高中化學(xué)新教材同步選擇性必修第一冊(cè) 第2章 微專(zhuān)題3 新舊平衡轉(zhuǎn)化率的比較(同步講義)_第1頁(yè)
高中化學(xué)新教材同步選擇性必修第一冊(cè) 第2章 微專(zhuān)題3 新舊平衡轉(zhuǎn)化率的比較(同步講義)_第2頁(yè)
高中化學(xué)新教材同步選擇性必修第一冊(cè) 第2章 微專(zhuān)題3 新舊平衡轉(zhuǎn)化率的比較(同步講義)_第3頁(yè)
高中化學(xué)新教材同步選擇性必修第一冊(cè) 第2章 微專(zhuān)題3 新舊平衡轉(zhuǎn)化率的比較(同步講義)_第4頁(yè)
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微專(zhuān)題3新舊平衡轉(zhuǎn)化率的比較1.反應(yīng)物用量的改變對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響(1)若反應(yīng)物只有一種:aA(g)bB(g)+cC(g)在恒溫恒容條件下,增加A的量,平衡正向移動(dòng),但A的轉(zhuǎn)化率與氣體的計(jì)量數(shù)有關(guān)。氣體計(jì)量數(shù)關(guān)系A(chǔ)的轉(zhuǎn)化率a=b+c不變a>b+c增大a<b+c減小(2)若反應(yīng)物不只一種:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)①在其他條件不變時(shí),增加A的量,平衡正向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率降低,B的轉(zhuǎn)化率升高。②在恒溫恒容條件下,若按原比例同倍數(shù)增加A和B,平衡正向移動(dòng),但反應(yīng)物(A或B)的轉(zhuǎn)化率與氣體物質(zhì)的計(jì)量數(shù)有關(guān)。氣體計(jì)量數(shù)關(guān)系A(chǔ)(或B)的轉(zhuǎn)化率a+b=c+d不變a+b>c+d增大a+b<c+d減小(3)若反應(yīng)物、生成物均只有一種:aA(g)bB(g)在恒溫恒容條件下,不管增加A的量、B的量,還是A、B的量同時(shí)增加,均相當(dāng)于加壓,平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率可據(jù)此分析。(4)若可逆反應(yīng):aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投入A、B,則A、B的轉(zhuǎn)化率一定相同。2.分析方法——假設(shè)中間狀態(tài)法恒容條件下平衡轉(zhuǎn)化率的變化分析,往往先假設(shè)一個(gè)恒壓的中間狀態(tài),然后再轉(zhuǎn)化為恒容條件,利用壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響分析轉(zhuǎn)化率的變化,其思維過(guò)程如下:例兩個(gè)體積相同的密閉容器A、B,在A中充入SO2和O2各1mol,在B中充入SO2和O2各2mol,加熱到相同溫度,有如下反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),對(duì)此反應(yīng)下述不正確的是()A.反應(yīng)速率B>AB.SO2的轉(zhuǎn)化率B>AC.平衡時(shí)各組分含量B=AD.平衡時(shí)容器的壓強(qiáng)B>A答案C解析A項(xiàng),兩容器的體積相同,B中SO2、O2物質(zhì)的量濃度都是A中的兩倍,在相同條件下反應(yīng)物濃度越大反應(yīng)速率越快,反應(yīng)速率B>A,正確;要將A、B兩容器平衡時(shí)的物理量進(jìn)行比較,可建立如下模型:(1)另取一個(gè)2倍體積的容器,充入SO2、O2各2mol,則在相同條件下,該容器達(dá)平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率、平衡時(shí)各組分含量、平衡時(shí)的壓強(qiáng)與A中對(duì)應(yīng)相等;(2)B相當(dāng)于在該容器的基礎(chǔ)上將體積縮小為一半,即增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng)。B項(xiàng),增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大,SO2的轉(zhuǎn)化率B>A,正確;C項(xiàng),由于平衡正向移動(dòng),SO3的含量:B>A,SO2、O2的含量:A>B,錯(cuò)誤;D項(xiàng),平衡時(shí)B中的壓強(qiáng)pA<pB<2pA,正確。1.反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g)ΔH<0,在密閉容器中充入0.1molX和0.1molY,達(dá)到平衡時(shí),下列說(shuō)法不正確的是()A.減小容器體積,平衡不移動(dòng),X的轉(zhuǎn)化率不變B.增大c(X),X的轉(zhuǎn)化率減小C.保持容器體積不變,同時(shí)充入0.1molX和0.2molY,X的轉(zhuǎn)化率增大D.加入催化劑,正反應(yīng)速率增大,Z的產(chǎn)率增大答案D解析A項(xiàng),該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),平衡不受壓強(qiáng)影響,減小容器體積,平衡不移動(dòng),X的轉(zhuǎn)化率不變,正確;B項(xiàng),增大c(X),平衡正向移動(dòng),Y的轉(zhuǎn)化率增大,X的轉(zhuǎn)化率減小,正確;C項(xiàng),相當(dāng)于只增加Y的濃度,X的轉(zhuǎn)化率會(huì)增大,正確;D項(xiàng),催化劑不能使平衡移動(dòng),不改變產(chǎn)物的產(chǎn)率,錯(cuò)誤。2.一定量混合氣體在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):xA(g)+yB(g)nC(g),達(dá)到平衡后,測(cè)得A氣體的濃度為0.5mol·L-1,保持溫度不變將容器的容積擴(kuò)大1倍,再達(dá)平衡時(shí),測(cè)得A氣體的濃度為0.3mol·L-1,則下列敘述中正確的是()A.x+y<n B.該化學(xué)平衡向右移動(dòng)C.B的轉(zhuǎn)化率增大 D.C的體積分?jǐn)?shù)減小答案D解析保持溫度不變將容器的容積擴(kuò)大1倍,如平衡不移動(dòng),A的濃度為0.25mol·L-1,小于實(shí)際A的濃度0.3mol·L-1,說(shuō)明平衡向生成A的方向移動(dòng),即向逆反應(yīng)方向移動(dòng),據(jù)此結(jié)合選項(xiàng)解答。3.在2L恒容密閉容器中充入2molX和1molY,發(fā)生反應(yīng):2X(g)+Y(g)3Z(g)ΔH<0,反應(yīng)過(guò)程持續(xù)升高溫度,測(cè)得混合體系中X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是()A.升高溫度,平衡常數(shù)增大B.W點(diǎn)X的正反應(yīng)速率等于M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率C.Q點(diǎn)時(shí),Y的轉(zhuǎn)化率最大D.平衡時(shí)充入Z,達(dá)到新平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)比原平衡時(shí)大答案C解析此反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;圖像中從開(kāi)始到Q點(diǎn),反應(yīng)正向進(jìn)行,Y的轉(zhuǎn)化率逐漸增大,Q點(diǎn)時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),隨著溫度升高平衡逆向移動(dòng),Y的轉(zhuǎn)化率逐漸減小,C選項(xiàng)正確;M點(diǎn)的溫度高于W點(diǎn)的,所以M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率大,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡時(shí)充入Z,相當(dāng)于加壓,平衡不移動(dòng),D選項(xiàng)錯(cuò)誤。4.已知:3CH4(g)+2N2(g)3C(s)+4NH3(g)ΔH>0,在700℃、CH4與N2在不同物質(zhì)的量之比eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(nCH4,nN2)))時(shí),CH4的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.eq\f(nCH4,nN2)越大,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越高B.eq\f(nCH4,nN2)不變時(shí),若升溫,NH3的體積分?jǐn)?shù)會(huì)增大C.b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)比a點(diǎn)的大D.a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NH3的體積分?jǐn)?shù)約為26%答案B解析CH4和N2的物質(zhì)的量之比越大,CH4的轉(zhuǎn)化率越低,A錯(cuò)誤;CH4和N2的物質(zhì)的量之比不變時(shí),升溫,平衡正向移動(dòng),NH3的體積分?jǐn)?shù)增大,B正確;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物的物質(zhì)的量無(wú)關(guān),所以各點(diǎn)的平衡常數(shù)相同,C錯(cuò)誤;a點(diǎn)CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為22%,eq\f(nCH4,nN2)=0.75,則設(shè)甲烷為3mol,氮?dú)鉃?mol,3CH4(g)+2N2(g)3C(s)+4NH3(g)起始量/mol340轉(zhuǎn)化量/mol0.660.440.88平衡量/mol2.343.560.88則NH3的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(0.88mol,2.34+3.56+0.88mol)×100%≈13%,D錯(cuò)誤。5.(2018·浙江11月選考,22)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197.8kJ·mol-1。起始反應(yīng)物為SO2和O2(物質(zhì)的量之比為2∶1,且總物質(zhì)的量不變)。SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(%)隨溫度和壓強(qiáng)的變化如下表:溫度/K壓強(qiáng)/(105Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0下列說(shuō)法不正確的是()A.一定壓強(qiáng)下降低溫度,SO2的轉(zhuǎn)化率增大B.在不同溫度、壓強(qiáng)下,轉(zhuǎn)化相同物質(zhì)的量的SO2所需要的時(shí)間相等C.使用催化劑可以縮短反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間D.工業(yè)生產(chǎn)通常不采取加壓措施,是因?yàn)槌合耂O2的轉(zhuǎn)化率已相當(dāng)高答案B解析A項(xiàng),根據(jù)表格信息,壓強(qiáng)一定時(shí),溫度越低,SO2的轉(zhuǎn)化率越大,正確;B項(xiàng),不同的溫度、壓強(qiáng)下,反應(yīng)速率不確定,故轉(zhuǎn)化相同的SO2所需時(shí)間無(wú)法確定,錯(cuò)誤;C項(xiàng),使用催化劑降低反應(yīng)的活化能,增大反應(yīng)速率,可以縮短達(dá)到平衡所需的時(shí)間,正確;D項(xiàng),根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以看出,常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已相當(dāng)高(大于93.5%),正確。6.[2017·全國(guó)卷Ⅰ,(3)]H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng):H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K時(shí),將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中,反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1=________%,反應(yīng)平衡常數(shù)K=________。②在620K重復(fù)實(shí)驗(yàn),平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03,H2S的轉(zhuǎn)化率α2________α1,該反應(yīng)的ΔH________0(填“>”“<”或“=”)。③向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體,能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是________(填字母)。A.H2S B.CO2C.COS D.N2答案①2.52.8×10-3②>>③B解析①610K時(shí)向空鋼瓶中充入0.10molCO2和0.40molH2S,鋼瓶容積為2.5L,按“三段式”法進(jìn)行計(jì)算:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)起始量/mol0.400.1000轉(zhuǎn)化量/molxxxx平衡量/mol0.40-x0.10-xxx反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02,則有eq\f(x,0.40-x+0.10-x+x+x)=0.02,解得x=0.01,故H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1=eq\f(0.01mol,0.40mol)×100%=2.5%。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=eq\f(cCOS·cH2O,cH2S·cCO2)=eq\f(nCOS·nH2O,nH2S·nCO2)=eq\f(0.012,0.39×0.09)≈2.8×10-3。②在620K重復(fù)實(shí)驗(yàn),平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03,溫度升高,平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大,說(shuō)明

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