第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)平衡的移動(dòng)第七單元2022考點(diǎn)一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)必備知識(shí)自主預(yù)診知識(shí)梳理一、可逆反應(yīng)1.定義:在

下,既可以向

方向進(jìn)行,同時(shí)又可以向

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)可同時(shí)進(jìn)行。(2)一小:反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在;任一組分的轉(zhuǎn)化率都

(填“大于”或“小于”)100%。

3.表示:在方程式中用“

”表示。

同一條件

正反應(yīng)逆反應(yīng)小于二、化學(xué)平衡狀態(tài)1.定義一定條件下的可逆反應(yīng)中,當(dāng)正、逆反應(yīng)的速率相等時(shí),反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。2.化學(xué)平衡的建立在一定條件下,把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過(guò)程如下:反應(yīng)開(kāi)始時(shí)反應(yīng)物濃度最大,v(正)最大,生成物濃度為0,v(逆)為零↓反應(yīng)進(jìn)行時(shí)反應(yīng)物濃度逐漸減小→v(正)逐漸減小。生成物濃度由零逐漸增大→v(逆)從零逐漸增大↓達(dá)到平衡時(shí)v(正)=v(逆),反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變3.平衡特點(diǎn)

微點(diǎn)撥

(1)可逆反應(yīng)體系中,反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物,生成物也不能完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物。(2)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),各組分的濃度、百分含量保持不變,但不一定相等。自我診斷1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)2H2O2H2↑+O2↑為可逆反應(yīng)。(

)(2)二次電池的充、放電過(guò)程為可逆反應(yīng)。(

)(3)對(duì)反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g),壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變,說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。(

)(4)恒溫恒容下進(jìn)行的可逆反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),當(dāng)SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(

)(5)在2L密閉容器內(nèi),800℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中,當(dāng)該容器內(nèi)顏色保持不變時(shí)能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。(

)(6)對(duì)于反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),當(dāng)每消耗1molSO3的同時(shí)生成1molNO2時(shí),說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(

)(7)化學(xué)平衡狀態(tài)指的是反應(yīng)靜止了,不再發(fā)生反應(yīng)了。(

)(8)對(duì)于反應(yīng)A(g)+B(g)2C(g)+D(g),當(dāng)密度保持不變,在恒溫恒容或恒溫恒壓條件下,均不能作為達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。(

)答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

(6)×(7)×

(8)×2.向含有2molSO2的容器中通入過(guò)量O2發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0),充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量

(填“<”“>”或“=”,下同)2mol,SO2的物質(zhì)的量

0,轉(zhuǎn)化率

100%,反應(yīng)放出的熱量

QkJ。

答案

<

>

<

<關(guān)鍵能力考向突破考向1

“極端轉(zhuǎn)化”確定各物質(zhì)的“量”【典例1】

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0),達(dá)到平衡時(shí),X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,則下列判斷正確的是(

)A.c1∶c2=3∶1B.平衡時(shí),Y和Z的生成速率之比為2∶3C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D.c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1答案D

解析

X、Y的平衡濃度之比為1∶3,轉(zhuǎn)化濃度也為1∶3,則c1∶c2=1∶3,且X、Y的轉(zhuǎn)化率相等,A、C不正確;平衡時(shí)Y生成表示逆反應(yīng),Z生成表示正反應(yīng),且v(Y)生成∶v(Z)生成=3∶2,B不正確;由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0<c1<0.14

mol·L-1,D正確。對(duì)點(diǎn)演練1在一個(gè)密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應(yīng)過(guò)程中某一時(shí)刻測(cè)得SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol·L-1、0.2mol·L-1、0.2mol·L-1,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是(

)A.[SO3]=0.4mol·L-1B.[SO2]=[SO3]=0.15mol·L-1C.[SO2]=0.25mol·L-1D.[SO2]+[SO3]=0.5mol·L-1答案C

解析

2SO2(g)+

O2(g)

2SO3(g)c(某時(shí)刻)

0.2

mol·L-1

0.2

mol·L-1

0.2

mol·L-1c(向右進(jìn)行完全)

0

0.1

mol·L-1

0.4

mol·L-1c(向左進(jìn)行完全)

0.4

mol·L-1

0.3

mol·L-1

0由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng),SO3的濃度一定小于0.4

mol·L-1,故A錯(cuò)誤;SO2與SO3濃度不會(huì)均為0.15

mol·L-1,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于反應(yīng)為可逆反應(yīng),SO2的濃度一定小于0.4

mol·L-1,則可能為0.25

mol·L-1,故C項(xiàng)正確;根據(jù)硫元素守恒,c(SO2)+c(SO3)=0.4

mol·L-1,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。規(guī)律小結(jié)

用極端假設(shè)法確定各物質(zhì)的濃度范圍先假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底,求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值,從而確定它們的濃度范圍。假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底:

X2(g)+Y2(g)2Z(g)起始濃度/(mol·L-1)

0.1

0.3

0.2改變濃度/(mol·L-1)

0.1

0.1

0.2終態(tài)濃度/(mol·L-1)

0

0.2

0.4假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底:

X2(g)+

Y2(g)2Z(g)起始濃度/(mol·L-1)

0.1

0.3

0.2改變濃度/(mol·L-1)

0.1

0.1

0.2終態(tài)濃度/(mol·L-1)

0.2

0.4

0平衡體系中各物質(zhì)的濃度數(shù)值范圍為0<c(X2)<0.2

mol·L-1,0.2

mol·L-1<c(Y2)<0.4

mol·L-1,0<c(Z)<0.4

mol·L-1,同時(shí)不能忽略元素守恒?？枷?

化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷【典例2】

一定溫度下,反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的焓變?yōu)棣?，F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中,下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(

)A.①②

B.②④ C.③④

D.①④

答案D

解析

ΔH是恒量,不能作為判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志;該反應(yīng)是充入1

mol

N2O4,正反應(yīng)速率應(yīng)是逐漸減小直至不變,③不正確。對(duì)點(diǎn)演練2Ⅰ.在一定溫度下的定容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí):①混合氣體的壓強(qiáng);②混合氣體的密度;③混合氣體的總物質(zhì)的量;④混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量;⑤混合氣體的顏色;⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比;⑦某種氣體的百分含量。(1)能說(shuō)明2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

(填序號(hào),下同)。

(2)能說(shuō)明I2(g)+H2(g)2HI(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

。

(3)能說(shuō)明2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

。

(4)能說(shuō)明C(s)+CO2(g)2CO(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

。

(5)能說(shuō)明A(s)+2B(g)C(g)+D(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

。

(6)能說(shuō)明NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

。

(7)能說(shuō)明5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

。

Ⅱ.若上述題目改成一定溫度下的恒壓密閉容器,結(jié)果又如何?(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

答案

Ⅰ.(1)①③④⑦

(2)⑤⑦

(3)①③④⑤⑦

(4)①②③④⑦

(5)②④⑦

(6)①②③

(7)②④⑦Ⅱ.(1)②③④⑦

(2)⑤⑦

(3)②③④⑤⑦

(4)②③④⑦

(5)②④⑦

(6)②③

(7)②④⑦深度指津

判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的兩方法和兩標(biāo)志(1)兩方法——逆向相等、變量不變。①“逆向相等”:反應(yīng)速率必須一個(gè)是正反應(yīng)的速率,一個(gè)是逆反應(yīng)的速率,且經(jīng)過(guò)換算后同一種物質(zhì)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。②“變量不變”:如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變,當(dāng)這個(gè)量不變時(shí)為平衡狀態(tài);一個(gè)隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的量,不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。(2)兩標(biāo)志——本質(zhì)標(biāo)志、等價(jià)標(biāo)志。①本質(zhì)標(biāo)志:v(正)=v(逆)≠0。對(duì)于某一可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō),正反應(yīng)消耗掉某物質(zhì)的速率等于逆反應(yīng)生成該物質(zhì)的速率。②等價(jià)標(biāo)志:a.對(duì)于全部是氣體參加的反應(yīng),并且反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量發(fā)生改變,體系的壓強(qiáng)(恒溫恒容)、平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化。例如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。b.體系中各組分的物質(zhì)的量濃度、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量(或質(zhì)量)分?jǐn)?shù)保持不變。c.對(duì)同一物質(zhì)而言,斷裂化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。d.對(duì)于有有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng),體系的顏色不再隨時(shí)間而變化。例如2NO2(g)N2O4(g)。e.體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達(dá)到最大值且不再隨時(shí)間而變化。f.絕熱體系的溫度不變?？键c(diǎn)二化學(xué)平衡的移動(dòng)必備知識(shí)自主預(yù)診知識(shí)梳理1.定義在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后,如果改變反應(yīng)條件(如①溫度、②壓強(qiáng)、③濃度等),平衡狀態(tài)被破壞,平衡體系中各組分的濃度也會(huì)隨之改變,直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種由原有的平衡狀態(tài)達(dá)到新的平衡狀態(tài)的過(guò)程,叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。2.平衡移動(dòng)過(guò)程

3.化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系v(正)>v(逆),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);v(正)=v(逆),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),平衡不發(fā)生移動(dòng);v(正)<v(逆),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。4.影響化學(xué)平衡的外界因素若其他條件不變,只改變下列某種條件對(duì)化學(xué)平衡的影響如下:正反應(yīng)

逆反應(yīng)減小增大不吸熱放熱5.勒夏特列原理及運(yùn)用勒夏特列原理:如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度),平衡就向著能夠

這種改變的方向移動(dòng)。本原理也稱(chēng)化學(xué)平衡移動(dòng)原理。

化學(xué)平衡移動(dòng)的目的是“減弱”外界條件的改變,而不是“消除”外界條件的改變,即“減弱而不抵消”。減弱

6.化學(xué)平衡中的特殊情況(1)當(dāng)反應(yīng)混合物中存在與其他物質(zhì)不相混溶的固體或液體物質(zhì)時(shí),由于其“濃度”是恒定的,不隨其量的增減而變化,故改變這些固體或液體的量,對(duì)化學(xué)平衡沒(méi)影響。(2)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時(shí),應(yīng)視為壓強(qiáng)的影響。(3)充入惰性氣體(不參與反應(yīng)的氣體)與平衡移動(dòng)的關(guān)系:①恒溫、恒容條件。原平衡體系

體系總壓強(qiáng)增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動(dòng)②恒溫、恒壓條件。自我診斷1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)平衡時(shí),其他條件不變,分離出固體生成物,v(正)加快。(

)(2)化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),速率一定改變。速率改變,化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)。(

)(3)化學(xué)平衡正向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大。(

)(4)合成氨反應(yīng)需使用催化劑,說(shuō)明催化劑可以促進(jìn)該平衡向生成氨的方向移動(dòng)。(

)(5)二氧化氮與四氧化二氮的平衡體系,加壓后顏色加深。(

)(6)往平衡體系FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl中加入KCl固體,平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng),溶液顏色將變淺。(

)(7)對(duì)于密閉容器中的可逆反應(yīng)mX(g)+nY(s)pZ(g)

ΔH<0,達(dá)到化學(xué)平衡后,通入氦氣,化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)。(

)(8)C(s)+CO2(g)2CO(g)

ΔH>0,其他條件不變時(shí)升高溫度,反應(yīng)速率v(CO2)和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率均增大。(

)答案

(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)√

(6)×

(7)×

(8)√2.在一個(gè)密閉容器中充入amolA和bmolB,發(fā)生反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)

ΔH>0,一段時(shí)間后達(dá)到平衡,測(cè)得各物質(zhì)的濃度。(1)若體積不變,僅增加c(A),A的轉(zhuǎn)化率將

(填“增大”“減小”或“不變”,下同),B的轉(zhuǎn)化率將

,達(dá)到新平衡時(shí),[A]將

,[B]將

,[C]將

,[D]將

。

(2)體積不變,再充入amolA和bmolB,則平衡

移動(dòng),達(dá)到新平衡時(shí),[A]將

,[B]將

,[C]將

,[D]將

。

①若a+b=c+d,則A的轉(zhuǎn)化率將

;

②若a+b>c+d,則A的轉(zhuǎn)化率將

;

③若a+b<c+d,則A的轉(zhuǎn)化率將

。

(3)升高溫度,平衡

移動(dòng),達(dá)到新平衡時(shí),[A]將

,[B]將

,[C]將

,[D]將

,A的轉(zhuǎn)化率將

。

答案

(1)減小增大增大減小增大增大(2)正向增大增大增大增大①不變②增大③減小(3)正向減小減小增大增大增大關(guān)鍵能力考向突破考向1

外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響【典例1】

(2020江蘇無(wú)錫模擬)將等物質(zhì)的量的X、Y氣體充入某密閉容器中,一定條件下,發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡X(g)+3Y(g)2Z(g)

ΔH<0。改變某個(gè)條件并維持新條件直至達(dá)到新的平衡,下表中關(guān)于新平衡與原平衡的比較正確的是(

)答案C

解析

升溫,平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng),即逆向移動(dòng),X的體積分?jǐn)?shù)變大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;增大壓強(qiáng),容器體積減小,由勒夏特列原理可知,各組分的濃度均比原平衡的大,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;增大一種反應(yīng)物的濃度,能夠提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,而其本身的轉(zhuǎn)化率降低,C項(xiàng)正確;催化劑只能改變反應(yīng)速率,不影響平衡狀態(tài),故各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)不變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)演練1處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)2H2S(g)2H2(g)+S2(g)

ΔH>0,在不改變其他條件的情況下,下列合理的說(shuō)法是(

)A.加入催化劑,反應(yīng)途徑將發(fā)生改變,ΔH也將隨之改變B.升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,H2S分解率也增大C.增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),將引起體系溫度降低D.若體系恒容,注入一些H2后達(dá)新平衡,與原平衡相比H2濃度將減小答案B

解析

反應(yīng)的焓變與反應(yīng)發(fā)生的途徑無(wú)關(guān),A項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度升高,正、逆反應(yīng)速率均增大,因正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故平衡正向移動(dòng),H2S分解率增大,B項(xiàng)正確;正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng),逆向反應(yīng)是放熱反應(yīng),會(huì)使體系溫度升高,C項(xiàng)錯(cuò)誤;向體系中注入H2,體系將向H2濃度降低的方向移動(dòng),但最終H2的濃度較原平衡時(shí)增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)演練2對(duì)于一定條件下的可逆反應(yīng)甲:A(g)+B(g)C(g)

ΔH<0乙:A(s)+B(g)C(g)

ΔH<0丙:A(g)+B(g)2C(g)

ΔH>0達(dá)到化學(xué)平衡后,改變條件,按要求回答下列問(wèn)題。(1)升溫。①平衡移動(dòng)方向(填“向左”“向右”或“不移動(dòng)”):甲

;乙

;丙

。

此時(shí)反應(yīng)體系的溫度均比原來(lái)

(填“高”或“低”)。

②混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變化(填“增大”“減小”或“不變”):甲

;乙

;丙

。

(2)加壓,使體系體積縮小為原來(lái)的

。①平衡移動(dòng)方向(填“向左”“向右”或“不移動(dòng)”):甲

;乙

;丙

。

②設(shè)壓縮之前壓強(qiáng)分別為p甲、p乙、p丙,壓縮后壓強(qiáng)分別為p甲'、p乙'、p丙',則p甲與p甲',p乙與p乙',p丙與p丙'的關(guān)系:甲

;乙

;丙

。

(3)恒溫恒壓充入氖氣。平衡移動(dòng)方向(填“向左”“向右”或“不移動(dòng)”):甲

;乙

;丙

。

答案

(1)①向左向左向右高②減小減小不變(2)①向右不移動(dòng)不移動(dòng)②p甲<p甲'<2p甲

p乙'=2p乙p丙'=2p丙

(3)向左不移動(dòng)不移動(dòng)規(guī)律小結(jié)

分析化學(xué)平衡移動(dòng)的一般思路

考向2

化學(xué)平衡移動(dòng)圖像分析【典例2】

工業(yè)上利用Ga與NH3在高溫條件下合成半導(dǎo)體材料氮化稼(GaN)固體的同時(shí)有氫氣生成。反應(yīng)中,每生成3molH2時(shí)放出30.8kJ的熱量。在恒溫恒容密閉體系內(nèi)進(jìn)行上述反應(yīng),下列有關(guān)表達(dá)正確的是(

)A.Ⅰ圖像中如果縱坐標(biāo)為正反應(yīng)速率,則t時(shí)刻改變的條件可以為升溫或加壓B.Ⅱ圖像中縱坐標(biāo)可以為鎵的轉(zhuǎn)化率C.Ⅲ圖像中縱坐標(biāo)可以為化學(xué)反應(yīng)速率D.Ⅳ圖像中縱坐標(biāo)可以為體系內(nèi)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量答案A

解析

根據(jù)題意分析可得,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Ga(s)+2NH3(g)2GaN+3H2(g)

ΔH<0。Ⅰ圖像中如果縱坐標(biāo)為正反應(yīng)速率,升高溫度或增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率增大,圖像符合題意,A項(xiàng)正確;由反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,增大壓強(qiáng)時(shí)平衡逆向移動(dòng),鎵的轉(zhuǎn)化率減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Ga是固體,其質(zhì)量不影響反應(yīng)速率,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)的方程式可知,相同壓強(qiáng)下,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大;相同溫度下,增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)演練3密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)在不同溫度(T1和T2)及壓強(qiáng)(p1和p2)下,混合氣體中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(B)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是(

)A.T1<T2,p1<p2,a+b>c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.T1>T2,p1<p2,a+b<c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C.T1<T2,p1>p2,a+b<c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D.T1>T2,p1>p2,a+b>c,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)答案B

解析

由(T1,p1)和(T1,p2)兩條曲線可以看出,p2>p1;壓強(qiáng)較大(即壓強(qiáng)為p2)時(shí)對(duì)應(yīng)的w(B)較大,說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng),則a+b<c。由(T1,p2)和(T2,p2)兩條曲線可以看出,T1>T2;溫度較高(即溫度為T(mén)1)時(shí)對(duì)應(yīng)的w(B)較小,說(shuō)明升高溫度平衡正向移動(dòng),故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。所以B項(xiàng)正確。規(guī)律小結(jié)

化學(xué)平衡圖像題的解題思路

考點(diǎn)三等效平衡必備知識(shí)自主預(yù)診知識(shí)梳理1.含義在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應(yīng)體系,起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同,達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),同種物質(zhì)的百分含量

。

相同

2.原理同一可逆反應(yīng),在外界條件一定時(shí),不管是從正反應(yīng)開(kāi)始,還是從逆反應(yīng)開(kāi)始,最后都能達(dá)到平衡狀態(tài),其中平衡混合物中各成分的百分含量

。由于化學(xué)平衡狀態(tài)與

有關(guān),而與建立平衡的

無(wú)關(guān),因而同一可逆反應(yīng),從不同的狀態(tài)開(kāi)始,只要達(dá)到平衡時(shí)的條件(溫度、濃度、壓強(qiáng)等)完全相同,即可形成等效平衡。相同

條件途徑3.規(guī)律對(duì)于可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)自我診斷1.對(duì)于以下三個(gè)反應(yīng),從反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行到達(dá)到平衡后,保持溫度、體積不變,按要求回答下列問(wèn)題。(1)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g):再充入PCl5(g),平衡向

方向移動(dòng),達(dá)到平衡后,PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率

,PCl5(g)的百分含量

。

(2)2HI(g)I2(g)+H2(g)再充入HI(g),平衡向

方向移動(dòng),達(dá)到平衡后,HI的分解率

,HI的百分含量

。

(3)2NO2(g)N2O4(g)再充入NO2(g),平衡向

方向移動(dòng),達(dá)到平衡后,NO2(g)的轉(zhuǎn)化率

,NO2(g)的百分含量

。

答案

(1)正反應(yīng)減小增大(2)正反應(yīng)不變不變(3)正反應(yīng)增大減小2.在等溫等容條件下,發(fā)生可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)

ΔH=-Q1kJ·mol-1(Q1>0),起始物質(zhì)的量如下表所示:(1)上述反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),互為等效平衡的是

;相同的量有

。

(2)達(dá)到平衡后,①放出的熱量為Q2kJ,⑤吸收的熱量為Q3kJ,則Q1、Q2、Q3的定量關(guān)系為

。

答案

(1)①③⑤物質(zhì)的量、質(zhì)量、體積、物質(zhì)的量濃度、組分百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))

(2)Q2+Q3=Q1關(guān)鍵能力考向突破考向1

恒溫恒容條件下的等效平衡【典例1】

(2020湖南長(zhǎng)郡中學(xué)月考)一定溫度下,在3個(gè)容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)達(dá)到平衡,下列說(shuō)法正確的是(

)A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱B.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅰ中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大C.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅱ中[H2]大于容器Ⅲ中[H2]的兩倍D.達(dá)到平衡時(shí),容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大答案D

解析

對(duì)比容器Ⅰ和Ⅲ可知兩者投料量相當(dāng),若溫度相同,最終會(huì)建立等效平衡,但Ⅲ中溫度高,平衡時(shí)c[CH3OH]小,說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;Ⅱ相對(duì)于Ⅰ成比例增加投料量,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率提高,所以平衡時(shí)Ⅱ中轉(zhuǎn)化率高,B錯(cuò)誤;不考慮溫度,Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動(dòng),所以平衡時(shí)Ⅱ中c[H2]小于Ⅲ中c[H2]的兩倍,再考慮溫度,Ⅲ中c[H2]還會(huì)增大,C錯(cuò)誤;對(duì)比Ⅰ和Ⅲ,若溫度相同,兩者會(huì)建立等效平衡,兩容器中反應(yīng)速率相等,但Ⅲ溫度高,速率更快,D正確。對(duì)點(diǎn)演練1將4.0molPCl3和2.0molCl2充入體積不變的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生下述反應(yīng):PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)。達(dá)到平衡時(shí),PCl5為0.80mol,如果此時(shí)移走2.0molPCl3和1.0molCl2,在相同溫度下再達(dá)平衡時(shí)PCl5的物質(zhì)的量是(

)A.0.8molB.0.4molC.小于0.4molD.大于0.4mol,小于0.8mol答案C

解析

對(duì)點(diǎn)演練2在相同溫度下,體積均為1L的四個(gè)密閉容器中,保持溫度和容器容積不變,以下表中四種不同的投料方式進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)如下。[已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH=-196.6kJ·mol-1]下列關(guān)系正確的是(

)A.a=c;e=g B.a<2b;e<2fC.a>d;e>h D.c+98.3e=196.6答案D

解析

根據(jù)投料,甲、丙是等效平衡,甲容器起始時(shí)從正反應(yīng)方向建立平衡,放出熱量a,丙容器從逆反應(yīng)方向建立平衡,吸收熱量c,a+c=196.6,因轉(zhuǎn)化率不確定,二者不一定相等,A錯(cuò)誤;若將甲容器的容積擴(kuò)大為原來(lái)的2倍,則達(dá)到平衡時(shí)甲與乙內(nèi)各物質(zhì)的濃度相等,但放出的熱量是乙的2倍,現(xiàn)將甲恢復(fù)為原來(lái)的體積,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),又會(huì)放出熱量,故a>2b,同理e>2f,B錯(cuò)誤;丁中的O2可看作是在甲達(dá)到平衡后再充入1

mol

O2,則平衡正向移動(dòng),放出熱量增多,即有a<d,同時(shí)有e<h,C錯(cuò)誤;由已知熱化學(xué)方程式可得a=98.3e,由選項(xiàng)A解析可知,a+c=196.6,即98.3e+c=196.6,D