量也不一定增大。而平衡右移B的转化率一定增大,正确答案A、D。
【答案】AD
【例2】在一个密闭容器中充入1molCO2 和3molH2 ,在850℃ 时,气体混合物达到下式所示平衡:CO2+H2
CO+H2O 。已知达到平衡时生成0.75molCO 。那么当H2改为9mol,
在上述条件下平衡时生成CO 和H2O的物质的量之和可能为( )
A 1. 2mol B 1. 5mol C 1. 8mol D 2. 5mol 【分析解答】对于可逆反应,不论在什么情况下,一定是反应物与生成物共存的状态,即任何物质的物质的量均大于零。
CO2 + H2
CO + H2O
起始 1 3 0 0 变化 x x x x 平衡 0.25 2.25 0.75 0.75
在此基础上,增加H2的用量,平衡右移,CO2的转化率增大,CO、H2O的物质的量均增大。设平衡移动后,CO、H2O的物质的量为a,则a>0.75+0.75=1.5。但CO2不能完全转化,(若CO2完全转化,则a=2),故a<2。因而a的取值范围:1.5
【例3】氨的合成反应,N2+3H2
A.低温、高压、适当的催化剂 B.高温、常压 C.尽可能高温、高压
D.适当的温度、适当的高压,适宜催化剂
【知识点拨】在实际生产中,需要综合考虑反应速率、化学平衡、原料选择、产量和设备等各方面情况,还要兼顾实际条件和生产成本,以确定最佳生产条件。
合成氨的反应原理为:N2+3H2 小的、放热的可逆反应。
(1)催化剂:催化剂虽不能改变化学平衡,但可加快反应速率,提高单位时间内的产量。
(2)温度:升高温度可加快反应速率,但从平衡移动考虑,此反应温度不宜太高。选择温度的另一个重要因素是要使催化剂的活性最大。
(3)压强:无论是反应速率,还是化学平衡,都要求压强要大,但生产设备又不能承受太大的压强,而且压力越大,消耗的动力越大、能源越多。
2NH3(正反应为放热反应),这是一个气体总体积缩2NH3+Q在合成氨的生产中采用的适宜条件是( )
(4)浓度:在生产过程中,不断补充N2和H2,及时分理出NH3,不但可以加快反应速率,还能使平衡右移,提高NH3的产量。
【分析】错选A。原因是没有全面地综合考虑合成氨的适宜条件。应从单位时间内提高氨的产量的效益上考虑。所以应选D为答案。
【答案】D。
【例4】一定温度下,在密闭容器中进行反应2SO2+O2
2SO3,平衡时充入O2气,问
SO2、O2、SO3的浓度以及正、逆反应速率怎样变化?平衡怎样移动?若充入He气呢?
【分析解答】该题即属于条件不明确的习题。因为密闭容器只表明容器内的气体与外界不能交换,没有表明容积可变与否。
(1)若等容,在充入O2的瞬间,c(O2)增大,c(SO2)、c(SO3)不变,所以v正增大,
v逆不变,使平衡向右移动,c(O2)、c(SO2)要减小,c(SO3)要增大;重新达到平衡时,c(SO2)减小,c(O2)、c(SO3)都比原来大.若充入He气,因c(O2)、c(SO2)、c(SO3)
不发生变化,所以平衡不移动.
(2)若等压充入O2,则容积必然增大.c(SO2)、c(SO3)都在瞬间同等程度地减小,c(O2)却增大,所以v正增大,v逆减小,平衡向右移动,达到平衡时,c(SO2)、c(SO3)都比原来小,c(O2)比原平衡状态时大.充入He气,容积扩大,相当于等温扩大容积,在充入He气的瞬间,v正、v逆都减小,但v正减小的倍数大,所以平衡向左移动,重新达到平衡时,c(SO2)、c(SO3)、c(O2)均减小。
【例5】2NO2(g) 变浅。
思考:①上述平衡体系,增大压强、速率——时间图象如何表示?
②上述平衡体系颜色a,增大压强瞬间颜色为b,达到新平衡时,颜色为c,则颜色最深的为______,最浅的为______。
③H2(g)+I2(g) 体颜色如何变化?
【知识点拨】影响化学平衡移动的外界因素之二:压强。对于有气体参加或生成的反应,在其它条件不变的情况下,增大体系压强,平衡向着气体体积(物质的量)缩小的方向移动,减小体系压强,平衡向着气体体积(物质的量)增大的方向移动。
说明:改变体系的压强相当于改变体系的体积,也就相当于改变物质的浓度(如增大体系的压强相当于增加气体物质的浓度),所以压强对化学平衡的影响对应于浓度对化学平衡的影
2HI(g),达到平衡后,加压,速率——时间图象如何变化?混合气N2O4(g),增大压强平衡向正方向移动,混合气体的颜色先变深后
响。
注意:①压强对化学平衡的影响适用于有气体参加且气体体积前后不等的平衡体系。 ②平衡移动的方向取决于压强改变时速率值变化较大的一方。
③增大压强时无论平衡移动的方向如何,新平衡状态的速率值(包括正反应速率和逆反应速率)一定大于原平衡状态的速率值,反之亦然。 【答案】 ① ②b、a v正v v正v逆v逆tv③ 平衡不移动,颜色变深 t【例6】1molX(g)和1molY(g)和催化剂一起放入反应容器中、发生如下反应:X(g)+Y(g) Z(g),经过一段时间后,产物Z的压强与温度关系如图: P(1)当温度T
【分析】①温度升高时,不管是吸热还是放热方向,反应速率(即正反应速率和逆反应速率)都增大,但吸热方向反应速率增大的倍数大,故平衡向该方向移动。
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。反之亦然。
【答案】当温度T v正>v逆,而当T=T0时,恰好处于平衡状态,v正=v逆。正反应显然为放热反应,因为T0是处 于平衡状态,温度再升高,Z的压强在减小,说明平衡破坏,反应向逆方向进行。 【例7】可逆反应:2HI(g) H2(g)+I2(g);ΔH>0。在密闭容器中进行,当达到平衡 压强( )(3)该反应的正反应是吸热还是放热反应?指出判断依据。 时欲使混合气体的颜色加深,应采取的措施( ) A.减小容器体积 B.降低温度 C.加入催化剂 D.充入HI气体 【知识点拨】催化剂不能使化学平衡发生移动,只能改变达到化学平衡所需的时间。这里需注意:这里的改变包括“增大”和“缩短”,应视催化剂的种类。一般为“缩短”。 原因:因催化剂能同等程度地改变正反应速率和逆反应速率,所以不能使平衡移动。 【分析解答】使混合气体的颜色加深即要增大I2(g)的浓度;除A、D外,还可以升高温度、加入I2(g)等。 【答案】A、D。 【例9】A(g)+3B(g) 2C(g)+Q(Q>0)达到平衡,改变下列条件,正反应速率始终增 大,直达到新平衡的是( ) A.升温 B.加压 C.增大c(A) D.降低c(C) E.降低c(A) 【分析解答】注意“正反应速率始终增大”这一关键词,D、E就不必考虑,因为降低浓度,不管平衡如何移动,v正均要降低。其次最好画出v—t图,就能清楚看出正确答案。 v v逆vv正v正 v正 升温 加压v逆 tt始终增大(尽管平衡左移) v正突然增大,但又逐渐减小,同理C答案也不合题意,正确答案为A。 【视野拓展】全面深入理解平衡移动原理是解决有关化学平衡问题的基础.学习中可以先从平衡移动原理的字面理解入手,再进行深层剖析。 勒沙特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。 第一层次:字面理解 1.从“改变影响平衡的一个条件”中可体会到以下几点: A.影响化学平衡的条件只有温度、压强、浓度三项,唯有当这三项条件中的一项或几项改变时,平衡才可能移动; B.当温度或压强或一种物质的浓度中的一项改变时,可以直接用平衡移动原理来判断平衡移动的方向.当多个条件同时改变时,情况比较复杂。 2.从“向能够减弱这种改变的方向移动”中可体会到以下几点: A.定性角度看,平衡移动的方向必定为能够减弱外界条件改变的方向。例如,升高温度时,为了减弱温度的升高,化学平衡向着吸热反应方向移动;增大压强时,为了减弱压强的增大,化学平衡向着气体分子数减少的方向移动。 B.定量角度看,移动的结果只是在一定程度上减弱外界条件的改变量,不能完全抵消外界条件的变化,更不能使之“逆转”.例如,当原平衡体系中压强为P时,若其它条件不变,体系压强增大到2P,平衡将向气体分子数减小的方向移动,达到新平衡后体系压强将介于P~2P之间。 C.若外界条件改变后,无论平衡向着正反应方向移动或向着逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化,则平衡不移动.如对于下列化学反应:H2+Br2(气)应式“ 2HBr由于反 ”左右气体分子数相等,外界压强增大或减小,平衡无论向正或逆方向移动都 不能减弱压强的改变.所以对于该反应,压强改变,平衡不移动。 2.多个条件变化转化为单个条件变化 例如,下图中符合2A(g)+B(g)10Pa). 各图中都有压强、温度两个条件变化,分析时可通过横坐标上的某一点,作一平行于纵坐标的直线,交叉点即为同温度(或同压强)不同压强(或温度)下的变化.多个条件变化转成了单个条件变化的问题.如图B中A1,A2,A3三点就是500℃时1P,10P,100P压强下对应的A%,符合压强增大平衡向正方向移动的变化趋势. 5 2C(g)+Q达到平衡状态的有(1P=1.01× 勒沙特列原理适应于各种平衡体系,有着深刻的内涵,学习时要从原理入手,剖析潜在的规律,总结出操作性较强的判断标准. 【例10】可逆反应aA(g)+bB(g) pC(g),反应时间与C%(产物C的体积分数)函数关 系如图所示。A图表示压强不同的曲线,B图表示的是温度不同的曲线,试比较下列大小关系:P1______P2,T1______T2,ΔH_____0,a+b______p。 百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读,免费范文网,提供经典小说综合文库化学必修四第二章复习(8)在线全文阅读。
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