高中化学重难点讲义巩固练习题第6讲化学平衡状态及其判定目标班.doc

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v正>v逆。随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,当进行到一定程度时,v正=v逆≠0,反应物的浓度和生成物的浓度不再变化,达到一种表面静止的状态,这就是化学平衡状态。任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度,只是不同反应的限度不同。改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度,亦即改变该反应的化学平衡状态。因此,通过调控反应条件可使反应更好的符合人们的预期结果,这在工农业生产和环保技术等方面已经得到广泛的应用。,当反应进行到一定程度,此时正反应速率和逆反应速率相等,体系中反应混合物的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态。达到化学平衡状态就达到了可逆反应的最大限度。: v正=)逆:可逆反应2)等:v正=v逆3)动:v正=v逆≠0,动态平衡4)定:外界条件一定,各成分百分含量一定(不一定相等)5)变:外界条件改变,平衡被破坏,)v正=v逆①同一物质消耗和生成速率的数值相等, 方程式同一侧的物质的消耗速率与生成速率之比等于. ...方程式中的化学计量数之比, 方程式两侧的物质的消耗速率或生成速率之比等于方程式中的..化学计量数之比。②同一物质正逆反应速率的数值相等,不同 物质正逆反应速率的数值与化学反应计量系数成正. ..比。③若以化学键表示,同种物质化学键的断裂与化学键的形成的物质的量相等,不同物质则必须...对应反应物和生成物且要按化学反应计量系数及物质自身所含的化学键个数成比例。2)混合气体中各组分的物质的量浓度、体积百分含量不变(或某物质的物质的量、质量、分子数等不变)。3)反应前后气体的体积不等时,压强不变或平均相对分子质量不变。4)体系中含有色物质时,颜色不随时间的变化而变化。【注意】①正反应速率和逆反应速率相等和反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变,是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的直接依据和核心依据,其他依据都是由这两个依据衍生而出的间接依据。②对于反应前后气体物质分子数相等的可逆反应,不能用总物质的量、总压、平均相对分子质量等保持不变来判断该反应达到了平衡状态。③对于反应物和生成物全部是气体且容器体积不变的反应,不能由气体密度不变来说明反应达到了平衡状态。例题精讲考点1: 化学平衡状态专题【例1】 下列反应不属于可逆反应的是( ).、,同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气【答案】B【例2】 下列关于化学反应限度的说法中正确..的是( ).当一个化学反应在一定条件下达到最大限度时,,说明化学反应速率快,,各组分浓度不变,v(正)=v(逆)=0【答案】B【例3】在密闭容器中进行如下的反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g)。已知X2、Y2、·L-1,·L-1,·L-1,在一定条件下,当反应达平衡时,各物质的浓度有可能是()-·L-··L-1-·【答案】A【例4】高温2Fe+3CO2是炼铁高炉中发生的一个可逆反应。早在19世纪的欧洲,炼Fe2O3+3CO铁工程师就发现在其他条件不变时,增加高炉的高度,高炉尾气中CO的比例竟然没有改变。关于这一事实,下列说法不合理的是()...,任何可逆反应的进程都有一定的限度,,,,铁矿石(主要成分Fe2O3)是固体,CO与铁矿石接触不充分【答案】D【例5】可逆反应N23H22NH3的正﹑逆反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已经达到平衡状态的是()【答案】C【例6】下列哪种说法可以证明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态()[多选]≡N键断裂的同时,有3个H—≡N键断裂的同时,有3个N—≡N键断裂的同时,有6个N—≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成【答案】AC【例7】一定温度下,在固定容积的容器中,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:①体系的压强不再发生变化;②体系的密度不再发生变化;③各组分的物质的量浓度不再改变;④各组分的质量分数不再改变;⑤反应速率υ(A)∶υ(B)∶υ(C)∶υ(D)=m∶n∶p∶q。其中能说明反应已达到平衡状态的是(③④B.②③④C.①②③④D.①②③④⑤)【答案】A【例8】可逆反应在 2A(g)+3B(g) 3C(g)一定条件下,使一定量的 A和时,下列说法正确的是( ) 3/ 2:3: amolA,必须同时也消耗了 【答案】C【例9】 将1molN2和3molH2充入一密闭容器中,使其在一定条件下达到平衡:N (g)+3H (g) 2N,H下(列g哪)一状态一定是平衡状态( )2 2 31)混合气体的体积等于最初一半的状态;2)氮气、氢气和氨的总物质的量不随时间延长而改变的状态;3)氮气、氢气和氨的总质量不随时间延长而改变的状态;(4)单位时间有 1mol氨消耗的同时,有 ;(5)单位时间有 1mol氨消耗的同时,有 ;6)氮气和氢气体积百分含量之比不随时间延长而改变的状态;7)氮气、氢气和氨三者的质量之比不随时间延长而改变的状态;8)正、逆反应同时进行的状态;9)氢气减少的速率等于氨增加的速率的状态;10)氨气、氢气和氨三者浓度相等的状态;11)氨的生成速率与其消耗速率相等的状态。【答案】(2)(5)(7)(11)【例10】将4molA气体和2molB气体在2L密闭容器中混合并在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)2C(g)。,则:(1)用物质A表示的反应速率为。(2)2s时物质B的浓度为。(3)反应过程中容器内气体的平均相对分子质量如何变化?(填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。气体的密度如何变化?。【答案】(1)/(Ls)·;(2);(3)增大;不变。【例11】容积可变的密闭容器中盛有适量的N2与H2的混合气体,在一定条件下反应达平衡时,容积为VL,混合气体中氨的体积分数为20%。若压强温度保持不变,下列推论中正确的是()[多选]、、、H2的体积比为1∶3【答案】BC【例12】在一个容积为VL的密闭容器中,放入2LA(g)和1LB(g),在一定条件下发生下列反应:3A(g)+B(g)nC(g)+2D(g),达到平衡后,A物质的量浓度减少1,混合气的平均摩尔质量增2大1,则该反应的化学方程式中n的值是()【答案】A【例13】一定温度下,2L的密闭容器中,发生反应:A2g3B2g2AB3g。A2在5min内物质的量由12mol变成了4mol。(1)该反应在这5min内的平均反应速率vA2mol/Lmin。(2)经过一段时间反应达到化学平衡状态,下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是(填序)①A2、B2、AB3的浓度相等②正、逆反应速率均等于零③A2、B2、AB3在容器中共存④A2、B2、AB3的浓度均不再改变(3)下列与改变化学反应速率无关的是 (填序)。①将食物存放在温度低的地方②淀粉在淀粉酶的作用下发生水解反应③铁粉与水蒸气反应中,增加铁粉的用量④将两种块状固体药品研细并混匀后再进行反应【答案】(1) (2)④;(3)③。【例14】以下是关于化学反应2SO2+O22SO3的两个素材:素材1:某温度和压强下,2L容器中,不同时间点测得密闭体系中三种物质的物质的量时间(s)物质010203040506070的量物质(mol)::(SO2的转化率是反应的 SO2占起始SO2的百分数)℃℃℃:(1)根据素材1中计算20-30s期间,用SO2表示的化学反应的平均速率为:。(2)根据素材2中分析得到,提高该化学反应限度的途径有:。(3)根据素材1、素材2中分析得到,要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应条件是-1-1。。【答案】(1)·L·s2)3)温度为600℃,压强为1MPa。-t图(速率-时间图)含义:反应刚开始,正反应发生,随着时间的推移,正反应速率逐渐减小, 逆反应速率逐渐增大,在t1时刻,v正=v逆,此时,反应达到平衡。c-t图(浓度-时间图)含义:反应刚开始,正反应发生,随着时间的推移,反应物浓度逐渐降低,生成物浓度逐渐增大,在t1时刻,反应物浓度与生成物浓度保持不变,此时,反应达到平衡。说明:b表示反应物的起始物质的量浓度, c表示反应物达到平衡时的物质的量浓度, b~c表示反应物消耗的物质的量浓度。d表示生成物的起始物质的量浓度,a表示生成物达到平衡时的物质的量浓度,d~a表示生成物生成的物质的量浓度。n-t图(物质的量-时间图)含义:反应刚开始,正反应发生,随着时间的推移,反应物逐渐减少,生成物逐渐增多,在 t1时刻,反应物与生成物不变,此时,反应达到平衡。说明:b表示反应物的起始物质的量, c表示反应物达到平衡时的物质的量, b~c表示反应物消耗的量,d表示生成物的起始物质的量, a表示生成物达到平衡时的物质的量, d~a表示生成物生成的量。例题精讲考点2: 图像综合专题【例15】右图是可逆反应X2+3Y22Z2在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是()[多选].t2-t3,各物质的浓度不再发生变化【答案】BD【例16】 一定温度下,在 2L的密闭容器中, X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图所示:(1)从反应开始到 10s,用Z表示的反应速率为 ,X的物质的量浓度减少了 ,Y发生反应的占起始的物质的量的百分数为 。(2)该反应的化学方程式为 。3)10s后的某一时刻(t1)改变了外界条件,其速率随时间的变化图象如图所示,则下列说法符合该图像的是________。【答案】(1)/(L s)· %(2)X(g)+Y(g) 2Z(g)(3)CD【例17】合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),△H<0,673K,30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如右图所示。下列叙述正确的是( )[多选] (t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)(t1时刻)和点e(t2时刻)处消耗的 H2占起始H2的百分比相同【答案】AD【例18】 在恒温条件下将一定量 X和Y的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中,X和Y两物质的浓度随时间变化情况如右图。(1)该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符 X、Y表示): 。(2)a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是 。【答案】(1)Y2X;(2)b、d【例19】在溶液中,反应c(A) A 2B、c(B)C分别在三种不同实验条件下进行,(C)0,反应物A的浓度随时间的变化如右图所示。已知可逆反应中某反应物的转化率等于其变化浓度占反应物起始总浓度的百分比。请回答下列问题:(1)计算实验②平衡时 B的转化率。(2)计算实验③平衡时C的浓度(3)反应进行到 ①:v(B)。时的平均反应速率:;实验②:v(A)。【答案】(1)40%;(2)(3)/(Lmin);/(Lmin)。【例20】影响化学反应速率的因素很多,某同学发现,纯度、质量、表面积都相同的两铝片和浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大,铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白:①该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原H+因,只有以下五种可能:原因Ⅰ:Cl对反应具有促进作用,而SO42对反应没有影响;原因Ⅱ:;原因Ⅲ:Cl对反应具有促进作用,而SO42对反应具有阻碍作用;原因Ⅳ:Cl、SO42均对反应具有促进作用,但Cl影响更大;原因Ⅴ:。②该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:,观察反应速率是否变化;,观察反应速率是否变化。若观察到实验a中,实验b中,则说明原因Ⅲ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象,得出了结论:Cl对反应具有加速作用。【答案】①原因Ⅱ:Cl对反应没有影响,而SO42对反应具有阻碍作用;原因Ⅴ:Cl、SO42均对反应具有阻碍作用,但Cl影响更小或SO42影响更大。②反应速率加快;反应速率减慢。直击高考(2012年海南卷15)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:|温度/℃平衡常数700 830 :(1)该反应的平衡常数表达式 K= ,△H 0(填“<”“>”“;=”)(2)830℃时,向一个 5L的密闭容器中充入 ,如反应初始 6s内-1 -1 -1若反应经一段时间后, 达到平衡时 A的转化率为 ,如果这时向该密闭容器中再充入氩气,平衡时 A的转化率为 ;(3)判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确选项前的字母 ):A的mol; (A)不随时间改变 C和D的物质的量相等(4)1200℃时反应 C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为【命题立意】本题主要考查平衡常数、化学反应速率计算及平衡状态的判定。【高考难度】题目难度中等。。【难点分析】(1)因反应中的物质都是气体,据平衡常数的定义可知其K=c(C)c(D);由表中数据可c(A)c(B)知,温度升高, K值减小,故正反应为放热反应,H<0。2)υ(A)=·L-1·s-1,则A减少的浓度c(A)=υ(A)=·L-1,-1-1;·L-1-·=·×5L=,5L根据方程式的系数关系,。设830℃达平衡时,转化的A的浓度为x,则:A(g)+B(g)C(g)+D(g)起始浓度(mol·L-1)(mol·L-1)xxxx平衡浓度(mol·L-1)---1有:x)=1,解得x=,故A的转化率α(A)=-1×100%()(%;由于容器的体积是固定的,通入氩气后各组分的浓度不变,反应速率不改变,平衡不移动。(3)由于该反应是气体分子数不变的反应,容器中压强、气体的密度都永远不变,故 a、b错;c(A)随反应的进行要减小,故 c可以;不论是否达平衡,单位时间里生成 C和D的物质的量永远相等,故 d错。(4)反应“C(g)+D(g) A(g)+B(g)”与“A(g)+B(g) C(g)+D(g)”互为逆反应,平衡常数互为1200 C(g)+D(g)A(g)+B(g)K=1=。(C)c(D)【答案】(1) ;<;(2);;80%;80%;(3)c;(4)。