（江蘇專用）2014高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精練 第六章專題六 第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

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1、第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度 (時間：45分鐘　滿分：100分) 考　點 題　號 化學(xué)反應(yīng)的方向 1、4 化學(xué)平衡的判斷 2、8 化學(xué)平衡常數(shù) 3、5、9 平衡常數(shù)的綜合應(yīng)用 6、7、10、11 一、選擇題(本題包括4個小題，共24分，每小題只有1個選項符合題意) 1．(2013·南京質(zhì)檢)下列說法正確的是 (　　)。 A．凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，因為吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的 B．自發(fā)反應(yīng)的熵一定增大，非自發(fā)反應(yīng)的熵一定減小 C．常溫下，反應(yīng)C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行，則該反應(yīng)的ΔH＞0 D．反應(yīng)2Mg(s

2、)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自發(fā)進行，則該反應(yīng)的ΔH＞0 解析　反應(yīng)的自發(fā)性是由熵變和焓變共同決定的，A、B錯誤。C項中反應(yīng)的ΔS＞0，若ΔH＜0，則一定自發(fā)，現(xiàn)常溫下不自發(fā)，說明ΔH＞0，正確。D項中反應(yīng)的ΔS＜0，能自發(fā)，說明ΔH＜0，錯誤。 答案　C 2．為了探究FeCl3溶液和KI溶液的反應(yīng)是否存在一定的限度，取5 mL 0.5 mol·L－1 KI溶液，滴加0.1 mol·L－1 FeCl3溶液5～6滴，充分反應(yīng)。下列實驗操作能驗證該反應(yīng)是否存在限度的是 (　　)。 A．再滴加AgNO3溶液，

3、觀察是否有黃色沉淀產(chǎn)生 B．再加入CCl4振蕩靜置后，觀察下層液體顏色是否變?yōu)樽霞t色 C．再加入CCl4振蕩靜置后，取上層清液，滴加AgNO3溶液，觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生 D．再加入CCl4振蕩靜置后，取上層清液，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變成血紅色 解析　發(fā)生反應(yīng)：2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2，由于KI過量，主要檢驗是否存在Fe3＋。 答案　D 3．(2013·福建畢業(yè)班質(zhì)檢)反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)在密閉容器中進行。為探究溫度、CO2等對該反應(yīng)的影響，進行了4組實驗，結(jié)果如下表。 組別 1 2 3 4 反應(yīng)溫度/

4、℃ 225 235 225 235 反應(yīng)前氣體體積分?jǐn)?shù)/% CO2 0 0 2 2 CO 30 30 28 28 H2 70 70 70 70 平衡時CH3OH的體積分?jǐn)?shù)/% 4.9 8.8 36.5 50.7 下列說法不正確的是 (　　)。 A．該反應(yīng)的ΔH＞0 B．當(dāng)容器中壓強不變時，反應(yīng)達到平衡 C．CH3OH含量增大的原因是CO2起了催化作用 D．少量CO2能提高平衡時CH3OH的體積分?jǐn)?shù) 解析　溫度升高，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)增大，說明平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A正確。該反應(yīng)為

5、反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，密閉容器中，若壓強不變，說明到達平衡，B正確。催化劑不改變平衡的限度，C錯誤。對比第1組和第3組數(shù)據(jù)，D正確。 答案　C 4．下列說法中，不正確的是 (　　)。 A．常溫下，反應(yīng)4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)的ΔH＜0、ΔS＜0 B．在其他條件不變時，反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的投料比與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖，縱坐標(biāo)表示O2的轉(zhuǎn)化率 C．在其他條件不變時，向H2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡體系中加催化劑，反應(yīng)速率加快，I2的轉(zhuǎn)化率不變 D．14CO2

6、與碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2＋C2CO，達到化學(xué)平衡后，平衡混合物中含14C的微粒有CO2、C、CO 解析　A項中反應(yīng)為熵減反應(yīng)，能自發(fā)進行，說明是放熱反應(yīng)，正確；B項中提高O2的含量時SO2的轉(zhuǎn)化率提高，而O2的轉(zhuǎn)化率降低，錯誤；C項中催化劑同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，不影響平衡移動，正確；D項化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡，正確。 答案　B 二、選擇題(本題包括3個小題，共18分，每小題有1～2個選項符合題意) 5．(2013·泰州調(diào)研)科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學(xué)方程式如下：2NO＋2CO2CO2＋N2 (1)為了測定在某種催化劑作用

7、下的反應(yīng)速率，在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO濃度(mol·L－1)和CO濃度(mol·L－1)如下表： 時間/s 0 1 2 3 4 5 c(NO) 1.00×10－3 4.50×10－4 2.50×10－4 1.50×10－4 1.00×10－4 1.00×10－4 c(CO) 3.60×10－3 3.05×10－3 2.85×10－3 2.75×10－3 2.70×10－3 2.70×10－3 (2)為了探究各物質(zhì)在濃度不變的情況下溫度、催化劑、比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，并畫出實驗條件下混合氣體中NO濃度

8、隨時間變化的趨勢曲線如圖，則下列說法不正確的是 (　　)。 A．前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速度v(N2)＝3.75×10－4mol·L－1·s－1 B．在該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K＝5 000 C．由題意可知，曲線Ⅰ和曲線Ⅱ探究的是催化劑、比表面積對速率的影響 D．在密閉容器中進行該反應(yīng)時，升高反應(yīng)體系的溫度或縮小容器的體積能提高NO轉(zhuǎn)化率 解析　A項，由表中數(shù)據(jù)可求出v(NO)＝ ＝3.75×10－4mol·L－1·s－1，則v(N2)＝v(NO)＝1.88×10－4mol·L－1·s－1，錯誤；B項，由表中數(shù)據(jù)可知4 s時達到平衡，此時c(CO2)＝9.00×10－4m

9、ol·L－1，c(N2)＝4.50×10－4mol·L－1，故K＝＝5 000，正確；C項，曲線Ⅱ比曲線Ⅰ先達到平衡，但平衡時NO的濃度相同，故曲線Ⅰ和曲線Ⅱ應(yīng)是探究催化劑、比表面積對速率的影響，正確；D項，反應(yīng)Ⅲ先達到平衡，應(yīng)為升高溫度對平衡的影響，且高溫時c(NO)大，說明升溫平衡逆向移動，NO的轉(zhuǎn)化率減小，錯誤。 答案　AD 6．(2013·蘇北四市聯(lián)考)某溫度下，在一個2 L的密閉容器中加入4 mol A和2 mol B進行如下反應(yīng)：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋D(g)，反應(yīng)2 min后達到平衡，測得生成1.6 mol C，下列說法正確的是 (　　)

10、。 A．前2 min，D的平均反應(yīng)速率為0.2 mol·L－1·min－1 B．此時，B的平衡轉(zhuǎn)化率是40% C．增大該體系的壓強，平衡不移動，化學(xué)平衡常數(shù)不變 D．增加B，平衡向右移動，B的平衡轉(zhuǎn)化率減小 解析　生成1.6 mol C的同時消耗0.8 mol B，生成0.4 mol D，則前2 min，v(D)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，B的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%＝40%，A錯，B對；增大該體系的壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，但平衡常數(shù)不變，C錯；增加B，平衡向右移動，A的平衡轉(zhuǎn)化率增大但B的平衡轉(zhuǎn)化率減小，D正確。 答案　BD 7．PCl3和PCl5都是重要的化工原

11、料。將PCl3(g)和Cl2(g)充入體積不變的2 L密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)，并于10 min時達到平衡。有關(guān)數(shù)據(jù)如下： PCl3(g) Cl2(g) PCl5(g) 初始濃度(mol·L－1) 2.0 1.0 0 平衡濃度(mol·L－1) c1 c2 0.4 下列判斷不正確的是 (　　)。 A．10 min內(nèi)，v(Cl2)＝0.04 mol·L－1·min－1 B．當(dāng)容器中Cl2為1.2 mol時，反應(yīng)達到平衡 C．升高溫度(T1＜T2)，反應(yīng)的平衡常數(shù)減小

12、，平衡時PCl3的＜1 D．平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同條件下再達平衡時，c(PCl5)＜0.2 mol·L－1 解析　　　　　　　 　PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g) c(起始)/mol·L－1　　　 2.0　　　1.0　　 0 c(轉(zhuǎn)化)/mol·L－1 0.4 0.4 0.4 c(平衡)/mol·L－1 1.6 0.6 0.4 10 min內(nèi)，v(Cl2)＝0.04 mol·L－1·min－1，A正確；平衡時，n(Cl2)＝1.2 mol，B正確；平衡常數(shù)減小

13、，說明平衡逆向移動，則PCl3的＞1，C錯誤；D項中當(dāng)c(PCl5)＝0.2 mol·L－1時濃度商為Qc＝＝，而此溫度下的平衡常數(shù)K＝＝由K＜Qc可得當(dāng)c(PCl5)＝0.2 mol·L－1時反應(yīng)未達到平衡狀態(tài)，平衡向逆反應(yīng)進行，故達到平衡時，c(PCl5)＜0.2 mol·L－1。 答案　C 三、非選擇題(本題共4個小題，共58分) 8．(12分)(2013·鹽城四校聯(lián)考)在一固定容積的密閉容器中，進行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表： T/℃ 700 800 850 1 000 1 200 K

14、0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 試回答下列問題： (1)該反應(yīng)為________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。 (2)能判斷該反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。 A．容器中氣體壓強不變 B．混合氣體中c(CO)不變 C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO) (3)800 ℃時，向固定容積的密閉容器中放入混合物，起始濃度分別為c(CO)＝0.01 mol·L－1，c(H2O)＝0.03 mol·L－1，c(CO2)＝0.01 mol·L－1，c(H2)＝0.05 mol·L－1，則反應(yīng)開始時，H2O的消耗速率比生成速率____

15、____(填“大”、“小”或“不確定”)。 (4)850 ℃，在1 L固定容積的密閉容器中放入2 mol CO2和1 mol H2，平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為________，H2的轉(zhuǎn)化率為________。 解析　(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，平衡常數(shù)隨溫度的升高而增大，可推知升溫平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 (2)化學(xué)平衡的本質(zhì)是正逆反應(yīng)速率相等，特征是各物質(zhì)的濃度不變。 (3)將起始濃度代入平衡常數(shù)的表達式中，其比值小于對應(yīng)溫度下的K值，則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向移動，H2O的消耗速率比生成速率小。 (4)850 ℃時，平衡常數(shù)為1.0，設(shè)反應(yīng)中轉(zhuǎn)化的CO2的物質(zhì)的量為x mol，

16、則有 CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 起始量(mol)　 2　　　 1　　 　　0　 　0 轉(zhuǎn)化量(mol)　 x　　 　x　　 　　x　　　x 平衡量(mol)　 2－x　 1－x　 　　x　　　x 根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系可得：(2－x)(1－x)＝x·x 解得x＝，則CO2的轉(zhuǎn)化率為×100%＝33.3%， H2的轉(zhuǎn)化率為×100%＝66.7%。 答案　(1)吸熱　(2)BC　(3)小　(4)33.3%　66.7% 9．(15分)科學(xué)家一直致力研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實驗報道：在常溫、常壓、光

17、照條件下，N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH3。進一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實驗數(shù)據(jù)見下表(光照、N2壓力1.0×105 Pa，反應(yīng)時間3 h)： T/K 303 313 323 353 NH3生成量/(10－6 mol) 4.8 5.9 6.0 8.0 相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： N2(g)＋3H2O(l)===2NH3(g)＋O2(g) ΔH＝765.2 kJ·mol－1 回答下列問題： (1)請在坐標(biāo)圖中畫出上述反應(yīng)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖，并進行必要標(biāo)注。 (2)

18、工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。設(shè)在容積為2.0 L的密閉容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反應(yīng)在一定條件下達到平衡時，NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比)為。計算： ①該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率； ②該條件下反應(yīng)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常數(shù)。 解析　(1)作圖時應(yīng)注意以下兩點：①催化劑可降低反應(yīng)的活化能，但對這個反應(yīng)前后能量變化不產(chǎn)生影響，即反應(yīng)熱不變；②該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以反應(yīng)物的總能量要低于生成物的總能量。 (2)①設(shè)反應(yīng)過程中消耗x mol N2(g) 　

19、　　　　　　 N2(g)?。?H2(g)2NH3(g) 起始物質(zhì)的量/mol　0.60　　　　1.60　　　　0 平衡物質(zhì)的量/mol　0.60－x　　1.60－3x　　2x 平衡時反應(yīng)體系總物質(zhì)的量＝[(0.60－x)＋(1.60－3x)＋2x] mol＝(2.20－2x) mol NH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)＝ ＝，解得x＝0.40 N2的平衡轉(zhuǎn)化率＝×100%＝67%。 ②設(shè)反應(yīng)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常數(shù)為K，平衡時， c(NH3)＝＝0.40 mol·L－1 c(N2)＝＝0.10 mol·L－1 c(H2)＝＝0.20 mol

20、·L－1 K＝，代入數(shù)據(jù)得K＝5.0×10－3。 答案　(1) (2)見解析 10．(15分)(2012·肇慶二模)研究CO、NO、NO2等氣體的性質(zhì)，以便消除污染或變廢為寶，可以保護環(huán)境、節(jié)約資源。試運用所學(xué)知識，解決下列問題： (1)生產(chǎn)水煤氣過程中有以下反應(yīng)： ①C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH1； ②CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　ΔH2； ③C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH3； 若平衡表達式為K＝，則它所對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是(填序號)________；上述反應(yīng)ΔH1、ΔH2、ΔH3之間的關(guān)系為______

21、__。 (2)不同溫度下反應(yīng)②的平衡常數(shù)如下表所示。則ΔH2________0(填“＜”或“＞”)；在500 ℃時，把等物質(zhì)的量濃度的CO和H2O(g)充入反應(yīng)容器，達到平衡時c(CO)＝0.005 mol·L－1、c(H2)＝0.015 mol·L－1，則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為________。 溫度/℃ 400 500 800 平衡常數(shù)K 9.94 9 1 (3)對反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0，在溫度為T1、T2時，平衡體系N2O4的體積分?jǐn)?shù)隨壓強變化曲線如圖所示。則T1________T2(填“＞”或“＜”)；增大壓強，平衡向________反應(yīng)方向移

22、動；B、C兩點的平衡常數(shù)B________C(填“＞”或“＜”)。 解析　(1)化學(xué)平衡常數(shù)是生成物的平衡濃度的冪之乘積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪之乘積，所以H2、CO是生成物對反應(yīng)③，反應(yīng)③可由反應(yīng)①＋反應(yīng)②得到，所以ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。(2)溫度升高，K值減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。由反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)，可知CO的起始濃度為0.02 mol·L－1，則CO的轉(zhuǎn)化率為75%。(3)壓強相同時，比較溫度變化對平衡的影響，取A、C兩點，溫度降低平衡正向移動，N2O4的體積分?jǐn)?shù)增大，則A點溫度低；溫度相同時比較壓強影響，取A、B兩點，壓

23、強增大，N2O4體積分?jǐn)?shù)增大，平衡正向移動。平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，溫度低，平衡常數(shù)大。 答案　(1)③　ΔH1＋ΔH2＝ΔH3　(2)＜　75% (3)＜　正?。? 11．(16分)(2012·鹽城二模)二氧化碳捕集、存儲和轉(zhuǎn)化是當(dāng)今化學(xué)研究的熱點問題之一。 (1)用釕的配合物作催化劑，一定條件下可直接光催化分解CO2發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)，該反應(yīng)的ΔH________0，ΔS________0(選填：“＞”、“＜”或“＝”)。 (2)CO2轉(zhuǎn)化途徑之一是：利用太陽能或生物質(zhì)能分解水制H2，然后將H2與CO2轉(zhuǎn)化為甲醇

24、或其他的化學(xué)品。已知： 光催化制氫：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝571.5 kJ·mol－1① H2與CO2耦合反應(yīng)：3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝－137.8 kJ·mol－1② 則反應(yīng)：4H2O(l)＋2CO2(g)===2CH3OH(l)＋3O2(g) ΔH＝________kJ·mol－1。你認(rèn)為該方法需要解決的技術(shù)問題有：________。 a．開發(fā)高效光催化劑 b．將光催化制取的氫從反應(yīng)體系中有效分離，并與CO2耦合催化轉(zhuǎn)化 c．二氧化碳及水資源的來源供應(yīng) (3)用稀氨水噴霧捕集CO2最終可得產(chǎn)品NH4

25、HCO3。在捕集時，氣相中有中間體NH2COONH4(氨基甲酸銨)生成。為了測定該反應(yīng)的有關(guān)熱力學(xué)參數(shù)，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(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使反應(yīng)NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)達到分解平衡。實驗測得不同溫度及反應(yīng)時間(t1＜t2＜t3)的有關(guān)數(shù)據(jù)見表。 表　氨基甲酸銨分解時溫度、氣體總濃度及反應(yīng)時間的關(guān)系 溫度/℃ 氣體總濃度(mol·L－1) 時間/min 15 25 35 0 0 0 0 t1 0.9×10－3

26、 2.7×10－3 8.1×10－3 t2 2.4×10－3 4.8×10－3 9.4×10－3 t3 2.4×10－3 4.8×10－3 9.4×10－3 ①氨基甲酸銨分解反應(yīng)是：________反應(yīng)(選填：“放熱”或“吸熱”)。在25 ℃，0～t1時間內(nèi)產(chǎn)生氨氣的平均速率為：____________________________。 ②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可換算出，15 ℃時合成反應(yīng)2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)平衡常數(shù)K約為________。 解析　(1)該反應(yīng)是分解反應(yīng)，且是CO燃燒的逆反應(yīng)，所以應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH＞0，因氣體的物質(zhì)的量增多，

27、所以ΔS＞0。(2)目標(biāo)反應(yīng)可由：①×3＋②×2，得ΔH＝－137.8 kJ·mol－1×2＋571.5 kJ·mol－1×3＝＋1 438.9 kJ·mol－1。(3)①25 ℃時，氣體的總濃度為2.7×10－3 mol·L－1，c(NH3)為總濃度的，所以c(NH3)＝1.8×10－3 mol·L－1，由此可計算出NH3的反應(yīng)速率。②由表格可知，15 ℃時，NH3平衡濃度為×2.4×10－3 mol·L－1＝1.6×10－3 mol·L－1，CO2平衡濃度為0.8×10－3 mol·L－1，題給反應(yīng)為該反應(yīng)的逆反應(yīng)，K＝＝4.9×108。 答案　(1)＞?。尽?2)1 438.9　ab　(3)①吸熱　1.8×10－3/t1 mol·L－1·min－1　②4.9×108