衡时物质X与Y的转化率相等
1
N2(g)+CO2(g) Δ2
H=-373.2 kJ·mol-1达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )
A.加催化剂同时升高温度 B.加催化剂同时增大压强 C.升高温度同时充入N2 D.降低温度同时增大压强
4.(2011年德州统考)在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:NO(g)+CO(g)
1
5.反应NH4HS(S) NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡,下列各种情况中,能使平衡发生移动的是( )
A. 减少部分NH4HS固体 B. 压强温度不变充入少量Ar
C. 容积、温度一定、充入He D. 温度、压强、容积一定充入SO2
6.(2006?天津)某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应:X(g)+Y(g)Z(g) +W(s) ;△H>0下列叙述正确的是( )
A.加入少量W,逆反应速度增大
B.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡 C.升高温度,平衡逆向移动 D.平衡后加入X,上述反应的△H增大
7.一定条件下,反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+Q在一密闭容器中进行,测得平均反应速率v(C)=2v(B)。若反应达平衡后保持温度不变,加大体系压强时平衡不移动,则m、n、p、q的数值可以是( )
A.2、6、3、5 B.3、1、2、2 C.3、1、2、1 D.1、3、2、2
解析:选B。v(C)∶v(B)=2∶1,说明p∶n=2∶1;由题意,该反应是一个反应前后气体体积不变的反应。 8.(2006?重庆)已知反应mX(g)+nY(g)qZ(g);△H<0,m+n>q,在恒容密闭容器中反应达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.通入稀有气体使压强增大,平衡将正向移动 B.X的正反应速率是Y 的逆反应速率的m/n倍 C.降低温度,混合气体的平均相对分子质量变小 D.增加X的物质的量,Y 的转化率降低
9.(2011年广州模拟)在密闭容器中可逆反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) ΔH<0,达到平衡后,扩大容器体积,关于平衡移动的方向及反应混合物颜色变化的说法正确的是( ) A.正向,变浅 B.逆向,变深 C.不移动,变浅 D.不移动,不变
10.(2011年威海模拟)密闭容器中的可逆反应3A(g)3B+C ΔH=+890 kJ/mol(A的相对分子质量为120)随着温度升高,容器中气体相对平均分子质量减小,则下列判断正确的是( )
A.若C为固体,则B一定是气体 B.B和C一定都是气体
C.若起始时往容器中投入18 g A,则反应吸收的热量为44.5 kJ D.若起始时往容器中投入18 g A,则反应放出的热量为44.5 kJ 11.(2011年秦皇岛统考)某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应:X(g)+Y(g) Z(g)+W(s) ΔH>0,下列叙述正确的是( )
A.加入少量W,逆反应速率增大
B.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡 C.升高温度,平衡逆向移动
D.平衡后加入X,上述反应的ΔH增大
12.(2011年郑州统考)一定条件下,在体积为10 L的密闭容器中,1 mol X和1 mol Y进行反应:2X(g)+Y(g)Z(g)。经60 s达到平衡,生成0.3 mol Z,下列说法正确的是( )
-1-1
A.以X浓度变化表示的反应速率为0.001 mol·L·s
1
B.将容器体积变为20 L,Z的平衡浓度变为原来的
2
C.若增大压强,则物质Y的转化率减小
D.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的ΔH>0 13.恒温恒压下,在容积可变的器皿中,反应2NO2(g)N2O4(g) 达到平衡后,再向容器内通入一定量NO2,又达到平衡时,N2O4的体积分数( )
A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断
14.温度为a℃、压强为1.01×10Pa条件下,某密闭容器中,反应A(g)+B(g) 3C达到化学平衡,此时测得c(A)=0.022mol/L;保持温度不变,压缩容器使压强增大到2.02×10Pa,第二次达到平衡时测得c(A)=0.05mol/L;若保持温度不变,继续压缩容器使压强增大到4.04×10Pa,第三次达到平衡时测得c(A)=0.75mol/L。下列关于C物质状态的推测中正确的是
7
6
( )
A.C为气态 B.第二次达到平衡时,C为气态 D.C为非气态
2
C.第三次达到平衡时,C为气态
15.在10℃和4×10的条件下,当反应aA(g) 变,测得D的浓度变化如下: 压强(Pa) 55
dD(g)+eE(g),建立平衡后,维持温度不变而压强改
54×10 556×10 0.126 10×10 0.200 520×10 0.440 5D的浓度(mol/L) 0.085 (1)压强从4×10Pa增加到6×10Pa时,平衡向 (填“正”或“逆”)方向移动,理由
是 。
55
(2)压强从10×10Pa增加到20×10Pa时,平衡向(填“正”或“逆”)方向移动,此时平衡向该方向移动的两个必要条件是:① ;② 。
板块二 化学平衡常数及三段式计算
1.化学平衡常数
①方程式系数和方向改变,平衡常数表达式改变。
②反应中有固体和纯液体,不写进含在化学平衡常数的表达式中,因为它们浓度固定为1mol/L。同样,固体和纯液体量的改变不影响平衡移动和反应速率,因为影响速率的因素是浓度。
③K只受____影响,当____不变时,K值不变;温度升高时,对ΔH<0的反应,K值变____;ΔH>0的反应,K值____。如果由于浓度、压强的改变而引起化学平衡的移动,但温度恒定,则K值一定不变。
判断平衡移动方向的两种方法:1.CPT条件改变——勒沙特列原理;2.已知所有组分的浓度——反应商判据
2.化学平衡计算 “起”、“转”、“平”三段式书写方法: mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) “起”始浓度: a b c d “转”化浓度: mx nx px qx
“平”衡浓度: a-mx b-nx c+px d+qx
规律小结:化学平衡计算题解答技巧:先在题目中找三个状态的浓度,然后填满三段式表格(有就写,没有就设),最后在题目中寻找联系以上数据的关系式列方程。
【练习】
1.已知在448℃时,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49,则该温度下反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为________;反应1/2 H2(g)+1/2 I2(g)HI(g)的平衡常数K3为________。
2.在一定体积的密闭容器中,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的关系如下表所示:
回答下列问题
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
3
(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。 (3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。 A.容器中压强不变 B.混合气体中c(CO)不变 C.υ(H2)正=υ(H2O)逆 D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________℃。 (5)在800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c (CO2)为2 mol/L,c(H2)为1.5 mol/L,c(CO)为1 mol/L,c(H2O)为3 mol/L,则下一时刻,反应向________(填“正向”或“逆向”)进行。
3.(08海南卷)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反应:X+2Y
2Z ,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.65%
4. (07年宁夏理综)一定条件下,合成氨气反应达到平衡时,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%
5.(2004全国)恒温下,将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2 (g) + 3 H2(g)2NH3(g)。
(1)若反应进行到某时刻t时,nt (N2)=13mol,nt (NH3)=6mol,计算a的值
(2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),n(始)∶n(平) = 。
(4)原混合气体中,a∶b= 。
(5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,(N2)∶? (H2)= 。 (6)平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)= 。
6.将9.2 g N2O4晶体放入容积为2 L的密闭容器中,升温到25℃时 N2O4全部气化,由于N2O4发生如下分解反应N2O4(g)2NO2(g)(正反应为吸热反应),平衡后,在25℃时测得混合气体(N2O4和NO2)的压强p为同温下N2O4(g)尚未分解时压强的1.2倍。试回答:
(1)平衡时容器内NO2和N2O4的物质的量之比为________; (2)平衡时,c(NO2)=______,c(N2O4)=______。
7.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.65% 8.在一定条件下,向密闭容器中充入30 mL CO和20 mL水蒸气,使其反应,当反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达到平衡时,水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等,则下列叙述错误的是 ( )
A.平衡后CO的体积分数为40% B.平衡后CO的转化率为25% C.平衡后水的转化率为50%
D.平衡后混合气体的平均相对分子质量为24 9.(2011年中山统考)已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g) ΔH>0,请回答下列问题:
-1-1
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1 mol·L,c(N)=2.4 mol·L;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为________;
(2)若反应温度升高,M的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”);
-1-1
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)=4 mol·L,c(N)=a mol·L;达到平衡后,c(P)
-1
=2 mol·L,a=________;
-1
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)=c(N)=b mol·L,达到平衡后,M的转化率为__________。 10.在一定温度下将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:
4
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
(1)该反应的化学平衡常数表达式K=________。
(2)已知在700 ℃时,该反应的平衡常数K1=0.6,则该温度下反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平
1111
衡常数K2=______,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K3=__________。
2222
(3)已知在1000 ℃时,该反应的平衡常数K4为1.0,则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。 (4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。 A.容器中压强不变 B.c(CO2)=c(CO)
C.生成a mol CO2的同时消耗a mol H2 D.混合气体的平均相对分子质量不变
(5)在1000 ℃下,某时刻CO2的物质的量为2.0 mol,则此时v(正)________v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。该温度下反应达到平衡时,CO2的转化率为________。
11.(2011年北京东城区模拟)恒温恒容下2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生如下反应:
2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)。
2 min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2 mol B,并测得C的浓度为1.2 mol/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=________。
(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________(填选项代号)。 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
(5)若向原平衡混合物的容器中再充入2 mol A气体和2 mol B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________________________________。
12.(2007 广东 )黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其煅烧产物为SO2和Fe3O4。(1)将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol/L。计算该条件下反应SO2的平衡转化率(写出计算过程)。
(2)已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有 (填字母)
A 升高温度 B 降低温度 C 增大压强 D 减小压强 E 加入催化剂 G 移出氧气 13. 已知可逆反应CO + H2O(g)CO2 + H2,达到平衡时,
(1)830K时,若起始时:c (CO) = 2 mol/L,c (H2O) = 3 mol/L,平衡时CO的转化率为60%,水蒸气的转化率为 ;K值为 。
(2)830K,若只将起始时c (H2O)改为6 mol/L,则水蒸气的为 。
(3)若830K时,起始浓度c (CO) = a mol/L,c (H2O) = b mol/L,H2的平衡浓度c (H2) = c mol/L, ①a、b、c之间的关系式是 ②当a = b时,a = c。
板块三:五年真题训练
2012年高考
1. [2012·江苏化学卷10]下列有关说法正确的是
A.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的△H<0
5