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請化學高手給10道必修2第2章化學速率與限度的難題

更新時間:2024-04-16 文章作者:admin3 信息來源:http://wuliok.com 閱讀次數:

[例1] 某溫度下,反應N2O4=2NO2-Q在密閉容器中達到平衡,下列說法不正確的是( ) A. 體積減小時將使反應速率增大

B. 體積不變時加入少許NO2,將使正反應速率減小

C. 體積不變時加入少許N2O4,再度平衡時顏色變深

D. 體積不變時升高溫度,再度平衡時顏色變深

解析:A、B是結合化學反應速率變化判斷而設置的選項,C、D是結合化學平衡移動判斷而設置的選項,速率變化與平衡移動是測試中的兩個不同的側面在分析中要加以區分。A、體積減小使反應物濃度及生成物濃度都增大,所以無論正反應還是逆反應速率都增大。B、體積不變時增加NO2的瞬間反應物的濃度不變,生成物的濃度增大,正反應速率不變,逆反應速率增大。C、體積不變時加入少許N2O4再度平衡,無論平衡如何移動各物質濃度均增大,顏色一定加深。D、體積不變升高溫度,平衡向吸熱(正反應)方向移動,顏色一定加深。 答案:B

[例2] 下圖是可逆反應A+2B=2C+3D的化學反應速率與化學平衡隨外界條件改變(先降壓后加壓)而變化的情況,由此可推斷( )

A. 正反應是放熱反應 B. 若A、B是氣體,則D是液體或固體

C. 逆反應是放熱反應 D. A、B、C、D均為氣體

解析:通過降溫線處V正>V逆可知化學平衡向正反應方向移動,進而得知正反應方向為放熱反應。通過加壓線處V正>V逆可知化學平衡向正反應方向移動,進而得知正反應方向為體積減小方向,而且通過改變壓強的瞬間V正、V逆均發生了明顯變化這一事實說明反應物與生成物中都一定有氣體參加。 答案:A、B

(二)化學平衡移動的運用

[例3] 在A+B(固)

C反應中,若增加壓強或降低溫度,B的轉化率均增大,則反應體系應是( )

A. A是固體,C是氣體,正反應吸熱 B. A是氣體,C是液體,正反應吸熱

C. A是氣體,C是固體,正反應放熱 D. A是氣體,C是氣體,正反應吸熱

解析:增加壓強平衡向氣體體積減小的方向移動,降低溫度平衡向放熱反應方向移動,結合B的轉化率的變化可以判斷出上述反應的特點,即:正反應方向為氣體體積減小、放熱反應,由于A與C的反應系數相等,A必為氣體C必為固體,否則壓強變化將對本反應無影響。 答案:C

[例4] 在一個固定體積的密閉容器中,放入3 L X(氣)和2 L Y(氣),在一定條件下發生下列反應:4X(氣)+3Y(氣)

2Q(氣)+nR(氣),達到平衡后,容器內溫度不變,混合氣體的壓強比原來增加5%,X的濃度減少1/3,則該反應方程式中的n值是( )

A. 3
B. 4 C. 5 D. 6

解析:通過X的濃度變化,可以知道化學平衡移動的方向,結合壓強的變化可以判斷出建立平衡前后氣體物質的量的變化趨勢應當是增大的,因而選擇出答案。 答案:D

[例5] 在密閉容器中,下列可逆反應達到平衡后,升高溫度可以使混合氣體平均分子量減小的是( )

A. H2(氣)+Br2(氣)=2HBr(氣)+Q B. N2(氣)+3H2(氣)=2NH3(氣)+Q

C. N2O4=

D.
4NH3(氣)+5O2(氣)=4NO(氣)+6H2O(氣)+Q

解析:根據質量守恒定律,反應前后質量不變,由于上述反應參加者均是氣體,平均分子量的減小是由于氣體物質的量增大。升高溫度化學平衡應向吸熱反應方向移動。應選擇吸熱方向也是體積增加方向的答案。答案:B、C

[例6] 密閉容器中一定量的混合氣體發生反應:

,平衡時,測得A的濃度為0.50mol·L-1,在溫度不變時,把容器容積擴大到原來的2倍,使其重新達到平衡,A的濃度為0.30mol·L-1,有關敘述不正確的是( )

A. 平衡一定向右移動 B. B的轉化率降低 C.

D. C的體積分數降低

解析:本題可采用虛擬的方法來解答。假設把容器擴大到原來的2倍時,平衡不移動(虛擬),則這時A的濃度由
0.50 mol·L-l變為0. 25 mol·L-l,而事實上A的濃度為 0.30 mol·L-1,然后再由虛擬狀態回到事實.A的濃度由0.25 mol·L-1變為0.30 mol·L-1,平衡向生成A的方向即本反應逆反應方向移動。與備選選項對照,只有A項不正確。答案:A

[例7](1997年全國)反應2X(g)+Y(g)

2Z(g)(正反應放熱),在不同溫度(T1和T2)及壓強(p1和p2)下,產物Z的物質的量[n(Z)]與反應時間(t)的關系如下圖所示,下述判斷正確的是( )

A. T1<T2,p1<p2 B. T1<T2,p1>p2

C. T1>T2,p1>p2 D. T1>T2,p1<p2

解析:將標為T2、p2和T1、p2的兩條曲線對比,明顯看出當壓強不變時溫度為T2時,生成Z的物質的量(在曲線成為水平狀態,即已建立平衡)比T1時生成的Z的物質的量大,由此可判斷溫度T1必然大于T2,這樣選項A、B可排除.同樣,將標為T2、p1和T2、p2的兩條曲線對比,可判斷p1>p2。答案:C

[例8] 一體積恒定密閉容器中盛有1
mol PCl5-
,加熱到200℃時發生反應:PCl5(g)

PCl3
(g)+Cl2(g),反應達到平衡時,PCl5所占體積百分數為M%,若在同一溫度和同一容器中,最初投入的是2 mol PCl5,反應達到平衡時,PCl5所占體積百分數為N%,則M和N的正確關系是( )A. M>N B. M<N C. M=N
D. 無法比較

解析:兩個體積相同的容器各裝有1molPCl5,建立完全相同的平衡狀態,PCl5所占體積百分數為M%;以M%的兩個狀態(I)合并成過渡狀態(II),因外界條件不變,狀態(II)中PCl5的體積百分數仍為M%; 恒溫下加壓,使狀態(II)體積縮小一半,則構成狀態(III),它相當于在原容器中加入2 mol PCl5后達到平衡狀態。在(II)—(III)的過程中,因壓強增加,(II)中化學平衡向逆反應方向移動,PCl5的積體百分數增大,N%>M%。其思路可

用上圖示意:答案:B

點評:“過程假設法”解題思路:對于一個處于化學平衡狀態的可逆反應aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g),(a+b≠c+d),增大壓強(壓縮體積),相當于同等程度的增大反應物和生成物的濃度,根據勒沙特列原理,平衡向氣體體積減小的方向移動。若濃度的改變,也能造成“同等程度的增大反應物和生成物的濃度”,根據“分散疊加”的解題思路,考慮新平衡的最終狀態(如轉化率、某組分的體積分數)時,按加壓處理。

(三)其它因素與平衡

[例9] 在密閉容器中進行H2(氣)+Br2(氣)=2HBr(氣)+Q反應達到平衡后,欲使顏色加深,應采取的措施是( )
A.
升溫 B. 降溫 C. 增壓
D. 減壓

解析:要想使容器內氣體的顏色加深,就需要加大Br2的濃度,加大Br2濃度的方法結合選項有兩種,1、利用平衡移動原理升高溫度反應向吸熱的方向移動,Br2濃度增大,顏色加深;2、減小容器的體積即加大容器的壓強,本反應由于反應前后系數相等,壓強變化不會帶來平衡的移動,但體積減小,Br2濃度增大,顏色加深。答案:A、C

[例10] 在N2O4=2NO2平衡體系中,增大N2O4的濃度,則NO2和N2O4的物質的量比值,應( )A. 增大 B. 減小 C. 不變
D. 可能增大也可能減小

解析:在判斷比值的變化時,不僅要注意化學平衡移動的方向,還要將反應容器的特點納入分析的范圍。若上述反應是在一個定容容器中進行的反應,加入N2O4后達到新的平衡狀態,新的平衡狀態與原平衡狀態相比壓強應當增大,壓強增大將不利于N2O4的分解,進而選定B答案。問題是否到此為止呢?若上述反應是在一個恒壓容器中進行的反應,加入N2O4后達到新的平衡狀態,新的平衡狀態與原平衡狀態相比壓強相同,恒壓容器中只要加入的物質物質的量之比不變,新的平衡狀態與原平衡狀態相同,進而選定C答案。答案:B或C

[例11](2002年廣東、河南)將2 mol H2O和2 mol CO置于1 L容器中,在一定條件下,加熱至高溫,發生如下可逆反應:

2H2O(g)

2H2
(g)+O2(g)2CO(g)+O2(g)

2CO2(g)

(1)當上述系統達到平衡時,欲求其混合氣體的平衡組成,則至少還需要知道兩種氣體的平衡濃度,但這兩種氣體不能同時是______和___________,或___________和___________(填它們的分子式)。

(2)若平衡時O2和CO2的物質的量分別為n(O2)平=a mol,n(CO2)平=b mol。試求n(H2O)平=_____________(用含a、b的代數式表示)。

解析:H2O和CO作為起始反應物,其物質的量已知;O2是第一個反應的生成物,同時又是第二個反應的反應物.所以,只要已知O2和另一種氣體的平衡濃度,即可求得其他氣體的平衡濃度。

(2)由n(CO2)平=b mol可求得第二個反應消耗O2為1/2b mol,所以,第一個反應共生成O2:(a+1/2b)mol,分解的水為:2(a+1/2b)mol。

n(H2O)平=2-2(a+1/2b)mol=(2-2a-b)mol。

答案:(1)H2 H2O CO CO2 (2)2-2a-b

[例12] 在一個容積固定的反應器中,有一可左右滑動的密封隔板,兩側分別進行如圖所示的可逆反應。

各物質的起始加入量如下:A、B和C均為4.0摩、D為6.5摩、F為2.0摩,設E為x摩。當x在一定范圍內變化時,均可以通過調節反應器的溫度,使兩側反應都達到平衡,并且隔板恰好處于反應器的正中位置。請填寫以下空白:

(1)若

,則右側反應在起始時向___________________(填“正反應”或“逆反應”)方向進行。欲使起始反應維持向該方向進行,則x的最大取值應小于_______________。

(2)若x分別為4.5和5.0,則在這兩種情況下,當反應達到平衡時,A的物質的量是否相等?_______________(填“相等”、“不相等”或“不能確定”)。其理由是:___________。

解析:題中給出一個容積固定的反應器,雖然中間有一個移動隔板,但題中要求隔板處于反應器的正中位置,也就要求反應器左右兩側反應的物質的量始終相等。要滿足這一條件:①
可通過投入E的物質的量即x值的大小來控制;② 可調節溫度來實現。

(1)左側反應為等體積反應,總物質的量始終為4+4+4=12mol,這就要求右側也為12mol,當x=4.5時右側總的物質的量為6.5+4.5+2=13mol>12mol,反應應向體積減小的方向進行,即正向進行。設轉化的D的物質的量為amol,則:

起始量(mol):6.5 x
2.0

轉化量(mol): a 2a 2a

平衡量(mol):6.5-a x-2a 2.0+2a

根據題意及不為0原則,可得:

(2)略。

綜上所述,解此類題常用方法為極端假設法和不為0原則。

圖片發不上來,~給我郵箱,我發給你cjC物理好資源網(原物理ok網)

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