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2020版化学高考新素养总复习人教通用版讲义:第7章 化学反应速率、化学平衡 第2讲 WORD版含答案.doc

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资源描述

1、第2讲化学平衡状态及其移动【2020备考】最新考纲:1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程,掌握化学平衡的概念。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,认识并能用相关理论解释其一般规律。4.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。核心素养:1.变化观念与平衡思想:知道化学变化需要一定的条件,并遵循一定规律:认识化学变化有一定限度,是可以调控的。能多角度、动态地分析化学反应,运用化学反应原理解决实际问题。2.证据推理与模型认知:建立观点、结论和证据之间的逻辑关系:知道可以通过分析、推理等方法认识化学平衡的特征及其影响因素,建立模型。通过运用

2、模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。考点一可逆反应与化学平衡状态(频数:难度:)名师课堂导语 本考点主要考查:(1)化学平衡状态的特点;(2)化学平衡状态的判断,特别是一些创新性的判断依据是考查重点,复习时加以关注。1.可逆反应(1)定义在同一条件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)特点二同:a.相同条件下;b.正、逆反应同时进行。一小:反应物与生成物同时存在;任一组分的转化率都小于100%。(3)表示在化学方程式中用“”表示。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。2.化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应,

3、当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度不变,我们称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。(2)建立过程在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下:以上过程可用下图表示:化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立,也可以从逆反应方向建立。(3)平衡特点3.判断化学平衡状态的两种方法(1)动态标志:v正v逆0同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如aAbBcCdD,时,反应达到平衡状态。(2)静态标志:各种“量”不变各物质的质量、物质的量或浓度不变。各物质的百分含量(物质的量分数、质量分

4、数等)不变。温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。这些判据不要死记硬背,在判定时要灵活运用“变量不变原则”:若物理量由变量变成了不变量,则表明该可逆反应达到平衡状态;若物理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。速查速测1.(易混点排查)正确的打“”,错误的打“”(1)2H2O 2H2O2为可逆反应()(2)二次电池的充、放电为可逆反应()(3)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()(4)化学反应达到化学平衡状态时,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,反应速率不一定相等()(

5、5)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()2.(教材改编题)(RJ选修4P325改编)一定温度下,对可逆反应A(g)2B(g)3C(g)的下列叙述中,能说明反应已达到平衡的是()A.单位时间内消耗a mol A,同时生成3a mol CB.容器内B的浓度不再变化C.混合气体的物质的量不再变化D.A的消耗速率等于C的生成速率的倍答案B3.(思维探究题)通过图像判断反应是否达到平衡是高考命题新方向:判断:一定温度下,反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为H。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_。答案A组基础知识巩固

6、1.(2019广东广州模拟)可逆反应:2NO22NOO2在固定体积的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是()单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2;单位时间内生成n mol O2 的同时生成2n mol NO;用NO2、NO、O2 的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为221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;混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A. B.C. D.解析此题列出了判断可逆反应是否达到平衡状态的多种情况,应从平衡状态的两个重要特征上判断:(1)v(正)v(逆),(2)混合物中各组成成分的百分含量不变。符合特征(1);表示的

7、都是正反应方向;说明了反应中各物质的转化量的关系;NO2是红棕色气体,颜色不变时说明NO2的浓度保持不变,符合特征(2);中是恒容条件,始终不变;中说明符合特征(2)。故能说明是否达到平衡状态。答案A2.一定条件下,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0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1,则下列判断正确的是()A.c1c231B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为23C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0c10.14 molL1解析平衡浓度之比为13,转化浓度亦为13,

8、故c1c213,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且v生成(Y)v生成(Z)应为32,B不正确;由可逆反应的特点可知0c10.14 molL1。答案D3.(2018湖北宜昌模拟)苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业上,苯乙烯可由乙苯和CO2催化脱氢制得:在温度为T1时,此反应的平衡常数K0.5。在2 L密闭容器中加入乙苯(g)与CO2,反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0 mol,请回答下列问题:(1)该时刻的化学反应_(填“已达到”或“未达到”)平衡状态。(2)下列能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是_(填字母)。a.v正

9、(CO2)v逆(CO2)b.c(CO2)c(CO)0.5 mol/Lc.混合气体的密度不变d.CO2的体积分数保持不变(3)若将反应改为恒压绝热条件下进行,达到平衡状态时,则乙苯的物质的量浓度_(填字母)。a.大于0.5 mol/L B.小于0.5 mol/Lc.等于0.5 mol/L D.无法确定解析(1)各组分的浓度均为0.5 mol/L,Q0.5K,则该时刻反应达到平衡状态。(2)a项,对同一物质来说,正、逆反应速率相等,说明反应已达到平衡状态;b项,c(CO2)与c(CO)的浓度是否相等,与反应的起始量和转化率有关,所以当c(CO2)c(CO)时不能说明已达平衡状态;c项,在恒容容器中

10、,混合气体的总质量在反应过程中始终没有变化,即密度始终没有变化,与是否达到平衡状态无关;d项,随着反应进行,CO2的体积分数逐渐减小,当CO2的体积分数保持不变时,即达到平衡状态。(3)该反应为正向吸热、气体分子数增大的反应,若维持恒压绝热,相当于在原平衡的基础上降温,同时增大容器的容积,二者对乙苯浓度的影响无法确定。答案(1)已达到(2)ad(3)d【归纳反思】1.化学平衡状态判断“三关注”(1)关注反应条件,是恒温恒容,恒温恒压,还是绝热恒容容器;(2)关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;(3)关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。2.不能作为“标志”的四种情况(

11、1)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。(2)恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)I2(g)。(3)全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)I2(g)。(4)全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。B组考试能力过关4.(2017浙江卷)已知:X(g)2Y(g)3Z(g)Ha kJmol1(a0)。下列说法不正确的是()A.0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 molB.达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度不再

12、发生变化C.达到化学平衡状态时,反应放出的总热量可达a kJD.升高反应温度,逆反应速率增大,正反应速率减小解析选项对化学平衡的逆、等、定、动、变五个特征中四个特征进行了考查。可逆反应具有不彻底性,故A正确;可逆反应达到平衡后,正反应与逆反应速率相等,各个物质的量浓度不再发生改变,故B正确;C易错选,C中反应放出的热量与实际参加反应的量有关,只要实际参与反应的A为1 mol就可以放出热量a kJ,所以C正确;温度升高,无论是放热反应还是吸热反应,正、逆速率都增大,故D错误。答案D5.(海南高考)可逆反应A(g)B(g) C(g)D(g)。下列依据能判断该反应已达到平衡的是_。(1)压强不随时间

13、改变(2)气体的密度不随时间改变(3)c(A)不随时间改变(4)单位时间内生成C和D的物质的量相等答案(3)6.(2017全国卷)砷(As)是第四周期A族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:298 K时,将20 mL 3x molL1Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO(aq)I2(aq)2OH(aq)AsO(aq)2I(aq)H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。(1)下列可判断反应达到平衡的是_(填标号)。a.溶液的pH不再变化b.v(

14、I)2v(AsO)c.c(AsO)/c(AsO)不再变化d.c(I)y molL1(2)tm时,v正_v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)tm时v逆_tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是_。(4)若平衡时溶液的pH14,则该反应的平衡常数K为_。解析(1)a项,随着反应进行,溶液的pH不断降低,当pH不再变化时,说明反应达到了平衡;b项,速率之比等于化学计量数之比,该结论在任何时刻都成立,故无法判断是否达到平衡;c项,随反应进行,c(AsO)不断增大,c(AsO)不断减小,当二者比值不变时,说明二者浓度不再改变,则反应达到平衡;d项,由图像并结合方程式可知,平衡时c(I)

15、2y mol/L,故当c(I)y mol/L时,反应未达到平衡;(2)由图像可知tm时刻后c(AsO)仍在不断增加,说明反应还在正向进行,故此时v正大于v逆;(3)tm到tn时刻,反应一直正向进行,生成物的浓度逐渐增大,所以逆反应速率不断增大,故tm时v逆小于tn时v逆;(4)混合后c(AsO)x mol/L,c(I2)x mol/L,由图像可知平衡时生成的c(AsO)y mol/L,溶液的pH14,则c(OH)1 mol/L,列出三段式为 AsO(aq)I2(aq)2OH(aq)AsO(aq)2I(aq)H2O(l)则平衡常数K。答案(1)ac(2)大于(3)小于tm时生成物浓度较低(4)考

16、点二化学平衡移动(频数:难度:)名师课堂导语 化学平衡移动是高考重点,主要有以下考查方向:(1)外界条件对平衡的影响判断;(2)化学平衡移动有关图像分析;(3)勒夏特列原理的拓展应用;特别是平衡图像是高考重点,复习时要加以关注。1.化学平衡的移动平衡移动就是由一个“平衡状态不平衡状态新平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系,条件改变后,平衡可能发生移动,如下所示:2.化学平衡移动与化学反应速率的关系v正v逆,平衡向正反应方向移动;v正v逆,反应达到平衡状态,不发生平衡移动 ;v正0,H2的物质的量随时间的变化如图所示,下列有关说法中正确的是()A.平衡时,I2蒸气的体积分数为25%B.若在1.

17、5 min时降低温度,则反应将向左进行C.平衡后若升高温度,v正增大,v逆减小D.平衡后向容器中加入一定量的H2后,平衡向左移动,H2的体积分数减小解析该反应反应前后气体体积不变,由图可知,平衡时n(H2)0.4 mol,则有n(I2)0.4 mol,故I2蒸气的体积分数为100%25%,A正确;1.5 min时反应未达到平衡状态,降低温度,平衡向吸热的正反应方向移动,反应速率减慢,但v正仍大于v逆,直至平衡,B错误;平衡后若升高温度,v正、v逆均增大,但v正增大的程度大于v逆,平衡向右移动,C错误;平衡后加入H2,平衡向左移动,根据勒夏特列原理可知,达到新平衡后,c(H2)仍比原来大,则新平

18、衡后H2的体积分数增大,D错误。答案A3.用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的HClT曲线如下图:(1)则总反应的H_0(填“”、“”或“”);A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是_。(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大,请在上图画出相应HClT曲线的示意图,并简要说明理由:_。(3)下列措施中,有利于提高HCl的有_。A.增大n(HCl) B.增大n(O2)C.使用更好的催化剂 D.移去H2O答案(1)K(A)(2)见下图温度相同的条件下

19、,增大压强,平衡右移,HCl增大,因此曲线应在原曲线上方(3)BD【思维建模】解答化学平衡移动类试题的一般思路B组考试能力过关4.(2018天津理综,5)室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应:C2H5OHHBrC2H5BrH2O,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.若反应物均增大至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

20、解析加入NaOH,c(HBr)减小,平衡向逆反应方向移动,乙醇的物质的量增大,A项正确;增大HBr浓度,平衡向正反应方向移动,有利于生成C2H5Br,B项正确;若反应物按照化学计量数之比加入溶液中,则各物质的平衡转化率相等,故反应物均增大至2 mol,两种反应物平衡转化率之比不变,C项正确;若起始温度提高至60 ,生成物C2H5Br为气态,能够从反应体系中逸出,导致反应不断向正反应方向进行,因此不能缩短反应达到平衡的时间,D项错误。答案D5.(2017全国课标)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:C

21、4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知:C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g) O2(g)=H2O(g)盛顿H3242 kJmol1反应的H1为_kJmol1。图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x_0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是_(填标号)。A.升高温度 B.降低温度C.增大压强 D.降低压强(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现

22、先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是_。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 之前随温度升高而增大的原因可能是_、_;590 之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是_。解析(1)由盖斯定律可知, 式式式,即H1H2H3119 kJ/mol(242 kJ/mol)123 kJ/mol。由a图可以看出,温度相同时,由0.1 MPa变化到x MPa,丁烷的转化率增大,即平衡正向移动,所以x的压强更小,xv(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解析(1)刚性反应

23、容器的体积不变,25 N2O5(g)完全分解时体系的总压强为63.1 kPa,升高温度,从两个方面分析:一方面是体积不变,升高温度,体系总压强增大;另一方面,2NO2N2O4的逆反应是吸热反应,升温,平衡向生成NO2的方向移动,气体物质的量增大,故体系总压强增大。 (2)快速平衡,说明第一步反应的正、逆反应速率都较大,则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应的速率,A项正确;反应的中间产物除NO3外还有NO,B项错误;有效碰撞才能发生反应,第二步反应慢,说明部分碰撞有效,C项正确;第三步反应快,说明反应活化能较低,D项错误。答案(1)大于温度提高,体积不变,总压强增大;NO2二聚为放热反应,温度

24、提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强增大(2)ACA级全员必做题1.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是()A.SO2氧化为SO3,往往需要使用催化剂2SO2(g)O2(g)2SO3(g)B.500 左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0B.A2(g)3B2(g)2AB3(g)H0D.2A(g)B(g)3C(g)D(s)H0解析A项,增大压强平衡不移动,升高温度平衡向右移动,故正确;B项,增大压强平衡向右移动,升高温度平衡向左移动,最后结果不确定;C项,增大压强平衡向左移动,升高温度平衡向右移动,结果也不确定;D项,增大压强平衡不移动,升高温度平衡向左移动

25、,故不正确。答案A4.下列措施会使平衡向左移动的是()A.恒温时,增大平衡体系N23H22NH3的压强B.恒压下,降低平衡体系H2(g)I2(g)2HI(g)H0的温度C.向FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl中加入少量固体KClD.恒温恒压下向平衡体系N23H22NH3中充入氦气解析由勒夏特列原理知A项、B项中平衡均向正反应方向移动;C项从离子反应角度看,KCl与平衡状态无关;恒压下充入稀有气体相当于对体系减压,平衡向左移动,D正确。答案D5.一定量混合气体在一体积可变的密闭容器中发生反应:xA(g)yB(g)zC(g)。该反应达到平衡后,测得A气体的浓度为0.5 molL1。在恒温

26、下将密闭容器的体积扩大到原来的2倍,再次达到平衡后,测得A的浓度为0.3 molL1,则下列叙述正确的是()A.平衡向正反应方向移动B.xyz,C的体积分数降低,B的转化率降低。答案C6.(2019湖南长沙一模)一定条件下,在体积为2 L的密闭容器中,3 mol X和3 mol Y发生反应:3X(g)Y(g)2Z(g)H0,经60 s达到平衡,生成0.4 mol Z。下列说法正确的是()A.60 s内平均反应速率v(X)0.05 mol/(Ls)B.其他条件不变,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小C.其他条件不变,若初始投入2 mol X和2 mol Y,则物质Y的转化率减小D.其他条件

27、不变,将容器体积变为4 L,Z的平衡浓度变为原来的一半解析60 s内在2 L的容器中消耗0.6 mol X,故v(X)0.005 mol/(Ls),A错误;升高温度,正反应速率增大,逆反应速率也增大,B错误;其他条件不变,若初始投入2 mol X和2 mol Y,相当于减压,平衡逆向移动,则物质Y的转化率减小,C正确;其他条件不变,将容器体积变为4 L,平衡逆向移动,Z的平衡浓度小于原来的一半,D错误。答案C7.容器中各充入2 mol NO2气体,发生反应:2NO2(g)N2O4(g)H56.9 kJmol1,达到平衡后,、两个容器中NO2的转化率分别为1和2。下列推断正确的是()A.转化率大

28、小:10C.反应温度应控制在240 260 D.选择合适催化剂,可以提高CO的转化率解析A项,X、Y点CO的转化率均为70%,但温度不同,CO的正反应速率不相同,错误。B项,从开始到图像最高点之前属于未平衡,反应向正方向进行,升高温度,反应加快,CO的转化率增大;达到最高点及该点之后,属于平衡状态,升高温度,CO的转化率降低,说明正反应是放热反应,错误。C项,从图像看,在反应温度控制在240 260 之间时,CO的转化率较大,正确。D项,催化剂不能使平衡移动,不能提高CO的转化率,错误。答案C9.在一定温度下,将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中,发生反应:3H2(g)N2(

29、g)2NH3(g)。起始时H2和N2的物质的量之和相等,平衡后分别测出H2、N2的转化率。能正确表示H2、N2的转化率与起始时关系的图像是()解析反应物按化学计量数之比投料时,达到平衡时转化率相等,增加一种反应物的物质的量,该反应物的转化率减小,其他反应物的转化率增大。答案A10.(1)在一体积为2 L的密闭容器中,加入2 mol N2和一定量的水,发生反应2N2(g)6H2O(l)4NH3(g)3O2(g),经过20 min达到平衡,此过程有9.6 mol电子转移,则v(O2)_,N2的转化率为_。(2)对于反应:2N2(g)6H2O(l)4NH3(g)3O2(g)H0,下列做法不能提高N2

30、的转化率的是_。A.升高温度B.增加H2O的量C.移走部分NH3D.使用催化剂E.增大压强(3)能够说明反应2N2(g)6H2O(l)4NH3(g)3O2(g)达到平衡状态的是_。A.压强不再变化B.N2的浓度不再变化C.NH3和O2的物质的量之比为43D.反应停止速率为0E.消耗N2物质的量和生成O2物质的量为23解析(1)根据方程式知2 mol N2完全反应转移12 mol e,则转移9.6 mol电子时,反应的N2为1.6 mol,则v(N2)0.04 mol/(Lmin),根据速率比等于系数比,v(O2)0.06 mol/(Lmin),N2的转化率为100%80%。(2)要提高N2的转

31、化率,则平衡应正向移动,水为液体,增加水的量对平衡无影响,平衡不移动;使用催化剂不能使平衡移动;增大压强,平衡逆向移动。(3)NH3和O2的物质的量之比为43,反应不一定达到平衡,C错误;化学平衡是一个动态平衡,达到平衡时反应速率不为0,D错误;消耗N2和生成O2是同一反应方向,不能说明反应达到平衡,E错误。答案(1)0.06 mol/(Lmin)80%(2)BDE(3)AB11.利用太阳能等可再生能源,通过光催化、光电催化或电解水制氢来进行二氧化碳加氢制甲醇,发生的主要反应是:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。请回答下列有关问题:(1)若二氧化碳加氢制甲醇反应在绝热、恒容

32、的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明该反应进行到t1时刻达到平衡状态的是_(填标号)。(2)常压下,二氧化碳加氢制甲醇反应时的能量变化如图1所示,则该反应的H_。(3)在2 L恒容密闭容器a和b中分别投入2 mol CO2和6 mol H2,在不同温度下进行二氧化碳加氢制甲醇的反应,各容器中甲醇的物质的量与时间的关系如图2所示。若容器a、容器b中的反应温度分别为T1、T2,则判断T1_T2(填“”“T2;若容器b中改变条件时,反应情况会由曲线b变为曲线c,反应速率变快,平衡不移动,则改变的条件是加入催化剂。CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g),平衡时容器b中甲醇的物质的量为

33、1.5 mol,氢气的变化量为4.5 mol,010 min氢气的平均反应速率v(H2)0.225 molL1min1。 答案(1)bc(2)46 kJmol1(3)加入催化剂0.225B级拔高选做题12.(2018厦门质检)一定条件下合成乙烯:6H2(g)2CO2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图。下列说法正确的是()A.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆B.若投料比n(H2)n(CO2)41,则图中M点乙烯的体积分数为5.88%C.250 ,催化剂对CO2平衡转化率的影响最大D.当温度高于250 ,升高温度,平衡逆向

34、移动导致催化剂的催化效率降低解析化学反应速率随温度的升高而加快,由图可得,催化剂的催化效率随温度的升高而降低,所以M点的正反应速率v正有可能小于N点的逆反应速率v逆,故A项错误;设开始投料n(H2)为4 mol,则n(CO2)为1 mol,如图当在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%,列三段式得:所以乙烯的体积分数为0.25(2.50.50.251)100%5.88%,故B项正确;催化剂不影响平衡转化率,只影响化学反应速率,故C项错误;根据图像,当温度高于250 ,升高温度,二氧化碳的平衡转化率降低,则说明平衡逆向移动,但催化剂与化学平衡没有关系,并不是平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低,故D

35、项错误。答案B13.(2019日照质量检测)T 时,在恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO,在催化剂作用下发生反应:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0。反应达到平衡时,CH3OH的体积分数与的关系如图所示。下列说法正确的是()A.反应达平衡时,升高体系温度,CO转化率升高B.反应达平衡时,再充入一定量Ar,平衡右移,平衡常数不变C.容器内混合气体的密度不再变化说明该反应达到平衡状态D.2.5时达到平衡状态:CH3OH的体积分数可能是图中的F点解析气体投料比等于化学计量数之比时,平衡时生成物的体积分数最大,当2.5时,达到平衡状态,CH3OH的体积分数比C点时对应的CH3OH的体积分数小

36、,可能是图中的F点,D项正确。该反应的H0,反应达平衡时,升高体系温度,平衡逆向移动,CO的转化率降低,A项错误;该反应在T 下在恒容密闭容器中进行,反应达平衡时,再充入一定量Ar,平衡不移动,温度不变平衡常数不变,B项错误;因该反应前后均是气体,故混合气体的总质量不变,又容器容积不变,故混合气体的密度始终保持不变,C项错误。答案D14.(2019南昌县莲塘一中月考)T 下,向一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO浓度如下表:时间/s012345c(NO)104 mol/L10.04.50c11.501.001.00c(CO)103 mol/L3.6

37、03.05c22.752.702.70(1)则c2合理的数值为_(填字母标号)。A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.80(2)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)CO(g)CO2(g)H2(g),得到如下三组数据:实验组温度/起始量/mo l平衡量/mol达到平衡所需时间/minH2OCOCOH2650242.41.65900121.60.43900abcdt若a2,b1,则c_,达平衡时实验组中H2O(g)和实验组中CO的转化率的关系为(H2O)_(CO)(填“”、“”或“”)。(3)二甲醚是清洁能源,用CO在催化

38、剂存在下制备二甲醚的反应原理为:2CO(g)4H2(g)CH3OCH3(g)H2O(g),已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图所示。a、b、c按从大到小的顺序排序为_。根据图像可以判断该反应为放热反应,理由是_。解析(1)由于CO为反应物,逐渐被消耗,故c2应介于2.753.05之间,又浓度越大,反应速率越快,即3.05c2c22.75,故应选D。(2)由H2O(g)CO(g)CO2(g)H2(g)可知中平衡时n(H2O)0.6 mol,可看作向容器中加入1 mol CO、1 mol H2O建立平衡后又加1 mol CO重新建立的平衡,可看作向容器中加入1 mol CO、1 mol H2O建立平衡后又加1 mol H2O重新建立的平衡,故对平衡右移的促进作用完全相同。故c0.6,(H2O)(CO)。(3)(CO)越大,越大,故abc,由图像知温度越高,(CO)越小,平衡左移,故正反应为放热反应。答案(1)D(2)0.6(3)abc投料比相同,温度越高,(CO)越小,平衡左移,该反应为放热反应

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