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考点规范练21化学平衡的移动化学反应进行的方向(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列事实中,不能用平衡移动原理解释的是()A.啤酒开启后泛起大量泡沫B.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气C.将食物放在冰箱里延长保质期D.生产硫酸过程中,使用过量空气可提高二氧化硫的转化率2.下列说法正确的是()A.食物在常温下腐败是自发进行的B.凡是放热反应都是自发的C.自发反应都是熵增大的反应D.电解池的反应属于自发反应3.某温度下,在容积为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)+mY(g)3Z(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()A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X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 molL-14.在不同温度下,向容积为V L的密闭容器中加入0.5 mol NO和0.5 mol活性炭,发生反应:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)HT2B.T2时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,c(N2)c(NO)增大C.T1时,若开始时反应物的用量均减少一半,平衡后NO的转化率增大D.T1时,该反应的平衡常数K=9165.(2018湖南永州模拟)在密闭容器中发生如下反应:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(s)H=-a kJmol-1(a0),下列叙述正确的是()A.若反应开始时投入2 mol CO和足量SO2,则达平衡时,放出热量为a kJB.达平衡后加入C18O,达新平衡前SO2中不含有18OC.增大压强或升高温度都可以增大化学反应速率并能提高SO2的转化率D.达到化学平衡后,其他条件不变,容器容积缩小为原来的一半,CO的浓度比原平衡时增大6.下列说法正确的是()A.H0的反应在温度低时不能自发进行B.NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)H=+185.57 kJmol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向C.焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可单独作为反应自发性的判据D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向7.可逆反应X(g)+Y(g)2Z(g)Hp+qD.达到平衡后,增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动9.工业上,利用CO和H2合成二甲醚:3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),为了寻找合适的反应温度,研究者进行了多次实验,每次实验保持原料气组成(3 mol CO、3 mol H2)、体积(10 L)、反应时间等因素不变,实验结果如图所示。下列说法正确的是()A.X、Y两点对应的CO正反应速率相等B.合成二甲醚的正反应H0C.反应温度控制在240260 之间D.选择合适的催化剂可以提高CO的转化率10.一定条件下合成乙烯发生反应:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)。反应的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是()A.生成乙烯的速率:v(M)v(N)B.平衡常数:KM0,反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如图所示。请回答:依曲线a,反应在前3 min内氧气的平均反应速率为。若曲线a、b分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况,则此条件可能是。A.改变浓度B.改变压强C.改变温度D.催化剂(3)一定温度下,在密闭容器中N2O5可发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)2NO2(g)2NO(g)+O2(g)若达平衡时,c(NO2)=0.4 molL-1,c(O2)=1.3 molL-1,则反应中NO2的转化率为,N2O5(g)的起始浓度应不低于 molL-1。13.(16分)自从1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来,氮的固定的相关研究获得了不断的发展。(1)下表列举了不同温度下大气固氮的部分平衡常数(K)值。反应大气固氮N2(g)+O2(g)2NO(g)温度/272 260K3.8410-311分析数据可知:大气固氮反应属于(填“吸热”或“放热”)反应。2 260 时,向容积为2 L的密闭容器中充入0.3 mol N2和0.3 mol O2,20 s时反应达到平衡。则此时得到NO mol,用N2表示的平均反应速率为。(2)已知工业固氮反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H”或“”)T2。(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜作电极,通过电解实现高温常压下的电化学合成氨。其示意图如C所示,阴极的电极反应式为。考点规范练21化学平衡的移动化学反应进行的方向1.C啤酒中存在平衡H2CO3H2O+CO2,打开瓶盖时,压强减小,平衡向右移动,二氧化碳气体溶解度减小,逸出二氧化碳,可以用平衡移动原理来解释,A项正确;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,存在如下平衡Cl2+H2OH+Cl-+HClO,饱和食盐水中氯离子浓度较大,抑制了氯气与水的反应,所以实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,B项正确;食物放在冰箱里延长保质期,是通过降低温度来减小反应速率,不能用平衡移动原理来解释,C项错误;增大一种反应物浓度,使平衡向正反应方向移动,可以提高另一种反应物的转化率,D项正确。2.A食物在常温下腐败是自发进行的,A项正确;放热反应不一定都是自发进行的,如煤炭燃烧要加热到一定温度才能自发进行,B项错误;自发反应由焓变和熵变两个方面决定,熵变增大的反应不一定能自发进行,如H2O通电生成H2和O2的反应不能自发进行,C项错误;电解池的反应属于非自发反应,D项错误。3.D运用三段式求算m。设转化的X的物质的量为nmol。X(g)+mY(g)3Z(g)起始(mol)120转化(mol)nmn3n平衡(mol)(1-n)(2-mn)3n据(1-n)(2-mn)3n=30%60%10%求得:n=0.1,m=2。由m=2知,A项正确;由第二次平衡时,X、Y、Z的体积分数不变可知两次平衡的平衡常数相同,则B项正确;由m和n的数值及起始量可计算出X、Y二者的平衡转化率都为10%,C项正确;第二次平衡时,c(Z)=4mol10%2L=0.2molL-1,D项错误。4.D由表中数据可知,T1时达到平衡n(C)=0.35mol,T2时达到平衡n(C)=0.375mol,由于反应2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)的H0,则有T1T2,A项错误;T2时,达到平衡时再缩小容器的体积,平衡不移动,c(N2)c(NO)不变,B项错误;T1时,若开始时反应物的用量均减少一半,相当于平衡时不改变反应物的量而将容器的体积增大一倍,该过程中平衡不移动,NO的转化率不变,C项错误;T1时,该反应的平衡常数为K=c(N2)c(CO2)c2(NO)=(0.15V)2(0.2V)2=916,D项正确。5.D反应可逆,2molCO不能完全反应,故放出的热量小于akJ,A项错误;化学平衡是动态平衡,达到化学平衡后加入C18O,重新达到新平衡前SO2、CO和CO2中均含有18O,B项错误;正反应放热,且是一个气体物质的量减小的反应,升高温度,平衡左移,SO2的转化率减小,C项错误;达到化学平衡后,其他条件不变,容器容积缩小为原来的一半,CO的浓度瞬间增大为原来的2倍,此时平衡正向移动,CO的浓度逐渐减小,但重新平衡后CO的浓度仍比原平衡浓度大,D项正确。6.BH0的反应,H-TS0、S0,反应能自发进行说明H-TST2,温度越高,平衡时C的百分含量越小,故此反应的正反应为放热反应,B项正确;对于气体反应,当其他条件一定时,压强越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短。由图2可知p2p1,压强越大,平衡时C的百分含量越小,说明正反应为气体物质的量增大的反应,即np+q,C项错误;催化剂只改变化学反应速率,对平衡移动没有影响,使用催化剂,C的百分含量不变,A项错误;A为固体,浓度为定值,达到平衡后增加A的量,平衡不移动,D项错误。9.CX、Y两点对应的反应物浓度相同、温度不同,反应速率不同,A项错误;由题图可知,CO转化率达到最高点之后,升高温度,转化率降低,说明升高温度使平衡逆向移动,正反应为放热反应,HKN,故B项错误;催化剂只影响反应速率,不影响平衡移动和转化率,故C项错误;设开始投料n(H2)=3mol,则n(CO2)=1mol,在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%,所以有6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)n(起始)mol3100n(转化)mol1.50.50.251n(平衡)mol1.50.50.251所以CO2的体积分数为0.51.5+0.5+0.25+1100%=15.4%,故D项正确。11.答案(1)AD(2)该反应是一个熵增的反应(或S0)2CH3OH+O22HCHO+2H2O0.5解析(1)浓度相等不能说明其浓度不再变化,B错误;气体总质量一定、容器容积一定,密度始终不变,C错误。(2)该反应是一个熵增的反应,若是放热反应,则一定能自发进行,若是吸热反应,则一定条件下能自发进行。n(O2)n(CH3OH)=0.25时,主要生成甲醛。制备H2时要求H2的选择性要好,由图可知在n(O2)n(CH3OH)=0.5时,H2的选择性接近100%。12.答案(1)小于(2)0.011 7 molL-1min-1C(3)80%1解析(1)增大二氧化硫的浓度,导致自身转化率减小。(2)根据图像分析可知:前3min内氧气浓度增大了0.035molL-1,所以平均反应速率为0.0117molL-1min-1;从图像变化趋势来看,b相对于a来说,反应速率增大,NO2浓度减小,所以改变的条件只可能是温度。(3)设平衡时反应生成的氧气的物质的量浓度为x,反应生成的氧气的物质的量浓度为y。利用反应和可以求出当c(NO2)=0.4molL-1,c(O2)=1.3molL-1时,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。所以反应中NO2的转化率为80%。由反应生成的O2的浓度为0.5molL-1知,N2O5(g)的起始浓度大于1molL-1。13.答案(1)吸热0.20.002 5 molL-1s-1(2)B(3)N2+6H+6e-2NH3解析(1)升高温度,其平衡常数增大,说明升温时平衡向正反应方向移动,即正反应为吸热反应。设平衡时NO的物质的量为xmol,根据“三段式”法计算如下:N2(g)+O2(g)2NO(g)起始/mol0.30.30转化/mol0.5x0.5xx平衡/mol0.3-0.5x0.3-0.5xx2260时,平衡常数K为1,则(x2)2(0.3-0.5x2)2=1,解得x=0.2,v(N2)=0.1mol2L20s=0.0025molL-1s-1。(2)工业固氮为放热、气体体积减小的反应,在温度相同的条件下,增大压强,平衡正向移动,N2的转化率增大;在压强相同的条件下,升高温度,平衡逆向移动,N2的转化率减小,即T1T2。(3)根据电解装置图和电解原理分析,阴极发生还原反应,氮气在阴极上放电,与氢离子结合生成氨气,阴极的电极反应式为N2+6e-+6H+2NH3。
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