1、第22讲 化学平衡的移动 化学反应进行的方向 练习第22讲化学平衡的移动化学反应进行的方向1已知:CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H0,S0。则该反应能自发进行的条件是()A低温B高温C任何温度下都能自发进行D任何温度下都不能自发进行解析:根据化学反应方向的判断:GHTS,当G0时反应不能自发进行。由于H0,S0,所以只有T很大时,G才能小于0,反应才能自发进行。答案:B2下列说法正确的是()AH0的反应在温度低时不能自发进行BNH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJ/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
2、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解析:H0,则G0C其他条件相同,若只改变压强,则a比b的压强大且n2D其他条件相同,若改变A的物质的量,则a比b消耗A的物质的量少解析:A项,催化剂不会使化学平衡发生移动,最终C的百分含量不变,故不正确;B项,a的反应速率大于b,故a比b的温度高,a中C的百分含量小于b,则升高温度时平衡向逆反应方向移动,故H应小于0,不正确;C项,增大压强反应速率加快,达到平衡所用的时间短,则a曲线对应的压强大,达平衡时C的百分含量a小于b,即加压平衡向逆反应方向移动,则n
3、2,故正确;其他条件不变,A是固体,改变A的量不影响化学平衡,故不正确。答案:C5有A、B、C、D 4个反应的焓变和熵变如下表所示:反应ABCDH/kJmol110.51.8012611.7S/Jmol1K130.0113.084.0105.0下列说法正确的是()A反应A在任何温度下均可以自发进行B反应B在任何温度下均不可以自发进行C反应C必须在温度高于170时才能自发进行D反应D在任何温度下均不可以自发进行解析:根据GHTS,若G0,反应可以自发进行,则可知反应C符合;而反应B在任何温度下的G均大于0,故不符合;D项,反应D中,11.7T(105.0)1030,则T111.4 K即可以自发进
4、行。答案:B6对于平衡体系:aA(g)bB(g) cC(g)dD(s)H0,下列判断中不正确的是()A若(ab)0B若温度T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1K2C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HK2,B正确;D点不是平衡状态,反应向右进行,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:BC8(2010福建省福州质量评估)对于可逆反应N2(
5、g)3H2(g) 2NH3(g)Hp1)压强(p)对平衡常数的影响温度(T)对反应的影响温度(T)对反应的影响(T2T1)示意图解析:根据“先拐先平”可判断选项A错。化学平衡常数与压强无关,可判断选项B错。选项C可以这样理解:开始时,反应向右进行,N2的体积分数减小;达平衡时,N2的体积分数最小;接着升温,化学平衡逆向移动,N2的体积分数增大,所以选项C正确。选项D中T2斜率应大于T1。答案:C9(2010衢州期考)在一容积可变的密闭容器中,通入1 mol X和3 mol Y,在一定条件下发生如下反应:X(g)3Y(g) 2Z(g),到达平衡后,Y的体积分数为a%,然后再向容器中通入2 mol
6、 Z,保持在恒温恒压下反应,当达到新的平衡时,Y的体积分数为b%。则a与b的关系是()AabBabCab D不能确定解析:该反应为恒压条件,加入的2 mol Z等效于加入1 mol X和3 mol Y,故a、b相等。答案:A10(2010江苏省镇江市模拟)根据下列有关图象,说法正确的是()A由图知,反应在T1、T3处达到平衡,且该反应的H0B由图知,反应在t6时,NH3体积分数最大C由图知,t3时采取降低反应温度的措施D由图知,在10 L容器、850 时反应,到 4 min时,反应放出51.6 kJ的热量解析:图中,物质处于最高峰或最低峰时达平衡状态,A错误;图中,t2是加入催化剂,因为正逆反
7、应速率同等加快,t3是减小压强,平衡逆向进行,t5是升高温度,平衡逆向进行,t6时平衡混合气体中NH3的体积分数最小,所以B、C项错误;由图知,在3 min时,反应达平衡状态,此时消耗气体0.12 mol/L10 L1.2 mol,则放出的热量Q1.2 mol43 kJ/mol51.6 kJ,D正确。答案:D11将2 mol碘蒸气和1 mol H2置于体积为2 L的密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:I2(g)H2(g) 2HI(g)H”、“”、“”)。(2)前2 s内的平均反应速率v(N2)_。(3)在该温度下,反应的平衡常数K_。(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提
8、高NO转化率的是_。A选用更有效的催化剂B升高反应体系的温度C降低反应体系的温度D缩小容器的体积(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。实验编号T/NO初始浓度/molL1CO初始浓度/molL1催化剂的比表面积/m2g12801.201035.8010382124350124请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。请在给出的坐标图中,画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号。解析:本题考查化
9、学反应速率和化学平衡的知识内容。(1)能自发进行的反应一般是放热反应,故H0。(2)先算出NO或CO前2 s内表示的反应速率,再转化成用N2表示的反应速率。(3)注意是4 s后浓度不变,达到平衡,先算好平衡状态时各物质的“平衡浓度”,再计算出其平衡常数K的数值。(4)A项:催化剂不能使平衡移动,故不影响NO的转化率。B、C项:第(1)问中说明该反应是放热反应,故降低温度有利于提高NO的转化率,C对。D项:正反应是气体体积减小的反应,增大压强有利于提高NO的转化率,D也对。(5)表格中的关键信息是“初始浓度”,与中的当然应该与相一致了。另外要理解和实验对比,是研究催化剂比表面积的,温度应该一致。
10、与实验是对比温度的影响,这在画问曲线时尤其要注意。答案:(1)(2)1.88104 mol (Ls)1(3)5000(4)CD(5).2801.20103580103.1.201035.80103如下图:13(2010石家庄质量检测)在一密闭容器中发生反应N23H2 2NH3,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示。回答下列问题:(1)处于平衡状态的时间段是_(填选项)。At0t1 Bt1t2Ct2t3 Dt3t4Et4t5 Ft5t6(2)t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是(填选项)A增大压强 B减小压强C升高温度 D降低温度E加催化剂 F充入氮气t1时刻_;
11、t3时刻_;t4时刻_。(3)依据(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是_(填选项)。At0t1 Bt2t3Ct3t4 Dt5t6(4)如果在t6时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化曲线。(5)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20%,则反应后与反应前的混合气体体积之比为_。解析:(1)根据图示可知,t0t1、t2t3、t3t4、t5t6时间段内,v(正)、v(逆)相等,反应处于平衡状态。(2)t1时,v(正)、v(逆)同时增大,且v(逆)增大得更快,平衡向逆反应方向移动,所以t1时改变的条件是升温。t3
12、时,v(正)、v(逆)同时增大且增大量相同,平衡不移动,所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时,v(正)、v(逆)同时减小,但平衡向逆反应方向移动,所以t4时改变的条件是减小压强。(3)根据图示知,t1t2、t4t5时间段内平衡均向逆反应方向移动,NH3的含量均比t0t1时间段的低,所以t0t1时间段内NH3的百分含量最大。(4)t6时刻分离出NH3,v(逆)马上减小,而v(正)逐渐减小,在t7时刻二者相等,反应重新达平衡,据此可画出反应速率的变化曲线。(5)设反应前加入a mol N2,b mol H2,达平衡时生成2x mol NH3,则反应后气体总的物质的量(ab2x) mol,0.2,解得:ab12x,故反应后与反应前的混合气体体积之比。答案:(1)ACDF(2)CEB(3)A(4)(5)5:6
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