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專(zhuān)題7.3 化學(xué)平衡移動(dòng)
1.【廣西賀州平桂高級(jí)中學(xué)2019屆高三摸底考試】等物質(zhì)的量的X(g)與Y(g)在密閉容器中進(jìn)行可逆反應(yīng):X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s)ΔH<0,下列敘述正確的是 ( )
A. 達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)速率v正(X)=2v逆(Z)
B. 平衡常數(shù)K值越大,X的轉(zhuǎn)化率越大
C. 達(dá)到平衡后降低溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
D. 達(dá)到平衡后,增大壓強(qiáng)有利于該反應(yīng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
【答案】B
【解析】
2.【上海魯迅中學(xué)2019屆高三第一次測(cè)試】可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列物理量發(fā)生變化,平衡一定發(fā)生移動(dòng)的是 ( )
A. 反應(yīng)物的濃度 B. 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 C. 正、逆反應(yīng)速率 D. 體系的壓強(qiáng)
【答案】B
【解析】A.對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng),若濃度變化,平衡不發(fā)生移動(dòng),因此不能作為判斷平衡移動(dòng)的標(biāo)志,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.若物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率變化,則化學(xué)平衡一定發(fā)生了移動(dòng),選項(xiàng)B正確;C.當(dāng)正、逆反應(yīng)速率發(fā)生變化但變化程度相同時(shí),平衡不發(fā)生移動(dòng),因此不能作為判斷平衡移動(dòng)的標(biāo)志,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng),壓強(qiáng)變化平衡不發(fā)生移動(dòng),因此不能作為判斷平衡移動(dòng)的標(biāo)志,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案選B。
3.【上海靜安區(qū)2018屆高三第一學(xué)期質(zhì)檢】最新“人工固氮”的研究報(bào)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) – Q(Q>0) ,如果反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大,該反應(yīng) ( )
A. 一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)
B. 一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C. 在平衡移動(dòng)時(shí)正反應(yīng)速率先減小后增大
D. 在平衡移動(dòng)時(shí)逆反應(yīng)速率先增大后減小
【答案】A
4.【2018屆高三第二次全國(guó)大聯(lián)考】碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,簡(jiǎn)稱(chēng)DMC)是一種應(yīng)用前景廣泛的新材料。在密閉容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)=2∶1投料直接合成DMC,反應(yīng)方程式為2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。一定條件下,平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是 ( )
A. 該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B. 壓強(qiáng)p2>p1
C. X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)為0.5
D. X、Y、Z三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的初始反應(yīng)速率的關(guān)系為Z>X>Y
【答案】B
5.【遼寧大連2018屆高三雙基測(cè)試】在2L恒容密閉容器中加入0.100molNO和2.030mol固體活性炭,發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g)。在不同溫度下測(cè)得平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表,下列說(shuō)法正確的是 ( )
溫度
C(s)/mol
NO/mol
N2/mol
CO2/mol
200℃
2.000
0.0400
0.0300
0.0300
335℃
2.005
0.0500
0.0250
0.0250
A. 該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B. 反應(yīng)體系在335℃時(shí)的平衡常數(shù)為0.25
C. 335℃與200℃時(shí)相比,活化分子個(gè)數(shù)、活化分子百分?jǐn)?shù)、活化能及焓變均大
D. 200℃時(shí),平衡后向恒容容器中再充入0.10molNO,再次平衡時(shí),NO的百分含量將增大
【答案】B
【解析】A. 溫度升高,生成物的量減少,平衡逆向移動(dòng),所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤;B. 平衡常數(shù)等于平衡時(shí)生成物的濃度冪之積比上反應(yīng)的濃度冪之積,所以K==0.25,故B正確;C.反應(yīng)的活化能與反應(yīng)的溫度無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;D. 由200℃時(shí),各物質(zhì)的量關(guān)系可知,反應(yīng)方程式為:2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g),兩邊氣體的計(jì)量數(shù)相等,而平衡后向恒容容器中再充入0.1molNO,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),所以NO的百分含量將不變,故D錯(cuò)誤;故選B。
6.【湖南省長(zhǎng)沙一中2018屆上學(xué)期期中】—定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2 molSO2和1molO2,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),達(dá)到平衡后改變下述條件,平衡時(shí)SO3氣體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不改變的是 ( )
A. 保持溫度和容器體積不變,充入1mol SO3(g)
B. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1mol SO3(g)
C. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1mol O2(g)
D. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1mol Ar(g)
【答案】B
7.【2018年9月14日 《每日一題》-影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素】一定條件下,發(fā)生反應(yīng)A(g)+B(g)C(g) ΔH<0,達(dá)到平衡后根據(jù)下列圖象判斷:
(1)表示升高溫度,達(dá)到新平衡的是________(填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”,下同),新平衡中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“增大”、“減小”或“不變”,下同)。
(2)表示降低壓強(qiáng),達(dá)到新平衡的是________,A的轉(zhuǎn)化率________。
(3)表示減少C的量,達(dá)到新平衡的是______________。
(4)表示增加A的量,達(dá)到新平衡的是______________,此時(shí)B的轉(zhuǎn)化率____________,A的轉(zhuǎn)化率___________。
(5)表示使用催化劑,達(dá)到新平衡的是________________,C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________________。
【答案】B 減小 C 減小 E A 增大 減小 D 不變
8.【天津2018屆第二學(xué)期高三模擬】工業(yè)燃燒煤、石油等化石燃料釋放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等氣體,嚴(yán)重污染空氣。通過(guò)對(duì)廢氣進(jìn)行脫硝、脫碳和脫硫處理可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用。
(1)反應(yīng)2NO2(g) N2(g)+2O2(g),設(shè)起始時(shí)容器中只有NO2,平衡時(shí)三種物質(zhì)的物質(zhì)的量與溫度關(guān)系如圖所示。
則A點(diǎn)時(shí),NO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)______________,B點(diǎn)時(shí),設(shè)容器的總壓為a Pa,則平衡常數(shù)Kp為_(kāi)___________(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))。
(2)向2 L密閉容器中加入2 mol CO2和6 mol H2,在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟?,下列反?yīng)能自發(fā)進(jìn)行:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)。
①該反應(yīng)ΔH_______0(填“>”、“<”或“=”)
②下列敘述能說(shuō)明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________。(填字母)
a.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
b.1 mol CO2生成的同時(shí)有3 mol H—H鍵斷裂
c.CO2的轉(zhuǎn)化率和H2的轉(zhuǎn)化率相等
d.混合氣體的密度保持不變
③ 反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在起始溫度(T1℃)、體積相同(2L)的兩密閉容器中,改變條件,反應(yīng)過(guò)程中部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表:
反應(yīng)時(shí)間
CO2/mol
H2/mol
CH3OH/mol
H2O/mol
反應(yīng)Ⅰ:恒溫恒容
0 min
2
6
0
0
10 min
4.5
20 min
1
30 min
1
反應(yīng)Ⅱ:絕熱恒容
0 min
0
0
2
2
反應(yīng)Ⅰ,前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=_______________________________。達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ龋浩胶獬?shù)K(I)____________K(II)(填“>”、“<”或“=”);平衡時(shí)CH3OH的濃度c(I)____________c(II)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】50% a Pa < ab 0.025 molL-1 min-1 > >
因?yàn)榉磻?yīng)能自發(fā)進(jìn)行,所以?H-T?S<0,則?H<0;②a、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量=氣體總質(zhì)量物質(zhì)的量,該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物都是氣體,物質(zhì)的量變化,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,所以混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變化,則當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變時(shí),達(dá)到了平衡狀態(tài),故a正確;b、1molCO2生成同時(shí)有3molH-H鍵斷裂,即消耗3molH2,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式,能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,則達(dá)到了平衡狀態(tài),故b正確;c、開(kāi)始充入2molCO2和6molH2,投料比等于化學(xué)方程式系數(shù)比,CO2和H2的轉(zhuǎn)化率始終相等,不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,不一定達(dá)到平衡狀態(tài),故c錯(cuò)誤;d、混合氣體的密度等于氣體質(zhì)量和體積的比值,反應(yīng)前后質(zhì)量守恒,體積不變,所以密度始終不變,密度保持不變時(shí)不一定是平衡狀態(tài),故d錯(cuò)誤。答案選ab;③由表中數(shù)據(jù)可知,反應(yīng)Ⅰ前10min內(nèi)反應(yīng)的H2為:(6-4.5)mol=1.5mol,根據(jù)化學(xué)方程式可得,生成CH3OH為:=0.5mol,前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)==0.025 mol?L-1?min-1;前面已知該反應(yīng)?H<0,為放熱反應(yīng),又因?yàn)榉磻?yīng)Ⅰ為恒溫恒容條件,反應(yīng)Ⅱ?yàn)榻^熱恒容條件,所以反應(yīng)Ⅱ相當(dāng)于升溫,化學(xué)平衡常數(shù)減小,故K(I)>K(II);反應(yīng)Ⅱ中若把CH3OH和H2O(g)的初始物質(zhì)的量全部轉(zhuǎn)化為CO2和H2,與反應(yīng)Ⅰ初始物質(zhì)的量對(duì)應(yīng)相等,但反應(yīng)Ⅱ溫度高于反應(yīng)Ⅰ,所以反應(yīng)Ⅱ相當(dāng)于在和反應(yīng)Ⅰ等效的基礎(chǔ)上又升高溫度,平衡逆向移動(dòng),故平衡時(shí)CH3OH的濃度c(I)>c(II)。
1.【北京海淀區(qū)2018屆高三一?!恳约淄闉樵虾铣杉状嫉姆磻?yīng)如下:
反應(yīng)I:CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g) △H1= +247 kJ/mol
反應(yīng)II:CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90kJ/mol
已知: T1℃時(shí),反應(yīng)II 的平衡常數(shù)數(shù)值為100;T2℃時(shí),反應(yīng)II 在密閉容器中達(dá)到平衡,測(cè)得CO、H2、CH3OH的物質(zhì)的量濃度(mol/L)分別為0.05、0.1、0.1。下列說(shuō)法中,正確的是 ( )
A. 反應(yīng)I中,使用催化劑可以減小△H1,提高反應(yīng)速率
B. 反應(yīng)II 中,加熱或加壓均可提高原料氣的平衡轉(zhuǎn)化率
C. 由上述數(shù)據(jù)可判斷反應(yīng)II 的溫度: T1> T2
D. CO(g)+CH3OH(g)CH4(g) +CO2(g) △H= +157 kJ/mol
【答案】C
C、T2℃時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)K==2<100,反應(yīng)II的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,化學(xué)平衡常數(shù)減小,即T1℃>T2℃,故C正確;D、反應(yīng)I+反應(yīng)II得到CH4(g)+CO2(g)CO(g)+CH3OH(g) △H=(274-90)kJmol-1=+184kJmol-1, CO(g)+CH3OH(g) CH4(g) +CO2(g) △H=-184kJmol-1,故D錯(cuò)誤。
2.【江蘇泰州中學(xué)2018屆高三第四次模擬】現(xiàn)有三個(gè)體積相同的密閉容器,按下圖所示投料,并在T℃條件下開(kāi)始反應(yīng),其中容器I保持恒壓100kPa。已知:分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),對(duì)于2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0,T℃時(shí),標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KΘ={p(N2O4)/100kPa}/{[p(NO2)] /100kPa}2=0.75, 式中p(N2O4) 、p(NO2)為氣體分壓。下列說(shuō)法正確的是 ( )
A. 達(dá)平衡時(shí),容器Ⅱ中N2O4轉(zhuǎn)化率小于50%
B. 達(dá)平衡時(shí),容器Ⅰ中N2O4分壓比容器Ⅲ中的大
C. 達(dá)平衡時(shí),容器Ⅰ中N2O4的體積分?jǐn)?shù)比容器Ⅱ中的大
D. 若起始時(shí)向容器Ⅲ中充入2molN2O4、2molNO2,達(dá)到平衡前v(正)
T2
B. a、b、c三點(diǎn)都處于平衡狀態(tài);但正向速率最大的是a點(diǎn)
C. 在n(A2)=d的點(diǎn):n(B2)=1.5d
D. a、b、c三點(diǎn)中:B2的轉(zhuǎn)化率順序?yàn)?b>a>c
【答案】C
4.【遼寧部分重點(diǎn)高中2019屆高三9月聯(lián)考】溫度為T(mén)時(shí),向2.0L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,反應(yīng)PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)經(jīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表,下列說(shuō)法正確的是 ( )
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/ mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
A. 相同溫度下,起始時(shí)向容器中充入1.0mol PCl5、0.20mol PCl3和0.20molCl2,達(dá)到平衡時(shí),c(PCl5) > 0.4molL-1
B. 保持其他條件不變,升高溫度,平衡時(shí)c(PCl3)=0.11molL-1,則反應(yīng)的△H<0
C. 反應(yīng)在前50 s的平均速率為v(PCl3)=0.0032molL-1s-1
D. 相同溫度下,起始時(shí)向容器中充入2.0mol PCl3和2.0molCl2,達(dá)到平衡時(shí),PCl3的轉(zhuǎn)化率小于80%
【答案】A
5.【上海魯迅中學(xué)2019屆高三上第一次測(cè)試】在一密閉容器中,反應(yīng):aX(g)+bY(g)cZ(g)達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得平衡常數(shù)為K1;保持溫度不 變,將容器體積減小一半,當(dāng)達(dá)到新平衡后,測(cè)得Y的濃度為原來(lái)的1.6倍,平衡常數(shù)為K2,則 ( )
A. 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),K2>K1
B. 新平衡時(shí)Y的濃度增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)K1>K2
C. 新平衡時(shí),Z的濃度大于原平衡2倍,K1=K2
D. 反應(yīng)過(guò)程中,化學(xué)反應(yīng)速率同等程度增大,K1=K2
【答案】C
【解析】保持溫度不變壓強(qiáng)增大至原來(lái)的2倍,將容器的容積壓縮到原來(lái)容積的一半,假定平衡不移動(dòng),Y濃度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,達(dá)到新平衡時(shí),物質(zhì)Y的濃度是原來(lái)的1.6倍,說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則應(yīng)由a+b<c+d,A.平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),溫度不變K值不變,K2=K1,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.新平衡時(shí)Y的濃度為原來(lái)的1.6倍,濃度增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),溫度不變則K1=K2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.新平衡時(shí),平衡正向移動(dòng),體積為原來(lái)的一半但Z的物質(zhì)的量增大,濃度大于原平衡的2倍,K1=K2,選項(xiàng)C正確;D.反應(yīng)過(guò)程中,化學(xué)反應(yīng)速率均增大,未達(dá)平衡前正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率, K1=K2,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;答案選C。
6.【天津和平區(qū)2018屆高三下第二次質(zhì)檢】在恒容密閉容器中將CO2 與含少量CO的H2混合生成甲醇,反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下圖中是按分別為①1: 4和②1: 6 兩種投料比時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線(xiàn)。
下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 ( )
A. 按投料比①時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的是圖中的曲線(xiàn)I
B. 圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H2的轉(zhuǎn)化率等于30%
C. 圖中b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K的值大于c點(diǎn)
D. 的數(shù)值,a點(diǎn)比c點(diǎn)小
【答案】D
假設(shè)CO為1mol/L,則根據(jù)按為1:4時(shí),c(CO2)=1 mol/L,c(H2)=3mol/L,根據(jù)圖像可知,500℃時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為45%,所以反應(yīng)剩余c(CO2)=1-145%=0.55 mol/L,生成甲醇的濃度為0.45 mol/L,帶入并計(jì)算=0.551/0.45=1.22;假設(shè)CO為1mol/L,則根據(jù)按為1:6時(shí),c(CO2)=1 mol/L,c(H2)=5mol/L,根據(jù)圖像可知,500℃時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%,所以反應(yīng)剩余c(CO2)=1-160%=0.4mol/L,生成甲醇的濃度為0.6 mol/L,帶入并計(jì)算=0.41/0.6=0.67;綜上分析可知的數(shù)值,a點(diǎn)比c點(diǎn)小,D正確;正確選項(xiàng)D。
7.【黑龍江哈爾濱六中2019屆高三10月月考】Ⅰ.氮的固定是幾百年來(lái)科學(xué)家一直研究的課題。
(1)下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分化學(xué)平衡常數(shù)K的值。
反應(yīng)
大氣固氮N2(g)+O2(g)?2NO(g)
工業(yè)固氮N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
溫度/℃
27
2 000
25
400
450
平衡常數(shù)K
3.8410-31
0.1
5108
0.507
0.152
①分析數(shù)據(jù)可知:大氣固氮反應(yīng)屬于________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②分析數(shù)據(jù)可知:人類(lèi)不適合大規(guī)模模擬大氣固氮的原因:____________________________。
(2)工業(yè)固氮反應(yīng)中,在其他條件相同時(shí),分別測(cè)定N2的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(p1、p2)下隨溫度變化的曲線(xiàn),下圖所示的圖示中,正確的是________(填“A”或“B”);比較p1、p2的大小關(guān)系:________。
Ⅱ.目前工業(yè)合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)。
(3)在一定溫度下,將1 mol N2和3 mol H2混合置于體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),測(cè)得氣體總物質(zhì)的量為2.8 mol。
①達(dá)平衡時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率α1=________。
②已知平衡時(shí),容器壓強(qiáng)為8 MPa,則平衡常Kp=________(用平衡分壓代替濃度計(jì)算,分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
【答案】吸熱 K值小,正向進(jìn)行的程度小(或轉(zhuǎn)化率低),不適合大規(guī)模生產(chǎn) A p2>p1
60% 49/192或0.255或0.26
Ⅱ. (3)①設(shè)平衡時(shí)有x molN2轉(zhuǎn)化,
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
起始物質(zhì)的量: 1mol 3mol 0
變化的物質(zhì)的量:x 3x 2x
平衡物質(zhì)的量:1-x 3-3x 2x
列式可得:(1-x)+(3-3x)+2x=2.8,解得x=0.6mol,α1 =100%=60%;
②平衡時(shí)各物質(zhì)的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比,所以P(N2)=8MPa=MPa,P(H2)=8MPa=MPa,P(NH3)=8MPa=MPa,化學(xué)平衡常數(shù)
Kp==≈0.26。
8.【四川成都開(kāi)發(fā)區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)2019屆高三上入學(xué)考試】無(wú)色氣體N2O4是一種強(qiáng)氧化劑,為重要的火箭推進(jìn)劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+24.4 kJ/mol。
(1)將一定量N2O4投入固定容積的真空容器中,下述現(xiàn)象能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡的是 _________。
a.v正(N2O4)=2v逆(NO2) b.體系顏色不變
c.氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變 d.氣體密度不變
達(dá)到平衡后,保持體積不變升高溫度,再次到達(dá)平衡時(shí),混合氣體顏色 _______(填 “變深”“變淺”或“不變”),判斷理由_______。
(2)平衡常數(shù)K可用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)分壓表示,即K表達(dá)式中用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)[例如:p(NO2)=p總x(NO2)]。寫(xiě)出上述反應(yīng)平衡常數(shù)Kp表達(dá)式 _________________(用 p總、各氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x表示);影響Kp的因素_________________。
(3)上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率v正=k正p(N2O4),逆反應(yīng)速率v逆=k逆p2(NO2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則Kp為_(kāi)______________(以k正、k逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298 K、壓強(qiáng)100 kPa),已知該條件下k正=4.8104 s-1,當(dāng)N2O4分解10%時(shí),v正=______________kPas-1。
(4)真空密閉容器中放入一定量N2O4,維持總壓強(qiáng)p0恒定,在溫度為T(mén)時(shí),平衡時(shí)N2O4分解百分率為α。保持溫度不變,向密閉容器中充入等量N2O4,維持總壓強(qiáng)在2p0條件下分解,則N2O4的平衡分解率的表達(dá)式為_(kāi)_________________________。
【答案】 bc 變深 正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),其他條件不變,溫度升高平衡正向移動(dòng),c(NO2)增加,顏色加深
溫度 3.9106
(2)由題目信息可知,用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(PB)表示平衡常數(shù)為:生成物分壓的系數(shù)次冪乘積與反應(yīng)物分壓系數(shù)次冪乘積的比,N2O4(g)?2NO2(g)的平衡常數(shù)Kp==,平衡常數(shù)只受溫度溫度影響,溫度不變,平衡常數(shù)不變,故答案為:;溫度;
(3)平衡時(shí)正逆速率相等,由v正=k正.p(N2O4),v逆=k逆.p2(NO2),聯(lián)立可得Kp=,
當(dāng)N2O4分解10%時(shí),設(shè)投入的N2O4為1mol,轉(zhuǎn)化的N2O4為0.1mol,則:
N2O4(g)?2NO2(g) 物質(zhì)的量增大△n
1 2-1=1
0.1mol 0.1mol
故此時(shí)p(N2O4)=100kPa=100kPa,則v正=4.8l04s-1100kPa=3.9106 kPa?s-1;故答案為:;3.9106;
1.【2018天津卷】室溫下,向圓底燒瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氫溴酸,溶液中發(fā)生反應(yīng);C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反應(yīng)后達(dá)到平衡。已知常壓下,C2H5Br和C2H5OH的沸點(diǎn)分別為38.4℃和78.5℃。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ( )
A.加入NaOH,可增大乙醇的物質(zhì)的量
B.增大HBr濃度,有利于生成C2H5Br
C.若反應(yīng)物增大至2 mol,則兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比不變
D.若起始溫度提高至60℃,可縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間
【答案】D
【解析】分析:本題考查反應(yīng)速率和平衡的基本知識(shí)。根據(jù)題目的反應(yīng),主要判斷外界條件的變化對(duì)平衡和速率的應(yīng)該結(jié)果即可。
詳解:A.加入NaOH,中和HBr,平衡逆向移動(dòng),可增大乙醇的物質(zhì)的量。選項(xiàng)A正確。
B.增大HBr濃度,平衡正向移動(dòng),有利于生成C2H5Br。選B正確。
C.若反應(yīng)物增大至2 mol,實(shí)際上就是將反應(yīng)的濃度都增大至原來(lái)的2倍,比例不變(兩次實(shí)驗(yàn)反應(yīng)物的比例都是1:1,等于方程式中的系數(shù)比),這里有一個(gè)可以直接使用的結(jié)論:只要反應(yīng)物的投料比等于系數(shù)比,達(dá)平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定是相等的。所以?xún)煞N反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定是1:1。選項(xiàng)C正確。
D.若起始溫度提高至60℃,考慮到HBr是揮發(fā)性酸,在此溫度下會(huì)揮發(fā)出去,降低HBr的濃度減慢速率,增加了反應(yīng)時(shí)間。選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
點(diǎn)睛:本題中的反應(yīng)是反應(yīng)前后物質(zhì)的量不變的反應(yīng),但是考慮到反應(yīng)是在水溶液中進(jìn)行的,而生成的溴乙烷是不溶于水的,即本題中的溴乙烷應(yīng)該是沒(méi)有濃度的,所以選項(xiàng)D中是不需要考慮溫度升高將溴乙烷蒸出的影響的。
2.【2018江蘇卷】一定溫度下,在三個(gè)容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱),測(cè)得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.v1< v2,c2< 2c1 B.K1> K3,p2> 2p3
C.v1< v3,α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D.c2> 2c3,α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
【答案】CD
詳解:對(duì)比容器的特點(diǎn),將容器1和容器2對(duì)比,將容器1和容器3對(duì)比。容器2中加入4molSO3等效于在相同條件下反應(yīng)物投入量為4molSO2和2molO2,容器2中起始反應(yīng)物物質(zhì)的量為容器1的兩倍,容器2相當(dāng)于在容器1達(dá)平衡后增大壓強(qiáng),將容器的體積縮小為原來(lái)的一半,增大壓強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)速率加快,υ2υ1,增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),平衡時(shí)c22c1,p22p1,α1(SO2)+α2(SO3)1,容器1和容器2溫度相同,K1=K2;容器3相當(dāng)于在容器1達(dá)到平衡后升高溫度,升高溫度化學(xué)反應(yīng)速率加快,υ3υ1,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡時(shí)c3c1,p3p1,α3(SO2)α1(SO2),K3K1。根據(jù)上述分析,A項(xiàng),υ2υ1,c22c1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),K3K1,p22p1,p3p1,則p22p3,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),υ3υ1,α3(SO2)α1(SO2),C項(xiàng)正確;D項(xiàng),c22c1,c3c1,則c22c3,α1(SO2)+α2(SO3)1,α3(SO2)α1(SO2),則α2(SO3)+α3(SO2)1,D項(xiàng)正確;答案選CD。
點(diǎn)睛:本題考查化學(xué)平衡時(shí)各物理量之間的關(guān)系,解題時(shí)巧妙設(shè)計(jì)中間狀態(tài),利用外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響判斷。如容器2先設(shè)計(jì)其完全等效平衡的起始態(tài)為4molSO2和2molO2,4molSO2和2molO2為兩倍容器1中物質(zhì)的量,起始物質(zhì)的量成倍變化時(shí)相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。
3.【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=210?5。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(lái),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50℃
C.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
【名師點(diǎn)睛】本題考查平衡狀態(tài)的判定、平衡常數(shù)等。落實(shí)考試大綱修訂思路,考查學(xué)科的必備知識(shí)和方法。化學(xué)平衡狀態(tài)判斷有兩個(gè)依據(jù),一是正逆反應(yīng)速率相等,二是“變量”不變。注意D項(xiàng)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷容易粗心導(dǎo)致出錯(cuò)。
4.【2017江蘇卷】溫度為T(mén)1時(shí),在三個(gè)容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng):2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反應(yīng)吸熱)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:v正= v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)c(O2),k正、k逆為速率常數(shù),受溫度影響。下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.達(dá)平衡時(shí),容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強(qiáng)之比為4∶5
B.達(dá)平衡時(shí),容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大
C.達(dá)平衡時(shí),容器Ⅲ中NO的體積分?jǐn)?shù)小于50%
D.當(dāng)溫度改變?yōu)門(mén)2時(shí),若k正=k逆,則 T2> T1
【答案】CD
反應(yīng)物濃度,平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以容器II在平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量一定小于1 mol,故兩容器的壓強(qiáng)之比一定大于4:5,A錯(cuò)誤;B.若容器II在某時(shí)刻,,
由反應(yīng) 2NO2 2NO + O2
起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2
變化量(mol/L) 2x 2x x
平衡量(mol/L) 0.3?2x 0.5+2x 0.2+x
因?yàn)椋?,解之得x=,求出此時(shí)濃度商Qc=>K,所以容器II達(dá)平衡時(shí),一定小于1,B錯(cuò)誤;C.若容器III在某時(shí)刻,NO的體積分?jǐn)?shù)為50%,
【名師點(diǎn)睛】試題主要從濃度、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響以及平衡常數(shù)的計(jì)算等方面,考查學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡等化學(xué)基本原理的理解和應(yīng)用,關(guān)注信息獲取、加工和處理能力的提高。解題時(shí)首先要分析反應(yīng)的特征,如是恒溫恒容還是恒溫恒壓反應(yīng),是氣體分子數(shù)目增加的還是氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng),其次分析所建立的平衡狀態(tài)的條件和平衡狀態(tài)的特征,最后逐一分析試題中所設(shè)計(jì)的選項(xiàng),判斷是否正確。本題只給了一個(gè)平衡量,通過(guò)化學(xué)平衡計(jì)算的三步分析法,分析容器I中平衡態(tài)的各種與4個(gè)選項(xiàng)相關(guān)的數(shù)據(jù),其他容器與I進(jìn)行對(duì)比,通過(guò)濃度商分析反應(yīng)的方向,即可判斷。本題難度較大,如能用特殊值驗(yàn)證的反證法,則可降低難度。
5.【2016年高考四川卷】一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),設(shè)起始=Z,在恒壓下,平衡時(shí) (CH4)的體積分?jǐn)?shù)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.該反應(yīng)的焓變△H>0
B.圖中Z的大小為a>3>b
C.圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中=3
D.溫度不變時(shí),圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡在加壓后 (CH4)減小
【答案】A
【考點(diǎn)定位】考查化學(xué)平衡圖像分析
【名師點(diǎn)睛】化學(xué)平衡圖像題的解題思路:一、看懂圖:橫縱坐標(biāo)的物理意義,圖像的變化趨勢(shì),曲線(xiàn)的特殊點(diǎn),如起點(diǎn)、交點(diǎn)、折點(diǎn)、終點(diǎn);二、想規(guī)律:外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律;三、作出正確的判斷。注意“先拐先平”和“定一議二”方法的運(yùn)用。
6.【2016年高考江蘇卷】一定溫度下,在3個(gè)體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)
2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) 達(dá)到平衡。下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱
B.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大
C.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍
D.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大
【答案】AD
【解析】
【考點(diǎn)定位】本題主要是考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的有關(guān)判斷與計(jì)算以及外界條件對(duì)反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響
【名師點(diǎn)晴】《高考考綱》明確要求:理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響。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(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。化學(xué)反應(yīng)速率這一部分主要考查化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法、影響化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較和化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)圖像?;瘜W(xué)平衡是重要的化學(xué)基本理論,是中學(xué)化學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),也是考查學(xué)生能力的重要載體,是高考?xì)v久不衰的熱點(diǎn)?;瘜W(xué)平衡是包含溶解平衡、電離平衡、水解平衡等的一個(gè)平衡理論體系,而化學(xué)平衡則是這一體系的核心,是分析其他平衡移動(dòng)的基礎(chǔ)?;瘜W(xué)平衡常數(shù)則是新課標(biāo)地區(qū)的高考命題熱點(diǎn),并且試題的綜合性強(qiáng)、能力要求高。解答時(shí)注意利用好放大縮小思想:該方法適用于起始投入物質(zhì)的物質(zhì)的量之間存在一定的倍數(shù)關(guān)系。它指的是將反應(yīng)容器的體積擴(kuò)大一定的倍數(shù),使起始物質(zhì)的濃度相同,則在一定條件下,可建立相同的平衡態(tài)。然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行壓縮,使其還原為原來(lái)的濃度。分析在壓縮過(guò)程中,平衡如何移動(dòng),再依據(jù)勒夏特列原理,分析相關(guān)量的變化情況。
7.【2016年高考海南卷】(9分) 順-1,2-二甲基環(huán)丙烷和反-1,2-二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化:
該反應(yīng)的速率方程可表示為:v(正)=k(正)c(順)和v(逆)=k(逆)c(反),k(正)和k(逆)在一定溫度時(shí)為常數(shù),分別稱(chēng)作正,逆反應(yīng)速率常數(shù)?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)已知:t1溫度下,k(正)=0.006s-1,k(逆)=0.002s-1,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1=_____;該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆),則________0(填“小于”“等于”或“大于”)。
(2)t2溫度下,圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)是_______(填曲線(xiàn)編號(hào)),平衡常數(shù)值K2=_____;溫度t2___t1(填“小于”“等于”或“大于”),判斷理由是______。
【答案】
(1)3 小于
(2)B 7/3 大于 放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
考點(diǎn):化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算,影響平衡的因素等知識(shí)。
【名師點(diǎn)睛】化學(xué)平衡的影響因素可以結(jié)合勒夏特列原理:如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng),以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。而化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算則根據(jù)定義,結(jié)合本題所給新信息可得。
8.【2016年高考上海卷】(本題共12分)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保要求的不斷提高,CO2的捕集利用技術(shù)成為研究的重點(diǎn)。
完成下列填空:
(1)目前國(guó)際空間站處理CO2的一個(gè)重要方法是將CO2還原,所涉及的反應(yīng)方程式為:
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
已知H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加。
若溫度從300℃升至400℃,重新達(dá)到平衡,判斷下列表格中各物理量的變化。(選填“增大”、“減小”或“不變”)
v正
v逆
平衡常數(shù)K
轉(zhuǎn)化率α
(2)相同溫度時(shí),上述反應(yīng)在不同起始濃度下分別達(dá)到平衡,各物質(zhì)的平衡濃度如下表:
[CO2]/molL-1
[H2]/molL-1
[CH4]/molL-1
[H2O]/molL-1
平衡Ⅰ
a
b
c
d
平衡Ⅱ
m
n
x
y
a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為_(kāi)________。
(3)碳酸:H2CO3,Ki1=4.310-7,Ki2=5.610-11
草酸:H2C2O4,Ki1=5.910-2,Ki2=6.410-5
0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH____________0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。(選填“大于”“小于”或“等于”)
等濃度廣東草酸溶液和碳酸溶液中,氫離子濃度較大的是___________。
若將等濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合,溶液中各種離子濃度大小的順序正確的是_____。(選填編號(hào))
A.[H+]>[HC2O4-]>[HCO3-]>[CO32-] b.[HCO3-]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]
c.[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-] d.[H2CO3] >[HCO3-]>[HC2O4-]>[CO32-]
(4)人體血液中的碳酸和碳酸氫鹽存在平衡:H++ HCO3- H2CO3,當(dāng)有少量酸性或堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中時(shí),血液的pH變化不大,用平衡移動(dòng)原理解釋上述現(xiàn)象。
________________________________
【答案】(1)
v正
v逆
平衡常數(shù)K
轉(zhuǎn)化率α
增大
增大
減小
減小
(2)
(3)大于;草酸;ac
(4)當(dāng)少量酸性物質(zhì)進(jìn)入血液中,平衡向右移動(dòng),使H+濃度變化較小,血液中的pH基本不變;當(dāng)少量堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中,平衡向左移動(dòng),使H+濃度變化較小,血液的pH基本不變。(合理即給分)
(3)根據(jù)電離常數(shù)可知草酸的酸性強(qiáng)于碳酸,則碳酸鈉的水解程度大于草酸鈉,所以0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。草酸的酸性強(qiáng)于碳酸,則等濃度草酸溶液和碳酸溶液中,氫離子濃度較大的是草酸。A.草酸的二級(jí)電離常數(shù)均大于碳酸的,所以草酸的電離程度大于,因此溶液中[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[HCO3-]>[CO32-],a正確;B.根據(jù)a中分析可知b錯(cuò)誤;c.根據(jù)a中分析可知c正確;d.根據(jù)a中分析可知d錯(cuò)誤,答案選ac。
(4)根據(jù)平衡可知當(dāng)少量酸性物質(zhì)進(jìn)入血液中,平衡向右移動(dòng),使H+濃度變化較小,血液中的pH基本不變;當(dāng)少量堿性物質(zhì)進(jìn)入血液中,平衡向左移動(dòng),使H+濃度變化較小,血液的pH基本不變。
【考點(diǎn)定位】考查外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響、電離常數(shù)應(yīng)用等。
【名師點(diǎn)睛】
高中化學(xué)中,我們除了學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)平衡以外,還學(xué)習(xí)了水溶液中的電離平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。溶液中的這三大平衡,和普通的化學(xué)反應(yīng)平衡一樣,都適用勒夏特列原理,所有關(guān)于平衡的原理、規(guī)律、計(jì)算都是相通的,在學(xué)習(xí)過(guò)程中,不可將他們割裂開(kāi)來(lái)。 勒夏特列原理(又稱(chēng)平衡移動(dòng)原理)的內(nèi)容是:改變影響平衡的一個(gè)因素,平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。關(guān)鍵詞“減弱”有兩層含義,(1)平衡移動(dòng)方向:與改變條件相反的方向;(2)平衡移動(dòng)程度:不能抵消這種改變。它定性揭示了化學(xué)平衡與外界條件的關(guān)系,在幫助中學(xué)生判斷平衡移動(dòng)方向,分析平衡移動(dòng)后濃度、體積百分含量、轉(zhuǎn)化率變化等方面非常方便實(shí)用。而且“勒夏特列原理有廣泛適用性,可用于研究所有的化學(xué)動(dòng)態(tài)平衡,如沉淀溶解平衡、電離平衡、鹽類(lèi)水解平衡等,所以它是一個(gè)很重要的基本規(guī)律。另外注意平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù),溫度不變,K值不變。
9.【2016年高考新課標(biāo)Ⅰ卷】 (15分)
元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍(lán)紫色)、Cr(OH)4?(綠色)、Cr2O72?(橙紅色)、CrO42?(黃色)等形式存在,Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體,回答下列問(wèn)題:
(2)CrO42?和Cr2O72?在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下,初始濃度為1.0 molL?1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72?)隨c(H+)的變化如圖所示。
①離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)____________。
②由圖可知,溶液酸性增大,CrO42?的平衡轉(zhuǎn)化率__________(填“增大“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù),計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)_________。
③升高溫度,溶液中CrO42?的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反應(yīng)的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】
(2)①2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O; ② 增大;1.01014 ;③小于;
;③由于升高溫度,溶液中CrO42?的平衡轉(zhuǎn)化率減小,說(shuō)明升高溫度,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),導(dǎo)致溶液中CrO42?的平衡轉(zhuǎn)化率減小,根據(jù)平衡移動(dòng)原理,升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),逆反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng),所以該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故該反應(yīng)的ΔH<0;
【考點(diǎn)定位】考查化學(xué)平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用、化學(xué)平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)的應(yīng)用、兩性物質(zhì)的性質(zhì)的知識(shí)。
【名師點(diǎn)睛】?jī)尚詺溲趸锸羌饶芘c強(qiáng)酸反應(yīng)產(chǎn)生鹽和水,也能與強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生鹽和水的物質(zhì),化學(xué)平衡原理適用于任何化學(xué)平衡。如果改變影響平衡的一個(gè)條件,化學(xué)平衡會(huì)向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。會(huì)應(yīng)用沉淀溶解平衡常數(shù)計(jì)算溶液中離子濃度大小,并根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率的變化及移動(dòng)方向,并根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)方程式。該題是重要的化學(xué)平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用,考查了學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)原理、化學(xué)平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)的含義的理解與計(jì)算、應(yīng)用,同時(shí)考查了物質(zhì)的存在形式與溶液的酸堿性和物質(zhì)的量多少的關(guān)系、離子反應(yīng)和離子方程式的書(shū)寫(xiě)。是一個(gè)綜合性試題。
10.【2016年高考新課標(biāo)Ⅱ卷】丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料,工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn),主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈CH3CN等,回答下列問(wèn)題:
(1)以丙烯、氨、氧氣為原料,在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下:
① C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) △H=-515kJ/mol
② C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol
兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大,其原因是 ;有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是 ;提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是 。
(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線(xiàn),最高產(chǎn)率對(duì)應(yīng)溫度為460OC.低于460OC時(shí),丙烯腈的產(chǎn)率 (填“是”或者“不是”)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率,判斷理由是 ;高于460OC時(shí),丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是 (雙選,填標(biāo)號(hào))
A.催化劑活性降低 B.平衡常數(shù)變大 C.副反應(yīng)增多 D.反應(yīng)活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知,最佳n(氨)/n(丙烯)約為 ,理由是。進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約為
【答案】27.(1)兩個(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng);降低溫度、降低壓強(qiáng);催化劑;
(2)不是;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低 ;AC
(3)1 ; 該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高,而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低; 1:7.5:1
(3)根據(jù)圖像可知,當(dāng)n(氨)/n(丙烯)約為1時(shí),該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高,而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g),氨氣、氧氣、丙烯按1:1.5:1的體積比加入反應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài),而空氣中氧氣約占20%,所以進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約為1:7.5:1。
【考點(diǎn)定位】考查影響化學(xué)平衡的因素,化學(xué)圖像的分析與判斷,化學(xué)計(jì)算等知識(shí)。
【名師點(diǎn)睛】本題考查影響化學(xué)平衡的因素,化學(xué)圖像的分析與判斷,化學(xué)計(jì)算等知識(shí)。該題是對(duì)化學(xué)平衡的集中考查,涉及的知識(shí)點(diǎn)不多,解題的關(guān)鍵點(diǎn)是看懂圖像的含義,看圖像時(shí):①一看面:縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的意義;②二看線(xiàn):線(xiàn)的走向和變化趨勢(shì);③三看點(diǎn):起點(diǎn),拐點(diǎn),終點(diǎn),然后根據(jù)圖象中呈現(xiàn)的關(guān)系、題給信息和所學(xué)知識(shí)相結(jié)合,做出符合題目要求的解答。
11.【2016年高考新課標(biāo)Ⅲ卷】(15分)
煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大氣,采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝,回答下列問(wèn)題:
(1) NaClO2的化學(xué)名稱(chēng)為_(kāi)______。
(2)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有含有SO2和NOx的煙氣,反應(yīng)溫度為323 K,NaClO2溶液濃度為510?3molL?1 。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表》
離子
SO42?
SO32?
NO3?
NO2?
Cl?
c/(molL?1)
8.3510?4
6.8710?6
1.510?4
1.210?5
3.410?3
①寫(xiě)出NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式__________。增加壓強(qiáng),NO的轉(zhuǎn)化率______(填“提高”“不變”或“降低”)。
②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,吸收劑溶液的pH逐漸______ (填“提高”“不變”或“降低”)。
③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,脫硫反應(yīng)速率______脫硝反應(yīng)速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是___________。
(3)在不同溫度下,NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中,SO2和NO的平衡分壓px如圖所示。
①由圖分析可知,反應(yīng)溫度升高,脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均______________(填“增大”“不變”或“減小”)。
②反應(yīng)ClO2?+2SO32?===2SO42?+Cl?的平衡常數(shù)K表達(dá)式為_(kāi)__________。
【答案】(1)亞氯酸鈉;(2)①2OH-+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+2H2O;提高 ②減小;
③大于;NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高 (3)①減??;②
【解析】
③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,在相同時(shí)間內(nèi)硫酸根離子的濃度增加的多,因此脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是二氧化硫的還原性強(qiáng),易被氧化。
(3)在不同溫度下,NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中,SO2和NO的平衡分壓px如圖所示。
①由圖分析可知,反應(yīng)溫度升高,O2和NO的平衡分壓負(fù)對(duì)數(shù)減小,這說(shuō)明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,因此脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均減小。
②根據(jù)反應(yīng)的方程式ClO2?+2SO32?===2SO42?+Cl?可知平衡常數(shù)K表達(dá)式為。
【考點(diǎn)定位】考查氧化還原反應(yīng)、蓋斯定律、外界條件對(duì)反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響等
【名師點(diǎn)睛】本題考查物質(zhì)的名稱(chēng)、氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、勒夏特列原理、圖表數(shù)據(jù)和圖像、蓋斯定律等化學(xué)理論知識(shí),平時(shí)的訓(xùn)練中夯實(shí)基礎(chǔ),強(qiáng)化知識(shí)的運(yùn)用,體現(xiàn)了知識(shí)的運(yùn)用能力。平時(shí)的學(xué)習(xí)中注意對(duì)選修4學(xué)習(xí)。依據(jù)題目中所給數(shù)據(jù),再根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)方程式;化學(xué)平衡原理適用于任何化學(xué)平衡,如果改變影響平衡的一個(gè)條件,化學(xué)平衡會(huì)向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)?;瘜W(xué)平衡常數(shù):一定條件下達(dá)到化學(xué)平衡,生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,只受溫度的影響,依據(jù)題目所給信息作出合理判斷;蓋斯定律是對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng),無(wú)論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱效應(yīng)是相同的;本題是綜合性試題,難度適中。
12.【2016年高考浙江卷】(15分)催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)平衡反應(yīng),分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CO2(g)+3 H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJmol-1 I
CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH2 II
某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2,經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
【備注】Cat.1:Cu/ZnO納米棒;Cat.2:Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醛的百分比
已知:①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒
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