版化学全程复习方略 课时提能演练二十72化学平衡状态 化学平衡的移动人教版要点Word文档格式.docx
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4.当反应COCl2(g)
CO(g)+Cl2(g) ΔH>
0达到平衡时,下列措施:
①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度
④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是( )
A.①②④B.①④⑥C.②③⑥D.③⑤⑥
5.(2012·
揭阳模拟)在一密闭的容器中,反应aA(g)
bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的55%,则( )
A.平衡向正反应方向移动了
B.物质A的转化率减少了
C.物质B的质量分数减少了
D.a>
b
6.在容积一定的密闭容器中,反应A(?
)+B(g)
C(g)+D(g)达到平衡后,升高温度容器内气体的密度增大,则下列叙述正确的是( )
A.正反应是放热反应
B.A不是气态物质,加入A该平衡向正反应方向移动
C.其他条件不变,加入A平衡不移动
D.改变压强对该平衡的移动无影响
7.在密闭的容积可变的容器中通入A、B两种气体,在一定条件下反应:
2A(g)+B(g)
2C(g) ΔH<
0。
达到平衡后,改变一个条件,下列量(Y)的变化不符合图中曲线的是( )
X
Y
A
再加入A
B的转化率
B
降低温度
混合气体的密度
C
增大压强
A的转化率
D
升高温度
混合气体的平均摩尔质量
8.(易错题)同时向五个温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,分别加入等量的原料气(SO2和O2),发生反应:
2SO3(g) ΔH<
经过相同的反应时间后,分别测定五个容器中SO2的转化率(α),并作出其随反应温度(T)变化的关系图。
下列示意图中,不可能与实验结果相符的是( )
二、双项选择题(本大题共2小题,每小题6分,共12分。
在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求)
9.(2012·
广州模拟)已知反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-198kJ·
mol-1,向某体积恒定的密闭容器中充入1molSO2和0.5molO2,在一定条件下发生反应,如图是某物理量(Y)随时间(t)变化的示意图,下列说法正确的是( )
A.反应达到平衡后放出99kJ的热量
B.温度T2>T1
C.反应达到平衡后容器内气体的密度减小
D.Y可能是SO2的转化率
10.(2012·
枣庄模拟)在某恒容的密闭容器中,可逆反应A(g)+B(g)
xC(g)有如图所示的关系曲线,下列说法正确的是( )
A.温度:
T1>T2 B.压强:
p1>p2
C.正反应是吸热反应D.x的值是1
三、非选择题(本大题共3小题,共48分)
11.(14分)一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH<
0,根据题意完成下列各题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=_______________。
(2)其他条件不变,仅把温度改为500℃,请在图上画出此温度下甲醇的物质的量随反应时间变化的示意图。
(3)升高温度,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”),增大压强,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)在300℃时,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
(5)在其他条件不变的情况下,对处于B点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是 。
a.氢气的浓度减小
b.正反应速率加快,逆反应速率减小
c.甲醇的物质的量增加
d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)减小
12.(16分)(预测题)Ⅰ、一定条件下铁可以和CO2发生反应:
Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) ΔH>
(1)下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是 。
A.升高温度B.增大压强
C.充入一定量氮气D.再加入一些铁粉
(2)反应达到平衡后,若保持容器体积不变时,再通入一定量的CO2,使CO2的浓度成为原来的2倍,则CO2的转化率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ、在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,建立下列化学平衡:
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),试分析和回答下列问题:
(1)可认定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是 。
A.体系的压强不再发生变化
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成nmolCO的同时生成nmolH2
D.1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键
(2)若上述化学平衡状态从正反应开始建立,达到平衡后,给平衡体系加压(缩小容积、其他条件不变),则容器内气体的平均相对分子质量将 (填写“不变”、“变小”或“变大”)。
13.(18分)(探究题)如图表示某温度时,反应N2O4(g)
2NO2(g)在前110s内的反应进行情况,请根据图像回答下列问题。
(1)该可逆反应达到平衡的时间段为 。
(2)反应进行到70s时,改变的条件可能是 (填字母,下同),反应进行到90s时,改变的条件可能是 。
A.加入催化剂 B.扩大容器体积
C.升高温度D.增大N2O4的浓度
(3)90s后若维持容器的体积不变,平衡移动的方向为 (填“正反应”、“逆反应”或“不移动”),此时N2O4的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)请在图中画出反应物N2O4在0~70秒时的浓度变化曲线。
答案解析
1.【解析】选A。
根据反应放出的热量可以计算出发生反应的SO2的物质的量为354kJ/197kJ·
mol-1×
2≈3.59mol,所以SO2的转化率为3.59mol/4mol×
100%=89.75%,最接近90%,A对。
2.【解析】选B。
根据平衡常数可知,该可逆反应为C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),因为C为固体,没有达到平衡,则混合气体的平均相对分子质量一直在发生变化,平均相对分子质量不变,说明反应已经达到平衡,①对;
v正(H2O)=v逆(H2)说明反应达到平衡,②对;
虽然容器的体积不变,但是气体的质量可变,当气体的密度不变时,说明反应达到了平衡状态,③对、④对;
任何时刻消耗nmolH2的同时都消耗nmolCO,⑤错,正确选项为B。
3.【解析】选C。
加入一种反应物,平衡不一定发生移动,如C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)的反应,向平衡体系中加入C,平衡不移动,A错;
增大体系的压强,对于反应前后气体体积不变的反应和溶液中发生的反应,平衡不发生移动,B错;
任何反应都有能量的变化,升高温度,平衡一定向吸热反应方向移动,C对;
催化剂对化学平衡无影响,D错。
4.【解析】选B。
反应COCl2(g)
0的正反应为气体体积增大的吸热反应。
提高COCl2的转化率需使平衡向正反应方向移动,升高温度、减小压强、恒压下通入惰性气体都可以使平衡向正反应方向移动,增大COCl2的转化率;
恒容通入惰性气体,平衡不移动;
增大CO的浓度平衡向逆反应方向移动,减小COCl2的转化率;
加催化剂平衡不移动,故B项正确。
5.【解析】选A。
反应达到平衡后,将容器的体积增加一倍,B的浓度瞬间变为原来的1/2,达到平衡后浓度是原来的55%,说明减小压强后,平衡向正反应方向移动了,a<
b,A对,D错;
平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,B错;
因为总质量不变,平衡向正反应方向移动,B的质量增加,故B的质量分数增加,C错。
6.【解析】选C。
根据反应A(?
C(g)+D(g)在恒容容器中进行,达到平衡后升高温度容器内气体的密度增大,若A为气态,则反应前后气体的质量不变,容器的体积不变,容器内气体的密度不变,不符合题意。
则A为非气态物质,反应后气体的密度增大,只能是混合气体的质量增多,平衡只能是向正反应方向移动,有一部分非气态物质A的质量变为气体的质量,正反应方向为吸热反应,A错、B错;
其他条件不变,加入A平衡不移动,C对;
因为反应前后气体的体积不相等,改变压强,平衡发生移动,D错。
7.【解析】选D。
增加A气体的物质的量,平衡向正反应方向移动,B的转化率增大,A对;
降低温度,平衡向正反应方向移动,混合气体的体积减小,容器的体积减小,混合气体的总质量不变,混合气体的密度增大,B对;
增大压强平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,C对;
升高温度,平衡向逆反应方向移动,混合气体的总物质的量增大,总质量不变,混合气体的平均摩尔质量减小,D错。
8.【解题指南】解答该题应该注意以下三点:
(1)图像上的点分别为五个容器内的反应物转化率对应点。
(2)在五个不同容器内的可能情况为:
都没有达到平衡、早都达到平衡、有的达到平衡有的未达到平衡。
(3)达到平衡,温度越高,转化率越低。
【解析】选D。
因为五个容器的体积相同,温度不同,则温度高的反应速率快,温度低的反应速率慢,温度高的反应先达到平衡状态。
在容器中发生反应可能存在的情况有下列几种:
(1)五个容器中都没有达到平衡状态。
则温度高的反应速率快,SO2的转化率高,B项符合。
(2)五个容器中早已达到平衡,则升高温度平衡向逆反应方向移动,温度越高,平衡向逆反应方向进行的程度越大,SO2的转化率越小,C项符合。
(3)五个容器中有的已经达到平衡,有的没有达到平衡。
则温度低的没有达到平衡,温度高的早已经达到平衡。
没有达到平衡的温度越高,SO2的转化率越高,达到平衡的,温度越高,SO2的转化率越低,A项符合。
只有D项与题意不符。
【误区警示】首次做该题时,错题率较高。
主要是存在下面几个问题:
(1)曲线上的五个点不是代表一个容器内的SO2转化率随温度的变化情况,而是五个温度不同的容器在同一时间测得的转化率情况。
(2)对于五个容器内进行的可能反应情况不会进行分类讨论分析。
9.【解析】选B、D。
根据图像可知,T2状态比T1状态先达到平衡,故T2>
T1,B对;
正反应为放热反应,T1至T2升高温度,平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率减小,D对;
1molSO2和0.5molO2不可能完全反应,故放出的热量小于
99kJ,A错;
反应在恒容容器内进行,混合气体的质量不变,混合气体的密度不变,C错。
10.【解析】选A、D。
根据曲线Ⅰ和曲线Ⅱ可知,曲线Ⅱ先达到平衡,则T1>
T2,升高温度,C%减小,说明正反应为放热反应,A对、C错;
根据曲线Ⅱ和曲线Ⅲ可知,曲线Ⅱ先达平衡,说明压强p2>
p1,增大压强,C%增加,说明平衡向正反应方向移动,x=1,B错、D对。
11.【解析】
(1)CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的平衡常数表达式为K=
(2)因为CO(g)+2H2(g)
0反应为放热反应,升高温度反应速率加快,反应达到平衡所用时间缩短,但是因为升高温度,平衡向逆反应方向移动,CH3OH的物质的量减小。
所以图像如图虚线部分所示:
(3)因为正反应为放热反应,升高温度,平衡常数减小,增大压强,K值不变,K只与温度有关。
(4)tA时达到平衡,生成CH3OH的物质的量为nA,所以CH3OH的反应速率为nA/(3×
tA)mol·
L-1·
min-1。
H2的反应速率为2nA/3tAmol·
(5)反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)达到平衡时将容器的体积压缩为原来的1/2,则容器内气体的压强增大,平衡向正反应方向移动,H2的物质的量减小,但是浓度较没有压缩容器的体积前增大,a错;
增大压强,正、逆反应速率都增大,b错;
平衡向正反应方向移动,CH3OH的物质的量增加,c对;
因为平衡向正反应方向移动,H2的物质的量减小,CH3OH的物质的量增加,n(H2)/n(CH3OH)比值减小,d对。
答案:
(1)
(2)
(3)减小 不变
(4)2nA/3tAmol·
(L·
min)-1 (5)c、d
12.【解题指南】解答该题要注意以下三点:
(1)根据CO与CO2的浓度比值关系得出平衡移动的方向,然后再进行判断。
(2)增大反应物的浓度,反应物的转化率不一定减小;
转化率等于转化浓度比起始浓度。
(3)气体的平均相对分子质量
=
,其变化与m总、n总均有关。
【解析】Ⅰ、
(1)使平衡时c(CO)/c(CO2)增大,则需要使平衡向正反应方向移动,CO2的浓度减小,CO的浓度增大,比值增大。
反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向进行,A对;
反应前后气体的物质的量不变,增大压强平衡不移动,B错;
充入N2对平衡没有影响,C错;
铁粉的量的多少对平衡没有影响,D错。
(2)增大CO2的浓度,反应物中只有CO2为气体,且反应前后气体体积相等。
相当于增大压强,平衡不发生移动,CO2的转化率不变。
Ⅱ、
(1)因为在恒压容器中进行,压强一直不变,A错;
当v正(CO)=v逆(H2O)时,反应达到平衡,B对;
任何时刻生成的CO与H2物质的量都相等,C错;
1mol
H—H键断裂说明有1molH2反应,断裂2molH—O键说明有1molH2O反应,反应达到平衡,D对。
(2)原平衡状态中CO、H2的平均相对分子质量为28×
+2×
=15。
加压时平衡逆向移动,使H2O(相对分子质量为18)的含量增大,混合气体的平均相对分子质量增大。
Ⅰ、
(1)A
(2)不变
Ⅱ、
(1)B、D
(2)变大
【方法技巧】图像法巧解转化率问题
该题中增大CO2的浓度CO2的转化率如何变化可以利用等效平衡的原理来解释。
过程如下:
假设开始时CO2的物质的量为amol,再次加入CO2的物质的量为amol,容器的体积不变都为VL。
(1)加入amolCO2达到平衡。
(2)在2L容器中加入2amolCO2,则两容器中压强、浓度、温度都相同,CO2的转化率相同,然后将2VL压缩成VL,因为反应前后气体的体积不变,所以平衡不移动,CO2的转化率不变。
―→
13.【解析】
(1)由图像可知反应达到平衡的时间段为60~70s、80~90s和100~110s。
(2)反应进行到70s时改变某一条件,可以看出NO2的浓度迅速从
0.120mol·
L-1减小到0.060mol·
L-1,N2O4的浓度从0.040mol·
L-1减小到
0.020mol·
L-1,两者的浓度都减小到原来的1/2,说明改变的条件为增大容器的体积为原来的2倍或减小压强为原来的1/2;
90s时突然改变某一条件可以看出NO2的浓度瞬间没有改变,但是N2O4的浓度瞬间增大,说明改变的条件是增大了N2O4的浓度。
(3)根据
(2)可知,90s后平衡向正反应方向移动;
增大N2O4的浓度,在恒容容器中相当于增大压强,则N2O4的转化率减小。
(4)从图像可知,NO2为反应物,N2O4为生成物。
60s达到平衡时NO2的浓度增大了0.120mol·
L-1,说明N2O4反应过程中浓度减少了0.060mol·
L-1,因为已知在70s时N2O4的浓度为0.040mol·
L-1,所以N2O4的起始浓度为
0.040mol·
L-1+0.060mol·
L-1=0.100mol·
L-1。
(1)60~70s、80~90s、100~110s
(2)B D
(3)正反应 减小
(4)
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