高考化学备考30分钟课堂集训系列专题21 化学平衡移动化学反应的方向.docx
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高考化学备考30分钟课堂集训系列专题21化学平衡移动化学反应的方向
专题21化学平衡移动、化学反应的方向
一、选择题
1.(2011·山东省烟台市高三)可逆反应CO+NO2
CO2+NO的反应速率与反应物浓的关系为v=kc(NO2)。
一定温度下,该反应在一定体积的密闭容器中达到平衡状态,此时向容器中充入一定量的CO气体,下列叙述错误的是( )
A.正反应速率增大,平衡向正反
应方向移动
B.浓度商Qc减小,平衡向正反应方向移动
C.反应物的焓增大,平衡向正反应方向移动
D.CO气体分压增大,平衡向正反应方向移动
【答案】 A
2.在相同温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始
时放入容器内各组分的物质的量见下表。
CO2
H2
CO
H2O
甲
amol
amol
0mol
0mol
乙
2amol
amol
0mol
0mol
丙
0mol
0mol
amol
amol
丁
amol
0mol
amol
amol
上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是( )
A.乙=丁>丙=甲 B.乙>丁>甲>丙
C.丁>乙>丙=甲D.丁>丙>乙>甲
解析:
依题意列举为
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
甲:
amolamol00
乙:
2amolamol00
丙:
00amolamol
丁:
amol0amolamol
采用“一边倒”得甲与丙相同(等效),乙与丁等效,乙相当于在甲已达到平衡的基础上再增加amolCO2,平衡正向移动使乙中n(CO)大于甲中n(CO)。
答案:
A
3.下列说法正确的是( )
A.ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B.NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g);ΔH=+185.57kJ/mol能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向
答案:
B
4.如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。
下列叙述与示意图不相符合的是( )
A.反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
C.该反应达到平衡态Ⅰ后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
D.同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等
答案:
C
5.在密闭容器中进行如下反应:
H2(g)+I2(g)
2HI(g),在温度T1和T2时,产物的量与反应时间的关系如图所示。
符合图示的正确判断是( )
A.T1>T2,ΔH>0 B.T1>T2,ΔH<0
C.T1 答案: D 6.(2011·安微六校联考)固体NH4I放入一个体积为VL的真空密闭容器中,加热至一定温度后,恒温下发生下列反应: NH4I(s) NH3(g)+HI(g);2HI(g) H2(g)+I2(g)。 平衡时,测得容器中气体共为5mol,其中HI为1.5mol,则下列说法正确的是( ) A.平衡时氨气为2.5mol B.平衡时HI的分解率为20% C.若开始时放入固体NH4I的量增大一倍,则平衡时气体共为10mol D.其他条件不变把容器的体积缩小到 L,重新达到平衡时H2的浓度是原平衡的2倍 解析: 设达平衡时,容器中NH3为amol,则NH4I分解生成HI也为amol,平衡时剩余HI为1.5mol,故在反应2HI(g) =H2(g)+I2(g)中消耗HI为(a-1.5)mol,同时生成H2和I2的物质的量之和为(a-1.5)m ol,因此有关系式a+1.5+(a-1.5)=5,a=2.5mol,A项正确;平衡时HI的分解率为 × 100%=40%,B项错误;因为NH4I为固态,改变其用量平衡不移动,C项错误;当其他条件不变,减小容器体积到 ,因平衡NH4I(s) NH3(g)+HI(g)也向逆反应方向移动导致平衡2HI(g) H2(g)+I2(g)也向逆向移动,使新平衡中H2浓度小于原平衡的2倍。 答案: A 7.(2011·东城模拟)一密闭容器中发生反应: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,如图表示该反应的速率(v)在某一时间段内的变化。 则下列时间段中,SO3的百分含量最高的是 ( ) A.t0→t1 B.t2→t3 C.t3→t4 D.t3→t5 答案: A 8.将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H2(g)+Br2(g) 2HB r(g) ΔH<0,平衡时Br2(g )的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反应,平衡时Br2(g)的转化率为b。 a与b的关系是( ) A.a>bB.a=bC.a 答案: A 9.(2011·潍坊模拟)现有下列两个图象: 下列反应中符合上述图像的是( ) A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);ΔH<0 B.2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g);ΔH>0 C.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g);ΔH<0 D.H2(g)+CO(g) C(s)+H2O(g);ΔH>0 答案: B 10.(2011·巢湖模拟)对于可逆反应: mA(g)+nB(g) xC(g);ΔH=? ,在不同温度及压强(p1,p2)条件下,反应物A的转化率如图所示,下列判断正确的是( ) A.ΔH> 0,m+n>xB.ΔH<0,m+n>x C.ΔH<0,m+n 解析: 由图 (1)可知可逆反应在p1压强先达平衡,故p1>p2,且在p1时A的转化率较p2时高,说明增大压强,平衡向正反应方向移动,故m+n>x;由图 (2)知升高温度时A的转化率减小,即平衡向逆反应方向移动,故该可逆反应正向为放热反应,ΔH<0,D项正确。 答案: D 11.(2011·山东省济宁市高三模拟)在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g) 2XY(g);ΔH<0,达到甲平衡时,再改变某一条件后,达到乙平衡,对此过程的分析正确的是 ( ) A.图Ⅰ是加入适当催化剂的变化情况 B.图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况 C.图Ⅲ是增大压强的变化情况 D.图Ⅲ是升高温度的变化情况 答案: D 12.(2011·济南市高三模拟)向恒温、恒容(2L)的密闭容器中充入2molSO2和一定量的O2,发生反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);ΔH=-197.74kJ·mol-1,4min后达到平衡,这时c(SO2)=0.2mol·L-1,且SO2与O2的转化率相等。 下列说法中,不正确的是( ) A.达到平衡时再充入2molSO2反应的ΔH保持不变 B.用O2表示4min内的反应速率为0.1mol·(L·min)-1 C.再向容器中充入1molSO3,达到新平衡,v(SO2): v(O2)=21 D.4min后,若升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数K增大 解析: ΔH是焓变(反应热),是一个定值,选项A正确;该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,选项D错误。 答案: D 13.取五等份NO2,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应: 2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0 反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量(NO2%),并作出其随反应温度(T)变化的关系图。 下列示意图中,可能与实验结果相符的是( ) 解析: 在恒容状态下,在5个相同的容器中同时通入等量的NO2,反应相同时间。 那么则有两种可能,一是已达到平衡状态,二是还没有达到平衡状态,仍然在向正反应方向移动。 若5个容器在反应相同时间下,均已达到平衡,因为该反应是放热反应,温度越高,平衡向逆反应方向移动的程度越大,NO2的百分含量随温度升高而升高,所以B正确。 若5个容器中有未达到平衡状态的,刚反应时,平衡向右移动,NO2的含量减少,而后达到平衡时,由于该反应为放热反应,升高温度,平衡向左移动,NO2的含量逐渐增加,故D项可能与实验结果相符合。 答案: BD 14.I2在KI溶液中存在下列平衡: I2(aq)+I-(aq) I (aq)某I2、KI混合溶液中,I 的物质的量浓度c(I )与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。 下列说法正确的是( ) A.反应I2(aq)+I-(aq)===I (aq)的ΔH>0 B.若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2 C.若反应进行到状态D时,一定有v正>v逆 D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大 解析: 本题为化学平衡的图象题,考查化学平衡移动原理及识图能力。 由图象可知,反应I2(aq)+I-(aq) I (aq)随着T的增加I 的浓度减小,反应向逆方向进行,所以反应的ΔH<0,A不正确;温度由T1→T2,温度升高,平衡左移,平衡常数减小,即K1>K2,B正确: D点不是平衡状态,平衡向右移动,即v正>v逆,C正确;状态A时,c(I )大,则c(I2)小,D不正确。 答案: BC 15.下图表示反应X(g) 4Y(g)+Z(g);ΔH<0,在某温度时X的浓度随时间变化的曲线: 下列有关该反应的描述正确的是( ) A.第6min后,反应就终止了 B.X的平衡转化率为85% C.若升高温度,X的平衡转化率将大于85% D.若降低温度,v正和v逆将以同样倍数减小 解 析: 本题具体考查化学反应速率与化学平衡部分知识,关键是深刻理解“勒夏特列原理”并结合具体反应灵活应用。 A项,考查化学平衡的特点,由图知: 6min以后,反应物X浓度不再改变,说明达到了平衡。 但化学平衡是动态平衡,反应未终止。 B项,X的转化率计算: ×100%=85%。 C项,该反应ΔH<0,据“勒夏特列原理”,升温,平衡向着使体系降温的方向移动,即平衡逆移,故X的转化率降低。 D项,考查温度与速率的关系。 降低温度,v正、v逆都减小,但不会是同样倍数,与该反应热效应有关。 正反应放热,降低温度,平衡正向移动,说明v正′>v逆′。 答案: B 16.在一定温度下,反应 H2(g)+ X2(g) HX(g)的平衡常数为10。 若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于( ) A.5%B.17% C.25%D.33% 解析: 本题考查平衡常数、分解率的计算。 设分解率为x H2(g)+ X2(g)HX(g) 始态 0 0 1mol·L-1 平衡态 k= =10 解得x= 约17% 答案: B 二、非选择题 17.(2011·江苏模拟)随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。 (1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。 为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g) CH3(OH)(g)+H2O(g); ΔH=-49.0kJ/mol 测得CO2和CH3 OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 ①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=__________mol/(L·min)。 ②该反应的平衡常数表达式为__________。 ③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是__________。 A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大 C.将H2O(g)从体系中分离 D.再充入1molCO2和3molH2 (2)有人提出,可以设计反应2CO===2C+O2(ΔH>0、ΔS<0)来消除CO的污染。 请你判断是否可行并说出理由: ________________________________________________________________________ 解析: (1)①由图像可知反应10min时达平衡状态,此时Δc(CO2)=1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L,由反应方程式可知Δc(H2)=3Δc(CO2)=2.25mol/L,则v(H2)= = =0.225mol/(L·min)。 ③因该可逆反应正向为放热反应且为气体物质的量减小的反应,故升高温度,平衡向逆反应方向移动,使 减小,A项错误;再充入1molCO2和3molH2,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,使 增大,D正确;因容器体积不变,若充入He(g)使体系压强增大,不改变各物质的浓度,平衡不发生移动, 不变,B错误,若将生成物H2O(g)从体系中分离,则平衡向正反应方向移动, 增大,C正确。 (2)因为ΔH>0,ΔS<0,则ΔG=ΔH-TΔs>0,故该反应不能自发进行。 答案: (1)①0.225 ② ③C、D (2)不可行,该反应是一个焓增、熵减的反应,任何情况下都不能自发进行 18.在一个温度恒定的密闭容器中,SO2和O2发生反应。 已知1molSO2和足量O2完全反应,放出的热量为Q。 请按要求回答下列问题。 [恒压条件下] (1)若开始时放入1molSO2和0.5molO2,达平衡后,生成0.9molSO3,这时SO2的转化率为____ ______。 (2)若开始时放入 4m olSO2和2molO2,达平衡后,生成SO3的物质的量为__________,反应放出的热量为__________。 [恒容条件下] (3)若开始时放入1molSO2和0.5molO2,达平衡后,生成amolSO3,则a__________0.9(填“>”、“<”或“=”); (4)若令x、y和z分别代表初始加入SO2、O2和SO3的物质的量,要使达平衡时,反应混合物中三种气体的物质的量分别与(3)中平衡时完全相同,则x、y、z必 须满足的一般条件是__________。 (用两个代数式表示,其中一个只含x、y,另一个含x、z) 答案: (1)90% (2)3.6mol 3.6Q (3)< (4)x=2y,x+z=1
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