2019版高考化学一轮复习 第五单元 化学反应速率 化学平衡 第3节 化学平衡移动 化学反应进行的方向课时练.doc

第3节化学平衡移动化学反应进行的方向一、选择题1已知反应2CO(g)=2C(s)O2(g)的H为正值，S为负值。设H和S不随温度的变化而变化，下列说法中正确的是()。A低温下能自发进行B高温下能自发进行C低温下不能自发进行，高温下能自发进行D任何温度下都不能自发进行2250 和 1.01105 Pa时，2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.76 kJmol1 能自发进行，其自发进行的原因是()。A是吸热反应B是放热反应C是熵减少的反应D熵增效应大于能量效应3在某一温度下，某一密闭容器中，M、N、R三种气体浓度的变化如图a所示，若其他条件不变，当温度分别为T1和T2时，N的体积分数与时间关系如图b所示。则下列结论正确的是()。 图a 图bA该反应的热化学方程式：M(g)3N(g)2R(g)H0B达到平衡后，若其他条件不变，减小容器体积，平衡向逆反应方向移动C达到平衡后，若其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，M的转化率减小D达到平衡后，若其他条件不变，通入稀有气体，平衡一定向正反应方向移动4(2018年辽宁大连测试)将一定量的氨基甲酸铵置于恒容的密闭真空容器中(固体体积忽略不计)，使其达到化学平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：温度/15.020.025.030.035.0平衡总压强/kPa5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度/(103 molL1)2.43.44.86.89.4下列有关叙述正确的是()。A在低温下该反应能自发进行B15 时，该反应的化学平衡常数约为2.0C当混合气体平均相对分子质量不变时，该反应达到化学反应限度D恒温条件下，向原平衡体系中再充入2 mol NH3和1 mol CO2，达平衡后CO2浓度不变5已知反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)HQ kJmol1，在三个不同容积的容器中分别充入1 mol CO与2 mol H2，恒温恒容，测得平衡时CO的转化率如下表。下列说法正确的是()。编号温度/容器体积CO转化率平衡压强200V150%p1200V270%p2350V350%p3A.反应速率：B平衡时体系压强：p1p254C若容器体积V1V3，则Q0D若实验中CO和H2用量均加倍，则CO转化率70%6(2018届广东清远清城期末)判断下列反应的熵值增加的是()。A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)BH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)C(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)DCu(s)Cl2(g)=CuCl2(s)7 一定温度下，在三个体积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生如下反应：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)。编号温度/起始物质的量/mol平衡物质的量/mol达到平衡所需时间/sPCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)3200.400.100.10t13200.80t24100.400.150.15t3下列说法正确的是()。A平衡常数K：容器容器B反应到达平衡时，PCl5的转化率：容器容器C反应到达平衡时，容器中的平均速率为v(PCl5) molL1s1D起始时向容器中充入PCl5 0.30 mol、PCl3 0.45 mol和Cl2 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行二、非选择题8(2018届吉林吉大附中摸底)甲醇是一种可再生能源，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下：反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H149.58 kJmol1反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H390.77 kJmol1回答下列问题：(1)反应的H2_，若反应、平衡常数分别为K1、K2、K3，则K2_(用K1、K3表示)。(2)反应自发进行的条件是_(填“较低温度”“较高温度”或“任何温度”)。(3)在一定条件下，2 L恒容密闭容器中充入3 mol H2和1.5 mol CO2，仅发生反应，实验测得不同反应温度与体系中CO2的平衡转化率的关系，如下表所示。温度/500TCO2的平衡转化率60%40%T_(填“高于”或“低于”)500 。温度为500 时，该反应10 min时达到平衡：a 用H2表示该反应的速率为_。b该温度下，反应的平衡常数K_。(4)某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂(发生反应、)，测得不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率(a)及CH3OH的产率(b)，如下图所示。该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是_(填编号)。A升高温度 B缩小容器体积C分离出甲醇 D增加CO2的浓度据图可知当温度高于260 后，CO的浓度随着温度的升高而_(填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”)。9已知在298 K和101 kPa条件下，有如下反应：反应：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1反应：2C(s)O2(g)=2CO(g)H2221 kJmol1反应：N2(g)O2(g)=2NO(g)H3180.5 kJmol1回答下列问题：(1)汽车尾气净化原理为反应：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H_，该反应能自发进行的条件是_(填“高温”“低温”或“任意温度”)。(2)如果在一定温度下，体积为 2 L的密闭容器中发生化学反应，04 min各物质物质的量的变化如下表所示：物质NOCON2CO2起始/mol0.401.02 min末/mol2.00.801.64 min末/mol1.6求02 min内用CO来表示的平均反应速率v(CO)_。试计算该温度下反应的化学平衡常数K_。(3)若一定温度下，在容积可变的密闭容器中，上述反应达到平衡状态，此时容积为3 L, c(N2)随时间t的变化曲线x如下图所示。若在t2 min时改变一个条件，c(N2)随反应时间t的变化如曲线y所示，则改变的条件是_。若在t2 min时升高温度，t3 min时重新达到平衡，请在图中画出在t2t4内c(N2)的变化曲线。10(2018届山西太原一模)乙苯是一种用途广泛的有机原料，可制备多种化工产品。(一)制备苯乙烯(原理如反应所示)：(g)H2(g)H124 kJmol1(1)部分化学键的键能如下表所示：化学键CHCCC=CHH键能/(kJmol1)412348x436根据反应的能量变化，计算x_。(2)工业上，在恒压设备中进行反应时，常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气。请用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因：_。(3)已知吉布斯自由能GHTS，当G”“”“0，则H0，根据GHTS可知在高温下该反应才能自发进行，故A错误；15.0 时，总浓度为2.4103 molL1，容器内气体的浓度之比为21，故NH3和CO2的浓度分别为1.6103 molL1、0.8103 molL1，代入平衡常数表达式：K(1.6103)20.81032.048109，故B错误；反应混合气体中NH3和CO2的比值始终是21，混合气体平均相对分子质量始终是定值，无法判断反应达到平衡状态，故C错误；恒温条件下，平衡常数不变，且Kc2(NH3)c(CO2)，反应混合气体中NH3和CO2的比值始终是21，故重新平衡时CO2的浓度不变，故D正确。5C解析：和体积不知，压强不知，无法比较两者的反应速率，A错误；体积不知，所以压强之比不一定是54，B错误；和CO的转化率相同，若容器体积V1V3，到平衡逆向移动，CO转化率减小，但降低温度使CO的转化率增加，所以正反应为放热反应，所以Q0，C正确；若实验中CO和H2用量均加倍，相当于增大压强，平衡正向移动，则CO转化率大于70%，D错误。6C7B解析：平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故平衡常数K：容器容器，容器和容器相比，容器生成物的物质的量增大，说明升高温度平衡正向移动，该反应吸热，平衡常数K：容器K，则反应将向逆反应方向进行，D错误。8(1)41.19 kJmol1(2)较低温度(3)高于0.135 molL1min1200(4)BD增大解析：(3)反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，反应物转化率降低，则T高于500 。 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) 0.75 1.500 0.45 1.35 0.45 0.45 0.3 0.150.45 0.45用H2表示该反应的速率为0.135 molL1min1，反应的平衡常数K200。(4)升高温度，加快反应速率，正反应为放热反应，平衡逆向移动，甲醇生产量减小，A错误；缩小容器体积，增大压强，加快反应速率，平衡正向移动，甲醇生产量增大，B正确；分离出甲醇，平衡正向移动，甲醇生产量增大，但反应速率减慢，C错误；增加CO2的浓度，可以加快反应速率且使得平衡正向移动，甲醇生成量增大，D正确。反应、反应均为放热反应，温度升高不利于CO2、CO转化为甲醇，反应为吸热反应，温度升高使更多的CO2转化为CO，所以当温度高于260 后，CO的浓度一定增大。9(1)746.5 kJmol1低温(2)0.10 molL1min11.6(3)快速将容器体积由3 L压缩到2 L如下图所示(起点、拐点时间及趋势正确即可)解析：(2)求02 min内n(N2)1.0 mol0.80 mol0.2 mol，则n(CO)0.4 mol，用CO来表示的平均反应速率v(CO)0.10 molL1min1。24 min 时CO2的物质的量没有发生变化，可知2 min时反应达到平衡，此时： 2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)0.41.61.0 2.00.40.40.20.82.00.8 1.6 0.41.00.4 0.8该温度下反应的化学平衡常数K1.6。(3)由图示可知c(N2)的浓度瞬间增大为原来的1.5倍，可通过快速将容器体积由3 L压缩到2 L。t2 min时升高温度平衡逆向移动，c(N2)的浓度会减小，重新形成新的平衡状态。10(1)612(2)该反应正向为气体分子数增大的反应，通入水蒸气需增大容器容积，减小体系压强，平衡正向移动，增大反应物的转化率(3)高温(4)0.05 molL1min1升高温度8186.7%解析：(1)反应热反应物总键能生成物总键能，由有机物的结构可知，应是CH2CH3中总键能与CH=CH2、H2总键能之差，由题给数据可知H(54123483412x436) kJmol1124 kJmol1，解得x612 kJmol1。(2)降低压强，平衡向气体体积增大的方向移动，制备苯乙烯的正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率。(3)反应自发进行需要满足HTS0，制备苯乙烯的正反应为气体分子数增大的反应，S0，正反应吸热，H0，所以反应一定是在高温条件下才能自发进行。(4)用氯化氢表示的反应速率是0.05 molL1min 1。制备氯乙基苯的正反应为吸热反应，反应前后气体的体积不变，6 min时，乙苯、Cl2的浓度在减小，而氯乙基苯和HCl的浓度在增加，平衡向正反应方向移动，只能是升高温度。该温度下达到平衡，依据题干条件可知，平衡常数为K81。10 min时，乙苯、Cl2、氯乙基苯和HCl的物质的量浓度比为1199，保持其他条件不变，再向容器中充入1 mol 乙苯、1 mol Cl2、1 mol 氯乙基苯和1 mol HCl，相当于增加反应物的浓度，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。设转化的乙苯物质的量浓度为x molL1，则 0.3 0.3 0.1 0.1 x x x x 0.3x 0.3x0.1x0.1x 平衡常数为K81，得x0.26，所以氯气的转化率是100%86.7%。11(1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2 (g)H2131.3 kJmol1(2)1076(3)此温度范围下的催化剂活性高；温度低于240 ，反应速率太慢；该反应为放热反应，温度高于270 ，化学平衡逆向移动，转化率降低0.251.6105(4)由图可知，随着温度升高，K2增大，则H20，根据盖斯定律可得H3H1H2，所以H1H3解析：.(1)由可得C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)，则H2(110.5 kJmol1)(241.8 kJmol1)131.3 kJmol1。(2)反应焓变反应物键能总和生成物键能总和，即x2436413334346599，解得x1076。.反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)的正反应是气体物质的量总和减小的反应，则S0。正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的平衡转化率减小，故T1T2。当温度低于240 ，反应速率太慢；该反应为放热反应，温度高于270 ，化学平衡逆向移动，转化率降低，故该合成反应的温度一般控制在240 270 ，并且此时催化剂活性高。a点的一氧化碳转化率为50%，总压为0.5 MPa， CO(g)2H2(g)CH3OH(g)起始量/mol1 20变化量/mol 0.51 0.5平衡量/mol 0.51 0.5CH3OH的物质的量分数为0.25。Kp