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文檔簡介
化學(xué)反應(yīng)的限度和化學(xué)反應(yīng)條件的控制考點(diǎn)精講一、化學(xué)反應(yīng)的限度1.可逆反應(yīng)(1)概念:在同一條件下正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向均能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點(diǎn):①反應(yīng)不能進(jìn)行到底;②在一定條件下反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在;③正、逆反應(yīng)方向同時(shí)進(jìn)行。2.化學(xué)平衡(1)化學(xué)平衡的建立①濃度對速率的影響的角度:在一定條件下,向反應(yīng)容器中加入N2和H2,發(fā)生反應(yīng):N2+3H22NH3。濃度速率變化v正、v逆關(guān)系開始反應(yīng)物濃度最大v正最大v正>v逆生成物濃度最小v逆最小變化反應(yīng)物濃度減小v正減小v正>v逆生成物濃度增大v逆增大平衡反應(yīng)物濃度不變v正不變v正=v逆≠0生成物濃度不變v逆不變②利用速率—時(shí)間(v-t)圖像分析:(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念:在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí),正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度都不再改變,達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài),稱之為化學(xué)平衡狀態(tài)。(3)化學(xué)反應(yīng)的限度是指可逆反應(yīng)在一定條件下所能達(dá)到或完成的最大程度,即該反應(yīng)進(jìn)行的限度。化學(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在該條件下轉(zhuǎn)化為生成物的最大轉(zhuǎn)化率。(4)轉(zhuǎn)化率=eq\f(n(已被轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物),n(初始反應(yīng)物))×100%。(5)影響因素:改變反應(yīng)條件,可以在一定程度上改變該反應(yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài)。3.化學(xué)反應(yīng)的限度(1)化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)達(dá)到的一種特殊狀態(tài),是在給定條件下化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到的或完成的最大程度,任何可逆反應(yīng)在給定條件下的進(jìn)程都有一定的限度。(2)不同條件下,同一可逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)限度不同;相同條件下,不同反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)限度也不同。(3)化學(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在該條件下轉(zhuǎn)化為生成物的最大轉(zhuǎn)化率。二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制1.化學(xué)反應(yīng)條件的控制(1)目的:促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng),抑制有害的化學(xué)反應(yīng)。(2)基本措施①改變化學(xué)反應(yīng)速率:改變反應(yīng)體系的溫度、物質(zhì)的濃度、氣體的壓強(qiáng)、固體的表面積以及催化劑的合理使用等。②改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的限度:改變可逆反應(yīng)體系的溫度、物質(zhì)的濃度、氣體的壓強(qiáng)等。(3)考慮因素:控制反應(yīng)條件的成本和實(shí)際可能性。2.提高煤的燃燒效率(1)煤燃燒時(shí),將煤塊粉碎成煤粉目的是增大與空氣中O2的接觸面積,煤粉燃燒更充分,反應(yīng)速率快;通入適當(dāng)過量的空氣可以使煤粉充分燃燒,生成CO2,放出更多的熱量;若空氣不足,會(huì)造成煤燃燒不完全,生成CO,產(chǎn)生熱量減少,且會(huì)造成污染。(2)選擇保溫隔熱且耐熱的爐灶材料的主要目的是防止熱量散失。(3)充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量可采取的措施是將燃燒后的廢氣通過熱交換裝置,供其他方面使用。3.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征——“五字訣”4.化學(xué)平衡狀態(tài)的判定(1)正、逆反應(yīng)速率相等:eq\f(v正(A),v逆(B))=eq\f(A化學(xué)計(jì)量數(shù),B化學(xué)計(jì)量數(shù))(2)各組分的濃度保持一定(3)間接標(biāo)志——“變量不變”考點(diǎn)1:化學(xué)反應(yīng)的限度【例1】(化學(xué)反應(yīng)的限度的理解)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)限度的說法中正確的是()A.一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度B.當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等且等于零C.平衡狀態(tài)時(shí),各物質(zhì)的濃度保持相等D.化學(xué)反應(yīng)的限度不可以通過改變條件而改變【答案】A【解析】平衡狀態(tài)就是一個(gè)可逆反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的最大限度,A正確;反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v(正)=v(逆)≠0,各物質(zhì)濃度保持不變但不一定相等,且當(dāng)外界條件發(fā)生改變時(shí),這種狀態(tài)可能會(huì)發(fā)生改變,B、C、D錯(cuò)誤?!纠?】(可逆反應(yīng))下列各組反應(yīng)中,不屬于可逆反應(yīng)的是()A.N2+3H2eq\o(=,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3和2NH3eq\o(=,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))N2+3H2B.H2+I(xiàn)2eq\o(=,\s\up7(△))2HI和2HIeq\o(=,\s\up7(△))H2+I(xiàn)2C.2H2+O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2H2O和2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2↑+O2↑D.2SO2+O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3和2SO3eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO2+O2【答案】C【解析】根據(jù)可逆反應(yīng)的定義,在相同條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。所以,C中的反應(yīng)不是可逆反應(yīng)?!纠?】(平衡狀態(tài)的特征)某可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),下列說法正確的是()①正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,兩者的速率完全相等②反應(yīng)物和生成物同時(shí)存在,兩者的濃度相同③混合物的組成比例不會(huì)隨時(shí)間而改變A.① B.①③C.② D.①②③【答案】B【解析】可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),v(正)=v(逆)≠0,且各組分的含量保持不變,故①③正確?;瘜W(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)直接判斷依據(jù)v(正)=v(逆)同一物質(zhì)生成速率等于消耗速率不同物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,且表示不同方向(即一正一逆與化學(xué)計(jì)量數(shù)成比例)如對于反應(yīng):aA+bB=mC中當(dāng)bv(A)正=av(B)逆時(shí)反應(yīng)平衡間接判斷依據(jù)各物質(zhì)的某些物理量保持不變各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、物質(zhì)的量濃度保持不變各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)保持不變【注意】化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各組分的濃度保持不變,不要理解為濃度相等,也不要理解為濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。1.下列反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)的是()A.Na溶于水的反應(yīng)B.NH3溶于水的反應(yīng)C.可充電電池的反應(yīng),如H2O+Zn+Ag2OZn(OH)2+2AgD.電解水生成H2和O2,點(diǎn)燃H2和O2的混合物生成水【答案】B【解析】A.Na溶于水會(huì)與水反應(yīng),2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,不屬于可逆反應(yīng),故A不選;
B.氨氣溶解于水,NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-,屬于可逆反應(yīng),故選B;
C.可充電電池的反應(yīng)中向兩個(gè)方向反應(yīng)的條件不同,為不可逆反應(yīng),故C不選;
D.水電解生成H2和O2,條件是通電電解,H2在O2中燃燒生成水的反應(yīng)條件為點(diǎn)燃,兩者反應(yīng)條件不一樣,不屬于可逆反應(yīng),故D不選;
故選:B。2.在下列反應(yīng)CO+H2O?CO2+H2中,加入C18O后,則18O存在于()A.只存在于CO和CO2中 B.存在于CO、H2O、CO2中C.只存在于CO中 D.存在于CO、H2O、CO2、H2中【答案】B【解析】由于反應(yīng)CO+H2O?CO2+H2為可逆反應(yīng),正反應(yīng)、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,則含有O元素的物質(zhì)中均含有18O故選:B。3.下列反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)的是()A.二氧化碳與水反應(yīng) B.銅與濃硫酸反應(yīng)C.鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng) D.氫氣在氯氣中燃燒【答案】A【分析】可逆反應(yīng)是在相同條件下,既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)?!窘馕觥緼.二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸,碳酸不穩(wěn)定,同時(shí)又可以分解為二氧化碳和水,故是可逆反應(yīng),故A選;B.銅和濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,硫酸銅、二氧化硫和水不能反應(yīng)生成銅和硫酸,反應(yīng)不可逆,故B不選;C.鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生酸堿中和反應(yīng),生成的NaCl和水不能反應(yīng)生成鹽酸和氫氧化鈉,反應(yīng)不可逆,故C不選;D.氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫,氯化氫很穩(wěn)定,不會(huì)在點(diǎn)燃條件下分解為氫氣和氯氣,故D不選;故選:A。4.下列對于可逆反應(yīng)2M(g)+N(g)2P(g)達(dá)到平衡時(shí)的說法正確的是()A.M、N全部變成了PB.反應(yīng)已經(jīng)停止C.反應(yīng)混合物中各組分的濃度不再改變D.v(M)∶v(N)=2∶1【答案】C【解析】該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物,A錯(cuò)誤;達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等,但反應(yīng)不停止,B錯(cuò)誤;達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)混合物各組分濃度保持不變,C正確;v(M)∶v(N)=2∶1,未體現(xiàn)正逆關(guān)系,D錯(cuò)誤。5.在恒溫恒容條件下可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列能夠說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2B.氨氣的百分含量不再變化C.?dāng)嚅_1個(gè)N≡N鍵的同時(shí)有6個(gè)N—H鍵生成D.混合氣體的質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化【答案】B【解析】c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2,無法判斷反應(yīng)是否達(dá)到了平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;NH3的百分含量不再變化,其他物質(zhì)的百分含量也不會(huì)變化,即說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),B正確;1個(gè)N≡N鍵斷裂同時(shí)有6個(gè)N—H鍵生成,表示的都是正反應(yīng)速率,無法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),C錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,質(zhì)量不變不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志,D錯(cuò)誤。考點(diǎn)2:化學(xué)反應(yīng)條件的控制【例4】(提高燃料的燃燒效率的措施)下列措施可以提高燃料燃燒效率的是()①提高燃料的著火點(diǎn)②降低燃料的著火點(diǎn)③將固體燃料粉碎④將液體燃料霧化⑤將煤氣化處理⑥通入足量的空氣A.①③④⑤ B.②③⑤⑥C.③④⑤⑥ D.①②③④【答案】C【解析】理論上,提高燃料燃燒效率的常用方法是增大燃料與空氣的接觸面積,并通入適當(dāng)過量的空氣。對于①和②,由于燃料的著火點(diǎn)是其固有的性質(zhì),不可改變,故這兩項(xiàng)措施不可行。③、④、⑤所采取的措施均是為了增大燃料與空氣的接觸面積?!纠?】下列有關(guān)合成氨條件的選擇和解釋不合理的是()A.使用催化劑,可加快N2和H2合成氨的速率B.高壓比常壓條件更有利于合成氨C.采用500℃左右主要考慮反應(yīng)速率問題D.采用高溫高壓合成氨有利于提高反應(yīng)速率和平衡產(chǎn)率【答案】D【解析】合成氨選擇的溫度是400~500℃,并且高溫不能提高合成氨的平衡產(chǎn)率。1.合理選擇的化學(xué)反應(yīng)條件的角度(1)化學(xué)反應(yīng)速率問題。(2)化學(xué)反應(yīng)限度問題。(3)生產(chǎn)設(shè)備的耐高溫、抗高壓性,生產(chǎn)投入的成本問題等。2.提高燃料的燃燒效率的措施(1)盡可能使燃料充分燃燒,提高能量的轉(zhuǎn)化率。關(guān)鍵是燃料與空氣或氧氣要盡可能充分接觸,且空氣要適當(dāng)過量。(2)盡可能充分利用燃料燃燒所釋放出的熱能,提高熱能的利用率。1.能使煤炭燃燒更充分,且使熱能利用率提高的最有效措施是()A.多加煤以使?fàn)t火更旺B.把煤炭做成大煤球C.把煤中摻和一些黃泥做成蜂窩煤D.把煤粉碎,在煤粉燃燒器中燃燒【答案】D【解析】A項(xiàng)中只增加煤的用量,不會(huì)使煤炭燃燒充分,也不能提高熱能的利用率;B、C項(xiàng)無論從煤的粉碎程度,還是空氣用量上都比不上D項(xiàng)。2.我國鍋爐燃燒采用沸騰爐的逐漸增多,采用沸騰爐的好處在于()①增大煤炭燃燒時(shí)的燃燒熱并形成清潔能源②減少爐中雜質(zhì)氣體(如SO2等)的形成③提高煤炭的熱效率并減少CO的排放④使燃料燃燒充分,從而提高燃料的利用率A.①② B.③④C.①③ D.②④【答案】B【解析】沸騰爐只是促使燃料燃燒充分,提高燃料的利用率并減少CO的排放,但不能增大煤炭燃燒時(shí)的燃燒熱,也無法減少SO2氣體的形成。3.對于工業(yè)合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列說法錯(cuò)誤的是()A.使用合適的催化劑可以加快反應(yīng)速率B.升高溫度可以加快反應(yīng)速率C.增大N2濃度可以使H2轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%D.增大N2濃度可以加快反應(yīng)速率【答案】C【解析】使用催化劑、升高溫度、增大N2濃度都可以加快反應(yīng)速率,故A、B、D項(xiàng)正確;因?yàn)楹铣砂狈磻?yīng)是可逆反應(yīng),所以H2的轉(zhuǎn)化率不會(huì)達(dá)到100%,C項(xiàng)錯(cuò)誤??键c(diǎn)3:化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷【例6】一定條件下,NO2與SO2反應(yīng)生成SO3和NO兩種氣體。將體積比為1∶2的NO2、SO2氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A.混合氣體顏色保持不變 B.體系的平均相對分子質(zhì)量保持不變C.NO2和SO2的體積比保持不變 D.每消耗1molSO2的同時(shí)生成1molNO2【答案】B【解析】A.發(fā)生反應(yīng):NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)。A說明c(NO2)不變,可以作為達(dá)到平衡的標(biāo)志,故A正確;B.平均相對分子質(zhì)量M=,氣體的總質(zhì)量不變,氣體的總物質(zhì)的量不變,則平均相對分子質(zhì)量始終不變,故B錯(cuò)誤;C.NO2和SO2的起始體積比為1∶2,反應(yīng)過程中二者變化量(設(shè)為x)相同,則平衡時(shí)體積比為(1-x)∶(2-x),當(dāng)體積比保持不變時(shí)表示反應(yīng)達(dá)到平衡,故C正確;D.消耗SO2表示正反應(yīng),生成NO2表示逆反應(yīng),故D正確;故選B?!纠?】一定溫度下,在恒容的密閉容器中。該反應(yīng)A(g)+3B(g)=2C(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志有()①B的生成速率與C的消耗速率之比為3:2②容器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化③容器內(nèi)混合氣體的密度不變化④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變⑤C的物質(zhì)的量濃度不再變化⑥密閉容器中n(A):n(B):n(C)=1:3:2A.①④⑤ B.②③⑤ C.②④⑥ D.②④⑤【答案】D【解析】①B的生成速率與C的消耗速率均表示逆反應(yīng)速率,故不能說明正逆反應(yīng)速率相等,故不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);②容器容積不變,混合氣體物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化,則容器內(nèi)壓強(qiáng)為變化的量,故容器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);③混合氣體質(zhì)量不變,容器容積不變,則容器內(nèi)混合氣體的密度始終不變,則當(dāng)容器內(nèi)混合氣體的密度不變化時(shí),不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);④混合氣體質(zhì)量不變,混合氣體物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化,則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是一個(gè)變化的量,當(dāng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時(shí),能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);⑤C的物質(zhì)的量濃度不再變化,說明正逆反應(yīng)速率相等,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);⑥密閉容器中n(A):n(B):n(C)=1:3:2,,故不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);綜上所述,②④⑤能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D正確;故選D。判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志1.直接標(biāo)志(1)v(正)=v(逆)≠0(化學(xué)平衡的本質(zhì))①同一種物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。②在化學(xué)方程式同一邊的不同物質(zhì)的生成速率與消耗速率之比等于相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。③化學(xué)方程式兩邊的不同物質(zhì)的生成(或消耗)速率之比等于相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(2)各組分的濃度保持一定(化學(xué)平衡的特征)①各組分的濃度不隨時(shí)間的改變而改變。②各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間的改變而改變。2.間接標(biāo)志——“變量不變即平衡”(1)反應(yīng)體系中的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間的改變而變化(適用于有氣體參與且反應(yīng)前后氣體的體積不等的可逆反應(yīng))。(2)混合氣體的密度不隨時(shí)間的改變而變化(適用于①恒壓且反應(yīng)前后氣體的體積不等的可逆反應(yīng);②恒容且有固體、液體參與或生成的可逆反應(yīng))。(3)對于反應(yīng)混合物中存在有顏色物質(zhì)的可逆反應(yīng),若體系的顏色不再改變,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(4)體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達(dá)到最大值且不再隨時(shí)間而變化。1.一定條件下,將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的可逆反應(yīng),下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A.體系壓強(qiáng)保持不變B.混合氣體顏色保持不變C.SO3和NO的體積比保持不變D.每消耗1molSO3的同時(shí)生成1molNO2【答案】B【解析】A項(xiàng),反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量不變,恒溫恒容下,壓強(qiáng)始終不變,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),混合氣體顏色保持不變,說明二氧化氮的濃度不變,反應(yīng)達(dá)到平衡,故正確;C項(xiàng),自反應(yīng)開始,SO3和NO的體積比始終為1∶1,保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故錯(cuò)誤;D項(xiàng),每消耗1molSO3的同時(shí)生成1molNO2,均表示逆反應(yīng)速率,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故錯(cuò)誤。2.一定溫度下在一定體積的密閉容器中,下列敘述不能作為可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)達(dá)到平衡狀態(tài)標(biāo)志的是()①C的生成速率與C的消耗速率相等②單位時(shí)間內(nèi)生成amolA,同時(shí)生成3amolB③A、B、C的濃度不再變化④C的物質(zhì)的量不再變化⑤混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化⑦單位時(shí)間消耗amolA,同時(shí)生成3amolB⑧A、B、C的分子數(shù)之比為1∶3∶2A.②⑧ B.④⑦C.①③ D.⑤⑥【答案】A【解析】關(guān)于平衡狀態(tài)的判斷,一定要根據(jù)實(shí)際反應(yīng)分析選項(xiàng),判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),只有在平衡狀態(tài)下具備的性質(zhì)才能作為“標(biāo)志”。本題中的反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不等的可逆反應(yīng)。②在反應(yīng)過程中的任意時(shí)刻都符合。⑧可能是平衡狀態(tài),也可能不是平衡狀態(tài)。3.在兩個(gè)恒溫、恒容的密閉容器中進(jìn)行下列兩個(gè)可逆反應(yīng):(甲)2X(g)Y(g)(乙)A(s)+2B(g)C(g)+D(g),當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí),其中能表明(甲)、(乙)均達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的有()①混合氣體的密度②反應(yīng)容器中生成物的百分含量③反應(yīng)物的消耗速率與生成物的消耗速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比④混合氣體的壓強(qiáng)⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量⑥混合氣體的總物質(zhì)的量A.①②③⑤ B.①③⑤⑥C.②③⑤ D.②③④【答案】C【解析】①(甲)混合氣體的密度始終不變,所以不能作為平衡狀態(tài)的標(biāo)志,故錯(cuò)誤;②反應(yīng)容器中生成物的百分含量不變,說明各組分物質(zhì)的量不變,達(dá)平衡狀態(tài),故正確;③反應(yīng)物的消耗速率與生成物的消耗速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,說明正、逆反應(yīng)速率相等,故正確;④(乙)混合氣體的壓強(qiáng)始終不變,故錯(cuò)誤;⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,則(甲)混合氣體物質(zhì)的量不變,(乙)混合氣體的總質(zhì)量不變,都說明正、逆反應(yīng)速率相等,故正確;⑥(乙)混合氣體的總物質(zhì)的量始終不變,故錯(cuò)誤。4.將一定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計(jì)),在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡:H2NCOONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)。能判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是()①v(NH3)正=2v(CO2)逆②密閉容器中總壓強(qiáng)不變③密閉容器中混合氣體的密度不變④密閉容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變⑤密閉容器混合氣體的總物質(zhì)的量不變⑥密閉容器中CO2的體積分?jǐn)?shù)不變⑦混合氣體總質(zhì)量不變A.①②⑤⑦ B.①②③⑤⑦ C.①②③⑤⑥ D.全部【答案】B【分析】結(jié)合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡狀態(tài),以此來解答?!窘馕觥竣賤(NH3)正=2v(CO2)逆滿足正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故選;②正反應(yīng)體積增大,當(dāng)密閉容器中總壓強(qiáng)不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故選;③密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過程中容積始終是不變的,但是氣體的質(zhì)量是變化的,所以當(dāng)密閉容器中混合氣體的密度不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故選;④由于體系中只有兩種氣體,且氨氣和二氧化碳的體積之比始終滿足2:1,所以密閉容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故不選;⑤正反應(yīng)氣體的分子數(shù)增大,當(dāng)密閉容器混合氣體的總物質(zhì)的量不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故選;⑥由于體系中只有兩種氣體,且氨氣和二氧化碳的體積之比始終滿足2:1,所以密閉容器中CO2的體積分?jǐn)?shù)始終不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故不選;⑦由于反應(yīng)物是固體,所以混合氣體總質(zhì)量不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故選;故選B。5.已知可逆反應(yīng):C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。(1)若反應(yīng)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行,在其他條件不變的情況下,下列條件的改變對其反應(yīng)速率無影響的是________(填字母,下同)。A.保持體積不變,增加CO的物質(zhì)的量B.將容器的體積縮小一半C.保持壓強(qiáng)不變,充入N2使容器體積增大D.保持體積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大(2)若反應(yīng)在一容積恒定的密閉容器內(nèi)進(jìn)行,能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。①容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化②v正(H2O)=v逆(H2)③容器內(nèi)氣體的密度不隨時(shí)間而變化④容器內(nèi)氣體總質(zhì)量不隨時(shí)間而變化⑤消耗nmolH2的同時(shí)消耗nmolCOA.①②③ B.①②③④C.② D.①④⑤【答案】(1)D(2)B【解析】(1)A項(xiàng),增加CO的物質(zhì)的量,由于體積不變,會(huì)使c(CO)增大,則反應(yīng)速率加快;B項(xiàng),容器體積縮小一半,各氣體的濃度都增大,則反應(yīng)速率加快;C項(xiàng),N2不參與反應(yīng),充入N2使容器的體積增大,從而使參與反應(yīng)的各組分的濃度變小,反應(yīng)速率變慢;D項(xiàng),充入N2,體系壓強(qiáng)雖增大,但由于體積不變,則參與反應(yīng)的各組分的濃度不變,對反應(yīng)速率無影響。(2)由于C是固體,只要反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),氣體的質(zhì)量、密度、平均相對分子質(zhì)量就是不斷變化的,它們不變時(shí)說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),故①③④正確;用不同物質(zhì)的反應(yīng)速率表示化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)必須一正一逆且速率數(shù)值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故②正確;任何時(shí)刻,消耗nmolH2的同時(shí)都消耗nmolCO,⑤錯(cuò)誤??键c(diǎn)4:有關(guān)化學(xué)平衡的簡單計(jì)算【例8】在容積可變的密閉容器中,2molN2和8molH2在一定條件下發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率為25%,則平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于()A.5% B.10%C.15% D.20%【答案】C【解析】達(dá)到平衡時(shí),H2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為8mol×25%=2mol。在一定條件下,N2與H2發(fā)生反應(yīng):N2+3H22NH3起始物質(zhì)的量/mol280轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/moleq\f(2,3)2eq\f(4,3)平衡物質(zhì)的量/moleq\f(4,3)6eq\f(4,3)同溫同壓下,氣體的體積比等于其物質(zhì)的量之比故平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為eq\f(\f(4,3)mol,\f(4,3)mol+6mol+\f(4,3)mol)×100%≈15%。【例9】X、Y、Z為三種氣體,把a(bǔ)molX和bmolY充入一密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)X+2Y=2Z。達(dá)到平衡時(shí),若它們的物質(zhì)的量滿足:n(X)+n(Y)n(Z),則Y的轉(zhuǎn)化率為()A.eq\f(a+b,5)×100% B.eq\f(2a+b,5b)×100%C.eq\f(2a+b,5)×100% D.eq\f(a+b,5a)×100%【答案】B【解析】設(shè)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)消耗Y物質(zhì)的量為x。則:X+2Y2Z起始量/molab0轉(zhuǎn)變量/moleq\f(x,2)xx平衡量/mola-eq\f(x,2)b-xx依題意可得:+(b-x)=x,x=eq\f(2a+b,5)molY的轉(zhuǎn)化率為eq\f(\f(2a+b,5),b)×100%=eq\f(2a+b,5b)×100%。解答有關(guān)化學(xué)平衡計(jì)算題的方法1.思維模型一般需要寫出化學(xué)方程式,列出起始量、變化量及平衡量,再根據(jù)題設(shè)其他條件和定律列方程式求解。如:mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)起始量/molab00轉(zhuǎn)化量/molmxnxpxqx平衡量/mola-mxb-nxpxqx2.計(jì)算類型(1)關(guān)于反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的計(jì)算A的轉(zhuǎn)化率=eq\f(A的轉(zhuǎn)化量,A的起始量)×100%(計(jì)算式中A的量可以指反應(yīng)物的物質(zhì)的量、質(zhì)量、濃度、體積等)。(2)關(guān)于某組分的體積分?jǐn)?shù)的計(jì)算A的體積分?jǐn)?shù)=eq\f(體系中A的物質(zhì)的量,體系中總的物質(zhì)的量)×100%。3.注意事項(xiàng)(1)轉(zhuǎn)化量與化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成比例。(2)這里a、b可指物質(zhì)的量、濃度、體積等。(3)對反應(yīng)物:平衡時(shí)的量=起始的量-轉(zhuǎn)化的量;對生成物:平衡時(shí)的量=起始的量+轉(zhuǎn)化的量。1.一定條件下,對于反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)。達(dá)平衡時(shí),X、Y、Z濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1和0.08mol·L-1,則下列判斷不合理的是()①c1∶c2=1∶3②平衡時(shí),Y和Z的生成速率之比2∶3③X和Y的轉(zhuǎn)化率不相等④c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1A.①② B.③④C.①④ D.②③【答案】D【解析】分析濃度變化關(guān)系:X(g)+3Y(g)2Z(g)c起始/(mol·L-1)c1c2c3c平衡/(mol·L-1)0.10.30.08反應(yīng)的化學(xué)方程式中反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶3,所以反應(yīng)中X和Y必然以1∶3消耗,因?yàn)檫_(dá)平衡時(shí)X和Y濃度之比為1∶3,故c1∶c2=1∶3,①正確;平衡時(shí)Y和Z的生成速率之比應(yīng)該和化學(xué)方程式中對應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比相等,故Y和Z的生成速率之比為3∶2,②錯(cuò)誤;由于起始時(shí)反應(yīng)物是按化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比配料,故X和Y轉(zhuǎn)化率相等,③錯(cuò)誤;運(yùn)用極限法,假設(shè)Z完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,c1的極限值為0.14mol·L-1,而題設(shè)c1>0,反應(yīng)又是可逆的,④正確。2.如圖表示800℃時(shí)A、B、C三種氣體物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的情況,t是到達(dá)平衡狀態(tài)的時(shí)間。試回答:(1)該反應(yīng)的反應(yīng)物是___。(2)該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為____。(3)若達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間是2min,A物質(zhì)的平均反應(yīng)速率為___。(4)假設(shè)該反應(yīng)在體積固定的密閉容器中進(jìn)行,下列能做為判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是___。A.每有3molA消耗,就會(huì)有3molC消耗 B.B的體積分?jǐn)?shù)保持不變C.氣體的密度保持不變 D.B和C的濃度之比1:3(5)達(dá)到平衡時(shí),A的體積分?jǐn)?shù)是___?!敬鸢浮浚?)A(2)3A(g)B(g)+3C(g)(3)0.6mol/(L·min)(4)AB(5)42.9%【解析】(1)由A的物質(zhì)的量濃度不斷減小,可以判斷A為反應(yīng)物;(2)A為反應(yīng)物,B、C為生成物,又根據(jù)反應(yīng)的系數(shù)之比等于反應(yīng)的物質(zhì)的量之比,可得反應(yīng)的方程式為3A(g)B(g)+3C(g);(3)A的反應(yīng)速率==0.6mol/(L·min);(4)A.每有3molA消耗是正反應(yīng)方向,3molC消耗是逆反應(yīng)方向,正逆反應(yīng)速率相等,達(dá)到了平衡,正確;B.B的體積分?jǐn)?shù)保持不變,即B的量不再變化,達(dá)到了平衡,正確;C.氣體的容積和質(zhì)量恒定,即密度恒定,故密度保持不變,不一定平衡,錯(cuò)誤;D.B和C的濃度之比1:3,不一定平衡,錯(cuò)誤;故選AB。(5)達(dá)平衡時(shí),A的體積分?jǐn)?shù)=×100%≈42.9%.1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)限度的說法正確的是()A.當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度B.可以通過延長化學(xué)反應(yīng)時(shí)間改變化學(xué)反應(yīng)限度C.平衡狀態(tài)是一種靜止的狀態(tài),因?yàn)榉磻?yīng)物和生成物的濃度不再改變D.化學(xué)反應(yīng)的限度不可以通過改變條件而發(fā)生改變【答案】A【解析】當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度,A項(xiàng)正確;只延長反應(yīng)時(shí)間,不改變其他化學(xué)反應(yīng)條件,不能改變化學(xué)反應(yīng)限度,B項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡狀態(tài)是一種動(dòng)態(tài)平衡,C項(xiàng)錯(cuò)誤;改變反應(yīng)條件,如濃度、溫度、壓強(qiáng)等,化學(xué)反應(yīng)的限度可能發(fā)生改變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.下列各組兩個(gè)反應(yīng)互為可逆反應(yīng)的是()①H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2HCl與2HCleq\o(=,\s\up7(電解))H2↑+Cl2↑②H2SO4(濃)+2HBr=2H2O+Br2+SO2↑與Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4③2NO2=N2O4與N2O4=2NO2④CO2+H2O=H2CO3與H2CO3=H2O+CO2↑A.①② B.②③C.③④ D.①④【答案】C【解析】①中反應(yīng)條件不同,不是可逆反應(yīng);②中物質(zhì)不同,前者反應(yīng)物是濃硫酸,后者生成物是稀硫酸,不是可逆反應(yīng);③、④為可逆反應(yīng)。3.下列措施可以提高燃料燃燒效率的是()①固體燃料粉碎②液體燃料霧化③煤經(jīng)氣化處理④通入足量的空氣A.僅①③ B.僅①②③C.僅①③④ D.全部【答案】D【解析】將固體燃料粉碎或?qū)⒁后w燃料霧化會(huì)增大燃料與空氣的接觸面積,提高燃燒效率;煤經(jīng)氣化處理,會(huì)增大燃料與空氣的接觸面積,提高燃燒效率;通入足量的空氣,可使燃料充分燃燒,提高燃燒效率。4.下列說法正確的是()A.密閉容器中充入1molN2和3molH2可生成2molNH3B.一定條件下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),該反應(yīng)就達(dá)到了這一條件下的最大限度C.對于任何反應(yīng)增大壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率均增大D.化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡,條件改變,原平衡狀態(tài)不會(huì)被破壞【答案】B【解析】N2和H2生成NH3的反應(yīng)為可逆反應(yīng),1molN2和3molH2不能完全反應(yīng)生成2molNH3,A項(xiàng)錯(cuò);壓強(qiáng)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的一個(gè)因素,但并不適合于所有的反應(yīng),必須有氣體參與的反應(yīng)才適合,C不正確;化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡,該平衡是建立在一定條件下的平衡,如果條件改變,平衡將發(fā)生移動(dòng),D項(xiàng)不正確。5.在一定條件下,使NO和O2在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),下列說法不正確的是()A.反應(yīng)開始時(shí),正反應(yīng)速率最大,逆反應(yīng)速率為零B.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后為零C.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,逆反應(yīng)速率逐漸增大,最后不變D.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后不變【答案】B【解析】A項(xiàng),反應(yīng)開始時(shí),反應(yīng)物的濃度最大,正反應(yīng)速率最大,生成物的濃度為零,逆反應(yīng)速率為零,A項(xiàng)正確。B項(xiàng),化學(xué)平衡建立過程中,反應(yīng)物濃度逐漸減小,故正反應(yīng)速率逐漸減小,但最后不會(huì)為零,B項(xiàng)不正確?;瘜W(xué)平衡建立的過程中,反應(yīng)物濃度逐漸減小,故正反應(yīng)速率逐漸減小,生成物濃度逐漸增大,故逆反應(yīng)速率逐漸增大,當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),但均不為零,故C、D項(xiàng)正確。6.一定溫度下,關(guān)于可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3(g)(正反應(yīng)放熱)的下列敘述,不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A.恒容容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化B.NH3的生成速率與H2的生成速率之比為2∶3C.恒壓容器內(nèi)混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化D.單位時(shí)間內(nèi)斷裂a(bǔ)molN≡N鍵,同時(shí)斷裂6amolN—H鍵【答案】A【解析】反應(yīng)體系中反應(yīng)物和生成物都是氣體,則氣體總質(zhì)量不變,又因容器恒容,則氣體體積不變,故氣體密度始終不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;生成NH3表明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,生成H2表明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,兩者速率之比等于2∶3,能說明正、逆反應(yīng)速率相等,即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不相等,如果正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,則氣體的總物質(zhì)的量減小;如果逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,則氣體的總物質(zhì)的量增大,因此當(dāng)混合氣體總物質(zhì)的量不變時(shí),說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C正確;斷裂a(bǔ)molN≡N鍵,說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,斷裂6amolN—H鍵,說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,且表示的正、逆反應(yīng)速率相等,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D正確。7.天然氣和液化石油氣燃燒的主要化學(xué)方程式依次為:CH4+2O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2+2H2O,C3H8+5O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))3CO2+4H2O,現(xiàn)有一套以天然氣為燃料的灶具,今改用液化石油氣,應(yīng)采用的正確措施是()A.減少空氣進(jìn)入量,增大石油氣進(jìn)入量B.增大空氣進(jìn)入量,減少石油氣進(jìn)入量C.減少空氣進(jìn)入量,減少石油氣進(jìn)入量D.增大空氣進(jìn)入量,增大石油氣進(jìn)入量【答案】B【解析】結(jié)合天然氣和液化石油氣燃燒的化學(xué)方程式可知,等物質(zhì)的量的兩燃料燃燒時(shí),后者需要空氣較多,故應(yīng)增大空氣進(jìn)入量或減少石油氣進(jìn)入量,B正確。8.如圖是可逆反應(yīng):X2+3Y22Z2在反應(yīng)過程中的反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系曲線,下列敘述正確的是()A.t2~t3時(shí),各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化B.t2時(shí),反應(yīng)未達(dá)到限度C.t2~t3時(shí),反應(yīng)已停止進(jìn)行D.t1時(shí),反應(yīng)只向正反應(yīng)方向進(jìn)行【答案】A【解析】t2~t3時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,A正確;t2時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),即反應(yīng)達(dá)到限度,B錯(cuò)誤;t2~t3時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),但反應(yīng)速率不為0,反應(yīng)沒有停止,C錯(cuò)誤;t1時(shí)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的同時(shí)也向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,只是向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度大,D錯(cuò)誤。9.一定溫度下,下列敘述不能作為可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是()①C的生成速率與C的消耗速率相等②單位時(shí)間內(nèi)生成amolA,同時(shí)生成3amolB③A、B、C的濃度不再變化④C的物質(zhì)的量不再變化⑤混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化⑦單位時(shí)間內(nèi)消耗amolA,同時(shí)生成3amolB⑧A、B、C的分子數(shù)之比為1∶3∶2A.②⑧ B.④⑦C.①③ D.⑤⑥【答案】A【解析】①中,同一物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡;②中,表示的是同一方向的反應(yīng)速率,不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡;③中,各組分的濃度不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡;④中,C的物質(zhì)的量不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡;⑤中,該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng),混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡;⑥中,該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng),混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡;⑦中,說明v正=v逆,即反應(yīng)已達(dá)到平衡;⑧中,A、B、C的分子數(shù)之比為1∶3∶2不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡。10.在某一容積為5L的密閉容器內(nèi),加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O(g),在催化劑存在的條件下高溫加熱,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(高溫))CO2(g)+H2(g),反應(yīng)放出熱量。反應(yīng)中CO2的濃度隨時(shí)間變化的情況如圖所示。(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí),CO的化學(xué)反應(yīng)速率為______;反應(yīng)平衡時(shí)c(H2)=___________________________________________________________________。(2)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是________(填標(biāo)號)。A.CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率和CO2減少的化學(xué)反應(yīng)速率相等B.CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等C.CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化D.正、逆反應(yīng)速率都為零【答案】(1)0.003mol·L-1·min-10.03mol·L-1(2)AC【解析】(1)由圖可知第10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,即v(CO)=v(CO2)=eq\f(ΔcCO2,t)=eq\f(0.03mol·L-1,10min)=0.003mol·L-1·min-1,反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)化的濃度之比=化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,即Δc(H2)=Δc(CO2)=0.03mol·L-1。(2)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是各物質(zhì)的百分含量保持一定,濃度不變,正、逆反應(yīng)速率相等且不為0。11.在2L容器中有3種物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),X、Y、Z的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖。反應(yīng)在t時(shí)刻達(dá)到平衡,如圖所示:(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________________。(2)反應(yīng)起始至t,Y的平均反應(yīng)速率是________。(3)關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是________(填標(biāo)號)。A.到達(dá)t時(shí)刻該反應(yīng)已停止B.在t時(shí)刻之前X的消耗速率大于它的生成速率C.在t時(shí)刻正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率D.在t時(shí)刻達(dá)到平衡是因?yàn)榇藭r(shí)反應(yīng)物總物質(zhì)的量與生成物總物質(zhì)的量相等【答案】(1)2X3Y+Z(2)eq\f(0.6,t)mol·L-1·min-1(3)BC【解析】(1)由圖像知,從0~t,n(X)減小,n(Y)增加,n(Z)增加,可以確定X為反應(yīng)物,Y、Z為生成物,從0~t,Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=0.8∶1.2∶0.4=2∶3∶1。故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2X3Y+Z。(3)化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡,故A錯(cuò);在t時(shí)刻之前,可逆反應(yīng)尚未達(dá)到化學(xué)平衡,此時(shí)v正(X)>v逆(X),故B對;在t時(shí)刻,可逆反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡,此時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等,故C對;在t時(shí)刻達(dá)到平衡是因?yàn)榇藭r(shí)反應(yīng)混合物中各組分的濃度不再變化,故D錯(cuò)。12.常溫下,將amolN2與bmolH2的混合氣體通入一個(gè)固定容積的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。(1)若反應(yīng)進(jìn)行到某時(shí)刻t時(shí),nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,則a的值為____________。(2)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),混合氣體的體積為716.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),其中NH3的體積分?jǐn)?shù)為25%,計(jì)算平衡時(shí)NH3的物質(zhì)的量為__________________。(3)原混合氣體與平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比為________(寫最簡整數(shù)比,下同)。(4)原氣體中a∶b=_____________________。(5)達(dá)到平衡時(shí)混合氣體中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=_____________________?!敬鸢浮?1)16(2)8mol(3)5∶4(4)2∶3(5)3∶3∶2【解析】(1)反應(yīng)進(jìn)行到某時(shí)刻t時(shí)生成6molNH3,消耗3molN2和9molH2,則a-3=13,解得a=16。(2)平衡時(shí)716.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體的物質(zhì)的量為32mol,則n(NH3)=32mol×25%=8mol。(3)根據(jù)三段式法有:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始/mol16b轉(zhuǎn)化/mol4128平衡/mol12b-128則12+(b-12)+8=32,解得b=24;原混合氣體物質(zhì)的量=a+b=16+24=40,平衡時(shí)混合氣體為32mol,即n始∶n平=5∶4。(4)原混合氣體中a∶b=16∶24=2∶3。(5)平衡時(shí)N2、H2、NH3分別為12mol、12mol和8mol,即n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=3∶3∶2。13.t1℃時(shí),將2molSO2和1molO2通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡,此時(shí)測得反應(yīng)物O2還剩余0.8mol,請?zhí)顚懴铝锌瞻祝海?)從反應(yīng)開始到達(dá)化學(xué)平衡,生成SO3的平均反應(yīng)速率為__
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