高考章节测试073化学平衡的移动 化学反应的方向.docx
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高考章节测试073化学平衡的移动化学反应的方向
第二课时化学平衡的移动化学反应的方向
1.在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:
NO(g)+CO(g)
N2(g)+CO2(g);
ΔH=-373.2kJ·mol-1,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )
A.加催化剂同时升高温度B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2D.降低温度同时增大压强
2.在一定温度下,将一定质量的混合气体在密闭容器中发生反应。
aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g),达到平衡时测得B气体的浓度为0.6mol/L,恒温下将密闭容器的容积扩大1倍,重新达到平衡时,测得B气体的浓度为0.4mol/L,下列叙述不正确的是( )
A.a+b>c+dB.平衡向左移动
C.重新达平衡时,A气体浓度增大D.重新达平衡时,D的体积分数减小
3.如图表示反应M(g)+P(g)
nQ(g)的平衡体系中,Q的物质的量浓度c(Q)与温度T的关系(曲线上的任何一点都表示平衡状态)。
下列有关该反应的描述错误的是( )
A.通过分析上图,该反应的正反应为放热反应
B.A状态与C状态的化学反应速率比较为v(A) C.在T1、D状态时,v正 D.在T2、B状态时,改变体积始终有v正=v逆,则n=2 4.在一定条件下,向密闭容器中充入30mLCO和20mL水蒸气,使其反应,当反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)达到平衡时,水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等,则下列叙述错误的是( ) A.平衡后CO的体积分数为40%B.平衡后CO的转化率为25% C.平衡后水的转化率为50%D.平衡后混合气体的平均相对分子质量为24 5.化学反应方向的确定不仅与焓变(ΔH)有关,也与温度(T)、熵变(ΔS)有关,实验证明,化学反应的方向应由ΔH-TΔS确定,若ΔH-TΔS<0则自发进行,否则不能自发进行。 下列说法中不正确的是( ) A.在温度、压力一定的条件下,焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 B.温度、压力一定时,放热的熵增加反应一定能自发进行 C.反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 D.固体的溶解过程与熵变有关 6.在一定温度下,向容积不变的容器中加入2molN2、8molH2及固体催化剂,使之反应。 已知: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ;ΔH=-92.2kJ·mol-1。 平衡时,容器内气体压强为起始时的80%。 (1)反应达到平衡时,放出的热量( ) A.小于92.2kJ B.等于92.2kJ C.大于92.2kJ (2)保持同一温度,在相同的容器中,若起始时加入2molNH3、1molH2及固体催化剂,反应达到平衡时NH3的体积分数( ) A.等于0.25B.大于0.25C.小于0.25 (3)保持同一温度,在相同的容器中,起始通入一定物质的量N2、H2、NH3,欲使平衡时NH3的体积分数一定等于0.25。 且起始时向正反应方向进行,则充入N2的物质的量amol的取值范围是________。 (4)右图是T1℃时容器中NH3的物质的量随时间的变化曲线,请在该图中补画出该反应在T2℃(T2>T1)时n(NH3)的变化曲线。 一、选择题 1.下图表示反应X(g) 4Y(g)+Z(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.第6min后,反应就终止了 B.X的平衡转化率为85% C.若升高温度,X的平衡转化率将大于85% D.若降低温度,v正和v逆将以同样倍数减小 2.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>n B.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, 3.对于平衡CO2(g) CO2(aq) ΔH=-19.75kJ·mol-1,为增大二氧化碳气体在水中的溶解度,应采用的方法是( ) A.升温增压B.降温减压C.升温减压D.降温增压 4.在密闭容器中进行如下反应: H2(g)+I2(g) 2HI(g),在温度T1和T2时,产物的量与反应时间的关系如下图所示,符合图示的正确判断是( ) A.T1>T2,ΔH>0B.T1>T2,ΔH<0 C.T1 5.从下列叙述中能肯定判断某化学平衡发生移动的是( ) A.混合物中各组分的浓度改变B.混合体系中气体密度发生变化 C.正、逆反应速率改变D.反应物的转化率改变 6.某化学科研小组研究在其他条件下不变时,改变某一条件对A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)化学平衡状态的影响时,得到如图所示的变化规律(图中T表示温度,n表示物质的量),根据图示得出的结论中正确的是( ) A.反应速率a>b>c B.达到平衡时A2的转化率大小为: b>a>c C.若T2>T1,则正反应一定是放热反应 D.达到平衡时,AB3的物质的量大小为: c>b>a 7.将1molH2(g)和2molI2(g)置于2L密闭容器中,在一定温度下发生反应: H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH<0,并达到平衡,HI的体积分数w(HI)随时间变化如图(Ⅱ)所示。 若改变反应条件,w(HI)的变化曲线如图(Ⅰ)所示,则改变的条件可能是( ) A.恒温恒容条件下,加入适当催化剂 B.恒温恒压条件下,充入1molN2 C.恒容条件下,升高温度 D.恒温恒容条件下,再充入1molH2(g)和2molI2(g) 8.判断反应过程自发性的目的是( ) A.判断反应的方向B.确定反应是否一定发生 C.判断反应过程发生的速率D.判断反应过程的热效应 9.根据下列有关图象,说法正确的是( ) A.由图Ⅰ知,反应在T1、T3处达到平衡,且该反应的ΔH<0 B.由图Ⅱ知,反应在t6时刻,NH3体积分数最大 C.由图Ⅱ知,t3时采取降低反应体系温度的措施 D.图Ⅲ表示在10L容器、850℃时的反应,由图知,到4min时,反应放出51.6kJ的热量 10.将一定量A、B装入容积为1L的恒温密闭容器中,发生反应: 2A(g)+bB(g) cC(g),1min时达到平衡,C的浓度为xmol·L-1。 若保持温度不变,将密闭容器的容积压缩为原来的 ,重新达到平衡后,C的浓度为 2.5xmol·L-1,下列说法正确的是( ) A.化学计量数的关系: b B.容器的容积减小后,该反应的逆反应速率减小 C.原容器中用B的浓度变化表示该反应在1min内的速率为 mol·(L·min)-1 D.若保持温度和容器的容积不变,充入氦气(不参与反应),平衡不发生移动 11.下列表格中的各种情况,可以用下图曲线表示的是( ) 反 应 纵坐标 甲 乙 A 相同质量氨,在同一容器中 2NH3 N2+3H2 氨气的转化率 500℃ 400℃ B 等质量钾、钠分别与足量水反应 H2的质量 钠 钾 C 在体积可变的恒压容器中,体积比为1∶3的N2、H2: N2+3H2 2NH3 氨气的浓度 活性高的催化剂 活性一般 的催化剂 D 2molSO2和1molO2,在相同温度下: 2SO2+O2 2SO3 SO3的物质的量 2个大气压 10个大气压 二、非选择题 12.某温度时,在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如下表所示。 (1)根据下表中数据,在下图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线。 t/min X/mol Y/mol Z/mol 0 1.00 1.00 0.00 1 0.90 0.80 0.20 3 0.75 0.50 0.50 5 0.65 0.30 0.70 9 0.55 0.10 0.90 10 0.55 0.10 0.90 14 0.55 0.10 0.90 (2)体系中发生反应的化学方程式是__________________; (3)列式计算该反应在0~3min时间内产物Z的平均反应速率: ________________________________________________________________________; (4)该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于________________________________________________________________________; (5)如果该反应是放热反应。 改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线1、2、3(如下图所示)则曲线1、2、3所对应的实验条件改变分别是: 1________,2________,3________。 13.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如下表: T/℃ 700 800 830 1000 1200 K 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 回答下列问题: (1)该反应的化学平衡常数表达式为K=__________________。 该反应为__________________反应(填“吸热”和“放热”)。 (2)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是____________________。 (a)容器中压强不变。 (b)混合气体中c(CO)不变 (c)v逆(H2)=v正(H2O) (d)c(CO2)=c(CO) (3)830℃时,容器中的反应已达到平衡。 在其他条件不变的情况下,缩小容器的体积,平衡__________移动(选填“向正反应方向”或“向逆反应方向”或“不”)。 (4)若830℃时,向容器中充入1molCO、5molH2O(g),反应达到平衡后,CO的转化率为________。 14.向一体积不变的密闭容器中加入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体。 一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图1所示。 图2为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。 已知t3-t4阶段为使用催化剂;图1中t0-t1阶段c(B)未画出。 (1)若t1=15min,则t0-t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C)=________。 (2)t4-t5阶段改变的条件为________,B的起始物质的量为________。 各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示: t1~t2 t2~t3 t3~t4 t4~t5 t5~t6 K1 K2 K3 K4 K5 则K1=________(保留两位小数),K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为________(用“>”“<”或“=”连接)。 (3)t5-t6阶段保持容器内温度不变,若A的物质的量共变化了0.01mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,写出此温度下该反应的热化学方程式: ________________________。 (4)在相同条件下,若起始时容器中加入amolA、bmolB和cmolC,达到平衡时体系中各物质的量与t1时刻相等,a、b、c要满足的条件为________。 一、选择题 1.反应2A(g) 2B(g)+E(g)(正反应是吸热反应)达到平衡时,要使正反应速率减小,A的浓度增大,应采取的措施是( ) A.加压B.减压C.减小E的浓度D.降温 2.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 3.工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下: SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g) ΔH=+QkJ·mol-1(Q>0) 某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是( ) A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率 B.若反应开始时SiCl4为1mol,则达平衡时,吸收热量为QkJ C.反应至4min时,若HCl浓度为0.12mol·L-1,则H2的反应速率为0.03mol·L-1·min-1 D.当反应吸收热量为0.025QkJ时,生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH溶液恰好反应 4.在容积一定的密闭容器中发生可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g);ΔH>0,有关图象如下图所示。 下列说法正确的是( ) A.p1 B.p1>p2,纵坐标指C的质量分数 C.p1 D.p1 5.在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应: 2NO2(g) N2O4(g)。 达到平衡时,再向容器内通入一定量的NO2(g),重新达到平衡后与第一次平衡时相比,NO2的体积分数( ) A.不变B.增大C.减小D.无法判断 6.在一定温度下,向容积固定不变的密闭容器中充入amolA,发生反应: 2A(g) B(g);ΔH<0。 达平衡后再向容器中充入amolA,再次达到平衡后,与原平衡比较,下列叙述不正确的是( ) A.平均相对分子质量增大B.A的转化率提高 C.A的质量分数增大D.反应放出的总热量大于原来的2倍 7.一定温度下,容积不变的密闭容器中,充入一定量HI气体,发生如下可逆反应: 2HI(g) H2(g)+I2(g) ΔH>0。 下列说法正确的是( ) A.若每消耗2nmolHI的同时生成nmolH2,表明该反应已达平衡 B.容器内的压强不发生变化,表明该反应已达平衡 C.平衡时,其他条件不变,再充入一定量HI,重新达平衡后,I2的百分含量增大 D.平衡时,其他条件不变,升高温度,混合气体的颜色加深 8.某固定体积的密闭容器中存在化学平衡;aA(g) bB(g)+cC(g),在温度不变的条件下,再充入一定量的A物质,重新达到平衡时,下列判断中正确的是( ) A.若a=b+c时,B的物质的量分数变大 B.若a=b+c时,B的物质的量分数变小 C.若a>b+c时,A的转化率不变 D.若a 9.一定条件下的某密闭容器中,进行如下反应并建立平衡: 2X(g)+Y(g) Z(g)+W(g);ΔH<0 若改变某一条件,下列说法正确的是( ) A.使用催化剂或缩小容器容积,平衡均不发生移动 B.升温既可以提高反应速率又可以提高X的转化率 C.向容器中加入少量Z,平衡后混合气体中Z的体积分数变小 D.向容器中加入一定量的Y,上述反应的ΔH不变 10.对于平衡体系: aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g);ΔH<0,有下列判断,其中正确的是( ) A.若温度不变,容器体积扩大一倍,此时A的浓度是原来的0.48倍,则a+b大于c+d B.若从正反应开始,平衡时,A、B的转化率相等,则起始时A、B的物质的量之比为b∶a C.若平衡体系中共有气体mmol,再向其中充入nmolB,达到平衡时气体总物质的量为(m+n)mol,则a+b=c+d D.若a+b=c+d,则对于体积不变的容器,升高温度,平衡向左移动,容器中气体的压强不变 二、非选择题 11.一定温度下,在一容积不变的容器中,发生化学反应aA(g)+bB(g) cC(g),采用不同比例的A、B作为起始物,测量反应达平衡时A和B的转化率,得到如下图象: (1)图象中X表示________的转化率。 (2)向容积为2L的密闭容器中充入2molA和2molB,4min后反应达平衡,测得A的转化率为60%,则B的转化率为________,若C的反应速率为0.1mol·L-1·min-1,则a、b、c的值分别为________。 (3)已知给容器加热时,气体的平均摩尔质量减小,则正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。 (4)若在此容器中,按n(A)∶n(B)=a∶b的比例加入一定量的A和B,平衡后将其中的C移出一部分,当再次达平衡时,C的体积分数________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。 若容器为一体积可变、压强不变的容器,同样加入A、B,达平衡后,移出一部分C,再次达平衡时,C的体积分数________。 12.现有可逆反应: A(g)+2B(g) C(g)+D(g);ΔH<0。 在相同温度下,将1molA和2molB加入到容积固定不变的甲容器中,将2molC和2molD加入到容积可变的乙容器中,t1=5min时两容器内均达到平衡状态,甲中c(C)=1.5mol/L。 请回答下列问题: (1)5min内,用B物质表示甲容器中的平均反应速率v(B)=________。 (2)若使甲容器化学平衡向正反应方向移动,则可以改变的条件是(填写字母)________;改变条件的瞬间,体系的正反应速率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 A.减小A的物质的量B.降低体系的温度C.增大D的浓度D.加入催化剂 (3)保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新的平衡后,乙容器中C的物质的量浓度c(C)__________(填“>”“<”或“=”)3mol/L。 (4)保持温度不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,下图中能表示甲中反应速率变化情况的是__________,能表示乙中反应速率变化情况的是________。 13.在一容积为2L的密闭容器内加入2mol的CO和6mol的H2,在一定条件下,发生如下反应: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);ΔH<0。 (1)反应达到平衡时,CH3OH的物质的量浓度可能为( ) A.0.8mol·L-1 B.1.0mol·L-1 C.1.2mol·L-1 (2)该反应的逆反应速率与时间的关系如下图所示: ①由图可知反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而在t2、t8时都改变了条件,试判断t8时改变的条件可能是________; ②若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线。 14.乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇。 2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g); ΔH=akJ/mol,在一定压强下,测得上述反应的实验数据如下表。 (1)根据表中数据分析: ①上述反应的a________0(填“大于”或“小于”)。 ②恒温下,向反应体系中加入固体催化剂,则反应产生的热量________(填“增大”、“减小”或“不变)。 ③增大 的值,则生成乙醇的物质的量________(填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”)。 (2)在有催化剂的条件下,在容积固定的密闭容器中投入一定量的CO和H2,同样制得乙醇(可逆反应)。 该反应过程中的能量变化如图所示。 ①写出用CO和H2制备乙醇的热化学反应方程式________________________。 ②在一定温度下,向上述密闭容器中加入1molCO、3molH2及固体催化剂,使之反应。 平衡时,反应产生的热量为QkJ,若温度不变的条件下,向上述密闭容器中加入4molCO、12molH2及固体催化剂,平衡时,反应产生的热量为wkJ,则w的范围为__________。 ③在如图的坐标中画图说明压强对CO和H2制备乙醇反应的化学平衡的影响,需标明纵坐标的含义。 (注: 假设在图象中压强对物质状态没有影响) 1. 解析: 提高反应速率的一般做法有: ①升高温度,②增大反应物浓度,③对有气体参加的反应增大压强,④加入催化剂。 要提高NO的转化率,即让平衡向正反应方向移动,可采用的做法有: ①降低温度,②增大压强,③增大CO的浓度等。 综合以上的分析,正确答案为B。 答案: B 2. 解析: 在恒温下密闭容器的容积扩大1倍,则容器的各种气体物质的量浓度各减半,此刻B气体的浓度应为0.3mol/L,但其实际浓度为0.4mol/L,说明当容器容积扩大一倍,相当于压强减小化学平衡向气体体积增大的方向移动,B气体的浓度由0.3mol/L增加到0.4mol/L,所以化学计量数关系为: a+b>c+d,即减小气体压强,平衡向气体体积增大的方向移动。 由于在容积扩大一倍时,A气体的浓度将减小,故C项不符合题意。 选项D中,由于平衡向逆反应方向移动,D气体的物质的量减小,其体积分数也减小。 答案: C 3. 解析: 温度升高,Q的物质的量浓度减小,说明正反应为放热反应;A状态与C状态相比,C状态时温度升高了,则化学反应速率大小应为v(A) 答案: C 4. 解析: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 起始: 30 20 0 0 变化: xxxx 平衡: 30-x20-xxx 由题意知: 20-x=x,故x=10。 故平衡后CO的体积分数为 ×100%=40%。 CO的转化率为 ×100%=33.3%。 H2O(g)的转化率为 ×100%=50%。 平衡后混合气体的平均相对分子质量不变,仍为 =24,故选B。 答案: B 5. 解析: ΔH-TΔS<0时反应能自发进行,所以焓变和熵变是一定温度下化学反应能否自发进行的复合判据,选项A正确;选项C不正确。 放热反应的焓变小于零,熵增加反应熵变大于零,都对ΔH-TΔS<0做出贡献。 显然,放热的熵增加反应一定能自发进行,所以选项B正确。 固体的溶解过程,体系的混乱度增大,它是熵增加的过程,所以选项D正确。 答案: C 6. 解析: (1)平衡时,容器内气体压强为起始时的80%,则生成NH32mol,放出热量92.2kJ。 (2)此时NH3的体积分数为0.25,若起始时加入2molNH3、1molH2,则NH3的体积分数小于0.25。 (3)设n(N2)=a,n(H2)=b,n(NH3)=c,则a+ c=2mol,故a<2mol,当a=1mol,c=2mol,b=5mol时,NH3的体积分数等于0.25,要使起始时向正反应方向进行,则a>1mol。
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