专题七 基础课时2 2.docx

专题七 基础课时2 2.docx

《专题七 基础课时2 2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题七 基础课时2 2.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

专题七基础课时22

基础课时2　化学反应的方向和限度

一、单项选择题

1.下列说法正确的是（　　）

A．能自发进行的反应一定能迅速发生

B．反应NH4HCO3（s）===NH3（g）＋H2O（g）＋CO2（g）　ΔH＝＋185.57kJ·mol－1能自发进行，是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向

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判断反应能否自发进行的判据

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

解析　能自发进行的反应并不一定能迅速发生，A项错误；应将焓变和熵变二者综合起来即利用复合判据进行反应自发性的判断，C项错误；D项中使用催化剂能改变反应的活化能，但不能改变反应进行的方向，错误。

答案　B

2．下列对熵的理解不正确的是（　　）

A．同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小

B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大

C．与外界隔离的体系，自发过程将导致体系的熵减小

D．25℃、1.01×105Pa时，2N2O5（g）===4NO2（g）＋O2（g）是熵增的反应

解析　体系都有从有序自发转变为无序的倾向，此过程为熵增过程，故C错误。

答案　C

3．在一定条件下，已达平衡的可逆反应：

2A（g）＋B（g）

2C（g），下列说法中正确的是（　　）

A．平衡时，此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系：

K＝

B．改变条件后，该反应的平衡常数K一定不变

C．如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化

D．若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小

解析　对于一个给定的化学反应，K只随温度的改变而改变，改变其他条件都不会引起平衡常数的改变，B、C、D错误。

答案　A

4．（2014·上海化学，14）只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是（　　）

A．K值不变，平衡可能移动

B．K值变化，平衡一定移动

C．平衡移动，K值可能不变

D．平衡移动，K值一定变化

解析　对于一个给定化学反应，化学平衡常数只与温度有关。

答案　D

5．某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB，发生反应：

3A（g）＋2B（g）

4C（s）＋2D（g），反应一段时间后达到平衡状态，测得生成1.6molC。

下列说法正确的是（　　）

A．该反应的化学平衡常数K＝

B．B的平衡转化率是40%

C．增大压强，化学平衡常数增大

D．增加B的量，B的平衡转化率增大

解析　化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质C是固体，A错误；根据化学方程式可知，平衡时B减少的物质的量是1.6mol×0.5＝0.8mol，故B的平衡转化率为40%，B正确；化学平衡常数只与温度有关，增大压强时化学平衡常数不变，C错误；增加B的量，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，而B的转化率减小，D错误。

答案　B

6．某温度下反应H2（g）＋I2（g）

2HI（g）的平衡常数K＝57.0，现向此温度下的真空容器中充入0.2mol/LH2（g）、0.5mol/LI2（g）及0.3mol/LHI（g），则下列说法中正确的是（　　）

A．反应正好达平衡

B．反应向左进行

C．反应向某方向进行一段时间后K＜57.0

D．反应向某方向进行一段时间后c（H2）＜0.2mol/L

解析　此时的浓度商为Qc＝

＝

＝0.9＜K，故平衡右移，c（H2）的浓度降低。

答案　D

7．X、Y、Z三种气体，取X和Y按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：

X＋2Y

2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y的转化率最接近于（　　）

A．33%B．40%C．50%D．65%

解析　由题意知X和Y是按1∶1的物质的量之比混合的，故可取X和Y各1mol，设X的转化量为amol：

达到平衡后，反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，即[（1－a）mol＋（1－2a）mol]∶2amol＝3∶2，解得a＝1/3。

则Y的转化率＝2amol/1mol＝2/3，最接近65%。

答案　D

8．利用醋酸二氨合铜[Cu（NH3）2Ac]溶液吸收CO，能达到保护环境和能源再利用的目的，反应方程式为Cu（NH3）2Ac＋CO＋NH3

[Cu（NH3）3]Ac·CO。

已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示：

温度/℃

15

50

100

化学平衡常数

5×104

2

1.9×10－5

下列说法正确的是（　　）

A．上述正反应为吸热反应

B．15℃时，反应[Cu（NH3）3]Ac·CO

Cu（NH3）2Ac＋CO＋NH3的平衡常数为2×10－5

C．保持其他条件不变，减小压强，CO的转化率升高

D．醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对CO的吸收没有影响

解析　本题考查化学平衡常数、化学平衡移动原理，意在考查考生对化学平衡常数的理解和化学平衡移动原理的应用能力。

根据提供数据，温度降低，平衡常数增大，说明温度降低，平衡向正反应方向移动，则正反应方向为放热反应，A项错误；[Cu（NH3）3]Ac·CO

Cu（NH3）2Ac＋CO＋NH3为Cu（NH3）2Ac＋CO＋NH3

[Cu（NH3）3]Ac·CO的逆反应，平衡常数互为倒数，则15℃时[Cu（NH3）3]Ac·CO

Cu（NH3）2Ac＋CO＋NH3的平衡常数K＝

＝2×10－5，B项正确；减小压强，平衡逆向移动，CO的转化率降低，C项错误；增大醋酸二氨合铜溶液的浓度，平衡向正反应方向移动，有利于CO的吸收，D项错误。

答案　B

二、不定项选择题

9．某恒定温度下，在一个2L的密闭容器中充入A气体、B气体，测得其浓度为2mol/L和1mol/L；且发生如下反应：

3A（g）＋2B（g）

4C（？

）＋2D（？

），已知“？

”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，且反应前后压强比为5∶4，则下列说法中正确的是（　　）

A．该反应的化学平衡常数表达式为：

K＝

B．此时B的转化率为35%

C．增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变

D．增加C的量，A、B转化率不变

解析　

设平衡时气体总的物质的量浓度为xmol/L，根据压强之比等于物质的量之比可得：

＝

＝

，即

＝

，可知x＝2.4，从而可知C为固体或液体，D为气体。

故化学平衡常数的表达式为K＝

，A错误；B的转化率为

×100%＝40%，B错误；该反应是一个反应正方向为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向右移动，平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，C正确；由于C为固体或液体，所以增加C的量，平衡不发生移动，A、B的转化率不变，D正确。

答案　CD

10．在10L密闭容器中，1molA和3molB在一定条件下反应：

A（g）＋xB（g）

2C（g），2min后反应达到平衡时，测得混合气体共3.4mol，生成0.4molC，则下列计算结果正确的是（　　）

A．平衡时，物质的量之比n（A）∶n（B）∶n（C）＝2∶11∶4

B．x值等于4

C．A的转化率为20%

D．B的平均反应速率为0.4mol·L－1·min－1

解析　设转化的A的物质的量为a，则

2a＝0.4mol，a＝0.2mol。

平衡时混合气体的总物质的量为3.4mol，1－a＋3－xa＋2a＝3.4mol，x＝4，B正确；平衡时A、B、C的物质的量分别为0.8mol、2.2mol、0.4mol，所以比值为4∶11∶2，A错；A的转化率为0.2mol/1mol×100%＝20%，C正确；B的平均反应速率为0.8mol/（10L×2min）＝0.04mol·L－1·min－1，D错。

答案　BC

11．（2015·四川理综，7）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：

C（s）＋CO2（g）

2CO（g），平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：

已知：

气体分压（p分）＝气体总压（p总）×体积分数。

下列说法正确的是（　　）

A．550℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动

B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%

C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动

D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总

解析　A项，C（s）＋CO2（g）

2CO（g）的正反应是气体物质的量增加的反应，由于反应容器为体积可变的恒压密闭容器，充入惰性气体容器体积扩大，对反应体系相当于减小压强，故v（正）、v（逆）均减小，平衡正向移动，错误；B项，由图可知，650℃时若设起始时CO2的体积为1L，平衡时CO2消耗的体积为x，则

×100%＝40.0%，x＝0.25L，CO2的转化率为25%，正确；C项，由图可知，T℃时平衡体系中CO和CO2的体积分数均为50%，故若恒压时充入等体积的CO2和CO两种气体平衡不发生移动，错误；D项，925℃时，CO的平衡分压p（CO）＝p总×96.0%，CO2的平衡分压p（CO2）＝p总×4%，根据化学平衡常数的定义可知

Kp＝

＝

＝23.04p总，错误。

答案　B

三、填空题

12．硫酸工业中接触氧化是最重要的一个反应：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH＝－197kJ/mol。

为了研究这一反应，在容积为2L的密闭容器中投入2molSO2、1molO2，然后控制反应温度，在反应进行至20min时加入一定量的催化剂，测定并记录一定时间内容器内SO3的物质的量，得到下表：

时间/min

10

20

30

40

50

n（SO3）/mol

0.4

0.6

1.2

1.6

1.6

（1）反应前10min，用O2表示该反应的反应速率v（O2）＝_________________________________________________________________。

（2）该温度下，该反应的平衡常数为__________________________________。

（3）在反应进行至50min时，再向容器中充入2molSO2和1molO2，达到平衡后，SO2的转化率将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）保持温度不变，若在该容器中只投入2molSO3，达到平衡时，反应吸收的热量为________________________________________________________。

解析　

（1）反应前10min，用SO3表示该反应的反应速率为v（SO3）＝

＝

＝

＝0.02mol/（L·min），利用化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，v（O2）＝

v（SO3）＝0.01mol/（L·min）。

（2）由表中数据可知，反应在40min时达到平衡，则

该反应的平衡常数K＝

＝

＝160。

（3）在反应进行至50min时，再向容器中充入2molSO2和1molO2，在容器容积不变的条件下，物质的量增加1倍，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大。

（4）保持温度不变，若在该容器中只投入2molSO3，对该可逆反应，相当于由逆反应建立平衡，与上述平衡是等效的，达到平衡时SO3的浓度为0.8mol/L，转化的浓度为1mol/L－0.8mol/L＝0.2mol/L，则SO3的转化率＝

×100%＝20%，反应吸收的热量为197kJ×20%＝39.4kJ。

答案　

（1）0.01mol/（L·min）　

（2）160　（3）增大

（4）39.4kJ

13．研究硫及其化合物性质有重要意义。

（1）Cu2S在高温条件下发生如下反应：

2Cu2S（s）＋3O2（g）===2Cu2O（s）＋2SO2（g）

ΔH＝－773kJ·mol－1

当该反应有0.2molSO2生成时，反应释放出的热量为________kJ。

（2）硫酸工业生产中涉及反应：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g），向2L的容器中充入2molSO2、1molO2，SO2的平衡转化率与温度的关系如下图所示。

①T1温度下，反应进行到状态D时，v（正）________v（逆）（填“＞”“＜”或“＝”）。

温度为T1时，反应的平衡常数K＝________________________。

②若在T3温度时，达平衡时测得反应放出的热量为Q1。

此时再向容器中加入2molSO2、1molO2并使之重新达到平衡，测得又放出热量Q2。

则下列说法正确的是________。

（填序号字母）

a．Q2一定等于Q1

b．新平衡时SO2的转化率一定大于80%

c．T3时的平衡常数大于T1时的平衡常数

（3）下列关于反应2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH＜0的说法正确的是________（填字母代号）。

A．升温可以加快合成SO3的速率同时提高SO2的转化率

B．寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向

C．由于ΔH＜0，ΔS＜0，故该反应一定能自发进行

D．当SO2的浓度保持不变时，说明反应达到平衡状态

解析　

（1）生成2mol二氧化硫放出773kJ热量，所以生成0.2mol二氧化硫放出77.3kJ热量。

（2）由D到A，二氧化硫的转化率增大，平衡向正反应方向移动，所以v（正）＞v（逆）；反应达到平衡状态时，二氧化硫的物质的量是0.2mol，其浓度是0.1mol·L－1，氧气的浓度是0.05mol·L－1，三氧化硫的浓度是0.9mol·L－1，所以K＝

＝1620；再向容器中加入2molSO2、1molO2，增大了体系的压强，导致平衡向正反应方向移动，所以放出的热量比Q1多，所以二氧化硫的转化率增大，故a错误，b正确。

由图示可知，T1时SO2的转化率高，所以K值大，c错误。

（3）A项，该反应正向放热，故温度升高，平衡逆向移动，SO2的转化率降低；B项，寻找常温下的合适催化剂，加快反应速率，同时降低能耗；C项，通过ΔG＝ΔH－TΔS可知，反应的自发进行需要一定的外界条件；D项，平衡时各组分的浓度保持一定。

答案　

（1）77.3　

（2）①＞　1620　②b　（3）B、D

[选做题]

14．

（1）研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：

2NO2（g）＋NaCl（s）

NaNO3（s）＋ClNO（g）

K1　ΔH1<0　（Ⅰ）

2NO（g）＋Cl2（g）

2ClNO（g）　K2　ΔH2<0　（Ⅱ）

①4NO2（g）＋2NaCl（s）

2NaNO3（s）＋2NO（g）＋Cl2（g）的平衡常数K＝________（用K1、K2表示）。

②为研究不同条件对反应（Ⅱ）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min时反应（Ⅱ）达到平衡。

测得10min内v（ClNO）＝7.5×10－3mol·L－1·min－1，则平衡后n（Cl2）＝________mol，NO的转化率α1＝________。

其他条件保持不变，反应（Ⅱ）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2________α1（填“>”“<”或“＝”），平衡常数K2________（填“增大”“减小”或“不变”）。

若要使K2减小，可采取的措施是__________________________。

（2）已知t℃时，反应FeO（s）＋CO（g）

Fe（s）＋CO2（g）的平衡常数K＝0.25。

①t℃时，反应达到平衡时n（CO）∶n（CO2）＝________。

②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO（s），并通入xmolCO，t℃时反应达到平衡，此时FeO（s）转化率为50%，则x＝________。

（3）[2014·重庆理综，11（3）]储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：

。

在某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，其起始浓度为amol·L－1，平衡时苯的浓度为bmol·L－1，该反应的平衡常数K＝________。

解析　

（1）①观察题给的三个方程式可知，题目所求的方程式可由（Ⅰ）×2－（Ⅱ）得到，故该反应的平衡常数K＝

。

②由题给数据可知，n（ClNO）＝7.5×10－3mol·L－1·min－1×10min×2L＝0.15mol。

　　　　　　　2NO（g）＋Cl2（g）

2ClNO（g）

起始物质的量/mol0.20.10

10min内转化的物

质的量/mol0.150.0750.15

平衡物质的量/mol0.050.0250.15

故n（Cl2）＝0.025mol；

NO的转化率α1＝

×100%＝75%。

因该反应是气体分子数减小的反应，故其他条件保持不变，由恒容条件（2L）改为恒压条件，平衡正向移动，NO的转化率增大，即α2>α1；平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变；要使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因为反应（Ⅱ）是放热反应，故应升高温度。

（2）①根据该反应的K＝c（CO2）/c（CO）＝0.25，可知反应达到平衡时n（CO）∶n（CO2）＝4∶1。

根据化学平衡常数可知：

K＝0.01/（x－0.01）＝0.25，

解得x＝0.05。

（3）由“三段式”法可得：

K＝

＝

＝

mol3·L－3。

答案　

（1）①

　②2.5×10－2　75%　>　不变　升高温度　

（2）①4∶1　②0.05　（3）

mol3·L－3