2014届高三化学一轮(精品)学案:难点突破之泛等效平衡与能量变化结合的考题全析
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2014届高三化学一轮〔精品〕学案:难点突破之泛等效平衡与能量变化结合的考题全析一、高考考情分析普通高中课程标准提出,化学要有利于学生形成严谨求实的科学态度;选修4《化学反应原理》要求学生探索化学反应的规律及其应用,描述化学平衡建立的过程,探究并解释温度、浓度和压强对化学平衡的影响,认识化学反应中能量转化的基本规律。
“化学平衡与能量变化”的综合考题渐成气候,如2013年四川6题、山东12题、上海20题、江苏15题等。
二、等效平衡相关内涵剖析1、等效平衡定义:对同一可逆反应,在一定条件下〔常见的为①〕,起始投料方式不同〔从正、逆或中间等方向开始〕,假设到达的化学平衡同种物质的②均相同,这样的平衡状态③为等效平衡。
2、等效平衡的常见分类和状态:以如下反应为例:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 〔1〕如果m+n≠p+q ①恒温恒容:使用极限转化分析法,一边倒后相同起始物质的④。
到达平衡后各物质浓度相等,百分含量相等,体积没变化,压强没有变化,到达平衡后正逆反应速率相同。
唯一不同的是根据投料方式的不同会导致反应热不同。
②恒温恒压:一边倒后相同起始物质的物质的量之比相等。
到达平衡后⑤。
根据投料的量和方式的不同会导致不同。
〔2〕如果m+n = p+q ③一边倒后相同起始物质的物质的量之比相等。
恒温恒压的话,到达平衡后体积未必相等;恒温恒容的话,除了体积相等,到达平衡后各物质浓度、压强、正逆反应速率都可能不同。
两种情况下反应热根据投料的量和方式的不同而不同。
比较见下表1.表1 反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的等效平衡状态分析表ks5u等效平衡效果等效平衡分类反应分类反应条件〔恒温〕投料方式〔一边倒后,相同物质〕和原平衡相比形成不等效平衡的单一条件浓度压强正逆反应速率体积反应热同种物质的百分含量相同“一模一样”〔1〕①,②m+n≠p+q①恒容T变化,平衡移动。
P和C变化,则看Q/K=1与否,不等则平衡发生移动“比例相同”②恒压〔2〕③m+n=p+q 恒容3、等效平衡解题建模过程对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),按照①、②、③的投料方式进行反应,〔1〕恒温恒容下,则所能到达等效平衡的状态为:①=②≠③。
2014届高考一轮化学复习备考之知能演练高分跨栏(新课标通用):第五章第一节1.(2013·长沙高三模拟考试)下列有关化学用语使用正确的是( )A.硫原子的结构示意图:B.11H2、21H2、31H2是氢的三种同位素C.原子核内有10个中子的氧原子:18 8OD.金刚石和石墨、甲烷和乙烷都属于同素异形体解析:选C。
硫原子的结构示意图应写为,A错误;同位素的研究对象是原子,但B项中三种粒子是氢的单质,故B错误;甲烷和乙烷属于同系物,D错误。
2.下列有关293117Un 和294117Un 这两种原子的说法错误的是( )A.质量数均超过质子数的两倍B.互称为同位素C.中子数分别为176、177D.是同一种核素解析:选D。
293Un的质子数为117,中子数为293-117=176,294Un 质子数为117,中子数为294-117=177,它们互为同位素,属于同种元素的不同核素,D说法错误。
3.(2013·汕头高三检测)钯(Pd)元素的原子序数为46,下列叙述错误的是( )A.102 46Pd和103 46Pd互为同位素B.钯是第五周期元素C.Pd2+核外有48个电子D.108 46Pd的原子核内有62个中子解析:选C。
钯(Pd)元素的原子序数为46,其原子核外有46个电子,Pd2+核外有44个电子,C错误。
4.(2013·南京名校阶段性考试)同温同压下,等体积的两容器内分别充满14 7N16 8O和13 6C18 8O 气体,下列对两容器中气体判断正确的是( )A.中子数相同B.分子数相同C.质子数相同D.气体质量相同解析:选B。
由阿伏加德罗定律知:同温同压下,同体积的气体,具有相同的分子数(或相同的物质的量)。
即两容器中的14 7N16 8O气体和13 6C18 8O气体的分子数相同,故B项正确。
14 7N16 8O 中质子数为7+8=15,中子数为14-7+16-8=15,质量数为14+16=30;13 6C18 8O中质子数为6+8=14,中子数为13-6+18-8=17,质量数为13+18=31;即两容器中气体的质子数、中子数、质量均不同,故A、C、D项错。
化学高考题分类目录F单元化学反应与能量F1 化学反应与能量变化6.[2014·重庆卷] 已知:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=a kJ·mol-12C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-220 kJ·mol-1H—H、OO和OH键的键能分别为436 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1和462 kJ·mol-1,则a为()A.-332 B.-118C.+350 D.+1306.D[解析] 依题意有:①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=a kJ·mol-1②2C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-220 kJ·mol-1根据盖斯定律②-2×即得2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH=-(220+2a) kJ·mol-1。
由于反应热等于断裂旧化学键吸收的能量与形成新化学键释放的能量的差值,则496 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-2×2×462 kJ·mol-1=-(220+2a) kJ·mol-1,解得a=130。
7.[2014·浙江卷] 下列说法不正确的是()A.光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济B.氨氮废水(含NH+4及NH3)可用化学氧化法或电化学氧化法处理C.某种化学检测技术具有极高的灵敏度,可检测到单个细胞(V≈10-12 L)内的数个目标分子,据此可推算该检测技术能测量细胞内浓度约为10-12~10-11mol·L-1的目标分子D.向汽油中添加甲醇后,该混合燃料的热值不变7.D[解析] 电解水会消耗大量的电能,故光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济,A项正确;化学氧化法和电化学氧化法均可以将NH+4和NH3中-3价的N元素氧化为0价的氮元素,B项正确;单个细胞的V≈10-12L,所以1 L待测成分中含有1012个细胞,其物质的量为10126.02×1023mol,由此可知该检测技术能测量细胞内浓度约为10-12~10-11mol·L-1的目标分子,C项正确;甲醇与汽油所具有的化学能不同,故向汽油中添加甲醇后,该混合燃料的热值改变,D项错误。
2014届高三化学(课标版)一轮复习方案配套试题7第Ⅰ卷一、选择题:本大题共12小题,每小题3分,满分36分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.[2013·福建卷] 下列有关实验的做法不正确的是( )A.分液时,分液漏斗中的上层液体应由上口倒出B.用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体C.配制0.100 0 mol·L-1氯化钠溶液时,将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流D.检验NH+4时,往试样中加入NaOH溶液,微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体2.[2013·福建卷] 下列关于有机化合物的说法正确的是( )A.乙酸和乙酸乙酯可用Na2CO3溶液加以区别B.戊烷(C5H12)有两种同分异构体C.乙烯、聚氯乙烯和苯分子中均含有碳碳双健D.糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应3.[2013·湖南六校联考]下列对有机物结构或性质的描述,错误的是( )A.将溴水加入苯中,溴水的颜色变浅,这是由于发生了加成反应B.苯分子中的6个碳原子之间的键完全相同,是一种介于单键和双键之间的独特的键C.乙烷和丙烯的物质的量共1mol,完全燃烧生成3molH2OD.一定条件下,Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应4.[2013·山东卷] 莽草酸可用于合成药物达菲,其结构简式如图0,下列关于莽草酸的说法正确的是( )图0A .分子式为C 7H 6O 5B .分子中含有2种官能团C .可发生加成和取代反应D .在水溶液中羧基和羟基均能电离出H +5.[2013·哈师大附中模拟]下列属于取代反应的是( )①CH 3CH===CH 2+Br 2――→CCl 4CH 3CHBrCH 2Br②CH 3CH 2OH +3O 2――→点燃2CO 2+3H 2O③CH 3COOH +CH 3CH 2OH 浓H 2SO 4△CH 3COOCH 2CH 3+H 2O④C 6H 6+HNO 3――→浓H 2SO 4△C 6H 5NO 2+H 2OA .①②B .③④C .①③D .②④6.[2012·长春市第三次调研]下列四种分离乙醇、乙酸的方案中最佳的一组是()7.[2012·江苏卷] 用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是( )A.用图(a)所示装置除去Cl2中含有的少量HClB.用图(b)所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体C.用图(c)所示装置制取少量纯净的CO2气体D.用图(d)所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层8.1.[2013·连云港模拟]下列有关实验原理、方法和结论都正确的是()A.用HNO2溶液作导电性实验,灯光较暗,说明HNO2是弱电解质B.在滴有酚酞的Na2CO3溶液中逐滴加入BaCl2溶液,红色逐渐褪去,说明Na2CO3溶液中存在水解平衡C.将等体积、等pH的盐酸和醋酸溶液分别稀释相同倍数,醋酸溶液的pH变化大D.利用溶解性的不同,可用酒精将碘水中的碘萃取出来9.[2013·全国卷] 下列操作不能达到目的的是()10.[2012·临沂一模]某无色溶液中可能含有①Na+、②Ba2+、③Cl-、④Br-、⑤SO32-、⑥SO42-中的若干种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:下列结论正确的是()A.肯定含有的离子是①④⑤ B.肯定没有的离子是②⑤C.不能确定的离子是① D.不能确定的离子是③⑤11.[2012·安徽马鞍山质检] 下列实验现象预测正确的是()A.实验I:振荡后静置,上层溶液颜色保持不变B.实验Ⅱ:酸性KMnO4溶液中出现气泡,且颜色逐渐褪去C.实验Ⅲ:微热稀HNO3片刻,溶液中有气泡产生,广口瓶内始终保持无色D.实验IV:继续长时间煮沸,当光束通过体系时可产生丁达尔效应12.[2012·浙江卷] 水溶液X中只可能溶有K+、Mg2+、Al3+、AlO2-、SiO32-、SO32-、CO32-、SO42-中的若干种离子。
学案43化学平衡移动[考纲要求] 1.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的计算。
2.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。
3.了解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。
知识点一化学平衡的移动1.概念达到平衡状态的反应在条件改变后,平衡状态被破坏的过程。
2.过程3.平衡移动方向与反应速率的关系(1)v正____v逆,平衡向正反应方向移动。
(2)v正____v逆,平衡不移动。
(3)v正____v逆,平衡向逆反应方向移动。
4.平衡移动会伴随着哪些变化(1)反应速率的变化(引起平衡移动的本质,但反应速率变化也可能平衡不移动),主要看v正与v逆是否相等,如果v正≠v逆,则平衡必然要发生移动,如果v正、v逆同时改变,但始终保持相等,则平衡不移动。
(2)浓度的变化,平衡移动会使浓度发生变化,但是浓度的变化不一定使平衡移动。
(3)各组分百分含量的变化。
(4)平均相对分子质量的变化。
(5)颜色的变化(颜色变化,平衡不一定发生移动)。
(6)混合气体密度的变化。
(7)转化率的变化。
(8)温度的变化。
问题思考1.化学平衡移动的实质是什么?2.某一可逆反应,一定条件下达到了平衡,①若化学反应速率改变,平衡一定发生移动吗?②若平衡发生移动,化学反应速率一定改变吗?3.惰性气体是否影响化学平衡的移动?4.改变条件,平衡向正反应方向移动,原料的转化率一定提高吗?知识点二外界条件对化学平衡的影响1.外界条件对化学平衡的影响在一定条件下,a A(g)+b B(g)C(g)ΔH<0达到了平衡状态,若其他条件不变,改变下列条件对平衡的影响如下:(1)浓度①增大A的浓度或减小C的浓度,平衡向________方向移动;②增大C的浓度或减小A的浓度,平衡向________方向移动。
(2)压强①若a+b≠m增大压强,平衡向______________的方向移动;减小压强,平衡向____________________的方向移动;②若a+b=m改变压强,平衡____移动。
2014届高三化学(课标版)一轮复习方案配套试题5 第Ⅰ卷 一、选择题本大题共12小题,每小题3分,满分36分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.[2013·北京卷] 下列设备工作时,将化学能转化为热能的是( ) ABCD2.[2012·江苏卷] 下列有关说法正确的是( ) A.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0 B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 C.N2(g)+3H2(g) 2NH3 ΔHb>a B.若T2>T1,则正反应一定是放热反应 C.达到平衡时A2的转化率大小为b>a>c D.若T2>T1,达到平衡时b、d点的反应速率为vd>vb 12.[2013·四川卷] 在一定温度下将气体X和气体Y各充入10 L恒容密闭容器中发生反应X(g)+(g)2Z(g) Δ<0一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的数据如下表: t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是( )反应前2 min的平均速率(Z)=2.0×10-3(L·min) B.其他条件不变降低温度反应达到新平衡前逆>正该温度下此反应的平衡常数=1.44其他条件不变再充入0.2 mol Z平衡时X的体积分数增大第Ⅱ卷 二、非选择题【本题包括个小题,共64分)13.[2013·]汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
(1)汽车尾气中CO、NO2气体在一定条件下可以发生反应: 4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200kJ·mol-1。
①恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号)。
单元综合测试七时间:90分钟满分:100分一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。
每小题只有一个选项符合题意)1.下列做法中,不能有效减少空气中CO2含量的是()A.开发利用太阳能、风能、生物能、海洋能等清洁能源B.使用节能产品,推广节能环保汽车C.植树造林,增加森林植被面积D.用脱硫处理的煤代替原煤作燃料[答案]D[解析]用脱硫处理的煤代替原煤作燃料只能减少SO2气体的排放,不能减少CO2气体的排放,D项符合题意。
2.(2011·重庆,6)“化学,让生活更美好”,下列叙述不能直接体现这一主旨的是()A.风力发电,让能源更清洁B.合成光纤,让通讯更快捷C.合成药物,让人类更健康D.环保涂料,让环境更宜居[答案]A[解析]本题主要考查了化学与生活的关系,考查了学生的识记理解的能力。
较简单。
A选项主要体现了节约能源的理念,并不能体现化学让生活更美好的理念。
合成光纤,使我们的通讯便捷,合成药物使我们的身体更健康,环保涂料,让我们的环境更宜居,这些的目的都是为了提升我们的生活质量,体现了化学让生活更美好的理念。
3.氢能是理想的清洁能源。
下列制氢的方法中,最经济可行的是( )A .电解水制氢:2H 2O=====电解2H 2↑+O 2↑ B .高温使水分解制氢:2H 2O=====高温2H 2↑+O 2↑ C .太阳光催化分解水制氢:2H 2O =====TiO 2太阳光2H 2↑+O 2↑D .天然气制氢:CH 4+H 2O=====高温CO +3H 2[答案]C[解析]电解水制氢、高温使水分解制氢、天然气高温下制氢,都需要大量的电能与能量,不经济。
4.《科学》曾评出10大科技突破,其中“火星上‘找’到水的影子”名列第一。
下列关于水的说法中错误的是( )A .用膜分离的方法可以使海水淡化B .高效催化剂可促进水的分解,同时释放更多的能量C .密度小于1 g/cm 3的溶液,浓度越大,密度越小D .金属的电化学腐蚀中,水参与了正极反应[答案]B[解析]膜分离法是海水淡化的其中一种方法,A 项正确;催化剂可以加快化学反应速率,但不能改变反应的方向和热效应,B 项错误;C 项正确,如常见的氨水、乙醇溶液等都是;金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀,水参与的电极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-,D项正确。
等效平衡专题(2014年5月)1、某温度下,在固定容积的容器中,可逆反应:A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡时,测得平衡时的物质的量之比为A︰B︰C=2︰2︰1。
保持温度不变,再以2︰2︰1的体积比充入A、B和C,则A 平衡向正方向移动B 平衡不移动C C的百分含量不变D C的百分含量可能减小2、将1mol SO2和1mol O2通入密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡,平衡体系中有SO30.3mol,此时若移走0.5mol O2和0.5 mol SO2,则反应达到新平衡时SO3的物质的量为( )A 0.3molB 0.15molC 小于0.15molD 大于0.15mol,小于0.3mol3、在一容积可变的密闭容器中,通入1mol X和3 mol Y,在一定条件下发生如下反应X (g) + 3 Y (g) 2 Z (g),到达平衡后,Y的转化率为a %,然后再向容器中通入2 molZ,保持在恒温恒压下反应,当达到新的平衡时,Y的转化率为b %。
则a与b的关系是A、a=bB、a>bC、a<bD、不能确定4、在一固定体积的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为w mol·L-1,若维持容器的体积和温度不变,按下列四种配比方案作为反应物,达平衡后,使C的浓度仍为w mol·L-1的配比是()A.4 mol A+2 mol B B.3 mol C+1 mol D+2mol A+1 mol BC.3mol C+1 mol D+1 mol B D.3 mol C+1 mol D5.某密闭容器中放入一定量的NO2,发生反应2NO2N2O4(正反应放热),达平衡后,若分别单独改变下列条件,重新达到平衡后,能使混和气体平均分子量增大的是A 通入N2B 通入NO2C 通入N2O4D 升高温度6 如右下图,向A充入1molX、1molY,向B中充入2molX、2molY,起始时A、B的体积相等都等于a L,在相同温度和催化剂存在的条件下,关闭活塞K,使两容器中各自发生下述反应,X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g);ΔH<0。
2014届高三化学一轮(精品)学案:难点突破之泛等效平衡与能量变化结合的考题全析一、高考考情分析普通高中课程标准提出,化学要有利于学生形成严谨求实的科学态度;选修4《化学反应原理》要求学生探索化学反应的规律及其应用,描述化学平衡建立的过程,探究并解释温度、浓度和压强对化学平衡的影响,认识化学反应中能量转化的基本规律。
“化学平衡与能量变化”的综合考题渐成气候,如2013年四川6题、山东12题、上海20题、江苏15题等。
二、等效平衡相关内涵剖析1、等效平衡定义:对同一可逆反应,在一定条件下(常见的为①),起始投料方式不同(从正、逆或中间等方向开始),若达到的化学平衡同种物质的②均相同,这样的平衡状态③为等效平衡。
2、等效平衡的常见分类和状态:以如下反应为例:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) (1)如果m+n≠p+q ①恒温恒容:使用极限转化分析法,一边倒后相同起始物质的④。
达到平衡后各物质浓度相等,百分含量相等,体积没变化,压强没有变化,达到平衡后正逆反应速率相同。
唯一不同的是根据投料方式的不同会导致反应热不同。
②恒温恒压:一边倒后相同起始物质的物质的量之比相等。
达到平衡后⑤。
根据投料的量和方式的不同会导致不同。
(2)如果m+n = p+q ③一边倒后相同起始物质的物质的量之比相等。
恒温恒压的话,达到平衡后体积未必相等;恒温恒容的话,除了体积相等,达到平衡后各物质浓度、压强、正逆反应速率都可能不同。
两种情况下反应热根据投料的量和方式的不同而不同。
比较见下表1.mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)3、等效平衡解题建模过程对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),按照①、②、③的投料方式进行反应,(1)恒温恒容下,则所能达到等效平衡的状态为:①=②≠③。
③为①或②、④进行加压后的情况,对于这种△vg<0的情况,压强增大,平衡向正方向 移动, N 2转化率升高。
(2)恒温恒压下,则所能达到等效平衡的状态为:① ②③。
对于反应H 2(g) +I2(g)2HI(g) 按照⑤、⑥、⑦、⑧的投料方式进行反应,(3)恒温恒容下、恒温恒压下,则所能达到等效平衡的状态为:⑤ ⑥ ⑦⑧。
基于上面几种类型的建模过程,对照表1可进行分析能量变化等情况,再应用于解题。
三、典例阐释1、建立等效平衡参照系,解答泛等效平衡题【例1(母题)】(人教版选修4P32.8)2.0molPCl 3和1.0molCl 2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下发生下述反应PCl3(g) +Cl 2(g) PCl 5(g),达到平衡时, PCl 5为0.4mol ,如果此时移走1.0molP Cl 3和0.5mol Cl 2,在相同温度下再达到平衡,PCl 5的物质的量为( )。
A. 0.4molB. 0.2molC. 小于0.2molD. 大于0.2mol ,小于0.4mol解析:此题属于恒温恒容,△Vg ﹤0。
移走后,相当于一开始就是1.0mol PCl 3和0.5mol Cl 2在反应。
若平衡不移动,P Cl 5为0.2 mol 。
若用虚拟隔板将体积压缩为一半,则移走前后互为等效平衡。
实际情况是要把隔板抽掉,压强变小,平衡左移,选C 。
【例1(子题)】(2012·江苏化学卷14)温度为T 时,向2.0L 恒容密闭容器中充入1.0 molPCl 5,反应PCl 5(g)PCl 3(g)+Cl 2(g)经一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表:下列说法正确的是C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl 5、0.20molPCl 3和0.20molCl 2,达到平衡前v (正)>v (逆)D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl 3、2.0molCl 2,达到平衡时,PCl 3的转化率小于80%2、化学平衡与能量变化结合的过渡问题例析【例2.1(母题)】向体积不变的密闭容器中充入2 mol N2和6 mol H2,一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),平衡时混合气体共7 mol。
令a、b、c分别代表N2、H2、NH3起始加入的物质的量,维持温度不变,使达到平衡时各成分的百分含量不变。
则:(1)若a=0,b=0,则c=;(2)若a=0.7,b=2.1,则:①c=②这时反应向进行;③若要维持反应开始时即向该反应方向进行,c的取值范围是;(3)欲使起始反应维持向正方向进行,则b的取值范围是。
解析:根据题意,可以列三行式求得达到平衡时平衡时各成分的物质的量,设平衡时N2转化了x mol,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)n0 (mol)n变(mol)n平(mol)依题意:,x=。
该题属于恒温恒容,△Vg≠0,一边倒后跟起始投料量完全一致时才能够达到等效平衡。
可利用极限转化(极转)的思维分析。
N2 + 3H22NH3n(原始投料/mol)2 6 0n(其他投料/mol)n(等效平衡投料/mol)a+c/2=2 b+3c/2=6 0n(平衡投料/mol)n(逆向投料/mol)解得:【例2.2】题干除体积可变外,同例2.1(母题):(1)若a=0,b=0,则c=;若a=0.7,b=2.1,c=;(2)若初始投入量为a=1,b=4,能否达到跟上述平衡的等效平衡状态?【例2.1(子题)】结合能量变化考虑,设例2.1母题(恒温恒容)中反应的焓变为△H,设完全反应放热Q。
根据题意用三行式求得转化率,N2和3H2均为25%,所以放热。
结合反应速率考虑,设两分钟达到平衡,若投料比为(1)1.5 mol N2、4.5 mol H2和1mol的NH3,则反应热为,达到平衡需要的时间为,v正 v逆(选填=、<或>)。
(2)0mol N2、0mol H2和4mol的NH3,则反应热为 , 达到平衡需要的时间为,达到平衡后v正(N2)为与起始投料方式达到的平衡相比,。
3、泛等效平衡与能量变化结合的问题例析【例3】(2012·天津6)已知2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g);ΔH =-197 kJ·m o l-1。
向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲) 2 m o l SO2和1 m o l O2;(乙) 1 m o l SO2和0.5 m o l O2;(丙) 2 m o l SO3。
恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是()A.容器内压强P:P甲=P丙 > 2P乙 B.SO3的质量m:m甲=m丙 > 2m乙C.c(SO2)与c(O2)之比k:k甲=k丙 > k乙D.反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲=Q丙 > 2Q乙【练1】有甲、乙两个完全相同的容器,发生反应A(g) + 2B(g)= 2C(g),向甲容器中加入1molA(g)和4molB(g),在一定条件下达到平衡时的热效应(吸热或放热)为Q,在相同条件下向乙容器中加入2molC(g) 和2molB(g),达到平衡时的热效应(放热或吸热)为4Q。
则甲容器中B 的转化率为。
【例4】(2013·江苏·15)一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反应放热。
现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器I、II、III,在I中充入1molCO和1molH2O,在II中充入1molCO2和1mol H2,在III中充入2molCO和2molH2O,700℃条件下开始反应。
达到平衡时,下列说法正确的是A.容器I、II中正反应速率相同B.容器I、III中反应的平衡常数相同C.容器I中CO的物质的量比容器II中的多D.容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和小于1【练2】(2013·山东·12)CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)△H﹤0,在其他条件不变的情况下A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的△H也随之改变B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变【练3】(2013·上海·20)某恒温密闭容器中,可逆反应A(s) B+C(g)-Q达到平衡。
缩小容器体积,重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。
以下分析正确的是A.产物B的状态只能为固态或液态B.平衡时,单位时间内n(A)消耗﹕n(C)消耗=1﹕1C.保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动D.若开始时向容器中加入1molB和1molC,达到平衡时放出热量Q【练4】(2013·四川·6)在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g) 2Z(g) △H < 0, 一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表(略):下列说法正确的是(其他选项略)D. 其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大四、解题规律小结与反思泛等效平衡问题的解题关键是:泛等效平衡与能量变化结合的考题全析【参考答案】1.①恒温恒容或恒温恒压②百分含量③互称,2.④物质的量相等⑤各物质浓度相等,百分含量相等,体积可有变化,压强没有变化,达到平衡后正逆反应速率相同。
反应热。
3.=====.表1 Array【例1(子题)】解析:选C。
此反应初始平衡状态用三行式分析如下:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)C0(mol/L) 0.5 0 0C变(mol/L) 0.1 0.1 0.1C平(mol/L) 0.4 0.1 0.1C.先求得平衡常数K=(0.1)2/0.4=0.025,再求相同温度下,更换投料方式后的浓度商Qc=(0.1)2/0.5=0.02, Qc﹤K,相当于在原来的平衡基础上增大了反应物的浓度(原平衡状态即为参照系),正逆反应速率均增大,要达到新的平衡分子应减小,分母应增大,平衡向正反应方向移动,达到平衡前v(正)>v(逆)。
D.本题原平衡中PCl5的转化率为20%,采用一边倒的极限转化分析,若投料方式从逆向开始,则转化率为80%。
先建立原容器体积的两倍的模型,可得等效平衡的参照系,再把容器压缩为原容器,则平衡向逆反应方向移动,PCl3的转化率应大于80%。
【例2.1(母题)】解得(1)c=4;(2) ① c=2.6,②起始量5.4mol(0.7mol+2.1mol+2.6mol) ﹤7mol,向生成气体更多物质的量的逆向进行。
③为了维持反应开始向逆向进行,c:1<c≤4。
(3)b:4.5<b≤6。
【例2.2】解析:此题为恒温恒压,由于体积可变,只需要起始投入量一边倒后等比例即可达到等效平衡。