练习题化学反应的方向和限度.docx

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练习题化学反应的方向和限度

练习题化学反应的方向和限度

1.下列变化过程中，ΔH<0、ΔS>0的是（　　）

A．2SO3

2SO2＋O2B．2C2H6（g）＋7O2（g）===4CO2（g）＋6H2O（g）

C．NH4NO3（s）===NH

（aq）＋NO

（aq）D．Cl2===2Cl

解析：

乙烷燃烧是放热反应，反应后气体分子数量增加，所以该反应过程中，ΔH<0、ΔS>0。

答案：

B

2．下列对熵（S）、熵变（ΔS）的说法中，错误的是（　　）

A．化学反应过程中吸收或释放的热量叫做熵变

B．反应前后体系熵的变化叫做熵变

C．衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵

D．化学反应的ΔS越大，越有利于反应的自发进行

解析：

要注意区分熵变、焓变的差异。

化学反应过程中吸收或释放的热量叫做焓变。

答案：

A

3．在一定温度下，反应：

2A（s）＋2B（g）

C（g）＋D

（g）在恒容容器中进行，不能说明该反应已经达到平衡的是（　　）

A．容器内的压强不随时间而变化

B．混合气的密度不再随时间而变化

C．A的质量不再改变

D．平衡混合气体的平均相对分子质量不再改变

解析：

设反应正向进行，则恒容时：

A的质量减少；混合气体的压强因反应前后气体分子数不变而不变；密度因气体质量增加而增大；平均相对分子质量因m混增大而n混不变而增加，而反应正向（或逆向）进行时，不变的量不能成为平衡的标志，变化的量则能，A项错。

答案：

A

4．（2008·上海，19）研究发现，空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的形成，反应过程如下：

①SO2＋NO2===SO3＋NO　②SO3＋H2O===H2SO4　③2NO＋O2===2NO2

NO2在上述过程中的作用与H2SO4在下述变化中的作用相似的是（　　）

A．潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶B．硫化氢通入浓H2SO4中

C．浓H2SO4滴入萤石c（CaF2）中，加热D．加入少量H2SO4使乙酸乙酯水解

解析：

由于反应①SO2＋NO2===SO3＋NO　②SO3＋H2O===H2SO4　③2NO＋O2===2NO2，可见NO2反应前后没有改变，起催化作用，但从SO2～SO3～H2SO4可见NO2又起了氧化剂作用。

因H2SO4在硫化氢通入浓H2SO4中起氧化剂作用，H2SO4在乙酸乙酯水解中起催化剂作用，因此答案应选B、D。

答案：

BD

5．一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：

A（s）＋2B（g）

C（g）＋D（g），当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是（　　）

①混合气体的密度　②容器内气体的压强　③混合气体的总物质的量　

④B的物质的量浓度

A．①④B．②③C．②③④D．只有④

解析：

①反应前后气体的体积不变，但气体的总质量发生了变化，所以当混合气体的密度不变时，可说明反应已达到平衡状态；②反应前后气体的体积始终保持不变，容器内气体的压强不变时，不能判断是否达到平衡；③反应前后气体的体积始终保持不变，混合气体的总物质的量也始终保持不变；④由于容积恒定，B的物质的量浓度不变时表明反应达到化学平衡状态。

答案：

A

6．在容积为1L的密闭容器中，加入5molA物质，在一定条件下同时发生下列两个反应：

（1）2A（g）

2B（g）＋C（g）；

（2）A（g）

C（g）＋D（g）。

当达到平衡时，测得c（A）＝2.5mol/L，c（C）＝2.0mol/L。

则下列说法中正确的是（　　）

A．达到平衡时A的总转化率为40%B．达到平衡时c（B）为1.0mol/L

C．达到平衡时c（B）＝2c（D）D．达到平衡时c（D）＝2c（B）

解析：

设反应

（1）有amol的A转化，反应

（2）中有bmol的A转化，有

　2A（g）

2B（g）＋C（g）

转化aa

　A（g）

C（g）＋D（g）

转化bbb

则由题意可知，5mol－（a＋b）mol＝2.

5mol/L×1L，即a＋b＝2.5mol；

＋b＝2.0mol/L×1L，即

＋b＝2.0mol，联立两式解得a＝1.0mol，b＝1.5mol。

对A选项，达平衡时A的总转化率＝

×100%＝50%，故A不正确；c（B）＝

＝1.0mol/L，故B选项正确；c（B）＝1.0mol/L，c（D）＝

＝1.5mol/L，故C、D选项均不正确。

答案：

B

7．在固定容积的密闭容器中进行如下反应：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g），已知反应过程某一时刻SO2、O2、SO3浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，达到平衡时浓度可能正确的是（　　）

A．SO2、O2分别为0.4mol/L、0.2mol/LB．SO2为0.25mol/L

C．SO2、SO3均为0.15mol/LD．SO2为0.24mol/L，SO3为0.14mol/L

答案：

B

8.在一定条件下进行下列可逆反

应的实验：

A（g）＋2B（g）

3C（g）　ΔH＞0

三组平行实验的有关条件如下表：

反应条件

温度

容器体积

起始n（A）

起始n（B）

其他条件

Ⅰ组

500℃

1L

1mol

2mol

无

Ⅱ组

500℃

1L

2mol

4mol

无

Ⅲ组

500℃

1L

1mol

2mol

已知Ⅰ组实验过程中，C气体的体积分数V（C）%，随时间t的变化曲线如图：

（1）试在上图画出Ⅱ组实验过程中C气体体积分数随时间t的变化曲线。

（2）若Ⅲ组实验过程中，C气体体积分数随时间t的变化曲线与Ⅱ组相当，则它所具备的“其他条件”可能是___________________________________________________。

（3）在Ⅰ组实验中B气体的转化率是________，若将实验温度变为800℃，则达平衡所需时间__________t1（填“小于”、“大于”或“等于”，下同），平衡时V（C）%____a%。

解析：

Ⅱ组与Ⅰ组相比，只是Ⅱ组中起始的A、B的浓度均为Ⅰ组中A、B的浓度的2倍，其他条件均相同，因此，Ⅱ组与Ⅰ组相比，Ⅱ组到达平衡的时间短，但是，Ⅰ组的平衡状态和Ⅱ组中的平衡状态的V（C）%是相同的。

Ⅲ组中C气体体积分数随时间t的变化曲线如果与Ⅱ组中的相当，则其余条件必为催化剂。

答案：

（1）

（2）催化剂　（3）a%　小于　大于

9．在一定温度下将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中，发生如下反应：

3A（g）＋B（g）

2C（g）＋2D（g），2分钟末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，请填写下面空白。

（1）B的平衡浓度为______________。

（2）A的转化率为______________。

（3）用D表示的平均反应速率为____________。

（4）如果缩小容器容积（温度不变），平衡体系中混合气体的密度____________、平均相对分子质量______________。

（两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）。

（5）如果上述反应在相同条件下从逆反应开始进行，开始加C和D各4/3mol，要使平衡时各物质的质量分数与原平衡时相等，则还应加入________molB物质。

解析：

根据题意可得：

　　　　3A（g）　＋　B（g）

2C（g）　＋　2D（g）

起始（mol）:

2200

转化（mol）:

3xx2x2x

平衡（mol）:

2－3x2－x2x0.8

所以2x＝0.8mol，即x＝0.4mol，所以达到平衡时B的物质的量浓度为

＝0.8mol/L；A的转化率为

×100%＝60%；v（D）＝

＝0.2mol/（L·min）；由于缩小容积时平衡状态不变，所以混合气体的平均相对分子质量不变，混合气体的密度增大。

答案：

（1）0.8mol/L　

（2）60%　（3）0.2mol/（L·min）　（4）增大　不变　（5）4/3

10．一定条件下，可逆反应A（g）＋B（g）2C（g），达到平衡时，各物质的平衡浓度为：

c（A）＝0.5mol/L，c（B）＝0.1mol/L，c（C）＝1.6mol/L，若用a、b、c分别表示A、B、C的初始浓度（mol/L），则：

（1）a、b应满足的关系是__________。

（2）a的取值范围是____________。

解析：

可用“一边倒”的方法考虑。

　　　A（g）＋B（g）2C（g）

平衡时：

0.50.11.6

向左倒：

1.30.90

向右倒：

0.401.8

从而可确定a与b的关系及a、b、c的取值范围：

0.4≤a≤1.3　0≤b≤0.9　0≤c≤1.8

答案：

（1）a＝b＋0.4　

（2）0.4≤a≤1.3

11.有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。

一定温度下，在甲中加入2molN2、

3molH2，反应N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）达到平衡时生成NH3的物质的量为mmol。

（1）相同温度下，在乙中加入4molN2、6molH2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol（从下列各项中选择，只填序号，下同）；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol。

A．小于mB．等于mC．在m～2m之间

D．等于2mE．大于2m

（2）相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1molNH3

，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始应加入______molN2和________molH2。

解析：

（1）由于甲容器定容，而乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m。

当甲乙两容器的体积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2m。

（2）乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为（1－0.5）＝0.5mol，H2为（1.5－1.5）＝0mol。

答案：

（1）D　E　

（2）0.5　0

12．（2009·潍坊统考）反应①Fe（s）＋CO2（g）

FeO（s）＋CO（g）　ΔH＝akJ·mol－1，平衡常数为K；反应②CO（g）＋1/2O2（g）===CO2（g）　ΔH＝bkJ·mol－1

测得在不同温度下，K值如下：

温度/℃

500

700

900

K

1.00

1.47

2.40

（1）若500℃时进行反应①，CO2起始浓度为2mol·L－1，CO的平衡浓度为________。

（2）反应①中的a________0（填大于、小于、等于）。

（3）700℃反应①达到平衡，要使得该平衡向右移动，其它条件不变时，可以采取的措施有________（填序号）。

A．缩小反应器体积B．通入CO

2C．升高温度到900℃D．使用合适的催化剂

（4）下列图像符合反应①的是________（填序号）（图中v是速率，φ为混合物中CO的含量，T为温度且T1＞T2）。

（5）由反应①和②可求得：

反应2Fe（s）＋O2（g）===2FeO（s）的ΔH＝________。

解析：

（1）由Fe（s）＋CO2（g）

FeO（s）＋CO（g）知该反应的化学平衡常数K＝

，由表中数据知500℃时K＝1，则Fe（s）＋CO2（g）

FeO（s）＋CO（g）

20

xx

平衡浓度2－xx

K＝

＝1，所以x＝1。

（2）由表中数据知，温度升高，K值增大，说明正反应是吸热反应，a＞0。

（3）该反应为正向吸热，可采用升温或增加反应物的办法使平衡右移，所以B、C正确。

（4）由反应①的特点知图像A正确。

（5）利用盖斯定律可得：

①×2＋②×2得ΔH＝（2a＋2b）kJ·mol－1。

答案：

（1）1mol·L－1　

（2）大于　（3）BC　（4）A　（5）（2a＋2b）kJ·mol－1

1．（2009·天津理综，5）人体血液内的血红蛋白

（Hb）易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力。

CO吸入肺中发生反应：

CO＋HbO2

O2＋HbCO,37℃时，该反应的平衡常数K＝220。

HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍，会使人智力受损。

据此，下列结论错误的是（　　）

A．CO与HbO2反应的平衡常数K＝

B．人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少

C．当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时，人的智力才会受损

D．把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动

解析：

由平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K＝

；由平衡移动原理可知吸入CO越多，平衡向右移动，与血红蛋白结合的O2减少；把病人放入高压氧仓中，则平衡向左移动，释放出CO，故可解毒，A、B、D均正确。

C项，由平衡常数表达式可知，人智力受损时：

220＝

×0.02，即

＝

，故C项错误。

答案：

C

2．一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：

2A（g）＋B（g）

3C（g），若反应开始时充入2molA和2molB，达到平衡后A的体积分数为a%。

其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是（　　）

A．2molC

B．2molA、1molB和1molHe（不参加反应）

C．1molB和1molC

D．2molA、3molB和3molC

解析：

本题主要考查有关化学平衡的相关问题。

由于在等温等容的条件下，对于气体总体积不变的反应2A（g）＋B（g）3C（g），充入任意物质的量的C，都与充入2molA和1molB等效，且平衡时A的体积分数大于a%，A符合题意；而充入He时对所给化学平衡没有影响，则B选项中A的体积分数亦大于a%；而C、D所建立的平衡皆与原平衡等效，平衡时A的体积分数为a%。

答案：

AB

3．在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：

2A（g）＋B（g）

xC（g），达到平衡时，C的体积分数为W%。

若维持容器体积和温度不变，按0.6molA，0.3molB和1.4molC为起始物质，达到平衡时，C的体积分数也为W%，则x值为（　　）

A．1B．2C．5D．4

解析：

列式求算：

0.3mol＋

mol＝1mol或0.6mol＋

mol＝2mol　求得x＝2。

若x＝3时，只要n（A）∶n（B）＝2∶1，n（C）是任意值时都符合题意。

答案：

B

4．（2009·四川理综，13）在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX（g）

nY（g）；ΔH＝QkJ/mol。

反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：

下列说法正确的是（　　）

A．m>nB．Q<0

C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动

解析：

升温，c（Y）增大，平衡右移，所以，Q>0，B、D错误；气体体积增大，若平衡不动，c（Y）应减小为一半，现c（Y）比一半大，即减压平衡向右移动，m

答案：

C

5．密闭的烧瓶里盛放气体A，在25℃时建立如下平衡：

2A（g）

B（g）　ΔH<0，把烧瓶置于100℃的沸水中，在建立新平衡的过程中，烧瓶内混合气体的物理量始终不变的是（　　）

A．平均相对分子质量B．密度

C．容器内的压强

D．物质的量

解析：

升高温度时平衡左移，m总不变，V总不变，则混合气体密度不变。

又因平衡左移时n总增大，则混合气体平均相对分子质量减小，容器内压强增大，B选项正确。

答案：

B

6.（2009·重庆理综，13）各可逆反应达平衡后，改变反应条件，其变化趋势正确的是（　　）

解析：

A项，加入CH3COONa，使CH3COOH的电离平衡逆向移动，c（H＋）减小，pH增大；B项，加入KCl，对平衡没有影响，c（Fe3＋）不变；C项，加入Ar气，原平衡分压减小（因平衡为恒压过程），平衡左移，H2转化率减小。

答案：

D

7．已知某温度下：

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ·mol－1，恒温、恒容且容积相同的两个密闭容器A、B，A中通入1molN2、3molH2，B中通入0.5molN2、1.5molH2，反应一段时间后，A、B中均达到平衡状态。

下列判断正确的是（　　）

A．A中放热92.4kJB．B中放热46.2kJ

C．A中热量变化值大于B中的2倍D．A中热量变化值等于B中的2倍

解析：

由于是可逆反应，加入的反应物不可能完全反应，则A中放热小于92.4kJ，B中放热小于46.2kJ；由于A、B恒温恒容，若A、B中反应物的转化率相同，则A中热量变化值等于B中的2倍，但由于A中压强大，则平衡正向移动，故A中热量变化值大于B中的2倍。

答案：

C

8．下列能确认化学平衡发生了移动的是（　　）

A．化学反应速率发生改变

B．有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，改变压强

C．由于某一条件的改变，使平衡体系中各组分的浓度发生了不同程度的改变

D．可逆反应达到平衡后，使用催化剂

解析：

若正逆反应同等程度加快或同等程度减慢，化学平衡都不移动。

若反应物、生成物气体分子数相等，压强改变平衡不移动。

使用催化剂时，正逆反应速率同等程度变化，平衡不移动。

故正确答案为C。

答案：

C

9．已知在一定条件下2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH＝－QkJ·mol－1。

向一密闭容器中加入2molSO2和1molO2，达平衡时SO2的转化率为90%，放出的热量为Q1；向另一相同容器中加入2molSO3，在相同条件下，达平衡时吸收的热量为Q2，则下列关系中正确的是（　　）

A．Q>Q1>Q2B．Q1>Q2>QC．Q1>Q>Q2D．Q1＝Q2>Q

解析：

两平衡等效。

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH＝－QkJ·mol－1

起始：

2mol1mol0

变化：

1.8mol0.9mol1.8mol

平衡：

0.2mol0.1mol1.8mol

Q1＝0.9Q

2SO3（g）

2SO2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋QkJ·mol－1

起始：

2mol00

平衡：

1.8mol0.2mol0.1mol

变化：

0.2mol0.2mol0.1mol

∴Q2＝0.1Q，∴Q>Q1>Q2

答案：

A　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

10．可逆反应N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。

下列各关系中能说明反应已达到平衡状态

的是（　　）

A．3

v正（N2）＝v正（H2）B．v正（N2）＝v逆（NH3）

C．2v正（H2）＝3v逆（NH3）D．v正（N2）＝3v逆（H2）

解析：

当正向反应速率等于逆向反应速率时，可逆反应达到平衡状态。

根据化学方程式中NH3和H2的计量关系，可以看出正反应在单位时间内有3molH2发生化合反应，必定同时生成2molNH3，故有2v正（H2）＝3v正（NH3）。

这时逆反应如果同时有2molNH3发生分解反应，NH3的物质的量就相当于没有变化，好像“表面上静止”达到平衡状态。

所以当2v正（H2）＝3v逆（NH3）时，NH3的正、逆反应速率相等，说明反应已达到平衡状态。

答案：

C

11.把A、B、C、D四种物质放在密闭容器中，在一定条件下充分反应。

反应前及反应完成后各物质的质量如下表所示：

物　质

A

B

C

D

反应前物质质量（g）

19.7

8.7

23.6

0.4

反应后物质质量（g）

待测

17.4

2

3.6

下列说法不正确的是（　　）

A．物质C一定是化合物

B．此反应一定不是可逆反应

C．此反应不一定是氧化还原反应

D．若A、C的摩尔质量之比为97∶108，则参加反应的A、C物质的量之比为1∶2

解析：

此题考查了可逆反应的判断和有关化学方程式的计算知识。

根据题意可知，充分反应后各物质都没反应完全，则此反应是可逆反应，B错误；根据反应前后质量守恒，可计算出A物质反应后的质量是29.4g，又根据各物质反应前后的质量变化，可以判断C是反应物，A、B、D是生成物，故C一定是化合物，A正确；A、C的质量差分别是9.7g、21.6g，结合A、C的摩尔质量比可以计算出参加反应的A、C物质的量之比为1∶2，D正确；由题意不能确定此反应是否是氧化还原反应，C正确；选B。

答案：

B

12．（2008·宁夏理综，12）将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：

①NH4I（s）

NH3（g）＋HI（g）；②2HI（g）

H2（g）＋I2（g）

达到平衡时，c（H2）＝0.5mol·L－1，c（HI）＝4mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为（　　）

A．9B．16C．20D．25

解析：

根据反应②：

2HI（g）

H2（g）＋I2（g）消耗的c（HI）＝2c（H2）＝1mol·L－1，再结合反应①：

NH4I（S）

NH3（g）＋HI（g）知c（NH3）＝c

（HI）＝1mol·L－1＋4mol·L－1＝5mol·L－1。

因此该温度下，反应①的平衡常数：

K＝c（NH3）·c（HI）＝5mol·L－1×4mol·L－1＝20mol2·L－2。

答案：

C

13．在容积不变的密闭容器中，在一定条件下发生反应：

2AB（g）＋C（g），且达

到平衡。

当升高温度时气体的密度增大，则（　　）

A．若正反应是放热反应，则A为气态B．若正反应是放热反应，则A为非气态

C．若正反应是吸热反应，则A为非气态D．若正反应是吸热反应，则A为气态

解析：

本题考查化学平衡，中等难度题。

根据ρ＝m/V可知，V不变时，ρ增大，说明m也增大。

所以A为非气态。

升高温度

时气体密度增大，则平衡正向移动，正反应为吸热反应，选项C正确。

答案：

C

14．化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：

2NO（g）

N2（g）＋O2（g）　K1＝1×1030　

2H2（g）＋O2（g）

2H2O（g）　K2＝2×1081

2CO2（g）

2CO（g）＋O2（g）　K3＝4×10－92

请填写下列空白：

（1）常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为________________________________________________________________________。

（2）常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为__________。

（3）常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为__________________________________________________________________