考點規(guī)范練21化學(xué)平衡的移動化學(xué)反應(yīng)進行的方向(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.下列事實中,不能用平衡移動原理解釋的是()A.啤酒開啟后泛起大量泡沫B.實驗室中常用排飽和食鹽水的方法收集氯氣C.將食物放在冰箱里延長保質(zhì)期D.生產(chǎn)硫酸過程中,使用過量空氣可提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率2.下列說法正確的是()A.食物在常溫下腐敗是自發(fā)進行的B.凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的C.自發(fā)反應(yīng)都是熵增大的反應(yīng)D.電解池的反應(yīng)屬于自發(fā)反應(yīng)3.某溫度下,在容積為2 L的密閉容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng):X(g)+mY(g)3Z(g)平衡時,X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是()A.m=2B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為11D.第二次平衡時,Z的濃度為0.4 molL-14.在不同溫度下,向容積為V L的密閉容器中加入0.5 mol NO和0.5 mol活性炭,發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)H<0,達到平衡時的數(shù)據(jù)如下:溫度/n(C)/moln(CO2)/molT10.15T20.375下列有關(guān)說法正確的是()A.由上述信息可推知:T1>T2B.T2時,若反應(yīng)達平衡后再縮小容器的體積,c(N2)c(NO)增大C.T1時,若開始時反應(yīng)物的用量均減少一半,平衡后NO的轉(zhuǎn)化率增大D.T1時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=9165.(2018湖南永州模擬)在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(s)H=-a kJmol-1(a>0),下列敘述正確的是()A.若反應(yīng)開始時投入2 mol CO和足量SO2,則達平衡時,放出熱量為a kJB.達平衡后加入C18O,達新平衡前SO2中不含有18OC.增大壓強或升高溫度都可以增大化學(xué)反應(yīng)速率并能提高SO2的轉(zhuǎn)化率D.達到化學(xué)平衡后,其他條件不變,容器容積縮小為原來的一半,CO的濃度比原平衡時增大6.下列說法正確的是()A.H<0、S>0的反應(yīng)在溫度低時不能自發(fā)進行B.NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)H=+185.57 kJmol-1能自發(fā)進行,原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向C.焓變和熵變都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān),因此焓變或熵變均可單獨作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)D.在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑,可以改變化學(xué)反應(yīng)進行的方向7.可逆反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g)H<0,達到平衡時,下列說法正確的是()A.減小容器容積,平衡向右移動B.加入催化劑,Z的產(chǎn)率增大C.增大c(X),X的轉(zhuǎn)化率增大D.降低溫度,Y的轉(zhuǎn)化率增大8.可逆反應(yīng)mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g)反應(yīng)過程中其他條件不變時C的百分含量C%與溫度(T)和壓強(p)的關(guān)系如圖所示,下列敘述中正確的是()圖1圖2A.達到平衡后,使用催化劑,C%將增大B.達到平衡后,若升高溫度,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動C.方程式中n>p+qD.達到平衡后,增加A的量有利于化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動9.工業(yè)上,利用CO和H2合成二甲醚:3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),為了尋找合適的反應(yīng)溫度,研究者進行了多次實驗,每次實驗保持原料氣組成(3 mol CO、3 mol H2)、體積(10 L)、反應(yīng)時間等因素不變,實驗結(jié)果如圖所示。下列說法正確的是()A.X、Y兩點對應(yīng)的CO正反應(yīng)速率相等B.合成二甲醚的正反應(yīng)H>0C.反應(yīng)溫度控制在240260 之間D.選擇合適的催化劑可以提高CO的轉(zhuǎn)化率10.一定條件下合成乙烯發(fā)生反應(yīng):6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)。反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖所示,下列說法正確的是()A.生成乙烯的速率:v(M)>v(N)B.平衡常數(shù):KM<KNC.催化劑會影響CO2的平衡轉(zhuǎn)化率D.若投料比n(H2)n(CO2)=31,則圖中M點時,CO2的體積分數(shù)為15.4%二、非選擇題(本題共3個小題,共50分)11.(16分)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(填序號)。A.CO的百分含量保持不變B.容器中H2的濃度與CO的濃度相等C.容器中混合氣體的密度保持不變D.CO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:甲醇蒸氣重整法。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/CeO2-ZnO為催化劑時原料氣比例對反應(yīng)的選擇性(選擇性越大,表示生成的該物質(zhì)越多)影響關(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)=。12.(18分)二氧化硫和氮的氧化物是大氣的主要污染物,防止和治理其對環(huán)境的污染是環(huán)保工作的研究內(nèi)容之一。(1)一定條件下,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),向2 L密閉容器中通入2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)和0.2 mol SO3(g),2 min后反應(yīng)達到平衡時,測得SO2的物質(zhì)的量為1 mol,若向容器中再加入2 mol SO2(g),則重新達到平衡時SO2的總轉(zhuǎn)化率(填“大于”“小于”或“等于”)50%。(2)在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)+O2(g)H>0,反應(yīng)過程中NO2的濃度隨時間變化的情況如圖所示。請回答:依曲線a,反應(yīng)在前3 min內(nèi)氧氣的平均反應(yīng)速率為。若曲線a、b分別表示的是該反應(yīng)在某不同條件下的反應(yīng)情況,則此條件可能是。A.改變濃度B.改變壓強C.改變溫度D.催化劑(3)一定溫度下,在密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng):2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)2NO2(g)2NO(g)+O2(g)若達平衡時,c(NO2)=0.4 molL-1,c(O2)=1.3 molL-1,則反應(yīng)中NO2的轉(zhuǎn)化率為,N2O5(g)的起始濃度應(yīng)不低于 molL-1。13.(16分)自從1902年德國化學(xué)家哈伯研究出合成氨的方法以來,氮的固定的相關(guān)研究獲得了不斷的發(fā)展。(1)下表列舉了不同溫度下大氣固氮的部分平衡常數(shù)(K)值。反應(yīng)大氣固氮N2(g)+O2(g)2NO(g)溫度/272 260K3.8410-311分析數(shù)據(jù)可知:大氣固氮反應(yīng)屬于(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。2 260 時,向容積為2 L的密閉容器中充入0.3 mol N2和0.3 mol O2,20 s時反應(yīng)達到平衡。則此時得到NO mol,用N2表示的平均反應(yīng)速率為。(2)已知工業(yè)固氮反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H<0,在其他條件相同時,分別測定此反應(yīng)中N2的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強和溫度(T)變化的曲線如圖A、B所示,其中正確的是(填“A”或“B”),T1(填“>”或“<”)T2。(3)20世紀末,科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì),用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜作電極,通過電解實現(xiàn)高溫常壓下的電化學(xué)合成氨。其示意圖如C所示,陰極的電極反應(yīng)式為。考點規(guī)范練21化學(xué)平衡的移動化學(xué)反應(yīng)進行的方向1.C啤酒中存在平衡H2CO3H2O+CO2,打開瓶蓋時,壓強減小,平衡向右移動,二氧化碳氣體溶解度減小,逸出二氧化碳,可以用平衡移動原理來解釋,A項正確;氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,存在如下平衡Cl2+H2OH+Cl-+HClO,飽和食鹽水中氯離子濃度較大,抑制了氯氣與水的反應(yīng),所以實驗室可用排飽和食鹽水的方法收集氯氣,B項正確;食物放在冰箱里延長保質(zhì)期,是通過降低溫度來減小反應(yīng)速率,不能用平衡移動原理來解釋,C項錯誤;增大一種反應(yīng)物濃度,使平衡向正反應(yīng)方向移動,可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,D項正確。2.A食物在常溫下腐敗是自發(fā)進行的,A項正確;放熱反應(yīng)不一定都是自發(fā)進行的,如煤炭燃燒要加熱到一定溫度才能自發(fā)進行,B項錯誤;自發(fā)反應(yīng)由焓變和熵變兩個方面決定,熵變增大的反應(yīng)不一定能自發(fā)進行,如H2O通電生成H2和O2的反應(yīng)不能自發(fā)進行,C項錯誤;電解池的反應(yīng)屬于非自發(fā)反應(yīng),D項錯誤。3.D運用三段式求算m。設(shè)轉(zhuǎn)化的X的物質(zhì)的量為nmol。X(g)+mY(g)3Z(g)起始(mol)120轉(zhuǎn)化(mol)nmn3n平衡(mol)(1-n)(2-mn)3n據(jù)(1-n)(2-mn)3n=30%60%10%求得:n=0.1,m=2。由m=2知,A項正確;由第二次平衡時,X、Y、Z的體積分數(shù)不變可知兩次平衡的平衡常數(shù)相同,則B項正確;由m和n的數(shù)值及起始量可計算出X、Y二者的平衡轉(zhuǎn)化率都為10%,C項正確;第二次平衡時,c(Z)=4mol10%2L=0.2molL-1,D項錯誤。4.D由表中數(shù)據(jù)可知,T1時達到平衡n(C)=0.35mol,T2時達到平衡n(C)=0.375mol,由于反應(yīng)2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)的H<0,則有T1<T2,A項錯誤;T2時,達到平衡時再縮小容器的體積,平衡不移動,c(N2)c(NO)不變,B項錯誤;T1時,若開始時反應(yīng)物的用量均減少一半,相當于平衡時不改變反應(yīng)物的量而將容器的體積增大一倍,該過程中平衡不移動,NO的轉(zhuǎn)化率不變,C項錯誤;T1時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=c(N2)c(CO2)c2(NO)=(0.15V)2(0.2V)2=916,D項正確。5.D反應(yīng)可逆,2molCO不能完全反應(yīng),故放出的熱量小于akJ,A項錯誤;化學(xué)平衡是動態(tài)平衡,達到化學(xué)平衡后加入C18O,重新達到新平衡前SO2、CO和CO2中均含有18O,B項錯誤;正反應(yīng)放熱,且是一個氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),升高溫度,平衡左移,SO2的轉(zhuǎn)化率減小,C項錯誤;達到化學(xué)平衡后,其他條件不變,容器容積縮小為原來的一半,CO的濃度瞬間增大為原來的2倍,此時平衡正向移動,CO的濃度逐漸減小,但重新平衡后CO的濃度仍比原平衡濃度大,D項正確。6.BH<0、S>0的反應(yīng),H-TS<0,在任何溫度下都能自發(fā)進行,A項錯誤;H>0、S>0,反應(yīng)能自發(fā)進行說明H-TS<0,原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向,B項正確;反應(yīng)能否自發(fā)進行需要由焓變、熵變和溫度共同決定,C項錯誤;在其他條件不變的情況下,使用催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,但不能改變化學(xué)平衡狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)的方向,D項錯誤。7.D因為反應(yīng)前后氣體體積不變,所以減小容器容積(即加壓)平衡不移動,A項錯誤;加入催化劑,只改變反應(yīng)速率,不改變平衡狀態(tài),Z的產(chǎn)率不變,B項錯誤;增大c(X),根據(jù)勒夏特列原理可知,平衡移動只能減弱c(X)增大,不會改變c(X)增大的事實,可知X的轉(zhuǎn)化率減小,C項錯誤;正反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動,Y的轉(zhuǎn)化率增大,D項正確。8.B當其他條件一定時,溫度越高,反應(yīng)速率越大,可逆反應(yīng)達到平衡所用的時間越短。由圖1可知T1>T2,溫度越高,平衡時C的百分含量越小,故此反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),B項正確;對于氣體反應(yīng),當其他條件一定時,壓強越高,反應(yīng)速率越大,達到平衡所用的時間越短。由圖2可知p2>p1,壓強越大,平衡時C的百分含量越小,說明正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),即n<p+q,C項錯誤;催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率,對平衡移動沒有影響,使用催化劑,C的百分含量不變,A項錯誤;A為固體,濃度為定值,達到平衡后增加A的量,平衡不移動,D項錯誤。9.CX、Y兩點對應(yīng)的反應(yīng)物濃度相同、溫度不同,反應(yīng)速率不同,A項錯誤;由題圖可知,CO轉(zhuǎn)化率達到最高點之后,升高溫度,轉(zhuǎn)化率降低,說明升高溫度使平衡逆向移動,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),H<0,B項錯誤;240260之間CO的轉(zhuǎn)化率最高,C項正確;催化劑不影響平衡移動,CO的轉(zhuǎn)化率不變,D項錯誤。10.D化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快,而由M點到N點,催化劑的催化效率降低,所以v(M)有可能小于v(N),故A項錯誤;升高溫度,二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率降低,則升溫平衡逆向移動,所以化學(xué)平衡常數(shù)減小,即KM>KN,故B項錯誤;催化劑只影響反應(yīng)速率,不影響平衡移動和轉(zhuǎn)化率,故C項錯誤;設(shè)開始投料n(H2)=3mol,則n(CO2)=1mol,在M點平衡時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%,所以有6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)n(起始)mol3100n(轉(zhuǎn)化)mol1.50.50.251n(平衡)mol1.50.50.251所以CO2的體積分數(shù)為0.51.5+0.5+0.25+1100%=15.4%,故D項正確。11.答案(1)AD(2)該反應(yīng)是一個熵增的反應(yīng)(或S>0)2CH3OH+O22HCHO+2H2O0.5解析(1)濃度相等不能說明其濃度不再變化,B錯誤;氣體總質(zhì)量一定、容器容積一定,密度始終不變,C錯誤。(2)該反應(yīng)是一個熵增的反應(yīng),若是放熱反應(yīng),則一定能自發(fā)進行,若是吸熱反應(yīng),則一定條件下能自發(fā)進行。n(O2)n(CH3OH)=0.25時,主要生成甲醛。制備H2時要求H2的選擇性要好,由圖可知在n(O2)n(CH3OH)=0.5時,H2的選擇性接近100%。12.答案(1)小于(2)0.011 7 molL-1min-1C(3)80%1解析(1)增大二氧化硫的濃度,導(dǎo)致自身轉(zhuǎn)化率減小。(2)根據(jù)圖像分析可知:前3min內(nèi)氧氣濃度增大了0.035molL-1,所以平均反應(yīng)速率為0.0117molL-1min-1;從圖像變化趨勢來看,b相對于a來說,反應(yīng)速率增大,NO2濃度減小,所以改變的條件只可能是溫度。(3)設(shè)平衡時反應(yīng)生成的氧氣的物質(zhì)的量濃度為x,反應(yīng)生成的氧氣的物質(zhì)的量濃度為y。利用反應(yīng)和可以求出當c(NO2)=0.4molL-1,c(O2)=1.3molL-1時,2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)4xx2NO2(g)2NO(g)+O2(g)2y2yyx+y=1.3molL-1,4x-2y=0.4molL-1,解得:x=0.5molL-1,y=0.8molL-1。所以反應(yīng)中NO2的轉(zhuǎn)化率為80%。由反應(yīng)生成的O2的濃度為0.5molL-1知,N2O5(g)的起始濃度大于1molL-1。13.答案(1)吸熱0.20.002 5 molL-1s-1(2)B>(3)N2+6H+6e-2NH3解析(1)升高溫度,其平衡常數(shù)增大,說明升溫時平衡向正反應(yīng)方向移動,即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。設(shè)平衡時NO的物質(zhì)的量為xmol,根據(jù)“三段式”法計算如下:N2(g)+O2(g)2NO(g)起始/mol0.30.30轉(zhuǎn)化/mol0.5x0.5xx平衡/mol0.3-0.5x0.3-0.5xx2260時,平衡常數(shù)K為1,則(x2)2(0.3-0.5x2)2=1,解得x=0.2,v(N2)=0.1mol2L20s=0.0025molL-1s-1。(2)工業(yè)固氮為放熱、氣體體積減小的反應(yīng),在溫度相同的條件下,增大壓強,平衡正向移動,N2的轉(zhuǎn)化率增大;在壓強相同的條件下,升高溫度,平衡逆向移動,N2的轉(zhuǎn)化率減小,即T1>T2。(3)根據(jù)電解裝置圖和電解原理分析,陰極發(fā)生還原反應(yīng),氮氣在陰極上放電,與氫離子結(jié)合生成氨氣,陰極的電極反應(yīng)式為N2+6e-+6H+2NH3。