2020高考化学总复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 高考作业23 化学平衡的移动和化学反应进行的

高考作业(二十三)化学平衡的移动和化学反应进行的方向A组全员必做题1．(2019·南阳一中模拟)下列有关合成氨工业的说法正确的是()A．N2的量越多，H2的转化率越大，因此，充入的N2越多越有利于NH3的合成B．恒容条件下充入稀有气体有利于NH3的合成C．工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行D．工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在低温时可自发进行解析N2的量越多，H2的转化率越大，但加入过多的氮气，未反应的氮气会带走较多的热量，反而不利于氨气的合成，A项错误；恒容条件下充入稀有气体，参与反应的各物质的浓度没有改变，则平衡不移动，对氨气的合成没有影响，B项错误；根据N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3ΔH0可知，该反应为熵减小的放热反应，C项错误；根据ΔG＝ΔH－TΔS0时反应自发进行，且合成氨反应的ΔH0、ΔS0，知该反应在低温下可自发进行，D项正确。答案D2．(2019·淮南二中模拟)下列判断错误的是()①反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH0②CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH0③一定温度下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH0、ΔS0④常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH0A．①③B．②③C．②④D．①②解析①反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)的ΔS0，在室温下可自发进行，则ΔH－TΔS0，故ΔH0，①错误；②反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)中有气体生成，ΔS0，室温下不能自发进行，则ΔH－TΔS0，故该反应的ΔH0，②错误；③反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)中有气体生成，ΔS0，一般而言，分解反应是吸热反应，ΔH0，故③正确；④常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔS0，反应不能自发进行，则ΔH－TΔS0，故该反应的ΔH0，④正确。本题选D。答案D3．(2019·洛阳统考)对于可逆反应A(g)＋2B(g)2C(g)ΔH0，下列图象中正确的是()解析升高温度，化学反应速率增大，达到平衡的时间缩短，因正反应为吸热反应，故平衡正向移动，A的转化率增大，平衡时A的百分含量减小，A项正确，C项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，因为正反应为吸热反应，所以正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度，B项错误；该反应的正反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，v(正)v(逆)，D项错误。答案A4．对于aA(g)＋bB(g)cC(g)的平衡体系，压强不变，加热时体系中混合气体对H2的相对密度增大，下列说法正确的是()A．a＋b＞c，正反应放热B．a＋b＞c，正反应吸热C．a＋b＜c，逆反应放热D．a＋b＝c，正反应吸热解析压强不变下加热时混合气体对H2的相对密度增大，而气体的总质量不变，说明加热时平衡向气体物质的量减小的方向移动，只有B项符合题意。答案B5．下列事实能用勒夏特列原理来解释的是()A．SO2氧化为SO3，往往需要使用催化剂2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)B．500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH0C．H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深H2(g)＋I2(g)2HI(g)D．实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO解析加入催化剂有利于加快反应速率，但不会引起平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，A项错误；合成氨的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应，是从反应速率不能太低和催化剂的活性两方面考虑，不能用平衡移动原理解释，B项错误；在H2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡中，增大压强，浓度增加，颜色加深，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，C项错误；氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，能用勒夏特列原理解释，D项正确。答案D6．(2019·湖北部分重点中学考试)工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成固态半导体材料氮化镓(GaN)的同时有氢气生成。反应中，每生成3molH2放出30.8kJ的热量。在恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关表达正确的是()A．Ⅰ图象中如果纵轴为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压B．Ⅱ图象中纵轴可以为镓的转化率C．Ⅲ图象中纵轴可以为化学反应速率D．Ⅳ图象中纵轴可以为体系内混合气体的平均相对分子质量解析由题中信息可写出热化学方程式：2Ga(s)＋2NH3(g)2GaN(s)＋3H2(g)ΔH＝－30.8kJ·mol－1。升温或加压均能加快化学反应速率，即升温或加压正反应速率均加快，A项正确；增大压强，平衡逆向移动，Ga的转化率降低，B项错误；镓是固体，增大镓的质量，对化学反应速率无影响，C项错误；温度相同时，加压，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，压强相同时，升温，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，D项错误。答案A7．用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－115.6kJ·mol－1。恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是()A．气体的质量不再改变B．氯化氢的转化率不再改变C．断开4molH—Cl键的同时生成4molH—O键D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2解析反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A项错误；反应正向进行时，HCl的转化率升高；反应逆向进行时，HCl的转化率降低，当HCl的转化率不再改变时，可以说明可逆反应达到平衡状态，B项正确；断开4molH—Cl键和生成4molH—O键均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C项错误；达到平衡状态时，各反应物和生成物的物质的量保持不变，但各物质的物质的量之比不一定等于对应的化学计量数之比，D项错误。答案B8．(2019·成都毕业班摸底测试)一定温度下，在一密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，c(SO2)随时间(t)变化如图所示。400℃时压强对SO2的转化率的影响如表。0.1MPa0.5MPa1MPa10MPa99.2%99.6%99.7%99.9%下列说法正确的是()A．a点的v逆大于b点的v逆B．t2时刻改变的条件一定是增大c(SO2)C．化学平衡常数d点与e点相等D．硫酸工业中，SO2催化氧化制SO3时采用高压提高生产效益解析a点时平衡向正反应方向进行，b点时反应达到平衡状态，从a点到b点，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，故a点的v逆小于b点的v逆，A项错误；t2时c(SO2)突然增大，随后逐渐减小，说明平衡向正反应方向移动，故t2时刻改变的条件可以是增大c(SO2)，还可以是增大压强，B项错误；化学平衡常数只与温度有关，反应温度不变，平衡常数不变，因此d点和e点的化学平衡常数相等，C项正确；根据表中提供的数据可知，增大压强对SO2的转化率影响不大，但增大压强，对工业设备要求高，同时生产成本增大，因此硫酸工业中，SO2催化氧化制SO3时采用高压不能提高生产效益，D项错误。答案C9．(2019·湖南六校联考)德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨，反应原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。(1)在恒温恒容条件下，向反应平衡体系中充入氮气，达到新平衡时，c(H2)将________(填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”，下同)，c(N2)·c3(H2)将________。(2)工业上可用CH4与水蒸气制氢气：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。在200℃时2L的密闭容器中，将1molCH4和1molH2O(g)混合，达平衡时CH4的转化率为80%。则200℃时该反应的平衡常数K＝________(保留一位小数)。减小增大69.1(3)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1∶3时，平衡混合物中氨的体积分数。若分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则vA(NH3)________(填“”“”或“＝”)vB(NH3)。解析(1)恒温恒容条件下，向反应平衡体系中充入氮气，平衡将向正反应方向移动，故达到新平衡时，c(H2)减小。温度不变，平衡常数K＝c2NH3cN2·c3H2不变，达到平衡后，c(NH3)增大，K不变，故c(N2)·c3(H2)也会增大。(2)根据三段式法进行计算：则平衡常数K＝cCO·c3H2cCH4·cH2O＝0.4×1.230.1×0.1＝69.1。(3)由题图可知，B所处的温度和压强均大于A，故vA(NH3)vB(NH3)。【方法技巧】对于同一个化学反应，平衡常数只受温度的影响，而转化率则受浓度、温度、压强等外界因素的影响。平衡常数与转化率之间存在一定的关系，用平衡常数可以计算转化率，用转化率也可以计算平衡常数。这类计算的基本方法都是“三段式”法。B组重点提升题10．(2018·佛山质检)甲醇水蒸气重整制氢(SRM)系统简单，产物中H2含量高、CO含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜)，是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。反应如下：反应Ⅰ(主)：CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)ΔH1＝＋49kJ/mol反应Ⅱ(副)：H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41kJ/mol温度高于300℃则会同时发生反应Ⅲ：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)ΔH3(1)计算反应Ⅲ的ΔH3＝______________。＋90kJ/mol(2)反应Ⅰ能够自发进行的原因是____________________________，升温有利于提高CH3OH转化率，但也存在一个明显的缺点是__________________________________________。(3)下图为某催化剂条件下CH3OH转化率、CO生成率与温度的变化关系。反应Ⅰ为熵增加的反应CO含量升高，损坏燃料电池的交换膜①随着温度的升高，CO的实际反应生成率没有不断接近平衡状态生成率的原因是______(填选项字母)。A．反应Ⅱ逆向移动B．部分CO转化为CH3OHC．催化剂对反应Ⅱ的选择性低D．催化剂对反应Ⅲ的选择性低②随着温度的升高，CH3OH实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是________________________。③写出一条能提高CH3OH转化率而降低CO生成率的措施__________________________________________。C升温反应速率加快其他条件不变，提高n(水)/n(甲醇)的比例(或其他条件不变，选择更合适的催化剂)(4)250℃，一定压强和催化剂条件下，1.00molCH3OH和1.32molH2O充分反应(已知此条件下可忽略反应Ⅲ)，平衡时测得H2为2.70mol，CO有0.030mol，试求反应Ⅰ中CH3OH的转化率为____________，反应Ⅱ的平衡常数为________________(结果保留两位有效数字)。91%5.6×10－3解析(1)反应Ⅰ加上反应Ⅱ得到：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)ΔH3＝＋90kJ/mol。(2)反应自发进行的要求是ΔG＝ΔH－TΔS＜0，此反应的ΔH＞0，所以反应自发进行的原因就是ΔS＞0，即反应为熵增反应。升温会促进反应Ⅲ的发生，提高CO的含量，而CO会损坏该电池的交换膜。(3