化学反应的方向与限度练习鲁科版高中化学一轮复习(配有课件)

第7章化学反应的方向、限度与速率课时1化学反应的方向与限度(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(本题共8个小题，每小题6分，共48分，每个小题只有一个选项符合题意。)1．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是()。A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)ΔH＝＋163kJ·mol－1B．Ag(s)＋12Cl2(g)===AgCl(s)ΔH＝－127kJ·mol－1C．HgO(s)===Hg(l)＋12O2(g)ΔH＝＋91kJ·mol－1D．H2O2(l)===12O2(g)＋H2O(l)ΔH＝－98kJ·mol－1解析反应自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS0，温度的变化可能使ΔH－TΔS的符号发生变化。对于A项，ΔH0，ΔS0，在任何温度下，ΔH－TΔS0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于B项，ΔH0，ΔS0，在较低温度下，ΔH－TΔS0，即反应温度不能过高；对于C项，ΔH0，ΔS0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于D项，ΔH0，ΔS0，在任何温度下，ΔH－TΔS0，即在任何温度下反应均能自发进行。答案D2．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()。A．体系的压强不再发生变化B．v正(CO)＝v逆(H2O)C．生成nmolCO的同时生成nmolH2D．1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键解析不论反应是否达到平衡状态，生成nmolCO的同时都会生成nmolH2。答案C3．(2014·潍坊联考)在一个密闭容器中进行如下反应：2X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，反应过程中某一时刻X2、Y2、Z的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。当反应达到平衡时，下列数据可能合理的是()。A．Z的浓度为0.4mol·L－1B．X2、Z的浓度均为0.15mol·L－1C．X2的浓度为0.4mol·L－1D．X2与Z的浓度之和为0.4mol·L－1解析反应若正向进行到底，Z的浓度才为0.4mol·L－1，根据可逆反应特点，A错；B项不符合质量守恒定律。反应若逆向进行到底，X2的浓度才为0.4mol·L－1，根据可逆反应特点，C错。答案D4．一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是()。A．混合气体的密度不再变化B．反应容器中Y的质量分数不变C．X的分解速率与Y的消耗速率相等D．单位时间内生成1molY的同时生成2molX解析X的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时，才能说明反应达到平衡状态，故C项说明反应未达到平衡状态。答案C5．一定条件下，分别向容积固定的密闭容器中充入A和足量B，发生反应如下：2A(g)＋B(s)2D(g)ΔH0，测得相关数据如下，分析可知下列说法不正确的是()。实验Ⅰ实验Ⅱ实验Ⅲ反应温度/℃800800850c(A)起始/mol·L－1121[A]平衡/mol·L－10.510.85放出的热量/kJabcA.实验Ⅲ的化学平衡常数K1B．实验放出的热量关系为b2aC．实验Ⅲ在30min达到平衡过程的平均反应速率v(A)为0.005mol·L－1·min－1D．当容器内气体密度不随时间的变化而变化时上述反应已达平衡解析选项A，实验Ⅲ达到平衡时K＝0.1520.8521。实验Ⅱ反应物的加入量是实验Ⅰ的加入量的2倍，与实验Ⅰ是等效平衡，所以实验放出的热量关系为b＝2a。选项C，实验Ⅲ达到平衡时，t＝30min，Δc(A)＝0.15mol·L－1，故v(A)＝0.005mol·L－1·min－1。选项D，由于有固体B参与反应，若气体密度不变，说明整个体系中气体的总质量不变，A、B的浓度维持不变，反应达到平衡。答案B6．用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。下列说法正确的是()。A．温度：T1＞T2＞T3B．正反应速率：v(a)＞v(c)v(b)＞v(d)C．平衡常数：K(a)＞K(c)K(b)＝K(d)D．平均摩尔质量：M(a)＜M(c)M(b)＞M(d)解析A项，因为ΔH0，温度越高，CO的转化率越小，所以T3T2T1，错误；B项，由于T3T1，所以v(c)v(a)，由于p(b)p(d)，所以v(b)v(d)，错误；C项，平衡常数只受温度影响，由于ΔH0，温度越高，平衡常数越小，正确；D项，升温，平衡左移，M减小，M(a)M(c)，加压，平衡右移，M增大，M(b)M(d)，错误。答案C7．(2014·烟台一中检测)在一定温度和一定体积的密闭容器中，进行反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，起始时通入0.1molCO2和0.2molH2，达到平衡后生成0.05molCO，下列说法不正确的是()。A．若起始时通入0.1molCO、0.1molH2O(g)和0.1molH2，则达到平衡后生成0.03molCOB．若起始时通入0.2molCO2和0.4molH2，则达到平衡后生成0.1molCOC．该温度下的化学平衡常数为13D．若达到平衡后，再通入CO2，则H2的转化率增大解析A项，此平衡与题干中的平衡等效，达平衡后生成的CO仍为0.05mol，A错，B项，该平衡不受压强影响，B正确；C项，平衡时生成CO和H2O均为0.05mol，而CO2是0.05mol，H2是0.15mol，设容器的体积为1L，则平衡常数为[CO]×[H2O][CO2]×[H2]＝0.05×0.050.05×0.15＝13，正确；D项，增大一种反应物的浓度可提高另一种反应物的转化率，正确。答案A8．(2013·江苏，15改编)一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O，在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2，在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是()。A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同C．容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和大于1解析容器Ⅰ中正向建立平衡，容器Ⅱ中逆向建立平衡，由于正反应放热、容器为绝热，前者温度高，反应速率快，A错误；容器Ⅰ中温度高，相对于容器Ⅱ相当于升高温度平衡逆向移动，CO转化率低，剩余的多，C正确；容器Ⅲ的投料量是容器Ⅰ的2倍，由于是气体体积相等的反应，最终建立等效平衡，但由于容器Ⅲ的投料量多，放出的热量多，两容器的温度不同，所以平衡常数不同，B错误；若容器Ⅰ、Ⅱ建立等效平衡，则容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率和为1，由A、C分析可知，A中温度高，CO的转化率低，所以两者之和小于1，D错误。答案C二、非选择题(本题共4个小题，共52分)9．(10分)活性炭可用于处理大气污染物NO。在1L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)，生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时，测得平衡时各物质的物质的量如下表：活性炭NOEF初始2.0300.10000T12.0000.0400.0300.030T22.0050.0500.0250.025(1)请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式：______________。(2)上述反应在T1℃时的平衡常数为K1，在T2℃时的平衡常数为K2。①计算K1＝________________。②根据上述信息判断，T1和T2的关系是________。a．T1T2b．T1T2c．无法比较(3)在T1℃下反应达到平衡后，下列措施不能改变NO的转化率的是________(填序号)。a．增大c(NO)b．增大压强c．升高温度d．移去部分F解析(1)由T1℃、T2℃时，活性炭、NO物质的量变化与E、F物质的量变化关系可知系数之比为1∶2∶1∶1，由此写出化学方程式。(2)①T1℃时，NO的平衡浓度为0.040mol·L－1，而CO2、N2的平衡浓度均为0.030mol·L－1，则K1＝[N2]·[CO2][NO]2＝9/16(注意活性炭为固体)。②由于无法判断反应的热效应，故无法判断T1和T2的关系。(3)该反应为气体分子数不变的反应，因此选择ab。答案(1)C＋2NON2＋CO2(2)①9/16②c③ab10．(14分)在100℃时，将0.100molN2O4气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内物质的浓度进行分析得到如表数据：时间(s)020406080c(N2O4)/mol·L－10.100c10.050c3c4c(NO2)/mol·L－10.0000.060c20.1200.120(1)该反应的平衡常数表达式为________；从表中分析：c1________c2，c3________c4(填“”、“”或“＝”)。(2)在上述条件下，从反应开始直至达到化学平衡时，N2O4的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。(3)达平衡后下列条件的改变可使NO2气体浓度增大的是________(填字母序号)。A．扩大容器的容积B．再充入一定量的N2O4C．分离出一定量的NO2D．再充入一定量的He(4)若在相同条件下，起始时只充入0.080molNO2气体，则达到平衡时NO2气体的转化率为________。解析(1)本题的反应方程式为N2O4(g)2NO2(g)，由表中数据可计算出c1＝0.070，c2＝0.100，根据60s和80s时c(NO2)相等可确定在60s时反应已达平衡状态，则有c3＝c4。(2)由表中数据知，从反应开始直至达到化学平衡，v(NO2)＝0.002mol·(L·s)－1，则v(N2O4)＝0.001mol·(L·s)－1。(3)选项A和C中改变条件后，c(NO2)减小，选项D中改变条件后，c(NO2)保持不变。(4)在题设条件下反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数K＝[NO2]2[N2O4]＝0.12020.040＝0.36。现充入NO2气体0.080mol，相当于0.040molN2O4，设达平衡时N2O4的浓度变化了xmol·L－1，则有K＝[NO2]2[N2O4]＝2x20.040－x＝0.36，解得x＝0.030，即达到平衡时混合气体中有0.06molNO2和0.01molN2O4，所以NO2的转化率为25%。答案(1)K＝[NO2]2[N2O4]＝(2)0.001(3)B(4)25%11．(14分)(2013·枣庄二模)(1)反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH1，平衡常数为K1反应Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)ΔH2，平衡常数为K2在不同温度时K1、K2的值如下表：700℃900℃K11.472.15K22.381.67反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH，平衡常数K，则ΔH＝_______(用ΔH1和ΔH2表示)，K＝________(用K1和K2表示)，且由上述计算可知，反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是________反应(填“吸热”或“放热”)。(2)一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH0，CO2的浓度与时间的关系如图所示：①该条件下反应的平衡常数为________；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0mol·L－1，则平衡时CO2的浓度为________mol·L－1。②下列措施中能使平衡时[CO][CO2]增大的是________(填序号)。