高考化学总复习 配餐作业23 化学平衡的移动和化学反应进行的方向

化学平衡的移动和化学反应进行的方向A组全员必做题1.(2016河北石家庄测试)下列反应在任何温度下均能自发进行的是()A2N2(g)O2(g)=2N2O(g) H163 kJmol1BAg(s)Cl2(g)=AgCl(s) H127 kJmol1CHgO(s)=Hg(l)O2(g) H91 kJmol1DH2O2(l)=O2(g)H2O(l) H98 kJmol1解析：当H0，S0，反应在任何温度下均有HTS0，故反应自发进行。A、C项中的H0，不符合要求；B项中的S0，不符合要求；D项中的H0，S0，符合要求。答案：D2某温度下，反应2A(g)B(g)(正反应为吸热反应)在密闭容器中达到平衡，平衡后c(A)/c(B)a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时c(A)/c(B)b，下列叙述正确的是()A在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则abB若ab，则B容器中一定使用了催化剂C若其他条件不变，升高温度，则有ab解析：A项中增加B气体，相当于压强增大，平衡正向移动，所以ba，A项错误；升高温度，平衡正向移动，则ba，C项错误；若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则体积增大，平衡向气体分子数增多的方向移动，即逆向移动，即ab，D项错误。答案：B3(2016安徽省级示范高中名校联考)一定条件下，恒容的密闭容器中，加入一定量的E和F发生反应：E(s)2F(g)M(g)2N(g)H0，平衡时M的物质的量与加入F的物质的量的变化关系如图所示。下列说法正确的是()A增加E的物质的量，正反应速率加快B平衡时，其他条件不变，当温度升高时，变大C图中曲线的斜率表示反应的化学平衡常数D平衡时，其他条件不变，再通入F，则反应混合物的温度升高解析：A项，由于E是固体，增加E的量不影响化学反应速率，错误；B项，平衡时，其他条件不变，当温度升高时，平衡向逆反应方向移动，变小，错误；C项，温度一定时，化学平衡常数是定值，故图中曲线的斜率不能表示化学平衡常数，错误；D项，通入F，平衡正向移动，反应放出更多的热，导致体系温度升高，正确。答案：D4(2016海淀区高三年级第一学期期末练习)t 时，在体积不变的密闭容器中发生反应：X(g)3Y(g)2Z(g)，各组分在不同时刻的浓度如下表：物质XYZ初始浓度/molL10.10.202 min末浓度/molL10.08ab平衡浓度/molL10.050.050.1下列说法正确的是()A平衡时，X的转化率为20%Bt 时，该反应的平衡常数为40C增大平衡后的体系压强，v正增大，v逆减小，平衡向正反应方向移动D前2 min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)0.03 molL1min1解析：平衡时，x的转化率为：100%50%，A选项错误；t 时，该反应的平衡常数K1 600，B选项错误；增大平衡后的体系压强，v正、v逆均增大，平衡向正反应方向移动，C选项错误。答案：D5(2016杭州模拟)反应2AB(g)C(g)3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的H、S应为()AH0，S0BH0，S0CH0，S0 DH0，S0解析：由反应方程式可看出反应后气体物质的量增加，S0。又由于反应能自发进行的前提是：HTS0，该反应在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，说明H0。答案：C6(2016孝感统考)将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应：X(g)3Y(g)2Z(g)H0，下列图象中正确的是()ABCD解析：升高温度，化学反应速率增大，达到平衡的时间缩短，因正反应为吸热反应，故平衡正向移动，A的转化率增大，平衡时A的百分含量减小，A项正确，C项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，因为正反应为吸热反应，所以正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度，B项错误；该反应的正反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，v(正)v(逆)，D项错误。答案：A8对于aA(g)bB(g)cC(g)的平衡体系，压强不变，加热时体系中混合气体对H2的相对密度增大，下列说法正确的是()Aabc，正反应放热Babc，正反应吸热Cabc，逆反应放热Dabc，正反应吸热解析：压强不变下加热时混合气体对H2的相对密度增大，而气体的总质量不变，说明加热时平衡向气体物质的量减小的方向移动，只有B项符合题意。答案：B9(2016河南洛阳模拟)在一体积为10 L的容器中，通入一定量的CO和H2O，在850 时发生如下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0CO和H2O的浓度变化如图所示。请解答下列各题：(1)04 min内的平均反应速率v(CO)_ molL1min1，v(H2)_molL1min1，v(CO2)_ molL1min1。请你在上图中标出CO2和H2的浓度变化。(2)T (高于850 )时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如下表。时间/min023456CO0.2000.138c1c10.1160.096H2O0.3000.238c2c20.2160.266CO200.062c3c30.0840.104H200.062c4c4表示34 min之间，反应处于_状态；c1_0.08 molL1(填“大于”“小于”或“等于”)。反应在45 min之间，平衡向逆反应方向移动，可能的原因是_(填序号)，表中56 min之间数值发生变化，可能的原因是_(填序号)。a增加水蒸气b降低温度c使用催化剂d增加氢气浓度解析：(1)由图象可知，04 min内，c(CO)0.20 molL10.08 molL10.12 molL1，则v(CO)0.03 molL1min1，则v(H2)v(CO2)v(CO)0.03 molL1min1。达到化学平衡时c(H2)c(CO2)0.12 molL1，其浓度变化曲线可以很容易地画出。(2)由表中数据可知，34 min之间各组分的浓度不变，说明反应处于平衡状态。由图示可知，850 ，反应达到平衡，c(CO)0.080 molL1,850 T ，温度升高，平衡向吸热方向移动，而该正反应是放热反应，故平衡逆向移动，c(CO)增大，故c1大于0.08 molL1。反应在45 min之间，增加水蒸气，平衡正向移动，a不符合题意；降低温度，平衡向放热反应方向移动，即正向移动，b不符合题意；使用催化剂，平衡不移动，c不符合题意；增加氢气浓度，平衡逆向移动，d符合题意。反应在56 min之间，c(CO)减小，且c(CO)(0.1160.096)molL10.02 molL1，c(H2O)增大，且c(H2O)(0.2260.216)molL10.050 molL1，c(CO2)增大，且c(CO2)(0.1040.084)molL10.02 molL1，由于CO减小的浓度等于CO2增大的浓度，说明平衡正向移动，但反应物H2O(g)的浓度却增加了，说明改变的条件是增加了水蒸气。答案：(1)0.030.030.03(2)平衡大于daB组重点选做题10.(2015课标全国)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3回答下列问题：(1)已知反应中相关的化学键键能数据如下：化学键HHCOCOHOCHE/(kJmol1)4363431 076465413由此计算H1_kJmol1；已知H258 kJmol1，则H3_kJmol1。(2)反应的化学平衡常数K表达式为_；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_(填曲线标记字母)，其判断理由是_。 图1 图2(3)合成气组成2.60时，体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图2所示，(CO)值随温度升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是_；图2中的压强由大到小为_，其判断理由是_。解析：(1)由反应H1(反应物键能)(产物键能)代入求得H1(1 07624363413343465)kJmol199 kJmol1。由盖斯定律，H3H2H158 kJmol199 kJmol141 kJmol1。(2)反应的K表达式为。因反应为放热反应，所以平衡常数应随温度升高而变小，所以选a。(3)升高温度，反应平衡向左移动，使体系中n(CO)增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，又使产生n(CO)增大；总结果是随温度升高，CO的转化率降低。因为相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于增大CO的转化率；反应为气体分子数不变的反应，压强改变对平衡不产生影响。所以压强增大，CO转化率升高，在图2中，同一温度下，CO转化率高的对应压强大，则p3p2p1。答案：(1)9941(2)K或Kpa反应为放热反应，平衡常数数值应随温度升高变小(3)减小升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低p3p2p1相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利于CO的转化率升高11(2016临沂模拟)2015年末，雾霾天气多次肆虐我国大部地区。其中，汽车尾气和燃煤是造成空气污染的原因之一。(1)汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。 据此判断：该反应的H_0(填“”“”)。在T2温度下，02 s内的平均反应速率v(N2)_。当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1S2，在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_(填代号)。 a b c d (2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1867 kJ/mol2NO2(g)N2O4(g)H256.9 kJ/mol写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式_。解析：(1)根据题干图象“先拐先平数值大”得T1大于T2，升高温度，二氧化碳的浓度降低，平衡向逆反应方向移动，说明正反应是放热反应，即H0。先根据题干图象计算二氧化碳的反应速率，v(CO2)005 molL1s1，同一化学反应中同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以v(N2)0.025 molL1s1。温度越高反应速率越大，催化剂接触面积越大反应速率越大，反应到达平衡的时间越短。 a.反应达到平衡状态时，各物质的反应速率不再变化，故错误。b该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，相当于升高温度，当温度不变时，化学平衡常数不变，故正确。c二氧化碳和一氧化氮的物质的量相等时，该反应不一定达到平衡状态，故错误。d反应达到平衡状态时，各物质的质量分数不再发生变化，故正确。(2)将第一个方程式减第二个方程式得：CH4(g)N2O4=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H810.1 kJ/mol。答案：(1)0.025 mol/(Ls)bd(2)CH4(g)N2O4(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H810.1 kJ/mol