【备战2014高考化学】课时作业21化学平衡状态化学反应进行的方向

课时作业(二十一)一、选择题1．(2013·石家庄质检)橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如下图：在其拉伸过程中有放热现象，反之吸热。25℃、101kPa时，下列化学反应的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致的是()A．Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2OB．2H2＋O2===2H2OC．CaCO3===CaO＋CO2↑D．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑答案A解析根据题意，所选化学反应应符合ΔH0、ΔS0且常温下能自发反应，A选项符合该要求。2．(2012·山东师大附中一测)在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已达平衡状态的是()A．混合气体的压强B．混合气体的平均相对分子质量C．A的物质的量浓度D．气体的总物质的量答案B解析本题考查化学平衡状态的判断，意在考查考生的分析、推理能力。因反应前后气体分子数不变，故无论反应是否平衡，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变；A为固态，其物质的量浓度为常数；若反应正向移动，混合气体的质量增加，则混合气体的平均相对分子质量变大，反之变小，故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态。3．(2012·山东省实验中学一诊)下列关于平衡常数的说法正确的是()A．一定温度下的可逆反应，只有达到平衡状态时才具有平衡常数B．化学平衡移动时，平衡常数一定改变C．对于一个确定的反应来说，平衡常数的数值越大，反应限度越大D．化学平衡常数大的可逆反应，所有反应物的转化率一定大答案C解析本题主要考查化学平衡常数，意在考查考生的理解能力。一定温度下，对于已确定的可逆反应，不论其是否达到化学平衡状态，其化学平衡常数都存在且为定值；如果通过改变反应物的浓度引起化学平衡移动，其化学平衡常数不变；平衡常数的大小与反应物的转化率大小无必然联系。4．如图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是()A．a与b相比，b的活化能更高B．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量C．a与b相比，反应的平衡常数一定不同D．a与b相比，a对应的反应速率更快答案B解析由图知该反应放热，B项对；因催化剂不能使平衡发生移动，故相同温度下a、b反应的平衡常数相同，C项错；b为使用催化剂时的情况，其对应的反应速率更快些，D项错。5．下列关于ΔH－TΔS说法中正确的是()A．ΔH－TΔS可用于判断所有条件下的反应能否自发进行B．ΔH－TΔS只用于判断温度、体积一定的反应能否自发进行C．ΔH－TΔS只用于判断温度、压强一定的反应能否自发进行D．ΔH－TΔS0的反应，在该条件下一定剧烈反应答案C解析在不同温度、压强下ΔH－TΔS的值不同，所以选项A、B都不正确；ΔH－TΔS0能判定反应可以自发进行，但不一定是剧烈反应，所以答案为C。6．在体积固定的密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g)2Z2(g)，若X2、Y2、Z2的起始浓度分别为0.2mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L。当反应达到平衡后各物质的浓度可能是()A．X2为0.1mol/LB．Y2为0.4mol/LC．Z2为0.6mol/LD．Y2为0.6mol/L答案B解析为了确定平衡时各物质浓度的范围，应分两种情况讨论，并假设反应进行完全，以确定平衡时各物质浓度的极值。(1)若平衡从正反应方向建立：假设X2、Y2最大限度地转化为Z2，即Y2完全反应，所生成的Z2的浓度为0.2mol/L，Z2的最大浓度为0.4mol/L。(2)若平衡从逆反应方向建立：假设Z2全部转化为X2和Y2，则转化生成的X2、Y2的浓度为0.1mol/L、0.3mol/L，X2、Y2的最大浓度为0.3mol/L、0.6mol/L。所以平衡时，0.1mol/Lc(X2)0.3mol/L,0c(Y2)0.6mol/L,0c(Z2)0.4mol/L。7．在425℃，1L密闭容器内充入下列气体物质进行的反应达到平衡，分析下面示意图，从选项中选出与从示意图中读出的相关信息不一致的选项()A．图(1)表示的反应为H2(g)＋I2(g)2HI(g)B．图(1)中H2的转化率加上图(2)中HI的转化率等于100%C．同温同压下，只要物质比例适当，从正、逆反应方向都可以建立同一平衡状态D．相同条件下，分别从正、逆反应方向建立等同的平衡状态，所用的时间相同答案D8．容积固定的密闭容器内发生反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)ΔH＝akJ/mol(a＞0)，若向密闭容器中通入1molX和2molY，达平衡状态时，吸收热量bkJ，则下列判断正确的是()A．当a＝b＞0时，该反应达到化学平衡状态B．该反应达到化学平衡状态时，一定有a＞bC．当密闭容器内气体密度不再改变时，该反应达到化学平衡时状态D．密闭容器中X和Y的物质的量比为1∶2时，该反应达到化学平衡状态答案B解析热化学方程式中的ΔH＝akJ/mol，是指1molX完全反应吸收热量akJ，因为是可逆反应，达到化学平衡状态时1molX和2molY不可能完全反应，所以一定有a＞b，A项错，B项对。因为反应前后都是气体，气体物质总质量不变，且容器体积不变，故气体密度不再改变不能说明反应达到平衡状态，C项错。反应过程中X和Y的物质的量比始终是1∶2，D项错。9．(2012·辽宁本溪一中月考)在一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)催化剂△2SO3(g)，已知c(SO2)始＝0.4mol/L，c(O2)始＝1mol/L，经测定该反应在该温度下的平衡常数K＝19，则此反应中用浓度表示SO2的转化量为()A．0.24mol/LB．0.28mol/LC．0.32mol/LD．0.26mol/L答案C解析2SO2(g)＋O2(g)催化剂△2SO3(g)起始量/mol0.410转化量/molx0.5xx平衡量/mol0.4－x1－0.5xx由平衡常数的定义得：K＝c2SO3c2SO2·cO2＝x20.4－x2×1－0.5x＝19，将选项中的数据代入验证，可得x＝0.32。10．(2012·郑州市预测)一定温度下，在容积为2L的密闭容器中发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，部分数据见下表(表中t2t1)。反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/moln(CO2)/moln(H2)/mol01.200.6000t10.80t20.20下列说法正确的是()A．反应在t1min内的平均速率为v(H2)＝0.4t1mol·L－1·min－1B．平衡时CO转化率为66.67%C．该温度下反应的平衡常数为1D．其他条件不变，若起始时n(CO)＝0.60mol，n(H2O)＝1.20mol，则平衡时n(CO2)＝0.20mol答案C解析根据化学方程式可知在t1min内生成0.4minH2，因此在t1min内的平均速率为v(H2)＝0.40mol2L×t1min＝0.20t1mol·L－1·min－1，故A项错误。根据化学方程式可知t1、t2时刻均有n(CO)＝0.8mol，n(H2O)＝0.2mol，n(CO2)＝n(H2)＝0.4mol，故表格中t1、t2时的数据均为平衡时的物质的量。据此可求出CO的平衡转化率为0.4mol/1.2mol×100%＝33.33%，故B项错误。由于该反应是一个气体体积不变的反应，将平衡时的物质的量代入平衡常数表达式，可计算出反应的平衡常数为1，C项正确。根据平衡常数值可计算出D选项中平衡时n(CO2)＝0.40mol，故D项错误。11．(2013·大同高三学情调研)某温度下，反应2A(g)B(g)＋C(g)的平衡常数为1，在容积为2L的密闭容器中加入A(g)，20s时测得各组分的物质的量如下表：物质A(g)B(g)C(g)物质的量/mol1.20.60.6下列说法正确的是()A．反应前20s的平均速度为v(A)＝0.06mol·L－1·s－1B．20s时，正反应速率等于逆反应速率C．达到平衡时，A(g)的转化率为100%D．若升高温度，平衡常数变为0.5，则反应的ΔH0答案D解析根据方程式可知，20s内消耗A(g)的物质的量是1.2mol，所以反应前20s的平均速率为v(A)＝1.2mol2L×20s＝0.03mol·L－1·s－1，A项不正确；20s时，A(g)、B(g)、C(g)的物质的量浓度分别是0.6mol·L－1、0.3mol·L－1、0.3mol·L－1，此时，0.3×0.30.62＝0.251，因此平衡向正反应方向移动，B项不正确；可逆反应的转化率不可能是100%，所以C项不正确；升高温度，平衡常数减小，平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，即ΔH0，D项正确。12．(2012·辽宁测试)在体积、温度都相同的条件下，反应2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)分别从下列两条途径建立平衡：Ⅰ.A、B的起始物质的量均为2mol；Ⅱ.C、D的起始物质的量分别为2mol和6mol。以下叙述中不正确的是()A．Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同B．Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的平均相对分子质量相同C．达平衡时，Ⅰ途径的反应速率vA等于Ⅱ途径的反应速率vAD．达平衡时，Ⅰ途径所得混合气体的密度为Ⅱ途径所得混合气体密度的12答案C解析途径Ⅱ中2molC和6molD按方程式转化为A、B，相当于4molA和4molB，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，故在恒温、恒容条件下，途径Ⅰ和途径Ⅱ将建立等效平衡，A、B均正确；因为途径Ⅱ达平衡时各组分的浓度为途径Ⅰ的两倍，达平衡时途径Ⅰ的反应速率vA小于途径Ⅱ的反应速率vA，C项错误。二、非选择题13．(2012·北京市检测)一定条件下，体积为1L的密闭容器中发生如下反应：SiF4(g)＋2H2O(g)SiO2(s)＋4HF(g)ΔH＝＋148.9kJ/mol。(1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是________(填字母序号)。a．v消耗(SiF4)＝4v生成(HF)b．容器内气体压强不再变化c．容器内气体的总质量不再变化d．HF的体积分数不再变化(2)反应过程中测定的部分数据如下表(表中t2t1)所示。反应时间/minn(SiF4)/moln(H2O)/mol01.202.40t10.80at2b1.60通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态：___________________________________________________________。(3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应________(填序号)。a．一定向正反应方向移动b．一定向逆反应方向移动c．一定是减小压强造成的d．一定是升高温度造成的e．SiF4的平衡转化率一定增大(4)反应进行2min时，容器内气体的密度减小了0.03g/L，则这2min内该反应的反应速率v(HF)＝________mol/(L·min)。答案(1)bcd(2)a＝1.60(或b＝0.80)，说明在一定条件下，t1～t2时各组分的浓度(或物质的量)均已不再发生改变，所以t1时反应已经达到化学平衡状态(3)ade(4)0.001解析(2)0min～t1min，反应消耗的SiF4为0.4mol，根据已知反应可确定消耗的H2O为0.8mol，故a＝1.6,t2min时，H2O依然为1.6mol，故b＝0.8。由此可判断t1时该反应已经达到化学平衡状态。(4)反应中气体密度之所以减小，是因为反应生成了SiO2固体，即2min内生成SiO2固体的质量为1L×0.03g/L＝0.03g，即生成HF0.002mol，故v(HF)＝0.002mol1L×2min＝0.001mol/(L·min)。14．(2012·山东潍坊期末)向2L固定容积的密闭容器中加入一定量的NH3、H2和N2三