第七章 化学反应速率 第2讲 化学平衡.pdf

第2讲化学平衡longnienliangjian考二点侬位1.了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能 够利用化学平衡常数进行简单的计算。3.理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对化学平衡 的影响，认识其一般规律。4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重 要作用。-loiig；inenliangjian-一、化学平衡1.可逆反应(1)可逆反应：在相同 条件下,既能向正反应方向进行又能 向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。用 表示。在一定条件下几乎所有的反应都具有不同程度的可逆性，但有 些反应的逆反应进行程度太小而忽略，把几乎完全进行的反应叫 做不可逆反应。如：Ag+C=AgCl(2)可逆反应的特点：反应不能进行到底,即有一定的限度。(3)可逆反应进行程度的描述方法一转化率、产率。反应物的转化率=反应物的转化量/该反应物起始量X 100%。产物的产率=产物的实际量/该产物的理论量乂 100%。-2.化学平衡状态及特征化学平衡的建立：如果把某一可逆反应的反应物装入一密闭容器中反应反应开始时：v正大,v逆小。反应进行时，反应物浓度逐渐减小，V正逐渐减小;生成物浓度逐渐增大，V逆逐渐增大。某一时刻V正=丫逆反应混合物中各组分的浓度不再发生变化，达到平衡状态。Z7 A乙7正=乙7逆O(2)化学平衡状态：一定条件下，当正、逆反应速率相等 时,反应混合物中各组分 质量 保持不变，这时的状态就是给定条件下反应达到了限度，对于可逆反应体系 来说叫做化学平衡。(3)化学平衡状态的特征“逆”：化学平衡研究的对象是可逆反应，各物质的 转化率必小于1。“动”：达到平衡时，v(正)二v(逆)W0,即化学平衡 是动态平衡，正反应和逆反应仍在进行。“等”：是指V（正）二v（逆），这是化学平衡状态的本 质特征。“定”：由于V正二V逆，平衡混合物中各组分的浓度及 体积（或质量分数）保持不变。“变”：外界条件改变导致反应速率改变，原化学平 衡被破坏，从而发生平衡移动直至建立新平衡。二、化学平衡常数1.化学平衡常数：化学平衡状态是在一定条件下可逆反应进行的最大限度。对于可逆反应aA+bBU cC+dD,在一定温度下，无论反应物的起始浓度如何，反应达到平衡状态后，生成物浓度的募的乘积 除以 反应物浓度的哥的乘积为一个定值。我们把这个定值称为该反应的化学平衡常数，简称平衡常 数。表达式为：K=o K值越大，表示正向式应进行得越完全；K值越小，表示反应进行得越不完全。2.化学平衡常数只与温度 有关系,与 反应物以及生成物的浓度 没有关系。在使用平衡常数时应注明温度。固体、纯液体和水 的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。三、影响平衡移动的外界条件1.浓度：在其他条件不变时，反应物浓度增大 或生成物浓度减小，平衡正向移动；反应物浓度减小 或生成物浓度增大，平衡逆向移动。2.压强：对于气体分子数不等的可逆反应,在其他条件不 变时，增大压强，平衡向 体积减小 的方向移动;减小压 强，平衡向体积增大的方向移动。对于气体分子数相等 的可逆反应,在其他条件不变时，增 大或减少压强，平衡不移动。3.温度：在其他条件不变时，升高温度，平衡向 吸热方 向移动；降低温度，平衡向放热方向移动。4.平衡移动原理（勒夏特列原理）概念：如果改变影响化学平衡的一个 条件（如:浓度、压强或温度 等）,平衡就会向着能够减弱这种改变 的方向移动。四、化学反应进行的方向1.自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应,我们称之为自发反应。许多化学反应的正反应能自发进行，而其逆反应无法自发进行。2.化学反应方向的判断依据(1)许多自发过程，无论是物理过程还是化学过程，都有 由能量较高状态向能量 较低状态转化的倾向。研究表明，对于化学反应而言，绝大多数 放热 反应都能自发进行,且 反应放出的热量越多，体系能量一降低得也越多,反应越完全。然而，并非所有自发进行的化学反应都是放热的。(2)大多数自发反应有趋向于 体系混乱度增大的倾向。衡量一个 体系混乱度的物理量叫做烯。用符号S表示。体系中微粒之间无规则排列 的程度越大,体系的燧 越大。反应前后体系嫡的变化 叫做反应的燧变,可用AS表示。(3)AS0,发生变化后体系混乱度增大；$()，发生变化后体系 混乱度减小。(4)反应的 焰变 是制约化学反应能否自发进行的因素之一,除 热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度，也就是嫡变。嫡变和焰变是影响化学反应能否自发进行的因素但不是 唯一 因素。因此要判断化学反应能否自 发进行要综合考虑这两个方面的因素。(5)有些条件下，判断反应能否自发进行除了要 考虑始变和焙变之外还要考虑温度。当!()、S0或!()、AS0,反应能否自发进行要考虑 温度 O%思考(与交流1.可逆反应+3为 2NH3,若某一时亥Ijv正()=v逆(NH3)此时反应是否达到平衡状态？3V正()=丫逆(坨)呢？2.某一可逆反应，一定条件下达到了平衡，若化学反应速 率改变，平衡一定发生移动吗？若平衡发生移动，化学反应 速率一定改变吗？【提示】1.没有达到平衡，可逆反应达到平衡的本质是v正=丫逆，但正、逆反应速率必须是同一物质，前者没达平衡，后 者达到平衡。2.化学平衡发生移动的本质是条件的改变引起v正、v逆变化，且V正Wv逆。不一定移动，V正和v逆一定有变化且不相等。longmenliangjian课堂二1a线在考点一达到化学平衡状态的标志1.本质标志V(正)=v(逆)R0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉 某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。2.等价标志(1)全是气体参加的体积可变反应，体系的压强不随时间而变化。例如：N2+3H2 2NH3o(2)体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量 分数保持不变。(3)全是气体参加的体积可变反应，体系的平均相对分子 质量不随时间变化。例如：2S02(g)+02(g)2S03(g)o(4)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学 键的物质的量相等。(5)对于有颜色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色 不再随时间而变化，如2N()2(g)N204(g)o(6)体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大 值且不再随时间而变化。【注意】以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡的标志：(1)恒温、恒容下的气体计量数不变反应，体 系的压强或总物质的量不随时间而变化，如2HI(g)I2(g)+H2(g)o(2)全是气体参加的体积不变反应，体系的平 均相对分子质量不再随时间变化，如2Hl(g)I2(g)+H2(g)o(3)全是气体参加的反应，恒容条件下体系的 密度保持不变。例瞅H2(g)+I2(g)2HI(g)已经达到平衡状态的标志是_ Oc(H2)=c(I2)=c(HI)时 c(H2)：c(I2)：c(HI)=l：1：2 时 c(H2)、c(I2),c(HI)不再随时间而改变 单位时间内生 成n mol”的同时生成2n mol HI 单位时间内生成n mol H2的 同时生成n mol 12反应速率v(H2)=v(12)=I(HI)一个 HH键断裂的同时有两个HI键断裂 温度和体积一定时，容器内压强不再变化温度和体积一定时，混合气体的颜色不再 变化温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化条件 一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化导航此题从多个角度分析平衡态或不平衡态各种相关 物理量的变化情况，有助于加深对平衡特点的理解。能否作为 判断平衡的标志就看能否直接或间接的体现丫正=丫逆或各物质 的浓度及百分含量不变。【解析】浓度相等，不能说明已达到平衡状态；浓度之比与平衡状态无必然联系；浓度不变，说明已达平衡。注意不要把浓度不变与、两种情况混淆；“生成n mol 坨”指逆反应，“生成2n mol HI”指正反应，且丫正=丫逆，正确；“生成n mol 4”、“生成n mol 12都指逆反应，不能判断；无论是V正、V逆，用不同物质表示时，一定和化 学计量数成正比，与是否达到平衡状态无关从微观角度表示丫正=丫逆，正确；由于n(g)=O,压强始终不改变；颜色不变，说明基(g)浓度不变，可 以判断；由于n(g)=O,体积始终不变，且反应混合 物总质量始终不变，密度不变，不能判断是否达到平衡；反应前后气体的物质的量、质量均不变，所以平均分子 量始终不变，不一定达到平衡状态。【答案】考点二 等效平衡规律,品.III1.对于恒温、恒容条件下的气体计量数可变反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其 物质的量与对应组分的起始加入量相同，则建立的化学平衡状态是 等效的。例如：常温、常压下的可逆反应：2SO2(g)+02(g)2SO3(g)2 mol 1 mol 0 mol 0 mol 0 mol 2 mol(3)0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol上述三种配比，按方程式的计量关系均转化为反应物，贝ISO?均 为2 mutr-02均为1 mol,二者建立的平衡状态完全相同-2.对于恒温、恒容条件下的气体计量数不变反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其 物质的量比与对应组分的起始加入量比相同，则建立的化学平衡是 等效的。例如：H2(g)+I2(g)2HI(g)1 mol 1 mol 0 mol 2 mol 2 mol 1 mol上述两种配比，按方程式中化学计量关系均转化为反应物，两种 情况下为与基(的物质的量比均为1：1，因此上述两种情况建立 的化学平衡状态是等效的。3.对于恒温、恒压条件下的可逆反应(体积可变反应或体积不变反应)如果按方程式中化学计算关系转化为方程式同一半边的 物质，其物质的量比与对应组分的起始加入量比相同，则 建立的化学平衡状态是等效的。例醛(2008年高考全国卷H)在相同温度和压强下，对反应CCg)+H2(g)-CO(g)+H2(3(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下 表：物质物质 的量实验co2H2coH2o甲a mola mol0 mol0 mol乙2a mola mol0 mol0 mol丙0 mol0 mola mola molTa mol0 mola mola mol上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是()A.乙=丁丙=甲 B.乙丁甲丙C.丁乙丙=甲 D.丁丙乙甲【导航】解答该题时先判断出甲和丙、乙和丁是等温等压下的等效平衡，然后结合平衡移动即可解答。【解析】结合已知及表中的信息知甲和丙、乙和丁分 别属于同温同压下的等效平衡。比较甲、乙可知乙中CO2的 加入量大于甲中CO2的加入量，而为的加入量二者相等，即 乙相当于在甲的基础上又增加了a mol C02,故平衡向正反 应方向移动，因此所得co的物质的量为乙甲。【答案】A屣 考点三II 化学平衡常数的应用1.(1)化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标 志。它能够表示出可逆反应进行的完全程度。一个反应的 K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度 越小，反应物转化率也越大。可以说，化学平衡常数是一 定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。(2)可以利用平衡常数的值作标准，判断正在进行的可 逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。如：对 于可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定温 度的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关系：Qc=产冲工吗四Qc叫该反应的浓度商。c c(A)m-c(B)n cQ：K.反应向正反应方向进行Q：=K，反应处于平衡状态.Q：K,反应向逆反应方向进行2.利用K可判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应;若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。例楙(1)已知在448 时，反应4(g)+,(g)-、2HI(g)的平衡常数凡为49,则该温度下反应2Hl(g)-H2(g)+12(g)的平衡常数电为；反应当H2(g)+1 I2(g)HI(g)的平衡常数电为 o(2)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：C02(g)+H2(g)CO(g)+H20(g),其化学平衡常数K和温 度t的关系如下表所示：t 7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题:该反应的化学平衡常数表达式为K=o该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。能判断该反应达到化学平衡状态的依据是()A.容器中压强不变B.混合气体中c(CO)不变C.V正(坨)=v逆(坨0)D.c(C02)=c(C0)某温度下，平衡浓度符合下式：COP-c(H1=c(CO)-c(H20),试判断此时的温度为o【导航】求平衡常数时，应依据平衡常数的意义。且注 意平衡常数只受温度的影响，至于平衡状态的判断，除注意 一般规律外，还要结合具体反应的特点。【解析】(1)K2=9,K3=Kfo(2)据平衡常数的定义即可写出1(=c(C0)ciH9)c(C02)-c(H：)o升高温度，平衡常数增大。说明平衡向正反应方向移动，该反应正反应为吸热反应。因反应的!=(),所以压强始终不变化，A错误；D 项没指明反应的方向，错误；B、C正确。当c(C()2)c(H2)=c(C0)-c(H2。)时，K=l,此时的 温度由表中数据可知830。【答案】Tp 7樱:吧吸热BC 830考点四影响化学平衡的因素1.化学平衡的移动概念：可逆反应中旧化学平衡的破坏，新化学平衡的建 立过程。化学平豌趣&（3）化学平衡移动与反应速率的关系v（正）v（逆）：平衡向正反应方向移动。V（正）二V（逆）：平衡不移动。V（正）V（逆）：平衡向逆反应方向移动。2.勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件（如：浓度、温度或压强），平衡 就向能减弱这种改变的方向移动。“减弱这种改变”的正确理解 应当是：升高温度时，平衡向吸热方向移动；增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减小的方向移动；增大压强，平衡向体积缩小 的方向移动。平衡移动只能减弱这种改变，而不能完全抵消这种 改变。勒夏特列原理适合任何平衡体系，但不适用于未达平衡的 体系。3.平衡移动会伴随着哪些变化(1)反应速率的变化(引起平衡移动的本质，但反应速率变化 也可能使平衡不移动)，主要看v正与v逆是否相等，如果v正Wv 逆，则平衡必然要发生移动。如v正、v逆同时改变，但始终保 持相等，则平衡不移动。(2)浓度的变化：平衡移动会使浓度变化，但是浓度的变化不 一定使平衡移动。(3)各组分百分含量的变化。(4)平均式量的变化。(5)颜色的变化(颜色变化，平衡不一定发生移动)(6)混合气体密度的变化。(7)转化率的变化0_例EJM(2008年高考宁夏理综)已知可逆反应：M(g)+N(g)P(g)+Q(g)AH0,请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)=l mol/L,c(N)=2.4 mol/L；达到平衡后，M的转化率为60%,此时N的转化率 为;(2)若反应温度升高；M的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)；(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)=4 mol/L,c(N)=a mol/L；达到平衡后，c(P)=2 mol/L,a=(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)=c(N)=b mol/L,达到平衡后，M的转化率为 o【导航】解答该题时可写出化学方程式，利用“c(初卜c、C(平)”进行计算，同时还要利用温度不变、化学平衡常 数不变来解题。【解析】M(g)+N(g)p(g)+Q(g)起始浓度(mol/L)1 2.4 0 0浓度变化(mol/L)0.6 0.6 0.6 0.6平衡浓度(mol/L)0.4 1.8 0.6 0.6a(N)=智 X100%=25%。(2)该可逆反应正反应为吸热反应，升高温度平衡向吸热反应方 向进行，所以M的转化率增人。-(3)温度不变，平衡常数不变，所以根据可求出平衡常数 K=0.6X0.6 一0 5。0.4X1.8 M(g)+N(g).P(g)+Q(g)起始浓度(mol/L)4 a 0 0浓度变化(mol/L)2 2 2 2平衡浓度(mol/L)2 a-2 2 2K=05,a=6。(4)温度不变，平衡常数仍为0.5。M(g)+N(g)N204(g)H0反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分含量(NO2%)，并作7ZEC出其随反应温度变化的关系图。果相符的是()箜LA77KA下列示意图中，可能与实验结八77KB八N7ZKD【解析】B项，反应达平衡后，升高温度平衡左移，NO2%增大;D项，反应未达平衡，升高温度反应向右进行趋于平衡，NO2%减 小，达平衡后升高温度，平衡左移，NO2%增大，故选B、Do【答案】BD a3.(2009年全 国I理综)下图表 示反应X(g)4Y(g)+Z(g)H0,在某温度 时X的浓度随时间 变化的曲线：下列有关该反应的描述正确的是（）A.第6 min后，反应就终止了B.X的平衡转化率为85%C.若升高温度，X的平衡转化率将大于85%D.若降低温度，v正和v逆将以同样倍数减小【解析】A项，6 min时反应达到了平衡状态，但正、逆反 应并未停止；B项，X的起始浓度为1.0 mol-L-1,平衡时为 0.15 mol LT,浓度变化量为0.85 mol L-1,转化率为85%；C项，反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，X的转化率 将小于85%；D项，降温正、逆反应速率均减小，但逆反应速率 减小的倍数大于正反应速率减小的倍数。【答案】B-4.(2009年北京理综)已知：H2(g)+I2(g)HI(g)AH0o 有相 同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和U各。.1 mol,乙中加入 HI 0.2 mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于 乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是()A.甲、乙提高相同温度 B.甲中加入0.1 mol He,乙不变C.甲降低温度，乙不变 D.甲增加0.1 molH2,乙增加O.lmolk【解析】0.2 mol HI相当于H2、U各。mol,所以甲、乙在题述 情况下达到的平衡是等效的。A项，甲、乙提高相同温度，仍等效；B项，甲中加入0.1 mol He对反应无影响；C项，甲降低温度，平衡右 移，HI的浓度增大；D项，甲增加0.1 mol凡，乙增加0.1 mol%，平 衡都向右移动，HI的浓度都增大，具体结果不能断定。【答案】C5.（2009年天津理综）人体血液内的血红蛋白（Hb）易与。2结 合生成HbC）2，因此具有输氧能力。CO吸入肺中发生反应：C0+HbO2 02+HbC0,37 时，该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到Hb。2浓度的0.02倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是（）A.C0与Hb。2反应的平衡常数1（=混）指B.人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的。2越少C.当吸入的CO与。2浓度之比大于或等于0.02时，人的智力 才会受损D.把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述 平衡向左移动【解析】由平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K=黯爵；由平衡移动原理可知吸入C。越多，平衡向右 移动，与血红蛋白结合的。2越少；把病人放入高压氧仓中，则平衡向左移动，释放出CO,故可解毒，A、B、D均正确。C项，由平衡常数表达式可知，人智力受损时：220=X0.02,即 豆CQ=山丝，故c项错误。c(O2)220【答案】Cc(CO)6.（2009年重庆理综）各可逆反应达平衡后，改变反应 条件，其变化趋势正确的是（）CH3coOHU H+CH3COO-（忽略溶液体积变化）/7zCH3COONa(s)/g A史 nY(g)H=Qkj/molo反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体 积的关系如下表所示：气体体 积/Lc(Y)/mol-L1温度/1241001.000.750.532001.200.900.633001.301.000.70下列说法正确的是()A.mn B.Q0,B、D错 误；气体体积增大，若平衡不动，c(Y)应减小为一半，现c(Y)比 一半大，即减压平衡向右移动，m0某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各 组分的起始量如下表：组分HCOOC h3h20HCOO Hch3o H物质的量/mol1.001.990.010.52甲酸甲酯转化率在温度T下随反应时间(t)的变 化见下图：min(1)根据上述条件，计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应 速率，结果见下表：反应时间范 围/min0510 1520 2530 3540 4550 5575 80平均反应速 率/(10-3mol-min-1)1.97.47.84.41.60.80.0请计算1520 min范围内甲酸甲酯的减少量为 moL甲酸甲酯的平均反应速率为 mol minT(不要求写出计算过程)。(2)依据以上数据，写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规 律及其原因：_O上述反应的平衡常数表达式为：K=KHCOP电应,则该反应在温度L下的K值为c(HCOOC-H3)c(H2O)O(4)其他条件不变，仅改变温度为丁2(丁2大于T1)，画出温度丁2下 甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。【解析】(1)15 min时甲酸甲酯转化率为6.7%,20 min时甲酸甲酯转 化率为H.2%,则其减少量为：1.00 X 11.2%-1.00 X 6.7%=0.045 molo 平均反应速率为：V=相篮 3=9X53moi.minT(2)由表中数据及(1)中计算出的1520 min的平均反应速率可知，反 应前期反应速率增加，随着反应的进行反应速率增加更快，反应后期 反应速率又减小。结合影响反应速率的因素可推测是反应中生成的甲 酸具有催化作用。反应初期生成甲酸量少，催化效果不明显，反应速 率较慢，随着生成甲酸量增多，催化效果显著，反应速率明显增大，到反应后期，浓度对反应速率的影响起主导作用，使反应速率减小。(3)平衡时甲酸甲酯转化率为24.0%,贝小HCOOCH.+H90 HCOOH+CH3OH o/起始量 1.00 1.99 0.01 0.52反应量0.240.24 0.24 0.24平衡量 0.76 1.75 0.25 0.76oHCQOH)aCHqH)c(HCOOCH 方式认 O)0.25 V IX 0.76V1076VlX 1.75V1“=0.14(4)升高温度，反应速率加快，达到平衡时间短；该反应是吸热反应，升高温度时平衡向正反应方向移动，故比L温度 下甲酸甲酯转化率要高；抓住这两点，则不难画出示意图。【答案】(1)0.045 9.0X10-3(2)该反应中甲酸具有催化作用。反应初期：虽然甲酸甲酯量较大，但甲酸量很小，催化效 果不明显，反应谏率较慢:反应中期：甲酸量逐渐增多，催化效果显著，反应速率明 显增大；反应后期：甲酸量增加到一定程度后，浓度对反应速率的 影响成主导因素，特别是逆反应速率的增大，使总反应速率逐 渐减小，直至为零。14O)/173 4卓、解omin9.(2009年全国n理综)某温度时，在2 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如下 表所示。(1)根据下表中数据，在下图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随体系中发生反应的化学方程式是(3)列式计算该反应在03 min时间内产物Z的平均反应速率：_9(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率a等于；(5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化 剂)得到Z随时间变化的曲线1、2、3(如下图所示)则曲线1、2、3 所对应的实验条件改变分别是：1,2,3 o【解析】(2)由表中数据可知X、Y、Z是以1：2：2的比例进 行反应的，且9 min以后各物质的物质的量不发生变化也均不为 零，说明该反应是可逆反应，且反应方程式为：X+2Y=2ZO(3)v(Z)=%需1=0.083 mol L-1 min-1oAt Ct(X)=X100%=X100%=45%起始量 LOO mol(5)对比曲线1和表中数据可知：曲线1达到平衡所用时间短(2 min),且生成的Z较少，即相对原平衡来说是增大了反应 速率且平衡向逆向移动，故曲线1改变的条件是升高了温度。对比曲线2和表中数据可知：曲线2达到平衡所用时间短(1 min),但Z的量不变，即加快了反应速率但平衡没有移动，故 曲线2改变的条件是加入了催化剂。对比曲线3和表中数据可 知：曲线3达到平衡所用时间短(7 min),且平衡时生成Z的量 增多(0.95 mo1),即加快了反应速率且平衡向正向移动，故 曲线3改变的条件是增大压强。【答案】(2)X+2Y=2Z(3)i粤普工=0.083 mol-L-1-min-1(4)45%v 7 2 LX3 nun v 7升高温度 加入催化剂 增大压强10.(2009年上海单科)铁和铝是两种重要的金属，它们的单质以 及化合物有着各自的性质。(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe203(s)+3C0(g)、=2Fe(s)+3C02(g)该反应的平衡常数表达式为：K=o该温度下，在2 L盛有Fe2()3粉末的密闭容器中通入C0气体，10 min后，生成了单质铁H.2 g,则10 min内CO的平均反应速率为请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：;。(3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反 应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近 的是。abed写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式:O欲使上述体系中A13+浓度增加，可加入的物质是O【解析】(1)中书写表达式时固体不需写入。n(Fe)为0.2 mol,n(CO)为0.3 mol,v(CO)=二 M2%=0.015 mol/(L min)o(2)这是一个等体积反应,不能从压 强考虑，Fe、Fez。?为固体，也不影响平衡，所以应从CO、C02 的浓度、反应速率去考虑。(3)铝热反应在常温下不反应，高 温时瞬间反应。(4)41(03结合为0中侬一而呈酸性，也可认为 是HAI。？-H20,所以电离方程式也可写为Al(OH)3+H2O钎=Al(0H)4-+H+；欲使A13+浓度增加，应先写出A1(OH)3的碱式 电离方程式：Al(OH)3 AF+30H-,使平衡右移，可 加入酸性物质，如HC1、H2sO4等。【答案】昌澄L 0.015 mol/(L-min)(2)CO(或CO?)的生成速率与消耗速率相等CO(或CC)2)的质量不再改变(合理即可)(3)b(4)Al(OH)3 H+A102-+H20 盐酸(合理即可)1.（2009年山东济南月考）下列关于化学反应限度的说法中 正确的是（）A.改变外界条件不能改变化学反应的限度B.当某反应在一定条件下达到反应限度时即达到了化学平衡状态C.当某反应体系中气体的压强不再改变时，该反应一定 达到反应限度D.当某反应达到限度时，反应物和生成物的浓度一定相 _【解析】A项，外界条件改变时，可能会改变反应的限度。C 项，如反应为心)+12(/2HI(g),在恒容条件下，压强一直不变，因此压强不变不能作为反应达到反应限度的标志。D项，反应达到限度时，反应物和生成物的浓度不再变化，并不一定相 等。【答案】B2.对可逆反应4NH3(g)+5C)2(g)=4N0(g)+6H20(g),下列叙述正确的是()A.达到化学平衡时，4V正(C)2)=5v逆(NO)B.若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3,则反 应达到平衡状态C.达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率 减小，逆反应速率增大D.化学反应速率的关系是：2V正(NH3)=3v正(凡0)【解析】化学平衡的实质是可逆反应的正反应速率与 逆反应速率相等，选项A正确；选项B表示的都是正反应速 率，没有逆反应速率，不正确；增大容积，反应物、生成 物的浓度均减小，所以正、逆反应速率均减小，C不正确；在同一反应中，用不同物质所表示的同一化学反应的速率 之比等于其化学方程式中的计量数之比，选项D错误。故 选A。【答案】AOVTIMJ（2009年河北石家庄检测）对于达到平衡的可逆反应：X+Y。W+Z,其他条件不变时，在t时刻增大压强，正、逆反应速率（v）变化的情况如右图所示。下列对X、Y、Z、W四种物质状态 的描述正确的是（）A.W、Z均为气体，X、Y中只有一种为气体B.X、Y均为气体，W、Z中只有一种为气体C.X、Y或W、Z中均只有一种为气体气体，W、Z均为液体或固体【解析】由图可知t时刻增大压强，V正、V逆均增大，所以反 应物、生成物中均有气体，且平衡正向移动，所以该反应为正向 气体体积减小的反应，故只有B项正确。【答案】B4.在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g)2Z(g)o已 知X2、丫2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.2 mol/L和0.2 mol/L,在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可 能是()A.Z为0.3 mol/LB.丫2为0.4 mol/LC.X?为0.2 mol/LD 7yhe 4 mnl/T Lj V x lliVJ/L【解析】A项，若Z为O.3mol/L,贝U表明此时X2为0.05 mol/L,故可能；B项，丫2为0.4mol/L,Z全部反应也不可能达 到；C项，X2为0.2mol/L,止匕时Z为0 mol,不可能；D项，Z为 0.4mol/L,则Y为Omol,不可能。【答案】A5.已建立化学平衡的可逆反应，当改变条件使化学平衡向正 反应方向移动时，下列叙述中正确的是（）生成物的百分含量一定增加生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大反应物浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率使用了合适的催化剂A.B.C.D.【解析】若通过增大某一反应物的用量引起平衡正移，可能会使生成物的含量降低，错误；只要平衡正向移动，则生成物的产量一定增加，正确；若通过增大一种反应物 的浓度使平衡正移，这种反应物自身的转化率一般会降低，而另一反应物的转化率升高，所以均错误；平衡正移，则丫正丫逆，正确；加入催化剂，只会加快反应速率，而不 会引起平衡移动，故选B。【答案】B6.(2008年高考广东卷)碘鸨灯比白炽灯使用寿命长。灯管内封存 的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的鸨可以发生反应：W+I2(g)T 1 T2WI2(gX=XH 0(温度Ti T2)o 下列说法正确的是()A.灯管工作时，扩散到灯丝附近高温区的WU(g)会分解出W,W 重新沉积到灯丝上B.灯丝附近温度越高，Wh(g)的转化率越低C.该反应的平衡常数表达式是K=嘿黑D.利用该反应原理可以提纯铛【解析】高温时，平衡左移，WU分解，温度越高，分解越充分 故A正确B错；选项C给出的是逆反应的平衡常数表达式，C错。【答案】AD7.(2009年黄冈中学高三质检)X、Y、Z、W为原子序数依 次增大的四种短周期元素，其中X元素原子的核外电子总数 等于其电子层数，Z元素的气态氢化物和它的氧化物在常温 下反应生成Z单质和水，X与Y、W可分别形成YX3和XW型共价 化合物，YX3极易溶于水。(1)Y的元素符号是 o(2)XW的电子式是 o(3)XW与YX3反应生成一种盐，该盐水溶液的pH 7(填“大于”“小于”或“等于”)，其原因是(用离子方程式表示)(4)Z元素氢化物的沸点比H2。(填“低”或“高”)。Z元素的氢化物有毒，写出用CUSO4溶液吸弓区元素氢化物的离 子方程式(5)已知X单质和Y单质反应生成YX3的反应是可逆反应，AH0o将X、Y的两种单质以等物质的量充入一密闭容器中，在 适当催化剂和恒温、恒压条件下反应。下列说法正确的是a.达到化学平衡时，任何一种物质的正反应速率与逆反应速率相等b.反应过程中，Y单质的体积分数始终为50%c.达到化学平衡时，X、Y两种单质在混合气体中的物质的量之比为1：1d.达到化学平衡的过程中气体平均相对分子质量减小e.达到化学平衡后，升高温度，YX3的体积分数增大【解析】X元素的原子核外电子数等于其电子层数，则X是H,H与Y形成极易溶于水的丫应，则可推Y是N元素，由XW是共价化合 物，可知W是CL XW是HCL Z原子序数介于N和C1之间，且Z元素 的气态氢化物和它的氧化物在常温下反应生成Z单质和水，则可知Z 是S元素，反应方程式为2H2S+SC)2=3S1+2H2。HC1与NH3反应 生成NH4CL该盐水溶液的pH小于7,原因是NH4+的水解。H2s的沸点比H2。低，原因是水分子间存在氢键。v正=丫逆是反应达至M平衡的标志，故a对。N2+3H2 2NH31 1 0X 23 x J x1 I 1X j X恒温恒压条件下，体积之比等于物质的量之比，由V(N2)%=2rM=!,和X无关，b正确；C显然错误；总物质的量在减 2x 一小，总扇量不变，所以气体平均相对分子质量增大，d错误；正 反应是放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，YX3的体积分 数减小，e错误。【答案】(1)N(2)H(3)小于 NH4+H2O NH3-H2O+H+(4)低 Cu 廿+H2s=CuS1+2H+(5)ab8.（2008年高考江苏卷）将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空 气（忽略CO?）放入一定体积的密闭容器中，550。时，在催化剂催化齐I作用下发生反应：2S02+02-2S（）3（正反应放热）。反应达到 平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减 少了21.28 L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收 02,气体的体积又减少了5.6 L（以上气体体积均为标准状况下 的体积）。（计算结果保留一位小数）请回答下列问题：（1）判断该反应达到平衡状态的标志是。（填字母）a.SO2和SO%浓度相等 乙 Ob.SO2百分含量保持不变C.容器中气体的压强不变d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等e.容器中混合气体的密度保持不变(2)欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是 o(填字母)a.向装置中再充入N2 b.向装置中再充入O2c.改变反应的催化剂d.升高温度(3)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示)。(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的Bad2溶液中，生成沉 淀为多少克？【解析】(1)平衡的标志本质上是正逆反应速率相等，但d不对，SO3的生成速率与SO2的消耗速率是同一方向的反应速率，不是指正 逆反应的反应速率。a只能说明反应过程中某个瞬间可能出现的浓度，但可能下一个瞬间又变化了，所以不能作为平衡的标志，e由于体 积不变，质量不变，反应过程中气体的密度一直不变，所以在体积固 定的容器中，密度不能作为平衡的标志。而其他be两项能体现出物质 的量不再变化，可以作为平衡的标志。(2)向体积固定的密闭容器中充入N2,总压强虽然增大，但对浓度 没有影响，所以平衡不移动，加入催化剂，也不会对平衡产生影响，不会提高转化率。由于反应是放热反应，升高温度反应逆向移动，SO2的转化率降低。充入。2,使平衡右移，SO2的转化率提高，选院(3)根据题意可以分析出平衡后硫的氧化物共0.95 mol,根据硫守恒可以分析出反应前二氧化硫为0.95 mol,平衡时。2的物质量为0.25 moL即反应消耗02为 0.7 mol-o.25 mol=0.45 moL 很快得出消耗SO,为 0.9 moL所以SO2的转化率为94.7虬212S L消耗氧气的物质的量：0.7 mol氤赢=0.45mol生成SOr的物质的量：0.45 mol X2=0.9 mol5.6 LSO2和SO3的物质的量之和：22.4 L mo：-=0.95 mol反应前SO2的物质的量：0.95 molS()2的转化率：X100%所忘=94.7%(4)由于SO2不跟氯化钢溶液反应生成沉淀，所以沉 淀只有硫酸顿。在给定的条件下，溶液呈强酸性，BaSC)3不会沉淀，因此BaS()4的质量：0.90mol X0.05X 233 g/mollO.5 go【答案】(Dbc(2)b(3)94.7%(4)10.5 g沁能 分前薪德国人哈伯在1905年发明的合成氨反应原理为(g)+3%(g)2NH.(g)；已知298