跟踪检测(二十三) 化学平衡状态 化学平衡移动
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跟踪检测(二十四) 化学平衡状态 化学平衡移动1.(2017·岳阳模拟)在恒温、容积为2 L 的密闭容器中加入1 mol CO 2和3 mol H 2,发生如下反应:CO 2(g)+3H 23OH(g)+H 2O(g) ΔH <0。
可认定该可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )A .容器中CO 2、H 2、CH 3OH 、H 2O 的物质的量之比为1∶3∶1∶1B .v 正(CO 2)=3v 逆(H 2)C .容器内混合气体平均相对分子质量保持不变D .容器中CO 2、H 2、CH 3OH 、H 2O 的物质的量浓度都相等解析:选C A 项,四种物质的量比为1∶3∶1∶1不能说明反应达到平衡,错误;B 项,当v 正(CO 2)=13v 逆(H 2)时,反应达到平衡状态,错误;C 项,因为反应前后气体的物质的量不等,所以相对分子质量随着反应进行而改变,当相对分子质量不变时,反应达到平衡,正确;D 项,四种物质的浓度相等,不能说明反应达到平衡,错误。
2.下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是( ) A .溴水中有平衡:Br 2+H 2+HBrO ,加入AgNO 3溶液后,溶液颜色变浅B .合成NH 3反应,为提高NH 3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施C .高压比常压有利于合成SO 3D .对CO(g)+NO 22(g)+NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深解析:选D 溴水中有平衡:Br 2+H 2+HBrO ,加入AgNO 3溶液后,生成AgBr 沉淀,c (Br -)降低,平衡向右移动,c (Br 2)降低,溶液颜色变浅,可以用勒夏特列原理解释,A 不符合题意;对N 2(g)+3H 23(g) ΔH <0,正反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,有利于提高氨的产率,可以用勒夏特列原理解释,B 不符合题意;对2SO 2+O 23,正反应是气体体积减小的反应,加压,平衡正向移动,有利于合成SO 3,可以用勒夏特列原理解释,C 不符合题意;对CO(g)+NO 22(g)+NO(g)平衡体系增大压强,c (NO 2)增大,颜色变深,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,D 符合题意。
化学化学平衡的移动化学平衡的移动在化学反应中,当反应物转变为生成物时,常常会达到一个平衡状态。
这种平衡状态被称为化学平衡。
化学平衡的移动是指反应条件发生变化时平衡位置会发生移动的现象。
平衡常数化学平衡的移动与平衡常数密切相关。
平衡常数是用来衡量化学反应的反应物和生成物在化学平衡时的浓度之比的数值。
对于一个一般的化学平衡反应:aA + bB ⇌ cC + dD其平衡常数表达式为:Kc = [C]c[D]d / [A]a[B]b其中,[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的浓度。
根据平衡常数的数值,可以判断反应在平衡时的偏向性。
影响化学平衡的因素化学平衡的移动可以受到多种因素的影响。
下面将介绍几个常见的影响因素:1. 浓度变化:当某个反应物或生成物的浓度发生变化时,根据Le Chatelier原理,系统会倾向于减小浓度变化的一方。
即,如果浓度增加,平衡位置会向生成物的一侧移动,以减小浓度差;而如果浓度减小,则平衡位置会向反应物的一侧移动。
2. 压强变化:对于涉及气体的反应,压强变化也可以影响平衡位置的移动。
如果压强增加,平衡位置会朝向产生成分子较少的一侧移动,以减小总体压强;如果压强减小,则平衡位置会向生成物较多的一侧移动。
3. 温度变化:温度的变化是最常见也是最重要的影响平衡位置移动的因素。
对于热力学上的反应,当温度升高时,平衡位置会向吸热反应的一侧移动,以吸收多余的热量;当温度降低时,平衡位置会向放热反应的一侧移动,以释放多余的热量。
4. 催化剂的使用:催化剂是一种可以改变反应速率但不参与反应的物质。
催化剂的加入会改变反应机理和反应速率,但不会改变平衡位置。
因此,催化剂对平衡位置的移动没有直接影响。
总结化学平衡的移动是一个动态过程,在不同的反应条件下,平衡位置会发生移动以达到新的平衡状态。
浓度变化、压强变化和温度变化是常见的影响因素,而催化剂则对平衡位置的移动没有直接影响。
高考化学复习化学平衡移动同步检测(附答案)化学平衡常数,是指在一定温度下,可逆反响无论从正反响末尾,还是从逆反响末尾,也不论反响物起始浓度大小,最后都到达平衡。
以下是化学平衡移动同步检测,希望考生可以在做题时发现自己的效果。
1.(2021海南高考)A(g)+B(g)??C(g)+D(g)判别该反响能否到达平衡的依据为()A.压强不随时间改动B.气体的密度不随时间改动C.c(A)不随时间改动D.单位时间里生成C和D的物质的量相等解析:选C 该反响前后气体体积不变,故密度、压强不变,单位时间内生成C和D的物质的量一定相等,不能作为判别依据。
2.(2021山东高考节选)关于反响N2O4(g)??2NO2(g) 0,将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,以下表示图正确且能说明反响到达平衡形状的是________。
解析:N2O4充入恒压容器中分解生成NO2,是体积变大的化学反响。
因此密度逐渐减小,当到达平衡形状时,体积不再变化,密度亦不再变化,a正确;关于某一详细的反响,H是一个详细数值且一直坚持不变,故不能说明反响到达平衡形状,b错;N2O4的正反响速率逐渐减小,最后坚持不变,c错;转化率不变,说明反响物不再增加,即反响到达平衡,d正确。
答案:ad3.关于可逆反响2SO2(g)+O2(g)2SO3(g):(1)以下描画中能说明上述反响已达平衡的是________。
a.v(O2)正=2v(SO3)逆b.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化c.容器中气体的密度不随时间而变化d.容器中气体的分子总数不随时间而变化(2)在一个固定容积为5 L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,半分钟后到达平衡,测得容器中含SO30.18 mol,那么v(O2)=________ molL-1min-1;假定继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,那么平衡________移动(填向正反响方向、向逆反响方向或不),再次到达平衡后,________ mol 解析:(1)依据化学平衡形状的特征,容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化、分子总数不随时间变化时,说明反响到达平衡形状;(2)当到达平衡时,容器中SO3的物质的量为0.18 mol,据反响速率公式可得v(SO3)=0.072molL-1min-1,由化学反响方程式中的计量数关系可知:v(O2)=0.036 molL-1min-1;再继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2时,平衡向正反响方向移动,再次到达平衡时,SO3的物质的量介于0.36 mol和0.40 mol之间。
化学平衡移动一、化学平衡移动与图像总结:①只要增大浓度、增大压强、升高温度,新平衡都在原平衡的上方,v′正=v′逆>v 正=v 逆;只要减小浓度、降低压强、降低温度,新平衡都在原平衡下方,v ″正=v ″逆<v 正=v 逆。
②只要是浓度改变,一个速率一定是在原平衡的基础上改变;两个速率同时增大或减小(中间断开)一定是压强或温度改变。
③ 加入催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率,平衡不移动。
二、化学平衡常数1.概念:对于一定条件下的可逆反应(aA +bB cC +dD),达到化学平衡时,生成物浓度的乘幂的乘积与反应物浓度的乘幂的乘积之比为一常数,记作Kc ,称为化学平衡常数(浓度平衡常数)。
2.平衡常数的意义平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。
(1)K 值越大,表示反应进行得越完全,反应物转化率越大;一般认为,K >105时,该反应进行得就基本完全了。
(2)K 值越小,表示反应进行得越不完全,反应物转化率越小。
3.注意事项(1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。
(2)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
若反应方向改变,则平衡常数改变。
若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变。
(3)在平衡常数表达式中:反应物或生成物中固体、纯液体、稀溶液中水的浓度不写。
C(s)+H 2O(g) CO(g)+H 2(g),K =c (CO)·c (H 2)/c (H 2O) FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO 2(g),K =c (CO 2)/c (CO) 4.化学平衡常数的应用(1)化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志,它能够表示可逆反应进行的完全程度。
一个反应的K 值越大,表明平衡时生成物的浓度越大,反应物的浓度越小,反应物的转化率也越大,可以说,化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。
课时跟踪检测二十二化学平衡状态化学平衡的移动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题6分,共60分)1.(2017届保定市高阳中学月考)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )A.黄绿色的氯水光照后颜色变浅B.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅C.对于反应2(g)+I2(g) ΔH>0,缩小容器的体积可使颜色变深D.打开冰镇啤酒瓶,把啤酒倒入玻璃杯中,杯中立即泛起大量泡沫解析:A项氯水中存在平衡Cl2+H2+HClO,光照HClO分解,使平衡右移,溶液颜色变浅,能用勒夏特列原理解释;B项存在平衡2NO22O4,加压体积减小,浓度增大,使颜色变深,平衡向右移动,使气体颜色变浅,能用勒夏特列原理解释;C项缩小容器体积,对平衡不产生影响,平衡不移动,但浓度增大,容器内颜色变深,不能用勒夏特列原理解释;D项CO2气体是在加压下溶解在啤酒中的,存在平衡CO2+H22CO3,打开瓶盖,压强减小,使CO2的溶解平衡逆向移动,产生大量气泡,能用勒夏特列原理解释。
答案:C2.(2017届浙江省浦江县模拟)放热的可逆反应在一定条件下达到化学平衡时,下列说法不正确的是( )A.反应物的浓度一定等于生成物的浓度B.反应体系中压强恒定C.反应体系中混合物的组成保持不变D.反应体系中温度不变解析:放热的可逆反应,达到平衡时,反应物与生成物的浓度不一定相等,A项错误;可逆反应达到平衡时,正逆反应速率相等,气体分子数保持不变,反应体系中压强恒定,混合物的组成保持不变,反应体系中温度不变,B、C、D项正确。
答案:A3.(2017届保定市定兴三中月考)在密闭容器中,一定条件下,进行反应:NO(g)+12N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.2 kJ·mol-1,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )A.加催化剂同时升高温度B.加催化剂同时增大压强C.升高温度同时充入N2D.降低温度同时增大压强解析:该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NO的转化率降低,A项不符合题意;加入催化剂能加快反应速率,该反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡向右移动,NO 的转化率增大,B 项符合题意;升高温度,平衡逆向移动,NO 转化率降低,通入N 2平衡逆向移动,也使NO 转化率降低,C 项不符合题意;降低温度,反应速率减慢,D 项不符合题意。
化学平衡的移动规律化学平衡是指在一个封闭体系中,反应物和生成物之间的摩尔比例保持不变的状态。
在化学平衡中,反应物和生成物之间发生反应,但是反应速率达到了一个平衡状态,反应物和生成物的浓度不再发生变化。
化学平衡的移动规律是指在影响平衡状态的各种因素下,平衡会如何移动以保持摩尔比例不变。
1. 浓度变化对平衡的影响在一个封闭系统中的化学平衡中,改变反应物或生成物的浓度会导致平衡向着某个方向移动。
根据“Le Chatelier原理”,当反应物的浓度增加时,平衡会向生成物的方向移动,以减少反应物的过剩。
相反,如果生成物的浓度增加,平衡会向反应物的方向移动,以减少生成物的过剩。
例如,对于以下反应:A +B ↔C + D当A和B的浓度增加时,平衡会向C和D的方向移动,以增加生成物C和D的浓度。
相反,当C和D的浓度增加时,平衡会向A和B的方向移动,以增加反应物A和B的浓度。
2. 温度变化对平衡的影响改变平衡反应的温度会对平衡的移动方向产生影响。
在一般情况下,增加温度会导致平衡向吸热反应的方向移动,以吸收多余的热量并降低温度。
相反,降低温度会导致平衡向放热反应的方向移动,以释放多余的热量并提高温度。
例如,对于以下反应:A +B ↔C +D ΔH<0(吸热反应)增加温度会导致平衡向生成物C和D的方向移动,以吸收更多的热量并降低温度。
相反,降低温度会导致平衡向反应物A和B的方向移动,以释放多余的热量并提高温度。
3. 压力/体积变化对平衡的影响改变平衡反应的压力或体积会对平衡的移动方向产生影响。
在一般情况下,增加压力或减小体积会导致平衡向压力较小的一方移动,以减少压力差。
相反,降低压力或增加体积会导致平衡向压力较大的一方移动,以增加压力差。
例如,对于以下反应:A +B ↔C + D增加压力或减小体积会导致平衡向分子数较少的反应物A和B的方向移动,以减少压力差。
相反,降低压力或增加体积会导致平衡向分子数较多的生成物C和D的方向移动,以增加压力差。
跟踪检测(二十三)化学平衡状态化学平衡移动1.下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是()A.溴水中有平衡:Br2+H2O HBr+HBrO,加入AgNO3溶液后,溶液颜色变浅B.合成NH3反应,为提高NH3的产率,理论上应采取相对较低温度的措施C.氯气在水中的溶解度大于在饱和食盐水中的溶解度D.对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深解析:选D加入AgNO3溶液后,生成AgBr沉淀,c(Br-)降低,平衡向右移动,c(Br2)降低,溶液颜色变浅,可以用勒夏特列原理解释,A不符合题意;对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,正反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,有利于提高氨的产率,可以用勒夏特列原理解释,B不符合题意;氯气和水反应生成盐酸和次氯酸是一个可逆反应,饱和食盐水中Cl-的浓度较大,使平衡左移,会降低氯气在饱和食盐水中的溶解度,可以用勒夏特列原理解释,C不符合题意;反应中c(NO2)增大,颜色变深,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,D符合题意。
2.反应2A(g)2B(g)+E(g)ΔH=Q kJ·mol-1(Q>0),达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是()A.缩小体积加压B.扩大体积减压C.增加E的浓度D.降温解析:选D缩小体积加压,平衡逆向移动,A的浓度增大,但正反应速率也增大,A 错误;扩大体积减压,平衡正向移动,正反应速率降低,但A的浓度也减小,B错误;增加E的浓度,平衡逆向移动,A的浓度增大,但正反应速率增大,C错误;降温,正反应速率降低,且平衡逆向移动,A的浓度增大,D正确。
3.用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-115.6 kJ·mol-1。
恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的反应物发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是() A.气体的质量不再改变B.氯化氢的转化率不再改变C.断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键D.n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)=4∶1∶2∶2解析:选B反应物和生成物均为气体,气体的总质量始终不变,A错误;反应正向进行时,HCl 的转化率升高;反应逆向进行时,HCl 的转化率降低,当HCl 的转化率不再改变时,可以说明可逆反应达到平衡状态,B 正确;断开4 mol H —Cl 键和生成4 mol H —O 键均表示正反应方向的反应速率,不能据此判断反应是否达到平衡状态,C 错误;达到平衡状态时,各反应物和生成物的物质的量保持不变,但各物质的物质的量之比不一定等于对应的化学计量数之比,D 错误。
4.一定温度下,某容器中加入足量碳酸钙,发生反应CaCO 3(s)CaO(s)+CO 2(g)达到平衡,下列说法正确的是( )A .将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,CO 2的浓度为原来的2倍B .增加CaCO 3(s)的量,平衡正向移动,CO 2的浓度增大C .将体积增大为原来的2倍,再次达到平衡时,气体密度不变D .保持容器体积不变,充入He ,平衡向逆反应方向进行解析:选C 该反应的化学平衡常数K =c (CO 2),改变容器容积,平衡常数K 不变,即达到平衡时c (CO 2)不变,故A 错误,C 正确;CaCO 3是固体,增加固体的量,平衡不移动,CO 2的浓度不变,B 错误;保持容器的容积不变,充入He ,气体的浓度不变,则平衡不移动,D 错误。
5.(2019·亳州第二次联考)在t ℃时,向a L 密闭容器中加入1.6 molHI(g),发生反应2HI(g)H 2(g)+I 2(g) ΔH >0,H 2的物质的量随时间的变化如图所示,下列有关说法中正确的是( )A .平衡时,I 2蒸气的体积分数为25%B .若在1.5 min 时降低温度,则反应将向左进行C .平衡后若升高温度,v 正增大,v 逆减小D .平衡后向容器中加入一定量的H 2后,平衡向左移动,H 2的体积分数减小解析:选A 该反应反应前后气体体积不变,由图可知,平衡时n (H 2)=0.4 mol ,则有n (I 2)=0.4 mol ,故I 2蒸气的体积分数为0.4 mol 1.6 mol×100%=25%,A 正确;1.5 min 时反应未达到平衡状态,降低温度,反应速率减慢,但反应仍向右进行,直至平衡,B 错误;平衡后若升高温度,v 正、v 逆均增大,但v 正增大的程度大于v 逆,平衡向右移动,C 错误;平衡后加入H 2,平衡向左移动,根据勒夏特列原理可知,达到新平衡后,c (H 2)仍比原来大,则新平衡后H 2的体积分数增大,D 错误。
6.在容积均为1 L的三个密闭容器中,分别放入铁粉并充入1 molCO,控制在不同温度下发生反应:Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g),当反应进行到5 min时,测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。
下列说法一定正确的是()A.反应进行到5 min时,b容器中v(正)=v(逆)B.正反应为吸热反应,平衡常数:K(T1)>K(T2)C.b中v(正)大于a中v(逆)D.达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为b>c>a解析:选C根据图像可知,随着温度的升高,φ(CO)先减小后增大,若三个容器都未达到平衡状态,则应该是随着温度的升高,φ(CO)一直减小,但b容器中φ(CO)小于c容器,所以可以确定反应在T2到T3之间,先达到了平衡状态,然后随着温度升高,平衡向逆反应方向移动,所以可知该反应的正反应为放热反应,B项错误。
若三个容器都达到平衡状态,因为是放热反应,a容器的φ(CO)应小于b容器,但实际上a容器的φ(CO)大于b容器,所以确定a容器还未达到平衡状态,b容器不确定,所以v(正)、v(逆)不一定相等,A项错误。
a容器中反应还没达到平衡,反应向正反应方向进行,所以v a(正)>v a(逆);因b容器的温度高于a容器的温度,所以相同时间内,v b(正)>v a(正),所以v b(正)>v a(逆),C项正确。
因为该反应是放热反应,所以三容器达到平衡时,CO的转化率为a>b>c,D项错误。
7.(2019·淮北一模)已知反应:2NO2(红棕色)N2O4(无色)ΔH<0。
将一定量的NO2充入注射器中并密封,改变活塞位置的过程中,气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深,透光率越小)。
下列说法不正确的是()A.b点达到平衡状态B.b点与a点相比,c(NO2)、c(N2O4)均减小C.d点:v(正)<v(逆)D.若在c点将温度降低,其透光率将增大解析:选B曲线a→b段透光率不变,说明c(NO2)保持不变,故b点达到平衡状态,A正确;a、b两点的透光率相等,说明这两点中c(NO2)、c(N2O4)分别相等,且保持不变,B错误;由图可知,d点后透光率逐渐下降,说明c(NO2)逐渐增大,即平衡逆向移动,则有v(正)<v(逆),C正确;c点降低温度,平衡正向移动,c(NO2)减小,则透光率将增大,D正确。
8.在恒容密闭容器中通入A、B两种气体,在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)2C(g)ΔH>0。
达到平衡后,改变一个条件(x),下列量(y)一定符合图中曲线的是()解析:选A A项,当通入A气体时,平衡向正反应方向移动,B的转化率增大,正确;B项,加入催化剂只能改变反应速率,平衡不移动,A的体积分数不变,错误;C项,增大压强,平衡向正反应方向移动,混合气体的总物质的量减小,错误;D项,正反应为吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,混合气体的总物质的量减小,错误。
9.(2019·大庆一模)一定量的混合气体在密闭容器中发生反应x A(g)+y B(g)z C(g),达到平衡后测得A的浓度为0.5 mol·L-1,保持温度不变,将密闭容器的容积压缩为原来的一半再次达到平衡后,测得A的浓度为0.8 mol·L-1,则下列叙述正确的是() A.平衡向正反应方向移动B.x+y<zC.B的物质的量浓度减小D.C的体积分数降低解析:选A压缩容器的容积时体系压强增大,假设平衡不移动,A的浓度应为1 mol·L -1,但再次平衡后小于1 mol·L-1,说明增大压强平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理知,x+y>z,平衡向正反应方向移动,C的体积分数增大,因为压缩了容器的容积,则B 的物质的量浓度增大,故A项正确,B、C、D项错误。
10.(2019·荆门调研)一定温度下,将1 mol A(g)和1 mol B(g)充入2 L密闭容器中发生反应A(g)+B(g)x C(g)+D(s),在t1时达到平衡。
在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中C(g)的浓度随时间变化如图所示。
下列有关说法正确的是()A.反应方程式中x=2B.t2时刻改变的条件是使用催化剂C.t3时刻改变的条件是移去少量DD.t1~t3间该反应的平衡常数不相同解析:选A t2时刻改变条件,浓度增大而平衡不移动,催化剂只改变反应速率,不影响平衡,则只能是改变容器的体积,使浓度增大且平衡不移动,所以反应前后气体体积不变,故x =2,A 项正确,B 项错误;由于D 是固体,D 的多少不影响反应速率和化学平衡,故C 项错误;平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故D 项错误。
11.中国政府承诺,到2020年,单位GDP 二氧化碳排放比2019年下降40%~50%。
CO 2可转化成有机物实现碳循环。
在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO 2和3 mol H 2,一定条件下反应:CO 2(g)+3H 2(g)CH 3OH(g)+H 2O(g),测得CO 2和CH 3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(1)从3 min 到9 min ,v (H 2)=_______mol·L -1·min -1。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A .反应中CO 2与CH 3OH 的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)B .混合气体的密度不随时间的变化而变化C .单位时间内消耗3 mol H 2,同时生成1 mol H 2OD .CO 2的体积分数在混合气体中保持不变(3)平衡时CO 2的转化率为________。
(4)平衡时混合气体中CH 3OH(g)的体积分数是________________________________。