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1、2012 2012 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡(8)(8)2021/8/11 星期三1共 153 页一一 影响化学平衡移动的因素影响化学平衡移动的因素1.对平衡移动概念的理解对平衡移动概念的理解2021/8/11 星期三2共 153 页2.影响化学平衡移动的因素影响化学平衡移动的因素(1)浓度浓度其他条件不变的情况下其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向平衡向正反应正反应方向移动方向移动,此时此时v正正v逆逆;反之反之,如果如果减小反应物减小反应物浓度或增大生成物浓度浓度或增大生成物浓度,可使化学平衡向可使化学平衡向逆反应逆
2、反应方向移动方向移动,此此时时v正正S(l)S(s)4.反应的熵变反应的熵变S为为反应产物反应产物总熵与总熵与反应物反应物总熵之差总熵之差 熵变的熵变的数值通常是数值通常是正值正值,为熵为熵增加增加反应反应,熵熵增加增加有利于反应自发进行有利于反应自发进行,而有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行而有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行 因此熵因此熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素变是与反应能否自发进行有关的又一个因素,但也不是唯一但也不是唯一因素因素 2021/8/11 星期三7共 153 页5.在在温度温度 压强压强一定的条件下一定的条件下,化学反应的方向是反应的化学反应的方
3、向是反应的焓变焓变和和熵变熵变共同影响的结果共同影响的结果,反应方向的判据为反应方向的判据为H-TS H-TS0,反应不能自发进行反应不能自发进行 这个判据用文字表述为这个判据用文字表述为:在在温度温度 压强压强一定的条件下一定的条件下,自发反自发反应总是向应总是向H-TS0的方向进行的方向进行,直至达到直至达到平衡平衡状态状态 此判据此判据指出的是在指出的是在温度温度 压强压强一定的条件下一定的条件下,反应自动发生的反应自动发生的趋势趋势,即反应发生的可能性即反应发生的可能性,它并不说明在该条件下可能自发进行它并不说明在该条件下可能自发进行的反应能否实际发生的反应能否实际发生 2021/8/
4、11 星期三8共 153 页1.(2009海口一模海口一模)将将CoCl2溶解于盐酸中可以形成溶解于盐酸中可以形成粉红色粉红色 蓝色蓝色2021/8/11 星期三9共 153 页下列说法正确的是下列说法正确的是()A.升高温度升高温度,正反应速率增大正反应速率增大,逆反应速率减小逆反应速率减小B.该反应的平衡常数该反应的平衡常数C.将将盛盛有有CoCl2和和盐盐酸酸混混合合液液的的试试管管置置于于热热水水中中,试试管管内内溶溶液液为红色为红色D.增大增大Cl-浓度浓度,平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动,Co2+Cl-浓度都减小浓度都减小2021/8/11 星期三10共 153 页答案答
5、案:B解解析析:升升高高温温度度,正正 逆逆反反应应速速率率都都增增大大,A错错;该该反反应应的的正正反反应应为为吸吸热热反反应应,所所以以在在热热水水中中平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动,溶溶液液为为蓝蓝色色,C错错;增增大大Cl-浓浓度度,平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动,Co2+浓浓度度减小减小,而而Cl-浓度增大浓度增大,D错错 2021/8/11 星期三11共 153 页2.对对可可逆逆反反应应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下下列叙述正确的是列叙述正确的是()A.反反应应达达到到平平衡衡时时,若若两两种种反反应应物物的的转转化化率率相相等等
6、,则则起起始始投投入入的的n(NH3)n(O2)=4 5B.反反应应达达到到平平衡衡后后,对对体体系系一一直直进进行行加加压压,平平衡衡总总是是向向逆逆向向移移动动C.反反应应达达到到平平衡衡时时,若若向向压压强强固固定定的的密密闭闭容容器器中中充充入入稀稀有有气气体体,平衡不移动平衡不移动D.当当v正正(NH3)v正正(NO)=1 1时时,说说明明该该化化学学反反应应已已经经达达到到平平衡衡2021/8/11 星期三12共 153 页答案答案:A解析解析:平衡时平衡时,反应物的转化率相等反应物的转化率相等,则起始投入量之比应该则起始投入量之比应该等于化学计量数之比等于化学计量数之比,故故A正
7、确正确;当加压到一定压强时当加压到一定压强时,气态气态水变为非气态水水变为非气态水,平衡向正向移动平衡向正向移动,故故B错错;充入稀有气体而充入稀有气体而压强不变压强不变,相当于增大容积相当于增大容积,平衡向体积增大的方向移动平衡向体积增大的方向移动,C错错;无论是否平衡无论是否平衡,NH3 NO的正反应速率之比都等于化学的正反应速率之比都等于化学计量数之比计量数之比,故故D错错 2021/8/11 星期三13共 153 页3.某温度下在密闭容器中发生如下反应某温度下在密闭容器中发生如下反应:2M(g)+N(g)2E(g),若若开开始始时时只只充充入入2 mol E(g),达达到到平平衡衡时时
8、,混混合合气气体体的的压压强强比比起起始始时时增增大大了了20%;若若开开始始时时只只充充入入2 mol M和和1 mol N的混合气体的混合气体,达到平衡时达到平衡时M的转化率为的转化率为()A.20%B.40%C.60%D.80%答案答案:C2021/8/11 星期三14共 153 页解解析析:该该反反应应从从逆逆反反应应开开始始建建立立平平衡衡,由由于于是是一一密密闭闭容容器器,随随着着反反应应的的进进行行,压压强强增增大大20%,即即混混合合气气体体的的总总物物质质的的量量增增大大 20%,则则 达达 到到 平平 衡衡 时时 混混 合合 气气 体体 的的 总总 物物 质质 的的 量量
9、为为 2 mol(1+20%)=2.4 mol,而而反反应应中中M E的的化化学学计计量量数数又又相相等等,说说明明生生成成N的的物物质质的的量量为为0.4 mol 若若充充入入2 mol M,1 mol N与与直直接接充充入入2 mol E属属等等效效,达达到到平平衡衡时时N也也为为0.4 mol,则则M为为0.8 mol,故故M的转化率为的转化率为2021/8/11 星期三15共 153 页4.一定条件下一定条件下,在体积为在体积为3 L的密闭容器中的密闭容器中,一氧化碳与氢气反一氧化碳与氢气反应生成甲醇应生成甲醇(催化剂为催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g
10、)2021/8/11 星期三16共 153 页根据题意完成下列各题根据题意完成下列各题:(1)反反应应达达到到平平衡衡时时,平平衡衡常常数数表表达达式式K=_,升升高高温温度度,K值值_(填填“增大增大”“减小减小”或或“不变不变”)(2)在在500,从从反反应应开开始始到到平平衡衡,氢氢气气的的平平均均反反应应速速率率v(H2)=_ 减小减小2021/8/11 星期三17共 153 页(3)在在其其他他条条件件不不变变的的情情况况下下,对对处处于于E点点的的体体系系体体积积压压缩缩到到原来的原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是下列有关该体系的说法正确的是_ a.氢气的浓度减小氢气的浓度
11、减小b.正反应速率加快正反应速率加快,逆反应速率也加快逆反应速率也加快c.甲醇的物质的量增加甲醇的物质的量增加d.重新平衡时重新平衡时,n(H2)/n(CH3OH)增大增大bc 2021/8/11 星期三18共 153 页(4)据研究据研究,反应过程中起催化作用的为反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含反应体系中含少量少量CO2有利于维持催化剂有利于维持催化剂Cu2O的量不变的量不变,原因是原因是_(用化学方程式表示用化学方程式表示)2021/8/11 星期三19共 153 页解解析析:(1)由由图图像像可可知知,达达到到平平衡衡后后,升升高高温温度度,甲甲醇醇的的物物质质的的量减小量
12、减小,平衡向左移动平衡向左移动,则正反应为放热反应则正反应为放热反应 升温平衡左移升温平衡左移,K减小减小(2)反应速率之比等于化学计量数之比反应速率之比等于化学计量数之比,v(H2)=2v(CH3OH)=(3)对对于于CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),增增大大压压强强,压压缩缩体体积积,正正 逆逆反反应应速速率率都都增增大大,平平衡衡向向右右移移动动,甲甲醇醇的的物物质质的的量量增增大大,H2的的物物质质的的量量减减小小,但但是是体体积积缩缩小小,H2的的浓浓度度增增大大,b c正确正确 2021/8/11 星期三20共 153 页(4)Cu2O+CO 2Cu+CO2,因因为为CO还
13、还原原Cu2O,使使Cu2O减减少少,为为了了维维持持Cu2O的的量量不不变变,加加入入少少量量CO2抑抑制制Cu2O与与CO的的反应反应 2021/8/11 星期三21共 153 页5.(2008江苏江苏)将一定量的将一定量的SO2和含和含0.7 mol氧气的空气氧气的空气(忽略忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中放入一定体积的密闭容器中,550 时时,在催化剂作用在催化剂作用下发生反应下发生反应:(正反应放热正反应放热)反反应达到平衡后应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液溶液,气体体积减少了气体体积减少了21.28 L;再将剩余气体通过焦性没食子酸
14、再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收的碱性溶液吸收O2,气体的体积又减少了气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体以上气体体积为标准状况下的体积积为标准状况下的体积)2021/8/11 星期三22共 153 页请回答下列问题请回答下列问题:(1)判断该反应达到平衡状态的标志是判断该反应达到平衡状态的标志是_(填字母填字母)a.SO2和和SO3浓度相等浓度相等b.SO2含量保持不变含量保持不变c.容器中气体的压强不变容器中气体的压强不变d.SO3的生成速率与的生成速率与SO2的消耗速率相等的消耗速率相等e.容器中混合气体的密度保持不变容器中混合气体的密度保持不变bc 2021/8/11 星
15、期三23共 153 页(2)欲欲提提高高SO2的的转转化化率率,下下列列措措施施可可行行的的是是_(填填字母字母)a.向装置中再充入向装置中再充入N2b.向装置中再充入向装置中再充入O2c.改变反应的催化剂改变反应的催化剂d.升高温度升高温度b 2021/8/11 星期三24共 153 页(3)求该反应达到平衡时求该反应达到平衡时SO2的转化率的转化率(用百分数表示用百分数表示,写出计写出计算过程算过程)2021/8/11 星期三25共 153 页(4)若将平衡混合气体的若将平衡混合气体的5%通入过量的通入过量的BaCl2溶液中溶液中,生成沉生成沉淀多少克淀多少克?(计算结果保留一位小数计算结
16、果保留一位小数)10.5 g2021/8/11 星期三26共 153 页解析解析:本题主要考查化学平衡的标志本题主要考查化学平衡的标志 平衡移动平衡移动 化学平衡计算化学平衡计算等知识点等知识点(1)平衡的本质是正逆反应速率相等平衡的本质是正逆反应速率相等,但但d不对不对,SO3的生成速率与的生成速率与SO2的消耗速率是同一方向的反应速率的消耗速率是同一方向的反应速率,是指正反应的反应速率是指正反应的反应速率 a只能说明反应过程中某个瞬间可只能说明反应过程中某个瞬间可能出现的浓度能出现的浓度,但可能下一个瞬间又变化了但可能下一个瞬间又变化了,所以不能作为所以不能作为平衡的标志平衡的标志 e由于
17、体积不变由于体积不变,质量不变质量不变,反应过程中气体的反应过程中气体的密度一直不变密度一直不变,所以在体积固定的容器中所以在体积固定的容器中,密度不能作为平密度不能作为平衡的标志衡的标志 而而b c能体现出物质的量不再变化能体现出物质的量不再变化,可以作为平衡可以作为平衡的标志的标志 2021/8/11 星期三27共 153 页(2)向体积固定的密闭容器中充入向体积固定的密闭容器中充入N2,总压强虽然增大总压强虽然增大,但对但对浓度没有影响浓度没有影响,所以平衡不移动所以平衡不移动 加入催化剂加入催化剂,也不会对平也不会对平衡产生影响衡产生影响,不会提高转化率不会提高转化率 由于反应是放热反
18、应由于反应是放热反应,升高升高温度反应逆向进行温度反应逆向进行,SO2的转化率降低的转化率降低 充入充入O2,使平衡右移使平衡右移,SO2的转化率提高的转化率提高,选选b 2021/8/11 星期三28共 153 页(3)根根据据题题意意可可以以分分析析出出平平衡衡后后硫硫的的氧氧化化物物共共0.95 mol,根根据据硫硫守守恒恒可可以以分分析析出出反反应应前前二二氧氧化化硫硫为为0.95 mol,平平衡衡时时O2的的物物质质的的量量为为0.25 mol,即即反反应应消消耗耗O2为为0.7 mol-0.25 mol=0.45 mol,很很快快得得出出消消耗耗SO2为为0.9 mol,所所以以S
19、O2的的转转化率为化率为94.7%(4)由于由于SO2不跟氯化钡溶液反应生成沉淀不跟氯化钡溶液反应生成沉淀,所以沉淀只有硫酸所以沉淀只有硫酸钡钡 2021/8/11 星期三29共 153 页对勒夏特列原理的理解对勒夏特列原理的理解1.平衡的移动只是减弱这种改变平衡的移动只是减弱这种改变,而不是抵消这种改变而不是抵消这种改变 2.该该原原理理存存在在于于各各个个体体系系中中,不不只只局局限限于于化化学学平平衡衡,其其他他如如溶溶解平衡解平衡 电离平衡电离平衡 水解平衡等该原理均可适用水解平衡等该原理均可适用(1)气体的溶解平衡气体的溶解平衡如如:当加入当加入NaCl CaCO3时时,平衡会发生移
20、动平衡会发生移动 当当收收集集Cl2 SO2 CO2 H2S时时往往往往分分别别通通过过饱饱和和的的NaCl NaHSO3 NaHCO3 NaHS溶溶液液以以除除去去可可能能有有的的酸酸性性气体气体,且抑制要收集气体的溶解且抑制要收集气体的溶解 2021/8/11 星期三30共 153 页2021/8/11 星期三31共 153 页2021/8/11 星期三32共 153 页2021/8/11 星期三33共 153 页【例【例1】对可逆反应】对可逆反应2A(s)+3B(g)C(g)+2D(g)Hv(逆逆)加入催化剂加入催化剂,B的转化率提高的转化率提高2021/8/11 星期三34共 153
21、页A.B.C.D.解解析析:A是是固固体体,其其量量的的变变化化对对平平衡衡无无影影响响;而而增增大大B的的浓浓度度,正正反反应应速速率率增增大大,平平衡衡向向正正反反应应方方向向移移动动,v(正正)v(逆逆);升升温温v(正正)v(逆逆)均均增增大大,但但v(逆逆)增增大大的的程程度度大大,平平衡衡向向逆逆反反应应方方向向移移动动;压压强强增增大大平平衡衡不不移移动动,但但v(正正)v(逆逆)都都增增大大;催催化剂不能使化学平衡发生移动化剂不能使化学平衡发生移动,B的转化率不变的转化率不变 答案答案:B2021/8/11 星期三35共 153 页【方法归纳】【方法归纳】(1)在分析化学反应速
22、率和化学平衡的综合题在分析化学反应速率和化学平衡的综合题目时目时,一定要把外界因素对化学反应速率和化学平衡的影一定要把外界因素对化学反应速率和化学平衡的影响区分开响区分开 即抛开影响化学平衡移动的因素即抛开影响化学平衡移动的因素,只考虑影响化只考虑影响化学反应速率的因素来分析速率的变化学反应速率的因素来分析速率的变化 而化学平衡移动方而化学平衡移动方向的判断则要依据形成平衡可逆反应的特点来确定向的判断则要依据形成平衡可逆反应的特点来确定(2)分分析化学平衡移动问题通常分三步析化学平衡移动问题通常分三步:第一第一,总结可逆反应特点总结可逆反应特点:是否是有气体参加的反应是否是有气体参加的反应?气
23、体总体积在反应前后如何变化气体总体积在反应前后如何变化?哪个方向是吸热方向哪个方向是吸热方向?第二第二,判断反应容器判断反应容器:是恒容容器还是恒容容器还是恒压容器是恒压容器?是固定容器还是有变化的容器是固定容器还是有变化的容器?第三第三,应用勒应用勒夏特列原理作出判断夏特列原理作出判断 2021/8/11 星期三36共 153 页1.已已知知C(s)+CO2(g)2CO(g)H0 该该反反应应达达到到平平衡衡后后,下列条件有利于反应向正反应方向进行的是下列条件有利于反应向正反应方向进行的是()A.升高温度和减小压强升高温度和减小压强B.降低温度和减小压强降低温度和减小压强C.降低温度和增大压
24、强降低温度和增大压强D.升高温度和增大压强升高温度和增大压强2021/8/11 星期三37共 153 页答案答案:A解析解析:先分析该反应的特点先分析该反应的特点:正反应是气体体积增大的反应正反应是气体体积增大的反应,正反应是吸热反应正反应是吸热反应;再根据平衡移动原理判断改变条件时再根据平衡移动原理判断改变条件时对化学平衡的影响对化学平衡的影响,对照选项得出答案对照选项得出答案 该反应为气体体积该反应为气体体积增大的吸热反应增大的吸热反应 升高温度升高温度 减小压强均有利于平衡正向移减小压强均有利于平衡正向移动动 降低温度和增大压强则有利于平衡逆向移动降低温度和增大压强则有利于平衡逆向移动
25、故故A项正项正确确 2021/8/11 星期三38共 153 页化学平衡相关图像化学平衡相关图像1.速率速率时间图时间图此此类类图图像像定定性性揭揭示示了了v正正 v逆逆随随时时间间(含含条条件件改改变变对对速速率率的的影影响响)而而变变化化的的规规律律,体体现现了了平平衡衡的的“动动 等等 定定 变变”的的基基本本特征特征,以及平衡移动的方向等以及平衡移动的方向等 如如N2+3H22NH3 H0,建立平衡后加热对速率的影响如下图所示建立平衡后加热对速率的影响如下图所示:2021/8/11 星期三39共 153 页2.浓度浓度时间图时间图此此类类图图像像能能说说明明各各平平衡衡体体系系组组分分
26、(或或某某一一成成分分)在在反反应应过过程程中中的的变变化化情情况况 如如A(g)+B(g)3C(g)的的反反应应情情况况如如下下图图所所示示,此此类类图图像像注注意意各各物物质质曲曲线线的的折折点点(达达平平衡衡)时时刻刻相相同同,各各物物质质浓浓度度变变化化的的内内在在联联系系及及其其比比例例符符合合化化学学方方程程式式的的化化学学计量关系计量关系 2021/8/11 星期三40共 153 页3.全程速率全程速率时间图时间图如如Zn与足量盐酸的反应与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化情况如右图反应速率随时间的变化情况如右图所示所示,解释原因解释原因:AB段段(v渐增渐增),因反应为放热反
27、应因反应为放热反应,随着反应随着反应的进行的进行,温度渐增温度渐增,导致反应速率的渐增导致反应速率的渐增;BC段段(v渐小渐小),则主则主要因为随反应的进行要因为随反应的进行,溶液中溶液中c(H+)渐小渐小,导致反应速率的减导致反应速率的减小小 故分析时要抓住各阶段的主要矛盾故分析时要抓住各阶段的主要矛盾,认真分析认真分析 2021/8/11 星期三41共 153 页4.含量含量时间时间温度温度(压强压强)图图常常见见形形式式有有如如下下图图所所示示的的几几种种(C%指指某某产产物物的的含含量量,B%指指某某反反应应物物的的含含量量),在在其其他他条条件件不不变变时时,改改变变任任一一条条件件
28、,如如使使用用催催化化剂剂或或升升高高温温度度或或增增大大压压强强,都都能能缩缩短短达达到到平平衡衡的的时时间间 这这种种图图像像的的折折点点表表示示达达到到平平衡衡的的时时间间,反反映映了了速速率率的的大大小小,可可以确定以确定T(p)的高低的高低(大小大小),水平线高低对应平衡移动方向水平线高低对应平衡移动方向 2021/8/11 星期三42共 153 页(a用催化剂用催化剂,b不用不用)(T1T1,正反应为放热反应正反应为放热反应)(p1p2,正反应为气体体积减小的反应正反应为气体体积减小的反应)(p20,p2p1B.反应反应:HT2C.反应反应:H0,T2T1或或H0,T2T1D.反应
29、反应:HT1答案答案:BC2021/8/11 星期三53共 153 页解析解析:反应反应,温度升高温度升高,A的转化率降低的转化率降低,说明化学平衡向逆反说明化学平衡向逆反应方向移动应方向移动,则正反应为放热反应则正反应为放热反应,Hp1,A项不正确项不正确;由题给反应由题给反应的图示可知的图示可知T1T2,温度升温度升高时高时n(C)减少减少,说明平衡向逆反应方向移动说明平衡向逆反应方向移动,故正反应放热故正反应放热,H0,B项正确项正确;对于反应对于反应,若为放热反应若为放热反应,(C)减少时减少时,平平衡向逆反应方向移动衡向逆反应方向移动,则则T2T1,反之亦然反之亦然,C项正确项正确;
30、同理对同理对于反应于反应,若若HT2,D项不正确项不正确 2021/8/11 星期三54共 153 页课本实验回顾课本实验回顾1.浓度对化学平衡的影响浓度对化学平衡的影响(1)实实验验目目的的:了了解解和和掌掌握握在在其其他他条条件件不不变变的的情情况况下下,增增大大反反应物的浓度可使化学平衡移动应物的浓度可使化学平衡移动(2)实验原理实验原理FeCl3+3KSCN 3KCl+Fe(SCN)3(血红色溶液血红色溶液)Fe3+3SCN-Fe(SCN)3(血红色溶液血红色溶液)(离子方程式离子方程式)2021/8/11 星期三55共 153 页(3)实验步骤实验步骤在在一一小小烧烧杯杯里里混混合合
31、10 mL 0.01 mol/LFeCl3溶溶液液和和10 mL 0.01 mol/L硫硫氰氰化化钾钾溶溶液液,溶溶液液变变红红色色 将将此此溶溶液液分分装装于于三三支支试试管管A B C中中,向向A中中加加入入少少量量1 mol/L FeCl3溶溶液液,向向B中加少量硫氰化钾溶液中加少量硫氰化钾溶液 观察可知观察可知A B试管的颜色加深试管的颜色加深 2021/8/11 星期三56共 153 页(4)实验点评实验点评:本实验关键是开始混合的溶液一定要稀本实验关键是开始混合的溶液一定要稀(0.01 mol/L),后来加入的溶液一定要浓后来加入的溶液一定要浓(1 mol/L),即浓度差要大即浓度
32、差要大;若第一步所配溶液颜色过浓若第一步所配溶液颜色过浓,则不便颜色的对比观察则不便颜色的对比观察,应应加水稀释至浅红色加水稀释至浅红色 2021/8/11 星期三57共 153 页2.温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响(1)实实验验目目的的:了了解解和和初初步步掌掌握握在在其其他他条条件件不不变变的的情情况况下下,温温度度升升高高,会会使使化化学学平平衡衡向向着着吸吸热热反反应应的的方方向向移移动动;温温度度降降低低会使化学平衡向着放热反应的方向移动会使化学平衡向着放热反应的方向移动(2)实实验验原原理理:2NO2(红红棕棕色色气气体体)N2O4(无无色色气气体体)H=-57 kJ/m
33、ol 2021/8/11 星期三58共 153 页(3)实验步骤实验步骤:将盛有将盛有NO2和和N2O4平衡混合气体的两瓶用橡胶平衡混合气体的两瓶用橡胶管连通管连通,一段时间后用夹子夹住橡皮管一段时间后用夹子夹住橡皮管,将将A瓶置于热水中瓶置于热水中,B瓶置于冰水中瓶置于冰水中(如下图如下图),观察现象观察现象 2021/8/11 星期三59共 153 页【实验设计】【实验设计】如如下下图图所所示示,三三个个烧烧瓶瓶中中分分别别充充满满NO2气气体体并并分分别别放放置置在在盛盛有有下下列列物物质质的的烧烧杯杯(烧烧杯杯内内有有水水)中中:在在(1)中中加加入入无无水水CaCl2,在在(3)中中
34、加加入入NH4Cl晶晶体体,(2)中中不不加加其其他他任任何何物物质质,发发现现(1)中中红红棕棕色色变变深深,(3)中中红红棕棕色色变变浅浅,下下列列叙叙述述正正确确的的是是()2021/8/11 星期三60共 153 页A.CaCl2溶于水时放出热量溶于水时放出热量B.烧瓶烧瓶(1)中气体的压强不变中气体的压强不变C.NH4Cl溶于水时放出热量溶于水时放出热量D.烧瓶烧瓶(3)中气体的压强增大中气体的压强增大答案答案:A2021/8/11 星期三61共 153 页浓度与体积分数的概念混淆浓度与体积分数的概念混淆 在分析平衡移动的过程中由于在分析平衡移动的过程中由于误认为气体的浓度与体积分数
35、相同而导致误解误认为气体的浓度与体积分数相同而导致误解 其实气体其实气体的体积分数就是物质的量分数的体积分数就是物质的量分数,与体积无关与体积无关,平衡移动过程平衡移动过程中必伴随体积分数的变化中必伴随体积分数的变化 而浓度除与物质的量有关外而浓度除与物质的量有关外,还还与体积有关与体积有关 对浓度定量判断时要注意到勒夏特列原理中对浓度定量判断时要注意到勒夏特列原理中的的“减弱减弱”二字二字 2021/8/11 星期三62共 153 页未抓住可逆反应的特点分析问题而导致错误未抓住可逆反应的特点分析问题而导致错误 在同一条件下在同一条件下,既能向正反应方向进行既能向正反应方向进行,同时又能向逆反
36、应方向进行的反同时又能向逆反应方向进行的反应应,叫做可逆反应叫做可逆反应 因此化学平衡的建立既可以从正向开始因此化学平衡的建立既可以从正向开始,也可以从逆向开始也可以从逆向开始,若不能抓住此特点则很容易导致漏解若不能抓住此特点则很容易导致漏解 同时要注意在化学平衡的计算中对可逆反应中的可逆性即同时要注意在化学平衡的计算中对可逆反应中的可逆性即“不为不为0”原则的应用原则的应用 2021/8/11 星期三63共 153 页平衡正向移动与反应物转化率的关系平衡正向移动与反应物转化率的关系平平衡衡正正向向移移动动时时反反应应物物的的转转化化率率如如何何变变化化,这这要要根根据据具具体体反反应引起平衡
37、移动的具体原因而定应引起平衡移动的具体原因而定,不能一概而论不能一概而论(1)由由于于温温度度或或压压强强改改变变而而引引起起平平衡衡正正向向移移动动时时,反反应应物物的的转转化率必定增大化率必定增大(2)由由于于增增加加反反应应物物浓浓度度而而引引起起平平衡衡正正向向移移动动时时,有有以以下下几几种种情况情况:对对于于反反应应物物不不止止一一种种(不不考考虑虑固固体体反反应应物物)的的可可逆逆反反应应,如如N2(g)+3H2(g)2NH3(g),平平衡衡时时增增加加N2的的浓浓度度,平平衡衡正正向移动向移动,H2的转化率增大的转化率增大,而而N2的转化率减小的转化率减小 2021/8/11
38、星期三64共 153 页对于反应物只有一种的可逆反应对于反应物只有一种的可逆反应(并规定起始时只有反应并规定起始时只有反应物物),若反应前后气体分子数不变若反应前后气体分子数不变,如如2HI(g)H2(g)+I2(g),则无论增大还是减小则无论增大还是减小HI的浓度的浓度,HI的转化率的转化率都不改变都不改变;若反应后气体分子数减少若反应后气体分子数减少,如如2NO2(g)N2O4(g),则增大则增大NO2的浓度的浓度,NO2的转化率增大的转化率增大;若反应后若反应后气体分子数增多气体分子数增多,如如2NH3(g)N2(g)+3H2(g),则增大则增大NH3的浓度的浓度,NH3的转化率减小的转
39、化率减小 2021/8/11 星期三65共 153 页1.下列反应中下列反应中,在高温下不能自发进行的是在高温下不能自发进行的是()B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)C.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)D.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)2021/8/11 星期三66共 153 页答案答案:A解解析析:A B C D都都是是分分解解反反应应,都都是是吸吸热热反反应应,B C D三三个个反反应应又又都都是是熵熵增增的的反反应应,所所以以能能自自发发进进行行;A是是熵熵减减小小的的反反应应,在高温下也不能自发进行在高温下也不能自发进行 2021
40、/8/11 星期三67共 153 页2.25和和1.01105Pa时时,反应反应:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)H=+56.76 kJ/mol自发进行的原因是自发进行的原因是()A.是吸热反应是吸热反应B.是放热反应是放热反应C.是熵减小的反应是熵减小的反应D.熵增加效应大于能量效应熵增加效应大于能量效应答案答案:D解解析析:由由于于反反应应能能自自发发进进行行,则则H-TS0,则则S0,所以选所以选D 2021/8/11 星期三68共 153 页3.在在某某温温度度时时将将2 mol A和和1 mol B两两种种气气体体通通入入容容积积为为2 L的的密密闭闭容容器器中中,发发生
41、生如如下下反反应应:2A(g)+B(g)xC(g),2 min时时反反应应达达到到平平衡衡状状态态,经经测测定定B的的物物质质的的量量为为0.4 mol,C的的反反应应速速率率为为0.45 mol/(Lmin)下下列列各各项项能能表表明明该该反反应应达达到到平衡的是平衡的是()A.vA(正正)vB(逆逆)=2 1B.混合气体密度不再变化混合气体密度不再变化C.混合气体压强不再变化混合气体压强不再变化D.A的转化率不再变化的转化率不再变化答案答案:AD2021/8/11 星期三69共 153 页解解 析析:由由 题题 意意 知知,平平 衡衡 时时 n(C)=0.45 mol/(Lmin)2 L2
42、 min=1.8 mol 根据根据2A(g)+B(g)xC(g)知知:开始开始 2 mol 1 mol 0 mol平衡平衡 0.4 mol 1.8 mol变化变化 0.6 mol 1.8 mol由变化量与化学计量数成正比可知由变化量与化学计量数成正比可知x=3 A说说明明反反应应2 mol A同同时时生生成成1 mol B,达达平平衡衡状状态态;B密密度度始始终终不变不变;C压强始终不变压强始终不变(V=0);D可作为判据可作为判据 2021/8/11 星期三70共 153 页4.一一定定条条件件下下,向向一一带带活活塞塞的的密密闭闭容容器器中中充充入入2 mol SO2和和1 mol O2,
43、发发生生下下列列反反应应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达达到到平平衡衡后后改改变变下下列列条条件件,SO3气气体体平平衡衡浓浓度度不不改改变变的的是是()A.保持温度和容器体积不变保持温度和容器体积不变,充入充入1 mol SO3(g)B.保持温度和容器内压强不变保持温度和容器内压强不变,充入充入1 mol SO3(g)C.保持温度和容器内压强不变保持温度和容器内压强不变,充入充入1 mol O2(g)D.保持温度和容器内压强不变保持温度和容器内压强不变,充入充入1 mol Ar(g)2021/8/11 星期三71共 153 页答案答案:B解解析析:充充入入1 mol SO3相相
44、当当于于充充入入1 mol的的SO2和和0.5 mol的的O2,即即在在恒恒温温恒恒压压下下,由由于于新新充充入入的的SO3转转化化成成的的SO2和和O2的的量量之之比比与与起起始始充充入入的的SO2和和O2的的物物质质的的量量之之比比相相同同,故故平衡等效平衡等效,因此因此c(SO3)平平不变不变 2021/8/11 星期三72共 153 页5.已知已知2CO(g)CO2(g)+C(s),T=980 K时时,H-TS=0,当当体系温度低于体系温度低于980 K时时,估计估计H-TS_0(填填“”“”或或“=”);此时反应此时反应_自发进行自发进行(填填“能能”或或“不能不能”);当体系温度高
45、于当体系温度高于980 K时时,H-TS_0 在冶金工业中在冶金工业中,以以C作为还原剂作为还原剂,温度温度高于高于980 K时以生成时以生成_为主为主,低于低于980 K时以时以_为主为主 CO COCO2 2 C C2021/8/11 星期三73共 153 页解析解析:当温度当温度T=980 K时时,H-TS=0,则该反应处于平衡状态则该反应处于平衡状态,由方程式分析可知该反应为熵减反应由方程式分析可知该反应为熵减反应,S0,故故H0;当当T980 K时时,H-TS980 K时时,H-TS0,正反应不能自发进行正反应不能自发进行,逆向能自发进行逆向能自发进行,所以所以T980 K时时,反应
46、逆向进行反应逆向进行,以生成以生成CO为主为主;当当T980 K时时,反应正向进行反应正向进行,以生成以生成CO2 C为主为主 2021/8/11 星期三74共 153 页6.在密闭容器中在密闭容器中,给给CO和和H2O(g)的混合物加热时的混合物加热时,达到下列达到下列平衡平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),在在800 时时,该该反应平衡常数等于反应平衡常数等于1,若用若用2 mol CO和和10 mol H2O(g)相互相互混合混合,并加热到并加热到800,求求CO转化为转化为CO2的转化率的转化率 答案答案:83.3%2021/8/11 星期三75共 153 页解析解
47、析:CO(g)+H2O(g)FY=CO2(g)+H2(g)开始开始/mol 2 10 0 0转化转化/mol x x x x平衡平衡/mol 2-x 10-x x x由于反应在由于反应在800 时进行时进行,该反应的平衡常数为该反应的平衡常数为1,则则,即即x2=(10-x)(2-x),则则x=故故CO的转化率为的转化率为100%=83.3%2021/8/11 星期三76共 153 页一一 选择题选择题1.(2010南南京京市市金金陵陵中中学学高高三三学学情情分分析析样样题题)氨氨催催化化氧氧化化是是硝硝酸酸工工业业的的基基础础,在在某某催催化化剂剂作作用用下下只只发发生生主主反反应应和和副副
48、反反应应,有关物质产率与温度的关系如图有关物质产率与温度的关系如图 2021/8/11 星期三77共 153 页2021/8/11 星期三78共 153 页下列说法中正确的是下列说法中正确的是()()A.A.工业上氨催化氧化生成工业上氨催化氧化生成NONO时时,温度应控制在温度应控制在780840 780840 之之间间B.B.工业上采用物料比工业上采用物料比n(On(O2 2)/n(NH)/n(NH3 3)在在1.72.0,1.72.0,主要是为了提主要是为了提高反应速率高反应速率C.C.加压可提高加压可提高NHNH3 3生成生成NONO的转化率的转化率D.ND.N2 2氧化为氧化为NONO
49、的热化学方程式为的热化学方程式为:N:N2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2NO(g)(g)2NO(g)H=+181.5 kJ/molH=+181.5 kJ/mol2021/8/11 星期三79共 153 页答案答案:AD解解析析:在在780840 之之间间NO的的产产率率最最高高,A选选项项正正确确 增增大大O2的的用用量量主主要要是是提提高高NH3的的转转化化率率,B选选项项不不正正确确 加加压压对对于于反反应应或或有有利利于于平平衡衡逆逆向向移移动动,降低降低NH3生成生成NO的转化率的转化率,C选项不正确选项不正确 由由 方方 程程 式式-得得 2O2(g)+2N2(g)=4NO(
50、g)H=+363 kJ/mol,化化简简得得N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+181.5 kJ/mol,故选项故选项D正确正确 2021/8/11 星期三80共 153 页2.(2009安安徽徽理理综综)汽汽车车尾尾气气净净化化中中的的一一个个反反应应如如下下:NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g);H=-373.4 kJ/mol 在在恒恒容容的的密密闭闭容容器器中中,反反应应达达平平衡衡后后,改改变变某某一一条条件件,下列示意图正确的是下列示意图正确的是()2021/8/11 星期三81共 153 页2021/8/11 星期三82共 153 页答案答案:C解解析析:H=-37