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文檔簡介

考點(diǎn)39化學(xué)平衡的移動

"識整合

一、化學(xué)平衡的移動

i.化學(xué)平衡的移動

(1)定義

達(dá)到平衡狀態(tài)的反應(yīng)體系,條件改變,引起平衡狀態(tài)被破壞的過程。

(2)化學(xué)平衡移動的過程

化學(xué)平衡發(fā)生移動

一定條件下的非狀態(tài)新條件下的

平衡(平衡被破壞)平衡

條件改變一段時間后

罹=”逆"'正*"'逆

分濃度各組度各組分濃度又

保持不變不化保持?Ht不變

2.影響化學(xué)平衡移動的因素

若其他條件不變,改變下列條件對化學(xué)平衡的影響如下:

改變的條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動的方向

增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動

濃度

減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動

向氣體分子總數(shù)減小的方

增大壓強(qiáng)

向移動

壓強(qiáng)(對有氣體反應(yīng)前后氣體體積改變

向氣體分子總數(shù)增大的方

參加的反應(yīng))減小壓強(qiáng)

向移動

反應(yīng)前后氣體體積不變改變壓強(qiáng)平衡不移動

升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動

溫度

降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動

催化劑同等程度改變丫止、V逆,平衡不移動

3.勒夏特列原理

在密閉體系中,如果改變影響化學(xué)平衡的一個條件(如溫度、壓強(qiáng)或濃度等),平衡就向能夠減弱這種改

變的方向移動。

注意:化學(xué)平衡移動的目的是“減弱”外界條件的改變,而不是“抵消”外界條件的改變。新平衡時

此物理量更靠近于改變的方向。

如①增大反應(yīng)物A的濃度,平衡右移,A的濃度在增大的基礎(chǔ)上減小,但達(dá)到新平衡時,A的濃度一

定比原平衡大;②若將體系溫度從50℃升高到80℃,則化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,達(dá)到新的平衡狀

態(tài)時50℃<T<80℃;③若對體系N2(g)+3H2(g)^=i2NH3(g)加壓,例如從30MPa加壓到60Mpa,化

學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動,達(dá)到新的平衡時30MPa<p<60MPa。

二、外界條件對化學(xué)平衡移動的影響

1.外界條件的變化對速率的影響和平衡移動方向的判斷

在一定條件下,濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等外界因素會影響可逆反應(yīng)的速率,但平衡不一定發(fā)生移

動,只有當(dāng)vdv逆時,平衡才會發(fā)生移動。對于反應(yīng)〃zA(g)+”B(g)=^pC(g)+qD(g),分析如下:

u正與u逆

條件改變的時刻V『的變化V逆的變化平衡移動方向

的比較

增大反應(yīng)物的濃度增大不變V正>口逆向正反應(yīng)方向移動

減小反應(yīng)物的濃度減小不變u正Vy逆向逆反應(yīng)方向移動

濃度增大生成物的濃度不變增大V正逆向逆反應(yīng)方向移動

y正逆

減小生成物的濃度不變減小向正反應(yīng)方向移動

增大壓強(qiáng)增大增大y正逆向正反應(yīng)方向移動

m+n>p+q

壓強(qiáng)(通過減小壓強(qiáng)減小減小v正Vu逆向逆反應(yīng)方向移動

改變體積增大壓強(qiáng)增大增大v正Vu逆向逆反應(yīng)方向移動

m+n<p+q

使壓強(qiáng)變減小壓強(qiáng)減小減小y正逆向正反應(yīng)方向移動

化)增大壓強(qiáng)增大增大u正二口逆平衡不移動

m+n=p+q

減小壓強(qiáng)減小減小V正二u逆平衡不移動

容積不變充入He不變不變u正二以逆平衡不移動

m+n>p+q減小減小v正Vu逆向逆反應(yīng)方向移動

壓強(qiáng)不變

m+n=p+q減小減小u正二口逆平衡不移動

充入He

m+n<p+q減小減小V正>口逆向正反應(yīng)方向移動

升高溫度增大增大u正Vy逆向逆反應(yīng)方向移動

AH<0

降低溫度減小減小V正>"逆向正反應(yīng)方向移動

溫度

A//>0升高溫度增大增大u正〉u逆向正反應(yīng)方向移動

降低溫度減小減小V正(口逆向逆反應(yīng)方向移動

使用正催化劑增大增大U正二口逆平衡不移動

催化劑

使用負(fù)催化劑減小減小V正二口逆平衡不移動

2.濃度、壓強(qiáng)和溫度對平衡移動影響的幾種特殊情況

U)改變固體或純液體的量,對平衡無影響。

(2)當(dāng)反應(yīng)混合物中不存在氣態(tài)物質(zhì)時,壓強(qiáng)的改變對平衡無影響。

(3)對于反應(yīng)前后氣體體積無變化的反應(yīng),如H2(g)+l2(g);^^2Hl(g),壓強(qiáng)的改變對平衡無影響。但

增大(或減小)壓強(qiáng)會使各物質(zhì)的濃度增大(或減小),混合氣體的顏色變深(或淺)。

(4)恒容時,同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時,應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響,增大(減小)濃度

相當(dāng)于增大(減小)壓強(qiáng)。

(5)在恒容容器中,當(dāng)改變其中一種氣態(tài)物質(zhì)的濃度時,必然會引起壓強(qiáng)的改變,在判斷平衡移動的

方向和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率、體積分?jǐn)?shù)變化時,應(yīng)靈活分析濃度和壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響。若用a表示物質(zhì)的轉(zhuǎn)

化率,夕表示氣體的體積分?jǐn)?shù),貝

①對于A(g)+B(g)=^C(g)類反應(yīng),達(dá)到平衡后,保持溫度、容積不變,加入一定量的A,則平衡向正

反應(yīng)方向移動,a(B)增大而a(A)減小,p(B)減小而p(A)增大。

②對于aA(g)或aAlg)^___助B(g)+cC(g)類反應(yīng),達(dá)到平衡后,保持溫度、容積不變,加入

一定量的A,平衡移動的方向、A的轉(zhuǎn)化率變化,可分以下三種情況進(jìn)行分析:

特點(diǎn)示例改變分析移動方向移動結(jié)果

C(PC15)增大,VE>V逆,正反應(yīng)方a(PC15)減小,

充入向

IAn>0PC15(g)^——^PCl3(g)+Ch(g)PC15但壓強(qiáng)增大不利于PC15°(PC15)增大

的分解

c(HI)增大,v正X逆,壓a(HI)、9(HI)

IIAn=O2Hl(g)=^H2(g)+3g)充入HI強(qiáng)增大,對nir:、v逆的影不變

響相同

C(NC)2)增大,u正〉u逆,同a(N02)增大,

(充入

IIIAn<02NO2(g)T——^N2Q4g)NO2

時壓強(qiáng)增大更有利于夕(N02)減小

NO2的轉(zhuǎn)化

三、化學(xué)平衡圖象題的解題方法

化學(xué)平衡圖象類試題是高考的熱點(diǎn)題型,該類試題經(jīng)常涉及到的圖象類型有物質(zhì)的量(濃度)、速率一時

間圖象,含量一時間一溫度(壓強(qiáng))圖象,恒溫、恒壓曲線等,圖象中蘊(yùn)含著豐富的信息量,具有簡明、直觀、

形象的特點(diǎn),命題形式靈活,難度不大,解題的關(guān)鍵是根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn),明確反應(yīng)條件,認(rèn)真分析圖象充分

挖掘蘊(yùn)含的信息,緊扣化學(xué)原理,找準(zhǔn)切入點(diǎn)解決問題。該類題型在選擇題和簡答題中都有涉及,能夠很

好地考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力,在復(fù)習(xí)備考中應(yīng)引起足夠的重視。

1.常見的化學(xué)平衡圖象

以可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)>cC(g)A//=QkJ-mor1

(1)含量一時間一溫度(或壓強(qiáng))圖:

(曲線a用催化劑,b不用催化劑或化學(xué)計(jì)量數(shù)a+b^c時曲線a的壓強(qiáng)大于b的壓強(qiáng))

(pi>p2,a+b>c)(pi>p2,a~\-b<c)

(2)恒壓(溫)線(如圖所示):該類圖象的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(a),橫坐標(biāo)為溫度

(7)或壓強(qiáng)(p),常見類型如下所示:

a(或c)a(或c)

(若a+6>c,貝!Ipi>p2>03,A27<0)(若乃>乃,則AH>0,a+b>c)

(3)速率-時間圖象

根據(jù)v-f圖象,可以很快地判斷出反應(yīng)進(jìn)行的方向,根據(jù)v正、v逆的變化情況,可以推斷出外界條件的

改變情況。

以合成氨反應(yīng)為例:N2(g)+3H2(g)一2NH3(g)A/f<Oo

條件C(N2)增大C(H2)減小c(NH3)增大

斗;

叫L

K:kN逆

N正\/^

V-t圖象〉~正

%:辰L

01010t

平衡移動方向正反應(yīng)方向移動逆反應(yīng)方向移動逆反應(yīng)方向移動

條件C(NH3)減小增大壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)

4:叫1

k與Ri

V-t圖象

(yror07

平衡移動方向正反應(yīng)方向移動正反應(yīng)方向移動逆反應(yīng)方向移動

條件升高溫度降低溫度使用催化劑

!vk1,,

1W1\卜、了!正R逆

、8正NX正i:

V-t圖象

尸[片/逆:

oor0t

平衡移動方向逆反應(yīng)方向移動正反應(yīng)方向移動不移動

(4)其他

如下圖所示曲線,是其他條件不變時,某反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率(a)與溫度(7)的關(guān)系曲線,圖中標(biāo)出的1、

2、3、4四個點(diǎn),v(正)>v(逆)的點(diǎn)是3,v(正)<v(逆)的點(diǎn)是1,v(正)=v(逆)的點(diǎn)是2、4。

2.化學(xué)平衡圖象解答原則

(1)解題思路

田初明確圖像要描述的含義或者考查方程式的

火一特點(diǎn),了解題目要求解決的問題。

d園一明確橫縱坐標(biāo)的含義。

分析曲線變化趨勢及其原因,聯(lián)想相關(guān)知

麗.解答問題。

麗一根據(jù)要求選出或?qū)懗稣_答案。

(2)解題步驟

.一看面(縱、橫坐標(biāo)的意義)

二看線(線的走向和變化趨勢)

EIS-三看點(diǎn)(起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn))

四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線)

'五看量的變化(如濃度變化、溫度變化)

國占國(聯(lián)想平衡移動原理,分析條件對反應(yīng)速率、

智T化學(xué)平衡移動的影響

屋面_(利用原理,結(jié)合圖像,分析圖像中所代表反應(yīng)

理切速率變化或化學(xué)平衡的線,作出判斷

以可逆反應(yīng)aA(g)+6B(g)、cC?為例:

(1)“定一議二”原則

在化學(xué)平衡圖象中,包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的意義三個量,確定橫坐標(biāo)所表示的量后,討

論縱坐標(biāo)與曲線的關(guān)系或確定縱坐標(biāo)所表示的量,討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)系。如圖:

C%)

qA4(或P2)

|J?。ɑ騊l)

oFMn

這類圖象的分析方法是“定一議二”,當(dāng)有多條曲線及兩個以上條件時,要固定其中一個條件,分析其他

條件之間的關(guān)系,必要時,作一輔助線分析。

(2)“先拐先平,數(shù)值大”原則

在化學(xué)平衡圖象中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)先達(dá)到平衡,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線表示的溫度較高(如圖A)或表示

的壓強(qiáng)較大(如圖B)。

圖A表示72>TI,正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

圖B表示/<p2,A是反應(yīng)物,正反應(yīng)為氣體總體積縮小的反應(yīng),即a+b>c。

四、等效平衡

1.含義

(1)化學(xué)平衡狀態(tài)與建立平衡的條件有關(guān),與建立平衡的途徑無關(guān)。

(2)對于同一可逆反應(yīng),在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,無論是從正反應(yīng)(反應(yīng)物)、逆反應(yīng)(生

成物)或從中間狀態(tài)(既有反應(yīng)物、也有生成物)開始,只要建立平衡后,平衡混合物中各組分的比例相同,

或各組分在混合物中的百分含量相等,這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。

(3)注意只是組分的百分含量相同,包括體積百分含量、物質(zhì)的量百分含量或質(zhì)量百分含量,而各組

分的濃度不一定相等。

2.審題方法

(1)注意反應(yīng)特點(diǎn):反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量是否發(fā)生變化。

(2)分清平衡建立的條件:是恒溫恒壓還是恒溫恒容。

3.理解等效平衡的意義

(1)對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量有變化的反應(yīng),如2so2(g)+C)2(g)-2so3(g)等溫等壓、等溫等容下

建立平衡如下圖:

等溫、等壓

DKL

容易得出A與C等效,A與D不等效。因?yàn)镃-D是對反應(yīng)前后氣體體積有變化的反應(yīng)加壓,平衡發(fā)

生了移動。

結(jié)論:對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量有變化的反應(yīng),恒溫恒壓時只要起始加入的物質(zhì)按方程式化學(xué)計(jì)量

數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式一側(cè),比例相同就可建立等效平衡;而恒溫恒容時,則需起始加入的物質(zhì)按方程式化學(xué)計(jì)

量數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式一側(cè),完全相同才能建立等效平衡,因?yàn)榉磻?yīng)物物質(zhì)的量的變化會引起平衡的移動。

(2)對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量沒有變化的反應(yīng),如:H2(g)+l2(g)=^2HI(g)等溫等壓、等溫等容下

建立平衡如下圖:

等溫、等壓

DVL

容易得出A與C等效,A與D等效。因?yàn)镃-D平衡不發(fā)生移動。對反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)加

壓,平衡不移動。

結(jié)論:對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),無論是恒溫恒壓還是恒溫恒容,只要加入的物質(zhì)按方

程式化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式一側(cè),比例相同就可建立等效平衡。

點(diǎn)考向.

考向一外界條件對化學(xué)平衡的影響

典例引領(lǐng)

典例1可逆反應(yīng)2NO2(gk=iN2O4(g),A//<0o在密閉容器中進(jìn)行,當(dāng)達(dá)到平衡時,欲通過改變條件,

達(dá)到新平衡后使氣體顏色加深,應(yīng)采取的措施是

A.增大容器體積

B.溫度壓強(qiáng)不變,充入N2O4(g)

C.溫度壓強(qiáng)不變,充入N02(g)

D.容器容積不變,升高溫度

【解析】A.增大容器的體積,NO2濃度減小,則混合氣體顏色變淺,故A錯誤;B.溫度壓強(qiáng)不變,

充入N2CU(g),新平衡與原平衡相比不移動,N02濃度不變,則混合氣體顏色不變,故B錯誤;C.溫度壓

強(qiáng)不變,充入NCh,新平衡與原平衡相比不移動,N02濃度不變,則混合氣體顏色不變,故C錯誤;D.容

器容積不變,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,N02濃度增大,則混合氣體顏色加深,故D正確。

【答案】D

變式拓展

1.在密閉容器中通入A、B兩種氣體,在一定條件下反應(yīng):2A(g)+B(g)=^2C(g)A//<0o達(dá)到平衡后,改

變一個條件(X),下列量(Y)的變化一定符合圖中曲線的是

X

XY

A再加入AB的轉(zhuǎn)化率

B再加入CA的轉(zhuǎn)化率

C增大壓強(qiáng)A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

D升高溫度混合氣體平均摩爾質(zhì)量

解答化學(xué)平衡移動題目的思維模型

‘正、逆速率不變:如容積不變,充入稀聿;氣體,平衡不移動

使用倡暫化齊u]

程度相同生="逆<?xì)怏w創(chuàng)、積無變化平衡不移動

:改變壓強(qiáng))

改變條件<的反應(yīng)

正、逆速率改變4

‘濃度'

程度不同V正wV逆壓強(qiáng),平衡移動

溫度,

考向二化學(xué)平衡移動結(jié)果的分析與判斷

典例引領(lǐng)

典例1有一容積固定的密閉反應(yīng)器,中間有一個可自由移動的導(dǎo)熱的隔板將容器分成甲、乙兩部分,分別

發(fā)生下列兩個可逆反應(yīng):

甲:a(g)+b(g)=^2c(g)AHi<0

乙:x(g)+3y(g)^^2z(g)Aft>0

起初甲、乙均達(dá)到反應(yīng)平衡后隔板位于正中間,然后進(jìn)行相關(guān)操作后,下列敘述錯誤的是

甲乙

A.在反應(yīng)器恒溫下,向乙中通入z氣體,y的物質(zhì)的量濃度增大

B.在反應(yīng)器恒溫下,向甲中通入惰性氣體,乙中x、y的轉(zhuǎn)化率增大

C.在反應(yīng)器絕熱下,向乙中通入z氣體,反應(yīng)器中溫度升高

D.在反應(yīng)器絕熱下,向甲中通入惰性氣體,c的物質(zhì)的量不變

【解析】A.恒溫下向乙中通入z氣體,平衡逆向進(jìn)行,y的物質(zhì)的量濃度增大,故A正確;B.恒溫

下向甲中通入惰性氣體,甲中平衡不移動,乙中平衡因壓縮而正向移動,故X、丫的轉(zhuǎn)化率增大,故B正

確;C.絕熱下向乙中通入z氣體,平衡逆向進(jìn)行,逆向是放熱反應(yīng),反應(yīng)器中溫度升高,故C正確;D.絕

熱下向甲中通入惰性氣體,乙中反應(yīng)應(yīng)正向移動,吸熱,中間隔板是導(dǎo)熱的,導(dǎo)致甲中反應(yīng)也會移動,c的

物質(zhì)的量會改變,故D錯誤。

【答案】D

變式拓展

2.在容積固定的密閉容器中充入一定量的X、丫兩種氣體,一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng)3X(g)+Y(g)^=i2Z(g),

并達(dá)到平衡。已知正反應(yīng)是放熱反應(yīng),測得X的轉(zhuǎn)化率為37.5%,丫的轉(zhuǎn)化率為25%。下列有關(guān)敘述正

確的是

A.若X的反應(yīng)速率為0.2mo〉L-LsT,則Z的反應(yīng)速率為0.3molLfsT

B.若向容器中充入氨氣,壓強(qiáng)增大,丫的轉(zhuǎn)化率提高

C.升高溫度,正反應(yīng)速率減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動

D.開始充入容器中的X、丫物質(zhì)的量之比為2:1

考向三借助圖象判斷化學(xué)平衡的移動

典例引領(lǐng)

典例1甲烷蒸氣的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為CH4(g)+H2O(g)0co(g)+3H2(g)AH>0,工業(yè)上可利用此反應(yīng)生產(chǎn)合成氨

原料氣H2。下列有關(guān)該反應(yīng)的圖象正確的是

CH4轉(zhuǎn)化率

【解析】本題考查化學(xué)平衡圖象分析,意在考查考生對化學(xué)平衡移動原理的理解和應(yīng)用能力。增大水

碳比,CH4的轉(zhuǎn)化率增大,A項(xiàng)錯誤;該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù)增

大,B項(xiàng)錯誤;根據(jù)題圖知,溫度為不時反應(yīng)先達(dá)到平衡,則不>Ti,TIT乃,溫度升高,平衡向正反應(yīng)方

向移動,氫氣含量增大,c項(xiàng)正確;增大壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率均增大,又該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),

故增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動,則v逆X正,D項(xiàng)錯誤。

【答案】C

變式拓展

3.向絕熱恒容密閉容器中通入S02和NO2,一定條件下使反應(yīng)SCh(g)+N02(g)『^S03(g)+N0(g)達(dá)到平

衡,正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如圖所示。由圖可得出的正確結(jié)論是

A.反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.反應(yīng)物濃度:a點(diǎn)小于b點(diǎn)

C.升高溫度該平衡正向移動

D.△A=Af2時,S02的轉(zhuǎn)化率:a?b段小于b?c段

考向四化學(xué)平衡圖象的綜合分析

典例引領(lǐng)

典例1運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究化學(xué)反應(yīng)有重要意義。

(1)硫酸生產(chǎn)中,S02催化氧化生成S03:2so2(g)+O2(g)==S2SO3(g),混合體系中SO3的百分含

量和溫度的關(guān)系如圖1所示(曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài))。

①若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氨氣,平衡(填“向左”“向右”或“不”)移動。

②若反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)。時,V正________(填“或逆。

(2)課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法:N2(g)+3H2(g)一^2NH3(g)AH<0,應(yīng)用此法反應(yīng)達(dá)到平衡

時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不高。

①能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動的措施是(填編號)。

A.使用更高效的催化劑

B.升高溫度

C.及時分離出氨氣

D.充入氮?dú)?,增大氮?dú)獾臐舛龋ū3秩萜黧w積不變)

②若在某溫度下,2L的密閉容器中發(fā)生合成氨的反應(yīng),圖2表示N2的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。

用H2表示0?10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率V(H2)=。從第11min起,壓縮容器的體積為1L,

則"(N2)的變化曲線為(填編號)。

【解析】(1)①恒壓條件下向題述平衡體系中通入氫氣,則反應(yīng)器的體積會增大,各物質(zhì)的濃度會減

小,平衡會向氣體分子數(shù)增大的方向(向左)移動。②反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)。時沒有達(dá)到平衡,需要反應(yīng)向右進(jìn)行,

所以VJE>V逆。

(2)①該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)減小的放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動;使用更高效的催化劑,

反應(yīng)速率增大,但平衡不移動;分離出氨氣,平衡雖然正向移動,但反應(yīng)速率減?。怀淙氲?dú)?,平衡正?/p>

移動且反應(yīng)速率增大。②0?10min時,N2從0.6mol減少到0.2mol,變化量為0.4mol,則H2的變化量為

1.2mol,v(H2)=1.2mol+2L+10min=0.06moLLFmirTi。平衡時壓縮容器的體積,氣體的壓強(qiáng)增大,平衡

正向移動,N2的物質(zhì)的量在原有基礎(chǔ)上減小,曲線d符合題意。

【答案】(1)①向左②〉

(2)①D(2)0.06mol-L-^min-1d

變式拓展

4.乙苯催化脫氫制苯乙烯的反應(yīng):

1

CH2cH3(g)催化劑、(g)+H2(g)AH=+124kJ-mol

工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為1:9),控制反應(yīng)溫度

600°C,并保持體系總壓為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑

作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))示意圖如下:

10o

%8o

@

靴6o

34o

2O

°300400500600700800

溫度/寬

(1)摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率,解釋說明該事實(shí):

(2)控制反應(yīng)溫度為600℃的理由是o

考向五等效平衡

典例引領(lǐng)

典例1在恒溫恒壓條件下,向可變的密閉容器中充入3LA和2LB發(fā)生如下反應(yīng)3A(g)+2B(g>j=ixC(g)

+yD(g),達(dá)到平衡時C的體積分?jǐn)?shù)為m%.若維持溫度不變,將0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作為

起始物質(zhì)充入密閉容器中,達(dá)到平衡時C的體積分?jǐn)?shù)仍為m%。則x、y的值分別為

A.x=3、y=lB.x=4、y=1

C.x=5、y=lD.x=2、y=3

【解析】由題意可知恒溫恒壓下,向容積可變的密閉容器中,

狀態(tài)I:3A(g)+2B(g)-^xC(g)+yD(g)

起始量32

狀態(tài)H:3A(g)+2B(g)-^xC(g)+yD(g)

起始0.60.440.8

兩種狀態(tài)下到平衡時混合氣體中C的體積分?jǐn)?shù)均為m%,則二者為等效平衡狀態(tài),利用極限轉(zhuǎn)化為起

始量時,A、B的物質(zhì)的量之比為3:2,

所以狀態(tài)II:3A(g)+2B(g)一^xC(g)+yD(g)

32

起始0.6+xx40.4+7x0.8

121.6

則(0.6+x):(0.4+y)=3:2,解得x:y=5:1,顯然只有C中x=5、y=l符合。

【答案】C

變式拓展

5.將2molA和1molB充入某密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g>;=ixC(g),達(dá)到化學(xué)平衡后,C的體積

分?jǐn)?shù)為a,假設(shè)該反應(yīng)的條件分別和下列各選項(xiàng)的條件相同,下列判斷正確的是

A.若在恒溫恒壓下:當(dāng)%=1時,按1.5molA、1molC作為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)仍為a

B.若在恒溫恒容下:當(dāng)尸2時,將3moic作為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)仍為a

C.若在恒溫恒壓下:當(dāng)時,按ImolA、ImolB、ImolC作為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的體積

分?jǐn)?shù)為a

D.若在恒溫恒容下:按0.6molA、0.3molB、1.4molC作為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)仍

為。,則x為2或3

j構(gòu)建“虛擬的第三平衡”法解決平衡間的聯(lián)系

在解題時若遇到比較條件改變后的新、舊平衡間某量的關(guān)系有困難時,可以考慮構(gòu)建一個與舊平衡等

效的“虛擬的第三平衡”,然后通過壓縮或擴(kuò)大體積等手段,再與新平衡溝通,以形成有利于問題解決的新模

式,促使條件向結(jié)論轉(zhuǎn)化,例如:

(1)構(gòu)建等溫等容平衡思維模式:新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成,相當(dāng)

于增大壓強(qiáng)。

起始平衡

□一叼疊加.E壓縮筋衡

H——{IF

(2)構(gòu)建等溫等壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例,見圖示):新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是

兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加,壓強(qiáng)不變,平衡不移動。

、聲點(diǎn)沖關(guān)致

i.下列敘述中,不能用勒夏特列原理解釋的是

A.工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的過程中使用過量的空氣以提高二氧化硫的利用率

B.熱的純堿液去油污效果比冷的純堿液好

C.開啟啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫

D.實(shí)驗(yàn)室用雙氧水制備O2時使用MnCh作催化劑加快O2的生成速率

2.對于反應(yīng)2so2(g)+O2(g)=i2so3(g)A?<0已達(dá)平衡,如果其他條件不變時,分別改變下列條件,

對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡產(chǎn)生影響,下列條件與圖像不相符的是(0?△:丫正=丫逆;九時改變條件,/2

時重新建立平衡)

A.增加氧氣的濃度B.增大壓強(qiáng)

C.升高溫度D.加入催化劑

3.可逆反應(yīng)aA(s)+bB(g)=ScC(g)+(/D(g)AH=<2kJmoC1,反應(yīng)過程中,當(dāng)其他條件不變時,某物質(zhì)

在混合物中的含量與溫度(。、壓強(qiáng)3)的關(guān)系如圖所示,據(jù)圖分析,以下說法正確的是

A.TI>T2,AH>0B.TI<T2,A//>0.

C.pi>p2,a+b=c+dD.pi<pi,b—c+d

4.已知X(g)+Y(g)=S2Z(g)△H<0反應(yīng)發(fā)生后,fl時達(dá)到平衡,時改變條件,f3時達(dá)到新平衡,則f2

時改變的條件可能是

時間

$2h

A.升高溫度B.減小Z的濃度

C.增大壓強(qiáng)D.增大X或丫的濃度

5.在體積均為1.0L的兩個恒谷密閉谷器中分別加入足量的相同碳粉,再分別加入0.1molCCh和0.2mol

CO2,在不同溫度下反應(yīng)CO2(g)+C(s)=J2co(g)達(dá)到平衡,平衡時CCh的物質(zhì)的量濃度c(CCh)隨溫,度

的變化如圖所示(圖中I、II、III點(diǎn)均處于曲線上)。下列說法正確的是

7

T

I

O

8

5

O

0

3

A.化學(xué)平衡常數(shù)K:K(狀態(tài)I)<K(狀態(tài)H)<K(狀態(tài)III)

B.CO2的平衡轉(zhuǎn)化率a:a(狀態(tài)I)<a(狀態(tài)II)=a(狀態(tài)III)

c.體系中c(co):c(co,狀態(tài)n)<2c(co,狀態(tài)ni)

D.逆反應(yīng)速率v逆:v逆(狀態(tài)I)>v逆(狀態(tài)II)

6.已知2so2(g)+O2(g)02so3(g)AH=-197kJ-mori,向同溫、同體積的三個密閉容器中分別充入氣體:

(甲)2molS02和1molO2;(乙)1molSO2和0.5molO2;(丙)2molSO3?在恒溫、恒容條件下反應(yīng)達(dá)到

平衡時,下列關(guān)系一定正確的是

A.容器內(nèi)壓強(qiáng)p:p甲丙>2。乙

B.S03的質(zhì)量加:mv=m丙>2niz,

C.C(S02)與。(。2)之比左:左甲=左丙〉左乙

D.反應(yīng)放出或吸收熱量的數(shù)值。:0甲=Q丙>2。乙

7.一定溫度下,在3個容積均為LOL的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)^=iCH30H(g)達(dá)到平衡,下

列說法正確的?是

物質(zhì)的起始濃度/molL-i物質(zhì)的平衡濃度/molL-i

容器溫度/K

C(H2)

c(CO)C(CH3OH)C(CH3OH)

I4000.200.1000.080

II4000.400.200

III500000.100.025

A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱

B.達(dá)到平衡時,容器i中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器n中的大

C.達(dá)到平衡時,容器II中c(H2)大于容器III中c(H2)的兩倍

D.達(dá)到平衡時,容器III中的正反應(yīng)速率比容器I中的大

8.在恒溫恒容的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)3M(g)+N(g)=xP(g)(注:x為P物質(zhì)前的系數(shù))。

①將3molM和2molN在一定條件下反應(yīng),達(dá)平衡時P的體積分?jǐn)?shù)為a;

②若起始時M、N、P投入的物質(zhì)的量分別為"(M)、w(N)、n(P),平衡時P的體積分?jǐn)?shù)也為

下列說法正確的是

A.若①達(dá)平衡時,再向容器中各增加1molM、N、P,則N的轉(zhuǎn)化率一定增大

B.若向①平衡中,再加入3moiM和2moiN,P的體積分?jǐn)?shù)若大于a,可斷定x>4

C.若x=2,貝螃體系起始物質(zhì)的量應(yīng)當(dāng)滿足3"(N)=”(M)

D.若②體系起始物質(zhì)的量滿足3w(P)+8w(M)=12”(N),可斷定x=4

9.700℃時,向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)=^CO2(g)

+H2(g),反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中

反應(yīng)時間/minn(CO)/moln(H2O)/mol

01.200.60

t\0.20

t20.80

依據(jù)題意回答下列問題:

(1)反應(yīng)在timin內(nèi)的平均速率為V(H2)=mol-L-'-min'^

(2)保持其他條件不變,起始時向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O,到達(dá)平衡時,w(CC>2)=

________molo

(3)溫度升至80?!?上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.64,則正反應(yīng)為_______反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。

(4)700℃時,向容積為2L的密閉容器中充入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的物質(zhì)的量分別為1.20mol、

2.00mok1.20mol、1.20mol,則此時該反應(yīng)v(正)貝逆)(填"”<吏』")。

(5)該反應(yīng)在ti時刻達(dá)到平衡,在ti時刻因改變某個條件,CO和CO2濃度發(fā)生變化的情況如圖所示。

圖中攵時刻發(fā)生改變的條件可能是或。

(6)若該容器容積不變,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡的是。

①c(CO)與c(H2)的比值保持不變

②v(CO24=v(H2O)逆

③體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化

④混合氣體的密度不變

⑤體系的溫度不再發(fā)生變化

⑥氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

10.甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料。工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知制

備甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表所示:

平衡溫度/℃

化學(xué)反應(yīng)

常數(shù)500800

①2H2(g)+CO(g)=SCH3OH(g)Ki2.50.15

@H2(g)+CO2(g)=^H2O(g)+CO(g)Ki1.02.5

(

(3)3H2g)+CO2(g)=iCH3OH(g)+H2O(g)K3

回答下列問題:

(1)反應(yīng)②是(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(2)某溫度下反應(yīng)①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(qiáng)S)的關(guān)系如圖甲所示,則平衡狀態(tài)由A變到B

時,平衡常數(shù)K(A)K(B)(填“>”“〈”或“=”)。

(3)根據(jù)反應(yīng)①、②與③可推導(dǎo)出Ki、&與K3之間的關(guān)系,則亂=(用Ki、及表示)。

500℃時測得反應(yīng)③在某時刻時,H2(g)、CO2(g)、CH30H(g)和七0年)的濃度(mol1一1)分別為0.8、0.1、

0.3、0.15,則此時伏正)v(逆)(填“〉”"

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