高考化学二轮练习第7章第1节化学反应的方向和限度练习.docx
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高考化学二轮练习第7章第1节化学反应的方向和限度练习
2019高考化学二轮练习第7章第1节化学反应的方向和限度练习
1、以下说法正确的选项是()
A、凡是放热反应都是自发的,凡是吸热反应都是非自发的
B、自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变
C、自发反应在恰当条件下才能实现
D、自发反应在任何条件下都能实现
解析:
选C。
反应是否自发进行受反应的焓变和熵变的共同制约,而选项A只描述了反应热(即焓变),选项B只描述了熵变,应选项A、B错;反应自发进行是有条件的,如在一定的温度和压强下,应选项C正确,D错。
2、(2018·宁夏石嘴山毕业班四校联考)在密闭容器中进行如下反应:
X2(g)+Y2(g)2Z(g),X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是()
A、Z为0.3mol/LB、Y2为0.4mol/L
C、X2为0.2mol/LD、Z为0.4mol/L
解析:
选A。
根据可逆反应的特点之一,反应不能进行到底,反应物与生成物共存,判断0.2mol/L>c(X2)>0mol/L,0.4mol/L>c(Y2)>0.2mol/L,0.4mol/L>c(Z)>0。
对照选项A正确。
3、一定条件下反应A2(g)+B2(g)
2AB(g)达到平衡状态的标志是()
A、2v(正、A2)=v(逆、AB)
B、容器内的总压强不随时间而变化
C、单位时间内生成nmolAB的同时,生成nmol的B2
D、A2、B2、AB的反应速率比为2∶2∶1的状态
解析:
选A。
2v(正、A2)=v(正、AB)=v(逆、AB),说明可逆反应已达平衡状态,A项正确;由于Δv(g)=0,容器容积不变,压强也不变,B项不正确;C项说明v(正)=
v(逆),C项不符合题意;反应速率比没有指明正、逆,D项不正确。
4、在一定温度不同压强(P1<P2)下,可逆反应2X(g)2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反应混合物中的体积分数(φ)与反应时间(t)的关系有以下图示,正确的选项是()
解析:
选B。
因为P1<P2,所以P2时先达平衡,即先出现拐点,因此判断A、C两项不正确;根据可逆反应特点Δv(g)>0,增大压强时(P2)生成物Z的φ值减小,判断D项错误。
5、向绝热恒容密闭容器中通入N2和H2,在一定条件下使反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0达到平衡,n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图。
以下有关表达正确的选项是()
A、c点表示NH3生成速率与NH3分解速率相同
B、c点和e点时反应的平衡常数相同
C、N2的转化率:
b>a
D、d点时:
c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
解析:
选C。
c点只表示n(NH3)=n(H2),不表示已达平衡,A项不正确;c点时容器内的温度不如e点时容积内温度高,平衡常数肯定不相同,B项不正确;可逆反应进行的程度a点时不如b点时大,C项正确;没有指明通入N2和H2的物质的量之比,无法判断c(N2)∶c(H2),更无法判断c(NH3),D项不正确。
6、:
反应①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2,不同温度下K1、K2的值如表中所示:
温度
K1
K2
973K
1.47
2.38
1173K
2.15
1.67
(1)从表中数据可以推断:
反应①是________(填“吸”或“放”)热反应。
(2)现有反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),写出该反应的平衡常数K3的数学表达式:
________________________________________________________________________。
(3)根据反应①与②,可推导出K1、K2与K3之间的关系式。
据此关系式及表中数据,也能推断出反应③是吸热反应还是放热反应。
欲使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采用的措施有________(填序号)。
A、缩小反应容器容积B、扩大反应容器容积
C、降低温度D、升高温度
E、使用合适的催化剂F、设法减少CO的量
解析:
(1)反应①的平衡常数随温度的升高而增大,说明温度的升高,平衡正向移动,反应①的正反应为吸热反应。
(2)K1=
,K2=
,故K3=
=K1/K2。
(3)973K时,K3=
=
≈0.62,而1173K,K3=
=
≈1.29,反应③的平衡常数随温度升高而增大,故反应③的正反应为吸热反应,升高温度,可使平衡正向移动;由于该反应前后气体分子数不变,改变容器体积,不能使平衡发生移动;使用催化剂也不能使平衡发生移动;减少生成物的量,能使平衡正向移动。
答案:
(1)吸
(2)K3=
=
(3)DF
1、(2017·高考江苏卷)700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):
反应时间/min
n(CO)/mol
n(H2O)/mol
0
1.20
0.60
t1
0.80
t2
0.20
以下说法正确的选项是(双选)()
A、反应在t1min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1mol·L-1·min-1
B、保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O,到达平衡时n(CO2)=0.40mol
C、保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数增大
D、温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,那么正反应为吸热反应
解析:
选BC。
此题属于基本理论中化学平衡问题,主要考查学生对速率概念与计算,平衡常数概念与计算,平衡移动等有关内容理解和掌握程度。
高三复习要让学生深刻理解一些基本概念的内涵和外延。
A、反应在t1min内的平均速率应该是t1min内H2浓度变化与t1的比值,而不是H2物质的量的变化与t1的比值。
B、因为反应前后物质的量保持不变,保持其他条件不变,平衡常数不会改变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O,似乎与起始时向容器中充入0.60molH2O和1.20molCO效果是一致的,到达平衡时n(CO2)=0.40mol。
C、保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,平衡向右移动,达到新平衡时CO转化率增大,H2O转化率减小,H2O的体积分数增大。
D、原平衡常数可通过三段式列式计算(注意浓度代入)结果为1,温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,说明温度升高,平衡是向左移动的,那么正反应应为放热反应。
2、(2017·高考天津卷)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)
SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。
由图可得出的正确结论是()
A、反应在c点达到平衡状态
B、反应物浓度:
a点小于b点
C、反应物的总能量低于生成物的总能量
D、Δt1=Δt2时,SO2的转化率:
a~b段小于b~c段
解析:
选D。
这是一个反应前后体积不变的可逆反应,由于容器恒容,因此压强不影响反应速率,所以在此题中只考虑温度和浓度的影响。
由图可以看出随着反应的进行正反应速率逐渐增大,因为只要开始反应,反应物浓度就要降低,反应速率应该降低,但此时正反应却是升高的,这说明此时温度的影响是主要的,由于容器是绝热的,因此只能是放热反应,从而导致容器内温度升高反应速率加快,所以选项C不正确;但当到达c点后正反应反而降低,这么说此时反应物浓度的影响是主要的,因为反应物浓度越来越小了。
但反应不一定达到平衡状态,所以选项A、B均不正确;正反应速率越快,消耗的二氧化硫就越多,因此选项D是正确的。
3、(2017·高考重庆卷)一定条件下,以下反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图的是()
A、CO2(g)+2NH3(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH<0
B、CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g);ΔH>0
C、CH3CH2OH(g)
CH2CH2(g)+H2O(g);ΔH>0
D、2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)
2C6H5CHCH2(g)+2H2O(g);ΔH<0
解析:
选A。
此题考查外界条件对化学平衡的影响及有关图像的分析和识别。
温度越高,反应越快,到达平衡的时间就越少,因此T2>T1;同理压强越大,反应越快,到达平衡的时间就越少,因此P1>P2;反应A是一个体积减小的、放热的可逆反应,因此升高温度平衡向逆反应方向移动,降低水蒸气的含量;而增大压强平衡向正反应方向移动,增大水蒸气的含量,所以A正确;反应B是一个体积不变的、吸热的可逆反应,压强对水蒸气的含量不影响;升高温度平衡向正反应方向移动,增大水蒸气的含量,因此均不符合;反应C是一个体积增大的、吸热的可逆反应,同样分析也均不符合;反应D是一个体积增大的、放热的可逆反应,压强不符合。
1、(2018·山东济南高三第一次模拟)250℃和1.01×105Pa时,反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)ΔH=+56.76kJ/mol,自发进行的原因是()
A、是吸热反应B、是放热反应
C、是熵减反应D、熵增效应大于能量效应
解析:
选D。
该反应能够自发进行,说明56.76-(250+273)×ΔS<0,显然ΔS>0;或者说该反应ΔH>0且能够自发进行,那么该反应的ΔS>0,是熵增加的反应。
2、(2018·陕西榆林高三第一次模拟)有一可逆反应:
2A(g)+3B(g)xC(g)+4D(g),假设按以下两种配比在同温同体积的密闭容器中进行反应:
①0.8molA,1.2molB,1.2molC,2.4molD
②1.4molA,2.1molB,0.6molC,1.2molD
达到平衡后,C的质量分数相等,那么反应方程式中x的值为()
A、1B、2C、3D、4
解析:
选B。
两种配比达到平衡后C的质量分数相等,所以这两组配比下的反应达到的平衡是相同的;相对①来讲,②反应再向右进行且消耗A为0.6(1.4-0.8)mol,生成的C为0.3xmol,即0.6mol+0.3xmol=1.2mol,所以x=2。
3、一定温度下,1molX和nmolY在容积为2L的密闭容器中发生如下反应:
X(g)+Y(g)Z(g)+M(s),5min后达到平衡,此时生成amolZ。
以下说法正确的选项是()
A、向平衡后的体系中加入1molM,平衡向逆反应方向移动
B、用X表示5min内此反应的反应速率是(0.1-0.1a)mol·(L·min)-1
C、向上述平衡体系中再充入1molX,v(正)增大,v(逆)减小,平衡正向移动
D、当混合气体的质量不再发生变化时,说明反应达到平衡状态
解析:
选D。
选项A,M为固体,加入M对平衡无影响。
选项B,生成amolZ,那么达平衡时消耗amolX,v(X)=0.1amol·(L·min)-1。
选项C,达平衡过程中逆反应速率也增大。
选项D,混合气体的质量不再发生变化时,固体M的生成量等于其消耗量,反应达平衡。
4、低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)
2N2(g)+3H2O(g)
ΔH<0,在恒容的密闭容器中,以下有关说法正确的选项是()
A、平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大
B、平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小
C、单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时,反应达到平衡
D、其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大
解析:
选C。
由于ΔH<0,升高温度,平衡常数减小,A项错误;增加氨气的浓度,氮氧化物的转化率增大,B项错误;因为NO是反应物、N2是生成物,当单位时间内消耗的NO和N2的物质的量之比为1∶2时,可转化成v正=v逆,即达到了平衡状态,C项正确;加入催化剂,不影响平衡状态,即对氮氧化物的转化率无影响,D项错误。
5、(2018·山东泰安一中高三第一次模拟)在两个恒容的密闭容器中进行以下两个可逆反应:
甲:
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g);
乙:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)。
现有以下状态:
①混合气体平均相对分子质量不再改变
②恒温时,气体压强不再改变③各气体组成浓度相等
④反应体系中温度保持不变⑤断裂氢氧键的速率等于断裂氢氢键速率的2倍⑥混合气体密度不变⑦单位时间内,消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量之比为9∶1其中能说明甲、乙容器中的反应都达到平衡状态的是()
A、①②⑤B、③④⑥
C、⑥⑦D、④⑤
解析:
选D。
甲容器中,碳为固态,该可逆反应属于反应前后气体体积不相等的反应;乙容器中,该可逆反应属于反应前后等气体分子数的反应,气体的平均相对分子质量、密度、压强都始终不变,①②⑥错误;各组分浓度相等,不能判断反应达到平衡状态,③错误;对于任何一个可逆反应,随着反应进行,体系温度会发生变化,当温度不变时,说明反应达到平衡状态,④正确;断裂氢氧键的速率等于断裂氢氢键速率的2倍,经转化得消耗水蒸气的速率等于消耗H2的速率,反应达到平衡状态,⑤正确;消耗水蒸气与生成氢气都是向正反应方向进行,不能判断反应达到平衡状态,⑦错误。
6、在一定温度下,反应
H2(g)+
X2(g)HX(g)的平衡常数为10。
假设将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于()
A、5%B、17%C、25%D、33%
解析:
选B。
HX(g)最大分解率设为a,那么K=10=
;所以a=
,即选项B符合题意。
7、某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=
。
该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)/(mol/L)
0.010
0.020
0.020
c(CO2)/(mol/L)
0.010
0.010
0.020
以下判断不正确的选项是()
A、平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
B、平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C、平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol/L
D、反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
解析:
选C。
甲:
H2(g)+CO2(g)
H2O(g)+CO(g)
起始量/(mol/L)0.0100.01000
变化量/(mol/L)xxxx
平衡量/(mol/L)0.010-x0.010-xxx
K=
=
解得x=0.0060mol/L
c(H2)=c(CO2)=0.010-x=0.0040mol/L
c(H2O)=c(CO)=0.0060mol/L
α(H2)=
×100%=60%
又因乙组中H2的起始浓度大于甲组,故乙组中的反应相当于在甲组平衡的基础上再加入0.010mol/L的H2,使平衡又继续正向移动,导致乙中CO2的转化率大于60%,因此A正确;丙可看做是2个甲合并而成的,又因H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)是平衡不受压强影响的反应,故丙组达到平衡时,物质的转化率不变,仅各物质的浓度是甲组达到平衡时各物质的浓度的2倍,所以B正确,C错误;由于甲、乙、丙组中,丙的浓度最大,甲的浓度最小,所以丙反应速率最快,甲反应速率最慢,故D正确。
8、(2018·广东惠州高三第一次模拟)在相同温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表:
实验物质物质的量
CO2
H2
CO
H2O(g)
甲
amol
amol
0mol
0mol
乙
2amol
amol
0mol
0mol
丙
0mol
0mol
amol
amol
丁
amol
0mol
amol
amol
上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是()
A、乙=丁>丙=甲B、乙>丁>甲>丙
C、丁>乙>丙=甲D、丁>丙>乙>甲
解析:
选A。
首先分析可逆反应特点,Δv(g)=0;其次将CO(g)和H2O(g)的起始量都转化为CO2(g)、H2(g)的量或将CO2(g)、H2(g)的量转化为CO(g)、H2O(g)的量;然后再结合平衡移动规律去分析:
甲组与乙组比较n(CO2)是乙的大;甲与丙相同,乙与丁相同,显然A项正确。
9、反应mX(g)+nY(g)
qZ(g)的ΔH<0,m+n>q,在恒容密闭容器中反应达到平衡时,以下说法正确的选项是()
A、通入稀有气体使压强增大,平衡将正向移动
B、X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍
C、降低温度,混合气体的平均相对分子质量变小
D、增加X的物质的量,Y的转化率降低
解析:
选B。
A项,恒容条件下通入稀有气体,不会改变各组分的浓度,也就不会改变v正和v逆,平衡不移动;B项,v(正、X)=v(正、Y)·
=v(逆、Y)·
,所以得出v(正、Y)=v(逆、Y),反应已达平衡,B项正确;C项,降温会使平衡向正方向进行,气体总物质的量减小,根据
=
判断平均相对分子质量增大;D项,增加X的量,Y的转化率升高。
10、对于合成氨反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1。
以下图像正确的选项是()
解析:
选A。
A项中,根据先拐先平衡,温度高时达到平衡的时间短,且温度高时,氨气的百分含量低,说明生成氨气的反应是放热反应,A正确;B项中,升高温度,正、逆反应速率都变大,B错;C项中,因为合成氨的反应是气体体积减小的反应,压强增大,平衡正向移动,v正应该大于v逆,C错;D中利用“定一议二”判断,定温,压强增大,平衡正向移动,氢气的转化率增加,定压时,温度升高,平衡向吸热反应方向(即逆向)移动,氢气的转化率应该降低,D错。
11、甲、乙两研究小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度,在一定条件下会达到“平衡状态”。
(Ⅰ)甲组:
取5mL0.1mol·L-1KI溶液于试管中,滴加0.1mol·L-1FeCl3溶液2mL,发生如下反应:
2Fe3++2I-===2Fe2++I2。
为证明该反应具有可逆性且达到一定限度,他们设计了如下实验:
①取少量反应液,滴加AgNO3溶液,发现有少量黄色沉淀(AgI),证明反应物没有反应完全;
②再取少量反应液,加入少量CCl4,振荡,发现CCl4层显浅紫色,证明萃取到I2,即有I2生成。
结合①②的结论,他们得出该反应具有一定的可逆性,在一定条件下会达到反应限度。
(1)老师指出他们上述实验中①不合理,你认为是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
改进的方法是________________________________________________________________________。
(2)有人认为步骤②适合检验生成I2较多的情况下,还有一种简便方法可以灵敏地检验是否生成了I2,这种方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(Ⅱ)乙组:
取4mL1mol·L-1CaCl2溶液于试管中,发现滴入1mol·L-1Na2SO4溶液6mL后已经观察不到有沉淀生成了,发生的反应是:
CaCl2+Na2SO4===CaSO4↓+2NaCl。
请你设计一个简单实验,确证上述反应具有可逆性和反应限度,简要列出实验步骤和结论________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
(Ⅰ)
(1)反应具有可逆性且达到一定限度即反应不能进行到底,而建立化学平衡。
通过化学方法应证明反应物与生成物共存,但应注意反应物之间量的关系。
对于反应2Fe3++2I-===2Fe2++I2,n(Fe3+)∶n(I-)=1∶1,而题给n(Fe3+)∶n(I-)=2∶5,I-过量,假设所给反应不具有可逆性,反应后I-也有剩余,故实验不合理,改进的方法是检验Fe3+的存在,可选用KSCN溶液做试剂。
(2)验证I2的灵敏方法是选用淀粉溶液做检验试剂。
(Ⅱ)n(CaCl2)=4×10-3mol,n(Na2SO4)=6×10-3mol,对于反应CaCl2+Na2SO4===CaSO4↓+2NaCl,Na2SO4过量,要证明所给反应具有可逆性和反应限度,需证明反应后存在CaCl2,即溶液中存在Ca2+。
答案:
(Ⅰ)
(1)该反应中KI过量,故不能直接检验是否存在I-取少量溶液滴加KSCN溶液,假设出现红色,那么证明还有Fe3+,未完全反应
(2)取少量反应液,滴加淀粉溶液,假设溶液变蓝,那么说明生成了I2
(Ⅱ)将混合物过滤,在滤液中加入1mol·L-1Na2CO3溶液,假设出现白色沉淀,说明该反应具有一定的反应限度,不能完全进行到底
12、一定条件下,在体积为3L的密闭容器中反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)达到化学平衡状态。
(1)该反应的平衡常数表达式K=________;根据图中所示,升高温度,K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)500℃时,从反应开始到达到化学平衡状态,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是________(用nB、tB表示)。
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是________(填字母)。
A、v生成(CH3OH)=v消耗(CO)
B、混合气体的密度不再改变
C、混合气体的平均相对分子质量不再改变
D、CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(4)300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是________(填字母)。
A、c(H2)减小
B、正反应速率加快,逆反应速率减慢
C、CH3OH的物质的量增加
D、重新达到平衡时,c(H2)/c(CH3OH)减小
解析:
(1)根据化学平衡常数的含义可得K=
,升温,K减小。
(2)0~tB时间内,生成nBmolCH3OH,那么消耗2nBmolH2,那么Δc(H2)=2nB/3mol/L,v(H2)=2nB/(3tB)mol·L-1·min-1。
(3)选项a,任何时刻都有v生成(CH3OH)=v消耗(CO)。
选项b,因混合气体的体积不变,混合气体的质量不变
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- 高考 化学 二轮 练习 化学反应 方向 限度