2017-2018学年高中化学选修四同步练习第二章第三节第1课时化学平衡状态含答案
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1.通过溶解和结晶过程的分析,了解化学反应的可逆性。
2.通过化学平衡状态的建立过程,知道化学平衡是一种动态平衡,理解并会判断化学平衡状态的标志。
1.可逆反应(1)概念:在相同条件下,既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应。
(2)表示方法:采用“”连接,把从左向右进行的反应称为正反应,把由右向左进行的反应称为逆反应。
2.化学平衡状态 (1)概念:在相同条件下,当正、逆两个方向的反应速率相等时,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持恒定,这种状态称为化学平衡状态。
(2)特点:①反应物和生成物处于同一反应体系中,反应条件(如温度、压强等)保持不变。
②达到平衡状态时,体系中所有反应物和生成物的质量或浓度保持不变,体系中的反应并没有停止,只是正、逆反应的速率相等。
[新知探究]1.2H 2+O 2=====点燃2H 2O 和2H 2O=====电解2H 2↑+O 2↑是不是可逆反应?为什么? 提示:不是,因为反应条件不相同。
2.以前学过的可逆反应有哪些?举出4个例子。
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________。
(3)________________________________________________________________________。
(4)________________________________________________________________________。
提示:(1)SO 2+H 2OH 2SO 3 (2)N 2+3H 22NH 3(3)2SO2+O22SO3(4)Cl2+H2O HCl+HClO[名师点拨]可逆反应的特点[对点演练]1.下列各组两个反应互为可逆反应的是()①H2+Cl22HCl与2HCl H2↑+Cl2↑②H2SO4(浓)+2HBr===2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4③2NO2===N2O4与N2O4===2NO2④2SO2+O22SO3与2SO32SO2+O2A.①②B.②③C.③④D.②④[解析]可逆反应必须是在相同条件下同时向正、逆两个方向都能进行的反应。
《化学平衡》同步训练(1)1.下列反应一般认为是不可逆反应的是() A.SO2溶于水B.H2与I2反应生成HIC.Cl2溶于水D.Na与H2O的反应2. 可逆反应达到化学平衡的条件是()A.逆反应停止进行B.反应物与生成物的浓度相等C.正反应与逆反应停止进行D.正反应和逆反应的速率相等3.下列说法可以证明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是() A.1个NN键断裂的同时,有3个H—H键形成B.1个NN键断裂的同时,有3个H—H键断裂C.N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2D.1个NN键断裂的同时,有6个H—N键形成4.在恒温、恒容下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是() A.A(g)+B(g)C(g) B.A(g)+2B(g)3C(g)C.A(g)+B(g)C(g)+D(g) D.以上都达到平衡5.在恒温下的密闭容器中,有可逆反应:2NO+O 22NO2(正反应为放热反应),不能说明已经达到平衡状态的是() A.正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等B.反应容器中压强不随时间的变化而变化C.混合气体颜色深浅保持不变D.混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化6.在容积固定为2 L的密闭容器中,充入X、Y气体各2mol,发生可逆反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),并达平衡,以Y的浓度改变表示的反应速率v(正)、v(逆)与时间t的关系如图所示,则Y的平衡浓度(单位:mol·L-1)表达式正确的是(式中S是对应区域的面积) ()A.2-S aob B.1-S aob C.2-S abdo D.1-S bod7.恒温恒容的情况下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡状态的标志是()A.容器内气体的密度不随时间而变化B.容器内的总压强不随时间而变化C.单位时间内生成2n mol AB的同时,生成n mol的B2 D.A2、B2、AB的反应速率比为1:1:2的状态8.298k时,合成氨反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol,在该温度下,取1mol N2和3mol H2放在密闭容器内反应。
化学平衡的移动1、在密闭容中发生下列反应a A(g) c C(g)+d D(g),压缩到原来的一半,当再次达到平衡时D的浓度为原平衡的1.8倍,下列叙述正确的是( )A.A的转化率变大B.平衡向正反应方向移动C.D的体积分数变大D.a<c+d2、下图表示一定条件下N2+3H22NH3的反应速率和时间的关系,其中t1是达到平衡需要的时间,t2~t3是改变一个条件后出现的情况,则该条件可能是()A.加压B.升温C.加入催化剂D.增大反应物浓度3、现有m A(s)+n B(g)q C(g) ΔH<0的可逆反应,在一定温度下达平衡时,B的体积分数φ(B)和压强p的关系如图所示,则有关该反应的下列描述正确的是( )A.m+n<qB.n>qC.x点的混合物中v正<v逆D.x点比y点的正反应速率小4、可逆反应aA(g)+bB(s)cC(g)+dD(g),其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)或压强(P)关系如图,其中正确的是()A.使用催化剂,C的物质的量分数增加B.升高温度,平衡向正反应方向移动C .化学方程式的系数a <c +dD .根据图像无法确定改变温度后平衡移动方向5、一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO :()()4MgSO s CO g +()()()22MgO s CO g SO g ΔH ++>0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x 的值,重新达到平衡后,纵坐标y 随x 变化趋势合理的是( )选项 xyA . 4MgSO 的质量(忽略体积) CO 的转化率B . CO 的物质的量2CO 与CO 的物质的量之比C . 2SO 的浓度 平衡常数KD .温度 容器内混合气体的密度6、下列事实中,不能应用化学平衡移动原理来解释的是( ) ①可用浓氨水和NaOH 固体快速制氨气 ②700K 左右比室温更有利于合成氨反应 ③开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫 ④温度升高水的K W 增大 ⑤对于反应2HI(g) H 2(g)+I 2(g)达平衡后,缩小容器体积可使体系颜色变深 A. ①②③B. ②④⑤C. ②⑤D. ④⑤7、对于可逆反应:2AB 3(g) A 2(g)+3B 2(g) ΔH > 0,下列图象中正确的是( )A. B. C. D.8、在一密闭容器中,反应a A(g)b B(g)+c C(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,最终测得A 的物质的量的浓度变为原来的50%,则( )A .平衡向正反应方向移动B .a >b +cC .物质B 的质量分数增大D .以上判断都错误9、探究浓度对化学平衡的影响,实验如下:I.向5mL 0.05mol/L 3FeCl 溶液中加入5mL 0.05mol/L KI 溶液(反应a),平衡后分为两等份 II.向一份中加入饱和KSCN 溶液,变红(反应b);加入4CCl ,振荡、静置,下层显极浅的紫色 III.向另一份中加入4CCl ,振荡、静置,下层显紫红色 结合实验,下列说法不正确是( ) A.反应a 为:3+-2+22Fe +2I 2Fe +I ƒ B.II 中,反应a 进行的程度大于反应b C.比较氧化性:II 中,3+2I >Fe D.比较水溶液中2+(Fe ):c II<III10、温度为T 时,向2.0L 恒容密闭容器中充入1.0mol PCl 5,反应PCl 5(g)PCl 3(g)+ Cl 2(g)经过一段时间后达到平衡。
第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡考纲解读1.了解化学反应的可逆性。
2.了解化学平衡建立的过程,理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单计算。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,认识其一般规律。
4.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
预习提纲一、可逆反应与不可逆反应1.可逆反应(1)概念在相同条件下,既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应。
(2)表示方法约定采用“”表示,把从左向右的反应称作正(向)反应,从右向左的反应称作逆(向)反应。
例如:SO 2和H2O可表示为SO2+H2O H2SO3(3)特征可逆反应发生的条件相同,反应不能进行到底,反应物不能实现完全转化,且反应体系中,与化学反应有关的各种物质共存。
2.不可逆反应有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略,把几乎完全进行的反应叫不可逆反应,用“===”号表示。
例如:Ba2++SO42—==BaSO4↓二、化学平衡状态1.化学平衡的建立如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器,其反应过程如下:(1)反应开始时:反应物的浓度最大,正反应速率最大.生成物的浓度为零,逆反应速率为零.(2)反应进行时:反应物的浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小.生成物的浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大.(3)最终在某一时刻,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度不再变化,生成物的浓度也不再变化。
上述过程用图示法表示如下2.概念在一定条件下的可逆反应里,当正反应和逆反应的速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态。
3.特征(1)“动”——化学平衡是一种动态平衡,反应达到平衡时,反应并没有停止。
(2)“等”——v(正) =v(逆)>0。
(3)“定”——条件一定时,反应速率一定,混合物中各组分的浓度一定。
(4)“变”——当条件改变时,平衡一般要发生改变。
4.影响因素(1)浓度当其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动。
第三节 化学平衡 第1课时 化学平衡状态[目标要求] 1.知道什么是可逆反应。
2.知道化学平衡状态的概念和特征。
3.会判断一个可逆反应是否处于化学平衡状态。
一、可逆反应 1.概念在一定条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
如:N 2+3H22NH 3。
2.特点(1)同一条件下,正反应和逆反应同时发生、同时存在。
(2)反应不能进行到底,反应物不能实现完全转化。
(3)反应体系中,与化学反应有关的各种物质同存于同一反应体系。
(4)反应达到限度时,反应仍在进行,没有停止。
二、化学平衡状态 1.含义在一定条件下,当正、逆两个方向的反应速率相等时,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持恒定。
2.特征①逆:可逆反应 ②等:v 正=v 逆 ③定:物质恒定④动:动态平衡,反应没停止 ⑤变:条件变,平衡移动 三、化学平衡状态的判断1.看v (正)与v (逆)是否相等。
2.看体系中的各物质是否保持恒定。
知识点一 可逆反应1.在密闭容器中进行如下反应:X 2(g)+Y 2(g)2Z(g),已知X 2、Y 2、Z 的起始浓度分别为0.1 mol·L -1、0.3 mol·L -1、0.2 mol·L -1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )A .Z 为0.3 mol·L -1B .X 2为0.2 mol·L -1C .Y 2为0.4 mol·L -1D .c (X 2)+c (Y 2)+c (Z)=0.55 mol·L -1 答案 A解析 可逆反应中,反应体系中各物质一定共存,如果B 、C 选项中的数据存在,则Z 的浓度为0,这是不可能的,A 选项符合题意;又因为该反应是总体积不变的反应,达到平衡时,不论X 2、Y 2、Z 怎么变化,总物质的量不会改变,总浓度也不会改变,即:c (X 2)+高温、高压 催化剂c (Y 2)+c (Z)=0.6 mol·L -1。
知识点二 根据v 正=v 逆判断平衡状态2.在一定温度下,反应A 2(g)+B 2(g)2AB(g)达到平衡的标志是( )A .单位时间内生成n mol 的A 2,同时生成n mol 的AB B .容器内的总压强不随时间的变化而变化C .单位时间内生成2n mol 的AB ,同时生成n mol 的B 2D .单位时间内生成n mol 的A 2,同时生成n mol 的B 2 答案 C3.能够说明一个可逆反应H 2(g)+I 2(g)2HI(g)已达到平衡状态的是( )A .1 mol H —H 键断裂的同时有1 mol H —I 键形成B .1 mol H —H 键断裂的同时有2 mol H —I 键形成C .1 mol I —I 键断裂的同时有2 mol HI 键形成D .1 mol H —H 键断裂的同时有1 mol I —I 键形成 答案 D解析 断裂反应物的化学键和形成生成物的化学键都表示正反应,断裂生成物的化学键和形成反应物的化学键都表示逆反应,只要抓住反应方向相反和物质的生成和消耗量符合反应方程式,问题便可解决。
知识点三 根据物质不再增减判断化学平衡状态4.可逆反应2HI(g)H 2(g)+I 2(g)在密闭容器中进行,下列能说明该反应已达到平衡状态的是( )A .容器内压强不随时间变化而变化B .混合气体总分子数不随时间变化而变化C .混合气体的颜色不再改变D .c (H 2)与c (I 2)保持相等 答案 C解析 该反应为体积不变的反应,总分子数不变、压强不变不证明平衡已建立,H 2、I 2都是生成物且计量数相等,二者浓度相等也不能证明平衡已建立。
5.在一定条件下,反应:2NO +O 2NO 2在定容容器中发生,对该反应达到平衡的标志的描述中,错误的是( )A .混合气体的总分子数不再变化B .混合气体的颜色不再变化C .容器的总压强不再变化D .混合气体的总质量不再变化 答案 D解析 该反应为物质的量改变的反应,在定容容器中,建立平衡的过程会有压强的改变、总分子数的改变、颜色的改变,一旦这些可变量不变了,则证明平衡建立了,而总质量在任何情况下都不发生变化。
练基础落实 1.在一定条件下,使NO 和O 2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是( ) A .反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零 B .随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零C .随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变D .随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变 答案 B解析 平衡建立时,反应速率不为0。
2.在密闭容器中,充入SO 2和18O 原子组成的氧气,在一定条件下开始反应,在达到平衡后,18O 存在于( )A .只存在于氧气中B .只存在于SO 3中C .只存在于SO 2和SO 3中D .SO 2、SO 3、O 2中都存在 答案 D解析 该反应是可逆反应,正反应、逆反应同时存在;化学平衡是动态平衡,正反应发生时,18O 存在于SO 3中,逆反应发生时,SO 3中的18O 又可以转化到SO 2中。
3.3 mol H 2和1 mol N 2放入密闭容器中,使用催化剂发生反应:N 2+3H 22NH 3,从反应开始到平衡过程中,不可能出现的是( )A .2 mol NH 3B .0.5 mol NH 3C .0.9 mol N 2D .H 2和NH 3物质的量相等 答案 A解析 可逆反应不可能进行到底。
当生成2 mol NH 3时,N 2和H 2的物质的量均为0,这种情况不可能出现。
4.可逆反应a A(g)+b B(g)c C(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
下列各关系式中能说明反应已达到平衡状态的是( )A .a v 正(A)=b v 正(B)B .b v 正(A)=a v 逆(B)C .a v 正(C)=c v 正(A)D .a v 正(A)=b v 逆(B) 答案 B解析 化学平衡建立时,v 正=v 逆,对于不同物质而言,要符合物质的反应速率之比等于化学计量数之比的要求。
同时必须要使反应方向不同,A 、C 选项方向都是正反应;B 选项方向相反且符合v 正(A)∶v 逆(B)=a ∶b ,符合题意,D 选项错误。
5.在一定温度下的定容密闭容器中,当物质的下列物理量不再发生变化时,表明反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达到平衡状态的是( )A .混合气体的密度B .混合气体的总物质的量C .混合气体的压强D .混合气体的总体积 答案 A解析 反应体系中A 是固体,随反应的进行,气体的总质量增加,因为ρ=mV ,当体积不变时,密度逐渐变大,但达到平衡后,m 不再变化,ρ也就不再变化,A 选项符合题意。
其它选项均不符合。
如将A 的状态改为气态,则选项变为B 、C 。
练方法技巧认识平衡等效性的基本分析方法6.在一个体积恒定的密闭容器中,加入2 mol A 和1 mol B 发生反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),一定条件下达到平衡时,C 的浓度为W mol·L -1,若容器体积和温度保持不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C 的浓度仍为W mol·L -1的是( ) A .4 mol A +2 mol B B .3 mol C +1 mol DC .2 mol A +1 mol B +3 mol C +1 mol DD .1 mol A +0.5 mol B +3 mol C +1 mol D 答案 B解析 2 mol A 和1 mol B 如果完全反应,则一定能转化成3 mol C 和1 mol D ,或者说3 mol C 和1 mol D 与2 mol A 和1 mol B 对于建立该平衡来说是等同的,量多、量少均不符合此条件。
7.689 K 时,在1 L 密闭容器中进行的反应:H 2(g)+I 2(g)2HI(g)达到平衡,图甲表示当起始物为1 mol·L -1 H 2和1 mol·L -1 I 2时,容器内各物质的浓度c 的变化与时间t 的关系示意图。
(1)请在图乙中画出当起始物为2 mol·L -1HI 时,容器中各物质的浓度变化与时间的关系示意图。
(2)由图中的事实说明化学平衡具有的特征是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案 (1)如下图所示。
(2)①动态平衡;②v (正)=v (逆)≠0;③平衡时各组分浓度保持不变;④一定条件下平衡的建立与途径无关练综合拓展8.在200℃时,将a mol H 2(g)和b mol I 2(g)充入到体积为V L 的密闭容器中,发生反 应:I 2(g)+H 2(g)2HI(g)。
(1)反应刚开始时,由于c (H 2)=_____________________________________________, c (I 2)=______________,而c (HI)=______,所以化学反应速率______大,而________小(为零);(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c (H 2)______,c (I 2)__________,而c (HI)__________,从而化学反应速率v 正____________,而v 逆________;(3)当反应进行到v 正与v 逆________时,此可逆反应就达到了平衡,若保持外界条件不变时,反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。
答案 (1)a V mol·L -1 b Vmol·L -1 0 v 正 v 逆(2)减小 减小 增大 减小 增大 (3)相等 保持不变9.有A 、B 、C 三种气体,若起始时取1 mol A 与2 mol B 发生反应:A +2B2C ,达到平衡时,c(A)、c(B)、c(C)之比等于v(A)、v(B)、v(C)之比,则达到平衡时A的物质的量是__________。
答案0.5 mol解析根据反应的化学方程式知,v(A)∶v(B)∶v(C)=1∶2∶2,则c(A)∶c(B)∶c(C)=1∶2∶2,此时可判断c(B)=c(C),因为此反应中B的消耗量等于C的生成量,又等于B 的剩余量,则B消耗了原来的一半,即1 mol,同时A消耗了0.5 mol。