创新设计高考化学大一轮复习江苏专用专题训练 化学反应的方向和限度Word格式文档下载.docx
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0,即在任何温度下反应均能自发进行。
答案 D
2.某温度时,N2+3H2
2NH3的平衡常数K=a,则此温度下,NH3
H2+
N2的平衡常数为
A.
B.
C.
aD.
解析 K=
=a,而NH3
N2的平衡常数K′=
=a-
=
。
答案 A
3.在容积可变的密闭容器中,1molN2和4molH2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时的氮气的体积分数接近
于( )。
A.5%B.10%C.15%D.20%
解析 由氢气的平衡转化率可知氢气转化的物质的量为1mol,所以氮气和氨气转化的物质的量分别为1/3mol和2/3mol,平衡时氮气、氢气和氨气的物质的量分别为2/3mol、3mol、2/3mol,所以平衡时氮气的物质的量分数约为15%,即体积分数接近于15%,C正确。
答案 C
4.一定条件下,NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体。
将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应,下列不能说明反应达到平衡状态的是
A.混合气体颜色保持不变
B.体系的平均相对分子质量保持不变
C.NO2和SO2的体积比保持不变
D.每消耗1molSO2的同时生成1molNO2
解析 抓住化学平衡状态的2个特征:
v(正)=v(逆)、各成分的浓度保持不变。
发生反应NO2+SO2
NO+SO3。
A说明c(NO2)不变,可以作为到达平衡的标志。
r=
,气体的总质量不变,气体的总物质的量不变,平均相对分子质量不变,B错误。
起始体积比为1∶2,反应过程中变化量相同(设为x),平衡时体积比为(1-x)∶(2-x),C正确。
D项中消耗SO2表示正反应速率,生成NO2表示逆反应速率,正确。
答案 B
5.反应Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g),700℃时平衡常数为1.47,900℃时平衡常数为2.15。
下列说法正确的是
A.升高温度该反应的正反应速率增大,逆反应速率减小
B.该反应的化学平衡常数表达式为K=
C.该反应的正反应是吸热反应
D.增大CO2浓度,平衡常数增大
解析 A项,升温,正、逆反应速率均增大,不正确;
B项,该化学平衡常数表达式为K=
,错误;
C项,升温,平衡常数增大,表明平衡向正反应方向移动,即正反应为吸热反应,故正确;
D项,增大反应物浓度,平衡常数不变,故不正确。
6.可逆反应A(g)+2B(g)
3C(g)+4D(g) ΔH>
0,在恒容密闭容器中达到平衡后,改变某一条件,下列图像正确的是
解析 该反应是吸热反应,升温平衡正向移动,则平衡常数K应增大,A错;
增大压强平衡逆向移动,则B的转化率降低,B错;
催化剂不能使化学平衡发生移动,则D的产率不变,C错;
化学平衡常数只受温度影响,与反应物的量无关,D正确。
二、不定项选择题(每小题有1~2个选项符合题意)
7.高温及催化剂作用下,某反应的平衡常数K=
恒容时,温度升高,H2浓度减小,下列说法正确的是
A.恒温下,将容器体积变为原来2倍,CO的平衡浓度变为原来的1/2
B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度不变
C.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
D.该反应化学方程式为CO2+H2
CO+H2O ΔH<
解析 根据平衡常数表达式可推知化学方程式为CO+H2O
CO2+H2,恒容时,温度升高,H2浓度减小,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应是吸热反应,正反应ΔH<0,则D错;
该反应是气体物质的量不变的反应,恒温下,将容器体积变为原来2倍,平衡不发生移动,CO的平衡浓度变为原来的
,A正确;
恒温恒容下,充入稀有气体,虽然压强增大,但平衡体系中各物质的浓度不变,B正确;
升高温度,正反应速率和逆反应速率都增大,C错。
答案 AB
8.室温下,体积为2L的密闭容器中A、B、C三种气体的起始浓度和平衡浓度如下表:
物质
A
B
C
初始浓度/mol·
L-1
0.1
0.2
平衡浓度/mol·
0.05
下列说法中正确的是
A.发生的反应可表示为A+B
2C
B.反应达到平衡时B的转化率为25%
C.若起始时密闭容器中有0.1molA、0.1molB、0.2molC时,反应达平衡时,c(A)=0.05mol·
D.改变起始时容器中各气体的物质的量,可以改变此反应的平衡常数
解析 根据表格中数据,可知发生的反应为A+3B
2C,A项错误;
反应达到平衡时,B的转化率=
=75%,B项错误;
起始时密闭容器中有0.1molA、0.1molB、0.2molC时,与原平衡是等效平衡,达平衡时各物质浓度相同,C正确;
温度不变,反应的平衡常数不变,D错误。
9.已知:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·
mol-1。
相同温度下,在容积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应。
相关数据如下:
容器
编号
起始时各物质物质的量/mol
达平衡过程体系能量的变化
CO
H2O
CO2
H2
①
1
4
放出热量:
32.8kJ
②
热量变化:
Q
下列说法中,不正确的是
A.容器①中反应达到平衡时,CO的转化率为80%
B.容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率
C.平衡时,两容器中CO2的浓度相等
D.容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率
解析 A项,1molCO完全反应时放出的热量为41kJ,容器①中反应放出的热量为32.8kJ,所以实际反应的CO的物质的量为0.8mol,生成CO2为0.8mol,容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%,正确;
B项,由容器①中数据可计算出化学平衡常数为1,根据化学平衡常数可计算平衡时容器②中CO2的物质的量为0.2mol,从而计算出CO2的转化率为80%,正确;
D项,反应速率之比等于物质的化学计量数之比,所以CO的反应速率等于H2O的反应速率,正确;
C项,由A、B两项分析可知平衡时,两容器中CO2的浓度不相等,①>
②,C错误。
10.在300mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:
Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g),已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表:
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×
104
2
1.9×
10-5
下列说法不正确的是
A.上述生成Ni(CO)4的反应为吸热反应
B.25℃时反应Ni(CO)4(g)
Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×
C.在80℃时,测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5mol·
L-1,则此时v正>
v逆
D.80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2mol·
解析 温度升高,平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,A错误;
Ni(CO)4(g)
Ni(s)+4CO(g)为题给反应的逆反应,温度相同时,两个反应的平衡常数互为倒数关系,B正确;
C项中该时刻Qc=
=8>
K,反应逆向进行,v逆>
v正,C错误;
D项中CO的平衡浓度为1mol·
L-1,由K=2可计算出Ni(CO)4的平衡浓度为2mol·
L-1,D正确。
答案 AC
三、填空题
11.一定条件下铁可以和CO2发生反应:
Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) ΔH>
0,1100℃时,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2和CO的浓度与时间的关系如图所示。
(1)该反应的平衡常数表达式K=________。
(2)下列措施中能使平衡常数K增大的是________(填序号)
A.升高温度B.增大压强
C.充入一定量COD.降低温度
(3)8min内,CO的平均反应速率v(CO)=________mol·
L-1·
min-1。
(4)1100℃时,2L的密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
甲
乙
反应物投入量
3molFe、2molCO2
4molFeO、3molCO
CO的浓度(mol·
L-1)
c1
c2
CO2的体积分数
φ1
φ2
体系压强(Pa)
p1
p2
气态反应物的转化率
α1
α2
①下列说法正确的是________。
A.2c1=3c2B.φ1=φ2
C.p1<
p2D.α1=α2
②求c1=________、φ1=________、α2=________。
解析
(1)平衡常数表达式中不能出现固体物质的浓度,则K=
=2。
(2)平衡常数只受温度的影响,由于该反应为吸热反应,所以升温,能增大平衡常数。
(3)求平均反应速率时,应用浓度的变化值除以时间,即v(CO)=
=0.0625mol·
(4)由图像可计算平衡常数,K=
①A项,温度相同,则甲、乙两容器中反应的平衡常数相同,即
,由此可得,c1<
c2,3c1=2c2,错误;
B项,由于该反应为等体积反应,改变CO或CO2的浓度,相当于改变压强,平衡不移动,所以φ1=φ2,正确;
C项,因为乙中气体分子数多,所以p1<
p2,正确;
D项,由于平衡是从不同途径建立的,所以α1+α2=1,错误。
②K=
=2,解得c1≈0.67mol·
L-1。
φ1=
×
100%≈33.3%。
容器乙中平衡常数K′=
,c(CO2)=0.5mol·
则容器乙中的CO的转化率α2=
答案
(1)
(2)A (3)0.0625 (4)①BC
②0.67mol·
L-1 33.3% 33.3%
12.
(1)反应Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) ΔH1,平衡常数为K1;
反应Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g) ΔH2,平衡常数为K2
在不同温度时K1、K2的值如下表:
700℃
900℃
K1
1.47
2.15
K2
2.38
1.67
反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH,平衡常数为K,则ΔH=________(用ΔH1和ΔH2表示),K=________(用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)
0,CO2的浓度与时间的关系如图所示:
①该条件下反应的平衡常数为________;
若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0mol·
L-1,则平衡时CO2的浓度为________mol·
②下列措施中能使平衡时
增大的是________(填序号)。
A.升高温度B.增大压强
C.再充入一定量的CO2D.再加入一定量铁粉
解析
(1)目标反应可由上述两个反应相减得到,ΔH=ΔH1-ΔH2,K=
,随温度升高,K1增大,K2减小,所以
增大,平衡正向移动,正反应为吸热反应。
(2)由图及反应方程式可知,①平衡时c(CO2)=0.5mol·
L-1,c(CO)=1mol·
L-1,则K=
设平衡时c(CO)=amol·
L-1,则平衡时c(CO2)=(2-a)mol·
L-1,则K=2=
,解得a=2/3。
②升高温度,平衡正向移动,A正确。
增大压强,平衡不移动,B错误。
充入一定量的CO2,最终得到的是等效平衡,C错误。
铁粉浓度不影响平衡的移动,D错误。
答案
(1)ΔH1-ΔH2
吸热
(2)①2.0 0.67(或2/3) ②A
13.在100℃时,将0.100molN2O4气体充入1L恒容抽空的密闭容器中,隔一定时间对该容器内物质的浓度进行分析得到如表数据:
时间(s)
20
40
60
c(N2O4)/mol·
0.100
0.050
c3
c4
c(NO2)/mol·
0.000
0.060
0.120
(1)该反应的平衡常数表达式为________;
从表中分析:
c1________c2,c3________c4(填“>
”、“<
”或“=”)。
(2)在上述条件下,从反应开始直至达到化学平衡时,N2O4的平均反应速率为________mol·
s-1。
(3)达平衡后下列条件的改变可使NO2气体浓度增大的是________(填字母序号)。
A.扩大容器的容积B.再充入一定量的N2O4
C.分离出一定量的NO2D.再充入一定量的He
(4)若在相同条件下,起始时只充入0.080molNO2气体,则达到平衡时NO2气体的转化率为________。
解析
(1)本题的反应方程式为N2O4(g)
2NO2(g),由表中数据可计算出c1=0.070,c2=0.100,根据60s和80s时c(NO2)相等可确定在60s时反应已达平衡状态,则有c3=c4。
(2)由表中数据知,从反应开始直至达到化学平衡,v(NO2)=0.002mol·
(L·
s)-1,则v(N2O4)=0.001mol·
s)-1。
(3)选项A和C中改变条件后,c(NO2)减小,选项D中改变条件后,c(NO2)保持不变。
(4)在题设条件下反应N2O4(g)
2NO2(g)的平衡常数K=
=0.36。
现充入NO2气体0.080mol,相当于0.040molN2O4,设达平衡时N2O4的浓度变化了xmol·
L-1,则有K=
=0.36,解得x=0.030,即达到平衡时混合气体中有0.06molNO2和0.01molN2O4,所以NO2的转化率为25%。
答案
(1)K=
<
=
(2)0.001 (3)B (4)25%