2022屆高考化學總復(fù)習 專題7 化學反應(yīng)速率與化學平衡 第二單元 化學反應(yīng)的方向與限度課后達標檢測 蘇教版一、選擇題1下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進行的是()A2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJ·mol1BAg(s)Cl2(g)=AgCl(s)H127 kJ·mol1CHgO(s)=Hg(l)O2(g)H91 kJ·mol1DH2O2(l)=O2(g)H2O(l)H98 kJ·mol1解析：選D。對于A項，H>0，S<0，在任何溫度下，HTS>0，即任何溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)進行；對于B項，H<0，S<0，在較低溫度下，HTS<0，即低溫下反應(yīng)能自發(fā)進行；對于C項，H>0，S>0，若使反應(yīng)自發(fā)進行，即HTS<0，必須升高溫度，即反應(yīng)只有在較高溫度時能自發(fā)進行；對于D項，H<0，S>0，在任何溫度下，HTS<0，即在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進行。2下列有關(guān)化學平衡常數(shù)的描述中正確的是()A化學平衡常數(shù)的大小取決于化學反應(yīng)的內(nèi)因，與其他外界條件無關(guān)B相同溫度下，反應(yīng)ABC與反應(yīng)CAB的化學平衡常數(shù)相同C反應(yīng)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H<0的化學平衡常數(shù)隨溫度升高而增大D反應(yīng)A(g)B(g)2C(g)的平衡常數(shù)表達式為K解析：選D?；瘜W平衡常數(shù)內(nèi)因由反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定，外因只受溫度影響，A項錯；同溫下，同一反應(yīng)的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，一般不相等，B項錯；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，C項錯。3向恒溫恒壓容器中充入2 mol NO、1 mol O2，發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)O2(g)2NO2(g)。下列情況不能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是()A容器體積不再改變B混合氣體的顏色不再改變C混合氣體的密度不再改變DNO與O2的物質(zhì)的量的比值不再改變解析：選D。這是一個氣體體積變化的反應(yīng)，恒壓條件下，體積不變，則說明達到平衡，A正確。同理混合氣體密度不變，說明達到平衡，C正確。氣體顏色不變，說明c(NO2)不變，B正確。NO、O2按化學計量數(shù)比投料，反應(yīng)過程中兩者物質(zhì)的量之比始終為化學計量數(shù)比，D錯誤。4在一定體積的密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)：2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(l)H2O(g)，其中CO2 的起始濃度為1.0 mol·L1。當反應(yīng)達到平衡時，測得CO2的轉(zhuǎn)化率大于NH3的轉(zhuǎn)化率，則NH3的起始濃度可能是()A0.5 mol·L1B1.0 mol·L1C1.5 mol·L1 D3.0 mol·L1解析：選D。設(shè)CO2濃度的變化量為x，則NH3濃度的變化量為2x，若CO2的轉(zhuǎn)化率大于NH3，則NH3的起始濃度應(yīng)大于2.0 mol·L1。5下列說法中，不正確的是()A常溫下，反應(yīng)4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)的H0、S0B在其他條件不變時，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)轉(zhuǎn)化關(guān)系中(如圖)，縱坐標表示O2的轉(zhuǎn)化率C在其他條件不變時，向H2(g)I2(g)2HI(g)平衡體系中加入催化劑，反應(yīng)速率加快，I2的轉(zhuǎn)化率不變D14CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2C2CO，達到化學平衡后，平衡混合物中含14C的微粒有14CO2、14CO、14C解析：選B。A項中該反應(yīng)為熵減反應(yīng)，能自發(fā)進行，說明是放熱反應(yīng)，正確。B項中提高了O2的含量，使SO2轉(zhuǎn)化率提高，而O2轉(zhuǎn)化率降低，錯誤。C項中催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，不影響平衡移動，正確。D項說明化學平衡是一種動態(tài)平衡，正確。6在容積可變的密閉容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達到平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時氮氣的體積分數(shù)接近于()A5% B10%C15% D20%解析：選C。達到平衡時，H2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為8 mol×25%2 mol。在一定條件下，N2與H2發(fā)生反應(yīng)：N23H22NH3起始物質(zhì)的量/mol 2 8 0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol 2 平衡物質(zhì)的量/mol 6 同溫同壓下，氣體的體積比等于其物質(zhì)的量之比，故平衡時氮氣的體積分數(shù)為×100%15%。7(2017·高考天津卷)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2×105。已知：Ni(CO)4的沸點為42.2 ，固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。第一階段：將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4；第二階段：將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來，加熱至230 制得高純鎳。下列判斷正確的是()A增加c(CO)，平衡向正向移動，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大B第一階段，在30 和50 兩者之間選擇反應(yīng)溫度，選50 C第二階段，Ni(CO)4分解率較低D該反應(yīng)達到平衡時，v生成Ni(CO)44v生成(CO)解析：選B。增加c(CO)，平衡正向移動，但平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，A項錯誤；第一階段，50 時，反應(yīng)速率較快且Ni(CO)4為氣態(tài)，能從反應(yīng)體系中分離出來，B項正確；相同溫度下，第二階段與第一階段的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，則230 時，第二階段的平衡常數(shù)K5×104，反應(yīng)進行的程度大，故Ni(CO)4分解率較高，C項錯誤；該反應(yīng)達到平衡時，4v生成Ni(CO)4v生成(CO)，D項錯誤。8室溫下，體積為2 L的密閉容器中A、B、C三種氣體的起始濃度和平衡濃度如下表：物質(zhì)ABC初始濃度/mol·L10.10.20平衡濃度/mol·L10.050.050.1下列說法中正確的是()A發(fā)生的反應(yīng)可表示為AB2CB反應(yīng)達到平衡時B的轉(zhuǎn)化率為25%C若起始時密閉容器中有0.1 mol A、0.1 mol B、0.2 mol C時，反應(yīng)達平衡時，c(A)0.05 mol·L1D改變起始時容器中各氣體的物質(zhì)的量，可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù)解析：選C。根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，可知發(fā)生的反應(yīng)為A3B2C，A項錯誤；反應(yīng)達到平衡時，B的轉(zhuǎn)化率×100%75%，B項錯誤；起始時密閉容器中有0.1 mol A、0.1 mol B、0.2 mol C時，與原平衡是等效平衡，達平衡時各物質(zhì)濃度與原平衡相同，C項正確；溫度不變，反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，D項錯誤。9在300 mL的密閉容器中，放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表：溫度/2580230平衡常數(shù)5×10421.9×105下列說法不正確的是()A上述生成Ni(CO)4的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B25 時反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)的平衡常數(shù)為2×105C在80 時，測得某時刻Ni(CO)4、CO的濃度均為0.5 mol·L1，則此時v正>v逆D80 達到平衡時，測得n(CO)0.3 mol，則Ni(CO4)的平衡濃度為2 mol·L1解析：選C。溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A正確；Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)為題給反應(yīng)的逆反應(yīng)，溫度相同時，兩個反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系，B正確；C項中該時刻Qc8>K，反應(yīng)逆向進行，v逆>v正，C錯誤；D項中CO的平衡濃度為1 mol·L1，由K2可計算出Ni(CO)4的平衡濃度為2 mol·L1，D正確。二、非選擇題10甲醇來源豐富、價格低廉、運輸貯存方便，是一種重要的化工原料，有著重要的用途和應(yīng)用前景。(1)若在恒溫恒容的容器內(nèi)進行反應(yīng)CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，則可用來判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志有_(填字母)。ACO百分含量保持不變B容器中H2濃度與CO濃度相等C容器中混合氣體的密度保持不變DCO的生成速率與CH3OH的生成速率相等(2)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種：甲醇蒸汽重整法。該法中的一個主要反應(yīng)為CH3OH(g)CO(g)2H2(g)，此反應(yīng)能自發(fā)進行的原因是_。 甲醇部分氧化法。在一定溫度下以Ag/CeO2­ZnO為催化劑時原料氣比例與反應(yīng)的選擇性(選擇性越大，表示生成的該物質(zhì)越多)關(guān)系如圖所示。則當n(O2)/n(CH3OH)0.25時，CH3OH與O2發(fā)生的主要反應(yīng)方程式為_；在制備H2時最好控制n(O2)/n(CH3OH)_。解析：(1)濃度成比例不能說明反應(yīng)達到平衡，B錯誤。氣體總質(zhì)量一定，容器體積一定，密度始終不變，C錯誤。(2)無法判斷該反應(yīng)的焓變化，但該反應(yīng)是一個熵增的反應(yīng)，若是放熱反應(yīng)一定能自發(fā)；若是吸熱反應(yīng)，高溫下能自發(fā)。n(O2)/n(CH3OH)0.25時，主要生成甲醛。制備H2則要求H2的選擇性好，由圖可知在n(O2)/n(CH3OH)0.5時，H2的選擇性接近100%。答案：(1)AD(2)該反應(yīng)是一個熵增的反應(yīng)(S0)2CH3OHO22HCHO2H2O0.511(2016·高考海南卷)順­1，2­二甲基環(huán)丙烷和反­1，2­二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：該反應(yīng)的速率方程可表示為v(正)k(正)c(順)和v(逆)k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定溫度時為常數(shù)，分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。回答下列問題：(1)已知：t1溫度下，k(正)0.006 s1，k(逆)0.002 s1。該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1_；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，則H_0(填“小于”“等于”或“大于”)。(2)t2溫度下，圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分數(shù)隨時間變化的曲線是_(填曲線編號)，平衡常數(shù)值K2_；溫度t2_t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判斷理由是_。解析：(1)t1溫度下，達到平衡時，v(正)v(逆)，即k(正)c(順)k(逆)c(反)，則3，而平衡常數(shù)K1，故K13。該反應(yīng)的反應(yīng)熱HEa(正)Ea(逆)<0。(2)隨著反應(yīng)的進行，c(順)越來越小，因此正反應(yīng)速率越來越小，順式異構(gòu)體的質(zhì)量分數(shù)隨時間變化的曲線越來越平緩，故曲線為B。t2溫度下達到平衡時順式異構(gòu)體的質(zhì)量分數(shù)為30%，反式異構(gòu)體的質(zhì)量分數(shù)為70%，K2。t1t2，平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，而該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度時，平衡向逆反應(yīng)方向移動，故t2>t1。答案：(1)3小于(2)B大于放熱反應(yīng)升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方向移動12(2016·高考全國卷)丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等?；卮鹣铝袉栴}：(1)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學方程式如下：C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJ/molC3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJ/mol兩個反應(yīng)在熱力學上趨勢均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是_；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是_。(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對應(yīng)的溫度為460 。低于460 時，丙烯腈的產(chǎn)率_(填“是”或“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是_；高于460 時，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是_(雙選，填標號)。A催化劑活性降低B平衡常數(shù)變大C副反應(yīng)增多 D反應(yīng)活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為_，理由是_。進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為_。解析：(1)由于反應(yīng)和均為放出熱量較多的反應(yīng)，產(chǎn)物的能量較低，故兩個反應(yīng)在熱力學上趨勢很大；由于反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，故降低溫度和減小壓強均有利于反應(yīng)正向進行，從而提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是使用合適的催化劑。(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，丙烯腈的平衡產(chǎn)率應(yīng)降低，故低于460 時，丙烯腈的產(chǎn)率不是對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率；高于460 時，催化劑的活性降低、副反應(yīng)增多均可能導(dǎo)致丙烯腈的產(chǎn)率降低，A、C項正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小，B項錯誤；升高溫度可以提高活化分子的百分數(shù)，但不能改變反應(yīng)所需的活化能，D項錯誤。(3)從題圖(b)中可看出當n(氨)/n(丙烯)1.0時，丙烯腈的產(chǎn)率最高，此時幾乎沒有丙烯醛；只發(fā)生反應(yīng)時NH3、O2、C3H6的物質(zhì)的量之比為11.51，結(jié)合空氣中O2的體積分數(shù)約為20%，可確定進料氣NH3、空氣、C3H6的理論體積之比約為17.51。答案：(1)兩個反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)降低溫度、減小壓強催化劑(2)不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC(3)1.0該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低17.51