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3.几种特殊情况 (1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液 体物质时,改变这些固体或液体的量,对平衡没影响。 (2)对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应,压强 的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动。 (3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为 压强的影响。 【例4 】 (2012年重庆高考) ΔH0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温;②恒容通入惰 性气体;③增加 CO 浓度;④减压;⑤加催化剂;⑥恒压通入 惰性气体。能提高 COCl2 转化率的是( )。 A.①②④ C.②③⑤ B.①④⑥ D.③⑤⑥ 思路指导:平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高。 解析:该反应为吸热反应,升温则平衡正向移动,反应物 转化率提高,①正确;恒容时,通入惰性气体,反应物与生成 物浓度不变,平衡不移动,②错误;增加CO 浓度,平衡逆向 移动,反应物转化率降低,③错误;该反应正反应为气体分子 数增大的反应,减压时平衡向正反应方向移动,反应物转化率 提高,④正确;催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡状态, ⑤错误;恒压时,通入惰性气体,容器体积增大,反应物与生 成物浓度降低,平衡向气体分子数增大的方向移动,即向正反 应方向移动,反应物转化率提高,⑥正确。 答案:B 【例5】(2013年上海改编,双选)某恒温密闭容器中,可逆反应A(s) B+C(g) ΔH 0 达到平衡。缩小容器体积,重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是( )。 A.产物B的状态只能为固态或液态 B.平衡时,单位时间内n(A)消耗∶n(C)消耗=1∶1 C.保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动 D.若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C,达到平衡时放出热量ΔH 答案:AB 解析:若B是气体,平衡常数K=c(B)·c(C),若B是非气体,平衡常数K=c(C),由于C(g)的浓度不变,因此B是非气体,A项正确,C项错误;根据平衡的v(正)=v(逆)可知B项正确(注意,不是浓度消耗相等);由于反应是可逆反应,因此达到平衡时放出热量小于ΔH,D项错误。 规律方法 化学平衡常数的应用 1.判断、比较可逆反应进行程度的大小 K 值越大,正反应进行的程度越大;反之则越小。 2.判断可逆反应是否达到化学平衡状态 对于可逆反应:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),在一定温 度下的任意时刻,反应物与生成物浓度有如下关系: 3.利用 K 可判断反应的热效应 (1)若升高温度,K 值增大,则正反应为吸热反应; (2)若升高温度,K 值减小,则正反应为放热反应。 温度/℃ 400 500 830 1000 平衡常数 K 10 9 1 0.6 【例6】美国 Bay 等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来 制取氢气,其生产流程如图 3-16-2: (1) 此流程的第Ⅱ步反应为:CO(g) +H2O(g) H2(g) + CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为 K=______________; 反应的平衡常数随温度的变化如下表: 图 3-16-2 实验编号 n(CO) n(H2O) n(H2) n(CO2) A 1 5 2 3 B 2 2 1 1 C 0.5 2 1 1 从上表可以推断:此反应是______(填“吸”“放”)热反 应。 在 830 ℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入 CO 与 H2O 均为 1 mol,则达到平衡后 CO 的转化率为________。 (2) 此 流 程 的 第 Ⅱ 步 反 应 CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g),在 830 ℃,以下表的物质的量(单位为 mol)投入恒容反 应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有 __________(填实验编号)。 解析:(1)在830 ℃时,K=1,故利用K 可求出平衡时CO 转化0.5 mol,即CO 的转化率为50%。 (2)将表中数据带入K 的表达式,只有B 组数据Q1(830 ℃, K=1),故起始时反应正向进行的只有B 组。 思维模型 数形结合的思想探究化学平衡图像 常见类型 pC(g)+qD(g),若 m+n p+ 对于反应:mA(g)+nB(g) q 且ΔH0。 (1)v-t 图像。 图 3-16-3 (2)c-t 图像。 图 3-16-4 (3)c-p(T)图像。 图 3-16-5 (4)其他图像。 图 3-16-6 【例7】某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某 一条件
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