2019版优化探究化学(鲁科版)练习:第7章 第21讲 化学平衡状态和平衡移动含解析
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第21讲化学平衡状态和平衡移动考纲要求 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
2.掌握化学平衡的特征。
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,能用相关理论解释其一般规律。
4.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。
考点一化学反应进行的方向1.自发过程(1)含义:在一定条件下,不需要借助外力作用就能自动进行的过程。
(2)特点①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或放出热量)。
②在密闭条件下,体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
2.自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。
3.化学反应方向的判据(1)焓判据放热过程中体系能量降低,ΔH<0,具有自发进行的倾向,但有些吸热反应也可以自发进行,故只用焓变判断反应方向不全面。
(2)熵判据①熵:描述体系混乱程度的物理量,符号为S。
熵值越大,体系混乱度越大。
②常见的熵增过程a.气体的扩散;b.不同状态的同一种物质:S(g)>S(l)>S(s);c.反应前无气体,反应后有气体产生的过程;d .反应前后都有气体,但气体的物质的量增加的反应。
③熵判据:体系的混乱度增大,ΔS >0,反应有自发进行的倾向。
但有些熵减的过程也能自发进行,故只用熵变来判断反应方向也不全面。
(3)复合判据在温度、压强一定的条件下,化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果,反应方向的复合判据为ΔH -T ΔS 。
当ΔH -T ΔS ⎩⎪⎨⎪⎧<0时,反应能够自发进行=0时,反应达到平衡状态>0时,反应不能自发进行(1)ΔH <0,ΔS >0的反应在温度低时不能自发进行(×)(2)NH 4HCO 3(g)===NH 3(g)+H 2O(g)+CO 2(g) ΔH =185.57 kJ·mol -1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向(√)(3)一定温度下,反应MgCl 2(l)??Mg(l)+Cl 2(g)的ΔH >0、ΔS >0(√)(4)反应NH 3(g)+HCl(g)===NH 4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH <0(√)1.(2018·漳州调研)已知①碳酸钙的分解CaCO 3(s)===CaO(s)+CO 2(g) ΔH 1仅在高温下自发进行;②氯酸钾的分解2KClO 3(s)===2KCl(s)+3O 2(g) ΔH 2在任何温度下都自发进行,下面有几组焓变数据,其中可能正确的是( ) A .ΔH 1=-178.32 kJ·mol -1 ΔH 2=-78.3 kJ·mol -1B .ΔH 1=178.32 kJ·mol -1 ΔH 2=-78.3 kJ·mol -1C .ΔH 1=-178.32 kJ·mol -1 ΔH 2=78.3 kJ·mol -1D .ΔH 1=178.32 kJ·mol -1 ΔH 2=78.3 kJ·mol -1答案 B2.下列有关说法正确的是( )A .若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀B .2NO(g)+2CO(g)===N 2(g)+2CO 2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH >0C .加热0.1 mol·L -1 Na 2CO 3溶液,CO 2-3的水解程度和溶液的pH 均增大D .对于乙酸与乙醇的酯化反应(ΔH <0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大 答案 C解析 在海轮外壳附着一些铜块,形成铁铜原电池,铁比铜活泼,铁被腐蚀,A 项错误;题中已知的反应是一个熵减的反应,若常温下能自发进行,则需要ΔH<0,B项错误;碳酸钠水解吸热,加热促进水解,氢氧根离子浓度增大,碱性增强,C项正确;因为此反应放热,加热平衡逆向移动,平衡常数减小,D项错误。
考点二化学平衡移动(考点层次B→共研、理解、整合)1.化学平衡的移动平衡移动就是由一个“平衡状态→不平衡状态→新平衡状态”的过程。
肯定条件下的平衡体系,条件转变后,平衡可能发生移动,如下所示:2.化学平衡移动与化学反应速率的关系v正>v逆,平衡向正反应方向移动;v 正=v逆,反应达到平衡状态,不发生平衡移动;v正<v逆,平衡向逆反应方向移动。
3.外界因素对化学平衡移动的影响4.勒夏特列原理假如转变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参与反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种转变的方向移动。
提示:①化学平衡发生移动的实质是正逆反应速率不相等。
正逆反应速率发生变化,平衡不肯定移动。
例如使用催化剂,正逆反应速率均增加,但是同等程度地增加,正逆反应速率仍旧相等,所以平衡不发生移动。
②不能认为平衡正向移动时反应物的浓度肯定减小,生成物的浓度肯定增大。
③v(正)增大或v(逆)减小,平衡不肯定向正反应方向移动。
只有v(正)>v(逆)时,才使平衡向正反应方向移动。
④外界条件转变时,化学平衡发生移动,最终结果只能“减弱”条件的转变,但不能“消退”条件的转变。
教材高考1.(LK选修4·P714改编)反应2SO2+O22SO3在肯定温度下达到平衡,下列说法正确的是()A.增大压强,平衡向右移动,O2的浓度肯定减小B.增加O2的浓度,平衡向右移动,SO2的转化率增大C.此时肯定满足[SO2]=2[O2]D.平衡向右移动时反应物的浓度减小,生成物的浓度增大答案 B2.(溯源题)[2022·天津理综,10(3)]在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MH x(s)+y H2(g)MH x+2y(s)ΔH<0达到化学平衡。
下列有关叙述正确的是。
a.容器内气体压强保持不变b.吸取y mol H2只需1 mol MH xc.若降温,该反应的平衡常数增大d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)答案ac探源:本考题源于教材LK选修4 P46-49“活动·探究”“沟通·研讨”对外界因素对平衡及速率的影响进行了考查。
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第7章第2讲化学平衡状态、化学平衡的移动李仕才考纲要求 1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
2。
掌握化学平衡的特征。
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,能用相关理论解释其一般规律.4。
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。
考点一可逆反应与化学平衡建立1.可逆反应(1)定义在同一条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
(2)特点①二同:a。
相同条件下;b.正、逆反应同时进行。
②一小:反应物与生成物同时存在;任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%.(3)表示在方程式中用“??”表示.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质量或浓度保持不变的状态。
(2)化学平衡的建立(3)平衡特点3.判断化学平衡状态的两种方法(1)动态标志:v正=v逆≠0①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质:必须标明是“异向"的反应速率关系。
如a A+b B??c C+d D,错误!=错误!时,反应达到平衡状态。
(2)静态标志:各种“量"不变①各物质的质量、物质的量或浓度不变.②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
课时2 化学平衡移动(时间:45分钟 分值:100分)一、选择题(本题共10个小题,每题6分,共60分,每个小题只有一个选项符合题意。
)1.下列关于催化剂的说法正确的是( )。
A .使用催化剂可以增大正反应速率,减小逆反应速率B .使用催化剂可以使化学平衡正向移动C .使用催化剂可以降低反应的活化能D .使用催化剂可以改变反应的平衡常数解析 使用催化剂可同等程度地改变正逆反应速率,但不改变反应的限度。
答案 C 2.已知可逆反应:2N 2H 4(g)+2NO 2(g) 3N 2(g)+4H 2O(g) ΔH >0。
下列有关说法正确的是( )。
A .加压有利于化学平衡向正反应方向移动B .该反应的化学平衡常数表达式为:K =[N2H4]2·[NO2]2[N2]3·[H2O]4C .升高温度可缩短反应达平衡的时间但不能提高平衡转化率D .使用催化剂可缩短反应达平衡的时间但不能提高平衡转化率解析 A 项,加压,化学平衡向逆反应方向移动,A 错;B 项,平衡常数表达式中应该是生成物浓度的幂之积除以反应物浓度的幂之积,B 错;C 项,该反应的正反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,可以提高平衡转化率,C 错。
答案 D 3.(2013·济南名校诊断)在体积、温度都相同的条件下,反应2A(g)+2B(g) C(g)+3D(g)分别从下列两条途径建立平衡:Ⅰ.A 、B 的起始物质的量均为2 mol ;Ⅱ.C、D的起始物质的量分别为2 mol和6 mol。
以下叙述中不正确的是( )。
A.Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同B.Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的平均相对分子质量相同C.达平衡时,Ⅰ途径的反应速率v A等于Ⅱ途径的反应速率v AD.达平衡时,Ⅰ途径所得混合气体的密度为Ⅱ途径所得混合气体密度的1 2解析 途径Ⅱ中2 mol C和6 mol D按方程式转化为A、B,相当于4 mol A 和4 mol B,该反应为反应前后气体物质的量不变的反应,故在恒温、恒容条件下,途径Ⅰ和途径Ⅱ将建立等效平衡,A、B、D均正确;因为途径Ⅱ达平衡时各组分的浓度为途径Ⅰ的两倍,达平衡时途径Ⅰ的反应速率v A小于途径Ⅱ的反应速率v A,C错误。
课时作业1.已知4NH 3+5O 2===4NO +6H 2O ,若反应速率分别用v (NH 3)、v (O 2)、v (NO)、v (H 2O)(mol·L -1·min -1)表示,则正确的关系是( ) A.45v (NH 3)=v (O 2) B.56v (O 2)=v (H 2O) C.23v (NH 3)=v (H 2O) D.45v (O 2)=v (NO)答案:D2.(2017·合肥检测)下列说法正确的是( ) A .活化分子的每一次碰撞都能够发生化学反应 B .能够发生有效碰撞的分子叫作活化分子C .反应物用量增加后,有效碰撞次数增多,反应速率增大D .催化剂能提高活化分子的活化能,从而加快反应速率解析:活化分子只有发生有效碰撞才能发生化学反应,A 项错误;增加固体或纯液体的量,反应速率不变,C 项错误;催化剂能降低反应的活化能,使原来不是活化分子的分子变成活化分子,提高了活化分子的百分数,加快了化学反应速率。
答案:B3.一定温度下,向容积为2 L 的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是( )A .该反应的化学方程为3B(g)+4D(g)6A(g)+2C(g)B .反应进行到1 s 时,v (A)=v (D)C .反应进行到6 s 时,B 的平均反应速率为0.05 mol·L -1·s -1D .反应进行到6 s 时,各物质的反应速率相等解析:该反应中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比,Δn (A)∶Δn (B)∶Δn (C):Δn (D)=(1.2-0)mol ∶(1.0-0.4)mol ∶(1.0-0.2)mol ∶(0.4-0)mol =6∶3∶4∶2,又因为各物质的浓度最终不变,应为可逆反应,所以化学方程式为3B(g)+4C(g)6A(g)+2D(g),A项错误;任意时刻,用各物质表示的反应速率之比都等于化学计量数之比,B、D错误。
1.勒夏特列原理是自然界一条重要的基本原理。
下列事实能用勒夏特列原理解释的是( )
A.NO2气体受压缩后,颜色先变深后变浅
B.对2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡体系加压,颜色迅速变深
C.合成氨工业采用高温、高压工艺提高氨的产率
D.配制硫酸亚铁溶液时,常加入少量铁屑以防止氧化
解析:2NO2(g)N2O4(g)的反应体系中,加压时平衡向正反应方向移动,但加压的瞬间c(NO2)浓度增大,颜色变深,然后浓度再逐渐减小,颜色先变深后变浅,可以用勒夏特列原理解释,故A正确;反应2HI(g)H2(g)+I2(g)是气体体积不变的反应,加压时平衡不移动,但因体积减小,c(I2)增大,颜色加深,不能用勒夏特列原理来解释,故B错误;N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,加压有利于反应正向进行,但升温却抑制反应的正向进行,不能用勒夏特列原理解释,故C错误;配制硫酸亚铁溶液时,常加入少量铁屑来防止Fe2+的氧化,发生的反应是不可逆过程,故D错误。
答案:A
2.(2017·安徽合肥质检)在一定温度下的恒容密闭容器中,发生反应:
2NO2(g)N2O4(g)。
当下列所给有关量不再变化时,不能表明该反应已达到平衡状态的是( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.混合气体的平均相对分子质量
D.
c(NO2)
答案:B
3.合成氨所需的氢气可用煤和水做原料经多步反应制得,其中的一步反应为
CO(g)+H2O(g)催化剂
CO2(g)+H2(g) ΔH<0,反应达到平衡后,为提高CO
的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增大压强B.降低温度
C.增大CO的浓度D.更换催化剂
解析:选项A,该反应为反应前后气体分子数相等的反应,压强对CO的转化率无影响;选项B,该反应为放热反应,降低温度有利于化学平衡向正反应方向移动,提高CO的转化率;增大CO的浓度会降低CO的转化率;选项D,更换催化剂不能使化学平衡发生移动。
答案:B
4.如图是关于反应:A2(g)+3B2(g)2C(g) ΔH<0的平
衡移动图像,影响平衡移动的原因是( )
A.升高温度,同时加压
B.降低温度,同时减压
C.增大反应物浓度,同时使用催化剂
D.增大反应物浓度,同时减小生成物浓度
解析:A项,升高温度,同时加压,正、逆反应速率都增大,逆反应速率应在原速率的上方,故A错误;B项,降低温度,同时减压正、逆反应速率都降低,正反应速率应在原速率的下方,故B错误;C项,增大反应物浓度,同时使用催
化剂,正、逆反应速率都增大,逆反应速率应在原速率的上方,但正反应速率增大更多,平衡向正反应方向移动,故C错误;D项,增大反应物浓度,同时减小生成物浓度,瞬间正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动,图像符合,故D正确。
答案:D
5.(2017·辽宁朝阳重点中学联考)在恒容的密闭容器中,可逆反应:X(s)+
3Y(g)2Z(g) ΔH>0,达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.充入少量He使容器内压强增大,平衡向正反应方向移动
B.升高温度,平衡向正反应方向移动,容器内压强减小
C.继续加入少量X,X的转化率减小,Y的转化率增大
D.继续加入少量Y,再次平衡时,Y的体积分数比上次平衡小
解析:充入少量He使容器内压强增大,但各气体浓度不变,平衡不移动,A错误;升高温度,平衡向正反应方向移动,气体的物质的量减小,但是温度升高,所以压强不一定减小,B错误;继续加入少量X,X是固体,平衡不移动,Y的转化率不变,C错误;继续加入少量Y,平衡向正反应方向移动,再次平衡时,Y的体积分数比上次平衡小,D正确。
答案:D
6.在密闭容器中的一定量的混合气体发生反应:x A(g)+y B(g)z C(g),平衡时测得C的浓度为1 mol·L-1,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的1倍,再达到平衡时,测得C的浓度为0.6 mol·L-1,下列有关判断正确的是( ) A.x+y>z
B.平衡向逆反应方向移动。