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2019-2020年高三化學一輪復習 7.2化學反應的方向和化學平衡練習 蘇教版 1.關于化學反應的自發(fā)性的敘述中正確的是( ) A.焓變小于0而熵變大于0的反應肯定是自發(fā)的 B.焓變和熵變都小于0的反應肯定是自發(fā)的 C.焓變和熵變都大于0的反應肯定是自發(fā)的 D.熵變小于0而焓變大于0的反應肯定是自發(fā)的 【解析】 A中H-TS小于0,反應一定能自發(fā)進行;D中H-TS大于0,反應一定不能自發(fā)進行;B、C中,提供一定的條件,反應有可能自發(fā)進行。 【答案】 A 2. H>0。當反應達到平衡時,下列措施:①升溫 ②恒容通入惰性氣體 ③增加CO濃度 ④減壓 ⑤加催化劑 ⑥恒壓通入惰性氣體,能提高轉(zhuǎn)化率的是( ) A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥ 【解析】 要提高的轉(zhuǎn)化率,必須使平衡向正反應方向移動,在題目所給條件中,只有升溫、減壓、恒壓下通入惰性氣體能使平衡向正反應方向移動,B項正確。 【答案】 B 3.已知:2M(g) N(g) H<0?，F(xiàn)將M和N的混合氣體通入體積為1 L的恒溫密閉容器中,反應體系中物質(zhì)濃度隨時間變化關系如下圖所示。下列說法正確的是… ( ) A.a、b、c、d四個點中處于平衡狀態(tài)的點是a、b B.反應進行至25 min時,曲線發(fā)生變化的原因是加入了0.4 mol N C.若40 min后出現(xiàn)如圖所示變化,則可能是加入了某種催化劑 D.若調(diào)節(jié)溫度使35 min時體系內(nèi)N的百分含量與15 min時相等,應升高溫度 【解析】 a、b、c、d四個點中只有b、d所在曲線濃度保持不變,處于平衡狀態(tài),A錯;根據(jù)010 min濃度變化,反應從逆方向開始,起始濃度為0.6 的曲線為N,起始時為0.2 的曲線為M,25 min時,N濃度不變,M濃度增加0.4 mol,B錯;40 min后,M、N的濃度均發(fā)生變化,不可能是加入催化劑,C錯;35 min時N的百分含量%大于15 min時N的百分含量%,要使兩處N的百分含量相等,則平衡向生成M的方向移動,即向吸熱方向移動,應該升高溫度,D對。 【答案】 D 4.據(jù)報道,在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實。。下列敘述錯誤的是( ) A.使用CuZnFe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率 B.反應需在300 ℃進行可推測該反應是吸熱反應 C.充入大量氣體可提高的轉(zhuǎn)化率 D.從平衡混合氣體中分離出和可提高和的利用率 【解析】 催化劑能提高化學反應速率,加快反應進程,也就是提高了生產(chǎn)效率,A對;反應需在300 ℃進行是為了獲得較快的反應速率,不能說明反應是吸熱反應還是放熱反應,B錯;充入大量氣體,能使平衡正向移動,提高的轉(zhuǎn)化率,C對;從平衡混合物中及時分離出產(chǎn)物,使平衡正向移動,可提高和的轉(zhuǎn)化率,D對。 【答案】 B 5.(xx上海化學,25)自然界的礦物、巖石的成因和變化受到許多條件的影響。地殼內(nèi)每加深1 km,壓強增大約25 000到30 000 kPa。在地殼內(nèi)和HF存在以下平衡: H=-148.9 根據(jù)題意完成下列填空: (1)在地殼深處容易有 氣體逸出,在地殼淺處容易有 沉積。 (2)如果上述反應的平衡常數(shù)K值變大,該反應 (選填編號)。 a.一定向正反應方向移動 b.在平衡移動時正反應速率先增大后減小 c.一定向逆反應方向移動 d.在平衡移動時逆反應速率先減小后增大 (3)如果上述反應在體積不變的密閉容器中發(fā)生,當反應達到平衡時, (選填編號)。 a.2正(HF)=逆 b.vv c.的質(zhì)量保持不變 d.反應物不再轉(zhuǎn)化為生成物 (4)若反應的容器容積為2.0 L,反應時間8.0 min,容器內(nèi)氣體的密度增大了0.12 在這段時間內(nèi)HF的平均反應速率為 。 【解析】 (1)因為在地殼內(nèi)存在平衡故在地殼深處容易有、氣體逸出;而難溶,可在地殼淺處沉積。(2)因平衡常數(shù)只與溫度有關,而現(xiàn)平衡常數(shù)K值增大,說明是對反應體系降低溫度,故平衡向正反應方向移動,在移動過程中逆反應速率先減小后增大,即選ad。(3)如果上述反應在體積不變的密閉容器中進行,因速率之比等于計量系數(shù)之比,故a項不正確,b項正確;二氧化硅的質(zhì)量保持不變,說明反應已達平衡,c項正確;可逆反應達平衡時為動態(tài)平衡,d項錯誤.即選bc。反應前后的氣體質(zhì)量差為60,而現(xiàn)在2 L容器中密度增大了0.12 故增加質(zhì)量為0.24 g,可知反應的HF的質(zhì)量為0.32 g,故HF的反應速率為0.001 0 【答案】 、 (2)ad (3)bc (4)0.001 0 課后作業(yè)夯基 (時間:45分鐘,滿分:100分) 一、單項選擇題(本題包括5小題,每小題3分,共15分,每小題只有一個選項符合題目要求) 1.已知碳酸鈣的分解①僅在高溫下自發(fā);氯酸鉀的分解②2KCl(s)+在任何溫度下都自發(fā),下面有幾組焓變數(shù)據(jù),其中可能正確的是( ) A.H.32 H.3 B.H.32 H.3 C.H.32 H.3 D.H.32 H.3 【解析】 兩個反應都是熵增加的反應,即S>0,反應②任何溫度時都自發(fā)進行,即H-TS<0,則H<0;反應①只有高溫時H-TS<0,反應才能自發(fā)進行,而S>0,根據(jù)H-TS知H>0。 【答案】 B 2.下列關于平衡常數(shù)的說法中,正確的是( ) A.在平衡常數(shù)表達式中,反應物濃度用起始濃度,生成物濃度用平衡濃度 B.在任何條件下,平衡常數(shù)是一個恒定值 C.平衡常數(shù)的大小不僅與溫度有關,還與濃度、壓強、催化劑等有關 D.從平衡常數(shù)的大小可以推斷一個反應進行的程度 【解析】 在給定化學方程式的情況下,化學平衡常數(shù)只與溫度有關,與濃度、壓強、催化劑等無關,它表示化學反應進行的程度大小(即反應限度);平衡常數(shù)表達式中,反應物濃度和生成物濃度均用平衡濃度。 【答案】 D 3.反應aM(g)+bN(g)cP(g)+dQ(g)達到平衡時,M的體積分數(shù)y(M)與反應條件的關系如圖所示。其中z表示反應開始時N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說法正確的是( ) 平衡時M的體積分數(shù)與反應條件的關系圖 A.同溫同壓同z時,加入催化劑,平衡時Q的體積分數(shù)增加 B.同壓同z時,升高溫度,平衡時Q的體積分數(shù)增加 C.同溫同z時,增加壓強,平衡時Q的體積分數(shù)增加 D.同溫同壓時,增加z,平衡時Q的體積分數(shù)增加 【解析】 催化劑只能改變反應速率,不會使平衡移動,A項錯誤;由圖像(1)知隨著溫度的升高,M的體積分數(shù)降低,說明正反應吸熱,所以溫度升高平衡正向移動,Q的體積分數(shù)增加,B項正確;對比(1)(2)可以看出相同溫度條件,壓強增大、M的體積分數(shù)增大,所以正反應是氣體體積增大的反應,增大壓強,Q的體積分數(shù)減小,C項錯誤;同溫同壓時,增加z相當于增大N的物質(zhì)的量,平衡右移,但Q的體積分數(shù)不一定增大(如無限制地加入N,最后Q的體積分數(shù)很小),D項錯誤。 【答案】 B 4.(xx安徽理綜,9)電鍍廢液中可通過下列反應轉(zhuǎn)化成鉻黃:  H<0 該反應達平衡后,改變橫坐標表示的反應條件,下列示意圖正確的是( ) 【解析】 由題意知該反應是一個正反應放熱的可逆反應,升高溫度平衡向吸熱的逆反應方向移動,依據(jù)平衡常數(shù)的表達式K可知K應該減小,A正確;pH增大溶液堿性增強,會中和溶液中降低生成物濃度,平衡向正反應方向移動的轉(zhuǎn)化率會增大,B不正確;溫度升高,正、逆反應速率都增大,C錯誤;增大反應物的濃度,平衡向正反應方向移動的物質(zhì)的量會減小,D不正確。 【答案】 A 5.(xx北京理綜,12)已知反應: 。取等量分別在0 ℃和20 ℃下,測得其轉(zhuǎn)化分數(shù)隨時間變化的關系曲線(Y-t)如下圖所示。下列說法正確的是( ) A.b代表0 ℃下的Yt曲線 B.反應進行到20 min末的 C.升高溫度可縮短反應達平衡的時間并能提高平衡轉(zhuǎn)化率 D.從Y=0到Y=0.的 【解析】 溫度高反應速率就快,到達平衡所需的時間就短,由圖像可以看出曲線b首先到達平衡,所以曲線b表示的是20 ℃時的Yt曲線,A不正確;根據(jù)圖像,溫度越高轉(zhuǎn)化的越少,說明升高溫度平衡向逆反應方向移動,即正反應是放熱反應,C不正確;當反應進行到20 min時,從圖像中可以看出b曲線對應的轉(zhuǎn)化分數(shù)高于a曲線對應的轉(zhuǎn)化分數(shù),這說明b曲線即20 ℃時對應的反應速率快,所以不正確;根據(jù)圖像可以看出,當反應進行到66 min時,a、b曲線對應的轉(zhuǎn)化分數(shù)均相同,都是0.113,這說明此時生成的一樣多，所以從Y=0到Y=0.113,的，即選項D正確。 【答案】 D 二、不定項選擇題(本題包括5小題,每小題7分,共35分,每小題有一個或兩個選項符合題目要求) 6.已知在一定條件下 H=-Q 。向一密閉容器中加入2 mol 和1 mol 達平衡時的轉(zhuǎn)化率為90%,放出的熱量為Q;向另一相同容器中加入2 mol ,在相同條件下,達平衡時吸收的熱量為Q則下列關系中正確的是( ) A. B. C. D. 【解析】 兩平衡等效。 H=-Q 起始: 2 mol 1 mol 0 變化: 1.8 mol 0.9 mol 1.8 mol 平衡: 0.2 mol 0.1 mol 1.8 mol .9Q H=+Q 起始: 2 mol 0 0 平衡: 1.8 mol 0.2 mol 0.1 mol 變化: 0.2 mol 0.2 mol 0.1 mol 所以.1Q 所以 【答案】 A 7.對于平衡體系mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) H<0。下列結論中不正確的是( ) A.若溫度不變,將容器的體積縮小到原來的一半,此時A的濃度為原來的2.1倍,則m+n0 C.實驗②平衡時B的轉(zhuǎn)化率為60% D.減小反應③的壓強,可以使平衡時c(A)=0.060 【解析】 因為①、②的起始濃度相同、平衡濃度相同,所以反應②應是在有催化劑的條件下進行的,此時，A不正確;③與①相比,A的變化量大,說明平衡正向移動,此時的反應條件只能為升溫,由此可見,正反應為吸熱反應,B正確;從圖中可以看出,A的濃度變化量為0.04 則B的濃度變化量為0.08 的轉(zhuǎn)化率為40%,C不正確;減小壓強,平衡向左移動,但各物質(zhì)的濃度都比原來小,D不正確。 【答案】 B 10.某密閉容器中進行下列反應:X(g)+2Y(g) 2Z(g),若要使平衡時反應物的總物質(zhì)的量與生成物的物質(zhì)的量相等,且用X、Y作反應物,則X、Y的初始物質(zhì)的量之比的范圍應滿足( ) A. B. C. D. 【解析】 因為是求二者的起始量之比,所以應用極值法求解。即 X(g)+2Y(g) 2Z(g) 起始量(mol) m n 0 變化量(mol) x 2x 2x 平衡量(mol) m-x n-2x 2x 由題意得:m-x+n-2x=2x m+n=5x 極值法分析:當X完全轉(zhuǎn)化為Z時,m-x=0, ;當Y完全轉(zhuǎn)化時,n-2x。 【答案】 D 三、非選擇題(本題包括4小題,共50分) 11.(10分)為妥善處理生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)物以減少其對臭氧層的破壞?；瘜W家研究在催化條件下,通過下列反應,使轉(zhuǎn)化為重要的化工原料氯仿。 此反應伴隨有副反應,會生成、和等。已知的沸點為77 ℃的沸點為61.2 ℃。 (1)在密閉容器中,該反應達到平衡后,測得如下數(shù)據(jù)(假設不考慮副反應)。 ① 此反應的化學平衡常數(shù)表達式為 ,在110 ℃時平衡常數(shù)為 。 ②實驗1中的轉(zhuǎn)化率A 50%(填”大于”“小于”或”等于”)。 ③實驗2中,10 h后達到平衡的平均反應速率為 。在此實驗的平衡體系中,再加入0.5 mol 和1.0 mol HCl,平衡將向 方向移動。 ④實驗3中,B的值 (選填序號)。 A.等于50% B.大于50% C.小于50% D.從本題資料,無法判斷 (2)120 ℃時,在相同容積的密閉容器中,分別進行的初始濃度為2 和4 的實驗,測得反應消耗的百分率(x%)和生成物中的百分含量(y%)隨時間(t)的變化關系如下圖所示(圖中實線是消耗的百分率變化曲線,虛線是產(chǎn)物中的百分含量變化曲線)。 ①在圖中的四條線中,表示起始濃度為2 實驗的消耗的百分率變化曲線是(選填序號) 。 ②氫氣的起始濃度為 時,有利于提高的平衡轉(zhuǎn)化率。你判斷的依據(jù)是 。 【解析】 (1)根據(jù)平衡常數(shù)定義,得出①該反應的化學平衡常數(shù)表達式為:K。計算在110 ℃時平衡常數(shù)為K。 ②根據(jù) + 初始/: 0.8 1.2 0 0 轉(zhuǎn)化/: x x x x 平衡/:0.8-x 1.2-x x x 根據(jù)K=1計算得:A的轉(zhuǎn)化率為60%,大于50%。 ③由反應速率公式計算得出v0.05 。當再加入0.5 mol 和1.0 mol HCl,此時的濃度商大于平衡常數(shù),平衡將向逆反應方向移動。 ④由于不知該反應的H變化,故不能判斷B的值。 (2)由于的濃度越大的消耗百分率越大,推出起始濃度為4 和2 時實驗中的消耗曲線分別為①和③。分析圖像可見為4 時轉(zhuǎn)化率較高。 【答案】 (1)①K 1 ②大于 ③0.05 逆反應 ④D (2)①③ ②4 增大的濃度可以提高的平衡轉(zhuǎn)化率 12.(12分)二甲醚是一種重要的清潔燃料,也可替代氟利昂作制冷劑等,對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醚。 請回答下列問題: (1)煤的氣化的主要化學反應方程式為: 。 (2)煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體用溶液吸收,生成兩種酸式鹽,該反應的化學方程式為: 。 (3)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下: ① H=-90.8 ② H=-23.5 ③ H=-41.3 總反應的H= ;一定條件下的密閉容器中,該總反應達到平衡,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是 (填字母代號)。 a.高溫高壓 b.加入催化劑 c.減少的濃度 d.增加CO的濃度 e.分離出二甲醚 (4)已知反應②某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下,在密閉容器中加入反應到某時刻測得各組分的濃度如下: ① 比較此時正、逆反應速率的大小:v v（填”>““<“或”=“)。 ②若加入后,經(jīng)10 min反應達到平衡,此時c ;該時間內(nèi)反應速率v 。 【解析】 (2)不會發(fā)生氧化還原反應,所以生成的兩種酸式鹽一定為NaHS、;(3)根據(jù)蓋斯定律,總反應式=①②+③,所以H=-90.8 (-23.5 .3 .4 ;因為此反應是放熱反應,升高溫度平衡左移,a錯誤;催化劑對化學平衡無影響,b錯誤;c、e均可以使平衡右移,正確;d會使CO的轉(zhuǎn)化率降低; 所以反應向正反應方向進行,v(正)>v(逆);依題表可知一開始加入的濃度=(0.44+0. 1.64 依據(jù)三步曲進行計算: 始態(tài): 1.64 0 0 終態(tài): 1.64-2x x x 反應: 2x x x Kx=0.8 c..8) 0.04 v0.16 。 【答案】 (3)-246.4 ce (4)①> ②0.04 0.16 13.(14分)(xx浙江理綜,27)某研究小組在實驗室探究氨基甲酸銨分解反應平衡常數(shù)和水解反應速率的測定。 (1)將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設容器體積不變,固體試樣體積忽略不計),在恒定溫度下使其達到分解平衡: 。 實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表: ①可以判斷該分解反應已經(jīng)達到化學平衡的是 。 A.2vv B.密閉容器中總壓強不變 C.密閉容器中混合氣體的密度不變 D.密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變 ②根據(jù)表中數(shù)據(jù),列式計算25.0 ℃時的分解平衡常數(shù): 。 ③取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個帶活塞的密閉真空容器中,在25 ℃下達到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積,氨基甲酸銨固體的質(zhì)量 (填”增加”“減小”或”不變”)。 ④氨基甲酸銨分解反應的焓變H 0(填”>““<“或”=”),熵變S 0(填”>““<“或”=”)。 (2)已知: 。該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨溶液測定水解反應速率,得到c隨時間的變化趨勢如圖所示。 ⑤計算25 ℃時,06 min氨基甲酸銨水解反應的平均速率: 。 ⑥根據(jù)圖中信息,如何說明該水解反應速率隨溫度升高而增大: 。 【解析】 (1)①A.不能表示正、逆反應速率相等;B.反應未達平衡則壓強增大;C.恒容,反應未達平衡則密度增大;D.反應物是固體的體積分數(shù)始終為2/3。 ②需將25 ℃時平衡氣體的總濃度轉(zhuǎn)化為和的平衡濃度;K可不帶單位。 ③加壓,平衡逆向移動。 ④據(jù)表中數(shù)據(jù),升溫,反應正向移動H>0,固體分解為氣體, S>0。 (2)⑤v.05 ; ⑥圖中標▲與標●的曲線相比能確認。 【答案】 (1)①BC ②K=cc/(c/3)=1. ③增加 ④> > (2)⑤0.05 ⑥25 ℃反應物的起始濃度較小,但06 min的平均反應速率(曲線的斜率)仍比15 ℃大 14.(14分)(xx廣東理綜,31)利用光能和光催化劑,可將和轉(zhuǎn)化為和。紫外光照射時,在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下產(chǎn)量隨光照時間的變化如圖所示。 (1)在030小時內(nèi)的平均生成速率v、v和v從大到小的順序為 ;反應開始后的12小時內(nèi),在第 種催化劑的作用下,收集的最多。 (2)將所得與通入聚焦太陽能反應器,發(fā)生反應: 。該反應H=+206 。 ①畫出反應過程中體系能量變化圖(進行必要標注)。 ②將等物質(zhì)的量的和充入1 L恒容密閉容器,某溫度下反應達平衡,平衡常數(shù)K=27,此時測得CO的物質(zhì)的量為0.10 mol,求的平衡轉(zhuǎn)化率(計算結果保留兩位有效數(shù)字)。 (3)已知: H=-802 寫出由生成CO的熱化學方程式 。 【解析】 (1)由圖像可以看出,反應進行到30小時,在催化劑Ⅲ條件下生成的甲烷最多,其次是催化劑Ⅱ條件下,催化劑Ⅰ條件下生成的甲烷最少。因此v、v和v從大到小的順序為vvv;同理由圖像也可以看出,反應進行到12小時,在催化劑Ⅱ條件下生成的甲烷最多,因此在第Ⅱ種催化劑的作用下,收集的最多。 (2)①由熱化學方程式可知,該反應是吸熱反應,即反應物的總能量小于生成物的總能量,因此反應過程中體系的能量變化圖為 ②設和的物質(zhì)的量均為x mol。根據(jù)方程式 CO(g)+ 起始量(mol) x x 0 0 轉(zhuǎn)化量(mol) 0.10 0.10 0.10 0.30 平衡量(mol) (x-0.10) (x-0.10) 0.10 0.30 因為容器體積是1 L,所以平衡常數(shù)K解得x=0.11。因此的平衡轉(zhuǎn)化率為%=91%。 (3)由熱化學方程式① H=+206 ② H=-802 ①-②得 H=+1 008 。 【答案】 (1) vvv Ⅱ (2)① ②91%  H=+1 008  