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2022年高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)《化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》

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2022年高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)《化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》

化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 分析近年來全國(guó)卷均對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)都作了考查。主要考查形式有四種:書寫化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式;計(jì)算平衡常數(shù);運(yùn)用平衡常數(shù)判斷反應(yīng)方向;判斷平衡常數(shù)與外界因素關(guān)系等。計(jì)算平衡常數(shù)易錯(cuò)點(diǎn)主要有:用物質(zhì)的量替代濃度直接計(jì)算,忘了體積;固體或液體物質(zhì)引入平衡常數(shù)表達(dá)式中;讀圖像不精確等。圖像、數(shù)據(jù)信息是高考考查難點(diǎn)和區(qū)分點(diǎn),高考通過信息給予多樣化,考查接受、加工、同化新信息能力。從近幾年高考看,選擇有機(jī)反應(yīng)、溶液中進(jìn)行的反應(yīng)考查化學(xué)平衡問題成為命題熱點(diǎn);化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向判斷融入反應(yīng)原理綜合題中。預(yù)測(cè)2022年必將把握化學(xué)平衡常數(shù)這一平衡理論核心,關(guān)注考查方向:(1)根據(jù)圖像、數(shù)據(jù)表、或轉(zhuǎn)化率、各物質(zhì)濃度求平衡常數(shù)K;(2)根據(jù)平衡常數(shù)、lgK與溫度關(guān)系圖像判斷正反應(yīng)是吸熱還是放熱;(3)在平衡狀態(tài)投入反應(yīng)物和產(chǎn)物,利用平衡常數(shù)數(shù)據(jù)和判斷反應(yīng)方向;(4)有關(guān)有機(jī)反應(yīng)、溶液中反應(yīng)的平衡常數(shù)計(jì)算或轉(zhuǎn)化率的計(jì)算,可能涉及pH、Ksp、Kw等常數(shù)計(jì)算。一、化學(xué)平衡常數(shù)二、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 化學(xué)平衡常數(shù)1概念在一定溫度下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù),用符號(hào)K表示。2數(shù)學(xué)表達(dá)式:對(duì)于反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)來說,K。注意:不要把反應(yīng)體系中純固體、純液體以及稀水溶液中水的濃度寫進(jìn)平衡常數(shù)表達(dá)式。例如:CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)Kc(CO2)Cr2O(aq)H2O(l)2CrO(aq)2H(aq) K同一化學(xué)反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)方程式寫法不同,其平衡常數(shù)表達(dá)式亦不同。例如:N2O4(g)2NO2(g)KN2O4(g)NO2(g)K2NO2(g)N2O4(g)K因此書寫平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí),要與化學(xué)反應(yīng)方程式相對(duì)應(yīng),否則意義就不明確。(2)對(duì)于氣體反應(yīng),寫平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí),除可以用平衡時(shí)的物質(zhì)的量濃度表示外,也可以用平衡時(shí)各氣體的分壓來表示。例如:N2(g)3H2(g)2NH3(g)Kp其中:p(NH3)、p(N2)、p(H2)分別為NH3、N2、H2的平衡分壓,某氣體平衡分壓平衡時(shí)總壓該氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。3平衡常數(shù)的意義(1)平衡常數(shù)可表示反應(yīng)進(jìn)行的程度。K越大,反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,K105時(shí),可以認(rèn)為該反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行完全。轉(zhuǎn)化率也能表示反應(yīng)進(jìn)行的程度,轉(zhuǎn)化率不僅與溫度有關(guān),而且與起始條件有關(guān)。(2)K的大小只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物起始濃度的大小無關(guān)。4濃度商:可逆反應(yīng)進(jìn)行到某時(shí)刻(包括化學(xué)平衡)時(shí),生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值稱為濃度商(Q)。對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)的任意狀態(tài),濃度商:Q。QK,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行;QK,反應(yīng)處于平衡狀態(tài);QK,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。化學(xué)平衡計(jì)算模式對(duì)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,容器容積為V L。 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始(mol)a b00變化(mol)mx nx px qx平衡(mol)amx bnx px qx(1)v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq(未達(dá)到平衡時(shí),用于確定化學(xué)方程式中未知的化學(xué)計(jì)量數(shù))。(2)K(Q是任意時(shí)刻的,則有Q>K,v正<v逆;Q<K,v正>v逆)。(3)c(A)平。(4)(A)100%100%。(5)(A)100%。(6)平衡時(shí)與起始時(shí)的壓強(qiáng)比(同T、V時(shí)),混合氣體的密度比(同T、P時(shí)),(同質(zhì)量的氣體時(shí))等。(7)混合氣體的密度(混)(gL1)(T、V不變時(shí),不變)。(8)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量(gmol1)。(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中,可以是物質(zhì)的任一濃度()(2)催化劑既能改變速率常數(shù),也能改變化學(xué)平衡常數(shù)()(3)對(duì)于同一可逆反應(yīng),升高溫度,則化學(xué)平衡常數(shù)增大()(4)增大反應(yīng)物的濃度,平衡正向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大()(5)Cl2H2OHClHClO的平衡常數(shù)表達(dá)式()(6)某一化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)與反應(yīng)的溫度有關(guān),還與反應(yīng)本身有關(guān)()(7)與某一化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)本身和溫度有關(guān),并且會(huì)受到起始濃度的影響()(8)兩種物質(zhì)反應(yīng),不管怎樣書寫化學(xué)方程式,平衡常數(shù)不變()(9)溫度一定時(shí),對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng),正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)()(10)當(dāng)生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積比值小于K時(shí),v正<v逆()(11)只改變一個(gè)影響因素,平衡常數(shù)KK值變化,平衡一定移動(dòng)()答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)(8)(9)(10)(11)【典例】例1 已知在25 時(shí),下列反應(yīng)的平衡常數(shù)如下:N2(g)O2(g) 2NO(g)K1110302H2(g)O2(g) 2H2O(g)K2210812CO2(g) 2CO(g)O2(g)K341092下列說法正確的是()ANO分解反應(yīng):NO(g) N2(g)O2(g)的平衡常數(shù)為11030B根據(jù)K2的值可以判斷常溫下H2和O2很容易反應(yīng)生成H2OC常溫下,NO、H2O、CO2三種物質(zhì)分解放出O2的傾向順序?yàn)镹O>H2O>CO2D溫度升高,上述三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)均增大【解析】A項(xiàng),NO(g) N2(g)O2(g)的平衡常數(shù)為()1015,錯(cuò)誤;B項(xiàng),H2和O2之間的反應(yīng)需要點(diǎn)燃才能進(jìn)行,錯(cuò)誤;C項(xiàng),常溫下,NO、H2O、CO2三種物質(zhì)分解放出O2的平衡常數(shù)依次為11030、51082、41092,平衡常數(shù)越大,則反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,正確;D項(xiàng),反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,錯(cuò)誤?!敬鸢浮緾例2 某溫度下,在一個(gè)2 L的密閉容器中,加入4 mol X和2 mol Y進(jìn)行如下反應(yīng):3X(g)2Y(g)4Z(s)2W(g),反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡,測(cè)得生成1.6 mol Z,則下列說法正確的是()A該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是 B此時(shí),Y的平衡轉(zhuǎn)化率是40%C增大該體系的壓強(qiáng),化學(xué)平衡常數(shù)增大D增加Y,Y的平衡轉(zhuǎn)化率增大【解析】化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式中不能出現(xiàn)固體或純液體,而物質(zhì)Z是固體,A錯(cuò)誤;根據(jù)化學(xué)方程式可知,平衡時(shí)減少的Y的物質(zhì)的量是1.6 mol0.8 mol,所以Y的轉(zhuǎn)化率為100%40%,B正確;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),增大壓強(qiáng)時(shí)平衡常數(shù)不變,C錯(cuò)誤;增加Y后平衡右移,X的轉(zhuǎn)化率增大,而Y的轉(zhuǎn)化率減小,D錯(cuò)誤?!敬鸢浮緽例3 在淀粉KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)I(aq)I(aq)。測(cè)得不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K如表所示:t/515253550K1 100841689533409下列說法正確的是()A反應(yīng)I2(aq)I(aq) I(aq)的H>0B其他條件不變,升高溫度,溶液中c(I)減小C該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 D25 時(shí),向溶液中加入少量KI固體,平衡常數(shù)K小于689【解析】選項(xiàng)A,溫度升高,平衡常數(shù)減小,因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng),H<0,錯(cuò)誤;選項(xiàng)B,溫度升高,平衡逆向移動(dòng),c(I)減小,正確;選項(xiàng)C,錯(cuò)誤;選項(xiàng)D,平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān),25 時(shí),向溶液中加入少量KI固體,平衡正向移動(dòng),但平衡常數(shù)不變,仍然是689,錯(cuò)誤?!敬鸢浮緽 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)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(dòng)進(jìn)行的過程。(2)特點(diǎn)體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或放出熱量)。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(jìn)行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。3化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)(1)焓判據(jù)放熱過程中體系能量降低,H<0,具有自發(fā)進(jìn)行的傾向,但有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行,故只用焓變判斷反應(yīng)方向不全面。(2)熵判據(jù)熵:描述體系混亂程度的物理量,符號(hào)為S。熵值越大,體系混亂度越大。常見的熵增過程a氣體的擴(kuò)散;b不同狀態(tài)的同一種物質(zhì):S(g)>S(l)>S(s);c反應(yīng)前無氣體,反應(yīng)后有氣體產(chǎn)生的過程;d反應(yīng)前后都有氣體,但氣體的物質(zhì)的量增加的反應(yīng)。熵判據(jù):體系的混亂度增大,S>0,反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的傾向。但有些熵減的過程也能自發(fā)進(jìn)行,故只用熵變來判斷反應(yīng)方向也不全面。(3)復(fù)合判據(jù)在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下,化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向是反應(yīng)的焓變和熵變共同影響的結(jié)果,反應(yīng)方向的復(fù)合判據(jù)為HTS。當(dāng)HTS焓變、熵變和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響HSHTS反應(yīng)情況永遠(yuǎn)是負(fù)值在任何溫度下均自發(fā)進(jìn)行永遠(yuǎn)是正值在任何溫度下均非自發(fā)進(jìn)行低溫為正,高溫為負(fù)低溫時(shí)非自發(fā),高溫時(shí)自發(fā)低溫為負(fù),高溫為正低溫時(shí)自發(fā),高溫時(shí)非自發(fā)(1)H<0,S>0的反應(yīng)在溫度低時(shí)不能自發(fā)進(jìn)行()(2)一定溫度下,反應(yīng)MgCl2(l) Mg(l)Cl2(g)的H>0、S>0()(3)反應(yīng)NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的H<0()(4)2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的H>0()(5)SO2(g)=S(g)O2(g)H>0,S>0,該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行()(6)SO2(g)2H2S(g)=3S(s)2H2O(l)H<0,低溫下能自發(fā)進(jìn)行()(7)常溫下,反應(yīng)C(s)CO2(g)=2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的H>0()(8)在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向()(9)放熱過程有自發(fā)進(jìn)行的傾向性,但并不一定能自發(fā)進(jìn)行,吸熱過程沒有自發(fā)進(jìn)行的傾向性,但在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)行() (10)NH4HCO3(g)=NH3(g)H2O(g)CO2(g) H185.57 kJmol1能自發(fā)進(jìn)行,原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向()答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)(8)(9)(10)【典例】例1 (2021浙江6月選考)相同溫度和壓強(qiáng)下,關(guān)于物質(zhì)熵的大小比較,合理的是( )A1molCH4(g)1molH2(g) B1molH2O(g)2molH2O(g) C1molH2O(s)1molH2O(l)D1molC(s,金剛石)1molC(s,石黑) 【解析】A項(xiàng),CH4(g)和H2(g)物質(zhì)的量相同,且均為氣態(tài),CH4(g)含有的原子總數(shù)多,CH4(g)的摩爾質(zhì)量大,所以熵值1molCH4(g)1molH2(g),A錯(cuò)誤;B項(xiàng),相同狀態(tài)的相同物質(zhì),物質(zhì)的量越大,熵值越大,所以熵值1molH2O(g)2molH2O(g),B正確;C項(xiàng),等量的同物質(zhì),熵值關(guān)系為:S(g)S(l)S(s),所以熵值1molH2O(s)1molH2O(l),C錯(cuò)誤;D項(xiàng),從金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)組成上來看,金剛石的微觀結(jié)構(gòu)更有序,熵值更低,所以熵值1molC(s,金剛石)1molC(s,石黑),D錯(cuò)誤;故選B。【答案】B例2 下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是()A2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJmol1BAg(s)Cl2(g)=AgCl(s) H127 kJmol1CHgO(s)=Hg(l)O2(g)H91 kJmol1DH2O2(l)=O2(g)H2O(l) H98 kJmol1【解析】對(duì)于A項(xiàng),H>0,S<0,在任何溫度下,HTS>0,即任何溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行;對(duì)于B項(xiàng),H<0,S<0,在較低溫度下,HTS<0,即低溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行;對(duì)于C項(xiàng),H>0,S>0,若使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,即HTS<0,必須升高溫度,即反應(yīng)只有在較高溫度時(shí)能自發(fā)進(jìn)行;對(duì)于D項(xiàng),H<0,S>0,在任何溫度下,HTS<0,即在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行。【答案】D例3 下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)預(yù)測(cè)不正確的是()選項(xiàng)化學(xué)方程式已知條件預(yù)測(cè)AW(s)G(g)= 2Q(g)任何溫度都自發(fā)進(jìn)行H0B4M(s)N(g)2W(l)= 4Q(s)常溫下自發(fā)進(jìn)行H0B3C(s)CaO(s)= CaC2(s)CO(g)常溫下不能自發(fā)進(jìn)行H0D2NO(g)O2(g)=2NO2(g)常溫下能夠自發(fā)進(jìn)行H0【解析】A項(xiàng),W(s)+G(g)2Q(g)反應(yīng)為氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)增大的反應(yīng),S0,H0,反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,故A正確;B項(xiàng),4M(s)+N(g)+2W(l)4Q(s)為氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)減小的反應(yīng),S0,當(dāng)H0時(shí),H-TS0,一定不能自發(fā)進(jìn)行,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),3C(s)CaO(s)= CaC2(s)CO(g) 的S>0,在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行,則表明反應(yīng)吸熱,即說明該反應(yīng)的H>0,C正確;D項(xiàng),常溫下,2NO(g)O2(g)=2NO2(g) 的S<0,能夠自發(fā)進(jìn)行,則表明反應(yīng)放熱,即該反應(yīng)的H<0,D正確。故選B。【答案】B1只改變一個(gè)影響化學(xué)平衡的因素,平衡常數(shù)K與化學(xué)平衡移動(dòng)的關(guān)系敘述不正確的是()AK值不變,平衡可能移動(dòng)B平衡向右移動(dòng)時(shí),K值不一定變化CK值有變化,平衡一定移動(dòng)D相同條件下,同一個(gè)反應(yīng)的方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)增大2倍,K值也增大兩倍【答案】D【解析】因改變壓強(qiáng)或濃度引起化學(xué)平衡移動(dòng)時(shí),K值不變,A項(xiàng)和B項(xiàng)均正確;K值只與溫度有關(guān),K值發(fā)生了變化,說明體系的溫度改變,則平衡一定移動(dòng),C項(xiàng)正確;相同條件下,同一個(gè)反應(yīng)的方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)增大2倍,K值應(yīng)該變?yōu)镵,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2已知吸熱反應(yīng)2CO(g)=2C(s)O2(g),設(shè)H 和S不隨溫度而變,下列說法中正確的是()A.低溫下能自發(fā)進(jìn)行 B.高溫下能自發(fā)進(jìn)行C.任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行 D.任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行【答案】D【解析】已知反應(yīng)2CO(g)=2C(s)O2(g)的H0,S0,所以HTS0,反應(yīng)任何溫度下都是不能自發(fā)進(jìn)行,D項(xiàng)正確。3下列說法正確的是()A反應(yīng)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)的H<0,S>0B反應(yīng)2CO2NO=N22CO2在常溫下能自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的H0,S0C反應(yīng)TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(g)O2(g)H>0能自發(fā)進(jìn)行,其原因是S>0D反應(yīng)4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)常溫下可自發(fā)進(jìn)行,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)【答案】C【解析】該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng),S<0,A項(xiàng)錯(cuò)誤;從反應(yīng)方程式中氣體物質(zhì)化學(xué)計(jì)量系數(shù)來看,物質(zhì)的量在減小,即熵減小,但反應(yīng)能自發(fā),則該反應(yīng)是放熱反應(yīng),H<0,B項(xiàng)錯(cuò)誤;一個(gè)吸熱反應(yīng)如果能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)一定是熵增大反應(yīng),C項(xiàng)正確;該反應(yīng)的氣體分子數(shù)減小,即熵減小,但反應(yīng)能自發(fā),說明反應(yīng)一定為放熱反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。4在25 時(shí),密閉容器中X、Y、Z三種氣體的起始濃度和平衡濃度如下表,下列說法錯(cuò)誤的是()物質(zhì)XYZ起始濃度/(molL1)0.10.20平衡濃度/(molL1)0.050.050.1A反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),X的轉(zhuǎn)化率為50%B反應(yīng)可表示為X3Y2Z,平衡常數(shù)為1 600C其他條件不變時(shí),增大壓強(qiáng)可使平衡常數(shù)增大D改變溫度可以改變?cè)摲磻?yīng)的平衡常數(shù)【答案】C【解析】達(dá)到平衡消耗X的物質(zhì)的量濃度為(0.10.05)molL10.05 molL1,因此轉(zhuǎn)化率為0.05/0.1100%50%,A項(xiàng)正確;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,因此三種組分的系數(shù)之比為:(0.10.05)(0.20.05)0.1132,因此反應(yīng)方程式為:X3Y2Z,根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式,K0.12/(0.050.053)1 600,B項(xiàng)正確;化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響,與濃度、壓強(qiáng)無關(guān),C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。5已知反應(yīng):CH2=CHCH3(g)Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)HCl(g)。在一定壓強(qiáng)下,按w向密閉容器中充入氯氣與丙烯。圖甲表示平衡時(shí),丙烯的體積分?jǐn)?shù)()與溫度(T)、w的關(guān)系,圖乙表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系。則下列說法中錯(cuò)誤的是()A圖甲中w21B圖乙中,A線表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)C溫度為T1、w2時(shí),Cl2的轉(zhuǎn)化率為50%D若在恒容絕熱裝置中進(jìn)行上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),裝置內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大【答案】C【解析】根據(jù)圖甲中信息可知,增大n(Cl2),w增大,平衡正向移動(dòng),丙烯的體積分?jǐn)?shù)()減小,故w21,A項(xiàng)正確;根據(jù)圖甲可知,升高溫度,丙烯的體積分?jǐn)?shù)增大,說明平衡逆向移動(dòng),逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則升高溫度,正反應(yīng)的平衡常數(shù)減小,逆反應(yīng)的平衡常數(shù)增大,圖乙中,A線表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù),B項(xiàng)正確;由圖乙知,溫度為T1時(shí),正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)相等,又因兩者互為倒數(shù),則平衡常數(shù)K1,w2時(shí),設(shè)CH2=CHCH3和Cl2的物質(zhì)的量分別為a、2a,參加反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量為b,利用三段式可列關(guān)系式1,解得,則Cl2的轉(zhuǎn)化率約為33.3%,C項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變的放熱反應(yīng),反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,體系溫度升高,氣體膨脹,達(dá)到平衡時(shí),裝置內(nèi)的氣體壓強(qiáng)將增大,D項(xiàng)正確。6將一定量的SO2(g)和O2(g)分別通入體積為2 L的恒容密閉容器中,在不同溫度下進(jìn)行反應(yīng),得到如下表中的兩組數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/平衡常數(shù)起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡所需時(shí)間/minSO2O2SO2O21T1K142x0.862T2K2420.4yt下列說法中不正確的是()Ax2.4BT1、T2的關(guān)系:T1T2CK1、K2的關(guān)系:K2K1D實(shí)驗(yàn)1在前6 min的反應(yīng)速率v(SO2)0.2 molL1min1【答案】A【解析】根據(jù)題中信息可列“三段式”:2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)n(起始)/mol 4 2n(轉(zhuǎn)化)/mol 4x 20.8n(平衡)/mol x 0.8(4x)(20.8)21,解得:x1.6;同理,解得y0.2,由于2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)是放熱反應(yīng),溫度越高,反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越小,根據(jù)x,y可以判斷出T1T2,K1K2。實(shí)驗(yàn)1在前6 min的反應(yīng)速率v(SO2)0.2 molL1min1,故選A。7在某溫度下,向三個(gè)初始體積均為1L的密閉容器中按下表所示投料,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H0。下列說法不正確的是( )容器編號(hào)容器類型起始物質(zhì)的量/mol平衡時(shí)SO3的物質(zhì)的量/molSO2O2SO3恒溫恒容2101.8絕熱恒容002a恒溫恒壓210bA容器中SO2轉(zhuǎn)化率小于容器中SO2的轉(zhuǎn)化率B容器平衡體系中保持容器壓強(qiáng)不變,充入0.10mol SO3(g),新平衡后SO3濃度未變C平衡時(shí)SO3的物質(zhì)的量:、D若容器中有0.10mol SO2(g)、0.20molSO2(g)和0.10mol SO3(g),則此時(shí)【答案】C【解析】A項(xiàng),恒溫恒壓時(shí),反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)為氣體體積減小的反應(yīng),與容器平衡相比相當(dāng)于壓強(qiáng)增大,平衡向生成SO3方向移動(dòng),所以容器中SO2轉(zhuǎn)化率小于容器中SO2的轉(zhuǎn)化率,故A正確;B項(xiàng),容器平衡體系中保持容器壓強(qiáng)不變,再充入0.10mol SO3(g),和原平衡等效,所以新平衡后SO3濃度不變,故B正確;C項(xiàng),絕熱恒容時(shí),SO3為反應(yīng)物,發(fā)生2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)反應(yīng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度降低,平衡向生成SO3方向移動(dòng),a>1.8;恒溫恒壓時(shí),反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)為氣體體積減小的反應(yīng),與容器平衡相比相當(dāng)于壓強(qiáng)增大,平衡向生成SO3方向移動(dòng),b>1.8,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),容器中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),c(SO3)=1.8mol/L,c(SO2)=mol/L=0.2mol/L,c(O2)=0.1mol/L,化學(xué)平衡常數(shù)K=8100,若起始時(shí)向容器中充入0.10mol SO2(g)、0.20molSO2(g)和0.10mol SO3(g),濃度商Qc=5<8100,則該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),則此時(shí),故D正確;故選C。8在恒溫條件下,向盛有食鹽的2L恒容密閉容器中加入0.2mol NO2、0.2moI NO 和0.1mol Cl2,發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng):2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) H10平衡常數(shù) K12NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) H20平衡常數(shù) K210 分鐘時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得容器內(nèi)體系的壓強(qiáng)減少 20%,10 分鐘內(nèi)用ClNO(g)表示 的平均反應(yīng)速率v(ClNO)=7.510-3mol/(Lmin)。下列說法正確的是A平衡時(shí) NO2的轉(zhuǎn)化率為50%B平衡后 c(NO)=2.510-2molL-1C其它條件保持不變,反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行,則平衡常數(shù)K2增大D反應(yīng) 4NO2 (g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2 (g)的平衡常數(shù)為K22-K1【答案】A【解析】A項(xiàng),10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得容器內(nèi)體系的壓強(qiáng)減少20%,則平衡時(shí)混合氣體總物質(zhì)的量為(0.2+0.2+0.1)mol(1-20%)=0.4mol,10min內(nèi)用ClNO(g)表示的平均反應(yīng)速率v(ClNO)=7.510-3mol/(Lmin),則平衡時(shí)n(ClNO)=7.510-3mol/(Lmin)10min2L=0.15mol,設(shè)中反應(yīng)的NO2為x mol,中反應(yīng)的Cl2為ymol,則:則0.5x+2y=0.15,(0.2-x+0.2-2y+0.1-y)+0.5x+2y=0.4,聯(lián)立方程,解得x=0.1、y=0.05,故平衡時(shí)NO2的轉(zhuǎn)化率為,故A正確;B項(xiàng),由A項(xiàng)分析,平衡后c(NO)= ,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),平衡常數(shù)只受溫度影響,溫度不變,平衡常數(shù)不變,則其它條件保持不變,反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行,平衡常數(shù)K2不變,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) H10平衡常數(shù)K1;2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) H20平衡常數(shù)K2;由蓋斯定律可知,由2-可得反應(yīng)4NO2(g)+2NaC1(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),則4NO2(g)+2NaC1(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù),故D錯(cuò)誤;故選A。9工業(yè)上主要采用甲醇與CO的羰基化反應(yīng)來制備乙酸,發(fā)生反應(yīng)如下:CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(l)。在恒壓密閉容器中通入0.20mol的CH3OH(g)和0.22mol的CO,測(cè)得甲醇的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示。假設(shè)在T2溫度下,達(dá)到平衡時(shí)容器的體積為2L。下列說法正確的是( )A該反應(yīng)的平衡常數(shù)T1T2BB點(diǎn)時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率約為27.7%CT1時(shí),該反應(yīng)的正反應(yīng)速率:B點(diǎn)大于A點(diǎn)DT2時(shí)向上述已達(dá)平衡的恒壓容器中,再通入0.12molCH3OH和0.06molCO氣體時(shí)容器體積變?yōu)?L,此時(shí)平衡不發(fā)生移動(dòng)【答案】D【解析】A項(xiàng),根據(jù)圖可知,甲醇的轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而減小,說明升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,因此平衡常數(shù)T1T2,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)圖像,B點(diǎn)時(shí)CH3OH的轉(zhuǎn)化率為80%,即反應(yīng)的甲醇為0.16mol,則反應(yīng)的CO為0.16mol,CO的轉(zhuǎn)化率=100%=72.7%,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),T1時(shí),A點(diǎn)未達(dá)到平衡,此時(shí)甲醇的濃度大于B點(diǎn)甲醇的濃度,濃度越大,反應(yīng)速率越快,因此溫度為T1時(shí),該反應(yīng)的正反應(yīng)速率:B點(diǎn)小于A點(diǎn),故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)圖像,溫度為T2時(shí), CH3OH的轉(zhuǎn)化率為60%,即反應(yīng)的甲醇為0.12mol,則反應(yīng)的CO為0.12mol,平衡時(shí)甲醇為0.08mol,則反應(yīng)的CO為0.10mol,平衡時(shí)容器的體積為2L,平衡濃度分別為甲醇為0.04mol/L,CO為0.05mol/L。再通入0.12 mol CH3OH和0.06 mol CO的混合氣體,容器體積變?yōu)?L,此時(shí)濃度分別為甲醇為=0.05mol/L,CO為=0.04mol/L,Qc=K=,平衡不移動(dòng),故D正確;故選D。10某1 L恒容密閉容器中,CH4、H2O(g)的起始濃度分別為1.8 molL1和3.6 molL1,二者反應(yīng)生成CO2和H2,該反應(yīng)的部分物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示(部分時(shí)間段的濃度變化未標(biāo)出),其中第6 min開始升高溫度。下列有關(guān)判斷正確的是()AX是H2B增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小C第一次平衡時(shí)的平衡常數(shù)約為0.91D若5 min時(shí)向容器中再加入0.7 mol的CH4和0.7 mol的CO2,則平衡正向移動(dòng)【答案】C【解析】根據(jù)圖像04 min CH4減少0.5 molL1,X增加0.5 molL1,則X為CO2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度不變時(shí),增大壓強(qiáng),平衡常數(shù)不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;4 min時(shí),反應(yīng)第一次達(dá)到平衡狀態(tài):CH4(g)2H2O(g) CO2(g)4H2(g)起始/molL1 1.8 3.6 0 0轉(zhuǎn)化/molL1 0.5 1.0 0.5 2.0平衡/molL1 1.3 2.6 0.5 2.0平衡常數(shù)K mol2L20.91 mol2L2,C項(xiàng)正確;若5 min時(shí)向容器中再加入0.7 mol的CH4和0.7 mol的CO2,則濃度商Q mol2L21.42 mol2L20.91 mol2L2,反應(yīng)逆向移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。11已知:乙二醛可被催化氧化為乙醛酸,其反應(yīng)為2OHCCHO(g)O2(g) 2OHCCOOH(g)H。一定條件下,按照的投料比進(jìn)行上述反應(yīng),乙二醛的平衡轉(zhuǎn)化率()和催化劑的催化效率隨溫度的變化如圖所示。下列敘述正確的是()AH0Bb點(diǎn)時(shí),乙二醛的體積分?jǐn)?shù)為33.33%C生成乙醛酸的速率:v(a)v(b)v(c)Da、b、c三點(diǎn)中,a點(diǎn)乙醛酸的體積分?jǐn)?shù)最小【答案】B【解析】A項(xiàng),隨著溫度的升高,轉(zhuǎn)化率降低,這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則H0,錯(cuò)誤;B項(xiàng),b點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)化率是60%,則根據(jù)方程式可知2OHCCHO(g)O2(g) 2OHCCOOH(g)起始量/mol 2 1 0轉(zhuǎn)化量/mol 1.2 0.6 1.2平衡量/mol 0.8 0.4 1.2因此乙二醛的體積分?jǐn)?shù)為100%33.33%,正確;C項(xiàng),溫度越高,催化效率越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,而b點(diǎn)的溫度低、催化效率高,c點(diǎn)的溫度高、催化效率低,所以無法比較速率大小,錯(cuò)誤;D項(xiàng),a、b、c三點(diǎn)中,a點(diǎn)轉(zhuǎn)化率最大,則乙醛酸的體積分?jǐn)?shù)最大,錯(cuò)誤。12一定條件下,反應(yīng)2NH3(g) N2(g)3H2(g)H>0,達(dá)到平衡時(shí)N2的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A壓強(qiáng):p1>p2Bb、c兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù):Kc>KbCa點(diǎn):2v正(NH3)3v逆(H2)Da點(diǎn):NH3的轉(zhuǎn)化率為【答案】B【解析】該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),恒溫時(shí),壓強(qiáng)越大,N2的體積分?jǐn)?shù)越小,則p1<p2,故A錯(cuò)誤;b、c兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度bc,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度越高,平衡常數(shù)越大,則Kc>Kb,故B正確;反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,3v正(NH3)2v逆(H2),故C錯(cuò)誤;對(duì)于反應(yīng)2NH3(g)N2(g)3H2(g),假設(shè)反應(yīng)前氨的物質(zhì)的量為1 mol,反應(yīng)的氨的物質(zhì)的量為x mol,則0.1,解得x,因此氨的轉(zhuǎn)化率為,故D錯(cuò)誤。13CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此,控制和治理CO2是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。 已知反應(yīng)Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)為K1;反應(yīng)Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的平衡常數(shù)為K2。在不同溫度時(shí)K1、K2的值如下表:溫度(絕對(duì)溫度)K1K29731.472.3811732.151.67(1)推導(dǎo)反應(yīng)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)K與K1、K2的關(guān)系式:_。(2)通過K值的計(jì)算,(1)中的反應(yīng)是_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(3)在一體積為10L的密閉容器中,加入一定量的CO2和H2O(g),在1173開時(shí)發(fā)生反應(yīng)并記錄前5min的濃度,第6min時(shí)改變了反應(yīng)的條件。各物質(zhì)的濃度變化如下表:時(shí)間/minCO2H2OCOH200.20000.30000020.17400.27400.02600.02603c1c2c3c34c1c2c350.07270.17270.12730.127360.03500.13500.1650前2min,用CO表示的該化學(xué)反應(yīng)的速率是:_。在34min之間,反應(yīng)處于_狀態(tài)(填“平衡”或“非平衡”)。第6min時(shí),平衡向_方向移動(dòng),可能的原因是_?!敬鸢浮?1)K= (2)吸熱 (3)v(CO)=0.0130molL-1nin-1 平衡 右或正反應(yīng) 升高溫度或降低了H2濃度 【解析】(1)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)平衡常數(shù)K的表達(dá)式K= ;Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)為K1=;Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常數(shù)為K2=,由平衡常數(shù)分析計(jì)算可知,K與K1、K2二者的關(guān)系為K=;(2)973時(shí),K=0.68;1173時(shí),K=1.43;故升高溫度,K值增大,平衡正向移動(dòng),(1)中的反應(yīng)是吸熱反應(yīng);(3)前2min,用CO表示的該化學(xué)反應(yīng)的速率c(CO)=0.013mol/(Lmin);由表中數(shù)據(jù)可知,3min、 4min時(shí), 反應(yīng)混合物對(duì)應(yīng)物質(zhì)的濃度不變,處于與平衡狀態(tài); 表6min時(shí), CO2濃度降低、H2O的濃度減小、CO的濃度增大,說明平衡向正反應(yīng)移動(dòng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),可能是升高溫度,由于氫氣物質(zhì)的量未知,也可能是降低氫氣濃度。14100 kPa時(shí),反應(yīng)2NO(g)O2(g) 2NO2(g)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖1,反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖2。(1)圖1中A、B、C三點(diǎn)表示不同溫度、壓強(qiáng)下2NO(g)O2(g)2NO2(g)達(dá)到平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率,則_點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)最大。(2)100 kPa、25 時(shí),2NO2(g)N2O4(g)平衡體系中N2O4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_,N2O4的分壓p(N2O4)_kPa,列式計(jì)算平衡常數(shù)Kp_(Kp用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(3)100 kPa、25 時(shí),V mL NO與0.5V mL O2混合后最終氣體的體積為_ mL?!敬鸢浮?1)B(2)66.7%66.7 kPa10.06 kPa1(3)0.6V【解析】(1)圖1中曲線為等壓線,A、C在等壓線下方,B在等壓線上方,A、C點(diǎn)相對(duì)等壓線,NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則平衡逆向移動(dòng),為減小壓強(qiáng)所致,B點(diǎn)相對(duì)等壓線,NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,則平衡正向移動(dòng),為增大壓強(qiáng)所致,故壓強(qiáng)最大的點(diǎn)為B點(diǎn)。(2)100 kPa、25 時(shí),NO2的平衡轉(zhuǎn)化率為80%,設(shè)起始時(shí)NO2的濃度為a,則平衡時(shí)NO2的濃度為0.2a、N2O4的濃度為0.4a,故N2O4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為100%66.7%。N2O4的分壓p(N2O4)100 kPa66.7%66.7 kPa。Kp kPa10.06 kPa1。(3)100 kPa、25 時(shí),V mL NO與0.5V mL O2生成V mL NO2,2NO2(g)N2O4(g)平衡體系中NO2的轉(zhuǎn)化率為80%,知平衡時(shí)氣體的體積為V mL(180%)V mL80%0.6V mL。15近年來,全球丙烯需求快速增長(zhǎng),研究丙烷制丙烯有著重要的意義。相關(guān)反應(yīng)有:C3H8在無氧條件下直接脫氫:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) H1 =+124 kJmol1逆水煤氣變換:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2CO2氧化C3H8脫氫制取丙烯:C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) H3已知:CO和H2的燃燒熱分別為 283.0 kJmol1、285.8 kJmol1;H2O(g)=H2O(l) H= 44 kJmol1請(qǐng)回答:(1)反應(yīng)的H2=_kJmol1。(2)下列說法正確的是_A升高溫度反應(yīng)的平衡常數(shù)增大B選擇合適的催化劑可以提高丙烷平衡轉(zhuǎn)化率和丙烯選擇性C反應(yīng)能自發(fā),則S0D恒溫恒壓下通入水蒸氣有利于提高丙烷轉(zhuǎn)化率(3)在不同壓強(qiáng)下(0.1 MPa、0.01 MPa),反應(yīng)中丙烷和丙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖所示,請(qǐng)計(jì)算556反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_(對(duì)于氣相反應(yīng),用某組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù),記作Kp,如p(B)=px(B),p為平衡總壓強(qiáng),x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(4)反應(yīng)須在高溫下進(jìn)行,但溫度過高時(shí)易發(fā)生副反應(yīng),導(dǎo)致丙烯選擇性降低,且高溫將加劇催化劑表面積炭,導(dǎo)致催化劑迅速失活。工業(yè)上常用CO2氧化C3H8脫氫制取丙烯。請(qǐng)說明原因:_。(5)研究表明,二氧化碳氧化丙烷脫氫制取丙烯可采用鉻的氧化物為催化劑,其反應(yīng)機(jī)理如圖2所示。該工藝可以有效消除催化劑表面的積碳,維持催化劑活性,原因是_。【答案】(1)41.2 (2)AD (3)0.0125 MPa (4)CO2能與H2發(fā)生反應(yīng)使反應(yīng)平衡正移,提高丙烯產(chǎn)率 (5)CO2+C=2CO,可以消除催化劑表面的積炭 【解析】(1)已知:CO和H2的燃燒熱分別為 283.0 kJmol1、285.8 kJmol1,可得CO(g)+O2(g)=CO2(g) H= 283.0 kJmol1H2(g)+O2(g)=H2O(l) H= 285.8 kJmol1H2O(g)=H2O(l) H= 44 kJmol1根據(jù)蓋斯定律,將-,整理可得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2 kJ/mol;(2)A項(xiàng),反應(yīng)I的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)的化學(xué)平衡正向移動(dòng),使其化學(xué)平衡常數(shù)增大,A正確;B項(xiàng),選擇合適的催化劑只能改變反應(yīng)速率,但不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),因此不能提高丙烷平衡轉(zhuǎn)化率,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),根據(jù)(1)計(jì)算可知反應(yīng)熱化學(xué)方程式為CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2 kJ/mol,該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),反應(yīng)不能自發(fā),C錯(cuò)誤;D項(xiàng),該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),在恒溫恒壓下通入水蒸氣,體系的體積增大,化學(xué)平衡正向移動(dòng),因此有利于提高丙烷轉(zhuǎn)化率,D正確;故選AD;(3)對(duì)于反應(yīng):C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) H1 =+124 kJmol1,該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng),在溫度不變時(shí),增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡逆向移動(dòng),C3H8的轉(zhuǎn)化率降低,C3H6含量降低,所以最上邊斜線表示的是壓強(qiáng)為0.1 MPa的C3H8的轉(zhuǎn)化,下邊斜線表示的是0.01 MPa的C3H8的轉(zhuǎn)化。若壓強(qiáng)在壓強(qiáng)為0.1 MPa,溫度為556時(shí),假設(shè)丙烷的物質(zhì)的量是1 mol,反應(yīng)消耗物質(zhì)的量是x,根據(jù)圖象可知丙烷在A點(diǎn)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)50%,則平衡時(shí)各種氣體的物質(zhì)的量分別是n(C3H8)=(1-x)mol,n(C3H6)=n(H2)=x mol,由于C3H8的含量是50%,則,解得x=,氣體總物質(zhì)的量n(氣)=1+=,所以此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=0.0125MPa;(4)反應(yīng)須在高溫下進(jìn)行,但溫度過高時(shí)易發(fā)生副反應(yīng),會(huì)導(dǎo)致丙烯選擇性降低,且高溫將加劇催化劑表面積炭,導(dǎo)致催化劑迅速失活。工業(yè)上常用CO2氧化C3H8脫氫制取丙烯,這是由于CO2能與H2發(fā)生反應(yīng),使反應(yīng)平衡正向移動(dòng),從而可提高丙烯產(chǎn)率;(5)(i)反應(yīng)為3C3H8+2CrO3=3C3H6+3H2O+Cr2O3;(ii)反應(yīng)為Cr2O3+3CO2=2CrO3+3CO,總反應(yīng)方程式為:C3H8(g)+CO2(g)=C3H6(g)+H2O(g)+CO(g)。該工藝可以有效消除催化劑表面的積碳,維持催化劑活性,這是由于C能夠與CO2反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生CO,使C脫離催化劑表面,從而可以消除催化劑表面的積炭。16在一個(gè)體積為2 L的真空密閉容器中加入0.5 mol CaCO3,發(fā)生反應(yīng)CaCO3(s) CaO(s)CO2(g),測(cè)得二氧化碳的物質(zhì)的量濃度隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示,圖中A表示CO2的平衡濃度與溫度的關(guān)系曲線,B表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時(shí)間時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度的變化曲線。請(qǐng)按要求回答下列問題:(1)該反應(yīng)正反應(yīng)為_(填“吸”或“放”)熱反應(yīng),溫度為T5 時(shí),該反應(yīng)耗時(shí)40 s達(dá)到平衡,則T5時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值為_。(2)如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大,該反應(yīng)_(選填字母)。a一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)b在平衡移動(dòng)時(shí)正反應(yīng)速率先增大后減小c一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)d在平衡移動(dòng)時(shí)逆反應(yīng)速率先減小后增大(3)請(qǐng)說明隨溫度的升高,曲線B向曲線A逼近的原因: _。(4)保持溫度、體積不變,充入CO2氣體,則CaCO3的質(zhì)量_,CaO的質(zhì)量_,CO2的濃度_(填“增大”,“減小”或“不變”)。(5)在T5下,維持溫度和容器體積不變,向上述平衡體系中再充入0.5 mol N2,則最后平衡時(shí)容器中的CaCO3的質(zhì)量為_ g?!敬鸢浮?1)吸 0.2(2)bc(3)隨著溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需要的時(shí)間變短(4)增大減小不變(5)10【解析】(1)T5 時(shí),c(CO2)0.20 molL1,Kc(CO2)0.20 molL1。(2)K值增大,平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。(4)體積不變,增大c(CO2),平衡左移,CaCO3質(zhì)量增大,CaO質(zhì)量減小,由于溫度不變,K不變,所以c(CO2)不變。(5)保持體積、溫度不變,充入N2,平衡不移動(dòng),c(CO2)仍等于0.20 molL1,其物質(zhì)的量為0.4 mol,所以剩余CaCO3的物質(zhì)的量為0.5 mol0.4 mol0.1 mol,其質(zhì)量為10 g。1(2020北京卷)一定溫度下,反應(yīng)I2(g)+H2(g)2Hl(g)在密閉容器中達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(I2)=0.11mmolL-1,c(HI)=0.78mmolL-1。相同度溫下,按下列4組初始濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反應(yīng)逆向進(jìn)行的是(注:1mmolL-1=10-3molL-1) ( )ABCDc(I2)/mmolL-11.000.220.440.11c(H2)/mmolL-11.000.220.440.44c(HI)/mmolL-11.001.564.001.56【答案】C【解析】題目中缺少c(H2),則無法計(jì)算K,則不能通過Qc與K的關(guān)系判斷平衡的移動(dòng)方向,但可比較4個(gè)選項(xiàng)中Qc的大小關(guān)系,Qc越大,則可能逆向移動(dòng)。Qc(A)=1.002(mol/L)21.00mol/L1.00mol/L=1,Qc(B)=1.562(mol/L)20.22mol/L0.22mol/L=50.28,Qc(C)=4.002(mol/L)20.44mol/L0.44mol/L=82.64,Qc(D)=1.562(mol/L)20.44mol/L0.11mol/L=50.28,Qc(C)的值最大,故選C。2【2019 天津卷】氮、磷、砷、銻、鉍、鏌為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的同族元素。回答下列問題:(5)在1L真空密閉容器中加入a mol PH4I固體,時(shí)發(fā)生如下反應(yīng):PH4I(s)PH3(g)+HI(g) 4 PH3(g)P4(g)+ 6H2(g) 2HI(g)H2(g)+I2(g) 達(dá)平衡時(shí),體系中,則時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)值為_(用字母表示)?!敬鸢浮?(5)【解析】(5)由PH4I(s)PH3(g)+HI(g)可知,amolPH4I分解生成物質(zhì)的量的PH3和HI,由2HI(g)H2(g)+I2(g)可知HI分解生成c(H2)= c(I2)=cmol/L,PH4I分解生成c(HI)為(2c+b)mol/L,則4 PH3(g)P4(g)+ 6H2(g)可知PH3分解生成c(H2)=(dc)mol/L,則體系中c(PH3)為(2c+b)(dc) mol/L=,故反應(yīng)PH4I(s)PH3(g)+HI(g)的平衡常數(shù)K=c(PH3)c(HI)=,故答案為:。3【2019江蘇卷】在恒壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下,催化反應(yīng)相同時(shí)間,測(cè)得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖中實(shí)線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。下列說法正確的是( )A反應(yīng)2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的H>0B圖中X點(diǎn)所示條件下,延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間能提高NO轉(zhuǎn)化率C圖中Y點(diǎn)所示條件下,增加O2的濃度不能提高NO轉(zhuǎn)化率D380下,c起始(O2)=5.0104 molL1,NO平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡常數(shù)K>2000【答案】BD【解析】A隨溫度升高NO的轉(zhuǎn)化率先升高后降低,說明溫度較低時(shí)反應(yīng)較慢,一段時(shí)間內(nèi)并未達(dá)到平衡,分析溫度較高時(shí),已達(dá)到平衡時(shí)的NO轉(zhuǎn)化率可知,溫度越高NO轉(zhuǎn)化率越低,說明溫度升高平衡向逆方向移動(dòng),根據(jù)勒夏特列原理分析該反應(yīng)為放熱反應(yīng),H<0,故A錯(cuò)誤;B根據(jù)上述分析,X點(diǎn)時(shí),反應(yīng)還未到達(dá)平衡狀態(tài),平衡正向移動(dòng),所以延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間能提高NO的轉(zhuǎn)化率,故B正確;CY點(diǎn),反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)增加O2的濃度,使得正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,平衡向正方向移動(dòng),可以提高NO的轉(zhuǎn)化率,故C錯(cuò)誤;D設(shè)NO起始濃度為a,NO的轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡時(shí)NO、O2和NO2的濃度分別為0.5amol/L、(510-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L,根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式 K=>=2000,故D正確;選BD。4【2017天津卷】常壓下羰基化法精煉鎳的原理為:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2105。已知:Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2,固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。第一階段:將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4;第二階段:將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來,加熱至230制得高純鎳。下列判斷正確的是( )A增加c(CO),平衡向正向移動(dòng),反應(yīng)的平衡常數(shù)增大B第一階段,在30和50兩者之間選擇反應(yīng)溫度,選50C第二階段,Ni(CO)4分解率較低D該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v生成Ni(CO)4=4v生成(CO)【答案】B【解析】A項(xiàng),平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與濃度無關(guān),A錯(cuò)誤;B項(xiàng),50時(shí),Ni(CO)4以氣態(tài)存在,有利于分離,從而促使平衡正向移動(dòng),B正確;C項(xiàng),230時(shí),Ni(CO)4分解的平衡常數(shù)為5106,可知分解率較高,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),平衡時(shí),4v生成Ni(CO)4= v生成(CO

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