高三一轮复习第七章化学平衡的移动和反应方向73Word文档格式.docx
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选项
改变条件
新平衡与原平衡比较
A
升高温度
X的转化率变小
B
增大压强(减小体积)
X的浓度变小
C
充入一定量Y
Y的转化率增大
D
使用适当催化剂
X的体积分数变小
解析 升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即逆向移动,X的转化率将变小,A项正确;
增大一种反应物的浓度,能够提高另一种反应物的转化率,而其本身的转化率将降低,故C项错误;
催化剂只能改变反应速率,不影响平衡状态,故各物质的体积分数不变,D项错误。
答案 A
4.下列对化学平衡移动的分析中,不正确的是( )
①已达平衡的反应C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),当增加反应物的用量时平衡一定向正反应方向移动
②已达平衡的反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),当增大N2的浓度时,平衡向正反应方向移动,N2的转化率一定升高 ③有气体参加的反应达平衡时,若减小反应容器容积时,平衡一定向气体体积增大的方向移动 ④有气体参加的反应达平衡后,在恒压反应器中充入稀有气体,平衡一定不移动
A.①B.①③
C.②③④D.①②③④
解析 ①不一定,如果增加碳的物质的量,由于碳是固体,平衡不移动;
②增大N2浓度后平衡向正反应方向移动,但N2的转化率降低;
④有气体参加且两边气体分子数不相等的反应(如合成氨反应)达平衡后,在恒压条件下充入稀有气体,则相当于减压,平衡会向气体分子数增多的方向移动。
答案 D
5.
(2012·
石家庄质检)可逆反应A(?
)+aB(g)C(g)+2D(g)(a为正整数)。
反应过程中,当其他条件不变时,C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.若a=2,则A为液态或固体
B.该反应的正反应为放热反应
C.T2>
T1,p2>
p1
D.其他条件不变,增加B的物质的量,平衡正向移动,平衡常数K增大
解析 由题中图②可以确定p2>
p1,加压时C%减小,平衡逆向移动,故气体反应物的计量数之和小于气体产物的计量数之和,若a=2,则A为非气体,A项正确;
由题中图①可以确定T2>
T1,温度升高C%降低,说明正反应是放热反应,ΔH<
0,B正确;
其他条件不变,增加B的物质的量,平衡正向移动,平衡常数只与温度有关,故K不变,D项错。
6.(2012·
安庆模拟)在相同温度下,将H2和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中,发生反应:
3H2(g)+N2(g)2NH3(g)。
表示起始时H2和N2的物质的量之比,且起始时H2和N2的物质的量之和相等。
下列图象正确的是( )
解析 A中,随着
的增大,氢气含量增多,氢气的平衡转化率降低,A项错误;
随着
的增大,氢气含量增多,混合气体的质量减小,B项错误;
的增大,氢气含量增多,氮气的平衡转化率增大,C项错误;
的增大,氢气含量增多,混合气体的质量减小,则混合气体的密度减小,D项正确。
7.
南通一诊)在密闭容器中,对于可逆反应A+3B2C(g),平衡时C的体积分数(C%)与温度和压强的关系如图所示,下列判断正确的是( )
A.A一定为气体
B.B一定为气体
C.该反应是放热反应
D.若正反应的ΔH<
0,则T1>
T2
解析 本题考查化学平衡的移动,意在考查考生对图象的处理能力和综合分析问题、解决问题的能力。
由题图可知,增大压强,反应正向移动,说明反应物中气体的化学计量数之和大于2,故可推知B一定为气体,A为气体或非气态;
因为知T1、T2的大小,故无法判断反应的热效应,C项错;
若正反应的ΔH<
0,则升高温度,C%减小,故应有T1<
T2。
8.(2012·
泰安模拟)温度一定时,在密闭容器中发生可逆反应:
mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡后,若将混合气体的体积压缩到原来的1/2,当再次达到平衡时,C的浓度为原平衡时C的浓度的1.9倍,则下列叙述中,正确的是( )
A.平衡向逆反应方向移动
B.C气体的体积分数增大
C.气体A的转化率升高
D.m+n>p
解析 假设压缩气体的体积平衡时不发生移动,则C的浓度为原平衡时C的浓度的2倍,现只有1.9倍,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,可得m+n<p,同时可得C气体的体积分数变小、气体A的转化率也减小,故选A。
9.
E是非金属性最强的元素,M是E的气态氢化物,在固定体积的密闭容器中,气体M存在如下关系:
xM(g)Mx(g),反应物和生成物的物质的量随时间的变化关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.高压条件下,有利于M相对分子量的测定
B.该反应的化学方程式是2HF(HF)2
C.平衡时混合气体的平衡摩尔质量是33.3
D.t1时刻,保持温度不变,再充入1molM,重新达到平衡时,
将增大
解析 由题意可知E为F,M为HF。
A项,压强增大,平衡正向移动,不利于对M的相对分子质量的测定,错误。
B项,由图可知,M减少3mol,Mx增加1mol,说明是三聚物,即3HF(HF)3,错误。
C项,由图可知,平衡时容器中共有3mol气体,
=
=33.3g·
mol-1,选项中没有单位,错误。
D项,再充入1molHF,相当于增大压强,平衡正向移动,正确。
10.(2012·
安徽江南十校)如图表示反应X(g)+4Y(g)5Z(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.若Z是有色气体,只压缩容器的体积,平衡不移动,则气体颜色不变
B.若升高温度,则X的平衡转化率减小,v(逆)增大,v(正)减小
C.若X和Y的平衡转化率相等,则起始时X和Y的物质的量之比为1:
4
D.若平衡时X的转化率为85%,则起始时Y的物质的量浓度为3.4mol/L
解析 本题考查了化学反应速率和化学平衡的相关知识。
A项,该反应前后气体体积不变,压缩体积,平衡不移动,但气体浓度变大,颜色加深;
B项,升高温度时,正、逆反应速率均增大;
C项,当X和Y按化学计量数之比投料时,平衡时二者的转化率相等;
D项,平衡时,由X的转化率为85%可知Y的转化浓度为3.4mol/L,则起始时Y的浓度必大于3.4mol/L,故本题应选C。
二、填空题
11.(2012·
银川模拟)目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。
已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示:
请回答下列问题:
(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=________(用K1、K2表示);
根据反应③判断ΔS________0(填“>
”、“=”或“<
”),在________(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动,可采取的措施有________(填写字母序号)。
A.缩小反应容器的容积
B.扩大反应容器的容积
C.升高温度
D.使用合适的催化剂
E.从平衡体系中及时分离出CH3OH
(4)500℃时,测得反应③在某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1mol·
L-1、0.8mol·
L-1、0.3mol·
L-1、0.15mol·
L-1,则此时v正________v逆(填“>
”)。
(5)根据上述表格测得焓变,下列能量关系图合理的是________。
(6)
某兴趣小组研究反应②的逆以应速率在下列不同条件下随时间的变化曲线,开始时升温,t1时平衡,t2时降压,t3时增加CO浓度,t4时又达到平衡。
请画出t2至t4的曲线。
解析
(1)对于反应②:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),从表中数据得出,随着反应温度的升高,K2增大,即升高温度,平衡正向移动,故反应②为吸热反应,即ΔH2>
0。
(2)反应③可由反应①、②相加所得,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数K3=K1·
K2,且随着温度升高,K3值减小,反应③为放热反应,即ΔH3<
因反应③是气体分子数减少的反应,故ΔS<
0,由ΔG=ΔH-TΔS<
0时,反应自发进行知反应在较低温度下有利于自发进行。
(3)反应③为气体分子数减少的反应,且ΔH3<
缩小容器的容积,平衡正向移动;
扩大容器的容积,平衡逆向移动;
升高温度,平衡逆向移动;
使用合适的催化剂,可以改变化学反应速率,但不能使平衡发生移动;
从平衡体系中及时分离出CH3OH,平衡正向移动;
故符合题意的为BC。
(4)500℃时,K3=K1·
K2=2.5×
1.0=2.5,此时c(CH3OH)×
c(H2O)÷
[c(CO2)×
c3(H2)]=0.3×
0.15÷
(0.1×
0.83)<
2.5,故平衡向正反应方向进行,即v正>
v逆。
(5)反应②为吸热反应,A项正确;
图B所表示的反应为反应②,为吸热反应,生成物能量要高一些,B项错误;
图C所表示的反应为反应①,温度升高,K1值减小,为放热反应,生成物总能量应低一些,C项错误;
图D表示反应③,因ΔH3<
0,故生成物总能量低一些,D项正确。
即符合题意的为AD。
(6)因反应②为气体分子数不变的反应,且ΔH2>
0,t2时降压,则反应速率减慢,但平衡不移动,t3时增加CO浓度,充入CO的瞬间,v逆突增,之后平衡逆向移动,v逆逐渐减小,直至t4达以平衡。
答案
(1)吸热
(2)K1·
K2 <
较低
(3)BC
(4)>
(5)AD
(6)如图所示。
12.(2012·
河北石家庄第二次质检)将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为2L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如图①所示。
请回答:
(1)图①中,曲线________(填“X”或“Y”)表示NO2浓度随时间的变化情况;
前10min内v(NO2)=________mol/(L·
min)。
(2)下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填选项字母)。
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D.容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
(3)反应进行到10min时,共吸收热量22.76kJ,则该反应的热化学方程式为________________________;
该反应的平衡常数K=________。
(4)反应进行到20min时,再向容器内充入一定量NO2,10min后达到新的平衡,此时测得c(NO2)=0.9mol/L。
①第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为ω1,达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为ω2,则ω1________ω2(填“>
”、“=”、“<
”);
②请在图②中画出20min后各物质的浓度随时间变化的曲线(曲线上必须标出“X”和“Y”)。
解析
(1)相同时间内X与Y的浓度变化量之比为2:
1,故X应表示NO2。
根据v=
可知,v(NO2)=
=0.04mol/(L·
(2)对于反应N2O4(g)2NO2(g),恒容条件下,压强、颜色、气体的平均相对分子质量
均为变量,密度
是定值,故A、C、D均可说明该反应已达平衡,只有B不能说明。
(3)反应进行到10min时N2O4消耗0.4mol,吸收22.76kJ热量,则反应消耗1molN2O4时,吸收56.9kJ热量;
平衡常数K=
=0.9。
(4)平衡后再向容器内充入一定量NO2,相当于增大平衡体系的压强,促使反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡左移;
温度不变,平衡常数不变,则0.9=
,即达到新平衡时c(N2O4)=0.9mol/L。
第二次平衡时NO2的体积分数ω2=
×
100%=50%;
第一次平衡时NO2的体积分数ω1=
100%=60%。
由此得出ω1>
ω2。
答案
(1)X 0.04
(2)B
(3)N2O4(g)2NO2(g)
ΔH=+56.9kJ·
mol-1 0.9
(4)①>
②
13.(2012·
浙江)甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。
向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)的ΔH=________kJ·
mol-1。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率________甲烷氧化的反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的Kp=________;
随着温度的升高,该平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于______________________________________。
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如图:
①若要达到H2物质的量分数>
65%、CO物质的量分数<
10%,以下条件中最合适的是________。
A.600℃,0.9MPaB.700℃,0.9MPa
C.800℃,1.5MPaD.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1MPa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图:
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是________________。
解析
(1)由反应CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.2kJ·
mol-1和CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) ΔH2=+165.0kJ·
mol-1,再根据盖斯定律可知,反应CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)的ΔH=ΔH2-ΔH1=-41.2kJ·
(2)开始时由于体系不能提供重整所需的热能,所以甲烷的氧化速率大于其蒸汽重整速率。
(3)反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的Kp=
;
由于该反应为吸热反应,所以,当温度升高时其平衡常数将增大。
(4)该方法的先进之处为用甲烷氧化反应所释放出来的热量来满足强吸热的蒸汽重整反应所需要的热量。
(5)①分析图表,从左图中可找到0.9MPa,700℃时H2的物质的量分数大于65%,从右图中可找到0.9MPa,700℃时CO的物质的量分数小于10%,所以B项正确;
②开始时,由于体系温度较低,重整反应微弱,H2的含量几乎为0,随着反应进行,体系的温度升高,H2的含量也增大,到接近70%时达到最大值。
(6)如果氧气的含量过大,甲烷的氧化程度过高,且氢气还会和氧气反应,导致氢气的物质的量分数下降。
答案
(1)-41.2
(2)小于
(3)
增大
(4)系统内强放热的甲烷氧化反应为强吸热的蒸汽重整反应提供了所需的能量(其他合理答案即可)
(5)①B
(6)甲烷氧化程度过高,氢气和氧气反应(其他合理答案均可)
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- 一轮 复习 第七 化学平衡 移动 反应 方向 73