第23讲 化学平衡的移动和化学反应进行的方向.docx
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第23讲化学平衡的移动和化学反应进行的方向
递进题组 提升素养
最有价值 备考训练
题组一 选取措施使化学平衡定向移动
1.在水溶液中存在反应:
Ag++Fe2+Ag(s)+Fe3+ ΔH<0,达到平衡后,为使平衡体系中析出更多的银,可采取的措施是( )
A.升高温度 B.加水稀释
C.增大Fe2+的浓度D.常温下加压
解析:
正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,A项错误。
加水稀释,平衡向离子数目增多的方向移动,平衡向逆反应方向移动,B项错误。
常温下加压对水溶液的平衡移动几乎无影响,D项错误。
答案:
C
2.为了探究对外界条件对反应aX(g)+bY(g)cZ(g)的影响,以X和Y物质的量之比为a∶b开始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的体积分数,实验结果如下图所示。
以下判断正确的是( )
A.ΔH>0,a+b>cB.ΔH>0,a+b C.ΔH<0,a+b>cD.ΔH<0,a+b 解析: 由图可知,随压强的增大,Z的体积分数增大,说明平衡正向移动,正反应是气体分子数减小的反应。 随温度的升高,Z的体积分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应是吸热反应,则正反应是放热反应。 答案: C 3.下列各组物质的变化不能用勒夏特列原理解释的是( ) A.氯水在光照条件下颜色变浅最终变为无色 B.将FeS固体投入到含有Cu2+的废水中以除去Cu2+ C.500℃时比室温更利于合成氨 D.乙酸乙酯的合成中用浓硫酸比稀硫酸更有利于乙酸乙酯的生成 解析: 氯水中存在平衡Cl2+H2OHCl+HClO,光照有利于HClO的分解,平衡正向移动,A项正确。 FeS在溶液中存在沉淀溶解平衡FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),Cu2+与S2-能生成CuS,沉淀溶解平衡正向移动,B项正确。 合成氨是放热反应,低温有利于氨的合成,但反应速率小,选择500℃是综合考虑速率与平衡的结果,C项错误。 浓硫酸除了作催化剂还具有吸水性,水减少有利于酯化反应正向进行,D项正确。 答案: C 题组二 条件改变时化学平衡移动结果的判断 4.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生下列反应: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡后改变下列条件,SO3气体平衡浓度不改变的是( ) A.保持温度和容器体积不变,充入1molSO3(g) B.保持温度和容器内压强不变,充入1molSO3(g) C.保持温度和容器内压强不变,充入1molO2(g) D.保持温度和容器内压强不变,充入1molAr(g) 解析: 充入1molSO3相当于充入1mol的SO2和0.5mol的O2,即在恒温恒压下,由于新充入的SO3转化成的SO2和O2的量之比与起始充入的SO2和O2的物质的量之比相同,故平衡等效,因此c(SO3)平不变。 答案: B 5.[2012·重庆理综]在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应: a(g)+b(g)2c(g) ΔH1<0 x(g)+3y(g)2z(g) ΔH2>0 进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是( ) A.等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变 B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高 C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变 D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大 解析: 不导热的密闭容器中,等压时,通入惰性气体,体积增大,x(g)+3y(g)2z(g)平衡逆向移动,放出热量,体系温度升高,a(g)+b(g)2c(g)平衡逆向移动,c的物质的量减少;B项,等压时,通入z气体,x(g)+3y(g)2z(g)平衡逆向移动,体系温度升高;C项,等容时,通入惰性气体,反应物浓度不变,各反应速率不变;D项,等容时,通入z气体,x(g)+3y(g)2z(g)平衡逆向移动,y的物质的量浓度增大。 答案: A 题组三 化学平衡的计算 6.往一真空密闭容器中通入一定量的气体A,在一定温度下,发生如下反应: 2A(g)B(g)+xC(g),反应达平衡时,测得容器内压强增大了p%,若此时A的转化率为a%,下列关系正确的是( ) ①若x=1,则p>a ②若x=2,则p<a ③若x=3,则p=a ④若x=4,则p≥a A.②③ B.①④ C.②③④ D.②④ 解析: 设起始通入A气体为nmol 2A(g)B(g)+xC(g) 始 n 0 0 变 na% x 平 n-na% x 依题意: = 化简: p= (x-1)代入选项得: ①x=1,p=0 ②x=2,p=a/2 ③x=3,p=a ④x=4,p= a,故A正确。 答案: A 7.[2012·四川理综]在体积恒定的密闭容器中,一定量的SO2与1.100molO2在催化剂作用下加热到600℃发生反应: 2SO2+O2 2SO3 ΔH<0。 当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡,在相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%。 下列有关叙述正确的是( ) A.当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡 B.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大 C.将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中,得到沉淀的质量为161.980g D.达到平衡时,SO2的转化率为90% 解析: A项,SO2的消耗速率和SO3的生成速率均为正反应速率;B项,降低温度,该平衡正向移动,故正反应速率减小程度小于逆反应速率减小程度;C项和D项可以通过以下计算来判断: 2SO2 + O2 2SO3 n(起始)n(SO2)起1.100mol0 n(转化)0.630mol0.315mol0.630mol n(平衡)n(SO2)起-0.630mol0.785mol0.630mol 由题意可得 ×100%=82.5% n(SO2)起=0.700mol SO2的转化率= ×100%=90% 将平衡混合气体通入BaCl2溶液中,只有SO3可以与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀,则m(BaSO4)=0.630mol×233g/mol=146.790g。 答案: D 题组四 化学反应进行的方向 8.下列反应中,在高温下不能自发进行的是( ) A.CO(g)===C(s)+ O2(g) B.2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) C.(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)+NH3(g) D.MgCO3(s)===MgO(s)+CO2(g) 解析: A、B、C、D都是分解反应,都是吸热反应,B、C、D三个反应又都是熵增的反应,所以能自发进行;A是熵减小的反应,在高温下也不能自发进行。 答案: A 9.[2014·盐城模拟]二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。 (1)用钇的配合物作催化剂,一定条件可直接光催化分解CO2,发生反应: 2CO2(g)===2CO(g)+O2(g),该反应的ΔH________0,ΔS________0(选填“>”“<”或“=”),在低温下,该反应________(填“能”或“不能”自发进行)。 (2)CO2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后将H2与CO2转化为甲醇或其他化学品。 你认为该方法需要解决的技术问题有________。 a.开发高效光催化剂 b.将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离,并与CO2发生催化转化 c.二氧化碳及水资源的供应 解析: 该反应是分解反应,且CO燃烧时放热,所以该反应为吸热反应,即ΔH>0,因气体的物质的量增多,所以ΔS>0。 ΔG=ΔH-ΔS<0时,反应可自发进行,所以在低温下,该反应不能自发进行。 答案: (1)> > 不能 (2)ab 1.[2013·安徽理综卷]一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO: MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是( ) 选项 x y A 温度 容器内混合气体的密度 B CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比 C SO2的浓度 平衡常数K D MgSO4的质量(忽略体积) CO的转化率 解析: 随温度升高,平衡正向移动、混合气体的总质量增大,恒容条件下,混合气体的密度增大,A项正确;增大CO的物质的量,平衡正向移动,但CO2与CO的物质的量之比减小,B项错;平衡常数只与温度有关,C项错;MgSO4为固态,改变固体物质的质量(忽略体积),平衡不受影响,CO的转化率不变。 答案: A 2.[2013·北京理综卷]下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( ) A. B. t/℃ 25 50 100 Kw/10-14 1.01 5.47 55.0 C. D. c(氨水)/(mol·L-1) 0.1 0.01 pH 11.1 10.6 解析: 催化剂不能使化学平衡发生移动,C选项与化学平衡移动无关。 答案: C 3.[2013·全国理综卷]反应X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是( ) A.减小容器体积,平衡向右移动 B.加入催化剂,Z的产率增大 C.增大c(X),X的转化率增大 D.降低温度,Y的转化率增大 解析: 该反应为反应前后气体体积不变的反应,所以减小容器体积时平衡不移动,A项错;加入催化剂平衡不移动,Z的产率不变,B项错;增大c(X),X的转化率减小,C项错;降低温度平衡右移,Y的转化率增大,D项正确。 答案: D 4.[2013·重庆理综卷]将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应: E(g)+F(s)2G(g)。 忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如表所示 ①b<f ②915℃、2.0MPa时E的转化率为60% ③该反应的ΔS>0 ④K(1000℃)>K(810℃) 上述①~④中正确的有( ) A.4个 B.3个 C.2个D.1个 解析: 该反应为气体体积增大的反应,所以ΔS>0,③正确;温度一定时,增大压强平衡向左移动,所以810℃时,54.0>a>b,1000℃时,e>f>83.0,故b E(g)+F(s)2G(g) 起始浓度/(mol·L-1)x0 转化浓度/(mol·L-1)y2y 平衡浓度/(mol·L-1)x-y2y ×100%=75.0% y=- x 则E的转化率为60%,②正确。 答案: A
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