K12教育学习资料高三化学一轮复习 第二章 化学反应速率和化学平衡 第四节 化学反应进行的方向能.docx
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K12教育学习资料高三化学一轮复习第二章化学反应速率和化学平衡第四节化学反应进行的方向能
化学反应进行的方向
一、选择题
1、在密闭容器中进行如下反应：
2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g），反应到某时刻时SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，可能存在的数据是（ ）
A．SO2为0.4mol/L O2为0.2mol/L B．SO3为0.25mol/L
C.SO2SO3均为0.15mol/L D．SO3为0.4mol/L
2、对可逆反应4NH3（g）+5O2（g）
4NO（g）+6H2O（g），则下列叙述中正确的是 （ ）
A．达到化学平衡时，5v正（O2）＝4v逆（NO）
B．若单位时间内生成nmolNO的同时，生成nmolNH3，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D．化学反应速率关系是：
2v正（NH3）＝3v正（H2O）
3、在密闭容器中进行如下反应：
X2（g）+Y2（g）⇌2Z（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，正反应是放热反应B．T1＜T2，正反应是吸热反应
C． T1＞T2，正反应是放热反应D．T1＞T2，正反应是吸热反应
4、在一定温度下，将等量的气体分别通入起始体积相同的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中，使其发生反应，t0时容器Ⅰ中达到化学平衡，X、Y、Z的物质的量的变化如图所示。
则下列有关推断正确的是（ ）
A．该反应的化学方程式为：
3X＋2Y
2Z
B．若两容器中均达到平衡时，两容器的体积V（Ⅰ）＜V（Ⅱ），
则容器Ⅱ达到平衡所需时间小于t0
C．若两容器中均达到平衡时，两容器中Z的物质的量分数相同，则Y为固态或液态
D．若达平衡后，对容器Ⅱ升高温度时，其体积增大，说明Z发生的反应为吸热反应
5、下列实验事实与平衡移动无关的是（ ）
A．
氯气难溶于饱和食盐水
B．
用加压的方法促进CO2在水中的溶解
C．
FeCl3+3KSCN⇌Fe（SCN）3+KCl，向体系中加入KCl固体
D．
合成氨工业中，及时将氨气液化移出
6、下列方法中可以说明2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）已达到平衡的是（ ）
A．
c（HI）：
c（H2）：
c（I2）=2：
1：
1时
B．
温度和体积一定时，混合气体的颜色不再改变
C．
单位时间内生成nmolH2的同时消耗2nmolHI
D．
温度和体积一定时，容器内压强不再变化
7、在一定条件下，对于在密闭容器中进行的反应4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g），下列说法中可以充分说明这一反应已经达到平衡状态的是（ ）
A．达到化学平衡时，v正（O2）=v逆（NO）
B．若单位时间内生成2molNO的同时消耗2molNH3
C．NH3、O2、NO、H2O在容器中共存
D．c（NH3）保持不变
8、在一密闭容器中，反应aA（g）bB（g）达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则下列说法不正确的是（ ）
A．平衡向正反应方向移动 B．物质A的转化率增大
C．物质B的质量分数增加 D．a>b
9、在一定条件下，对于密闭容器中进行的反应：
P（g）+Q（g）⇌R（g）+S（s）下列说法中可以充分说明这一反应已经达到化学平衡状态的是（ ）
A．
P、Q、R、S的浓度相等
B．
P、Q、R、S在密闭容器中共存
C．
P、Q、R、S的浓度不再变化
D．
用P的浓度表示的化学反应速率与用Q的浓度表示的化学反应速率相等
10、在密闭容器中进行X2（g）+4Y2（g）⇌2Z2（g）+3Q2（g）的反应，其中X2、Y2、Z2、Q2的起始浓度分别为：
0.1mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L，反应达到平衡，各物质的浓度不可能为（ ）
A．
c（X2）=0.15mol/L
B．
c（Y2）=0.9mol/L
C．
c（Z2）=0.3mol/L
D．
c（Q2）=0.6mol/L
11、在一定条件下，反应A2（g）+B2（g）⇌2AB（g），达到反应限度的标志是（ ）
A．
容器内气体的总压强不随时间的变化而变化
B．
单位时间内有nmolA2生成，同时就有nmolB2生成
C．
单位时间内有nmolA2生成，同时就有2nmolAB生成
D．
单位时间内有nmolB2生成，同时就有2nmolAB分解
12、设C+CO⇌2CO；（正反应为吸热反应；反应速率为v1），N2+3H⇌2NH3；（正反应为放热反应；反应速率为v2），对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为（ ）
A．
同时增大
B．
同时减小
C．
增大，减小
D．
减小，增大
二、非选择题
13、Ⅰ.高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为
Fe2O3（s）＋3CO（g）2Fe（s）＋3CO2（g） ΔH
（1）已知：
Fe2O3（s）＋3C（石墨）===2Fe（s）＋3CO（g） ΔH1
C（石墨）＋CO2（g）===2CO（g） ΔH2
则ΔH＝________（用含ΔH1、ΔH2代数式表示）
（2）高炉炼铁反应的平衡常数表达式K＝________。
（3）在T℃时，该反应的平衡常数K＝64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
1.5
1.0
1.0
①甲容器中CO的平衡转化率为________。
②下列说法正确的是________（填字母）。
A．若容器压强恒定，反应达到平衡状态
B．若容器内气体密度恒定，反应达到平衡状态
C．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
D．增加Fe2O3就能提高CO的转化率
Ⅱ.纳米MgO可用尿素与氯化镁合成。
某小组研究该反应在温度在378～398K时的反应时间、反应物配比等因素对其产率的影响。
请完成以下实验设计表：
编号
温度/K
反应
时间/h
反应物物质
的量配比
实验目的
①
378
3
3∶1
实验②和④探究______________
实验②和______探究反应时间对产率的影响
②
378
4
4∶1
③
378
3
④
398
4
4∶1
下图为温度对纳米MgO产率（曲线a）和粒径（曲线b）的影响，请归纳出温度对纳米MgO制备的影响：
__________________（写出一条）。
14、已知A（g）＋B（g）C（g）＋D（g）反应的平衡常数和温度的关系如下：
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________0（填“＜”、“＞”或“＝”）；
（2）830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v（A）＝0.003mol·L－1·s－1，则6s时c（A）＝________mol·L－1，C的物质的量为________mol；反应经一段时间，达到平衡时A的转化率为________，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为________；
（3）判断该反应是否达到平衡的依据为________（填正确选项前的字母）；
a．压强不随时间改变
b．气体的密度不随时间改变
c．c（A）不随时间改变
d．单位时间里生成C和D的物质的量相等
（4）1200℃时反应C（g）＋D（g）A（g）＋B（g）的平衡常数的值为________。
15、在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化成SO3：
2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g） ΔH＝－198kJ·mol－1。
（已知制SO3过程中催化剂是V2O5，它在400℃～500℃时催化效果最好）
下表为不同温度和压强下SO2的转化率（%）：
（1）根据化学理论综合分析，为了使二氧化硫尽可能转化为三氧化硫，可控制的条件是______________________________________________。
（2）实际生产中，选定400℃～500℃作为操作温度，其原因是
_________________________________________________________________。
（1） 实际生产中，采用的压强为常压，其原因是
_______________________________________________________________________________________________________________________________。
（2） 在生产中，通入过量空气的目的是____________________________________________________。
（5）尾气中有SO2，必须回收是为了
___________________________________________________________。
16、
（1）在25℃时,向100mL含氯化氢14.6g的盐酸溶液里放入5.60g纯铁粉（不考虑反应前后溶液体积的变化）,反应开始至
2min末,收集到1.12L（标准状况）氢气。
在此之后,又经过4min,铁粉完全溶解。
则前2min与后4min相比,反应速率较快的是 ,其原因是 。
（2）在1×105Pa和25℃时,H—H键、N≡N键和N—H键的键能分别为436kJ·mol-1、945kJ·mol-1和391kJ·mol-1,
①根据上述数据判断工业合成氨的反应是 （填“吸热”或“放热”）反应;
②在25℃时,取1mol氮气和3mol氢气放入一密闭容器中,在催化剂存在下进行反应。
理论上放出或吸收的热量为Q1,则Q1为 kJ;
③实际生产中,放出或吸收的热量为Q2,Q1与Q2比较,正确的是 。
A.Q1>Q2 B.Q1如此选择的理由是 。
参考答案
1、B
2、B
3、考点：
体积百分含量随温度、压强变化曲线．
专题：
化学平衡专题．
分析：
根据温度对平衡移动的影响分析，温度越高，则反应速率越大，达到平衡用的时间越少，温度越高，平衡时Z的物质的量越小，平衡向逆反应方向移动，根据温度对平衡移动的影响分析．
解答：
解：
温度越高，化学反应速率越大，达到平衡用的时间越少，所以T1＜T2；升高温度，产物的量降低，说明该反应向逆反应方向移动，所以逆反应方向是吸热反应，正反应是放热反应，故选A．
点评：
本题考查了化学平衡图象、化学平衡影响因素等，难度中等，明确“先拐先平数值大”是解本题的关键，然后根据温度对化学平衡的影响分析反应热．
4、C
5、考点：
化学平衡移动原理．
专题：
化学平衡专题．
分析：
平衡移动原理是如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动．平衡移动原理适用的对象是可逆过程，如与可逆过程无关，则不能用平衡移动原理解释，平衡移动原理对所有的动态平衡都适用．
解答：
解：
A．氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，该反应存在溶解平衡，饱和食盐水中含有氯化钠电离出的氯离子，抑制了氯气的溶解，所以用排饱和食盐水的方法收集氯气，可以用平衡移动原理来解释，故A错误；
B、加压能使CO2在水中的溶解向着溶解的方向进行，与平衡移动有关，故B错误；
C、平衡体系固体物质量的增减不会对化学平衡的移动产生影响，与平衡移动无关，故C正确；
D、合成氨工业中，及时将氨气液化移出，可以促进合成氨的反应平衡正向移动，与平衡移动有关，故D错误；
故选C．
点评：
本题考查了平衡移动原理的使用对象，难度不大，注意使用平衡移动原理的前提必须是可逆反应，细心体会化学平衡移动原理是很重要的．
6、考点：
化学平衡状态的判断．
专题：
化学平衡专题．
分析：
根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态．
解答：
解：
A、当体系达平衡状态时，c（HI）：
c（H2）：
c（I2）可能是2：
1：
1，也可能不是2：
1：
1，与各物质的初始浓度及转化率有关，故A错误；
B、温度和体积一定时，混合气体的颜色不再改变，说明生成和消耗碘蒸气的量相等，说明达平衡状态，故B正确；
C、单位时间内生成nmolH2的同时消耗2nmolHI，从反应开始到平衡建立始终相等，故C错误；
D、温度和体积一定时，容器内压强从反应开始到平衡建立始终不再变化，故D错误；
故选B．
点评：
本题考查了化学平衡状态的判断，难度不大，注意当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但不为0．
7、考点：
化学平衡状态的判断．
分析：
根据化学平衡状态的特征：
逆、定、动、变、等来判断化学反应是否达到平衡；当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理性不变，以此解答该题．
解答：
解：
A、v正（O2）=v逆（NO）不符合速率之比等于化学计量数之比，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，故A不符合；
B、无论反应是否达到平衡状态，生成2molNO的同时都消耗2molNH3，不能判断是否达到平衡状态，故B不符合；
C、可逆反应各种物质共存，不能说明反应达到平衡，故C不符合；
D、NH3浓度不再变化说明反应达到平衡，故D符合；
故选D．
点评：
本题考查化学平衡状态的判断，题目难度不大，本题注意B项为易错点，反应物和生成物都是气体，质量守恒，容器的体积不变，则密度不变．
8、D
9、考点：
化学平衡状态的判断．
专题：
化学平衡专题．
分析：
化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量不变，注意该反应中气体的化学计量数之和前后相等的特点．
解答：
解：
A．反应平衡时各物质的物质的量浓度之比取决于起始物质的量浓度以及反应转化的程度，不能作为判断是否达到化学平衡的依据，故A错误；
B．反应为可逆反应，无论是否达到平衡状态，四种物质都共存，不能作为判断是否达到化学平衡的依据，故B错误；
C．各物质的浓度不变，化学反应达到平衡状态，故C正确；
D．反应速率之比等于化学计量数之比，用P的浓度表示的化学反应速率与用Q的浓度表示的化学反应速率相等，不能说明正逆反应速率相等，故D错误．
故选C．
点评：
本题考查化学平衡状态的判断，题目难度不大，本题注意反应可逆的特点，注意正逆反应速率是否相等的判断．
10、考点：
化学反应的可逆性．
专题：
化学平衡专题．
分析：
化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应；利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，据此判断分析．
解答：
解：
若反应向正反应进行到达平衡，假定完全反应，则：
X2（g）+4Y2（g）⇌2Z2（g）+3Q2（g）
开始（mol/L）：
0.1 0.4 0.2 0.3
变化（mol/L）：
0.1 0.4 0.2 0.3
平衡（mol/L）：
0 0 0.4 0.6
若反应逆正反应进行到达平衡，假定完全反应，则：
X2（g）+4Y2（g）⇌2Z2（g）+3Q2（g）
开始（mol/L）：
0.1 0.4 0.2 0.3
变化（mol/L）：
0.1 0.4 0.2 0.3
平衡（mol/L）：
0.2 0.8 0 0
由于为可逆反应，物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为0＜c（X2）＜0.2，0＜c（Y2）＜0.8，0＜c（Z2）＜0.4，0＜c（Q2）＜0.6，故不可能的是BD；
故选：
BD．
点评：
本题考查了化学平衡的建立，关键是利用可逆反应的不完全性，运用极限假设法解答，难度中等．
11、考点：
化学平衡状态的判断．
专题：
化学平衡专题．
分析：
通过化学方程式可知，反应前后气体的化学计量数之和相等，无论是否达到平衡状态，容器的压强都不变，达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不变，以此解答该题．
解答：
解：
A、反应前后气体的物质的量不变，混合气体的压强始终不变，容器内的总压强不随时间而变化，不能说明到达平衡状态，故A错误；
B、单位时间内，生成nmolA2的同时，生成nmol的B2，都表示逆反应速率，不能说明反应到达平衡状态，故B错误；
C、单位时间内生成nmolA2需要消耗2molAB，单位时间内生成nmolA2的同时生成2nmol的AB，单位时间内AB的生成与消耗的物质的量相等，反应达到平衡状态，故C正确；
D、单位时间内，生成nmolB2的同时，有2nmolAB分解，都表示逆反应速率，不能说明反应到达平衡状态，故D错误；
故选C．
点评：
本题考查化学平衡状态的判断，难度中等，需要学习时理解化学平衡状态的内涵和外延，判断时要注意选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态．
12、考点：
化学平衡的影响因素．
专题：
化学平衡专题．
分析：
化学反应无论是吸热反应还是放热反应，温度升高，化学反应速率都增大．
解答：
解：
化学反应无论是吸热反应还是放热反应，温度升高，活化分子的百分含量增大，有效碰撞的次数增大，化学反应速率都增大．
故选：
A．
点评：
本题考查温度对化学反应速率的影响，题目难度不大，注意温度对反应速率的影响与反应的吸、放热无关．
13、答案 Ⅰ.
（1）ΔH1－3ΔH2
（2）略 （3）①60% ②B
Ⅱ.4∶1 温度对产率的影响 ③
在378～398K，生成的纳米MgO的粒径大小无明显变化 （或：
在378K～398K，随温度的升高，产率增大；383K较低温度下有利于形成较小的颗粒）
14、答案
（1）略 ＜
（2）0.022 0.09 80% 80% （3）c （4）2.5
15、
（1）常压、450℃、催化剂
（2）在此温度下催化剂的活性最高
（3）在常压下SO2的转化率就已经很高了（97.5%），若采用高压，平衡能向右移动，但效果并不明显，比起高压设备，得不偿失
（4）增大反应物O2的浓度，提高SO2的转化率
（5）防止污染环境
解析 解答本题注意以下两点：
①抓住本反应的反应特点。
②把外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响和实际情况有机结合起来。
从提高反应速率考虑，合成SO3需要加入催化剂和升温，加压；从增大反应物的转化率方面考虑，合成SO3需低温，加压，通入廉价空气；从表中数据和设备材料的要求以及催化剂的活性方面综合考虑，选择最适宜条件。
16、
（1）由于前2min反应物的浓度比后4min的浓度大,所以前2min的反应速率要大。
（2）①由于工业合成氨的反应是N2+3H2
2NH3,根据所给的各种化学键的键能关系,化学键断裂吸收的能量为945kJ+3×436kJ=2253kJ,而形成化学键放出的能量为6×391kJ=2346kJ,所以放出的能量多于吸收的能量,所以该反应是放热反应。
②若取1mol氮气和3mol氢气放入一密闭容器中,在催化剂存在下进行反应。
理论上放出的热量为2346kJ-2253kJ=93kJ。
③试剂生产中由于该反应是一个可逆反应,不可能进行完全,所以放出的热量始终小于理论上放出的能量。
答案:
（1）前2min 氢离子浓度大
（2）①放热 ②93 ③A 可逆反应不能完全反应
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