2014屆新人教課標Ⅰ高三化學一輪總復習資料word版:第七章 第2講
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1、 第2講 化學平衡狀態(tài) [考綱要求] 1.了解可逆反應的定義。2.理解化學平衡的定義。3.理解影響化學平衡的因素。 考點一 可逆反應與化學平衡狀態(tài) 1.可逆反應 (1)定義 在同一條件下既可以向正反應方向進行,同時又可以向逆反應方向進行的化學反應。 (2)特點 ①二同:a.相同條件下;b.正逆反應同時進行。 ②一小:反應物與生成物同時存在;任一組分的轉化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。 (3)表示 在方程式中用“”表示。 2.化學平衡狀態(tài) (1)概念 一定條件下的可逆反應中,正反應速率與逆反應速率相等,反應體系中所有參加反應的物質的質量或濃度保
2、持不變的狀態(tài)。 (2)化學平衡的建立 (3)平衡特點 1 / 36 深度思考 1.反應2H2O2H2↑+O2↑是否為可逆反應? 答案 不是可逆反應,因為兩個方向的反應條件不同。 2.向含有2 mol的SO2的容器中通入過量氧氣發(fā)生2SO2+O22SO3,充分反應后生成SO3的物質的量______2 mol(填“<”、“>”或“=”,下同),SO2的物質的量______0 mol,轉化率________100%。 答案 < > < 題組一 極端假設法解化學平衡狀態(tài)題的應用 1.一定條件下,對于可逆反應X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分
3、別為c1、c2、c3(均不為零),達到平衡時,X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL-1、0.3
molL-1、0.08 molL-1,則下列判斷正確的是 ( )
A.c1∶c2=3∶1
B.平衡時,Y和Z的生成速率之比為2∶3
C.X、Y的轉化率不相等
D.c1的取值范圍為0 molL-1 4、在密閉容器中進行反應:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 molL-1、0.3 molL-1、0.2 molL-1,在一定條件下,當反應達到平衡時,各物質的濃度有可能是 ( )
A.Z為0.3 molL-1 B.Y2為0.4 molL-1
C.X2為0.2 molL-1 D.Z為0.4 molL-1
答案 A
極端假設法確定各物質濃度范圍
上述題目2可根據極端假設法判斷,假設反應正向或逆向進行到底,求出各物質濃度的最大值和最小值,從而確定它們的濃度范圍。
假設反應正向進行 5、到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g)
起始濃度(molL-1) 0.1 0.3 0.2
改變濃度(molL-1) 0.1 0.1 0.2
終態(tài)濃度(molL-1) 0 0.2 0.4
假設反應逆向進行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g)
起始濃度(molL-1) 0.1 0.3 0.2
改變濃度(molL-1) 0.1 0.1 0.2
終態(tài)濃度(molL-1) 0.2 0.4 0
平衡體系中各物質的濃度范圍為X2∈(0,0.2),Y2∈(0.2,0.4),Z∈(0,0.4)。
6、
題組二 化學平衡狀態(tài)標志的判斷
3.可逆反應:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在體積固定的密閉容器中進行,達到平衡狀態(tài)的標志的是 ( )
①單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO2
②單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)?、藁旌蠚怏w的壓強不再改變的狀態(tài)
⑦混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài)
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦
C.①③④⑤ D.全部
答案 A
7、
解析?、賳挝粫r間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO2,能說明達到平衡狀態(tài),②描述的都是正反應方向的速率,無法判斷是否達到平衡狀態(tài);③無論達到平衡與否,同向的速率之比總是符合化學方程式中化學計量數之比;④混合氣體的顏色不變能夠說明達到了化學平衡狀態(tài);因容器體積固定,密度是一個常數,所以⑤不能說明反應達到平衡狀態(tài);該反應是一個反應前后氣體體積不等的反應,容器的體積又固定,所以⑥⑦均能說明達到平衡。
4.下列說法可以證明H2(g)+I2(g)2HI(g)已達平衡狀態(tài)的是____________(填序號
)。
①單位時間內生成n mol H2的同時,生成n mol 8、HI ②一個H—H 鍵斷裂的同時有
兩個H—I鍵斷裂?、郯俜趾縲(HI)=w(I2)?、芊磻俾蕍(H2)=v(I2)=v(HI)
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1?、逌囟群腕w積一定時,某一生成物濃度不再變化
⑦溫度和體積一定時,容器內壓強不再變化?、鄺l件一定,混合氣體的平均相對分
子質量不再變化?、釡囟群腕w積一定時,混合氣體顏色不再變化 ⑩溫度和壓強一
定時,混合氣體的密度不再變化
答案?、冖蔻?
解析 (1)對于反應前后氣體分子總數不等的可逆反應,可從化學反應速率、化學鍵斷裂、物質的量、物質的量濃度、轉化率、顏色、溫度、平均相對分子質量、壓強、密度等來判斷 9、。
(2)對于反應前后氣體分子總數相等的可逆反應,可從化學反應速率、化學鍵斷裂、物質的量、物質的量濃度、轉化率、顏色、溫度等來判斷(此時平均相對分子質量、壓強、密度不能作為判斷依據)。
5.一定溫度下在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應2X(g)Y(g)+Z(s),以下不能說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是 ( )
A.混合氣體的密度不再變化
B.反應容器中Y的質量分數不變
C.X的分解速率與Y的消耗速率相等
D.單位時間內生成1 mol Y的同時生成2 mol X
答案 C
解析 X的分解速率與Y的消耗速率之比為2∶1時,才能說明反應達到平衡狀態(tài),故C項說明 10、反應未達到平衡狀態(tài)。
6.在一恒溫、恒容的密閉容器中發(fā)生反應A(s)+2B(g)C(g)+D(g),當下列物理量不再變化時,能夠表明該反應已達平衡狀態(tài)的是 ( )
A.混合氣體的壓強
B.混合氣體的平均相對分子質量
C.A的物質的量濃度
D.氣體的總物質的量
答案 B
解析 因反應前后氣體分子數不變,故無論反應是否平衡,混合氣體的壓強和氣體的總物質的量都不改變;A為固態(tài),其物質的量濃度為常數;若反應正向移動,混合氣體的質量增加,則混合氣體的平均相對分子質量變大,反之變小,故混合氣體的平均相對分子質量不變時說明反應達到平衡狀態(tài)。
7.在一定溫度下的某容積可 11、變的密閉容器中,建立下列化學平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)不能確定上述可逆反應在一定條件下已達到化學平衡狀態(tài)的是 ( )
A.體系的壓強不再發(fā)生變化
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成n mol CO的同時生成n mol H2
D.1 mol H—H鍵斷裂的同時斷裂2 mol H—O鍵
答案 C
解析 不論反應是否達到平衡狀態(tài),生成n mol CO的同時都會生成n mol H2。
8.(2012山東理綜,29改編)已知N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,現(xiàn)將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài) 12、的是________。
答案 ad
解析 b項,對于一個特定反應,ΔH固定不變,不能作為判斷反應是否達到平衡狀態(tài)的依據;c項,隨著反應的進行,N2O4分解速率逐漸降低。
“兩審”“兩標志”突破化學
平衡狀態(tài)標志的判斷
1.“兩審”
一審題干條件,是恒溫恒容還是恒溫恒壓;二審反應特點:①全部是氣體參與的等體積反應還是非等體積反應;②有固體參與的等體積反應還是非等體積反應。
2.“兩標志”
(1)本質標志
v正=v逆≠0。對于某一可逆反應來說,正反應消耗掉某反應物的速率等于逆反應生成該反應物的速率。
(2)等價標志
①全部是氣體參加的氣體體積可變的反應 13、,體系的壓強、平均相對分子質量不再隨時間而變化。例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
②體系中各組分的物質的量濃度、體積分數、物質的量分數保持不變。
③對同一物質而言,斷裂的化學鍵的物質的量與形成的化學鍵的物質的量相等。
④對于有有色物質參加或生成的可逆反應,體系的顏色不再隨時間而變化。例如,2NO2(g)N2O4(g)。
⑤體系中某反應物的轉化率或某生成物的產率達到最大值且不再隨時間而變化。
注意 以下幾種情況不能作為可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的標志:
a.恒溫、恒容條件下氣體體積不變的反應,混合氣體的壓強或氣體的總物質的量不隨時間而變化。如2HI(g)I2( 14、g)+H2(g)。
b.全部是氣體參加的體積不變的反應,體系的平均相對分子質量不隨時間而變化。如2HI(g)I2(g)+H2(g)。
c.全部是氣體參加的反應,恒容條件下體系的密度保持不變。
考點二 化學平衡的移動
1.概念
可逆反應達到平衡狀態(tài)以后,若反應條件(如溫度、壓強、濃度等)發(fā)生了變化,平衡混合物中各組分的濃度也會隨之改變,從而在一段時間后達到新的平衡狀態(tài)。這種由原平衡狀態(tài)向新平衡狀態(tài)的變化過程,叫做化學平衡的移動。
2.過程
3.化學平衡移動與化學反應速率的關系
(1)v正>v逆:平衡向正反應方向移動。
(2)v正=v逆:反應達到平衡狀態(tài), 15、不發(fā)生平衡移動。
(3)v正 16、
催化劑
使用催化劑
平衡不移動
(2)勒夏特列原理
如果改變影響化學平衡的條件之一(如溫度、壓強,以及參加反應的化學物質的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。
5.幾種特殊情況
(1)當反應混合物中存在與其他物質不相混溶的固體或液體物質時,由于其“濃度”是恒定的,不隨其量的增減而變化,故改變這些固體或液體的量,對化學平衡沒影響。
(2)對于反應前后氣態(tài)物質的化學計量數相等的反應,壓強的變化對正、逆反應速率的影響程度是等同的,故平衡不移動。
(3)“惰性氣體”對化學平衡的影響
①恒溫、恒容條件
原平衡體系體系總壓強增大―→體系中各組分的濃度不變―→平衡不移動。
17、
②恒溫、恒壓條件
(4)同等程度地改變反應混合物中各物質的濃度時,應視為壓強的影響。
深度思考
1.v正增大,平衡一定向正反應方向移動嗎?
答案 不一定。只有v正>v逆時,才使平衡向正反應方向移動。
2.某一可逆反應,一定條件下達到了平衡,①若化學反應速率改變,平衡一定發(fā)生移動嗎?②若平衡發(fā)生移動,化學反應速率一定改變嗎?
答案 ①不一定,如反應前后氣體分子數不變的反應,增大壓強或使用催化劑,速率發(fā)生變化,但平衡不移動。
②一定,化學平衡移動的根本原因就是外界條件改變,使v正≠v逆才發(fā)生移動的。
3.改變條件,平衡向正反應方向移動,原料的轉化率一定提高嗎?
答案 18、 不一定,不能把平衡向正反應方向移動與原料轉化率的提高等同起來,當反應物總量不變時,平衡向正反應方向移動,反應物轉化率提高;當增大一種反應物的濃度,使平衡向正反應方向移動時,只會使其他的反應物的轉化率提高。
4.升高溫度,化學平衡會向著吸熱反應的方向移動,此時放熱反應方向的反應速率會減小嗎?
答案 不會。因為升高溫度v吸和v放均增大,但二者增大的程度不同,v吸增大的程度大于v放增大的程度,故v吸和v放不再相等,v吸>v放,原平衡被破壞,平衡向吸熱反應的方向移動,直至建立新的平衡。降溫則相反。
題組一 選取措施使化學平衡定向移動
1.COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) ΔH 19、>0,當反應達到平衡時,下列措施:①升溫 ②恒容通入惰性氣體?、墼黾覥O濃度?、軠p壓?、菁哟呋瘎、藓銐和ㄈ攵栊詺怏w,能提高COCl2轉化率的是 ( )
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
答案 B
解析 該反應為體積增大的吸熱反應,所以升溫和減壓均可以促使反應正向移動。恒壓通入惰性氣體,相當于減壓。恒容通入惰性氣體與加催化劑均對平衡無影響。增加CO的濃度,將導致平衡逆向移動。
2.某溫度下,在密閉容器中SO2、O2、SO3三種氣態(tài)物質建立化學平衡后,改變條件對反應[2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),ΔH<0]的正、 20、逆反應速率的影響如圖所示:
(1)加催化劑對反應速率影響的圖像是________(填序號,下同),平衡________移動。
(2)升高溫度對反應速率影響的圖像是________,平衡向________方向移動。
(3)增大反應容器體積對反應速率影響的圖像是________,平衡向________方向移動。
(4)增大O2的濃度對反應速率影響的圖像是__________,平衡向________方向移動。
答案 (1)C 不 (2)A 逆反應 (3)D 逆反應
(4)B 正反應
解析 (1)加入催化劑,正、逆反應速率均增大,圖像上應該出現(xiàn)“斷點”,且應在原平衡的反應速率之上 21、;催化劑使正、逆反應速率增大的倍數相同,則改變條件后的速率線應該平行于橫坐標軸,圖像為C。
(2)升高溫度,正、逆反應速率均增大,圖像上應該出現(xiàn)“斷點”且應在原平衡的反應速率之上。因題給反應的正反應放熱,升溫平衡逆向移動,所以v正′ 22、移動題目的一般思路
題組二 條件改變時化學平衡移動結果的判斷
3.對已建立化學平衡的某可逆反應,當改變條件使化學平衡向正反應方向移動時,下列有關敘述正確的是 ( )
①生成物的百分含量一定增加 ②生成物的產量一定增加
③反應物的轉化率一定增大?、芊磻锏臐舛纫欢ń档?
⑤正反應速率一定大于逆反應速率?、奘褂昧诉m宜的催化劑
A.②⑤ B.①② C.③⑤ D.④⑥
答案 A
4.將NO2裝入帶活塞的密閉容器中,當反應2NO2(g)N2O4(g)達到平衡后,改變下列一個條件,其中敘述正確的是 ( )
A.升高溫 23、度,氣體顏色加深,則此反應為吸熱反應
B.慢慢壓縮氣體體積,平衡向右移動,混合氣體顏色變淺
C.慢慢壓縮氣體體積,若體積減小一半,壓強增大,但小于原來的兩倍
D.恒溫恒容時,充入惰性氣體,壓強增大,平衡向右移動,混合氣體的顏色變淺
答案 C
解析 顏色加深平衡向左移動,所以正反應為放熱反應,A錯誤;首先假設平衡不移動,加壓顏色加深,但平衡向右移動,使混合氣體顏色在加深后的基礎上變淺,但一定比原平衡的顏色深,B錯誤;同理C選項,首先假設平衡不移動,若體積減小一半,壓強為原來的兩倍,但平衡向右移動,使壓強在原平衡2倍的基礎上減小,正確;D選項體積不變,反應物及生成物濃度不變,所以正逆反應 24、速率均不變,平衡不移動,顏色無變化,錯誤。
5.(2009四川理綜,13)在一體積可變的密閉容器中,加入一定量的X、Y,發(fā)生反應mX(g)nY(g) ΔH=Q kJmol-1。反應達到平衡時,Y的物質的量濃度與溫度、氣體體積的關系如下表所示:
c(Y)/molL-1
溫度/℃
氣體體積/L
1
2
4
100
1.00
0.75
0.53
200
1.20
0.90
0.63
300
1.30
1.00
0.70
下列說法正確的是 ( )
A.m>n
B.Q<0
C.溫度不變,壓強增大,Y的質量分數減少
D. 25、體積不變,溫度升高,平衡向逆反應方向移動
答案 C
解析 溫度不變時(假設100 ℃條件下),體積是1 L時,Y的物質的量為1 mol,體積為2 L時,Y的物質的量為0.75 molL-12 L=1.5 mol,體積為4 L時,Y的物質的量為0.53 molL-14 L=2.12 mol,說明體積越小,壓強越大,Y的物質的量越小,Y的質量分數越小,平衡向生成X的方向進行,m
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