化学平衡状态分析.docx
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化学平衡状态分析
第三节化学平衡
(1)化学平衡状态的建立及标志
1.化学平衡主要研究下列哪一类反应的规律()
A.可逆反应B.任何反应C部分反应D.气体反应
2.在密闭容器中于一定条件下进行下列反应:
2SO2+O2
2SO3当到达平衡时通入18O2,再次平衡时,18O存在于()
A.SO2、O2B.SO2、SO3C.SO2、O2、SO3D.O2、SO3
3.可逆反应达到平衡的重要特征是()
A.反应停止了B.正逆反应的速率均为零
C.正逆反应都还在继续进行D.正逆反应的速率相等
4.在密闭容器中进行如下反应:
X2(g)+Y2(g)
2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是()
A.Z为0.3mol/LB.Y2为0.4mol/LC.X2为0.2mol/LD.Z为0.4mol/L
5.在容积固定的2L密闭容器中,充入X、Y各2mol,发生可逆反应X(g)+2Y(g)
2Z(g),并达平衡,以Y的浓度改变表示的反应速率v正、v逆与时间t的关系如图。
则Y的平衡浓度的表达式正确的是(式中S指对应区域的面积)()
A.2-SaobB.2-SbodC.1-SaobD.1-Sbod
6.在一定条件下,可逆反应2A
B+3C在下列4种状态中,处于平衡状态的是()
A.正反应速度vA=2mol/(L·min)逆反应速度vB=2mol/(L·min)
B.正反应速度vA=2mol/(L·min)逆反应速度vC=2mol/(L·min)
C.正反应速度vA=1mol/(L·min)逆反应速度vB=1.5mol/(L·min)
D.正反应速度vA=1mol/(L·min)逆反应速度vC=1.5mol/(L·min)
7.下列哪种说法可以证明反应.N2+3H2
2NH3已达到平衡状态()
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成
8.能够充分说明在恒温下的密闭容器中反应:
2SO2+O2
2SO3,已经达到平衡的标志是()
A.容器中SO2、O2、SO3共存B.容器中SO2和SO3的浓度相同
C.容器中SO2、O2、SO3的物质的量为2:
1:
2D.容器中压强不随时间的变化而改变
9.可逆反应∶2NO2
2NO+O2在密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是()
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时,生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:
2:
1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥B.②③⑤C.①③④D.①②③④⑤⑥
10.在恒温、恒容下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是
A.A(气)+B(气)
C(气)B.A(气)+2B(气)
3C(气)()
C.A(气)+B(气)
C(气)+D(气)D.以上都达到平衡
11.化学平衡状态的判断
举例反应
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
平衡是否建立
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④总压强、总体积、总物质的量一定(m+n和p+q的关系不定)
正、逆反应速率的关系
①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA
②在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC
③vA:
vB:
vC:
vD=m:
n:
p:
q
④在单位时间内生成了nmolB,同时消耗qmolD
压强
①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)
②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)
混合气的
①
一定时,只有当m+n≠p+q时,
②
一定,但m+n=p+q时
温度
在其他条件不变的条件下,体系温度一定时
体系的密度
密度一定
12.对于反应2L(g)+3M(g)
xQ(g)+3R(g),在容积为2L的密闭容器中,将2mol气体L和3mol气体M混合,当反应经2min后达平衡时生成2.4mol气体R,并测得Q的浓度为0.4mol/L,则x的值为,L的转化率为,v(M)=
13.某溶液中发生反应:
A
2B+C,VA—t的关系如右图。
已知溶液的体积为2L,起始时体系中只有A,请回答下列问题:
(1)图中阴影部分的面积表示2min内的减小值,应小于;
(2)2min时,B的物质的量浓度的取值范围是
14.将2molH2O和2molCO置于1L容器中,在一定条件下,加热至高温,发生如下可逆反应:
2H2O(g)
2H2+O2
2CO+O2
2CO2
(1)当上述系统达到平衡时,欲求其混合气体的平衡组成,则至少还需要知道两种气体的平衡浓度,但这两种气体不能同时是和,或和。
(填它们的分子式)
(2)若平衡时O2和CO2的物质的量分别为n(O2)平=amol,n(CO2)平=bmol。
试求n(H2O)平=。
(用含a、b的代数式表示)
15.在425℃时,在1L密闭容器中进行反应:
H2+I2
2HI,达到平衡,分别说明下列各图所示的涵义。
由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征?
参考答案
第三节化学平衡
化学平衡状态的建立及标志
1A2C3D4A5C6D7AC8D9A10A
11、是是是否是否否否是否是否是否
12、1;80%0.6mol/(L.min)
13、
(1)A的浓度;0.75mol/L
(2)1mol/L――1.5mol/L
14、
(1)H2O和H2CO和CO2
(2)(2-2a-b)mol
15.图Ⅰ:
反应物为H2和I2,生成物为HI,开始时H2、I2浓度最大,随着反应的进行,浓度逐渐减小,最后达到平衡时浓度不受时间变化影响;开始时HI浓度为0,随着反应的进行,浓度越来越大,达平衡时浓度不受时间变化的影响。
图Ⅱ:
反应物为HI,生成物为I2和H2,开始时HI浓度最大,随着反应的进行,HI浓度逐渐减小,开始时I2的浓度为0,开始时H2ll的浓度为0,随着反应的进行,I2浓度增加,H2浓度增加,最后不变。
综合Ⅰ、Ⅱ得出化学平衡的特征:
(1)动:
平衡时反应物、产物浓度不为0,且保持不变,说明v正=v逆≠0;
(2)定,达平衡后各物质的浓度不再改变;
(3)同:
其他条件相同时,Ⅰ、Ⅱ建立的平衡相同。
第三节化学平衡
(2)
影响化学平衡的条件
1.在已经处于化学平衡状态的体系中,如果下列量发生变化,其中一定能表明平衡移动的是
A.反应混合物的浓度B.反应物的转化率C.正、逆反应速率D.反应混合物的压强
2.对处于化学平衡的体系,以化学平衡与化学反应速率的关系可知()
A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动。
B.化学平衡发生移动时、化学反应速率一定变化。
C.正反应进行的程度大、正反应速率一定大。
D.只有催化剂存在下,才会发生化学反应速率变化,而化学平衡不移动的情况。
3.对于任何一个化学平衡体系,采取以下措施,一定会使平衡发生移动的是()
A.加入一种反应物B.增大体系压强C.升高温度D.使用催化剂
4.改变反应条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列变化中正确的是()
A.生成物浓度一定增大B.生成物的物质的量分数一定增大
C.反应物的转化率一定增大D.某生成物的产率可能提高
5.已知反应A2(g)+2B2(g)
2AB2(g)的△H<0,下列说法正确的是()
A.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
B.升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间
C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
6.右图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)
Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。
若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是()
A.升高温度
B.加大X的投入量
C.加催化剂
D.增大体积
7.对可逆反应:
A(g)+B(s)
C(s)+D(g);ΔH>0
上右图所示为正逆反应速率(v)与时间(t)关系的示意图,如果在t1时刻改变以下条件:
①加入A;②加入催化剂;③加压;④升温;⑤减少C,符合图示的条件是()
A.②③B.①②C.③④D.④⑤
8.在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:
2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g);ΔH=-373.2kJ/mol,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是()
A.加催化剂同时升高温度B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2D.降低温度同时增大压强
9.可逆反应:
3A(气)
3B(?
)+C(?
);△H>0,随着温度升高,气体平均相对分子质量有变小趋势,则下列判断正确的是()
A.B和C可能都是固体B.B和C一定都是
C.若C为气体,则B一定是固体D.B和C可能都是气体
10.在一定条件下,可逆反应:
mA+nB
pC达到平衡,若:
(1)A、B、C都是气体,减少压强,平衡向正反应方向移动,则m+n和p的关系是。
(2)A、C是气体,增加B的量,平衡不移动,则B为态。
(3)A、C是气体,而且m+n=p,增大压强可使平衡发生移动,则平衡移动的方向是。
(4)加热后,可使C的质量增加,则正反应是反应(放热或吸热)
11.在10℃和2×105Pa的条件下,反应aA(g)
dD(g)+eE(g)建立平衡后再逐步增大体系的压强(温度不变)。
下表列出了不同压强下反应建立平衡时物质D的浓度:
压强(Pa)
2×105
5×105
1×106
D的浓度(mol/L)
0.085
0.20
0.44
根据表中数据回答:
(1)压强从2×105Pa增加到5×105Pa时,平衡向反应方向移动(填“正”、“逆”),
理由是。
(2)压强从5×105Pa增加到1×106Pa时,平衡向反应方向移动(填“正”、“逆”),判断依据是。
可能原因是。
12.在容积不同的多个密闭容器内,分别充入同量的N2和H2,在不同温度下,同时发生反应N2+3H2
2NH3,并分别在t秒时测定其中NH3的体积分数,绘图如右:
(1)A,B,C,D,E五点中,尚未达到化学平衡状态的点是______。
(2)此可逆反应的正反应是______反应。
(放热、吸热)
(3)AC段的曲线是增函数,CE段曲线是减函数,试从反应速率和
平衡角度说明理由。
____________________________________
13.某化学反应3A
2B+D在四种不同条件下进行,B、D的
起始浓度为0。
反应物A的浓度c随时间t的变化情况如下表:
实验
序号
0
10
20
30
40
50
1
500
2.0
1.6
1.3
1.0
0.8
0.8
2
500
C2
1.2
0.8
0.8
0.8
0.8
3
500
C3
1.7
1.3
1.0
1.0
1.0
4
600
2.0
1.1
0.9
0.9
0.9
0.9
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10min~20min内平均速率为_______mol/(L·min)
(2)在实验2,A的初始浓度C2_______mol/L,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是____________________________
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3____v1(填<、>或=),且C3______2.0mol/L(填<、>或=)
(4)比较实验4和实验1,可推测正反应是______反应(填吸热或放热)。
理由是_____
14.对于某一可逆反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)达平衡时,条件变化与速率、平衡移动的关系。
完成下表:
条件变化
反应特征
化学反应速率
V正与V逆的关系
平衡移动方向
备注
V正
V逆
增大C(A)
可逆反应
减小C(C)
可逆反应
增加压强
m+n=p+q
减小压强
m+n<p+q
升高温度
△H<0
降低温度
△H<0
催化剂
任何反应
参考答案
影响化学平衡状态的条件
1B2B3C4D5B6C7A8B9D
10、
(1)m+n
(2)固或纯液体(3)逆方向移动(4)吸
11、
(1)逆;压强增大2.5倍,而浓度却增大2.3倍,说明反应向逆反应方向进行
(2)正;压强增大2.倍,而浓度却增大2.2倍,说明反应向正反应方向进行;
由于加压后E物质液化使平衡正移
12、
(1)AB
(2)放热
(3)AC段,反应开始V正大于V逆,反应向正反应方向进行生成NH3
CE段,已经达到平衡,升高温度使平衡向逆反应方向移动NH3%变小
13、
(1)0.03
(2)2(3)>>
(4)放热,实验4的平衡浓度大于实验1的平衡浓度
第三节化学平衡(3)
勒夏特列原理、化学平衡常数
1.下列关于化学平衡常数的说法中错误的是()
A.某特定反应的平衡常数仅是温度的函数B.催化剂不能改变平衡常数的大小
C.平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动D.化学平衡发生移动,平衡常数必发生改变
2.下列数据是一些反应的平衡常数,试判断那个反应进行的最接近完全()
A.K=1B.K=1010C.K=10-1DK=10-7
3.(2001江西13)放热反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)在温度t1时达到平衡,c1(CO)=c1(H2O)=1.0mol/L,其平衡常数为K1。
升高反应体系的温度至t2时,反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O),平衡常数为K2,则()
A.K2和K1的单位均为mol/LB.K2
4.对于可逆反应C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),在一定温度下达到平衡时,其平衡常数表达式正确的是()
A.K=[c(C)·c(H2O)]/[c(CO)·c(H2)]B.K=[c(CO)·c(H2)]/[c(C)·c(H2O)]
C.K=[c(H2O)]/[c(CO)·c(H2)]D.K=[c(CO)·c(H2)/[c(H2O)]]
5.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()
A.氨水应密闭保存,放置低温处B.在硫酸亚铁溶液中,加入铁粉以防止氧化
C.酯在碱性条件下水解的程度较为完全D.实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气
6.已知真空炼铷的原理如下:
2RbCl+Mg=MgCl2+2Rb(气)。
对于此反应的进行能给予正确解释的是()
A.铷的金属活动性不如镁强,镁可置换出铷B.铷的沸点比镁低,把铷蒸气抽出时,平衡向右移
C.铷的单质状态较化合态更稳定D.MgCl2的热稳定性不如RbCl强
7.在碳酸钙悬浊液中存在着如下平衡:
CaCO3(固)
Ca2++CO32-。
欲使悬浊液中固体的量减少,可采取的措施是()
A.加碳酸钠溶液B.通入二氧化碳气体C.加碳酸氢钙溶液D.加氯水
8.我国某地生产的磷块岩中有两种形态的磷酸钙:
态和态,前者在高温时稳定,且较易被植物根系的分泌物所分解和吸收,后者则相反。
在下列几种处理方法中,使磷块岩肥效较高的做法是()
A.粉碎后直接使用
B.加热至高温(1200℃)后,用水冷却,粉碎使用
C.加热至高温(1200℃)后,自然冷却,粉碎使用
D.加热至高温(1200℃)后,自然冷却,粉碎,并和草木灰混和后使用
9.在1L密闭容器中,把1molA和1molB混合发生如下反应:
3A(g)+B(g)
xC(g)+2D(g),当反应达到平衡时,生成0.4molD,并测得C的平衡浓度为0.4mol/L,下列叙述中不正确的是()
A.x的值为2B.A的转化率为40%C.B的平衡浓度为0.8mol/LD.D的体积分数为25%
.10一定条件下,可逆反应X(g)+3Y(g)
2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),当达平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L,0.3mol/L,0.08mol/L,则下列判断不合理的是()
A.c1:
c2=1:
3B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为3:
2
C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0 11.高炉炼铁中发生的基本反应之一如下: FeO(固)+CO(气) Fe(固)+CO2(气)△H<0。 其平衡常数可表示为K=[CO2]/[CO],已知1100℃时K=0.263。 化学平衡常数只与温度有关,不随浓度和压强的变化而变化。 (1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值____,平衡常数K值_____(本小题空格均备选: 增大、减小或不变) (2)1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L-1,c(CO)=0.1mol·L-1,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态____(选填“是”或“否”),此时,化学反应速率是υ正___υ逆(选填大于、小于或等于),其原因是___________。 12.(2002上海24)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表: t℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题: (1)该反应的化学平衡常数表达式为K=。 (2)该反应为反应(选填吸热、放热)。 (3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是(多选扣分)。 (a)容器中压强不变(b)混合气体中c(CO)不变(c)v正(H2)=v逆(H2O)(d)c(CO2)=c(CO) (4)某温度下,平衡浓度符合下式: c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为℃。 13.(2004上海24)在一定条件下,二氧化碳和氧气发生如下反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)(△H<0) (1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=_______________ (2)降低温度,该反应K值__________,二氧化碳转化率__, 化学反应速度____________(以上均填增大、减小或不变) (3)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化碳和氧气混合,反应过 程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间 是______________。 ⑷据图判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是 (用文字表达),10-15min的曲线变化 的原因能是(填写编号) a.加了催化剂b.缩小容器体积c.降低温度d.增加SO3的物质的量 14.在一定温度下的密闭容器中存在如下反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知c始(SO2)=0.4mol/L,c始(O2)=1mol/L,经测定该反应在该温度下的平衡常数K=19。 试判断: (1)当SO2转化率为50%时,该反应是否达到平衡状态,若未达到,向哪个方向进行? (2)达到状态时,SO2的转化率为多少? 参考答案 勒夏特列原理、化学平衡常数 1D2B3BC4D5B6B7BD8B9BD10C 11 (1)减小减小 (2)大于0.025mol·L-1/0.01mol·L-1<K=0.263 12 (1)[CO][H2O]/[CO2][H2] (2)吸热(3)bc(4)830 13 (1)[SO3]2/[SO2]2[O2] (2)增大增大减小(3)15~20;25~30 (4)增大氧气的浓度ab 14 解: (1)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 起始: 0.4mol/L1mol/L0 转化: 0.2mol/L0.1mol/L0.2mol/L 平衡: 0.2mol/L0.9mol/L0.2mol/L Q=0.22/0.22×0.9=1.1<K=19 未达到平衡,向正方向进行。 (2)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 起始: 0.4mol/L1mol/L0 转化: X1/2XX 平衡: 0.4-X1-3X/2X 根据温度不变K不变 X2/(0.4-X2)(1-1X/2)=19 第三节化学平衡(4) 专题: 化学平衡图象 1.在密闭容器,一定条件下进行反应,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),若增大压强或升高温度,重新达到平衡,变化过程均如下左图所示,则对该反应叙述正确的是() A.正反应是吸热反应B.逆反应是吸热反应C.m+n>p+qD.m+n 2.今有X(g)+Y(g) 2Z(g);正反应放热。 从反应开始经过t1后达到平衡状态,t2时由于条件改变,平衡受到破坏,在t3时又达到平衡,据上右图回答: 从t2→t3的曲线变化是由哪种条件引起的()A.增大X或Y的浓度B.增大压强C.增大Z的浓度D.升高温度 3.反应X(g)+Y(g) 2Z(g)(正反应放热),在一定条件下,反应物Y的转化率与反应时间(t)的关系如下左图所示。 若使曲线a变为曲线b,可采取的措施是: () A.加入催化剂B.降低温度C.增大压强D.增大Y的浓度 4.反应: L(固)+aG(气) bR(气)达到平衡时,温度和压强对该反应的影响如上右图所示: 图中: 压强p1>p2,x轴表示温度,y轴表示平衡混合气中G的体积分数。 据此可判断: () A.上述反应是放热反应B.上述反应是吸热反应C.a>bD
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