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1、第二节 化学平衡和化学反应的方向第1课时 化学平衡状态 化学平衡常数1. (2010原创)在一密闭容器中进行反应:2SO2(气)O2(气) 2SO3(气) 已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1。当反应达到平衡时,可能存在的数据是()ASO2为0.4 molL1,O2为0.2 molL1 BSO2为0.25 molL1CSO3为0.4 molL1 DSO2、SO3均为0.15 molL1解析:若SO2、O2完全反应,c(SO3)最高可达0.4 molL1;SO3完全分解,c(SO2)、c(O2)最高可达0.4 molL1
2、、0.2 molL1。但反应为可逆反应,不可能进行到底。所以0.4 molL1c(SO2)0,0.2 molL1c(O2)0,0.4 molL1c(SO3)0。D项表示平衡时反应物SO2和生成物SO3均减少,这是不可能的,违反了质量守恒定律。答案:B2可逆反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A3v正(N2)v正(H2) Bv正(N2)v逆(NH3)C2v正(H2)3v逆(NH3) Dv正(N2)3v逆(H2)解析:当正向反应速率等于逆向反应速率时,可逆反应达到平衡状态。根据化学方程式中NH3
3、和H2的计量关系,可以看出正反应在单位时间内有3 mol H2发生化合反应,必定同时生成2 mol NH3,故有2v正(H2)3v正(NH3)。这时逆反应如果同时有2 mol NH3发生分解反应,NH3的物质的量就相当于没有变化,“表面上好像静止”达到平衡状态。所以当2v正(H2)3v逆(NH3)时,NH3的正、逆反应速率相等,说明反应已达到平衡状态。答案:C3(2010试题调研,山东泰安5月)将CoCl2溶解于盐酸中可以形成CoCl,在溶液中存在下面的化学平衡:Co24ClCoCl;H0粉红色蓝色下列说法正确的是()A升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小B该反应的平衡常数KC将盛有CoC
4、l2和盐酸混合液的试管置于热水中,试管内溶液为红色D增大Cl浓度,平衡向正反应方向移动,Co2、Cl浓度都减小解析:升高温度,正、逆反应速率都增大,A错;该反应的正反应为吸热反应,所以在热水中平衡向正反应方向移动,溶液为蓝色,C错;增大Cl浓度,平衡向正反应方向移动,Co2浓度减小,而Cl浓度增大,D错。答案:B4在恒温、恒容下,发生如下反应:2A(g)2B(g)C(g)3D(g),现从两条途径分别建立平衡。途径:A、B的起始浓度均为2 molL1;途径:C、D的起始浓度分别为2 molL1和6 molL1。以下叙述正确的是()A达到平衡时,途径的反应速率等于途径的反应速率B达到平衡时,途径所
5、得混合气体的压强等于途径所得混合气体的压强C两途径最终达到平衡时,体系内各组分的百分含量相同D两途径最终达到平衡时,体系内各组分的百分含量不相同解析:该反应为两端气体分子数相等的反应,故途径和途径建立了等效平衡。达到平衡时,各成分的物质的量虽然不同,但体系内各组分的百分含量相同,故选C。答案:C5 已知反应2SO2(g) O2(g) 2SO3(g):某温度下,SO2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题:(1)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中,反应达到平衡后,体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于_。(2)平衡状态
6、由A变到B时,平衡常数K(A)_K(B)(填“”“0,升高温度会加快化学反应速率B合成氨反应中,当3v(NH3)正2v(H2)逆时,反应达到平衡C将n mol H2(g)、n mol I2(g)和2n mol H2(g)、2n mol I2(g)分别充入两个体积相等的 恒温恒容的容器中,平衡时H2的转化率前者小于后者D对于反应PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g),达到平衡后,若保持温度容积不变,又加 入一定量的PCl5,则该平衡向正方向移动,但平衡时PCl5的转化率减小解析:对于反应H2(g)I2(g)2HI(g),反应前后气体的物质的量不变,只要起始充入H2和I2的物质的量之比相同,就满
7、足等效平衡,平衡时H2的转化率相同,故C项错。答案:C3. 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,该反应一定达到了反应限度D当某反应达到限度时,反应物和生成物的浓度一定相等解析:A项,外界条件改变时,可能会改变反应的限度。C项,如反应H2(g)I2(g) 2HI(g),在恒容条件下,压强一直不变,因此压强不变不能作为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:B4 已知:4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O
8、(g)H1 025 kJmol1,该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是()解析:从题给的可逆反应方程式看:温度升高平衡向逆反应方向移动,使NO含量降低而不是升高。压强增大平衡逆向移动,NO含量降低,达平衡所需时间短。使用催化剂可加快反应速率,所以达到平衡所需时间短。答案:C5工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g);HQ kJmol1(Q0)某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是()A反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率B若反应开始时S
9、iCl4为1 mol,则达平衡时,吸收热量为Q kJC反应至4 min时,若HCl浓度为0.12 molL1,则H2的反应速率为 0.03 molL1min1D当反应吸收热量为0.025Q kJ时,生成的HCl通入100 mL 1 molL1的NaOH溶 液恰好反应解析:A项,增大压强,平衡向逆反应方向移动,SiCl4的转化率减小;B项,由于此反应为可逆反应,开始时加入1 mol SiCl4,并不能全部转化为Si,所以吸收的热量小于Q kJ;C项,v(H2)v(HCl)0.015 molL1min1。D项,当反应吸收热量为0.025 Q kJ时,产生n(HCl)4 mol0.1 moln(Na
10、OH),故恰好反应。答案:D6(2010模拟精选,山东泰安一模)一定条件下,在体积为10 L的密闭容器中,1 mol X和1 mol Y进行反应:2X(g)Y(g)Z(g),经60 s达到平衡,生成0.3 mol Z,下列说法正确的是()A以X浓度变化表示的反应速率为0.001 molL1s1B将容器体积变为20 L,Z的平衡浓度变为原来的C若增大压强,则物质Y的转化率减小D若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的H0解析:A项,v(X)2v(Z)20.001 molL1s1;B项,扩容即减小反应体系的压强,平衡左移,故重新平衡时Z的浓度小于原来的;C项,Y的转化率增大;D项,升温,X的体积分数增大,平衡左移,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,H0。答案:A7在相同温度和压强下,对反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)