精修版高考化学复习 考点24 化学反应的方向练习

精品文档高考化学考点24化学反应的方向、化学平衡 常数及转化率的计算1(2015天津理综，3)下列说法不正确的是()ANa与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行B饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀，但原理不同CFeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同DMg(OH)2固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(s) Mg2(aq)2OH(aq)，该固体可溶于NH4Cl溶液2(2015天津理综，6)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)m Y(g)3 Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()Am2B两次平衡的平衡常数相同CX与Y的平衡转化率之比为11D第二次平衡时，Z的浓度为0.4 molL13(2015重庆理综，7)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)H2S(g) COS(g)H2(g)K0.1反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是()A升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应B通入CO后，正反应速率逐渐增大C反应前H2S物质的量为7 molDCO的平衡转化率为80%4(2015四川理综，7)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)CO2(g)2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：已知：气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是()A550 时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B650 时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0 %CT 时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D925 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp24.0p总52015浙江理综，28(2)(3)(4)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应： (1)维持体系总压p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为，则在该温度下反应的平衡常数K_(用等符号表示)。(2)工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为19)，控制反应温度600 ，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实_。控制反应温度为600 的理由是_。(3)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺乙苯二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸气工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO2H2=COH2O，CO2C=2CO。新工艺的特点有_(填编号)。CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移不用高温水蒸气，可降低能量消耗有利于减少积炭有利于CO2资源利用1(2014上海化学，14)只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是()AK值不变，平衡可能移动BK值变化，平衡一定移动C平衡移动，K值可能不变D平衡移动，K值一定变化2(2014四川理综，7)在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)Y(g)M(g)N(g)，所得实验数据如下表： 实验编号温度/ 起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M) 7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列说法正确的是 ()A实验中，若5 min时测得n(M)0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)1.0102 molL1min1B实验中，该反应的平衡常数K2.0 C实验中，达到平衡时，X的转化率为60% D实验中，达到平衡时，b0.0603(2014课标全国，26)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)反应的H_0(填“大于”或“小于”)；100 时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060 s时段，反应速率v(N2O4)为_molL1s1；反应的平衡常数K1为_。(2)100 时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经10 s后又达到平衡。aT_100 (填“大于”或“小于”)，判断理由是_。b列式计算温度T时反应的平衡常数K2_。(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_。4(1)2014重庆理综，11(3)储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：。在某温度下，向恒容密闭容器 中加入环己烷，其起始浓度为a molL1，平衡时苯的浓度为b molL1，该反应的平衡常数K_。(2)2014福建理综，24(3)已知t 时，反应FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的平衡常数K0.25。t 时，反应达到平衡时n(CO)n(CO2)_。若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t 时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x_。(3)2014山东理综，29(1)(2)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)NaCl(s) NaNO3(s)ClNO(g)K1H10()2NO(g)Cl2(g) 2ClNO(g)K2H2”“0)，该温度下K0.263，下列有关说法正确的是()A若生成1 mol Fe，则吸收的热量小于a kJB若升高温度，则化学平衡逆向移动C若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态D达到化学平衡状态时，若c(CO)0.100 molL1，则c(CO2)0.026 3 molL18(2014江苏南通质检，11)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。一定温度下，在甲、乙、丙三个容积均为2 L的恒容密闭容器中充入SO2(g)和O2(g)，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。甲乙丙起始物质的量n(SO2)/mol0.40.80.8n(O2)/mol0.240.240.48SO2的平衡转化率/%8012下列判断中，正确的是()A甲中反应的平衡常数小于乙B该温度下，平衡常数K的值为400 mol1LC平衡时，丙中c(SO3)是甲中的2倍D平衡时，甲中O2的转化率大于乙中O2的转化率9(2014安徽江南十校联考，8)相同温度下，体积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.6 kJmol1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示：容器编号起始时各物质的物质的量/mol达平衡时体系能量的变化N2H2NH3130放出热量：23.15 kJ0.92.70.2放出热量：Q下列叙述错误的是()A容器、中反应的平衡常数相等B平衡时，两个容器中NH3的体积分数均为C容器中达平衡时放出的热量Q23.15 kJD若容器的体积为0.5 L，则平衡时放出的热量小于23.15 kJ10(2015山东烟台质检，19)煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及产率等问题。已知：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：温度/4005008301 000平衡常数K10910.6请回答下列问题：(1)上述反应的正反应是_反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，平衡_(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。(3)830 时，在恒容密闭容器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有_(填字母序号)。ABCDn(CO2)/mol3101n(H2)/mol2102n(CO)/mol1230.5n(H2O)/mol5232(4)830 时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和4 mol H2O(g)，2 min达到平衡时，CO的转化率是_。(5)要提高CO的转化率，可采取的措施是_(至少写两点)。11(2015廊坊监测)甲醇是重要的基础有机化工原料，用二氧化碳、一氧化碳等合成甲醇意义重大。用二氧化碳、一氧化碳等合成甲醇的反应如下，其中反应是主反应。CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H148.97 kJ/molCO(g)2H2(g) CH3OH(g)H290.14 kJ/mol副反应CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)H3使用含铜的化合物作催化剂，使用的原料气CO2和H2体积比为13，压强为5 MPa时，测定不同温度下CO2的转化率和甲醇产率(图1、图2)，以及温度为523 K时测定不同压强下的CO2的转化率和甲醇产率(图3、图4)，图中表示转化率，表示产率。回答下列问题：(1)H3_。(2)由图1和图2中实验值可知，反应的温度应控制在_之间。由图3和图4可以看出，压强增大CO2的转化率和甲醇产率增大，原因是_。副反应对主反应平衡的影响是_。(3)已知副反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，在1 123.15 K时，K1。若升高温度到1 223.15 K，则达到平衡时K_1(填“”、“”或“”)。1 123.15 K时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2、x mol H2。当x5.0时，上述反应向_(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。若1 123.15 K时，向定容的密闭容器中，按物质的量之比为15的比例将CO和H2O充入该容器，此温度下达到平衡后，CO的转化率为_。考点专练24化学反应的方向、化学平衡常数及转化率的计算【三年高考真题演练】2015年高考真题1CA项，根据Na 与H2O 反应的现象“Na 熔化成闪亮的小球，四处游动”，可知反应放热，能自发进行，根据反应方程式可知，只有产物中有气体，所以该反应是熵增的反应，正确；B项，饱和Na2SO4溶液使蛋白质溶液产生沉淀是蛋白质的盐析，浓硝酸使蛋白质溶液产生沉淀属于蛋白质的变性，二者原理不同，正确；C项，FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，但同等条件下二者催化效果不同，故二者对H2O2分解速率的改变也不同，错误；D项，NH4Cl溶液因NH水解而使溶液呈酸性，加入NH4Cl溶液会消耗OH，使平衡Mg(OH)2(s)Mg2(aq)2OH(aq)向右移动，Mg(OH)2固体逐渐溶解， 正确。2DA项，由题意可知两种条件下X、Y、Z的初始物质的量不同，而最终平衡状态相同，则两种条件下建立的平衡为温度、容积不变时的等效平衡，故满足反应前后气态物质计量数之和相等，则1m3，m2，正确；B项，温度不变，平衡常数不变，正确；C项，X、Y 的初始物质的量之比为12，根据方程式可知参加反应的X、Y的物质的量之比也为12，故X与Y的平衡转化率之比为11，正确；D项，由方程式可知该反应反应前后气体的物质的量不变，所以第二次平衡时气体的总物质的量为4 mol，则Z的物质的量为4 mol10%0.4 mol，Z的浓度为0.4 mol2 L0.2 molL1，错误。3CA项，升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，错误；B项，通入CO气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建立新的平衡，正反应速率开始减小，错误；C项，因为该反应是反应前后气体体积不变的反应，所以有K0.1，解得n7，正确；D项，根据上述计算可知CO的转化率为20%，错误。4BA项，C(s)CO2(g)2CO(g)的正反应是气体物质的量增加的反应，由于反应容器为体积可变的恒压密闭容器，充入惰性气体容器体积扩大，对反应体系相当于减小压强，故v(正)、v(逆)均减小，平衡正向移动，错误；B项，由图可知，650 时若设起始时CO2的体积为1 L，平衡时CO2消耗的体积为x，则100%40.0%，x0.25 L，CO2的转化率为25%，正确；C项，由图可知，T 时平衡体系中CO和CO2的体积分数均为50%，故若恒压时充入等体积的CO2和CO两种气体平衡不发生移动，错误；D项，925 时，CO的平衡分压p(CO)p总96.0%，CO2的平衡分压p(CO2)p总4%，根据化学平衡常数的定义可知Kp23.04 p总，错误。5解析(1)根据反应：平衡常数K另外利用分压也可以计算出：Kpp(2)正反应方向气体分子数增加，掺入水蒸气作稀释剂，相当于降低反应体系的分压，平衡正向移动，可以提高平衡转化率；由图可知，温度为600 时，乙苯的平衡转化率较大，苯乙烯的选择性较高。(3)CO2与H2反应，H2浓度减小，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移，正确；不用高温水蒸气，可降低能量消耗，正确；CO2能与碳反应，生成CO，减少积炭，正确；充分利用CO2资源，正确。故选。答案(1)p或(2)正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气稀释，相当于起减压的效果600 ，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大(3)两年经典高考真题1D对于一个给定化学反应，化学平衡常数与温度有关。2CA项，0至5 min内，v(M)1103mol(Lmin)1，v(N)v(M)1103mol(Lmin)1，A项错误；B项，根据“三段式”：X(g)Y(g)M(g)N(g)初始(molL1) 0.010 0.040 0 0转化(molL1) 0.008 0.008 0.008 0.008平衡(molL1) 0.002 0.032 0.008 0.008K1，B项错误；实验，根据“三段式”得：X(g)Y(g)M(g)N(g)初始(molL1) 0.020 0.030 0 0转化(molL1) x x x x平衡(molL1) 0.020x 0.030x x x根据温度不变，K不变可得1，x0.012X的转化率100%60%，C项正确；由实验中数据可知该反应为放热反应，900 时的平衡常数应小于800 时的平衡常数，假设实验中K1，则1b0.06综上所述，900 达到平衡时b0。由图中数据可知，v(N2O4)0.001 0 molL1s1，K10.36 molL1。(2)c(N2O4)减小，说明平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，应该是温度升高，即T100 ，由v(N2O4)计算出建立新平衡过程中c(N2O4)减小值，再计算出新平衡时c(N2O4)、c(NO2)，代入K的表达式中计算求得K2。(3)因为N2O4(g)2NO2(g)的逆反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，平衡向逆反应方向移动。答案(1)大于0.001 00.36 molL1(2)a.大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高b平衡时，c(N2O4)0.040 molL10.002 0 molL1s110 s0.020 molL1c(NO2)0.120 molL10.002 0 molL1s110 s20.16 molL1K21.3 molL1(3)逆反应对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动4解析(1)由“三段式”法可得：K mol3L3。(2)根据反应的平衡常数表达式K0.25，故n(CO2)n(CO)14，即n(CO)n(CO2)41。FeO(s) CO(g) Fe(s)CO2(g)起始量/mol 0.02 x 0 0变化量/mol 0.0250% 0.01 0.01 0.01平衡量/mol 0.01 x0.01 0.01 0.01由知，解得x0.05(3)观察题给的三个方程式可知，题目所求的方程式可由()2()得到，故该反应的平衡常数K。由题给数据可知n(ClNO)7.5103 molL1min110 min2 L0.15 mol。 2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)起始物质的量/mol 0.2 0.1 0 0.15 0.075 0.15平衡时物质的量/mol 0.05 0.025 0.15故n(Cl2)0.025 mol；NO的转化率1100%75%。因该反应是气体分子数减小的反应，故其他条件保持不变，由恒容条件(2 L)改为恒压条件，平衡正向移动，NO的转化率增大，即21；平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变；要使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因为反应()是放热反应，故应升高温度。答案(1) mol3L3(2)410.05(3)2.510275%不变升高温度5解析(1)要提高A的转化率，实际就是使平衡正向移动，根据方程式的特点正反应为气体物质的量增大的反应，且为吸热反应，可确定采取的措施。(2)由阿伏加德罗定律推论可知，在恒温、恒容条件下，压强与物质的量成正比，将压强变化转化为物质的量变化，从而解决压强与转化率的关系。A(g) B(g)C(g) 1 0 0 a a a 1a a a所以，解得a(1) mol。(A)(1)100%平衡时A的转化率(1)100%94.1%。(3)与(2)思路相似，应用阿伏加德罗定律推论，得n总0.10。由方程式特点，应用差量法可知，反应过程增加的气体的物质的量，恰好等于反应的A的物质的量。即：0.1n(A)n(总)0.1解得n(A)0.20.1从上表读出4 h时p7.31计算得n(A)0.20.10.051依据此表中相邻两数据的差，即可得出规律。答案(1)升高温度、降低压强(2)(1)100%94.1%A(g) B(g)C(g) 0.10 0 0010(194.1%)0.1094.1%0.1094.1%K1.5(3)0.100.10(2)0.051达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半0.013【两年模拟试题精练】1B能自发进行的反应并不一定能迅速发生，A项错误；应将焓变和熵变二者综合起来即利用复合判据进行反应自发性的判断，C项错误；D项中使用催化剂能改变反应的活化能，但不能改变反应进行的方向，错误。2D反应自发进行的前提条件是反应的HTS0，S0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于B项，H0，S0，在较低温度下，HTS0，S0，若使反应自发进行，即HTS0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于D项，H0，在任何温度下，HTS0，即在任何温度下反应均能自发进行。设平衡时气体总的物质的量浓度为x mol/L，根据压强之比等于物质的量之比可得：，即，可知x2.4，从而可知C为固体或液体，D为气体。故化学平衡常数的表达式为K，错误；B的转化率为100%40%，错误；该反应是一个反应后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向右移动，平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，正确；由于C为固体或液体，所以增加C的量，平衡不发生移动，A、B的转化率不变，正确。4B化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质C是固体，A错误；根据化学方程式可知，平衡时B减少的物质的量是1.6 mol0.50.8 mol，故B的平衡转化率为40%，B正确；化学平衡常数只与温度有关，增大压强时化学平衡常数不变，C错误；增加B的量，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，而B的转化率减小，D错误。5C反应达到平衡时，X的转化率100%80%，A项正确；B项，从表中数据可推出其反应物质的化学计量数比例为0.40.50.40.64546，B项正确；C项，增大压强其平衡常数不变，但该反应为气体体积增大的反应，所以增大压强时平衡向逆反应方向移动，C项错误；平衡常数只与温度有关，D项正确。6B在书写平衡常数表达式时，纯固体不能出现在平衡常数表达式中，A错误；由于反应反应反应，因此平衡常数K，B正确；反应中，温度升高，H2的浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此H0，C错误；对于反应，在恒温恒容下，增大压强，如充入稀有气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。7D选项A，若生成1 mol Fe，则根据热化学方程式可知，吸收的热量为a kJ；选项B，升高温度，平衡正向移动；选项C，反应前后气体分子数不变，任何时刻压强都不变；选项D，根据K0.263可知，若c(CO)0.100 molL1，可得c(CO2)0.026 3 molL1。8B选项A，平衡常数只与温度相关，甲、乙容器中反应的K值应相等；选项B，甲容器中平衡时生成0.32 mol SO3，剩下SO2、O2均为0.08 mol，由于容器的体积为2 L，平衡时c(SO3)0.16 molL1，c(SO2)c(O2)0.04 molL1，故K400 mol1L；选项C，丙容器相当于在甲容器的基础上增大压强，平衡向正反应方向移动，所以平衡时丙容器中c(SO3)大于甲中的2倍；选项D，乙容器相当于在甲容器的基础上增加SO2的浓度，所以能提高O2的转化率。9C对于给定反应，平衡常数只是温度的函数，温度相同，平衡常数相同，A正确；由中放出的热量，可知参加反应的N2为0.25 mol，则有NH3的体积分数为。因和建立的平衡为等效平衡，故B正确；中N2转化了0.15 mol，放出的热量为92.6 kJmol10.15 mol13.89 kJ，C不正确；若容器的体积为0.5 L，则体积增大，压强减小，平衡向逆反应方向移动，则平衡时放出的热量小于23.15 kJ，D正确。10解析(1)根据表格数据可知，反应温度越高化学平衡常数越小，说明升温平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。(2)其他条件不变，升高温度平衡向吸热反应方向移动，即逆向移动。(3)830 时，若QK1，反应向正反应方向进行。(4)根据830 时平衡常数K1列式计算得，反应开始至平衡，转化了2 mol CO，故CO的转化率为50%。(5)根据CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，结合化学平衡移动原理，即可得出提高CO转化率的措施。答案(1)放热(2)逆向移动(3)BC(4)50%(5)增加H2O(g)的量、降低反应温度、及时分离出CO2和H2等11解析(1)反应可由反应获得，所以H3H1H2。(2)由图1和2可知当温度在520 K左右时，CO2的转化率和甲醇的产率均比较大。该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率和甲醇的产率均增大。反应，消耗了CO2，减小了反应反应物的浓度，生成H2O，增大反应中生成物的浓度，使反应向逆反应方向移动。(3)由(1)可知该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，K值增大。温度不变，平衡常数不变。Qc0.6K，故反应向正反应方向建立平衡。有a2(1a)(5a)，得a，CO转化率为83%。答案(1)41.17 kJ/mol(2)520530 K增大压强，平衡右移，增大了CO2的转化率和甲醇的产率减小了反应反应物的浓度，同时增大了反应生成物的浓度，使反应平衡左移(3)正反应83%(或)