【高考领航】2016届高考化学一轮复习 第七章 第2讲 化学平衡课时训练 新人教版
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第二节 化学平衡状态和平衡移动考点1| 可逆反应与化学平衡状态[基础知识整合]1.可逆反应2.化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持不变的状态。
(2)建立过程在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。
反应过程如下:以上过程可用如图表示:(3)特征[应用体验]催化剂1.向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH加热=-Q kJ·mol-1(Q>0),充分反应后生成SO3的物质的量________2 mol(填“<”“>”或“=”,下同),SO2的物质的量________0 mol,转化率________100%,反应放出的热量________Q kJ。
[提示]< > < <2.T℃时,将a mol H2O(g)和a mol CO(g)充入体积为V L的密闭容器中,发生反应:H2O(g)+CO(g) H2(g)+CO2(g)。
请回答下列问题:(1)反应刚开始时,c0(H2O)________(填“>”“<”或“=”,下同)c0(CO)________c0(H2)。
(2)随着反应的进行,c(H2O)逐渐________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),c(CO2)逐渐________。
(3)当反应达到平衡状态时,c(H2)将________,单位时间消耗H2O的物质的量与消耗H2的物质的量是否相等?________,CO2的体积分数将________。
[提示](1)=> (2)减小增大(3)不变是不变[考点多维探究]角度1 极端转化法确定可逆反应某状态的量1.在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、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.Y2为0.4 mol·L-1C.X2为0.2 mol·L-1D.Z为0.4 mol·L-1A [假设反应正向进行到底:X2(g)+Y2(g) 2Z(g)起始浓度(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2改变浓度(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(mol·L-1) 0 0.2 0.4假设反应逆向进行到底:X2(g)+Y2(g) 2Z(g)起始浓度(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2改变浓度(mol·L-1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(mol·L-1) 0.2 0.4 0平衡体系中各物质的浓度范围为0<X2<0.2,0.2<Y2<0.4,0<Z<0.4。
课时分层训练(二十二) 化学平衡状态和平衡移动(建议用时:45分钟)A级基础达标1.可逆反应N 2(g)+3H2(g)2NH3(g),在容积为10 L的密闭容器中进行,开始时加入2 mol N2和3 mol H2,达平衡时,NH3的浓度不可能达到( )A.0.1 mol·L-1B.0.2 mol·L-1C.0.05 mol·L-1D.0.15 mol·L-1B[2 mol N2和3 mol H2反应,假设反应能够进行到底,则3 mol H2完全反应,生成2 mol NH3,此时NH3的浓度为0.2 mol·L-1,但由于是可逆反应,不能完全反应,所以NH3的浓度达不到0.2 mol·L-1。
]2.对于反应2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g),一定条件下达到平衡时,下列关于平衡状态的说法不正确的是( )A.v正(SO2)=2v逆(O2)B.n(SO2)∶n(O2)=2∶1C.c(SO2)的浓度不再变化D.恒温恒容下的体系压强不变B[平衡时,各组分的量保持恒定,但不一定为某一比值。
]3.对于反应:N 2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是( )D[从开始至平衡,由于容器容积增大,密度减小,达平衡后密度不变,A错;反应过程中,反应热不会变化,不是变量无法判断是否达到平衡状态,与图像不符,B错;N2O4的正反应速率逐渐减小,最后保持不变,NO2的反应速率应从零开始,逐渐增大,最后保持不变,C错;转化率一定时达到平衡,D对。
]4.一定温度下在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:A(s)+2B(g) C(g)+D(g),下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是( )①混合气体的密度不再变化时②容器内气体的压强不再变化时③混合气体的总物质的量不再变化时④B的物质的量浓度不再变化时⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态⑥当v正(B)=2v逆(C)A.①④⑤⑥B.②③⑥C.②④⑤⑥D.只有④A[A为固态,反应正向进行时气体质量增大,逆向进行时气体质量减小,所以,密度不变时平衡,①正确;该反应前后气体体积不变,所以压强不变时不一定平衡,②错误;该反应前后气体物质的量相等,所以混合气体的总物质的量不变不一定平衡,③错误;B的浓度不变,说明反应达到平衡,④正确;混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态,说明气体的质量不变,正、逆反应速率相等,反应达到平衡,⑤正确;v正(B)=2v逆(C)时,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,⑥正确。
第二讲化学均衡挪动一、选择题1.必定温度下, 1 mol X 和 n mol Y在体积为 2 L 的密闭容器中发生以下反响:X(g) +2Z(g) + M(s) , 5 min 后达到均衡,此时生成2a mol Z 。
以下说法正确的选项是()。
A .用 X 表示此反响的反响速率是-· min-(0.1- 2a) mol L·11B.当混淆气体的质量不再发生变化时,说明反响达到均衡状态C.向均衡后的系统中加入 1 mol M ,均衡向逆反响方向挪动D.向上述均衡系统中再充入 1 mol X , v 正增大, v 逆减小,均衡正向挪动分析由题给反响的化学方程式可知生成2a mol Z耗费 a mol X ,利用化学反响速率的定义可知 v(X) =a mol=0.1a mol· L- 1- 1( 2 L ×5 min)· min;因 M 为固态,故均衡向右移动,气体质量变小;若均衡向左挪动,气体质量增添,故当混淆气体质量不再发生变化时,可说明反响达到均衡状态;增大 M 的量,均衡不发生挪动;向均衡系统中再充入 X ,反响物浓度增大,均衡正向挪动,v 正、v 逆都增大。
答案 B2.已知图一表示的是可逆反响CO(g) + H2C(s)+ H 2O(g)H >0 的化学反响速率(v)与时间 (t)的关系,图二表示的是可逆反响2NO 2N 2O4(g)H<0 的浓度 (c)随时间 t 的变化状况。
以下说法中正确的选项是()。
A .图一 t2时改变的条件可能是高升了温度或增大了压强B .若图一t2时改变的条件是增大压强,则反响的H 增大C.图二 t1时改变的条件可能是高升了温度或增大了压强D.若图二t1时改变的条件是增大压强,则混淆气体的均匀相对分子质量将减小分析由图一可知,t2时正、逆反响速率均加速且发生突变,化学均衡正向挪动,可能是高升了温度也可能是增大了压强,依据H 所表示的意义,不论均衡怎样挪动,H 不变,所以 A 正确,B错;由图二可知,t1时改变均衡条件的瞬时,NO2和N2O4的浓度均增大,而后c(NO2)减小, c(N 2O4)增大,均衡向正反响方向挪动,改变的条件可能是给系统增大压强,但不行能是由温度改变惹起的,选项 C 错;若增大压强,均衡正向挪动,N2O4的体积分数增添,所以混淆气体的均匀相对分子质量增大, D 错。
回夺市安然阳光实验学校【高考领航】高考化学一轮复习第七章第2讲化学平衡课时训练新人教版1.下列叙述中,不能用勒夏特列原理解释的是( )A.红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅B.高压比常压有利于合成SO3C.加入催化剂有利于氨的合成D.工业制取金属钾Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)选取适宜的温度,使K变成蒸气从反应混合物中分离出来解析:选C。
勒夏特列原理是用来解释化学平衡移动的,加入催化剂,平衡不移动。
2.某温度下,在容积固定的密闭容器中进行如下可逆反应:X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0,一段时间后,达到化学平衡状态。
下列叙述正确的是( )A.加入少量W,逆反应速率增大B.通入一定量氦气,压强增大,平衡向正反应方向移动C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动D.降低温度,正反应速率减小,逆反应速率也减小,平衡向逆反应方向移动解析:选D。
W为固体,加入少量W,平衡不移动,A错;恒温恒容条件下,通入氦气,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,B错;升温,正、逆反应速率都增大,C错;降温,吸热反应速率减小程度较大,平衡向逆反应方向移动,D正确。
3.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,一定条件下,发生如下反应并达到平衡:X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH<0。
改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )选项改变的条件新平衡与原平衡比较A 升高温度X的转化率变小B 增大压强X的浓度变小C 充入一定量Y Y的转化率增大D 使用适当催化剂X的体积分数变小变小,A项正确;增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即正向移动,X的物质的量减小,但由于容器体积减小,各组分的浓度均比原平衡的大,故B 项错误;增大一种反应物的浓度,能够提高另一种反应物的转化率,而其本身的转化率降低,故C项错误;催化剂只能改变反应速率,不影响平衡状态,故各物质的体积分数不变,D项错误。
高考化学一轮复习第七章化学反应速率和化学平衡7-2 考纲要求考情分析本部分知识的常见考查形式有:①化学平衡状态的判断、分析,如2021年高考海南化学15题,四川理综12题等;②结合化学平衡图像考查化学平衡状态的建立以及化学平衡的特点等,如2021年高考山东理综29题;③对化学平衡常数的理解以及有关计算,如2021年高考安徽理综9题,海南化学15题,新课标理综27题等。
命题趋势预计2021年的高考有下列趋势;一是保持对传统知识点的考查,如化学平衡状态的判断,有关平衡的计算等,要求考生对基本概念和基本理论有较系统的掌握;二是会适当增加新增知识点的考查,如平衡常数和化学反应限度的关系等,三是依然会注重对考生解题方法和技巧的考查;四是更会注重平衡移动理论在社会生产、日常生活和科学研究等实际工作中的应用。
1.了解化学反应的可逆性。
2.了解化学平衡建立的过程。
3.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的计算。
(对应学生用书 P122) 一、化学平衡状态 1.可逆反应在同一条件下,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叫做可逆反应。
(1)在可逆反应中,把由反应物到生成物的反应叫正反应;把由生成物到反应物的反应叫逆反应,可逆反应用“ ���瘛�代替“===”。
(2)必须强调“两同”, 同一条件、同时。
(3)可逆反应不能进行到底,只能进行到一定程度后达到所谓的平衡状态,平衡时各物质的物质的量都大于零。
电解问题探究 1:反应 2H2O��������2H2↑+O2↑是否为可逆反点燃应?提示:不是可逆反应,因为两个方向的反应条件不同。
2.化学平衡状态 (1)化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
(1)前提是“一定条件”、“可逆反应”。
(2)实质是“v(正)=v(逆)≠0”。
(3)标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不变”。
【高考领航】2016届高考化学一轮复习第七章第2讲化学平衡课时训练新人教版1.下列叙述中,不能用勒夏特列原理解释的是( )A.红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅B.高压比常压有利于合成SO3C.加入催化剂有利于氨的合成D.工业制取金属钾Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g)选取适宜的温度,使K变成蒸气从反应混合物中分离出来解析:选C。
勒夏特列原理是用来解释化学平衡移动的,加入催化剂,平衡不移动。
2.某温度下,在容积固定的密闭容器中进行如下可逆反应:X(g)+Y(g) Z(g)+W(s) ΔH>0,一段时间后,达到化学平衡状态。
下列叙述正确的是( )A.加入少量W,逆反应速率增大B.通入一定量氦气,压强增大,平衡向正反应方向移动C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动D.降低温度,正反应速率减小,逆反应速率也减小,平衡向逆反应方向移动解析:选D。
W为固体,加入少量W,平衡不移动,A错;恒温恒容条件下,通入氦气,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,B错;升温,正、逆反应速率都增大,C错;降温,吸热反应速率减小程度较大,平衡向逆反应方向移动,D正确。
3.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,一定条件下,发生如下反应并达到平衡:X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH<0。
改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )确;增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即正向移动,X的物质的量减小,但由于容器体积减小,各组分的浓度均比原平衡的大,故B项错误;增大一种反应物的浓度,能够提高另一种反应物的转化率,而其本身的转化率降低,故C项错误;催化剂只能改变反应速率,不影响平衡状态,故各物质的体积分数不变,D项错误。
4.对处于化学平衡的体系,关于化学平衡与化学反应速率的因果关系正确的是( )正逆反应前后气体体积分子数不变,增大压强,v正、v逆均增大,但v正=v逆,平衡也不发生移动;C项,反应进行的程度与反应速率的大小无关。
5.CO和NO都是汽车尾气中的有害物质,它们之间能缓慢地发生如下反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,现利用此反应,拟设计一种环保装置,用来消除汽车尾气对大气的污染,下列设计方案可以提高尾气处理效果的是( )①选用适当的催化剂②提高装置温度③降低装置的压强④装置中放入碱石灰A.①③B.②④C.①④ D.②③解析:选C。
①选用适当催化剂虽不能提高反应物的转化率,但能加快反应速率,正确;②因为该反应的正反应为放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,错误;③该反应的正反应为体积减小的反应,因此降低压强,能使平衡向逆反应方向移动,错误;④装置中放入碱石灰能吸收CO2,使CO2的浓度降低,平衡向正反应方向移动,正确。
6.一定温度下,在一固定体积的密闭容器中,可逆反应A(s)+3B(g) 2C(g)达到平衡时,下列说法正确的是( )①C的生成速率和C的分解速率相等;②单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B;③气体密度不再变化;④混合气体的总压强不再变化;⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶2;⑥混合气体的平均相对分子质量不变A.②④⑤ B.①③④⑥C.①②④⑥ D.①②③④⑤解析:选B。
①是判断平衡状态的本质依据,①正确;②生成A、B都是逆反应方向,在任何条件下都成立,②错误;③容器体积不变,气体密度不变,说明气体总质量不变,③正确;④容器体积不变,恒温下,气体分子数在变,当分子数不变时,压强不变,④正确;⑤A、B、C的物质的量之比不能说明反应是否达到平衡,⑤错误;⑥随着反应进行,气体质量增大,气体总物质的量减小,相对分子质量增大,当相对分子质量不变时,达到平衡状态,⑥正确。
7.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),达到平衡后改变下述条件,再次达到平衡时SO3气体的体积分数不改变的是( )A.保持温度和容器体积不变,充入1 mol SO3(g)B.保持温度和容器内压强不变,充入1 mol SO3(g)C.保持温度和容器内压强不变,充入1 mol O2(g)D.保持温度和容器体积不变,充入1 mol Ar(g)解析:选B。
A项容器体积不变,充入SO3(g),φ(SO3)一定增大;B项充入1 mol SO3(g)相当于加入1 mol SO2和0.5 mol O2,恒压下为等效平衡,则φ(SO3)不变;C项,恒压充入O2,平衡发生移动,φ(SO3)改变;D项恒容通入Ar,平衡不移动,SO3的物质的量不变,但气体总物质的量增大(包含Ar的物质的量),φ(SO3)减小。
8.对于可逆反应2AB3(g) 2A(g)+3B2(g) ΔH>0,下列图象不正确的是( )解析:选D。
升温,平衡正向移动,v正>v逆,A正确;升温,反应速率增大,达到平衡所需时间缩短,且平衡正向移动,平衡后φ(AB3)减小,B正确;升温,平衡正向移动,φ(AB3)减小,温度一定时增大压强,平衡逆向移动,φ(AB3)增大,C正确;升温,平衡正向移动,AB3的转化率增大,即500 ℃时α(AB3)大于100 ℃时,且增大压强,平衡逆向移动,α(AB3)减小,则D不正确。
9.在某恒温恒容的密闭容器内发生反应:2A(g)+B(g) C(g) ΔH<0。
开始时充入2 mol A和2 mol B,达到平衡状态,下列说法正确的是( )A.再充入2 mol A,平衡正向移动,A的转化率增大B.升高温度,C的体积分数增大C.增大压强,平衡一定向正反应方向移动,B的体积分数减小D.再充入1 mol C,C的物质的量浓度将增大解析:选D。
A项,充入A,平衡正向移动,但A的转化率减小,A错;升温,平衡向吸热反应方向移动,即逆向移动,C的体积分数减小,B错;恒温恒容条件下增大压强可能是充入了某种不反应的气体,则此时平衡不移动,C错;再充入1 mol C,平衡左移,但平衡移动的结果是削弱而不能抵消这种改变,所以C的物质的量浓度将增大。
10.(2015·湖北重点中学联考)下列叙述与图象对应符合的是( )A.对于达到平衡状态的N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在t0时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动B.对于反应2A(g)+B(g) C(g)+D(g) ΔH<0,p2>p1,T1>T2C.该图象表示的化学方程式为:2A===B+3CD.对于反应2X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH<0,y可以表示Y的百分含量解析:选B。
由A图可以看出平衡逆向移动,如果在t0时刻充入了一定量的NH3,v(正)应与平衡点相连,A项错误;由先拐先平知p2>p1,T1>T2,B项正确;C项表示的应是可逆反应,C项错误;温度升高,平衡逆向移动,Y的百分含量应增大,D项错误。
11.如图甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应A(g)+B(g) x C(g)的生成物C 在反应混合物中的体积分数[φ(C)]或C的浓度[c(C)]和反应时间(t)的关系。
(1)若图甲中两条曲线分别表示在有催化剂和无催化剂时的反应,则____________曲线表示无催化剂时的反应,原因是____________________。
(2)若图乙表示反应达到平衡后分别在恒温恒压和恒温恒容条件下充入氦气后的情况,则________曲线表示恒温恒容条件下的情况,原因是________。
(3)根据图丙可以判断该可逆反应的正反应是________(填“吸热”或“放热”)反应,化学计量数x的值________2(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)图丁表示在某固定容积的密闭容器中上述可逆反应达到平衡后某物理量随温度(T)的变化情况,则丁图的纵坐标可以是__________________,原因是________________________。
解析:(1)催化剂能加快反应速率,缩短到达平衡所需的时间,所以a曲线表示有催化剂,b曲线表示无催化剂。
(2)恒温恒容条件下,向平衡体系中充入氦气,各物质浓度不变,平衡不移动;恒温恒压条件下充入氦气,相当于减压,则平衡向气体体积增大的方向移动。
(3)由图丙可知,恒压下升温,平衡正向移动,所以正反应为吸热反应;恒温下加压,平衡逆向移动,所以正反应为体积增大的反应,x>2。
(4)升温,平衡向正反应方向移动,C的浓度增大,φ(C)增大,反应物的转化率也增大,平衡常数K也增大。
答案:(1)b b达到平衡所用时间长,说明b的反应速率小于a(2)b恒温恒容条件下充入氦气,平衡不移动,c(C)不变(3)吸热大于(4)φ(C)或C的浓度或反应物的转化率或平衡常数K温度升高,平衡向吸热反应方向移动,即向正反应方向移动12.向一容积不变的密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:x A(g)+2B(s) y C(g) ΔH<0。
在一定条件下,容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:(1)用A的浓度变化表示该反应0~10 min内的平均反应速率v(A)=________。
(2)根据图示可确定x:y=________。
(3)0~10 min容器内压强________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________;第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。
①减压②增大A的浓度③增大C的量④升温⑤降温⑥加催化剂(5)若平衡Ⅰ的平衡常数为K1,平衡Ⅱ的平衡常数为K2,则K1________K2(填“>”、“=”或“<”)。
解析:(1)A是反应物,10 min内其浓度减小量为(0.45-0.25)mol·L-1,则平均反应速率是0.02 mol/(L·min)。
(2)10 min时C的浓度增加0.40 mol·L-1,则与A的浓度变化之比是2∶1,故x∶y=1∶2。
(3)0~10 min内C的浓度增加的量比A的浓度减小的量大,B是固体,容器容积不变,所以压强变大。
(4)根据图象知10 min时反应速率加快,分析可知10 min时改变的条件可能是升温或加催化剂;12~16 min,反应处于平衡状态,16 min 后A的浓度逐渐增大,C的浓度逐渐减小,20 min时达到新平衡,分析可知16 min时改变的条件可能是升温。
(5)升温平衡左移,K减小。
答案:(1)0.02 mol/(L·min)(2)1∶2(3)变大(4)④⑥④(5)>13.二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物,防止和治理其对环境的污染是环保工作的研究内容之一。