2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第七章 第3講 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向
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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第七章 第3講 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向 [考綱要求] 1.理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義,能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進行簡單的計算。2.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 考點一 化學(xué)平衡常數(shù) 1.概念 在一定溫度下,當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時,生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù),用符號K表示。 2.表達(dá)式 對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g), K=(固體和純液體的濃度視為常數(shù),通常不計入平衡常數(shù)表達(dá)式中)。 3.意義 (1)K值越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大,正反應(yīng)進行的程度越大。 (2
2、)K只受溫度影響,與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。 (3)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。 深度思考 1.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×” (1)平衡常數(shù)表達(dá)式中,可以是物質(zhì)的任一濃度( ) (2)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率,也能改變平衡常數(shù)( ) (3)平衡常數(shù)發(fā)生變化,化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動( ) (4)化學(xué)平衡發(fā)生移動,平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ 2.對于N2(g)+3H2(g)2NH3(g) K1 2NH3(g)N2(g)+3H2(g) K2 試分別寫出平衡常數(shù)表達(dá)式,并判斷其關(guān)系_
3、______________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 K1= K2= K1= 3.化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,溫度升高,化學(xué)平衡常數(shù)是增大還是減??? 答案 溫度升高化學(xué)平衡常數(shù)的變化要視反應(yīng)而定,若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則溫度升高K值增大,反之則減小。 4.對于一個可逆反應(yīng),化學(xué)計量數(shù)擴大或縮小,化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是否改變?是什么關(guān)系?轉(zhuǎn)化率是否相同?試舉例說明。 答案 對于一個可逆反應(yīng),化學(xué)計量數(shù)不一樣,
4、化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式也不一樣,但對應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相同。例如: ①aA(g)+bB(g)cC(g) K1= ②naA(g)+nbB(g)ncC(g) K2==K或K1= 無論①還是②,A或B的轉(zhuǎn)化率是相同的。 題組一 化學(xué)平衡常數(shù)及其影響因素 1.溫度為T ℃時,在體積為10 L的真空容器中通入1.00 mol氫氣和1.00 mol碘蒸氣,20 min后,反應(yīng)達(dá)到平衡,此時測得碘蒸氣的濃度為0.020 mol·L-1。涉及的反應(yīng)可以用下面的兩個化學(xué)方程式表示: ①H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g) ②2H2(g)+2I2(g)4HI(g) 下列說法正確的是(
5、 ) A.反應(yīng)速率用HI表示時,v(HI)=0.008 mol·L-1·min-1 B.兩個化學(xué)方程式的意義相同,但其平衡常數(shù)表達(dá)式不同,不過計算所得數(shù)值相同 C.氫氣在兩個反應(yīng)方程式中的轉(zhuǎn)化率不同 D.第二個反應(yīng)中,增大壓強平衡向生成HI的方向移動 答案 A 解析 H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g) 初始濃度 (mol·L-1) 0.100 0.100 0 平衡濃度 (mol·L-1) 0.020 0.020 0.160 轉(zhuǎn)化濃度 (mol·L-1) 0.080 0.080 0.160 所以,v(HI)=0.160 mol·L
6、-1÷20 min=0.008 mol·L-1·min-1,A正確;K①==64,而K②==K=642=4 096,故選項B錯;兩個化學(xué)方程式表示的是一個反應(yīng),反應(yīng)達(dá)到平衡時,氫氣的濃度相同,故其轉(zhuǎn)化率相同,C錯;兩個反應(yīng)相同,只是表達(dá)形式不同,壓強的改變對平衡的移動沒有影響,D錯。 2.已知反應(yīng)①:CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s)和反應(yīng)②:H2(g)+CuO(s)Cu(s)+H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2,該溫度下反應(yīng)③:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是( ) A.反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1
7、= B.反應(yīng)③的平衡常數(shù)K= C.對于反應(yīng)③,恒容時,溫度升高,H2濃度減小,則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎? D.對于反應(yīng)③,恒溫恒容下,增大壓強,H2濃度一定減小 答案 B 解析 在書寫平衡常數(shù)表達(dá)式時,純固體不能表示在平衡常數(shù)表達(dá)式中,A錯誤;由于反應(yīng)③=反應(yīng)①-反應(yīng)②,因此平衡常數(shù)K=,B正確;反應(yīng)③中,溫度升高,H2濃度減小,則平衡左移,即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),因此ΔH<0,C錯誤;對于反應(yīng)③,在恒溫恒容下,增大壓強,如充入惰性氣體,則平衡不移動,H2的濃度不變,D錯誤。 題組二 化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用 3.某溫度下,某反應(yīng)達(dá)平衡時平衡常數(shù)K=。恒容時,溫度升高,H2的
8、濃度減小。下列說法正確的是(雙選)( ) A.該反應(yīng)的焓變?yōu)檎? B.恒溫恒容下,增大壓強,H2的濃度一定增大 C.升高溫度,逆反應(yīng)速率增大 D.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+H2OCO2+H2 答案 AC 解析 由化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式可知該反應(yīng)的方程式為CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),溫度升高,H2的濃度減小,說明平衡正向移動,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,A項正確、D項錯誤;恒溫恒容下,因該反應(yīng)為等體積反應(yīng),故增大壓強對該反應(yīng)的平衡無影響,H2的濃度不變,B項錯誤;升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,C項正確。 借助平衡常數(shù)可以判斷一個化 學(xué)反應(yīng)是否達(dá)
9、到化學(xué)平衡狀態(tài) 對于可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),在一定溫度下的任意時刻,反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系: =Q,稱為濃度商。 Q 考點二 有關(guān)化學(xué)平衡的計算 1.分析三個量:即起始量、變化量、平衡量。 2.明確三個關(guān)系: (1)對于同一反應(yīng)物,起始量-變化量=平衡量。 (2)對于同一生成物,起始量+變化量=平衡量。 (3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)之比。 3.計算方法:三段式法 化學(xué)平衡計算模式:對以下反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b,達(dá)到平衡后,A的消耗量為mx,
10、容器容積為V L。 mA(g) + nB(g)pC(g)+qD(g) 起始(mol) a b 0 0 變化(mol) mx nx px qx 平衡(mol) a-mx b-nx px qx 則有:(1)K= (2)c平(A)= (mol·L-1)。 (3)α(A)平=×100%,α(A)∶α(B)=∶=。 (4)φ(A)=×100%。 (5)=。 (6)(混)=(g·L-1)。 (7)=(g·mol-1)。 題組一 有關(guān)轉(zhuǎn)化率的計算及判斷 1.已知可逆反應(yīng):M(g)+N(g)P(g
11、)+Q(g) ΔH>0,請回答下列問題: (1)在某溫度下,反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1;達(dá)到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為60%,此時N的轉(zhuǎn)化率為________。 (2)若反應(yīng)溫度升高,M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (3)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1;達(dá)到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a=________。 (4)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度為c(M)=c(N)=b mol·L-1,達(dá)到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為________。
12、 答案 (1)25% (2)增大 (3)6 (4)41% 解析 (1) M(g) ?。 (g) P(g)+ Q(g) 始態(tài)mol·L-1 1 2.4 0 0 變化量mol·L-1 1×60% 1×60% 因此N的轉(zhuǎn)化率為×100%=25%。 (2)由于該反應(yīng)的ΔH>0,即該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),因此升高溫度,平衡右移,M的轉(zhuǎn)化率增大。 (3)根據(jù)(1)可求出各平衡濃度: c(M)=0.4 mol·L-1 c(N)=1.8 mol·L-1 c(P)=0.6 mol·L-1 c(Q)=0.6 mol·L-1 因此化學(xué)平衡常數(shù)K=== 由于溫度不變,因此K不變,新
13、狀態(tài)達(dá)到平衡后 c(P)=2 mol·L-1 c(Q)=2 mol·L-1 c(M)=2 mol·L-1 c(N)=(a-2) mol·L-1 K===,解得a=6。 (4)設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x,則達(dá)到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為 c(M)=b(1-x) mol·L-1 c(N)=b(1-x) mol·L-1 c(P)=bx mol·L-1 c(Q)=bx mol·L-1 K=== 解得x≈41%。 題組二 化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的相互換算 2.SO2常用于制硫酸,其中一步重要的反應(yīng)為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。若向一個2 L的密閉容器中充入0.4 m
14、ol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3,發(fā)生上述反應(yīng)。 請回答下列問題: (1)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的濃度可能是________(填字母)。 A.c(SO2)=0.3 mol·L-1、c(O2)=0.15 mol·L-1 B.c(SO3)=0.4 mol·L-1 C.c(O2)=0.2 mol·L-1、c(SO2)=0.4 mol·L-1 D.c(SO3)=0.3 mol·L-1 (2)任選上述一種可能的情況,計算達(dá)到平衡時的平衡常數(shù)為________。 (3)某溫度時,將4 mol SO2和2 mol O2通入2 L密閉容器中,10 min時反應(yīng)達(dá)到平
15、衡,SO2的轉(zhuǎn)化率為80%,則0~10 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(O2)=________,該溫度下反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K=________。 答案 (1)AD (2)(或180) (3)0.08 mol·L-1·min-1 80 解析 (1) 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 起始濃度(mol·L-1) 0.2 0.1 0.2 正向進行到底(mol·L-1) 0 0 0.4 逆向進行 到底(mol·L-1) 0.4 0.2 0 由此可知,A、D項可能。 可得
16、A項中K1==,同理可得出選項D中K2==180。 (3)v(SO2)==0.16 mol·L-1·min-1,換算出v(O2)=0.08 mol·L-1·min-1。 可得K==80。 考點三 化學(xué)反應(yīng)進行的方向 1.自發(fā)過程 (1)含義 在一定條件下,不需要借助外力作用就能自動進行的過程。 (2)特點 ①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或釋放熱量)。 ②在密閉條件下,體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。 2.自發(fā)反應(yīng) 在一定條件下無需外界幫助就能自發(fā)進行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。 3.判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù) (1)焓變與反應(yīng)方向
17、 研究表明,對于化學(xué)反應(yīng)而言,絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進行,且反應(yīng)放出的熱量越多,體系能量降低得也越多,反應(yīng)越完全??梢?,反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行的因素之一。 (2)熵變與反應(yīng)方向 ①研究表明,除了熱效應(yīng)外,決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進行的另一個因素是體系的混亂度。大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系混亂度增大的傾向。 ②熵和熵變的含義 a.熵的含義 熵是衡量一個體系混亂度的物理量。用符號S表示。 同一條件下,不同物質(zhì)有不同的熵值,同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下熵值也不同,一般規(guī)律是S(g)>S(l)>S(s)。 b.熵變的含義 熵變是反應(yīng)前后體系熵的變化,用ΔS表示,化學(xué)反應(yīng)的ΔS越大,
18、越有利于反應(yīng)自發(fā)進行。 (3)綜合判斷反應(yīng)方向的依據(jù) ①ΔH-TΔS<0,反應(yīng)能自發(fā)進行。 ②ΔH-TΔS=0,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。 ③ΔH-TΔS>0,反應(yīng)不能自發(fā)進行。 深度思考 1.能自發(fā)進行的反應(yīng)一定能實際發(fā)生嗎? 答案 不一定,化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)指出的僅僅是在一定條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的趨勢,并不能說明在該條件下反應(yīng)一定能實際發(fā)生,還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題。 2.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×” (1)放熱過程有自發(fā)進行的傾向性,但并不一定能自發(fā)進行,吸熱過程沒有自發(fā)進行的傾向性,但在一定條件下也可自發(fā)進行( ) (2)反應(yīng)能否自發(fā)進行需綜合考慮焓變和熵
19、變對反應(yīng)的影響( ) 答案 (1)√ (2)√ 題組一 焓變與自發(fā)反應(yīng) 1.實驗證明,多數(shù)能自發(fā)進行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對此說法的理解正確的是( ) A.所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進行的 B.所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的 C.焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素 D.焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一判據(jù) 答案 C 題組二 熵變與自發(fā)反應(yīng) 2.下列過程屬于熵增加的是( ) A.一定條件下,水由氣態(tài)變成液態(tài) B.高溫高壓條件下使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石 C.4NO2(g)+O2(g)===2N2O5 (g) D.固態(tài)碘升華 答案 D 3.下列反應(yīng)中,熵顯著增加的反
20、應(yīng)是( ) A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) B.CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ C.C(s)+O2(g)===CO2(g) D.2Hg(l)+O2(g)===2HgO(s) 答案 B 解析 反應(yīng)中若生成氣體或氣體的量增加,都會使混亂度增大,熵增加。 題組三 復(fù)合判據(jù)的應(yīng)用 4.已知:(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) ΔH=+74.9 kJ·mol-1。下列說法中正確的是(雙選)( ) A.該反應(yīng)中熵變大于0,焓變大于0 B.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此一定不能自發(fā)進行 C.碳酸鹽分解反應(yīng)中熵增加,因
21、此任何條件下所有碳酸鹽分解一定自發(fā)進行 D.判斷反應(yīng)能否自發(fā)進行需要根據(jù)ΔH與ΔS綜合考慮 答案 AD 5.灰錫結(jié)構(gòu)松散,不能用于制造器皿,而白錫結(jié)構(gòu)堅固,可以制造器皿,現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室內(nèi)存放,它會不會變成灰錫而不能再繼續(xù)使用? 已知:在0 ℃、100 kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)焓變和熵變分別為ΔH=-2 180.9 J·mol-1,ΔS=-6.61 J·mol-1·K-1。 答案 會自發(fā)變成灰錫,不能再繼續(xù)使用。 解析 ΔH-TΔS=-2 180.9 J·mol-1×10-3-273 K×(-6.61 J·mol-1·K-1)×10-3≈-0
22、.38 kJ·mol-1<0,能自發(fā)進行。 焓變、熵變和溫度對化學(xué)反應(yīng)方向的影響 ΔH ΔS ΔH-TΔS 反應(yīng)情況 - + 永遠(yuǎn)是負(fù)值 在任何溫度下過程均自發(fā)進行 + - 永遠(yuǎn)是正值 在任何溫度下過程均非自發(fā)進行 + + 低溫為正高溫為負(fù) 低溫時非自發(fā),高溫時自發(fā) - - 低溫為負(fù)高溫為正 低溫時自發(fā),高溫時非自發(fā) 探究高考 明確考向 廣東五年高考 1.[xx·廣東理綜,31(2)(3)(4)(5)]用CaSO4代替O2與燃料CO反應(yīng),既可提高燃燒效率,又能得到高純CO2,是一種高效、清潔、經(jīng)濟的新型燃燒技術(shù),反應(yīng)①為主反應(yīng),反應(yīng)②和③
23、為副反應(yīng)。 ①1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) ΔH1=-47.3 kJ·mol-1 ②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH2=+210.5 kJ·mol-1 ③CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g) ΔH3=-86.2 kJ·mol-1 (2)反應(yīng)①~③的平衡常數(shù)的對數(shù)lgK隨反應(yīng)溫度T的變化曲線如圖所示,結(jié)合各反應(yīng)的ΔH,歸納lgK-T曲線變化規(guī)律: a)__________________________________________________________________
24、______; b)________________________________________________________________________。 (3)向盛有CaSO4的真空恒容密閉容器中充入CO,反應(yīng)①于900 ℃達(dá)到平衡,c平衡(CO)=8.0×10-5 mol·L-1,計算CO的轉(zhuǎn)化率(忽略副反應(yīng),結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (4)為減少副產(chǎn)物,獲得更純凈的CO2,可在初始燃料中適量加入________。 (5)以反應(yīng)①中生成的CaS為原料,在一定條件下經(jīng)原子利用率100%的高溫反應(yīng),可再生CaSO4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________
25、_____;在一定條件下,CO2可與對二甲苯反應(yīng),在其苯環(huán)上引入一個羧基,產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為________________。 答案 (2)隨著溫度的升高,放熱反應(yīng)的lgK隨溫度的升高而減小,吸熱反應(yīng)的lgK隨溫度的升高而增大 同為放熱反應(yīng),ΔH越大,lgK隨溫度變化的變化值越小 (3)由圖像可知,當(dāng)反應(yīng)①在900 ℃時,lgK=2,即平衡常數(shù)K=100。設(shè)起始時CO的濃度為a mol·L-1,轉(zhuǎn)化量為x mol·L-1。 1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) a 0 x x 8.0×
26、10-5 x 根據(jù):K==100,解得x=8.0×10-3。 根據(jù):a-x=8.0×10-5,解得a=8.08×10-3。 所以CO的轉(zhuǎn)化率=×100%≈99% (4)二氧化碳(或CO2) (5)CaS+2O2CaSO4 解析 (2)該圖像只標(biāo)明反應(yīng)①的變化趨勢,由于反應(yīng)①是放熱反應(yīng),可得出“隨著溫度升高,放熱反應(yīng)的lgK隨溫度的升高而減小,吸熱反應(yīng)的lgK隨溫度的升高而增大”的結(jié)論;由于所給三個熱化學(xué)方程式中有兩個是放熱反應(yīng),一個是吸熱反應(yīng),而給出的圖像中有兩條變化趨勢相同,因此可判斷曲線Ⅰ代表反應(yīng)③,曲線Ⅱ代表反應(yīng)②,通過反應(yīng)①和反應(yīng)③曲線相對關(guān)系,可得出“同為放熱
27、反應(yīng),ΔH越大,lgK隨溫度變化的變化值越小”的結(jié)論。 (3)由圖像可知,當(dāng)反應(yīng)①在900 ℃時,lgK=2,即平衡常數(shù)K=100。設(shè)起始時CO的濃度為a mol·L-1,轉(zhuǎn)化量為x mol·L-1。 1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) a 0 x x 8.0×10-5 x 根據(jù):K==100,解得x=8.0×10-3。 根據(jù):a-x=8.0×10-5,解得a=8.08×10-3。 所以CO的轉(zhuǎn)化率=×100%≈99%。 (4)要獲得更純凈的二氧化碳,必須減少二氧
28、化硫的量,通過反應(yīng)②的分析可知,當(dāng)二氧化碳濃度增大時,可使平衡向左移動,所以可在初始燃料(CO)中加入適量二氧化碳,減少二氧化硫的產(chǎn)生,獲得更純凈的二氧化碳。 (5)本小題首先確定三點:一是反應(yīng)物為CaS;二是生成物為CaSO4;三是原子利用率為100%。所以另一種反應(yīng)物為O2,反應(yīng)方程式為CaS+2O2CaSO4;通過分析題給信息可知,生成物為反應(yīng)物在苯環(huán)上引入羧基而得,所以生成物的結(jié)構(gòu)簡式為。 2.(xx·廣東理綜,31)大氣中的部分碘源于O3對海水中I-的氧化,將O3持續(xù)通入NaI溶液中進行模擬研究。 (1)O3將I-氧化成I2的過程由3步反應(yīng)組成: ①I-(aq)+O3(g)=
29、==IO-(aq)+O2(g)ΔH1 ②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq)ΔH2 ③HOI(aq)+I(xiàn)-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l)ΔH3 總反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________,其反應(yīng)熱ΔH=__________。 (2)在溶液中存在化學(xué)平衡:I2(aq)+I(xiàn)-(aq)I(aq),其平衡常數(shù)表達(dá)式為______________。 (3)為探究Fe2+對O3氧化I-反應(yīng)的影響(反應(yīng)體系如圖1),某研究小組測定兩組實驗中I濃度和體系pH,結(jié)果見圖2和下表。 編號 反應(yīng)物 反應(yīng)前pH 反應(yīng)后pH 第1組 O
30、3+I(xiàn)- 5.2 11.0 第2組 O3+I(xiàn)-+Fe2+ 5.2 4.1 ①第1組實驗中,導(dǎo)致反應(yīng)后pH升高的原因是_________________________________ ________________________________________________________________________。 ②圖1中的A為__________,由Fe3+生成A的過程能顯著提高I-的轉(zhuǎn)化率,原因是________________________________________________________________________ _______
31、_________________________________________________________________。 ③第2組實驗進行18 s后,I濃度下降,導(dǎo)致下降的直接原因有(雙選)________。 A.c(H+)減小 B.c(I-)減小 C.I2(g)不斷生成 D.c(Fe3+)增加 (4)據(jù)圖2,計算3~18 s內(nèi)第2組實驗中生成I的平均反應(yīng)速率(寫出計算過程,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 答案 (1)2I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)I2(aq)+O2(g)+H2O(l) ΔH1+ΔH2+ΔH3 (2)K= (3)①由于2I-+O3+2H+
32、===I2+O2+H2O,既消耗H+又生成水,導(dǎo)致溶液的酸性減弱,pH升高 ②Fe2+ Fe3+氧化I-生成I2,使I-的轉(zhuǎn)化率顯著提高 ③BD (4)v(I)==5.5×10-4 mol·L-1·s-1 解析 利用蓋斯定律、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響因素等分析及計算,逐步解決問題。(1)根據(jù)蓋斯定律,由①+②+③可得總反應(yīng)為2I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)===I2(aq)+O2(g)+H2O(l),則ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。 (2)所給反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。(3)①第1組實驗中 ,pH升高是因為反應(yīng)消耗了H+。②圖1中的A為Fe2+,由Fe3+生成Fe2+
33、的過程中,I-被氧化為I2,因此I-的轉(zhuǎn)化率顯著提高。③導(dǎo)致I濃度下降的原因是c(Fe3+)增加,使c(I-)減小,平衡I2(aq)+I(xiàn)-(aq)I(aq)逆向移動。 (4)v(I)=≈5.5×10-4 mol·L-1·s-1。 各省市兩年高考 1.(xx·江蘇,15)一定條件下存在反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反應(yīng)放熱?,F(xiàn)有三個相同的2 L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在 Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O,在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2,在Ⅲ中充入2 mol CO和2 mol H2O,700 ℃條件
34、下開始反應(yīng)。達(dá)到平衡時,下列說法正確的是(雙選)( ) A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同 B.容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同 C.容器Ⅰ中CO的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多 D.容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1 答案 CD 解析 分析題給化學(xué)方程式的特點,應(yīng)用化學(xué)平衡移動原理分析、解決問題。 容器Ⅰ中反應(yīng)正向進行,放出熱量,容器Ⅱ中反應(yīng)逆向進行,吸收熱量,兩個容器中反應(yīng)溫度不同,則Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率不相同,A錯。容器Ⅲ中加入反應(yīng)物的量比容器Ⅰ中多,由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng),Ⅲ中放出熱量比Ⅰ多,Ⅲ中反應(yīng)正向進行的程度比Ⅰ小,因此容器Ⅲ中反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)比Ⅰ小,B錯。Ⅰ
35、中反應(yīng)正向進行,放出熱量,Ⅱ中反應(yīng)逆向進行,吸收熱量,由于容器均為絕熱容器,Ⅰ和Ⅱ中反應(yīng)進行的程度均較小,則C、D正確。 2.(xx·新課標(biāo)全國卷Ⅱ,26)在容積為1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。 回答下列問題: (1)反應(yīng)的ΔH______0(填“大于”或“小于”);100 ℃時,體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如上圖所示。在0~60 s時段,反應(yīng)速率v(N2O4)為__________________ mol·L-1·s-1;反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為________________。 (2)100 ℃時
36、達(dá)平衡后,改變反應(yīng)溫度為T,c(N2O4)以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低,經(jīng)10 s又達(dá)到平衡。 ①T________100 ℃(填“大于”或“小于”),判斷理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②列式計算溫度T時反應(yīng)的平衡常數(shù)K2____________________________________
37、____ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)溫度T時反應(yīng)達(dá)平衡后,將反應(yīng)容器的容積減少一半,平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動,判斷理由是_________________________________________________ __
38、_____________________________________________________________________________________________。 答案 (1)大于 0.001 0 0.36 mol·L-1 (2)①大于 反應(yīng)正方向吸熱,反應(yīng)向吸熱方向進行,故溫度升高 ②平衡時,c(NO2)=0.120 mol·L-1+0.002 0 mol·L-1×10 s×2=0.160 mol·L-1 c(N2O4)=0.040 mol·L-1-0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s=0.020 mol·L-1 K2==1.28 mol·L-
39、1 (3)逆反應(yīng) 將反應(yīng)容器的容積減小一半,即增大壓強,當(dāng)其他條件不變時,增大壓強,平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動,即向逆反應(yīng)方向移動 解析 (1)由題意及圖示知,在1.00 L的容器中,通入0.100 mol的N2O4,發(fā)生反應(yīng):N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高混合氣體的顏色變深,說明反應(yīng)向生成NO2的方向移動,即向正反應(yīng)方向移動,所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即ΔH>0;由圖示知60 s時該反應(yīng)達(dá)到平衡,消耗N2O4為0.100 mol·L-1-0.040 mol·L-1=0.060 mol·L-1,根據(jù)v=可知:v(N2O4)==0.001 0 mol·L-1·s-1;求平衡常數(shù)
40、可利用三段式: N2O4(g)2NO2(g) 起始量/(mol·L-1) 0.100 0 轉(zhuǎn)化量/(mol·L-1) 0.060 0.120 平衡量/(mol·L-1) 0.040 0.120 K1===0.36 mol·L-1。 (2)100 ℃時達(dá)平衡后,改變反應(yīng)溫度為T,c(N2O4)降低,說明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反應(yīng)方向移動,根據(jù)勒夏特列原理,溫度升高,向吸熱反應(yīng)方向移動,即向正反應(yīng)方向移動,故T>100 ℃;由c(N2O4)以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低,經(jīng)10 s又達(dá)到平衡,可知此
41、時消耗N2O4 0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s=0.020 mol·L-1, 由三段式: N2O4(g)2NO2(g) 起始量/(mol·L-1) 0.040 0.120 轉(zhuǎn)化量/(mol·L-1) 0.020 0.040 平衡量/(mol·L-1) 0.020 0.160 K2===1.28 mol·L-1。 (3)溫度T時反應(yīng)達(dá)到平衡后,將反應(yīng)容器的容積減小一半,壓強增大,平衡會向氣體體積減小的方向移動,該反應(yīng)逆反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),故平衡向逆反應(yīng)方向移動。 3.[xx·新課標(biāo)全國卷Ⅰ,28(3)]
42、已知:C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH=-45.5 kJ·mol-1。 乙醇是重要的有機化工原料,可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。 下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系(其中nH2O∶nC2H4=1∶1)。 ①列式計算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點的平衡常數(shù)Kp=__________________________ ______________________________________________(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。 ②圖中壓強(p1、p2、p3、p4)的大小順序為________
43、____,理由是_______________________ _________________________________________________________________________________________________________________________。 ③氣相直接水合法常用的工藝條件為磷酸/硅藻土為催化劑,反應(yīng)溫度290 ℃、壓強6.9 MPa,nH2O∶nC2H4=0.6∶1,乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%,若要進一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率,除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強外,還可以采取的措施有____________________、_________
44、___________。 答案 ①===0.07(MPa)-1 ②p4>p3>p2>p1 反應(yīng)分子數(shù)減少,相同溫度下,壓強增大,乙烯轉(zhuǎn)化率提高 ③將產(chǎn)物乙醇液化移去 增加nH2O∶nC2H4比 解析?、貹p====0.07(MPa)-1 ②C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)是一個氣體體積減小的反應(yīng),相同溫度下,增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,C2H4的轉(zhuǎn)化率提高,所以p4>p3>p2>p1。 ③依據(jù)反應(yīng)特點及平衡移動原理,提高乙烯轉(zhuǎn)化率還可以增大H2O與C2H4的比例,將乙醇及時分離出去等。 4.(xx·浙江理綜,27)煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2,嚴(yán)重破壞
45、生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定,從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng),降低了脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下: CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=218.4 kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅰ) CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅱ) 請回答下列問題: (1)反應(yīng)Ⅰ能夠自發(fā)進行的反應(yīng)條件是_______________________________________________ _____
46、____________________。 (2)對于氣體參與的反應(yīng),表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質(zhì)的量的濃度c(B),則反應(yīng)Ⅱ的Kp=________(用表達(dá)式表示)。 (3)假設(shè)某溫度下,反應(yīng)Ⅰ的速率(v1)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v2),則下列反應(yīng)過程能量變化示意圖正確的是______。 (4)通過監(jiān)測反應(yīng)體系中氣體濃度的變化可判斷反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ是否同時發(fā)生,理由是________________________________________________________________________ ___________________
47、_____________________________________________________。 (5)如圖為實驗測得不同溫度下反應(yīng)體系中CO初始體積百分?jǐn)?shù)與平衡時固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線。則降低該反應(yīng)體系中SO2生成量的措施有_________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________。 A.向該反應(yīng)體系中投入石灰石 B.在合適的
48、溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應(yīng)溫度 C.提高CO的初始體積百分?jǐn)?shù) D.提高反應(yīng)體系的溫度 (6)恒溫恒容條件下,假設(shè)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ同時發(fā)生,且v1>v2,請在下圖中畫出反應(yīng)體系中c(SO2)隨時間t變化的總趨勢圖。 答案 (1)高溫 (2) (3)C (4)如果氣相中SO2和CO2兩種氣體的濃度之比隨時間發(fā)生變化,則表明兩個反應(yīng)同時發(fā)生 (5)ABC (6) 解析 (1)反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)是氣體總分子數(shù)增加的反應(yīng),則有ΔS>0,又知ΔH>0,該反應(yīng)若能自發(fā)進行,說明ΔH-TΔS<0,高溫條件下反應(yīng)可自發(fā)進行。 (2)由用濃度表示的平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫方法可知,反應(yīng)Ⅱ的Kp應(yīng)為生
49、成物平衡壓強的冪之積與反應(yīng)物平衡壓強的冪之積的比值,注意固體物質(zhì)不能出現(xiàn)在平衡常數(shù)的表達(dá)式中,故Kp=。 (3)相同溫度下,因兩個反應(yīng)的反應(yīng)物完全相同,反應(yīng)速率越大,則反應(yīng)的活化能越小,因此反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ的活化能;反應(yīng)Ⅰ的ΔH>0,生成物的能量高于反應(yīng)物的能量,反應(yīng)Ⅱ的ΔH<0,生成物的能量應(yīng)低于反應(yīng)物的能量,故C項正確。 (4)若反應(yīng)體系中c(CO2)=c(SO2),則只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ;若反應(yīng)體系中c(SO2)=0,則只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ;若反應(yīng)體系中c(CO2)>c(SO2)且c(SO2)≠0,則反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ同時發(fā)生。 (5)由圖可知,CO的初始體積百分?jǐn)?shù)越大、溫度越低,CaS的質(zhì)量百分
50、數(shù)越大,即反應(yīng)Ⅱ進行的程度越大,則反應(yīng)Ⅰ產(chǎn)生的SO2就會越少,故B、C項正確,D項錯誤;向反應(yīng)體系中投入石灰石,因CaCO3+SO2CaSO3+CO2,也會減少SO2的產(chǎn)生,A項正確。 (6)因反應(yīng)Ⅰ與Ⅱ同時進行,且v1>v2,反應(yīng)Ⅰ首先達(dá)到平衡狀態(tài),在建立平衡的過程中,c(SO2)逐漸增大。由于反應(yīng)Ⅱ在進行的過程中,c(CO2)會逐漸增大,又會導(dǎo)致反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動,c(SO2)又會逐漸減小。據(jù)此可畫出c(SO2)隨時間t變化的總趨勢圖。 5.[xx·大綱全國卷,28(2)]反應(yīng)AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進行。起始時AX3和X2均為0.2 mol
51、。反應(yīng)在不同條件下進行,反應(yīng)體系總壓強隨時間的變化如圖所示。 ①列式計算實驗a從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時的反應(yīng)速率v(AX5)=________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②圖中3組實驗從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時的反應(yīng)速率v(AX5)由大到小的次序為________(填實驗序號);與實驗a相比,其他兩組改變的實驗條件及判斷依據(jù)是: b_____
52、___________________________________________________________________, c________________________________________________________________________。 ③用p0表示開始時總壓強,p表示平衡時總壓強,α表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率,則α的表達(dá)式為________________________________________________________________________ _____________________________________
53、___________________________________; 實驗a和c的平衡轉(zhuǎn)化率:αa為______,αc為________。 答案?、佟?.7×10-4 mol·L-1·min-1 ②bca 加入催化劑。反應(yīng)速率加快,但平衡點沒有改變 溫度升高。反應(yīng)速率加快,但平衡點向逆反應(yīng)方向移動(或反應(yīng)容器的容積和起始物質(zhì)的量未改變,但起始總壓強增大) ③α=2(1-) 50% 40% 解析?、賹嶒瀉開始時,n0=0.4 mol,總壓強為160 kPa,平衡時總壓強為120 kPa,設(shè)平衡時總物質(zhì)的量為n,則 =,n=0.40 mol×=0.30 mol, A
54、X3(g) + X2(g) AX5(g) 起始量/mol 0.20 0.20 0 變化量/mol x x x 平衡量/mol 0.20-x 0.20-x x (0.20-x)+(0.20-x)+x=0.30,x=0.10。 v(AX5)=≈1.7×10-4 mol·L-1·min-1。 ②實驗b從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時的反應(yīng)速率v(AX5)==2.5×10-4 mol·L-1·min-1。實驗c達(dá)到平衡時n=0.40 mol×=0.32 mol,從反應(yīng)開始到達(dá)到平衡時的反應(yīng)速率v(AX5)=≈1.8×10-4 mol·L-1
55、·min-1。所以v(AX5)由大到小的順序是bca。與實驗a相比較,實驗b達(dá)到平衡的時間縮短,但平衡點與實驗a相同,應(yīng)為加入催化劑而導(dǎo)致加快反應(yīng)速率。實驗c與實驗a比較,起始時容器的體積和氣體的物質(zhì)的量均相同,但壓強增大,應(yīng)為升高溫度使氣體膨脹所致。溫度升高加快化學(xué)反應(yīng)速率且平衡逆向移動。 ③ AX3(g)?。2(g) AX5(g) 起始量/mol 0.20 0.20 0 變化量/mol 0.20α 0.20α 0.20α 平衡量/mol 0.20-0.20α 0.20-0.20α 0.20α =,=, 解得α=
56、2(1-)。 實驗a的平衡轉(zhuǎn)化率 α=2×(1-)=0.5,即50%; 實驗c的平衡轉(zhuǎn)化率 α=2×(1-)=0.4,即40%。 練出高分 一、單項選擇題 1.下列說法正確的是( ) A.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的,因為吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的 B.自發(fā)反應(yīng)的熵一定增大,非自發(fā)反應(yīng)的熵一定減小 C.常溫下,反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行,則該反應(yīng)的ΔH>0 D.反應(yīng)2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能自發(fā)進行,則該反應(yīng)的ΔH>0 答案 C 解析 反應(yīng)的自發(fā)性是由熵變和焓變共同決定的。若ΔH<0,ΔS>0,則一定自發(fā),若ΔH>0,
57、ΔS<0,則一定不能自發(fā),若ΔH<0,ΔS<0或ΔH>0,ΔS>0,反應(yīng)能否自發(fā),和溫度有關(guān),A、B錯誤;C項中反應(yīng)的ΔS>0,若ΔH<0,則一定能自發(fā),現(xiàn)常溫下不能自發(fā),說明ΔH>0,正確;D項中反應(yīng)的ΔS<0,能自發(fā),說明ΔH<0,錯誤。 2.最新“人工固氮”的研究報道:常溫常壓、光照條件下,N2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng):2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) ΔH>0,如果反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大,則下列說法錯誤的是( ) A.一定向正反應(yīng)方向移動 B.在平衡移動時正反應(yīng)速率先增大后減小 C.改變的外界條件是升溫 D.在平衡移動時逆反應(yīng)速率先減小后增大
58、答案 D 3.在300 mL的密閉容器中,放入鎳粉并充入一定量的CO氣體,一定條件下發(fā)生反應(yīng):Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表: 溫度/℃ 25 80 230 平衡常數(shù) 5×104 2 1.9×10-5 下列說法不正確的是( ) A.上述生成Ni(CO)4的反應(yīng)為放熱反應(yīng) B.25 ℃時反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常數(shù)為2×10-5 C.在80 ℃時,測得某時刻Ni(CO)4、CO的濃度均為0.5 mol·L-1,則此時v正>v逆 D.80 ℃達(dá)到平衡時,測得n(CO)=0.3
59、mol,則Ni(CO)4的平衡濃度為2 mol·L-1 答案 C 解析 溫度升高,平衡常數(shù)減小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A正確;Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)為題給反應(yīng)的逆反應(yīng),相同溫度下兩個反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系,B正確;C項中該時刻Q==8>K,反應(yīng)逆向進行,v逆>v正,C錯誤;D項中CO的平衡濃度為1 mol·L-1,由K=2可計算出Ni(CO)4的平衡濃度為2 mol·L-1。 4.將2 mol X和2 mol Y充入2 L密閉容器中發(fā)生反應(yīng):X(g)+3Y(g)2Z(g)+aQ(g)。2 min時達(dá)到平衡,生成0.8 mol Z,測
60、得Q的濃度為0.4 mol·L-1,下列敘述錯誤的是( ) A.a(chǎn)的值為2 B.平衡時X的濃度為0.8 mol·L-1 C.Y的轉(zhuǎn)化率為60% D.反應(yīng)速率v(Y)=0.2 mol·L-1·min-1 答案 D 解析 生成Q的物質(zhì)的量為0.8 mol,a=2,A正確; X(g)+3Y(g)2Z(g)+2Q(g) n(始)(mol) 2 2 0 0 n(變)(mol) 0.4 1.2 0.8 0.8 n(2 min)(mol) 1.6 0.8 0.8 0.8 X的平衡濃度為0.8 mol
61、·L-1,Y的轉(zhuǎn)化率為60%,B、C項正確;v(Y)=0.3 mol·L-1·min-1,D項錯誤。 5.T℃時,在V L恒容密閉容器中加入足量的TaS2(s)和1 mol I2(g),發(fā)生反應(yīng)TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g) ΔH>0。t min時生成0.1 mol TaI4。下列說法中正確的是( ) A.0~t min內(nèi),v(I2)=mol· L-1·min -1 B.若T ℃時反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1,則平衡時I2的轉(zhuǎn)化率為 C.圖中制備TaS2晶體過程中循環(huán)使用的物質(zhì)是S2(g) D.圖中T1端得到純凈TaS2晶體,則溫度T1>T2 答案 B
62、解析 A選項,Δc(I2)=2Δc(TaI4)=2×,錯誤;B選項,依據(jù)三段式進行計算: K==1,x=,B選項正確;TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g) ΔH>0,右端升高溫度平衡右移,生成氣體TaI4,在左端降低溫度反應(yīng)逆向進行,生成純凈的TaS2(s),循環(huán)利用的是I2(g),C、D選項錯誤。 6.已知A(g)+B(g)C(g)+D(g),反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下: 溫度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常數(shù) 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 830 ℃時,向一個2 L的密閉容器中充入0.2
63、mol的A和0.8 mol的B,反應(yīng)初始4 s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)=0.005 mol·L-1·s-1。下列說法中正確的是( ) A.4 s時c(B)為0.76 mol·L-1 B.830 ℃達(dá)平衡時,A的轉(zhuǎn)化率為80% C.反應(yīng)達(dá)平衡后,升高溫度,平衡正向移動 D.1 200 ℃時反應(yīng)C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常數(shù)的值為0.4 答案 B 解析 A的濃度減少量Δc(A)=0.005 mol·L-1·s-1×4 s=0.02 mol·L-1,所以B的濃度減少量為0.02 mol·L-1,4 s時c(B)=0.4 mol·L-1-0.02 mol·L-1,A
64、選項錯誤;B選項依據(jù)三段式進行計算: A(g) + B(g) C(g) + D(g) 始態(tài)(mol·L-1) 0.1 0.4 0 0 反應(yīng)的量(mol·L-1) x x x x 平衡(mol·L-1) 0.1-x 0.4-x x x K==1,x=0.08,B選項正確;溫度越高,平衡常數(shù)越小,所以升高溫度平衡左移,C選項錯誤;D選項,平衡常數(shù)為=2.5,錯誤。 二、雙項選擇題 7.O3也是一種很好的消毒劑,具有高效、潔凈、方便、經(jīng)濟等優(yōu)點。O3可溶于水,在水中易分解,產(chǎn)生的[
65、O]為游離氧原子,有很強的殺菌消毒能力。常溫常壓下發(fā)生反應(yīng)如下: 反應(yīng)① O3O2+[O] ΔH>0 平衡常數(shù)為K1; 反應(yīng)② [O]+O32O2 ΔH<0 平衡常數(shù)為K2; 總反應(yīng): 2O33O2 ΔH<0 平衡常數(shù)為K。 下列敘述正確的是( ) A.降低溫度,K增大 B.K=K1+K2 C.適當(dāng)升溫,可提高消毒效率 D.壓強增大,K2減小 答案 AC 解析 A項,降溫,總反應(yīng)平衡右移,K增大,正確;B項,K1=、K2=、K==K1·K2,錯誤;C項,升溫,反應(yīng)①右移,c([O])增大,提高消毒效率,正確;D項,對于給定的反應(yīng),平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),錯誤。
66、 8.一定條件下,反應(yīng):6H2(g)+2CO2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)的數(shù)據(jù)如下圖所示。 下列說法正確的是( ) A.該反應(yīng)的ΔH>0 B.達(dá)平衡時,v正(H2)=v逆(CO2) C.b點對應(yīng)的平衡常數(shù)K值小于c點 D.a(chǎn)點對應(yīng)的H2的平衡轉(zhuǎn)化率為90% 答案 CD 解析 A項,升溫,CO2的轉(zhuǎn)化率越小,平衡左移,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,錯誤;B項,應(yīng)為v正(H2)=3v逆(CO2);C項,升溫,平衡左移,b點溫度高,其平衡常數(shù)小,正確; D項, 6H2(g)+2CO2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) 2 1 0 0 6x 2x x 3x ×100%=60% x=0.3 所以H2的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=90%,正確。 三、非選擇題 9.鐵是最常見的金屬之一,鐵可以形成多種氧化物、氫氧化物和鹽類。鐵與二氧化碳、水在某一密閉體系中反應(yīng)情況如下表所示: 化學(xué)反應(yīng) 平衡 常數(shù) 溫度 973K 1 173K ①Fe(s)+CO
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