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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題7化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度學(xué)案蘇教版.doc
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《2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題7化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度學(xué)案蘇教版.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題7化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度學(xué)案蘇教版.doc（25頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題7化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度學(xué)案蘇教版
[考試標(biāo)準(zhǔn)]
知識(shí)條目
必考要求
加試要求
1.化學(xué)反應(yīng)的限度
a
b
2.化學(xué)平衡的概念
a
b
3.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征
a
b
4.自發(fā)反應(yīng)的概念、熵變的概念
a
5.用熵變、焓變判斷化學(xué)反應(yīng)的方向
c
6.化學(xué)平衡常數(shù)
b
7.反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
b
8.化學(xué)平衡常數(shù)與反應(yīng)限度、轉(zhuǎn)化率的關(guān)系
c
考點(diǎn)一 可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)
1．可逆反應(yīng)
(1)定義
在同一條件下既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。
(2)特點(diǎn)
①二同：a.相同條件下；b.正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。
②一?。悍磻?yīng)物與生成物同時(shí)存在；任一組分的轉(zhuǎn)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(xué)平衡狀態(tài)
(1)概念
一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。
(2)化學(xué)平衡的建立
(3)平衡特點(diǎn)
題組一 正確理解概念
1．下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．可逆反應(yīng)不等同于可逆過程。可逆過程包括物理變化和化學(xué)變化，而可逆反應(yīng)屬于化學(xué)變化
B．化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的正逆反應(yīng)速率相等，是指同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等，若用不同物質(zhì)表示時(shí)，反應(yīng)速率一定不相等
C．一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度
D．化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過改變反應(yīng)條件而改變
答案 B
2．向含有2 mol的SO2的容器中通入過量氧氣發(fā)生2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－Q kJmol－1(Q＞0)，充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量______2 mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)，SO2的物質(zhì)的量______0 mol，轉(zhuǎn)化率______100%，反應(yīng)放出的熱量________ Q kJ。
答案 < > < <
題組二 極端假設(shè)，界定范圍，突破判斷
3．一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達(dá)到平衡時(shí)，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(shí)，Y和Z的生成速率之比為2∶3
C．X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等
D．c1的取值范圍為0
S(l)>S(s)。
b．熵變的含義
熵變是反應(yīng)前后體系熵的變化，用ΔS表示，化學(xué)反應(yīng)的ΔS越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。
(3)綜合判斷反應(yīng)方向的依據(jù)
①ΔH－TΔS<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
②ΔH－TΔS＝0，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
③ΔH－TΔS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。
題組一 焓變與自發(fā)反應(yīng)
1．實(shí)驗(yàn)證明，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對(duì)此說法的理解正確的是( )
A．所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的
B．所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的
C．焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素
D．焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一判據(jù)
答案 C
題組二 熵變與自發(fā)反應(yīng)
2．下列過程屬于熵增加的是( )
A．一定條件下，水由氣態(tài)變成液態(tài)
B．高溫高壓條件下使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石
C．4NO2(g)＋O2(g)===2N2O5 (g)
D．固態(tài)碘升華
答案 D
3．下列反應(yīng)中，熵顯著增加的反應(yīng)是( )
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
B．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
C．C(s)＋O2(g)===CO2(g)
D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)
答案 B
解析 反應(yīng)中若生成氣體或氣體的量增加，都會(huì)使混亂度增大，熵增加。
題組三 復(fù)合判據(jù)的應(yīng)用
4．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝74.9 kJmol－1。下列說法中正確的是( )
A．該反應(yīng)中熵變小于0，焓變大于0
B．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此一定不能自發(fā)進(jìn)行
C．碳酸鹽分解反應(yīng)中熵增加，因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定自發(fā)進(jìn)行
D．判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行需要根據(jù)ΔH與ΔS綜合考慮
答案 D
5．灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可以制造器皿，現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室內(nèi)存放，它會(huì)不會(huì)變成灰錫而不能再繼續(xù)使用？
已知：在0 ℃、100 kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)焓變和熵變分別為ΔH＝－2 180.9 Jmol－1，ΔS＝－6.61 Jmol－1K－1。
答案 會(huì)自發(fā)變成灰錫，不能再繼續(xù)使用。
解析 ΔH－TΔS＝－2 180.9 Jmol－110－3－273 K(－6.61 Jmol－1K－1)10－3≈－0.38 kJmol－1<0，能自發(fā)進(jìn)行。
焓變、熵變和溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的影響
ΔH
ΔS
ΔH－TΔS
反應(yīng)情況
－
＋
永遠(yuǎn)是負(fù)值
在任何溫度下均自發(fā)進(jìn)行
＋
－
永遠(yuǎn)是正值
在任何溫度下均非自發(fā)進(jìn)行
＋
＋
低溫為正高溫為負(fù)
低溫時(shí)非自發(fā)，高溫時(shí)自發(fā)
－
－
低溫為負(fù)高溫為正
低溫時(shí)自發(fā)，高溫時(shí)非自發(fā)
考點(diǎn)三 化學(xué)平衡常數(shù)(加試)
1．概念
在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示。
2．表達(dá)式
對(duì)于反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，
K＝(固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中)。
3．意義
(1)K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。
(2)K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。
(3)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。
4．借助平衡常數(shù)可以判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
對(duì)于可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下的任意時(shí)刻，反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系：
＝Q，稱為濃度商。
Q
題組一 化學(xué)平衡常數(shù)的理解及關(guān)系判斷
1．下列說法正確的是( )
A．平衡常數(shù)表達(dá)式中，可以是物質(zhì)的任一濃度
B．催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，也能改變平衡常數(shù)
C．平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(dòng)
D．化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化
答案 D
2．對(duì)于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) K1
2NH3(g)N2(g)＋3H2(g) K2
試分別寫出平衡常數(shù)表達(dá)式，并判斷其關(guān)系_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案 K1＝、K2＝、
K1＝
題組二 化學(xué)平衡常數(shù)及其影響因素
3．溫度為T ℃時(shí)，在體積為10 L的真空容器中通入1.00 mol 氫氣和1.00 mol碘蒸氣，20 min后，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)測得碘蒸氣的濃度為0.020 molL－1。涉及的反應(yīng)可以用下面的兩個(gè)化學(xué)方程式表示：
①H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)
②2H2(g)＋2I2(g)4HI(g)
下列說法正確的是( )
A．反應(yīng)速率用HI表示時(shí)，v(HI)＝0.008 molL－1min－1
B．兩個(gè)化學(xué)方程式的意義相同，但其平衡常數(shù)表達(dá)式不同，不過計(jì)算所得數(shù)值相同
C．氫氣在兩個(gè)反應(yīng)方程式中的轉(zhuǎn)化率不同
D．第二個(gè)反應(yīng)中，增大壓強(qiáng)平衡向生成HI的方向移動(dòng)
答案 A
解析 H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)
初始濃度 0.100 0.100 0
(molL－1)
平衡濃度 0.020 0.020 0.160
(molL－1)
轉(zhuǎn)化濃度 0.080 0.080 0.160
(molL－1)
所以，v(HI)＝0.160 molL－120 min＝0.008 molL－1min－1，A正確；K①＝＝64，而K②＝＝K＝642＝4 096，故選項(xiàng)B錯(cuò)；兩個(gè)化學(xué)方程式表示的是一個(gè)反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的濃度相同，故其轉(zhuǎn)化率相同，C錯(cuò)；兩個(gè)反應(yīng)相同，只是表達(dá)形式不同，壓強(qiáng)的改變對(duì)平衡的移動(dòng)沒有影響，D錯(cuò)。
4．已知反應(yīng)①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反應(yīng)②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應(yīng)③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是( )
A．反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1＝
B．反應(yīng)③的平衡常數(shù)K＝
C．對(duì)于反應(yīng)③，恒容時(shí)，溫度升高，H2濃度減小，則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?
D．對(duì)于反應(yīng)③，恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小
答案 B
解析 在書寫平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)，純固體不能表示在平衡常數(shù)表達(dá)式中，A錯(cuò)誤；由于反應(yīng)③＝反應(yīng)①－反應(yīng)②，因此平衡常數(shù)K＝，B正確；反應(yīng)③中，溫度升高，H2濃度減小，則平衡左移，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此ΔH<0，C錯(cuò)誤；對(duì)于反應(yīng)③，在恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，如充入惰性氣體，則平衡不移動(dòng)，H2的濃度不變，D錯(cuò)誤。
題組三 化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用
5．某溫度下，某反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)平衡常數(shù)K＝。恒容時(shí)，溫度升高，H2的濃度減小。下列說法正確的是( )
A．該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?
B．恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2的濃度一定減小
C．升高溫度，逆反應(yīng)速率減小
D．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO＋H2OCO2＋H2
答案 A
解析 由化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，溫度升高，H2的濃度減小，說明平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，A項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤；恒溫恒容下，因該反應(yīng)為等體積反應(yīng)，故增大壓強(qiáng)對(duì)該反應(yīng)的平衡無影響，H2的濃度不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤。
6．甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料。工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知制備甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示：
化學(xué)反應(yīng)
平衡常數(shù)
溫度/℃
500
800
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)
K2
1.0
2.50
③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
K3
據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3＝____________________(用K1、K2表示)。
500 ℃時(shí)測得反應(yīng)③在某時(shí)刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(molL－1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時(shí)v正________(填“>”、“＝”或“<”)v逆。
答案 K1K2 >
解析 K1＝，
K2＝，
K3＝，
K3＝K1K2。Q＝<2.5。所以v正>v逆。
考點(diǎn)四 有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算(加試)
1．分析三個(gè)量：即起始量、變化量、平衡量。
2．明確三個(gè)關(guān)系：
(1)對(duì)于同一反應(yīng)物，起始量－變化量＝平衡量。
(2)對(duì)于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。
(3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
3．計(jì)算方法：三段式法
化學(xué)平衡計(jì)算模式：對(duì)以下反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達(dá)到平衡后，A的消耗量為mx mol，容器容積為V L。
mA(g) ＋ nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始(mol) a b 0 0
變化(mol) mx nx px qx
平衡(mol) a－mx b－nx px qx
則有：(1)K＝
(2)c平(A)＝ molL－1。
(3)α(A)平＝100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。
(4)φ(A)＝100%。
(5)＝。
(6)(混)＝gL－1。
(7)＝gmol－1。
題組一 有關(guān)轉(zhuǎn)化率的計(jì)算及判斷
1．已知可逆反應(yīng)：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g) ΔH>0，請(qǐng)回答下列問題：
(1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)＝1 molL－1，c(N)＝2.4 molL－1；達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為________。
(2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)＝4 molL－1，c(N)＝a molL－1；達(dá)到平衡后，c(P)＝2 molL－1，a＝________。
(4)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為c(M)＝c(N)＝b molL－1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為________(保留一位小數(shù))。
答案 (1)25% (2)增大 (3)6 (4)41.4%
解析 (1) M(g)?。(g) P(g)＋ Q(g)
始態(tài) 1 2.4 0 0
molL－1
變化量 160% 160%
molL－1
因此N的轉(zhuǎn)化率為100%＝25%。
(2)由于該反應(yīng)的ΔH>0，即該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因此升高溫度，平衡右移，M的轉(zhuǎn)化率增大。
(3)根據(jù)(1)可求出各平衡濃度：
c(M)＝0.4 molL－1 c(N)＝1.8 molL－1
c(P)＝0.6 molL－1 c(Q)＝0.6 molL－1
因此化學(xué)平衡常數(shù)K＝＝＝
由于溫度不變，因此K不變，新狀態(tài)達(dá)到平衡后
c(P)＝2 molL－1 c(Q)＝2 molL－1
c(M)＝2 molL－1 c(N)＝(a－2) molL－1
K＝＝＝
解得a＝6。
(4)設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x，則達(dá)到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為
c(M)＝b(1－x) molL－1 c(N)＝b(1－x) molL－1
c(P)＝bx molL－1 c(Q)＝bx molL－1
K＝＝＝
解得x≈41.4%。
題組二 化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的相互換算
2．SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反應(yīng)為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0。若向一個(gè)2 L的密閉容器中充入0.4 mol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3，發(fā)生上述反應(yīng)。
請(qǐng)回答下列問題：
(1)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度可能是________(填字母)。
A．c(SO2)＝0.3 molL－1、c(O2)＝0.15 molL－1
B．c(SO3)＝0.4 molL－1
C．c(O2)＝0.2 molL－1、c(SO2)＝0.4 molL－1
D．c(SO3)＝0.3 molL－1
(2)任選上述一種可能的情況，計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)的平衡常數(shù)為________。
(3)某溫度時(shí)，將4 mol SO2和2 mol O2通入2 L密閉容器中，10 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，SO2的轉(zhuǎn)化率為80%，則0～10 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(O2)＝________，該溫度下反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K＝________。
答案 (1)AD (2)(或180)
(3)0.08 molL－1min－1 80
解析 (1) 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
起始濃度 0.2 0.1 0.2
(molL－1)
正向進(jìn)行 0 0 0.4
到底(molL－1)
逆向進(jìn)行 0.4 0.2 0
到底(molL－1)
由此可知，A、D項(xiàng)可能。
(2) 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
起始濃度 0.2 0.1 0.2
(molL－1)
轉(zhuǎn)化濃度 0.1 0.05 0.1
(molL－1)
平衡濃度 0.3 0.15 0.1
(molL－1)
可得A項(xiàng)中K1＝＝，同理可得出選項(xiàng)D中K2＝＝180。
(3)v(SO2)＝＝0.16 molL－1min－1，換算出v(O2)＝0.08 molL－1min－1。
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
起始濃度 2 1 0
(molL－1)
轉(zhuǎn)化濃度 1.6 0.8 1.6
(molL－1)
平衡濃度 0.4 0.2 1.6
(molL－1)
可得K＝＝80。
1． (3)一定條件下，由CO2和H2制備甲醇的過程中含有下列反應(yīng)：
反應(yīng)1：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1
反應(yīng)2: CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
反應(yīng)3: CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3
其對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，它們隨溫度變化的曲線如圖1所示。
則ΔH2________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)，理由是____________________。
圖1
(4)在溫度T1時(shí)，使體積比為3∶1的H2和CO2在體積恒定的密閉容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。T1溫度下甲醇濃度隨時(shí)間變化曲線如圖2所示：不改變其他條件，假定t時(shí)刻迅速降溫到T2，一段時(shí)間后體系重新達(dá)到平衡。試在圖中畫出t時(shí)刻后甲醇濃度隨時(shí)間變化至平衡的示意曲線。
圖2
答案 (3)小于 由圖1可知，隨溫度升高，K1增大，則ΔH1>0，根據(jù)蓋斯定律又得ΔH3＝ΔH1＋ΔH2所以ΔH2<ΔH3
(4)
2．[xx廣東理綜，31(2)(3)]用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。
(2)新型RuO2催化劑對(duì)上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。
①實(shí)驗(yàn)測得在一定壓強(qiáng)下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl～T曲線如下圖：
則總反應(yīng)的ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K(A)與K(B)中較大的是________。
②在上述實(shí)驗(yàn)中若壓縮體積使壓強(qiáng)增大，畫出相應(yīng)αHCl～T曲線的示意圖，并簡要說明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③下列措施中，有利于提高αHCl的有________。
A．增大n(HCl) B．增大n(O2)
C．使用更好的催化劑 D．移去H2O
(3)一定條件下測得反應(yīng)過程中 n(Cl2)的數(shù)據(jù)如下：
t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n(Cl2)/10－3 mol
0
1.8
3.7
5.4
7.2
計(jì)算2.0～6.0 min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以molmin－1為單位，寫出計(jì)算過程)。
答案 (2) ①＜ K(A) ②見下圖
溫度相同的條件下，增大壓強(qiáng)，平衡右移，α(HCl)增大，因此曲線應(yīng)在原曲線上方?、跙D
(3) 設(shè)2.0～6.0 min時(shí)間內(nèi)，HCl轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為n，則
2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)
2 mol 1 mol
n (5.4－1.8)10－3mol
n＝7.210－3 mol
所以v(HCl) ＝＝1.810－3molmin－1
解析 (2)①結(jié)合題中αHCl～T圖像可知，隨著溫度升高，αHCl降低，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，得出正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，即ΔH＜0；A、B兩點(diǎn)A點(diǎn)溫度低，平衡常數(shù)K(A)大。②結(jié)合可逆反應(yīng)2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)的特點(diǎn)，增大壓強(qiáng)平衡向右移動(dòng)，αHCl增大，則相同溫度下，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率比增壓前的大，曲線如答案中圖像所示。③有利于提高αHCl，則采取措施應(yīng)使平衡2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)正向移動(dòng)。A項(xiàng)，增大n(HCl)，則c(HCl)增大，雖平衡正向移動(dòng)，但αHCl減小，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，增大n(O2)即增大反應(yīng)物的濃度，D項(xiàng)，移去H2O即減小生成物的濃度，均能使平衡正向移動(dòng)，兩項(xiàng)都正確；C項(xiàng)，使用更好的催化劑，只能加快反應(yīng)速率，不能使平衡移動(dòng)，錯(cuò)誤。(3)用在時(shí)間段2.0～6.0 min內(nèi)的HCl物質(zhì)的量的變化量除以這段時(shí)間 ，即可得2.0～6.0 min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率，計(jì)算過程見答案。
3．(xx浙江理綜，27)煤炭燃燒過程中會(huì)釋放出大量的SO2，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會(huì)與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低了脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)
ΔH1＝218.4 kJmol－1(反應(yīng)Ⅰ)
CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g)
ΔH2＝－175.6 kJmol－1(反應(yīng)Ⅱ)
請(qǐng)回答下列問題：
(1)反應(yīng)Ⅰ能夠自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)條件是______________________________。
(2)對(duì)于氣體參與的反應(yīng)，表示平衡常數(shù)Kp時(shí)用氣體組分(B)的平衡壓強(qiáng)p(B)代替該氣體物質(zhì)的量的濃度c(B)，則反應(yīng)Ⅱ的Kp＝________(用表達(dá)式表示)。
(3)假設(shè)某溫度下，反應(yīng)Ⅰ的速率(v1)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v2)，則下列反應(yīng)過程能量變化示意圖正確的是________。
(4)通過監(jiān)測反應(yīng)體系中氣體濃度的變化可判斷反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ是否同時(shí)發(fā)生，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)如圖為實(shí)驗(yàn)測得不同溫度下反應(yīng)體系中CO初始體積百分?jǐn)?shù)與平衡時(shí)固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線。則降低該反應(yīng)體系中SO2生成量的措施有________。
A．向該反應(yīng)體系中投入石灰石
B．在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應(yīng)溫度
C．提高CO的初始體積百分?jǐn)?shù)
D．提高反應(yīng)體系的溫度
(6)恒溫恒容條件下，假設(shè)反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ同時(shí)發(fā)生，且v1>v2，請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出反應(yīng)體系中c(SO2)隨時(shí)間t變化的總趨勢圖。
答案 (1)高溫
(2)
(3)C
(4)如果氣相中SO2和CO2兩種氣體的濃度之比隨時(shí)間發(fā)生變化，則表明兩個(gè)反應(yīng)同時(shí)發(fā)生
(5)ABC
(6)
解析 (1)反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)是氣體總分子數(shù)增加的反應(yīng)，則有ΔS>0，又知ΔH>0，該反應(yīng)若能自發(fā)進(jìn)行，說明ΔH－TΔS<0，高溫條件下反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。
(2)由用濃度表示的平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫方法可知，反應(yīng)Ⅱ的Kp應(yīng)為生成物平衡壓強(qiáng)的冪之積與反應(yīng)物平衡壓強(qiáng)的冪之積的比值，注意固體物質(zhì)不能出現(xiàn)在平衡常數(shù)的表達(dá)式中，故Kp＝。
(3)相同溫度下，因兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物完全相同，反應(yīng)速率越大，則反應(yīng)的活化能越小，因此反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ的活化能；反應(yīng)Ⅰ的ΔH>0，生成物的能量高于反應(yīng)物的能量，反應(yīng)Ⅱ的ΔH<0，生成物的能量應(yīng)低于反應(yīng)物的能量，故C項(xiàng)正確。
(4)若反應(yīng)體系中c(CO2)＝c(SO2)，則只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ；若反應(yīng)體系中c(SO2)＝0，則只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ；若反應(yīng)體系中c(CO2)>c(SO2)且c(SO2)≠0，則反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ同時(shí)發(fā)生。
(5)由圖可知，CO的初始體積百分?jǐn)?shù)越大、溫度越低，CaS的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)越大，即反應(yīng)Ⅱ進(jìn)行的程度越大，則反應(yīng)Ⅰ產(chǎn)生的SO2就會(huì)越少，故B、C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；向反應(yīng)體系中投入石灰石，因CaCO3＋SO2CaSO3＋CO2，也會(huì)減少SO2的產(chǎn)生，A項(xiàng)正確。
(6)因反應(yīng)Ⅰ與Ⅱ同時(shí)進(jìn)行，且v1>v2，反應(yīng)Ⅰ首先達(dá)到平衡狀態(tài)，在建立平衡的過程中，c(SO2)逐漸增大。由于反應(yīng)Ⅱ在進(jìn)行的過程中，c(CO2)會(huì)逐漸增大，又會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng)，c(SO2)又會(huì)逐漸減小。據(jù)此可畫出c(SO2)隨時(shí)間t變化的總趨勢圖。
練出高分(一)
1．下列反應(yīng)不屬于可逆反應(yīng)的是( )
A．Cl2溶于水
B．NH3溶于水
C．可充電電池的反應(yīng)，如H2O＋Zn＋Ag2OZn(OH)2＋2Ag
D．合成NH3的反應(yīng)
答案 C
解析 A選項(xiàng)Cl2溶于水是可逆反應(yīng)，Cl2＋H2OHCl＋HClO；B選項(xiàng)NH3溶于水是可逆反應(yīng)，NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－；C選項(xiàng)可充電電池的反應(yīng)不是同時(shí)進(jìn)行的，也不是在相同條件下進(jìn)行的反應(yīng)，不是可逆反應(yīng)。
2．下列反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)的是( )
A．H2和O2點(diǎn)燃生成H2O的反應(yīng)與H2O電解生成H2和O2的反應(yīng)
B．CuSO4吸水形成晶體藍(lán)礬與藍(lán)礬加熱失去水分子生成CuSO4
C．SO2溶于水
D．Na2O溶于水
答案 C
3．在一定量的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知反應(yīng)過程中某一時(shí)刻N(yùn)2、H2、NH3的濃度分別為0.1 molL－1、0.3 molL－1、0.2 molL－1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是( )
A．N2為0.2 molL－1，H2為0.6 molL－1
B．N2為0.15 molL－1
C．N2、H2均為0.18 molL－1
D．NH3為0.4 molL－1
答案 B
解析 對(duì)于本題，若反應(yīng)從題給某一時(shí)刻開始向正反應(yīng)方向進(jìn)行并達(dá)到平衡，此時(shí)NH3的濃度應(yīng)小于0.4 molL－1；若反應(yīng)從題給某一時(shí)刻開始向逆反應(yīng)方向進(jìn)行并達(dá)到平衡，此時(shí)N2的濃度應(yīng)小于0.2 molL－1，H2的濃度應(yīng)小于0.6 molL－1；從題給量的關(guān)系易知無論反應(yīng)進(jìn)行到什么程度，c(N2)∶c(H2)＝1∶3，因此兩者不可能同時(shí)均為0.18 molL－1。
4．在已達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)2SO2＋O22SO3中，充入由18O組成的氧氣一段時(shí)間后，18O存在于( )
A．多余的O2中 B．生成的SO3中
C．O2和SO3中 D．三種物質(zhì)中
答案 D
解析 充入18O2后，平衡正向移動(dòng)生成含18O的三氧化硫。由于反應(yīng)具有可逆性，三氧化硫又分解生成含18O的二氧化硫和氧氣，故反應(yīng)一段時(shí)間后，三種物質(zhì)中均含18O。
5．下列說法可充分說明P(g)＋Q(g)S(g)＋R(g)，在恒溫下、恒容密閉容器中的反應(yīng)已達(dá)平衡的是( )
A．容器里P、Q、R、S四種物質(zhì)共存
B．容器里Q、R的體積分?jǐn)?shù)不再改變
C．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)、密度不隨時(shí)間變化
D．單位時(shí)間內(nèi)生成n mol P同時(shí)生成n mol Q
答案 B
解析 只要反應(yīng)開始，容器里P、Q、R、S必共存，無法說明反應(yīng)是否已達(dá)平衡；因該反應(yīng)是氣體分子總數(shù)不變的可逆反應(yīng)，因而反應(yīng)無論進(jìn)行到什么程度，其容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)、密度(恒容)都不會(huì)改變，因而選項(xiàng)C不能作為反應(yīng)已達(dá)平衡的標(biāo)志；選項(xiàng)B中，當(dāng)容器里Q、R的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，表明反應(yīng)已達(dá)平衡；選項(xiàng)D均描述的是逆向反應(yīng)過程。
6．在一定溫度下，某體積不變的密閉容器中發(fā)生如下可逆反應(yīng)：A2(g)＋B2(g)2AB(g)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( )
A．單位時(shí)間內(nèi)生成n mol A2的同時(shí)生成n mol AB
B．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化
C．單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol AB的同時(shí)生成n mol B2
D．容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
答案 C
解析 可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，即生成n mol A2、n mol B2的同時(shí)生成2n mol的AB，故C正確，A不正確；又因該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，故無論是否達(dá)平衡狀態(tài)，總壓強(qiáng)以及混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量均保持不變。
7．對(duì)于可逆反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，正反應(yīng)速率分別用v(SO2)、v(O2)、v(SO3)表示，逆反應(yīng)速率分別用v′(SO2)、v′(O2)、v′(SO3)表示，該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，則下列關(guān)系式中正確的是( )
A．v(SO2)＝v′(SO2) B．v(O2)＝v(SO3)
C．v(SO3)＝v′(O2) D．v(SO2)＝v(SO3)
答案 A
解析 對(duì)于正反應(yīng)有v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2，對(duì)于逆反應(yīng)有v′(SO2)∶v′(O2)∶v′(SO3)＝2∶1∶2，而達(dá)到平衡時(shí)有v(SO2)＝v′(SO2)、v(O2)＝v′(O2)、v(SO3)＝v′(SO3)、v(SO3)＝2v′(O2)。
8．一定條件下，將A、B、C三種物質(zhì)各1 mol通入一個(gè)密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2A＋B2C，達(dá)到平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量可能是( )
A．1.5 mol B．1 mol
C．0.5 mol D．0
答案 B
解析 用極端假設(shè)法考慮平衡完全向左進(jìn)行、完全向右進(jìn)行的兩種情形。
2A?。? B 2C
起始/mol 1 1 1
向左/mol 1＋1 1＋0.5 0
2A ＋ B 2C
起始/mol 1 1 1
向右/mol 0 1－0.5 1＋1
得到B的極值為1.5 mol和0.5 mol，實(shí)際上該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能完全向左、向右進(jìn)行到底，即0.5 mol”、“<”或“＝”表示下列關(guān)系：
(1)v(H2)________v(NH3)。
(2)v(H2)________3v(N2)。
答案 (1)> (2)＝
解析 (1)反應(yīng)達(dá)到平衡前，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，v(H2)>v(NH3)。
(2)v(H2)、v(N2)均表示正反應(yīng)速率，無論是否達(dá)到平衡，v(H2)∶v(N2)＝3∶1。
17．一定條件下，可逆反應(yīng)A2＋B22C達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，經(jīng)測得平衡時(shí)c(A2)＝0.5 molL－1，c(B2)＝0.1 molL－1，c(C)＝1.6 molL－1。若A2、B2、C的起始濃度分別用a molL－1、b molL－1、c molL－1表示，請(qǐng)回答：
(1)a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是________。
(2)a的取值范圍是________。
答案 (1)a－b＝0.4 (2)0.4
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