3、化解知識(shí)難點(diǎn) 化學(xué)平衡中的難點(diǎn)不少,應(yīng)講究方法,分類突破。比如
①演繹法:用v-t圖象來(lái)完整地演繹平衡建立與移動(dòng)的過(guò)程,理解反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的內(nèi)在聯(lián)系,即平衡移動(dòng)的根本原因是v(正)≠v(逆),平衡建立的必要條件是v(正)=v(逆),等則平,不等則變;如濃度變化的v-t圖象:
②“定一議二”和“先拐先平”法:分析平衡圖象時(shí)確定一個(gè)因素而討論另外二個(gè)因素之間的關(guān)系和先出現(xiàn)拐點(diǎn)即先達(dá)到平衡的曲線溫度高或壓強(qiáng)大或使用了催化劑,如06江蘇第16題;
③巧妙轉(zhuǎn)化法:只有一種反應(yīng)物或生成物的平衡,又加入該物質(zhì)時(shí),分析平衡移動(dòng)方向依據(jù)濃度變化,比較轉(zhuǎn)化率時(shí)將濃度的變化轉(zhuǎn)化為壓強(qiáng)的變化能使思路清晰,如下表。aA(g)bB(g)型反應(yīng)濃度變化時(shí)平衡移動(dòng)與轉(zhuǎn)化率變化分析表
|
特點(diǎn) |
示例 |
改變 |
變化 |
移動(dòng)方向 |
平衡比較 |
(1) |
△n>0 |
PCl5(g)![]() |
又充入PCl5 |
c(PCl5)增大,平衡右移,p增大,平衡左移 |
右移 |
α(PCl5)減小,φ(PCl5)增大 |
(2) |
△n=0 |
2HI(g) ![]() |
又充入HI |
c(HI)增大,平衡右移,p增大,平衡不移動(dòng) |
右移 |
α(HI)不變,φ(HI)不變 |
(3) |
△n<0 |
2NO2(g)
![]() |
又充入NO2 |
c(NO2)增大,平衡右移,p增大,平衡右移 |
右移 |
α(NO2)增大,φ(NO2)減小 |
④平衡計(jì)算的行之有效的“列三行”(起始、變化、平衡或始、變、末)法;
⑤等效平衡中的“一邊倒”、 “極限法”、“投料量相同”、“投料比相同”等等。
講到位、講透徹是突破難點(diǎn)的方法,難點(diǎn)的突破能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。
2、理出知識(shí)清單
(1) 比如“化學(xué)反應(yīng)速率”的知識(shí)清單有:化學(xué)反應(yīng)速率的概念、定性比較與定量描述,反應(yīng)速率之比與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比和化學(xué)方程式之間的關(guān)系,濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑、接觸面積、光照、原電池等條件對(duì)反應(yīng)速率的影響及速率隨時(shí)間變化的曲線;“化學(xué)平衡”的知識(shí)清單有:化學(xué)平衡的建立、特征、標(biāo)志,濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑及加入稀有氣體對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響和平衡移動(dòng)方向,舊平衡的建立、移動(dòng)和新平衡的建立過(guò)程中條件的變化、速率的變化、移動(dòng)的方向以及新平衡與舊平衡中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、含量、濃度、轉(zhuǎn)化率、氣體的密度、壓強(qiáng)、相對(duì)分子質(zhì)量、反應(yīng)熱等各種量的比較、各種量的計(jì)算及相關(guān)的變化圖象,定溫定壓和定溫定容條件下等效平衡的建立和比較、計(jì)算;合成氨的知識(shí)清單有:合成氨反應(yīng)的特點(diǎn),適宜條件的選擇,工業(yè)生產(chǎn)流程,與接觸法制硫酸、侯氏制堿法的的聯(lián)系等。知識(shí)清單能讓學(xué)生對(duì)主干知識(shí)心中有數(shù),又是學(xué)生自評(píng)掌握情況的依據(jù)。復(fù)習(xí)時(shí)要注意“概念求準(zhǔn)”--如v正、v逆、活化分子、平衡特征、平衡標(biāo)志等概念理解準(zhǔn)確;理論求透--如勒夏特列原理,通過(guò)實(shí)驗(yàn)回顧、速率分析、模型建立來(lái)理解,最后巧用比喻“對(duì)著干”來(lái)小結(jié)
1、認(rèn)真分析高考,確定復(fù)習(xí)標(biāo)高
化學(xué)平衡內(nèi)容理論性強(qiáng),難度伸縮性大,在平時(shí)的考試中一般都考的較難,但近年高考各地差距較大,理綜題都并不難,江蘇、廣東的試題較難。建議分層次,以教材習(xí)題和理綜高考題為低目標(biāo),以單學(xué)科高考題為高目標(biāo)。以單科卷的要求來(lái)面對(duì)綜合卷,足矣。
(四)創(chuàng)新題
20、對(duì)于一定條件下的可逆反應(yīng),無(wú)論從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,都可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。一定溫度下,碳與水蒸氣在容積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)并建立平衡:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g); △H >0,試問(wèn):
(1)平衡混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量M1的取值范圍為 <M1< 。
(2)將平衡混合氣體升高溫度,混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量 (填增大、減小或不變,下同),密度將 。
(3)若使用等物質(zhì)的量的CO和H2從逆反應(yīng)方向在相同條件下建立平衡,則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量M2的取值范圍為 <M2< ;若使用不等物質(zhì)的量的CO和H2從逆反應(yīng)方向在相同條件下建立平衡,則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量M3的取值范圍為
<M3< 。
(4)若起始投料C(s)1mol,H2O(g)1mol,在相同條件下反應(yīng)達(dá)到平衡,混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為M,下列四組投料在在相同條件下反應(yīng)達(dá)到平衡后合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量 不可能為M的是(填寫代號(hào)) .
A.C(s)2mol,H2O(g)1mol B.CO(g)1mol,H2(g)1mol
C.C(s)0.5mol,H2O(g)0.4mol,CO(g)0.6mol,H2(g)0.6mol
D.C(s)0.9mol,H2O(g)0.9mol,CO(g)0.1mol
21、合成氨工業(yè)中,原料氣(N2,H2及少量的CO,NH3的混合氣)在進(jìn)入合成塔前常用乙酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來(lái)吸收原料氣中CO,其反應(yīng)為:[Cu(NH3)2Ac]+CO+NH3
[Cu(NH3)3]Ac·CO;△H<0
(1)必須除去原料氣中CO的原因是什么?
(2)吸收CO的生產(chǎn)適宜條件是什么?
(3)吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后又可再生,恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用,再生的適宜條件是什么?
解析答案
1、D 2、B 3、C 4、BD 5、解析:本題考查了等效平衡問(wèn)題。在等溫等壓條件下,把加入的物質(zhì)按照反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物或生成物,物質(zhì)的量之比保持一致即為等效平衡。選項(xiàng)A、B中三者比例為2∶1∶2 ,與題中比例一致,為等效平衡,平衡不移動(dòng)。C可設(shè)想為兩步加入,第一次加入1 mol A、0.5 mol B、1 mol C,此時(shí)平衡不移動(dòng),第二次再加0.5 mol B(此法與一次性各加入1 mol等效),提高反應(yīng)物濃度,平衡向右移動(dòng)。D中均減少1 mol,也可以設(shè)想為兩步進(jìn)行:先將A減少1 mol,B減少0.5 mol,C減少1 mol,此時(shí)平衡不移動(dòng),再將B減少0.5 mol,降低反應(yīng)物濃度,平衡向右移動(dòng)。
答案:C
6、解析:本題考查的是學(xué)生對(duì)影響速率各因素的理解和掌握情況。使用催化劑能同等程度地改變正逆反應(yīng)速率;此反應(yīng)為一氣體反應(yīng),壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率也增大,壓強(qiáng)減小,反應(yīng)速率也減小;升高溫度,給反應(yīng)體系中施加了能量,分子碰撞機(jī)會(huì)增多,正、逆反應(yīng)速率都增大。答案:C
7、解析:該題的關(guān)鍵是HBr由第一個(gè)反應(yīng)生成后,又有一部分在第二個(gè)反應(yīng)中分解,只有求出HBr的總濃度,才能與NH3聯(lián)系起來(lái)。
c(HBr)總=4 mol·L-1+2×0.5 mol·L-1=5 mol·L-1
又c(NH3)=c(HBr)總則有:
v(NH3)==
=2.5 mol·L-1·min-1。答案:B
8、解析:本題考查的是影響平衡的因素對(duì)化學(xué)平衡的影響。
A選項(xiàng),因SO2與H2S作用,使H2S濃度下降,平衡正向移動(dòng);B選項(xiàng),因NH4HS是固體,對(duì)平衡不影響,平衡不移動(dòng);C選項(xiàng),因定容條件下,充入N2時(shí),對(duì)體系各物質(zhì)的濃度并沒有產(chǎn)生影響,故平衡不移動(dòng);D選項(xiàng),因恒壓條件,充入N2時(shí)容器的體積必?cái)U(kuò)大,反應(yīng)體系各物質(zhì)的濃度都減小,相當(dāng)于減壓,平衡正向移動(dòng)。答案:BC
9、解析:本題所給的平衡體,系是一反應(yīng)前后體積不變的可逆反應(yīng),不受壓強(qiáng)影響。其思維過(guò)程如下圖:
我們?cè)O(shè)開始時(shí)有一容器A′,容積是A和B的2倍,并向A′中充入2 mol的HI氣體,B中充入1 mol的HI氣體�?刂艫′與B的溫度都為427 K,這樣A′與B中將建立同一化學(xué)平衡狀態(tài),此時(shí)A′與B兩個(gè)容器中各自的平衡濃度、各組分的百分含量為定值,且平衡時(shí)相等。我們?cè)賹?duì)A′加壓使之變成A的容積,因壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率變大,可見如果一開始把2 mol HI充入A時(shí),速率要比B中大,對(duì)B而言A相當(dāng)于加大了壓強(qiáng),平衡時(shí)間A中較B中短,但加壓平衡并不發(fā)生移動(dòng),因而各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均不變,各組分的體積分?jǐn)?shù)都不變,但因物質(zhì)的量有加和性。故c(I2)A=2c(I2)B。答案:D
10、解析:根據(jù)題意,我們可以設(shè)開始充入的3
L X氣體中含X的物質(zhì)的量為3a mol,則2 L Y氣體中含Y的物質(zhì)的量為2a
mol,因?yàn)榉磻?yīng)在6 L的恒容容器中進(jìn)行,所以當(dāng)X的濃度減小時(shí),其物質(zhì)的量必減小
,則X減小a mol,故有:
4X(g)+
3Y(g) 2Q(g)+ nR(g) ?Δn
4 mol 3 mol 2 mol n mol (n-5)mol
a mol mol
由壓強(qiáng)增加百分比等于物質(zhì)的量增加百分比可得:/5a=5%解得:n=6。
巧解:依題意壓強(qiáng)較反應(yīng)前增大,這就意味著反應(yīng)向生成氣體物質(zhì)的量增大的方向進(jìn)行了。則有:n+2>4+3 n>5。 答案:D
11、解析:由圖(Ⅰ)可知:當(dāng)溫度相同時(shí),p2時(shí)達(dá)平衡較p1時(shí)到平衡所需時(shí)間短,則p2>p1,又知p2時(shí)C%較p1時(shí)的C%大,從而可知x只能為1,再?gòu)?i>T2p2、T1p2兩圖線可知:當(dāng)壓強(qiáng)相同時(shí),T1條件下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)間較T2短,則推知T1>T2,且T1時(shí)C%較T2時(shí)小,推知正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則Q>0,由以上分析可知:升高溫度或降低壓強(qiáng)都可以使平衡向逆向移動(dòng)。
A選項(xiàng),升高溫度時(shí),A的轉(zhuǎn)化率減小,當(dāng)溫度不變時(shí),壓強(qiáng)增大,A的轉(zhuǎn)化率也增大,故A選項(xiàng)正確。
B選項(xiàng),升高溫度時(shí),B的百分含量增大,所以B選項(xiàng)不正確。
C選項(xiàng),因反應(yīng)在恒容條件下進(jìn)行,又因?yàn)闅怏w的總質(zhì)量不變,故氣體的密度也不變,故C選項(xiàng)不正確。
D選項(xiàng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),氣體的物質(zhì)的量增加,平均摩爾質(zhì)量減小,同溫下,壓強(qiáng)越大氣體的物質(zhì)的量越小,平均摩爾質(zhì)量變大,所以D選項(xiàng)正確。
規(guī)律:化學(xué)反應(yīng)平衡圖象問(wèn)題
①弄清橫、縱坐標(biāo)軸及曲線三者之間的關(guān)系及涵義 ②弄清曲線中特殊點(diǎn)、拐點(diǎn)、交點(diǎn)、起點(diǎn)和終點(diǎn)的化學(xué)意義。如反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)+Q中N2
的轉(zhuǎn)化率與溫度T,壓強(qiáng)p,時(shí)間t的關(guān)系圖中“先拐先平”,“先拐”即先出現(xiàn)拐點(diǎn),按速率理論,說(shuō)明溫度高或壓強(qiáng)大�!跋绕健奔聪冗_(dá)到平衡。再根據(jù)勒沙特列原理,采取“定議二”的辦法,即定溫度,討論縱軸與壓強(qiáng)的關(guān)系,或定壓強(qiáng),討論溫度與縱軸的關(guān)系。(例如:圖中如果定溫度為T2時(shí),可以看出壓強(qiáng)p2的圖線較壓強(qiáng)p1的曲線先達(dá)到平衡,時(shí)間t1<t3,也不難看出,p2對(duì)應(yīng)的平衡線較p1對(duì)應(yīng)的平衡線的水平部分高,也即壓強(qiáng)大時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率高。同理,我們也可以定壓強(qiáng)p1,討論T1與T2的高低,因?yàn)槠胶鈺r(shí)間t2<t3,推知T1>T2,升高溫度平衡逆向移動(dòng),也不難看出溫度高時(shí),N2對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化率平衡線水平部分是低的)答案:AD
12、解析:(方法一)設(shè)新平衡時(shí)生成HI氣體的物質(zhì)的量為x mol,則有:
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
1 mol 1 mol 2 mol
轉(zhuǎn)化量 mol
mol x
mol
平衡時(shí) (2.5-)mol (2.5-
)mol x mol
因?yàn)榉磻?yīng)器的容積為1 L,則依題意有:
整理得:x=4 mol。
(方法二)因?yàn)榉磻?yīng)是一不受壓強(qiáng)影響的反應(yīng),我們可以設(shè)想有一個(gè)4 L的容器,向其中充入2 mol H2和2 mol I2蒸氣,平均每升中各占0.5 mol H2和I2,可見當(dāng)它建立平衡狀態(tài)時(shí),每升中平均有0.8 mol的HI氣體,然后我們?cè)儆媚撤N方法把這4 L氣體壓入原容器中,因平衡不受壓強(qiáng)影響,故得出HI的總物質(zhì)的量為
×0.8 mol=4 mol。答案:B
13、BC 14、BD 15、B
16、解析:(1)VA=0.8mol·L-1-0.67mol·L-1/10min =0.013 mol·(L·min)-1。
(2)對(duì)比實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2可知,從10min到20min,實(shí)驗(yàn)1的A的濃度相同,說(shuō)明是同一平衡狀態(tài),即c2= 1.0 mol·L-1,又因?qū)嶋H反應(yīng)的速率快,達(dá)到平衡所需時(shí)間短,說(shuō)明反應(yīng)中使用了催化劑。
(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)1可知,從10min到20min,實(shí)驗(yàn)1的A的濃度變化值為0.13 mol·L-1,而實(shí)驗(yàn)3的A濃度變化值為0.17 mol·L-1,這就說(shuō)明了υ3>υ1。又知從0min到10minA的濃度變化值應(yīng)大于0.17 mol·L-1,即c3>(0.92+0.17)mol·L-1 =1.09 mol·L-1。
(4)對(duì)比實(shí)驗(yàn)4與實(shí)驗(yàn)1可知,兩實(shí)驗(yàn)的起始濃度相同,反應(yīng)溫度不同,達(dá)平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)4的A的濃度小,說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)4A進(jìn)行的程度大,即溫度越高,A的轉(zhuǎn)化率越大,說(shuō)明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 [答案] (1)0.013(2)1.0;催化劑(3)>;>(4)吸熱;溫度升高時(shí),平衡向右移動(dòng)
17、(1)(1-a);(2)3a;(3)2、(3-3a)、丁。若3a大于1,B的物質(zhì)的量小于2mol、若3a=1,B的物質(zhì)的量等于2mol、若3a小于1,B的物質(zhì)的量大于2mol;(4)a/(2-a);(5)乙。因?yàn)?5)小題中容器容積不變,而(1)小題中容器的容積縮小,所以(5)小題的容器中的壓強(qiáng)小于(1)小題容器中的壓強(qiáng),有利于逆向反應(yīng),幫反應(yīng)達(dá)到平衡后a大于b。
18、 (1) 0.03 (2) ①平衡 大于 ② d a
19、(1)a=16 (2)8mol (3)5:4 (4)2:3 (5)1:2 (6)3:3:2
20、(1)15,18 (2)減小,增大 (3)15,18;2,28 (4)D
21、[解析] 合成氨工業(yè)中要使用催化劑,某些物質(zhì)會(huì)使催化劑的活性降低甚至消失,從而發(fā)生催化劑中毒。故必須除去原料氣中CO。根據(jù)吸收原料氣中CO的反應(yīng)方程式:[Cu(NH3)2Ac]+CO+NH3
[Cu(NH3)3]Ac·CO;△H<0可知,加壓和采取較低的溫度可使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),有利于CO的吸收。要使吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后又可再生,恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用,只要使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)即可。
[答案](1)防止催化劑中毒;(2)低溫、高壓;(3)高溫、低壓。
(三)解答題
19、 恒溫下,將amolN2與bmolH2的混合氣體通入一個(gè)固定容積的密閉容器中,發(fā)生如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
(1)若反應(yīng)進(jìn)行到某時(shí)刻t時(shí),nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,計(jì)算a的值。
(2)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),混合氣體的體積為716.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),其中NH3的含量(體積分?jǐn)?shù))為25%。計(jì)算平衡時(shí)NH3的物質(zhì)的量。
(3)原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比(寫出最簡(jiǎn)整數(shù)比,下同),n(始)∶n(平)= 。
(4)原混合氣體中,a∶b= 。
(5)達(dá)到平衡時(shí),N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比,α(N2)∶α(H2)= 。
(6)平衡混合氣體中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=
(二)、填充題
16、某化學(xué)反應(yīng)2A B+D在四種不同條件下進(jìn)行,B、D起始濃度為0,反應(yīng)物A的濃度(mol·L-1)隨反應(yīng)時(shí)間(min)的變化情況如下表:
根據(jù)上述數(shù)據(jù),完成下列填空:
⑴在實(shí)驗(yàn)1,反應(yīng)在10至20min時(shí)間內(nèi)平均速率為 mol·(L·min)-1。
⑵在實(shí)驗(yàn)2,A的初始濃度c2= mol·L-1,反應(yīng)經(jīng)20min就達(dá)到平衡,可推測(cè)實(shí)驗(yàn)2中還隱含的條件是 。
⑶設(shè)實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)速率為υ3,實(shí)驗(yàn)1的反應(yīng)速率為υ1,則υ3 υ1(填“>”“=”“<”),且c3 1.0mol·L-1(填“>”“=”“<”)。
⑷比較實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)1,可推測(cè)該反應(yīng)是 反應(yīng)(選填“吸熱”“放熱”)。理由是 。
17、Ⅰ.恒溫恒壓下,在一個(gè)可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng):
A(氣)+B(氣)C(氣)
(1)若開始時(shí)放入1molA和1molB,達(dá)到平衡后,生成amolC,這時(shí)A的物質(zhì)的量為_________mol。
(2)若開始時(shí)放入3molA和3molB,達(dá)到平衡后,生成C的物質(zhì)的量為_________mol。
(3)若開始時(shí)放入xmolA和2molB和1molC,達(dá)到平衡后,A和C的物質(zhì)的量分別是ymol和3amol,則x= mol,y= mol。
平衡時(shí),B的物質(zhì)的量 (選填一個(gè)編號(hào))。
(甲)大于2mol (乙)等于2mol
(丙)小于2mol (丁)可能大于、等于或小于2mol。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到達(dá)平衡后,C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 。
Ⅱ.若維持溫度不變,在一個(gè)與(1)反應(yīng)前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應(yīng)
(5)開始時(shí)放入1molA和1molB到達(dá)平衡后生成bmolC。將b與(1)小題中的a進(jìn)行比較 (選填一個(gè)編號(hào))。
(甲)a<b (乙)a>b (丙)a=b (丁)不能比較a和b的大小
作出此判斷的理由是 。
18、 (1)在一體積為10L的容器中,通人一定量的CO和H2O,在850℃時(shí)發(fā)生如下反應(yīng):
CO(g)十H2O(g)
CO2(g)十H2 (g)十Q(Q>0)
CO和H2O濃度變化如下圖,則 0-4min的平均反應(yīng)速率v(CO)=______ mol/(L·min)
(2)t℃(高于850℃)時(shí),在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng),容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如上表。
①表中3min-4min之間反應(yīng)處于_________狀態(tài); C1數(shù)值_________0.08 mol/L (填大于、小于或等于)。
②反應(yīng)在4min-5min問(wèn),平衡向逆方向移動(dòng),可能的原因是________(單選),表中5min-6min之間數(shù)值發(fā)生變化,可能的原因是__________(單選)。
a.增加水蒸氣 b.降低溫度
c.使用催化劑 d.增加氫氣濃度
(一) 選擇題
1、反應(yīng)E+F=G在溫度T1下進(jìn)行,反應(yīng)M+N=K在溫度T2下進(jìn)行,已知T1>T2,且E和F的濃度均大于M和N的濃度(其它條件均相同),則兩者的反應(yīng)速率 ( )
A.前者大 B.后者大 C.一樣大 D.無(wú)法判斷
2、 將下列四種X溶液,分別加入四個(gè)盛有10mL3 mol/L的稀硫酸的燒
杯中,加水稀釋到100mL,此時(shí),X和鹽酸緩慢反應(yīng),其中反應(yīng)最快的是 ( )
A.10℃ 20mL 3mol/L的X溶液 B.20℃ 30mL 2mol/L的X溶液
C.20℃ 10mL 4mol/L的X溶液 D.10℃ 10mL 2mol/L的X溶液
3、可逆反應(yīng):A+3B2C+2D在四種不同的情況下,反應(yīng)速率分別為①VA=0.15mol/(L·S)②VB=0.6mol/(L·S)③VC=0.4mol/(L·S)④VD=0.45mol/(L·S)則以上四種情況下反應(yīng)速率由小到大排列正確的是
( )
A.②>④>③>① B.②>③=④>①
C.④>②=③>① D.④>③>②>①
4、對(duì)于可逆反應(yīng)N2 (g) + 3 H2(g) 2NH3(g)達(dá)到平衡狀態(tài),下列關(guān)系式正確的是
( )
A.v(H2)正=3v(N2)正 B.v(H2)正=3v(N2)逆
C.2v(NH3)逆=v(N2)正 D.2v(H2)正=3v(NH3)逆
5、某溫度下,在一容積可變的容器中,反應(yīng)2A(g)+B(g) 2C(g)達(dá)到平衡時(shí),A、B和C的物質(zhì)的量分別為4 mol、2 mol和4 mol。保持溫度和壓強(qiáng)不變,對(duì)平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整,可使平衡右移的是
( )
A.均減半 B.均加倍 C.均增加1 mol D.均減少1 mol
6、NO和CO都是汽車尾氣中的有害物質(zhì),它們緩慢起反應(yīng)生成氮?dú)夂投趸�,即�?/p>
2NO+2CO2CO2+N2,對(duì)此反應(yīng)下列敘述正確的是
( )
A.使用催化劑不改變反應(yīng)速率 B.降低壓強(qiáng),逆反應(yīng)速率增大
C.升高溫度能加快反應(yīng)速率 D.壓強(qiáng)對(duì)該反應(yīng)無(wú)影響
|
A.0.5 mol·L-1·min-1 B.2.5 mol·L-1·min-1
C.2 mol·L-1·min-1 D.5 mol·L-1·min-1
8、反應(yīng)NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某溫度下達(dá)到平衡,下列各種情況中,平衡不能發(fā)生移動(dòng)的是
( )
A.其他條件不變時(shí),通入SO2氣體 B.移走一部分NH4HS固體
C.恒容條件下,充入一定量的氮?dú)釪.壓強(qiáng)不變時(shí),充入一定量的氮?dú)?/p>
9、在體積相等的密閉容器A、B中,保持溫度為427 K,同時(shí)向A、B中分別加入a mol和b mol的HI氣體(a>b),待反應(yīng)2HI(g) H2(g)+I2(g)達(dá)到平衡后,下列說(shuō)法中正確的是
( )
A.從反應(yīng)開始至平衡所需時(shí)間tA>tB B.平衡時(shí)I2的濃度c(I2)A=c(I2)B
C.平衡時(shí)I2蒸氣的體積分?jǐn)?shù)A%>B% D.HI的平衡分解率αA=αB
10、在一個(gè)6 L的密閉容器中放入3 L
X氣體和2 L Y氣體,在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng):4X(g)+3Y(g) 2Q(g)+nR(g)當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡后,容器內(nèi)溫度不變,混合氣體的壓強(qiáng)比原來(lái)增大5%,X的濃度減小
,則該反應(yīng)式中n的值為
(
)
A.3 B.4 C.5 D.6
11、在某容積一定的密閉容器中,可逆反應(yīng)A(g)+B(g)xC(g)+Q符合圖(Ⅰ)所示的關(guān)系,則由此推斷圖象(Ⅱ)的正確說(shuō)法是
( )
A.p3>p4 y軸表示A的轉(zhuǎn)化率 B.p3<p4 y軸表示B的百分含量
C.p3>p4 y軸表示混合氣體的密度 D.p3>p4 y軸表示混合氣體的平均摩爾質(zhì)量
12、已知可逆反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g)在一定溫度下達(dá)到平衡,平衡時(shí)各平衡濃度間存在
為一常數(shù),若某溫度時(shí),1 L密閉容器中充入H2和I2的物質(zhì)的量各0.5 mol,平衡時(shí)生成的HI為0.8
mol,如果其他條件不變,再充入2 mol H2和2 mol I2蒸氣,則達(dá)到新平衡時(shí)生成HI的物質(zhì)的量為
( )
A.0.8 mol B.4 mol C.3.2 mol D.2.4 mol
13、(06江蘇)某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)化學(xué)平衡的影響,得到如下變化規(guī)律(圖中P表示壓強(qiáng),T表示溫度,n表示物質(zhì)的量):
根據(jù)以上規(guī)律判斷,下列結(jié)論正確的是
A.反應(yīng)Ⅰ:△H>0,P2>P1
B.反應(yīng)Ⅱ:△H<0,T1>T2
C.反應(yīng)Ⅲ:△H>0,T2>T1;或△H<0,T2<T1
D.反應(yīng)Ⅳ:△H<0,T2>T1
14、(07江蘇)一定溫度下可逆反應(yīng):A(s)+2B(g)2C(g)+D(g);△H<0�,F(xiàn)將1mol A和2molB加入甲容器中,
將4 molC和2 mol D加入乙容器中,此時(shí)控制活塞P,使乙的容積為甲的2倍,t1時(shí)兩容器內(nèi)均達(dá)
到平衡狀態(tài)(如圖1所示,隔板K不能移動(dòng))。下列說(shuō)法正確的是
A.保持溫度和活塞位置不變,在甲中再加入1molA和2molB,達(dá)到新的平衡后,甲中C的濃度
是乙中C的濃度的2倍
B.保持活塞位置不變,升高溫度,達(dá)到新的平衡后,甲、乙中B的體積分?jǐn)?shù)均增人
C.保持溫度不變,移動(dòng)活塞P,使乙的容積和甲相等,達(dá)到新的平衡后,乙中C的體積分?jǐn)?shù)
是甲中C的體積分?jǐn)?shù)的2倍
D.保持溫度和乙中的壓強(qiáng)不變,t2時(shí)分別向甲、乙中加入等質(zhì)量的氦氣后,甲、乙中反應(yīng)速
率變化情況分別如圖2和圖3所示(t1前的反應(yīng)速率變化已省略)
15、(07福建理綜)下圖是在恒溫密閉容器中進(jìn)行的某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖。下列敘述與示意圖不相不符的是
A、反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等
B、該反應(yīng)達(dá)到平衡態(tài)I后,增大反應(yīng)物的濃度,平衡發(fā)生移動(dòng),達(dá)到平衡態(tài)II
C、該反應(yīng)達(dá)到平衡態(tài)I以后,減小反應(yīng)物濃度,平衡發(fā)生移動(dòng),達(dá)到平衡態(tài)II
D、同一種反應(yīng)物在平衡態(tài)I和平衡態(tài)II時(shí)濃度不相等。
(二)2008年高考預(yù)測(cè)
化學(xué)反應(yīng)速率理論上是解決快出產(chǎn)品的問(wèn)題,化學(xué)平衡理論主要是解決多出產(chǎn)品的。這兩個(gè)問(wèn)題無(wú)論對(duì)理論研究還是化工生產(chǎn)都具有重大意義。預(yù)測(cè)在2007年高考選擇題中多以考查化學(xué)平衡的基本概念和影響平衡移動(dòng)的條件為主,對(duì)化學(xué)平衡的計(jì)算的考查主要是基礎(chǔ)計(jì)算,而在第Ⅱ卷中,常出現(xiàn)高思維強(qiáng)度的題目,以考查學(xué)生的思維判斷能力,例如等效平衡的比較判斷,應(yīng)用數(shù)學(xué)方法對(duì)化學(xué)平衡原理進(jìn)行定量分析等。
1、穩(wěn)定 高考命題的指導(dǎo)思想一直是穩(wěn)中有變,2008年高考對(duì)化學(xué)平衡的考查也會(huì)在題型、題量、賦分、取材、命題風(fēng)格上保持相對(duì)穩(wěn)定。鑒于05、06、07年的綜合題中化學(xué)平衡幾乎都占1/16, 08年試卷中出一道選擇題的可能性仍是最大的。同時(shí),近年綜合卷中難覓大題蹤影,因此,以大型填空題或填空、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算相融合的綜合題來(lái)考查化學(xué)平衡的可能性也是存在的。
2、 創(chuàng)新 創(chuàng)新是試題的靈魂和魅力所在。化學(xué)平衡中包含很廣闊的創(chuàng)新空間,如化學(xué)
反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的實(shí)驗(yàn)分析和設(shè)計(jì)、靈活多變的化學(xué)平衡圖象、小巧新穎的速率和平衡計(jì)算等,特別是在情景、取材上創(chuàng)新,在圖象上創(chuàng)新,化學(xué)平衡的思想和勒夏特列原理在其它平衡體系中的應(yīng)用等值得關(guān)注。
3、綜合 學(xué)科內(nèi)綜合性體現(xiàn)好的試題是“亮點(diǎn)”,顯得新穎而體現(xiàn)選拔功能。這方面江蘇的考題走在前面, 往往4個(gè)選項(xiàng)的角度不同或4個(gè)圖象的類型不同,這種綜合方式還可能出現(xiàn)在今后的高考中并會(huì)不斷創(chuàng)新。
4、 遷移 這里所說(shuō)的遷移主要是指各種不同類型的高考試卷之間的借鑒遷移。如全國(guó)卷與京津卷、綜合卷與單科卷、舊課程卷與新課程卷等。現(xiàn)行新教材中補(bǔ)充了化學(xué)反應(yīng)速率的定量測(cè)定和曲線繪制(舊教材中側(cè)重于定性比較)、活化能、平衡常數(shù)、沉淀溶解平衡、溶度積等大量知識(shí),是否會(huì)以信息的形式引入即將進(jìn)入新課程的省區(qū)的高考試題中是一個(gè)值得考慮的問(wèn)題。
(一)方法總結(jié)
1、外界條件的變化對(duì)v(正)、v(逆)的影響
升溫,v(正)、v(逆)一般均加快,吸熱反應(yīng)增加的倍數(shù)大于放熱反應(yīng)增加的倍數(shù);降溫,v(正)、v(逆)一般均減小,吸熱反應(yīng)減小的倍數(shù)大于放熱反應(yīng)減小的倍數(shù)。加壓對(duì)有氣體參加的反應(yīng),v(正)、v(逆)均增大,氣體體積之和大的一側(cè)增加倍數(shù)大于氣體體積之和小的一側(cè)增加的倍數(shù);降壓,v(正)、v(逆)均減小,氣體體積之和大的一側(cè)減小的倍數(shù)大于氣體體積之和小的一側(cè)減小的倍數(shù)。增加反應(yīng)物的濃度,v(正)急劇增大,v(逆)逐漸增大。加催化劑可同倍地改變v(正)、v(逆)。
稀有氣體或其他非反應(yīng)氣體,充入反應(yīng)容器中,分以下兩種情況討論:①若容器恒溫、恒容,則充入的稀有氣體或其他不反應(yīng)氣體雖改變了容器內(nèi)氣體壓強(qiáng),但卻沒有改變反應(yīng)氣體產(chǎn)生的分壓,即并沒有改變反應(yīng)物的濃度,不影響化學(xué)反應(yīng)速率。②若容器恒溫、恒壓,則充入的稀有氣體或其他不反應(yīng)氣體,就會(huì)使容器容積擴(kuò)大,雖未減少容器內(nèi)氣體壓強(qiáng),但卻減小了反應(yīng)氣體產(chǎn)生的分壓,即降低了反應(yīng)的濃度,故能使反應(yīng)速率降低。
2、分析化學(xué)平衡移動(dòng)的一般思路
應(yīng)用上述規(guī)律分析問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意:
(1)不要把v(正)增大與平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)等同起來(lái),只有v(正)>v(逆)時(shí),才使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。
(2)不要把平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)與原料轉(zhuǎn)化率的提高等同起來(lái),當(dāng)反應(yīng)物總量不變時(shí),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高,當(dāng)增大一種反應(yīng)物的濃度,使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)時(shí),只會(huì)使另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高。
3、判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù)(標(biāo)志)
4、等效平衡原理及規(guī)律
(1)等效平衡原理
相同條件下,同一可逆反應(yīng)體系,不管從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,只要按反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投入反應(yīng)物或生成物,建立起的平衡狀態(tài)都是相同的,這就是所謂等效平衡原理。
由于化學(xué)平衡狀態(tài)與條件有關(guān),而與建立平衡的途徑無(wú)關(guān)。因而,同一可逆反應(yīng),從不同的狀態(tài)開始,只要達(dá)到平衡時(shí)條件(溫度、濃度、壓強(qiáng)等)完全相同,則可形成等效平衡。
如:常溫常壓下,可逆反應(yīng):
2SO2 + O2 2SO3
①2 mol 1 mol 0 mol
②0 mol 0 mol 2 mol
③0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
①?gòu)恼磻?yīng)開始,②從逆反應(yīng)開始,③正逆反應(yīng)同時(shí)開始,由于①②③三種情況如果按方程式的計(jì)量關(guān)系折算成同一方向的反應(yīng)物,對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量均相等(如將②③折算為①)。
(2)等效平衡規(guī)律
①在定溫、定容條件下,對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)只改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同,則兩平衡等效。
②在定溫、定容情況下,對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng),只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比值與原平衡相同,兩平衡等效。
③在定溫、定壓下,改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則達(dá)平衡后與原平衡等效。
5.化學(xué)反應(yīng)速率大小的變化與化學(xué)平衡移動(dòng)的關(guān)系
根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的實(shí)質(zhì)是v(正)=v(逆)可知,某可逆反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)與v(正)、v(逆)的數(shù)值大小無(wú)關(guān),只與v(正)、v(逆)的相對(duì)大小有關(guān),即當(dāng)外界條件改變引起v(正)、v(逆)的大小發(fā)生變化時(shí),平衡狀態(tài)是否發(fā)生移動(dòng),取決于變化后的v(正)、v(逆)的相對(duì)大小�?偨Y(jié)如下:不管v(正)、v(逆)的數(shù)值變大還是變小,只要變化后①v′(正)>
v′(逆),則平衡正向移動(dòng);②v′(正)<v′(逆),則平衡逆向移動(dòng);③v′(正)=v′(逆),則平衡不發(fā)生移動(dòng)。
6.勒夏特列原理的適用范圍
勒夏特列原理適用于中學(xué)化學(xué)中一切關(guān)于平衡的問(wèn)題,即它除適用于化學(xué)平衡外,還適用于溶解平衡、電離平衡、水解平衡、絡(luò)合平衡等有關(guān)平衡的問(wèn)題。
7.稀有氣體與化學(xué)平衡
(1)在恒溫、恒容下:平衡不發(fā)生移動(dòng)。因?yàn)楹闳�,各氣體組分的濃度不變。可認(rèn)為各氣體的“分壓”沒變,對(duì)平衡無(wú)影響。
(2)在恒溫、恒壓下:平衡一般發(fā)生移動(dòng)。因?yàn)楹銐海淙胂∮袣怏w,體積一定增大,各氣體組分的濃度減小,平衡向著使氣體體積增大的方向移動(dòng)。但對(duì)于反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積不變的反應(yīng),平衡不移動(dòng)。
8.解有關(guān)圖象題注意的問(wèn)題
一般說(shuō)來(lái)解圖象題的大致方法如下:
(1)一看面,即認(rèn)準(zhǔn)橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)各表示什么量。
(2)二看線,即看清曲線的起點(diǎn)位置及曲線的變化趨勢(shì),確定函數(shù)曲線的增減性。弄清曲線斜率大小即曲線“平”與“陡”的意義。
(3)三看點(diǎn),即準(zhǔn)確把握各特殊點(diǎn)包含原點(diǎn)、曲線的拐點(diǎn)、最高點(diǎn)的含義。
(4)四看要不要作輔助線(如等溫線、等壓線),并看清定量圖象中有關(guān)量的多少。
(5)認(rèn)準(zhǔn)某些關(guān)鍵數(shù)據(jù)在解題中的特定作用。
(6)全面、準(zhǔn)確地從圖中找出直接或隱含的化學(xué)相關(guān)知識(shí)。
例1、100 mL 6 mol·L-1的硫酸與過(guò)量的鋅粉反應(yīng),在一定溫度下,為了減緩反應(yīng)速率,但又不影響生成氣體的總量,可向反應(yīng)物中加入適量的 ( )
A.硫酸鈉(固體) B.水 C.硫酸鉀溶液 D.硫酸銨(固體)
答案:BC
[解析]A選項(xiàng)中Na2CO3固體雖然能減小c(H+),但使H+的物質(zhì)的量減少,進(jìn)而影響了氫氣的總量。D選項(xiàng),硫酸銨固體不但不會(huì)減小c(H+),反而能使H+的量增大,影響氫氣的量。B、C兩個(gè)選項(xiàng),實(shí)質(zhì)都是用水把鹽酸稀釋了,但沒有影響氫氣的總量,因而正確選項(xiàng)為B、C。
[答案]B、C
[點(diǎn)評(píng)]本題主要考查濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,主要分兩個(gè)層次:一是減緩反應(yīng)速率,二是又不影響產(chǎn)生氣體的總量,從反應(yīng)的離子方程式:Zn+2H+=Zn2++H2↑的實(shí)質(zhì)上看,可采取的措施只能是減少c(H+)。
例2、反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在兩升密閉容器中進(jìn)行1分鐘后,NH3減少了0.12 mol,則平均每秒鐘濃度變化正確的是 ( )
A.NO:0.001 mol·L-1 B.H2O:0.002 mol·L-1
C.NH3:0.002 mol·L-1 D.O2:0.00125 mol·L-1
[解析]v(NH3)==
=0.001 mol·L-1·s-1
又因:υ(NH3)∶υ(O2)∶υ(NO)∶υ(H2O)=4∶5∶4∶6不難得出:
v(O2)=v(NH3)=0.00125 mol·L-1·s-1
v(NO)=v(NH3)=0.001 mol·L-1·s-1
v(H2O)=v(NH3)=0.0015 mol·L-1·s-1
[答案]AD
[點(diǎn)評(píng)]本題是考查學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率概念的理解情況。本題讓求每秒鐘濃度變化,其實(shí)質(zhì)就是求反應(yīng)速率。
例3、 某溫度時(shí),在2L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系曲線如圖所示。
(1)由圖中的數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ___________
(2)反應(yīng)開始至2min、5minZ的平均反應(yīng)速率為 、 ;
(3)5min后Z的生成速率比5min末Z的生成速率 (大、小、相等)。
[解析] 回答第一個(gè)問(wèn)題,首先要根據(jù)X、Y的物質(zhì)的量的減少,Z的物質(zhì)的量增加,分析出X、Y是反應(yīng)物,Z是生成物,再根據(jù)2分鐘內(nèi)或5分鐘內(nèi)物質(zhì)的量的變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,確定X、Y、Z的化學(xué)計(jì)量數(shù)。
第二個(gè)問(wèn)題則先分別求出2min內(nèi)和5min內(nèi)Z的濃度變化,然后根據(jù)公式求出反應(yīng)速率。
第三個(gè)問(wèn)題要注意到從5min開始,反應(yīng)達(dá)到平衡,反應(yīng)速率不變。
(1)由X、Y的物質(zhì)的量的減少,Z的物質(zhì)的量增加,說(shuō)明X、Y是反應(yīng)物,Z是生成物, 5分鐘內(nèi)X、Y、Z物質(zhì)的量的變化之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比=0.6mol:0.2mol:0.4mol=3:1:2,所以,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
3X+Y 2Z
(2)反應(yīng)開始至2min,△n(Z)=0.2mol,
△c(Z)=0.2mol/2L=0.1 mol·L-1,
v(Z)=0.1 mol·L-1/2min=0.05 mol/(L·min)
5min 時(shí),△n(Z)=0.4mol,
△c(Z)=0.4mol/2L=0.2 mol/L
v(Z)=0.2 mol·L-1/5min=0.04 mol/(L·min)
(3)5min時(shí),反應(yīng)達(dá)到了平衡,各物質(zhì)的反應(yīng)速率不再改變,故5min后Z的生成速率與5min末Z的生成速率相等。
[答案](1)3X+Y 2Z (2)0.05 mol/(L·min),0.04 mol/(L·min) (3)相等
[點(diǎn)評(píng)]解圖象題時(shí)要注意挖掘隱藏在圖象中的條件。
例4、二氧化氮在加熱條件下能夠分解成一氧化氮和氧氣。該反應(yīng)進(jìn)行到45 s時(shí),達(dá)到平衡(此時(shí)NO2的濃度約為0.0125 mol·L-1)。下圖中的曲線表示二氧化氮分解反應(yīng)在前25 s內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程。
(1)請(qǐng)計(jì)算前20 s內(nèi)氧氣的平均生成速率;
(2)若反應(yīng)延續(xù)到70 s,請(qǐng)?jiān)趫D中用實(shí)線畫出25 s至70 s的反應(yīng)進(jìn)程曲線。
(3)若反應(yīng)開始時(shí)加入催化劑(其他條件不變),請(qǐng)?jiān)趫D上用虛線畫出加入催化劑后的反應(yīng)進(jìn)程曲線。
[解析](1)v(O2)=v(NO2)=
×
=5.5×10-4mol·L-1·s-1
(2)因?yàn)?5 s時(shí)達(dá)平衡,此時(shí)NO2的濃度為0.0125 mol·L-1,在圖中45 s處畫出縱坐標(biāo)0.0125 mol·L-1,因平衡后各自的濃度將不再變化,在70 s處,再畫出縱坐標(biāo)為0.0125 mol·L-1的點(diǎn),把縱坐標(biāo)為0.016 mol·L-1(20 s時(shí))、0.0125 mol·L-1(45 s時(shí))及0.0125 mol·L-1(70 s時(shí))三個(gè)點(diǎn)相連即得如上圖所示的曲線。
(3)催化劑能同等程度地改變正逆反應(yīng)速率縮短了化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡的時(shí)間,但不會(huì)改變化學(xué)平衡狀態(tài),平衡時(shí)間前移,但NO2的平衡濃度仍保持0.0125 mol·L-1,從而得出如上圖虛線部分的曲線示意圖。
[答案](1)5.5×10-4mol·L-1·s-1
( 2)如下圖
(3)如下圖虛線部分
二氧化碳的濃度與時(shí)間的關(guān)系
[點(diǎn)評(píng)]本題考查了學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的掌握以及平衡時(shí)速率特點(diǎn)和催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響,同時(shí)也考查了學(xué)生識(shí)圖、繪圖的能力。
例5、一定溫度下,下列敘述不能作為可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C (g) 達(dá)到平衡狀態(tài)標(biāo)志的是
( )
(1)C生成速率與C分解速率相等
(2)單位時(shí)間內(nèi)生成amolA,同時(shí)生成3amolB
(3)A、B、C的濃度不再變化
(4)A、B、C的壓強(qiáng)不再變化
(5)混合氣體的總壓不再變化
(6)混合氣體的物質(zhì)的量不再變化
(7)單位時(shí)間內(nèi)消耗amoA,同時(shí)生成3amolB
(8)A、B、C的分子數(shù)之比為1:3:2。
A. (2) (8) B. (1) (6) C.(2) (4) D. (3) (8)
[解析]一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是:①v(正)=v(逆),但必須是同一物質(zhì);②反應(yīng)混合物中各組分的百分含量保持不變,另外,還可以再演變出其它一些判斷依據(jù),由于該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生了變化,所以,只有平衡狀態(tài)時(shí),氣體的總物質(zhì)的量、總體積、總壓強(qiáng)、密度等不發(fā)生變化,這些方面也可以作為平衡狀態(tài)的標(biāo)志。因此,(1)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)達(dá)到平衡,(2)、(8)不能確定,答案為A
[答案]A
[點(diǎn)評(píng)] 一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),v(正)=v(逆)是對(duì)同一物質(zhì)或者是化學(xué)計(jì)量數(shù)相同的物質(zhì)而言的,對(duì)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同的物質(zhì)就要換算成同一物質(zhì)進(jìn)行比較,看是否相等;對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng),還可以根據(jù)氣體的總物質(zhì)的量、總體積、總壓強(qiáng)、密度不變來(lái)判斷,但對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)則不行。
例6、 可逆反應(yīng)mA(固)+nB(氣) eC(氣)+fD(氣)反應(yīng)過(guò)程中,當(dāng)其他條件不變時(shí),C的體積分?jǐn)?shù)j(C)在不同溫度(T)和不同壓強(qiáng)(P)的條件下隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是
( )
A.達(dá)到平衡后,若使用催化劑,C的體積分?jǐn)?shù)將增大
B.當(dāng)平衡后,若溫度升高,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C.化學(xué)方程式中,n>e+f
D.達(dá)到平衡后,增加A的質(zhì)量有利于化學(xué)平衡向正反 應(yīng)方向移動(dòng)
[解析] 從(1)圖中應(yīng)先判斷出T1與T2溫度的大小關(guān)系。在其他條件不變時(shí),溫度升高,反應(yīng)速率變大,達(dá)到平衡時(shí)間越短。由此可知,T2>T1。從圖(1)分析可知溫度較高時(shí)j(C)變小,說(shuō)明升高溫度時(shí),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以該正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。B選項(xiàng)是正確的。從(2)圖中,應(yīng)先判斷出P1與P2大小關(guān)系。在其他條件不變情況下,壓強(qiáng)越大,達(dá)到平衡的時(shí)間就越短,由此可知P2>P1。從圖中可知,壓強(qiáng)增大時(shí)j(C)變小,說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),逆反應(yīng)方向是氣體體積減小方向,即n<e+f,C項(xiàng)錯(cuò)誤。由于使用催化劑,并不影響化學(xué)平衡的移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤。在化學(xué)平衡中,增大或減小固體物質(zhì)的質(zhì)量不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)。因此D項(xiàng)錯(cuò)誤。
[答案] B
[點(diǎn)評(píng)]本題是一道圖象題,考查了溫度、壓強(qiáng)、催化劑對(duì)平衡的影響。
例7、某溫度時(shí),在一個(gè)定容器中放入3L的A和1L的B,充分反應(yīng)后,建立如下平衡:3A(g)+B(g) xC(g)+yD(g) 平衡時(shí)測(cè)得混合氣體中D的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為n%。如果現(xiàn)在把0.6L的A、0.2L的B、0.8L的C和wL(w≤1.6)的D氣體,在相同溫度下放入相同的容器中,當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),測(cè)得混合氣體中D的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也是n%。
(1)請(qǐng)將x、y、w可能的組合數(shù)值填入下表(有幾組就填幾組)
組號(hào) |
x |
y |
w |
�、� |
|
|
|
② |
|
|
|
�、� |
|
|
|
④ |
|
|
|
�、� |
|
|
|
⑥ |
|
|
|
(2) 若對(duì)(1)中某一平衡體系,在溫度不變的情況下,設(shè)法使容器體積逐漸減小(增大壓強(qiáng)),結(jié)果發(fā)現(xiàn),平衡先向正反應(yīng)方向移動(dòng),后又向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。則
x= y= ;后來(lái)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的原因是 。
[解析]本題是涉及到阿佛加德羅定律、等效平衡的綜合性較強(qiáng)的化學(xué)平衡題。屬較難題。
題(1):根據(jù)阿佛加德羅定律,同溫同壓下兩種氣體的體積比等于它們的物質(zhì)的量比,題目中原起始加入的3LA和1LB的體積比為3∶1,其物質(zhì)的量比也應(yīng)為3∶1。因此,為了討論方便,我們就可以將題中的所有體積單位L用mol來(lái)代替。
首先分析在什么情況下平衡時(shí)D的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變。
①當(dāng)C和D的物質(zhì)的量比恰好等于x∶y,且C和D恰好完全轉(zhuǎn)化為 A和B,此時(shí)若A的總物質(zhì)的量為3mol,B的總物質(zhì)的量為1mol,則與原起始加入的3molA和1molB等效。反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)D的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都應(yīng)為n%.即等效平衡。
②當(dāng)可逆反應(yīng)3A(g)+B(g)
xC(g)+yD(g) 兩邊氣態(tài)物質(zhì)前計(jì)量數(shù)之和相等時(shí),也就是
3 + 1 = x + y 。對(duì)原起始加入3molA和1molB的平衡體系,設(shè)法增大容器體積或減小容器體積(改變壓強(qiáng)),顯然平衡是不移動(dòng)的。D的質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍為為n%.若起始加入6molA和2molB當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)D的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?同樣道理,平衡時(shí)D的質(zhì)量分?jǐn)?shù)還是n%。這就是說(shuō),若起始只加入A、B且物質(zhì)的量之比等于3∶1,達(dá)平衡時(shí)D的質(zhì)量分?jǐn)?shù)定是n%。
因此,只要起始加入A、B的物質(zhì)的量之比等于3∶1,C、D的物質(zhì)的量之比等于x∶y,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)D的質(zhì)量分?jǐn)?shù)定為n%。
解答本題現(xiàn)在可歸結(jié)為二種情況:
① 當(dāng)x + y ≠ 4 時(shí)(由等效平衡討論)
3A(g) + B(g) xC(g) + yD(g)
3 1 x y
3-0.6 1-0.2 0.8 w
3/2.4= x/0.8 x=1 1/0.8= y/w w=0.8 y
由w=0.8 y討論:
當(dāng) x=1 y=1 時(shí) w=0.8
當(dāng) x=1 y=2 時(shí) w=1.6
當(dāng) x=1 y≥3 時(shí) w≥2.4>1.6(不合題意)
② 當(dāng)x + y = 4 時(shí)
3A(g) + B(g) xC(g) + yD(g)
x y
0.8 w
x/0.8= y/w w=0.8 y/ x
討論:
當(dāng) x=1 y=3 時(shí) w≥2.4>1.6(不合題意)
當(dāng) x=2 y=2 時(shí) w=0.8
當(dāng) x=3 y=1 時(shí) w=0.27
綜上所述,題(1)的答案應(yīng)為四組:
組號(hào) |
x |
y |
w |
�、� |
1 |
1 |
0.8 |
② |
1 |
2 |
1.6 |
�、� |
2 |
2 |
0.8 |
④ |
3 |
1 |
0.27 |
�、� |
|
|
|
�、� |
|
|
|
題(2):增大壓強(qiáng)平衡先向正反應(yīng)方向移動(dòng),說(shuō)明只有題(1)答案中的組號(hào)①②符合題意。即 x=1 y=1和2。后來(lái)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的原因是:由于壓強(qiáng)的不斷增大A或A和B液化(可以有如下五種情況:①A液化而B、C、D沒有液化 ②A、C液化而B、D沒有液化 ③A、B液化而C、D沒有液化 ④A、B、D液化而C沒有液化 ⑤A、B、C液化而D沒有液化)。
[答案](1)
組號(hào) |
x |
y |
w |
�、� |
1 |
1 |
0.8 |
② |
1 |
2 |
1.6 |
�、� |
2 |
2 |
0.8 |
�、� |
3 |
1 |
0.27 |
�、� |
|
|
|
�、� |
|
|
|
(2)x=1 y=1和2 由于壓強(qiáng)的不斷增大A或A和B液化
[點(diǎn)評(píng)]通過(guò)以上一道平衡題的解析,我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,要使平衡混合氣體中某物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變,除了要考慮到等效平衡外,還要注意到平衡不發(fā)生移動(dòng)的等效因素。另外,還要能用辯證的觀點(diǎn)去分析事物的變化,不可犯教條主義的錯(cuò)誤。
例8、在一個(gè)容積固定的反應(yīng)器中,有一個(gè)可左右移動(dòng)的密閉隔板,兩側(cè)分別進(jìn)行如圖所示的可逆反應(yīng)。
各物質(zhì)的起始加入量如下:A、B和C均為4.0 mol,D為6.5 mol,F(xiàn)為2.0 mol,設(shè)E為x mol,當(dāng)x在一定范圍內(nèi)變化時(shí),均可通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器溫度,使兩側(cè)反應(yīng)都達(dá)平衡,并且隔板恰好處于反應(yīng)器的正中位置。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>
(1)x=4.5,則右側(cè)反應(yīng)在起始時(shí)向 (填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進(jìn)行。欲使起始反應(yīng)維持向該方向進(jìn)行,則x的最大取值應(yīng)小于 。
(2)若x分別為4.5和5.0,則在這兩種情況下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),A的物質(zhì)的量是否相等? (填“相等”“不相等”或“不能確定”),其理由是 。
[解析]由題意可知,隔板處于中間,它反映了左右兩室有一個(gè)等量關(guān)系,即物質(zhì)的量相等,而左室中的反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變的反應(yīng),其物質(zhì)的量之和總保持12 mol不變。這就要求右室達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),其物質(zhì)的量總和也必為12 mol,才能保證隔板處于中間位置,再根據(jù)反應(yīng)的可逆特點(diǎn)確定x的取值范圍。
(1)當(dāng)x=4.5時(shí),右室中總的物質(zhì)的量為:4.5+6.5+2=13>12,要想使隔板處于中間,平衡需向正反應(yīng)方向進(jìn)行。
設(shè)x的最大值為a mol,D的轉(zhuǎn)化量為y mol,則有:
D+ 2E 2F
平衡時(shí) 6.5-y?a-2y? ? 2+2y
依題意有:
?(6.5-y)+(a-2y)+(2+2y)=12 ①(根據(jù)隔板處于中間,左右兩室物質(zhì)的量相等)
?a-2y>0 ②(根據(jù)化學(xué)平衡特點(diǎn),不可極限轉(zhuǎn)化)
聯(lián)立①②解得:a<7.0,即x的最大值應(yīng)小于7.0。
[答案]1)正反應(yīng) 7.0 (2)不相等 因?yàn)檫@兩種情況是在兩個(gè)不同的溫度下達(dá)到化學(xué)平衡的,平衡狀態(tài)不同,所以物質(zhì)的量也不同
[點(diǎn)評(píng)]此題難度較大,解此類題常用方法為極端假設(shè)法和不為0原則。
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