第12講化學(xué)平衡,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,1.化學(xué)反應(yīng)方向的判斷 (1)焓變、熵變與自發(fā)反應(yīng):,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,(2)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷: 影響化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的有焓變(H)和熵變(S)這兩個因素。由于H和S均既可為正值,又可為負(fù)值,就有可能出現(xiàn)下面的四種情況,可概括于下表:,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,注意:有些反應(yīng)高溫時自發(fā),而低溫時不自發(fā),如某些分解反應(yīng);有些反應(yīng)低溫時自發(fā),高溫時不自發(fā),如CO2和H2O的化合反應(yīng)。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,2.化學(xué)平衡狀態(tài) (1)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立:,(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征: 逆:可逆反應(yīng)。 動:動態(tài)平衡,從表面上看反應(yīng)好像停止了,但實(shí)際上反應(yīng)并未停止,正、逆反應(yīng)仍在進(jìn)行,即v(正)=v(逆)0。 等:v(正)=v(逆)0,即同一物質(zhì)的消耗速率與生成速率相等。 定:平衡混合物中,各組分的百分含量保持一定,不再隨時間變化而改變。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,變: v(正)v(逆),原平衡向右移動 v(正)<v(逆),原平衡向左移動,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,(3)化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志: 絕對標(biāo)志: a.v(正)=v(逆)0,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,b.各組分的濃度保持一定,相對標(biāo)志: a.反應(yīng)體系中總壓強(qiáng)不隨時間變化(適用于恒溫恒容條件下反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng))。 b.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化(適用于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等或有固體、液體參與或生成的氣態(tài)反應(yīng))。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,對于密閉容器中的可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),根據(jù)對化學(xué)平衡概念的理解,可判斷下列各情況是否達(dá)到平衡:,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,3.化學(xué)平衡移動原理 已達(dá)平衡的可逆反應(yīng),如果改變影響平衡的一個條件,平衡就向著減弱這種改變的方向移動。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,(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,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,對平衡無影響。 (2)由于壓強(qiáng)的變化對非氣態(tài)物質(zhì)的濃度無影響,因此,當(dāng)反應(yīng)混合物中不存在氣態(tài)物質(zhì)時,壓強(qiáng)的變化對平衡無影響。 (3)對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)無變化的反應(yīng),如:H2(g)+I2(g) 2HI(g)等,壓強(qiáng)變化,平衡不移動。這是因?yàn)?在這種情況下,壓強(qiáng)的變化對正、逆反應(yīng)速率的影響程度是等同的,故平衡不移動。 (4)恒容時,向有氣體參加反應(yīng)的體系中通入稀有氣體,壓強(qiáng)增大,但反應(yīng)物、生成物的濃度不變,平衡不移動。 恒壓時,向有氣體參加反應(yīng)的體系中通入稀有氣體,壓強(qiáng)雖不變,但容器體積必然增大,反應(yīng)物和生成物的濃度同時減小,相當(dāng)于減小壓強(qiáng),平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,(5)同等程度地改變反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度時,可視為壓強(qiáng)的影響。 (6)在恒容的容器中,當(dāng)改變其中一種氣體物質(zhì)的濃度時,必然同時引起壓強(qiáng)改變,但判斷平衡移動的方向時,仍然應(yīng)該從濃度影響的角度去考慮。 (7)當(dāng)同時改變反應(yīng)物和生成物濃度時,平衡移動方向可通過計算Qc并與K比較的方法判斷。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,4.化學(xué)平衡常數(shù),K值越大,表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越大。K只與溫度有關(guān)。 (1)如果反應(yīng)中有固體和純液體參加,它們的濃度不應(yīng)寫在平衡常數(shù)表達(dá)式中,因?yàn)槠錆舛仁枪潭ú蛔兊?化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。例如:,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,注意:在書寫平衡常數(shù)表達(dá)式時,稀溶液中水的濃度不寫。因?yàn)樵诨瘜W(xué)變化過程中,水量的改變對水的濃度變化影響極小,所以水的濃度是一個常數(shù)。但對于非水溶液中的反應(yīng),水的濃度需要納入平衡常數(shù)表達(dá)式。 當(dāng)反應(yīng)中有固體物質(zhì)參加時,分子間的碰撞只能在固體表面進(jìn)行,固體的物質(zhì)的量濃度對反應(yīng)速率和平衡沒有影響。因此,固體的“濃度”作為常數(shù),不寫在平衡常數(shù)表達(dá)式中。 化學(xué)平衡常數(shù)增大,平衡一定正移;平衡正移,化學(xué)平衡常數(shù)不一定增大。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,(2)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)。同一個化學(xué)反應(yīng),由于書寫的方式不同,各反應(yīng)物、生成物的化學(xué)計量數(shù)不同,平衡常數(shù)就不同。但是這些平衡常數(shù)可以相互換算。 (3)多重平衡規(guī)則:若干化學(xué)方程式相加(或減),則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步反應(yīng)平衡常數(shù)的積(或商)。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,(4)化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用: 判斷平衡移動的方向:利用平衡常數(shù)可從定量的角度解釋恒溫下濃度、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡移動的影響。,當(dāng)Qc=K時,反應(yīng)處于平衡狀態(tài); 當(dāng)QcK時,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,判斷可逆反應(yīng)的反應(yīng)溫度:化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響,與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。根據(jù)平衡狀態(tài)中各組分的物質(zhì)的量濃度,可以計算出該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù),從而結(jié)合已知數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)溫度。 判斷反應(yīng)的熱效應(yīng),若升高溫度,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);反之, 則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 用于計算平衡濃度、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率等。 5.工業(yè)合成氨 合成氨的適宜條件:采用適當(dāng)催化劑,在較大壓強(qiáng)、 較高溫度下進(jìn)行,還會通過向反應(yīng)器中注入過量N2并不斷將氨液化并移去來提高氨的產(chǎn)率。 注意不管在什么條件下,只要反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)中任意一種物質(zhì)的正反應(yīng)速率與其逆反應(yīng)速率一定相等。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,6.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像 (1)常見類型: 對于反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)Hp+q。 v-t圖像: 此類圖像揭示了正、逆反應(yīng)速率隨時間(包括條件的改變)的變化規(guī)律,體現(xiàn)了化學(xué)平衡移動的方向等。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,c(或百分含量)-t圖像: 分析該類圖像時,一般用到“先拐先平”的原則,可以據(jù)此推出溫度高低和壓強(qiáng)大小。如下圖中p2p1,T1T2。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,c(或百分含量)-p(T)圖像: 分析該類圖像時一般需要作輔助線,取曲線上任一點(diǎn)向下作垂直線。此外,凡是曲線上的點(diǎn)都代表平衡狀態(tài)。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,其他圖像:,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,(2)解題思路: 圖像題是本部分常見題型之一,解化學(xué)平衡圖像題的分析思路有以下幾點(diǎn): 看清各坐標(biāo)軸代表的量的意義,弄清曲線表示的各個量的關(guān)系。 注意曲線上的特殊點(diǎn),如與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、多條曲線的交點(diǎn)、拐點(diǎn)、極值點(diǎn)等。 注意曲線坡度的“平”與“陡”,并弄清其意義。 注意弄清高溫、高壓時反應(yīng)速率快,有利于先達(dá)平衡,即“先拐先平”。也就是說其他條件不變時,較高溫度或較大壓強(qiáng)時達(dá)到平衡所用的時間短。 注意分清曲線函數(shù)的遞增性和遞減性。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,注意運(yùn)用圖像中濃度(或物質(zhì)的量)的變化來確定反應(yīng)中化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系,即化學(xué)計量數(shù)之比等于同一時間內(nèi)各反應(yīng)物、生成物的濃度(或物質(zhì)的量)變化量之比。 對時間-速率圖像,注意分清曲線的連續(xù)性、跳躍性,是“漸變”還是“突變”,是“大變”還是“小變”,是“變大”還是“變小”,變化后是否仍然相等等情況,才可確定對應(yīng)改變的條件是什么及如何改變。,(3)解題原則: 以可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g) cC(g)為例說明。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,“定一議二”原則: 在化學(xué)平衡圖像中,包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的三個量,確定橫坐標(biāo)所示的量后,討論縱坐標(biāo)與曲線的關(guān)系,或者確定縱坐標(biāo)所示的量后,討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)系。 如圖:,這類圖像的分析方法是“定一議二”,當(dāng)有多條曲線及兩個以上條件時,要固定其中一個條件,分析其他條件之間的關(guān)系,必要時,作一輔助線分析。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,“先拐先平,數(shù)值大”原則: 在化學(xué)平衡圖像(橫坐標(biāo)為時間)中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)則先達(dá)到平衡,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線表示的溫度較高(如圖A)或壓強(qiáng)較大(如圖B)。,A表示T2T1,正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。 B表示p1c。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,難點(diǎn)釋疑 化學(xué)平衡常數(shù)的大小與反應(yīng)限度有什么關(guān)系? 提示:對于同一可逆反應(yīng),化學(xué)平衡常數(shù)K表示反應(yīng)進(jìn)行的程度。K值越大,表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越大。K值不隨濃度的改變而改變,但隨著溫度的改變而改變。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,1.(20184浙江選考)反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H<0,若在恒壓絕熱容器中發(fā)生,下列選項(xiàng)表明反應(yīng)一定已達(dá)平衡狀態(tài)的是() A.容器內(nèi)的溫度不再變化 B.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化 C.相同時間內(nèi),斷開HH鍵的數(shù)目和生成NH鍵的數(shù)目相等 D.容器內(nèi)氣體的濃度c(N2)c(H2)c(NH3)=132,答案,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,2.(201711浙江選考)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1。起始反應(yīng)物為N2和H2,物質(zhì)的量之比為13,且總物質(zhì)的量不變,在不同壓強(qiáng)和溫度下,反應(yīng)達(dá)到平衡時,體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如下表: 下列說法正確的是() A.體系中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大,則正反應(yīng)速率越大 B.反應(yīng)達(dá)到平衡時,N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比均為1 C.反應(yīng)達(dá)到平衡時,放出的熱量均為92.4 kJ D.600 ,30 MPa下反應(yīng)達(dá)到平衡時,生成NH3的物質(zhì)的量最多,答案,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,答案,3.(20174浙江選考)已知:X(g)+2Y(g) 3Z(g) H=-a kJmol-1(a0)。下列說法不正確的是() A.0.1 mol X和0.2 mol Y充分反應(yīng)生成Z的物質(zhì)的量一定小于0.3 mol B.達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化 C.達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,反應(yīng)放出的總熱量可達(dá)a kJ D.升高反應(yīng)溫度,逆反應(yīng)速率增大,正反應(yīng)速率減小,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,4.【加試題】(201711浙江選考)十氫萘是具有高儲氫密度的氫能載體,經(jīng)歷“十氫萘(C10H18)四氫萘(C10H12)萘(C10H8)”的脫氫過程釋放氫氣。已知: H1H20;C10H18C10H12的活化能為Ea1,C10H12C10H8的活化能為Ea2,十氫萘的常壓沸點(diǎn)為192 ;在192 ,液態(tài)十氫萘的脫氫反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率約為9%。請回答: (1)有利于提高上述反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的條件是。 A.高溫高壓B.低溫低壓 C.高溫低壓D.低溫高壓 (2)研究表明,將適量的十氫萘置于恒容密閉反應(yīng)器中,升高溫度帶來高壓,該條件下也可顯著釋氫,理由是。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,(3)溫度為335 ,在恒容密閉反應(yīng)器中進(jìn)行高壓液態(tài)十氫萘(1.00 mol)催化脫氫實(shí)驗(yàn),測得C10H12和C10H8的產(chǎn)率x1和x2(以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)計)隨時間的變化關(guān)系,如圖1所示。,圖1,圖2,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,在8 h時,反應(yīng)體系內(nèi)氫氣的量為 mol(忽略其他副反應(yīng))。 x1顯著低于x2的原因是。 在圖2中繪制“C10H18C10H12C10H8”的“能量反應(yīng)過程”示意圖。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,答案 (1)C (2)溫度升高,加快反應(yīng)速率;反應(yīng)吸熱,平衡正向移動,溫度升高使平衡正向移動的作用大于壓強(qiáng)增大使平衡逆向移動的作用 (3)1.951C10H12C10H8的活化能比C10H18C10H12的活化能小,催化劑顯著降低了C10H12C10H8的活化能,反應(yīng)生成的C10H12很快轉(zhuǎn)變?yōu)镃10H8,C10H12不能積累,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,1.(2018溫州六校聯(lián)考)向某密閉容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三種氣體,一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):3A(g) B(g)+2C(g),各物質(zhì)的濃度隨時間變化如圖所示t0t1階段的c(B)變化未畫出。下列說法中正確的是(),A.若t1=15 s,則用A的濃度變化表示t0t1階段的平均反應(yīng)速率為0.004 molL-1s-1 B.t1時該反應(yīng)達(dá)到平衡,A的轉(zhuǎn)化率為60% C.該容器的容積為2 L,B的起始物質(zhì)的量為0.02 mol D.t0t1階段,此過程中容器與外界的熱交換總量為a kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3A(g) B(g)+2C(g)H=-50a kJmol-1,答案,解析,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,2.(2018溫州十五校聯(lián)考)羰基硫(COS)常用作糧食熏蒸劑,制取反應(yīng)為CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g)H=-30 kJmol-1。在恒容的密閉容器中不同條件下發(fā)生反應(yīng)并達(dá)到平衡,數(shù)據(jù)如下表。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,下列說法錯誤的是() A.實(shí)驗(yàn)1中反應(yīng)開始到達(dá)到平衡,整個過程中放出的熱量為90 kJ B.實(shí)驗(yàn)2中反應(yīng)達(dá)平衡時,a7.0 C.反應(yīng)達(dá)到平衡所需時間:g<e D.實(shí)驗(yàn)3中反應(yīng)達(dá)到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率比實(shí)驗(yàn)1中的小,答案,解析,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,3.(2018紹興選考適應(yīng)性考試)生產(chǎn)鋇鹽的主要原料是重晶石(BaSO4)。在高溫下,重晶石與石墨存在如下反應(yīng): BaSO4(s)+4C(s,石墨) 4CO(g)+BaS(s) H1=+571.2 kJmol-1 BaSO4(s)+4CO(g) 4CO2(g)+BaS(s)H2=-118.8 kJmol-1 回答下列問題: (1)反應(yīng)在一定條件下能夠自發(fā)進(jìn)行的原因是。 (2)已知:C(s,石墨)+O2(g) CO2(g)H3=-393.5 kJmol-1,求表示CO標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的H4= kJmol-1。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,(3)圖1為1 200 K下,恒容密閉容器中重晶石與石墨反應(yīng)時,c(CO)隨時間變化曲線圖。請分析圖1曲線c(CO)在0t2區(qū)間變化的原因:。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,(4)圖2為實(shí)驗(yàn)測得不同溫度下,反應(yīng)體系中初始濃度比 與固體中BaS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系曲線。分析圖2曲線,下列說法正確的有。 A.提高BaSO4的投料量,可提高BaS的產(chǎn)率 B.恒溫恒容時,當(dāng)混合氣體的密度不變時,反應(yīng)、反應(yīng)均達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) C.減小初始濃度比 ,有利于增大BaSO4的轉(zhuǎn)化率 D.適當(dāng)升高溫度,反應(yīng)的平衡左移,對生成BaS不利 (5)圖1中,t2時刻將容器體積減小為原來的一半,t3時刻達(dá)到新的平衡,請?jiān)趫D1中畫出t2t3區(qū)間c(CO)的變化曲線。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,答案 (1)反應(yīng)的S0,H0,在較高溫度下能自發(fā)進(jìn)行 (2)-283(3)反應(yīng)的反應(yīng)速率比反應(yīng)的大,故開始階段c(CO)增大,后來反應(yīng)為主,故c(CO)減小 (4)BC,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,4.(2018嘉興二模)燃煤煙氣中含有大量SO2和NO。某科研小組研究臭氧氧化-堿吸收法同時脫除SO2和NO工藝,氧化過程反應(yīng)原理及反應(yīng)熱、活化能數(shù)據(jù)如下:,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,(1)已知反應(yīng)在低溫下自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的熵變S0(填“大于”或“小于”)。 (2)其他條件不變,每次向反應(yīng)器中充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模擬煙氣和2.0 mol O3,改變溫度,反應(yīng)相同時間后體系中NO和SO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示:,圖1,圖2,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,由圖1可知相同溫度下NO的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)大于SO2的,結(jié)合題中數(shù)據(jù)分析其可能原因:。 100 、反應(yīng)相同時間t時O3的分解率為10%,則體系中剩余O3的物質(zhì)的量是 mol。 下列說法正確的是。 A.P點(diǎn)一定為平衡狀態(tài)點(diǎn) B.溫度高于200 后,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯著減小,最后幾乎為零 C.其他條件不變,若縮小反應(yīng)器的容積,可增大NO和SO2的轉(zhuǎn)化率 D.臭氧氧化過程不能有效地脫除SO2,但后續(xù)步驟堿吸收可以有效脫硫 (3)150 條件下,向反應(yīng)器中充入含1 mol NO、1 mol SO2的模擬煙氣,在圖2中分別畫出NO和SO2的物質(zhì)的量隨O3量的變化曲線。,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,答案 (1)小于(2)反應(yīng)的活化能小于反應(yīng)的,相同條件下更易發(fā)生反應(yīng)0.765ABCD (3),基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,解析 (1)反應(yīng)在低溫下自發(fā)進(jìn)行,已知反應(yīng)的H1<0,則S<0。 (2)由題中數(shù)據(jù)可知反應(yīng)的活化能Ea1=3.2 kJmol-1小于反應(yīng)的活化能Ea2=58 kJmol-1,相同條件下反應(yīng)更易發(fā)生。100 時,由圖像可知NO的轉(zhuǎn)化率為85%,SO2的轉(zhuǎn)化率30%,根據(jù)反應(yīng): 可得消耗的n3(O3)=(2.0-0.85-0.3) mol10%=0.085 mol,所以體系中剩余O3的物質(zhì)的量是(2-0.85-0.3-0.085) mol=0.765 mol。P點(diǎn)以后隨溫度的升高,NO的轉(zhuǎn)化率減小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以P點(diǎn)一定為平衡狀態(tài)點(diǎn),A正確;由圖像可知,當(dāng)溫度高于200 后,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯著減小,最后幾乎為零,B正確;,基礎(chǔ)梳理,感悟選考,對點(diǎn)訓(xùn)練,反應(yīng)和反應(yīng)都是氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),縮小反應(yīng)器的容積,平衡不移動,2O3(g) 3O2(g)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),縮小反應(yīng)器的容積,平衡向左移動,O3的濃度增大,導(dǎo)致反應(yīng)和反應(yīng)平衡向正反應(yīng)方向移動,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率增大,C正確;臭氧氧化過程發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng),脫除SO2不徹底,用堿可以吸收SO2,D正確。,(3)隨著O3的增多,反應(yīng)的NO和SO2的物質(zhì)的量逐漸增大,剩余的NO和SO2的物質(zhì)的量逐漸減小,變化曲線如下:,忽視自發(fā)反應(yīng)進(jìn)行的條件 【易錯題】 對反應(yīng)自發(fā)性的下列敘述,正確的是 () A.放熱反應(yīng)在任何條件下都能自發(fā)進(jìn)行 B.吸熱反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行 C.自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)熵值一定增大 D.提供一定的條件,非自發(fā)反應(yīng)可能也會發(fā)生 錯因剖析:本題極易忽視焓變只是影響反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的一個重要因素,而不是唯一因素,常認(rèn)為只要是放熱反應(yīng),在任何條件下反應(yīng)都能發(fā)生,從而錯選A。,正確解答對于S小于零的放熱反應(yīng),如果在非常高的溫度下,可能成為不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),如合成氨反應(yīng)。對于吸熱反應(yīng),如果周圍環(huán)境提供的熱量能夠滿足需要,也可以為自發(fā)反應(yīng)。自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),其熵值可能減小,如氫氣與氧氣的反應(yīng)。H0,S<0的常溫下的不自發(fā)反應(yīng),但如果提供高溫條件,反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。 答案D 糾錯筆記自發(fā)性中提到的一定條件,是指“一定溫度和壓強(qiáng)”。如果我們把“一定條件”理解為“反應(yīng)條件”,于是“電解”也就自然是一定條件了,一些非自發(fā)反應(yīng),通過通直流電電解也可以發(fā)生。,2,3,1,1.(2018紹興選考適應(yīng)性考試)工業(yè)制備氮化硅的反應(yīng)為3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)H<0,將0.3 mol SiCl4和一定量N2、H2投入2 L反應(yīng)容器,只改變溫度測得Si3N4的質(zhì)量變化如下表:,2,3,1,下列說法正確的是() A.250 ,前2 min內(nèi)Si3N4的平均反應(yīng)速率為0.02 molL-1min-1 B.反應(yīng)達(dá)到平衡時,兩種溫度下N2和H2的轉(zhuǎn)化率之比相同 C.達(dá)到平衡前,300 時的反應(yīng)速率比250 時大;平衡后,300 時的反應(yīng)速率比250 時的小 D.反應(yīng)達(dá)到平衡時,兩種條件下反應(yīng)放出的熱量一樣多,答案,解析,2,3,1,2.(2018蒼南中學(xué)段考)含重金屬離子(如鉻、錳、鉛等)廢水的常見治理方法有化學(xué)還原法、化學(xué)氧化法、吸附法等工藝。 (1)化學(xué)還原法除 的模擬水樣,分別在不同pH條件下,向每個水樣中分別加一定量的FeSO4、NaHSO3,攪拌,充分反應(yīng),然后滴加Ca(OH)2懸濁液,靜置沉淀,測定鉻去除率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。 pH8時,亞鐵鹽對+6價Cr的去除效果反而下降,可能的原因是。 分析比較亞鐵鹽和亞硫酸鹽去除+6價Cr的效果。 .亞鐵鹽在中性和堿性條件下,對+6價Cr的去除效果優(yōu)于酸性條件下的去除效果,亞硫酸鹽則相反;.。,2,3,1,(2)化學(xué)氧化法除Mn2+: 相同條件下,按、兩種方案氧化除去水樣中的Mn2+,測定不同pH,相同反應(yīng)時間的c(Mn2+),結(jié)果如圖2所示,產(chǎn)生該差異的可能原因是。 圖2 氧化實(shí)驗(yàn)中除Mn2+的最佳條件為。,2,3,1,(3)石墨烯吸附法除Pb2+:不同的pH會使石墨烯吸附劑表面帶上不同的電荷,圖3為pH對Pb2+吸附率的影響,發(fā)生如圖變化的原因是。 圖3,2,3,1,時,Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2,而Fe(OH)2易被空氣中的O2氧化中性和堿性條件下,亞鐵鹽對+6價Cr的去除效果明顯優(yōu)于亞硫酸氫鹽的去除效果,在酸性條件下則相反 (2)MnO2對Mn2+的氧化有催化作用MnO2作催化劑,pH控制在9左右 (3)隨pH增大,吸附劑表面吸附的OH-越多,帶負(fù)電荷越多,越有利于吸附帶正電荷的Pb2+,2,3,1,當(dāng)溶液的堿性較強(qiáng)的時候,Fe2+會轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵沉淀,而該沉淀極易被氧氣氧化為氫氧化鐵,從而降低了對+6價Cr的還原。 由圖1可以看出兩種試劑在處理水樣的時候,pH對它們的影響不同,酸性條件下,亞硫酸氫鈉的處理效果較好,中性和堿性條件下,硫酸亞鐵處理的效果較好。 (2)從圖2明顯看出,方案的氧化效果好,考慮到實(shí)驗(yàn)是測定不同pH,相同反應(yīng)時間的c(Mn2+),說明方案的反應(yīng)速率大,所以加入的MnO2對于Mn2+的氧化起到了催化作用。 綜合兩條曲線,可知氧化實(shí)驗(yàn)中除Mn2+的最佳條件為二氧化錳作催化劑,控制pH在9左右。 (3)pH越大,溶液中的氫氧根離子的濃度越大,石墨烯表面會帶有更多的負(fù)電荷,有利于吸附帶有正電荷的鉛離子。,2,3,1,3.(2018溫州十五校聯(lián)考)用活性炭還原處理氮氧化物,有關(guān)反應(yīng)為C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。 (1)寫出上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:。 (2)在2 L恒容密閉容器中加入足量C與NO發(fā)生反應(yīng),所得數(shù)據(jù)如下表所示,回答下列問題。,2,3,1,結(jié)合表中數(shù)據(jù),判斷該反應(yīng)的H0(填“”或“<”),理由是。 判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是。 A.容器內(nèi)氣體的密度恒定 B.容器內(nèi)各氣體濃度恒定 C.容器內(nèi)壓強(qiáng)恒定 D.2v正(NO)=v逆(N2),2,3,1,(3)700 時,若向2 L體積恒定的密閉容器中充入一定量N2和CO2發(fā)生反應(yīng):N2(g)+CO2(g) C(s)+2NO(g);其中N2、NO的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如下圖所示。請回答下列問題。,010 min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率v=。 圖中A點(diǎn)v正v逆(填“”“<”或“=”)。 第10 min時,外界改變的條件可能是。 A.加催化劑B.增大C的物質(zhì)的量C.減小CO2的物質(zhì)的量D.升溫E.降溫,2,3,1,(2)計算700 和800 的平衡常數(shù)分別為K1、K2,K10AB (3)0.01 molL-1min-1AD,2,3,1,該反應(yīng)氣體的總質(zhì)量是個變量,容器體積不變,所以容器內(nèi)氣體的密度是一個變量,當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度恒定時,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A正確;各組分的濃度不再改變,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;該反應(yīng)前后氣體分子的數(shù)目相同,則氣體的總物質(zhì)的量一直不變,恒溫恒容條件下,氣體的壓強(qiáng)一直不變,所以容器內(nèi)壓強(qiáng)恒定,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C錯誤;當(dāng)v正(NO)=2v逆(N2)時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D錯誤。故選AB。,2,3,1,(3)隨著反應(yīng)進(jìn)行,n(N2)逐漸減小,n(NO)逐漸增大,10 min內(nèi),n(N2)=0.2 mol,物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,則n(CO2)=0.2 mol,所以 根據(jù)圖像可知A點(diǎn)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則v正v逆。 第10 min時,N2、NO的物質(zhì)的量沒有發(fā)生突變,N2的物質(zhì)的量逐漸減小,速率比10 min前大;NO的物質(zhì)的量逐漸增大,速率比10 min前大。加催化劑,不會引起物質(zhì)的量的突變,只會增大反應(yīng)速率,故A正確;增大碳固體的物質(zhì)的量,對反應(yīng)速率沒有影響,故B錯誤;減小CO2的物質(zhì)的量,反應(yīng)速率減小,故C錯誤;升溫,反應(yīng)速率增大,故D正確;降溫,反應(yīng)速率減小,故E錯誤。選AD。,