求1996年全国高考31题题目及答案详解。
高考化学中,化学平衡的确定是一个重点和难点。如何解决这类问题,我在这里和大家探讨一下我的理解。人教版必修2是这样描述化学平衡的:对于可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再变化,达到一种表面静止状态,我们简称“化学平衡态”。因此,我们可以从正负反应速率相等和反应物、生成物浓度不变两个方面来考虑一个反应是否达到平衡。
从正负反应速率相等来判断平衡;
示例1。下列可以证明N2+3 H2 2n 3已经达到平衡态()。
a、在消耗1molH2的同时,产生1molH2。
b,1 N≡N键断裂,而6 H-H键断裂。
正电压(NH3) = 1/3V反电压(H2)
d、V(NH3) = 1/3V(H2)
解析:用这个判据判断反应达到平衡时,一定要注意两点:第一,如果正负反应同时发生,排除D选项,不知道等号指的是正反应还是负反应;第二,正负反应率相等。如果是同一种物质,其生成和消耗相等,说明反应已经达到平衡,所以选项A是正确的。如果是不同的物质,它们所表示的正负反应速率必须符合化学计量比,所以B是错误的,C是正确的。
答案:AC
从反应物和产物的浓度不再变化来判断平衡;
首先,我们找到这个判据的本质:由于达到平衡时反应物和产物的产生和消耗是相等的,物质的最基本的量,如数量和质量是不变的,所以在固定容积的容器中进行可逆反应时,物质的数量自然也是不变的。如果涉及到有气体参与的可逆反应,则导出气体的压力、体积分数、气体密度和平均相对分子质量,也可以用来判断反应是否达到平衡。对于有色物质,颜色不变性也可以用来确定平衡。
例2。对于H2+I2·2HI反应,达到平衡的标志是: ()
一、气体物质的量是不变的
b、各物质的量和浓度相等。
c、三种物质的数量比为1: 1: 2。
d,每种物质的浓度都是一个恒定值。
解析:这是一个气体分子数在反应前后保持不变的反应,所以无论是否达到平衡,气体物质的量都不会改变,所以A是错的;当达到平衡时,各物质的量和浓度达到一个固定值,不一定相等或符合化学计量比,所以B和C是错误的,D是正确的。
答案:d
例3。以下反应在具有固定体积的密闭容器中进行:N2+3H2 2NH3。反应开始时,加入10mol的H2和N2,反应一段时间后,反应达到平衡。下列数据不能证明反应达到平衡()。
a和N2的质量分数是一个常数。
B和H2的含量分数是恒定值。
c,NH3的含量分数是一个恒定值。
D和N2的浓度是一个常数。
分析:运用三阶段法解决问题
N2 + 3H2 2NH3
开始:10摩尔
转换:xmol 3xmol 2xmol
测试时间:10-xmol 10-3 xmol 2 xmol
通过计算可知,t时刻N2的质量分数为(10-x)/(20-2x)=0.5,说明无论反应是否达到平衡,在任意时刻t,N2的质量分数都是一个恒定值,所以不能用N2的质量分数为恒定值来判断反应是否达到平衡。而H2在t时刻的质量分数是(10-3x)/(20-2x),它随着X的变化而变化,当它处于平衡状态时,X不会变化,这个值也不会变化。同样,时间t时NH3的摩尔分数为2x/(20-2x),随着X的变化而变化,当处于平衡时,X不再变化,所以H2和NH3的摩尔分数可以作为一个固定值来判定反应达到平衡。当它平衡时,N2的质量不再变化,所以D选项中的值也可以用来确定平衡。综上所述,这个问题的答案是a。
答:答
例3:下面的反应是在一个定容的密闭容器中进行的:A (s)+3b (g),2c (g)+d (g),下面不能证明反应达到平衡()。
a的质量不再变化。
物质B的数量和浓度不再变化。
混合气体的总压力不再变化。
混合气体的平均相对分子质量不再变化。
解析:当达到平衡时,每种物质的数量、质量和质量都不会发生变化,因此可以用选项A和B来判断平衡;因为它是一个容积不变的密闭容器,反应前后气体分子数不变,反应前后气体的总压强无论是否达到平衡都不变,所以不能作为反应是否达到平衡的判据。因为反应体系的总体积是不变的,反应前后气体的总质量是变化的,根据M=m total /n total,气体的平均相对分子质量在不平衡时一直在变化,所以可以用这个值来判断平衡。综上,答案是c。
答案:c
例4:下面的反应是在一个定容的密闭容器中进行的:2NO2(g) N2O4(g),下面不能证明反应达到平衡()。
混合气体的总压力是一个恒定值。
混合气体的密度是一个常数。
混合气体的平均摩尔质量是一个常数。
混合气体的颜色不再改变。
解析:由于是一个容积不变的密闭容器,反应前后气体分子数发生变化,所以气体在未平衡时总压强保持变化,达到平衡时气体分子总数不变,气体总压强不变,所以可以用此选项进行平衡判断;因为反应前后气体的总质量和总体积不变,所以不管是否达到平衡,混合气体的密度根据ρ=m/V都是一个恒定值;根据M=m total /n total,由于气体分子数一直在变化,反应前后的气体总量也在变化,所以气体的平均摩尔质量在不平衡时是一个变化值,可以用来判断平衡;当不平衡时,有色NO2的量一直在变化。当达到平衡时,NO2的量和混合气体的颜色不再变化,这也可用于平衡判断。
答案:b
例5:判断下面的说法是否正确:下面的反应在恒压的密闭容器中进行:N2+3H2 2NH3,保持混合气体的密度不变,可以判断反应已经达到平衡。
解析:因为这是一个反应前后气体分子数发生变化的反应,所以在达到平衡之前,为了维持容器内的压强不变,容器的体积,也就是气体的总体积不得不一直变化,但是气体的总质量不变。根据ρ=m/V可以知道气体的平均密度在非平衡时是变化的,一旦达到平衡就不会变化,所以这个说法是正确的。
回答:正确。