2017版高考化学一轮复习 专题六 化学反应速率和化学平衡 课时27(2)

2019-01-12 13:26

①对于反应前后气体总体积发生变化的可逆反应,在其他条件不变时, 压强,化学平衡向 方向移动;反之,化学平衡向气体体积增大的方向移动。

②若反应前后气体体积无变化,改变压强,能同时改变正、逆反应速率,v(正)=v(逆),平衡 移动。

(3)温度对化学平衡的影响

在其他条件不变的情况下,升高温度,化学平衡向 移动;降低温度,化学平衡向 移动。

说明:

①升高温度,不管是吸热还是放热方向,反应速率均增大,但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速率增大的倍数,v(吸热)>v(放热),故平衡向吸热方向移动。

②只要是升高温度,新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值;反之则小。 ③判断反应的热效应:若升高温度,K值增大,平衡正向移动,正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,平衡逆向移动,正反应为放热反应。

3. 催化剂对化学平衡的影响

催化剂对化学平衡移动 影响,它的使用能 程度地改变正、逆反应速率(即反应速率改变但仍然相等),可以 化学反应达到平衡所需要的时间。

4. 勒夏特列原理(化学平衡移动原理)

若改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度等),平衡就向能够 这种改变的方向移动。

【举题说法】

【例题1】 (2015·安徽卷)汽车尾气中,产生NO的反应为N2(g)+O2(g)

2NO(g),一定条件

下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是( )

6

4(c0-c1)22c1A. 温度T下,该反应的平衡常数K=

B. 温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小 C. 曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂

D. 若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0 【答案】 A

【解析】 N2(g)和O2(g)的起始浓度相等,都是c0,在温度T时由图可知c(N2)=c1时达到平

4(c0-c1)22c1衡,此时c(N2)=c(O2)=c1,c(NO)=2(c0-c1),平衡常数K=,故A正确;由于是恒容容

器,且反应前后气体质量守恒,故混合气体密度不变,故B错误;催化剂只能改变反应速率,不能改变化学反应限度,故C错误;若曲线b对应的条件是改变温度,b曲线先达到平衡,则b曲线对应的温度高,升高温度,平衡正向移动,则正反应是吸热反应,ΔH>0,故D错误。

【题组训练】

1. (2016·河北衡水中学)可逆反应mA(g)+nB(g)

xC(g)在不同温度及压强(p1和p2)条件下反

应物A的转化率的变化情况如下图所示。下列判断正确的是( )

A. 正反应吸热,m+nx C. 正反应放热,m+nx 【答案】 D

【解析】 根据图像随着温度的升高A的转化率减小,说明升温平衡逆向移动,正反应为放热反应;从第一个图像看出在p1下先达平衡,得p1>p2,还可得到压强大时A的转化率大,说明加压平衡正向移动,m+n>x。D正确。

2. (2015·河北保定联考)在固定体积容器中通入2 mol A与1 mol B气体,一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)线的是 ( )

3C(g)ΔH<0,达到平衡后,改变一个条件(x),下列量(y)一定符合图中曲

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选项 A B C D x 降温 升高温度 再加入A 再加入C y A的体积分数 混合气体的密度 B的转化率 A的体积分数

【答案】 C

【解析】 正反应是放热反应,降温,平衡正向移动,A的体积分数减小,A错误;升高温度,平衡逆向移动,但反应前后气体的质量不变,体积固定,因而密度不变,B错误;增加A的浓度,平衡正向移动,B的转化率增大,C正确;再加入C,效果等同于增大压强,A的体积分数不变,D错误。

3. (2015·河南中原名校)在容积为2 L 的恒容密闭容器中,一定温度下,发生反应:aM(g)+bN(g)是( )

cQ(g)。气体M、N、Q的物质的量随时间的变化如右图所示,则下列叙述正确的

25A. 该温度下此反应平衡常数的值K=4

B. 平衡时,M的转化率为50%,若条件改为恒温恒压,则达平衡时M的转化率小于50% C. 若开始时向容器中充入2 mol M和1 mol N,达到平衡时,M的体积分数小于50% D. 在5 min时,再向体系中充入少量He,重新达到平衡前v(正)>v(逆) 【答案】 C

【解析】 Δn(M)=0.8 mol-0.4 mol=0.4 mol,Δn(N)=0.4 mol-0.2 mol=0.2 mol,Δn(Q)=0.2 mol,所以a∶b∶c=2∶1∶1,化学方程式为2M(g)+N(g)

Q(g),平衡时,

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0.4mol0.2mol-1-1

c(M)=2L=0.2 mol·L,c(N)=c(Q)=2L=0.1 mol·L,K=25,故A错误;平衡时,M0.4mol的转化率为 0.8mol×100%=50%,该反应前后气体体积减小,若条件改为恒温恒压,相当于

原平衡增大压强,平衡正向移动,则达平衡时M的转化率大于50%,故B错误;在该条件下,M的

0.4mol体积分数为0.4mol?0.2mol?0.2mol×100%=50%,充入比原反应更多的反应物时,相当于增

大压强,平衡正向移动,所以M的体积分数小于50%,故C正确;向体系中充入少量He,化学平衡不移动,即v(正)=v(逆),故D错误。

4. (2016·武汉调研)在2 L密闭容器中进行反应C(s)+H2O(g)随反应时间(t)的变化如右下图所示。下列判断正确的是( )

CO(g)+H2(g)ΔH>0,测得c(H2O)

A. 0~5 min内,v(H2)=0.05 mol·L·min

-1

-1

B. 5 min时该反应的K值一定小于12 min时的K值 C. 10 min时,改变的外界条件可能是减小压强 D. 5 min时该反应的v(正)大于11 min时的v(逆) 【答案】 B

【解析】 由图可知,前5 min内c(H2O)由1.00 mol·L减小为0.50 mol·L,

-1

-1

1.00mol?L-1-0.50mol?L-1-1-15minv(H2O)==0.10 mol·L·min,反应速率之比等于化学计量数之

比,则 v(H2)=0.10 mol·L·min,A错误;10 min后c(H2O)瞬时不变,而后继续减小,反应正向移动,只能是改变温度,该反应正反应是吸热反应,所以是升高温度,故5 min时该反应的K值一定小于12 min时的K值,B正确,C错误;根据B的判断,11 min时的温度高于5 min时,温度越高反应速率越快,所以5 min时该反应的v(正)小于11 min时的v(逆),D错误。

-1

-1

9

【例题2】 (2014·新课标 Ⅰ 卷)乙烯气相直接水合法制乙醇的反应为C2H4(g)+H2O(g)

C2H5OH(g),下图为乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中

n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1]

(1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

(2)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为 ,理由是 。 (3)气相直接水合法常采用的工艺条件:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290 ℃,压强6.9 MPa,n(H2O)∶

n(C2H4)=0.6∶1,乙烯的转化率为5%。若要进一步提高转化率,除了可以

适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有 、 。

0.2np1.8np(C2H5OH)990.8np0.8np?p(C2H4)?p(H2O)=1.8n1.8n=16p=16?7.85MPa=0.07 MPa-1

【答案】 (1)

(2)p1

(3)将产物乙醇液化移去 增加n(H2O)∶n(C2H4)的比

【解析】 (1)①A点乙烯的平衡转化率是20%,设乙烯的物质的量为n mol。

C2H4(g)+H2O(g)

起始/mol: 转化/mol: 平衡/mol:

n

C2H5OH(g)

n 0

0.2n 0.2n

0.2n 0.2n 0.8n 0.8n

乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数为

10


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