2019版高考化學一輪復習 第五單元 化學反應速率 化學平衡 第3節(jié) 化學平衡移動 化學反應進行的方向課時練.doc

第3節(jié)化學平衡移動化學反應進行的方向一、選擇題1已知反應2CO(g)=2C(s)O2(g)的H為正值，S為負值。設H和S不隨溫度的變化而變化，下列說法中正確的是()。A低溫下能自發(fā)進行B高溫下能自發(fā)進行C低溫下不能自發(fā)進行，高溫下能自發(fā)進行D任何溫度下都不能自發(fā)進行2250 和 1.01105 Pa時，2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.76 kJmol1 能自發(fā)進行，其自發(fā)進行的原因是()。A是吸熱反應B是放熱反應C是熵減少的反應D熵增效應大于能量效應3在某一溫度下，某一密閉容器中，M、N、R三種氣體濃度的變化如圖a所示，若其他條件不變，當溫度分別為T1和T2時，N的體積分數(shù)與時間關系如圖b所示。則下列結論正確的是()。 圖a 圖bA該反應的熱化學方程式：M(g)3N(g)2R(g)H0B達到平衡后，若其他條件不變，減小容器體積，平衡向逆反應方向移動C達到平衡后，若其他條件不變，升高溫度，正、逆反應速率均增大，M的轉化率減小D達到平衡后，若其他條件不變，通入稀有氣體，平衡一定向正反應方向移動4(2018年遼寧大連測試)將一定量的氨基甲酸銨置于恒容的密閉真空容器中(固體體積忽略不計)，使其達到化學平衡：H2NCOONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據列于下表：溫度/15.020.025.030.035.0平衡總壓強/kPa5.78.312.017.124.0平衡氣體總濃度/(103 molL1)2.43.44.86.89.4下列有關敘述正確的是()。A在低溫下該反應能自發(fā)進行B15 時，該反應的化學平衡常數(shù)約為2.0C當混合氣體平均相對分子質量不變時，該反應達到化學反應限度D恒溫條件下，向原平衡體系中再充入2 mol NH3和1 mol CO2，達平衡后CO2濃度不變5已知反應CO(g)2H2(g)CH3OH(g)HQ kJmol1，在三個不同容積的容器中分別充入1 mol CO與2 mol H2，恒溫恒容，測得平衡時CO的轉化率如下表。下列說法正確的是()。編號溫度/容器體積CO轉化率平衡壓強200V150%p1200V270%p2350V350%p3A.反應速率：>>B平衡時體系壓強：p1p254C若容器體積V1>V3，則Q<0D若實驗中CO和H2用量均加倍，則CO轉化率<70%6(2018屆廣東清遠清城期末)判斷下列反應的熵值增加的是()。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 一定溫度下，在三個體積均為2.0 L的恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)。編號溫度/起始物質的量/mol平衡物質的量/mol達到平衡所需時間/sPCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)3200.400.100.10t13200.80t24100.400.150.15t3下列說法正確的是()。A平衡常數(shù)K：容器容器B反應到達平衡時，PCl5的轉化率：容器容器C反應到達平衡時，容器中的平均速率為v(PCl5) molL1s1D起始時向容器中充入PCl5 0.30 mol、PCl3 0.45 mol和Cl2 0.10 mol，則反應將向正反應方向進行二、非選擇題8(2018屆吉林吉大附中摸底)甲醇是一種可再生能源，由CO2制備甲醇的過程可能涉及的反應如下：反應：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H149.58 kJmol1反應：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2反應：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H390.77 kJmol1回答下列問題：(1)反應的H2_，若反應、平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，則K2_(用K1、K3表示)。(2)反應自發(fā)進行的條件是_(填“較低溫度”“較高溫度”或“任何溫度”)。(3)在一定條件下，2 L恒容密閉容器中充入3 mol H2和1.5 mol CO2，僅發(fā)生反應，實驗測得不同反應溫度與體系中CO2的平衡轉化率的關系，如下表所示。溫度/500TCO2的平衡轉化率60%40%T_(填“高于”或“低于”)500 。溫度為500 時，該反應10 min時達到平衡：a 用H2表示該反應的速率為_。b該溫度下，反應的平衡常數(shù)K_。(4)某研究小組將一定量的H2和CO2充入恒容密閉容器中并加入合適的催化劑(發(fā)生反應、)，測得不同溫度下體系達到平衡時CO2的轉化率(a)及CH3OH的產率(b)，如下圖所示。該反應達到平衡后，為同時提高反應速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是_(填編號)。A升高溫度 B縮小容器體積C分離出甲醇 D增加CO2的濃度據圖可知當溫度高于260 后，CO的濃度隨著溫度的升高而_(填“增大”“減小”“不變”或“無法判斷”)。9已知在298 K和101 kPa條件下，有如下反應：反應：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1反應：2C(s)O2(g)=2CO(g)H2221 kJmol1反應：N2(g)O2(g)=2NO(g)H3180.5 kJmol1回答下列問題：(1)汽車尾氣凈化原理為反應：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H_，該反應能自發(fā)進行的條件是_(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)。(2)如果在一定溫度下，體積為 2 L的密閉容器中發(fā)生化學反應，04 min各物質物質的量的變化如下表所示：物質NOCON2CO2起始/mol0.401.02 min末/mol2.00.801.64 min末/mol1.6求02 min內用CO來表示的平均反應速率v(CO)_。試計算該溫度下反應的化學平衡常數(shù)K_。(3)若一定溫度下，在容積可變的密閉容器中，上述反應達到平衡狀態(tài)，此時容積為3 L, c(N2)隨時間t的變化曲線x如下圖所示。若在t2 min時改變一個條件，c(N2)隨反應時間t的變化如曲線y所示，則改變的條件是_。若在t2 min時升高溫度，t3 min時重新達到平衡，請在圖中畫出在t2t4內c(N2)的變化曲線。10(2018屆山西太原一模)乙苯是一種用途廣泛的有機原料，可制備多種化工產品。(一)制備苯乙烯(原理如反應所示)：(g)H2(g)H124 kJmol1(1)部分化學鍵的鍵能如下表所示：化學鍵CHCCC=CHH鍵能/(kJmol1)412348x436根據反應的能量變化，計算x_。(2)工業(yè)上，在恒壓設備中進行反應時，常在乙苯蒸氣中通入一定量的水蒸氣。請用化學平衡理論解釋通入水蒸氣的原因：_。(3)已知吉布斯自由能GHTS，當G<0時反應可自發(fā)進行。由此判斷反應在_(填“高溫”或“低溫”)更易自發(fā)進行。(二)制備氯乙基苯(原理如反應所示)：(g)Cl2(g)(g)HCl(g)H20(4)T 時，向10 L恒容密閉容器中充入2 mol乙苯(g)和2 mol Cl2(g)發(fā)生反應，乙苯(或Cl2)、氯乙基苯(或HCl)的物質的量濃度(c)隨時間(t)變化的曲線如下圖所示：02 min內，以HCl表示的該反應速率v(HCl)_。6 min時，改變的外界條件為_，該條件下的平衡常數(shù)K的數(shù)值_。10 min時，保持其他條件不變，再向容器中充入1 mol乙苯、1 mol Cl2、1 mol 氯乙基苯和1 mol HCl，則此時該反應v正_v逆(填“”“”或“” )；若12 min時反應再次達到平衡，則在012 min內，Cl2的轉化率_。(計算結果保留三位有效數(shù)字)11(2018年貴州黔東南模擬)工業(yè)上利用CO和H2合成甲醇，而CO和H2來源于煤的氣化?；卮鹣铝袉栴}。.(1)已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H1241.8 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H2110.5 kJmol1則焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式為_。(2)已知反應CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H99 kJmol1中的相關化學鍵鍵能如下：化學鍵HHCOC=OHOCHE/(kJmol1)436343x465413則x_。.(3)在一容積可變的密閉容器中，1 mol CO與2 mol H2發(fā)生反應：CO(g)2H2(g)CH3OH(g), CO在不同溫度下的平衡轉化率()與總壓強的關系如下圖所示。該反應的S_0，圖中的T1_T2。(填“>”“<”或“”)該合成反應的溫度一般控制在240 270 ，選擇此溫度范圍的原因有_。圖中a點時CH3OH的物質的量分數(shù)為_，該反應的壓強平衡常數(shù)為Kp_(kPa)2(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓總壓物質的量分數(shù))。(4)利用合成氣(主要成分為CO和H2)合成甲醇，發(fā)生主要反應如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H3上述反應對應的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，它們隨溫度變化曲線如下圖所示。則H1_(填“>”“<”或“”)H3。理由是_。第3節(jié)化學平衡移動化學反應進行的方向1D解析：H為正值，S為負值，則GHTS0，反應不能自發(fā)進行，故選D。2D解析：反應能自發(fā)進行，則有HTS0，因H>0，則H<TS，即熵增效應大于能量效應。3C解析：從圖a可得出該反應為M(g)3N(g)2R(g)，從圖b中可看出T1T2，升高溫度，N的體積分數(shù)變大，即平衡逆向移動，該反應為放熱反應，A錯誤；縮小容器的體積，即增大壓強，平衡正向移動，B錯誤；升高溫度，v正、v逆均增大，平衡逆向移動，M的轉化率減小，C正確；若是在恒溫恒容的容器中通入稀有氣體，則平衡不移動，D錯誤。4D解析：反應的S0，溫度升高平衡時總濃度增大，說明正方向吸熱，即H>0，根據GHTS可知在高溫下該反應才能自發(fā)進行，故A錯誤；15.0 時，總濃度為2.4103 molL1，容器內氣體的濃度之比為21，故NH3和CO2的濃度分別為1.6103 molL1、0.8103 molL1，代入平衡常數(shù)表達式：K(1.6103)20.81032.048109，故B錯誤；反應混合氣體中NH3和CO2的比值始終是21，混合氣體平均相對分子質量始終是定值，無法判斷反應達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；恒溫條件下，平衡常數(shù)不變，且Kc2(NH3)c(CO2)，反應混合氣體中NH3和CO2的比值始終是21，故重新平衡時CO2的濃度不變，故D正確。5C解析：和體積不知，壓強不知，無法比較兩者的反應速率，A錯誤；體積不知，所以壓強之比不一定是54，B錯誤；和CO的轉化率相同，若容器體積V1>V3，到平衡逆向移動，CO轉化率減小，但降低溫度使CO的轉化率增加，所以正反應為放熱反應，所以Q<0，C正確；若實驗中CO和H2用量均加倍，相當于增大壓強，平衡正向移動，則CO轉化率大于70%，D錯誤。6C7B解析：平衡常數(shù)只與溫度有關，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故平衡常數(shù)K：容器容器，容器和容器相比，容器生成物的物質的量增大，說明升高溫度平衡正向移動，該反應吸熱，平衡常數(shù)K：容器<容器，A錯誤；正反應為氣體物質的量增大的反應，增大壓強，平衡左移，即PCl5的轉化率：容器容器，B正確；v(PCl5)v(Cl2) molL1s1，C錯誤；根據表中數(shù)據計算中K0.045，起始時向容器中充入PCl5 0.30 mol、PCl3 0.45 mol和Cl2 0.10 mol，則此時Qc0.075>K，則反應將向逆反應方向進行，D錯誤。8(1)41.19 kJmol1(2)較低溫度(3)高于0.135 molL1min1200(4)BD增大解析：(3)反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向進行，反應物轉化率降低，則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表示該反應的速率為0.135 molL1min1，反應的平衡常數(shù)K200。(4)升高溫度，加快反應速率，正反應為放熱反應，平衡逆向移動，甲醇生產量減小，A錯誤；縮小容器體積，增大壓強，加快反應速率，平衡正向移動，甲醇生產量增大，B正確；分離出甲醇，平衡正向移動，甲醇生產量增大，但反應速率減慢，C錯誤；增加CO2的濃度，可以加快反應速率且使得平衡正向移動，甲醇生成量增大，D正確。反應、反應均為放熱反應，溫度升高不利于CO2、CO轉化為甲醇，反應為吸熱反應，溫度升高使更多的CO2轉化為CO，所以當溫度高于260 后，CO的濃度一定增大。9(1)746.5 kJmol1低溫(2)0.10 molL1min11.6(3)快速將容器體積由3 L壓縮到2 L如下圖所示(起點、拐點時間及趨勢正確即可)解析：(2)求02 min內n(N2)1.0 mol0.80 mol0.2 mol，則n(CO)0.4 mol，用CO來表示的平均反應速率v(CO)0.10 molL1min1。24 min 時CO2的物質的量沒有發(fā)生變化，可知2 min時反應達到平衡，此時： 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該溫度下反應的化學平衡常數(shù)K1.6。(3)由圖示可知c(N2)的濃度瞬間增大為原來的1.5倍，可通過快速將容器體積由3 L壓縮到2 L。t2 min時升高溫度平衡逆向移動，c(N2)的濃度會減小，重新形成新的平衡狀態(tài)。10(1)612(2)該反應正向為氣體分子數(shù)增大的反應，通入水蒸氣需增大容器容積，減小體系壓強，平衡正向移動，增大反應物的轉化率(3)高溫(4)0.05 molL1min1升高溫度81>86.7%解析：(1)反應熱反應物總鍵能生成物總鍵能，由有機物的結構可知，應是CH2CH3中總鍵能與CH=CH2、H2總鍵能之差，由題給數(shù)據可知H(54123483412x436) kJmol1124 kJmol1，解得x612 kJmol1。(2)降低壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動，制備苯乙烯的正反應為氣體分子數(shù)增大的反應，保持壓強不變，加入水蒸氣，容器體積應增大，等效為降低壓強，平衡向正反應方向移動，提高乙苯的平衡轉化率。(3)反應自發(fā)進行需要滿足HTS0，制備苯乙烯的正反應為氣體分子數(shù)增大的反應，S0，正反應吸熱，H0，所以反應一定是在高溫條件下才能自發(fā)進行。(4)用氯化氫表示的反應速率是0.05 molL1min 1。制備氯乙基苯的正反應為吸熱反應，反應前后氣體的體積不變，6 min時，乙苯、Cl2的濃度在減小，而氯乙基苯和HCl的濃度在增加，平衡向正反應方向移動，只能是升高溫度。該溫度下達到平衡，依據題干條件可知，平衡常數(shù)為K81。10 min時，乙苯、Cl2、氯乙基苯和HCl的物質的量濃度比為1199，保持其他條件不變，再向容器中充入1 mol 乙苯、1 mol Cl2、1 mol 氯乙基苯和1 mol HCl，相當于增加反應物的濃度，平衡正向移動，正反應速率大于逆反應速率。設轉化的乙苯物質的量濃度為x molL1，則 0.3 0.3 0.1 0.1 x x x x 0.3x 0.3x0.1x0.1x 平衡常數(shù)為K81，得x0.26，所以氯氣的轉化率是100%86.7%。11(1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2 (g)H2131.3 kJmol1(2)1076(3)<<此溫度范圍下的催化劑活性高；溫度低于240 ，反應速率太慢；該反應為放熱反應，溫度高于270 ，化學平衡逆向移動，轉化率降低0.251.6105(4)由圖可知，隨著溫度升高，K2增大，則H20，根據蓋斯定律可得H3H1H2，所以H1H3解析：.(1)由可得C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)，則H2(110.5 kJmol1)(241.8 kJmol1)131.3 kJmol1。(2)反應焓變反應物鍵能總和生成物鍵能總和，即x2436413334346599，解得x1076。.反應CO(g)2H2(g)CH3OH(g)的正反應是氣體物質的量總和減小的反應，則S0。正反應是放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，CO的平衡轉化率減小，故T1T2。當溫度低于240 ，反應速率太慢；該反應為放熱反應，溫度高于270 ，化學平衡逆向移動，轉化率降低，故該合成反應的溫度一般控制在240 270 ，并且此時催化劑活性高。a點的一氧化碳轉化率為50%，總壓為0.5 MPa， CO(g)2H2(g)CH3OH(g)起始量/mol1 20變化量/mol 0.51 0.5平衡量/mol 0.51 0.5CH3OH的物質的量分數(shù)為0.25。Kp