化学必修四第二章复习(6)

2020-04-18 07:17

转化率。

【知识点拨】可逆反应:mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),化学平衡常数:

{c(C)}p?{c(D)}q K? mn{c(A)}?{c(B)}式中A、B、C、D的浓度均为平衡浓度。

化学平衡常数K的意义:①K越大,反应进行的程度越大,转化率越大。

②K的大小只与起始浓度无关,只随温度变化而变化,K值越大(一定温度下)说明反应进行程度越大,反应物转化率也越大。

【分析】H2的转化率=

H2的转化浓度?100%

H2的起始浓度根据题给条件可知,H2的转化浓度应该是HI平衡浓度的一半为0.45mol/L。因此要求出H2的转化率必然应求出H2的起始浓度。而H2的起始浓度为H2的转化浓度和H2平衡浓度之和。

解:设c(H2)的起始浓度为xmol/L。 c(H2)的平衡浓度为ymol/L。 H2 + I2(g)

2HI

起始浓度(mol/L) x 1 0 转化浓度(mol/L)

0.90.9 220.9

平衡浓度(mol/L) y 0.55 0.9

[HI]20.92∴K???50

[H2][I2]0.55yy=0.0295mol/L

x=0.0295+0.45=0.4795mol/L ∴H2转化率=

0.45?100%=93.8% 0.4795【答案】93.8%

【例4】在一个固定体积的密闭容器中,加入2mol A和1mol B,发生反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g) 达平衡时,c(C)=w mol/L。若维持容器内体积和温度不变,按下列四种配比作起始物质,达平衡后,C浓度仍为w mol/L的是( ) A. 1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5 D

B. 2mol A+1mol B+3mol C+1mol D

C. 3mol C+1mol D+1mol B D. 3mol C+1mol D

【知识点拨】等价转化是一种数学思想,借用到化学平衡中,可以简化分析过程。它指的是:化学平衡状态的建立与反应途径无关,即不论可逆反应是从正方向开始,还是从逆方向开始,抑或从中间状态开始,只要起始所投入的物质的物质的量相当,则可达到等效平衡状态。这里所说的“相当”即是“等价转化”的意思。

【分析】根据反应:2A(g)+B(g)

3C(g)+ D(g)

A 1mol 0.5mol 1.5mol 0.5mol

可看作1.5mol C和0.5mol D是A、B投料后反应的生成物,即它们相当于A和B分别投料1mol和0.5mol,则原始A、B各投料2mol和1mol。D中是从逆反应开始,但起始浓度与正反应起始浓度相当,所以A、D是正确选项。而B相当于正反应起始浓度4mol A和2mol B,则平衡时c (C)>w mol/L,而C相当于正反应起始浓度为2mol A和2mol B,则平衡时A的转化率提高,c (C) >w mol/L。

【答案】A D

【例5】(1)下列方法中可以证明2HI(g) __________________。

①单位时间内生成n molH2的同时生成n mol HI, ②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂, ③百分组成w(HI)=w(I2)

④反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI)/2时, ⑤c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1时,

⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化, ⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化, ⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化, ⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化, ⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化。 (2)在上述⑥~⑩的说法中能说明2NO2

N2O4达到平衡状态的是___________。

H2(g) +I2(g)已达平衡状态的是

【知识点拨】判断化学平衡状态常用方法的归纳: 项 目 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 混合物体系中各成分的含量 ②各物质的质量或质量分数一定 ③各气体的体积或体积分数一定 ④总体积、总压力、总物质的量一定 ①在单位时间内消耗了mmolA的同时生成mmolA, 平衡 平衡 平衡 不一定平衡 平衡 即v(正)=v(逆) ②在单位时间内消耗nmolB的同时消耗pmolC, 平衡 即v(正)=v(逆) 正、逆反应速率的关系 ③v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q, 不一定平衡 v(正)不一定等于v(逆) ④在单位时间内生成nmolB的同时消耗qmolD, 不一定平衡 均指v(逆) ①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定) 压强 ②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定) 混合气体的平均相对分子质量(M) 温度 他不变 密度(ρ) 其他 体系的密度一定 如体系颜色不再变化 不一定平衡 平衡 ①一定,只有当m+n≠p+q时 ②一定,但m+n=p+q时 任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时,其平衡 不一定平衡 平衡 不一定平衡 平衡 【分析】观察第(1)题反应的特征可知:此反应在反应前后气体的体积不发生变化,即在反应的任何一个阶段,容器内压强不发生改变。气体的总质量不变、总的物质的量不变,因此混合气体的密度、平均相对分子质量均不发生改变。

观察第(2)题反应的特征:反应前后气体体积发生改变,因此其平均相对分子质量、混合气体密度都发生改变,当反应处于平衡状态时,这些都不再改变,此时c(NO2)恒定,颜色不再变化。

【答案】(1)②⑥⑨(2)⑥⑦⑧⑨⑩ 一、选择题

1.在一个密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

已知反应过程中某一时刻,SO2、O2、SO3分别是0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )

A.SO2为0.4mol/L,O2为0.2mol/L B.SO2为0.25mol/L

C.SO2、SO3(g)均为0.15mol/L D.SO3(g)为0.4mol/L

2.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)

A. C生成的速率与C分解的速率相等 B. A、B、C的浓度不再变化

C. 单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB D. A、B、C的分子数之比为1:3:2 3.可逆反应H2(g)+I2(g) A. 混合气体密度恒定不变 B. 混合气体的颜色不再改变 C. H2、I2、HI的浓度相等 D. I2在混合气体中体积分数不变

4.在一定温度下的定容密闭容器中,取一定量的A、B于反应容器中,当下列物理量不再改变时,表明反应:A(s)+2B(g)

A.混合气体的压强

C(g)+D(g)已达平衡的是( ) B

2HI(g)达到平衡时的标志是( )

2C(g)达到平衡的标志是( )

C.C、D的物质的量的比值 D.气体的总物质的量

5.在一真空密闭容器中,通入一定量气体A.在一定条件下,发生如下反应: 2A(g)

B(g) + xC(g),反应达平衡时,测得容器内压强增大为P%,若此时A的转化率

为a%,下列关系正确的是( )

A.若x=1,则P>a B.若x=2,则P<a C.若x=3,则P=a D.若x=4,则P≥a

6.密闭容器中,用等物质的量A和B发生如下反应:A(g)+2B(g)

2C(g),反应达

到平衡时,若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A的转化率为( )

A.40% B.50% C.60% D.70%

7.在1L的密闭容器中通入2molNH3,在一定温度下发生下列反应:2NH3N2+3H2,达

到平衡时,容器内N2的百分含量为a%。若维持容器的体积和温度都不变,分别通入下列初始物质,达到平衡时,容器内N2的百分含量也为a%的是( )

A.3molH2+1molN2 B.2molNH3+1molN2

C.2molN2+3molH2 D.0.1molNH3+0.95molN2+2.85molH2 8.在密闭容器中发生反应2SO2+O2

2SO3(g),起始时SO2和O2分别为20mol 和 10mol,

达到平衡时,SO2的转化率为80%。若从SO3开始进行反应,在相同的条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为( )

A 10mol 10% B 20mol 20% C 20mol 40% D 30mol 80% 9.X、Y、Z为三种气体,把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中,发生反应X+2Y

2Z。

达到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为( )

a?b2(a?b)?100% B.?100% 55b2(a?b)(a?b)?100% D.?100% C.

55aA.

10.一定条件下,在一密闭容器中通入一定量SO2和O2的混合气体,发生如下反应:

2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)+Q(Q>0)。反应达平衡后SO2、O2和SO3的物质的量之比为3∶

4∶6,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,O2和SO3的物质的量分别是1?1 mol和2?0 mol,此时容器内SO2的物质的量应是? A ?

A? 0?7 mol

B? 0?9 mol

C? 1?1 mol

D? 1?3 mol

二、填空题

17.写出下列化学反应的化学平衡常数表达式:

①N2+3H2②

2NH3 K=

1N2+H2 32NH3 K= 3 Fe3O4+4H2 K=

2NH3,达到平衡,容

③Fe+4H2O(g)

18.在1L密闭容器中,充入amolN2和bmolH2,在一定温度下N2+3H2

器中还剩余CmolN2,则平衡时N2的转化率是 ,H2的转化率是 ,生成NH3是 mol,容器中H2的平衡浓度是 。


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