1.恒温、恒压下,a molA和b molB在一个容积可变的容器中发生如下反应:
A(g)+2B(g)2C(g),一段时间后达到平衡,生成n molC。则下列说法中正确的是
A.物质A、B的转化率之比为a∶b
B.起始时刻和达平衡后容器中的压强比为(a+b)∶(a+b-)
C.若起始时放入2a molA和2b molB,则达平衡时生成2n molC
D.当v正(A)=2v逆(B)时,可确定反应达平衡
4.把氮气和氢气以1∶1的物质的量比混匀后分成四等份,分别同时充入A、B、C、D四个装有催化剂的真空容器中(容器容积固定),在保持相同温度的条件下,四个容器中的合成氨反应相继达到化学平衡状态。分析表中实验数据后回答下列问题(用A、B、C、D填空)
容 器 代 号 |
A |
B |
C |
D |
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平 衡 时 |
M(混合物) |
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16 |
17 |
N2的转化率 |
20% |
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H2的转化率 |
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30% |
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⑴ 都达到平衡时, 容器中NH3的物质的量所占的比例最大;⑵ 四个容器的压强由大到小的顺序为 ;⑶ 达到平衡时所需时间最长的容器是 。
例题:1.A 2.D 3.B
当堂反馈:1.D 2.B 3.AC 4.⑴ A ⑵ P(A)>P(D)>P(B)>P(C) ⑶ C
课后习题 (测试时间45分钟 测试分值100分)
3.在密闭容器中,进行下列反应2A(g)+B(g)+C(s)D(g)+E(g);ΔH>0。
达到平衡后,下列说法中正确的是
A.若恒温定容情况下,充入一些稀有气体压强增大,但平衡不移动
B.若恒温定压条件下,加入C(s),则B的转化率将增大
C.若定容升温,在新平衡体系中A的质量分数将减小
D.在温度、压强和容积都相同时,在另一密闭容器中加入2 mol A、1 mol B、1 molC,
平衡时两个容器中D和E的浓度分别相等
2.在一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的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L。当反应达平衡时,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.SO3为0.4mol/L D.SO2、SO3均为0.15mol/L
1.对于某一已经建立平衡的可逆反应,当条件改变或采取某些措施时使平衡向正反应方向移动,以下叙述正确的是:①生成物的质量分数一定增大,②生成物的产量一定增加,③反应物的转化率一定增大,④反应物的浓度一定降低,⑤正反应速率一定大于逆反应速率,⑥一定使用催化剂。
A.①②③ B.②④⑤ C.③④⑤ D.②⑤
[例1]在一定温度下,反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是( ) [答案]C
A. 单位时间内生成n mol的A2同时生成n mol AB。
B. 容器内的总压强不随时间变化
C. 单位时间内生成2n mol的AB,同时生成n mol的B2。
D. 单位时间内生成n mol A2同时生成n mol B2。
A.②⑤⑦ B.①③④⑥⑧ C.只有③ D.只有⑤
[例2](06盐城三模)甲醇是重要的基础化工原料又是一种新型的燃料,制取甲醇传统法
是采用CuO-ZnO/γ-Al2O3催化剂,合成反应为:CO+2H2CH3OH ,工艺中一些参数如下图;目前正在开发的新法 2CH4+O2 2CH3OH,下列有关新法和旧法的说法正确的是 AC
A.旧法生产中,由图知CO与H2合成甲醇的
反应属于放热反应
B.旧法生产中,选择合适的催化剂时,可推测高压法合成比低压法合成更有发展优势
C.新法与旧法相比,原料丰富并可直接从天然气中获得
D.新法生产中,需控制V(CH4)/V(O2)=9︰1,目的是提高空气中氧气的转化率
[例3]100℃时,将0.1molN2O4置于1L密闭的烧瓶中,然后将烧瓶放入100℃的恒温槽中,烧瓶内的气体逐渐变为红棕色:N2O4(g) 2NO2 (g)。下列结论不能说明上述反应在该条件下已经达到平衡状态的是:①烧瓶内气体的颜色不再加深,②N2O4 的消耗速率与NO2的生成速率之比为1∶2,③NO2的生成速率与NO2消耗速率相等,④NO2的物质的量浓度不变,⑤烧瓶内气体的质量不再变化,⑥烧瓶内气体的压强不再变化,⑦烧瓶内气体的密度不再变化,⑧烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化。
A.②⑤⑦ B.①③④⑥⑧ C.只有③ D.只有⑤
[例4]化工生产在遵循科学原理、实现某个化学反应的基础上,必须考虑综合经济效益,最大限度的降低成本,提高劳动生产率,保护生态环境。以下是对合成氨工业和硫酸工业的综合经济效益的考虑:① 合成氨工业应采用尽可能高的压强以提高反应物的转化率,② 考虑到反应速率和催化剂的催化活性,合成氨反应和二氧化硫的催化氧化一般都选择在500℃ 左右的温度下进行,③ 合成氨工业中从平衡混合物里分离出的氮气和氢气应循环使用,④ 合成氨工业中的原料气之一氢气常采用电解水的方法制取,⑤ 两工业中均应考虑充分利用反应本身放出的热量,⑥ 硫酸工业中为节约成本,从沸腾炉中出来的炉气应直接进入吸收塔,⑦ 硫酸工业中应用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫,⑧ 硫酸工业的尾气应使用氢氧化钠溶液吸收。其中合理的是
A. ②⑤⑥⑦ B.①④⑥⑧ C.③④⑦⑧ D.②③⑤⑦
7.勒沙特列原理:
1.影响化学平衡的外界条件:对于某一可逆反应mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气)达平衡时,条件变化与速率、平衡移动的关系可归纳如下:
条件变化 |
反应特征 |
化学反应速率 |
υ正与υ逆的关系 |
平衡移动的方向 |
备注 |
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υ正 |
υ逆 |
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增大A 浓 度 |
可逆反应 |
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①固态物质的增加或减小,对平衡移动 影响 ②生产中一般采用增大廉价原料浓度提高 价原料利用率 |
增大C 浓 度 |
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减小A 浓 度 |
可逆反应 |
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减小C 浓 度 |
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增大压强 |
m+n=p+q |
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①恒温下,增容等于 压,否 则反之 ②恒温恒容下,加入惰性气体,平衡 移动 ③恒温恒压下,加入惰性气体,平衡向气体总体积 的方向移动 |
m+n>p+q |
逆 |
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||||
m+n<p+q |
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||||
减小压强 |
m+n=p+q |
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m+n>p+q |
|
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||||
m+n<p+q |
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||||
升高温度 |
△H<0 |
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①温度的变化对反应速率一定 影响 ②改变温度,反应物的转化率一定升高(或降低),生成物的含量 增大(或降低) |
△H>0 |
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降低温度 |
△H<0 |
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△H>0 |
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正催化剂 |
任何反应 |
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使用催化剂 使化学平衡发生移动,但可 到达平衡的时间 |
负催化剂 |
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5.化学平衡的移动:已达平衡的可逆反应,由于 的改变,原平衡被 ,各组成 ,使其在 恒定的情况下建立起 。这种由原条件下的 向新条件下的 的转化过程,称为化学平衡的移动。
⑴ 导致化学平衡移动的原因: 。
⑵ 平衡移动方向的判断:① 外界条件改变导致 ,原平衡正向移动;② 外界条件改变导致 ,原平衡逆向移动;③ 外界条件改变导致v(正)、v(逆)变化,但变化的 ,变化过程中始终保持 ,平衡不移动。
4.可逆反应到达平衡状态的标志
⑴ 本质标志通常有三种:①
②
③
⑵ 其他标志:① 各组分的物质的量、 、 不随时间的改变而改变;② 对于有颜色气体参加的反应,混合气体 不随时间改变而改变;③ 恒温、恒容时,对于反应前后气体总体积不等的反应, 不再改变、混合气体的 不再改变;④ 恒温、恒压时,对于反应前后气体总体积不等的反应, 不再改变、混合气体的 不再改变;⑤ 对于吸热或放热反应,绝热体系的 不随时间的改变而改变;等等。
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