1、化学反应的方向与限度(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2013北京理综)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是()A.将NO2球浸泡在冷水和热水中B.t/2550100KW/10-141.015.4755.0C.D.c(氨水)/(molL-1)0.10.01pH11.110.6答案:C解析:催化剂不能使化学平衡发生移动,C选项与化学平衡移动无关。2.下列关于H-TS说法中正确的是()A.H-TS可用于判断所有条件下的反应能否自发进行B.H-TS只用于判断温度、体积一定的反应能否自发进行C.H-TS只用于判断温
2、度、压强一定的反应能否自发进行D.H-TS0的反应,在该条件下一定剧烈反应答案:C解析:H-TS这一复合判据只能用于判断温度、压强一定的条件下反应能否自发进行,当H-TS0D.25 时,该反应的平衡常数K=2.2导学号95380253答案:D解析:A项,金属铅属于固体,加入金属铅平衡不移动;B项,加入Sn2+,平衡逆向移动,Pb2+增大;C项,升温时,平衡向吸热方向移动,由于Pb2+增大,说明正反应放热,H0B.加压、增大H2浓度和加入催化剂都能提高CO的转化率C.工业上采用5103 kPa和250 的条件,其原因是原料气的转化率高D.t 时,向1 L密闭容器中投入0.1 mol CO和0.2
3、 mol H2,平衡时CO的转化率为50%,则该温度时反应的平衡常数的数值为100答案:D解析:由表中数据看出,随温度升高平衡常数减小,说明温度升高,平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,H0)下列叙述不正确的是()A.容器、中反应的平衡常数相等B.达平衡时,两个容器中XY3的物质的量浓度均为2 molL-1C.容器中反应达到平衡时放出的热量为QD.若将容器体积缩小为0.20 L,则达平衡时放出的热量大于23.15 kJ答案:C解析:温度不变,化学平衡常数不变,A项正确;达到平衡时,容器中平衡与容器中平衡为等效平衡,利用容器中数据进行计算:由放出热量的数值可知X2的转化率为100%=25%
4、,平衡时XY3的物质的量为0.5 mol,故其浓度为=2 molL-1,B项正确;由以上分析可知,容器中反应逆向进行才能达到平衡,故容器中反应达到平衡时吸收的热量为Q,C项错误;若将容器体积缩小,则平衡右移,放出的热量多,D项正确。9.(2015安徽联考)氢能是最重要的新能源,储氢是氢能利用的关键技术,其中一种储氢的方法为:(g)(g)+3H2(g)H0。若该反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关该反应的图像判断正确的是()导学号95380255答案:D解析:该反应正反应为吸热反应,升温,平衡常数增大,A项图像错误;增大环己烷的物质的量,环己烷的转化率应降低,B项图像错误;根据“先拐先平数值大”
5、知p1p2,增大压强平衡逆向移动,苯的体积分数应减小,C项图像错误;t1时使用催化剂,该可逆反应的正、逆反应速率同等倍数增大,D项图像正确。10.(2015江西南昌调研)化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)下列有关叙述中正确的是()MnS的Ksp大于CuS的Ksp达到平衡时c(Mn2+)=c(Cu2+)溶液中加入少量Na2S固体后,溶液中c(Cu2+)、c(Mn2+)保持不变该反应平衡常数K=A.B.C.D.答案:A解析:化学式相似的物质,溶度积大的物质可转化为溶度积小的物质,所以MnS的Ksp比CuS的Ksp大,正
6、确;该反应达到平衡时各离子的浓度保持不变,但不一定相等,错误;溶液中加入少量Na2S固体后,溶液中c(S2-)增大,由于温度不变,溶度积不变,故c(Cu2+)、c(Mn2+)均减小,错误;反应的平衡常数K=,正确。二、非选择题(本题共4个小题,共50分)11.(2015南昌模拟)(12分)CO2是引起“温室效应”的主要物质,节能减排,高效利用化石能源,控制CO2排放,探索CO2的循环利用是保护环境,促进经济可持续发展的重要举措。在一定温度下,向2 L固定容积的密闭容器中通入2 mol CO2,3 mol H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=-490 kJ
7、mol-1。测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。(1)能说明该反应已达到平衡状态的是。A.CO2(g)体积分数在混合气体中保持不变B.单位时间内有1.2 mol HH键断裂,同时有1.2 mol OH键生成C.混合气体的密度不随时间变化D.体系中c(H2O)c(CH3OH)=11,且保持不变(2)下列措施能使增大的是。A.升高温度B.恒温恒容充入He(g)C.使H2O(g)变成H2O(l)D.恒温恒容下,再充入2 mol CO2,3 mol H2(3)计算该温度下此反应的平衡常数K=;若使K=1,则应采取的措施是。A.增大压强B.恒压加入一定量H2C.恒容通入CO2D.
8、降低温度E.升高温度答案:(1)A(2)CD(3)0.20D解析:(1)反应达平衡时各物质的物质的量、体积分数、浓度保持不变,A项能说明反应已达到平衡状态;B项表示同一方向,B项不能说明反应已达到平衡状态;反应物和生成物均为气体且容器的容积不变,则密度为一定值,C项不能说明反应已达到平衡状态;由反应方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可知,体系中c(CH3OH)c(H2O)始终为11,D项不能说明反应已达到平衡状态。(2)A项,该反应为放热反应,升高温度,平衡左移,比值变小;B项,恒温恒容时充入He(g),平衡不发生移动,比值不变;C项,使H2O(g)变成H2O(l)
9、,平衡右移,比值增大;D项,恒温恒容下,再充入2 mol CO2,3 mol H2,相当于增大压强,平衡右移,比值增大。本题选C、D。(3)由图像可以得到平衡时CH3OH的浓度为0.25 molL-1,CO2的浓度为0.75 molL-1。根据“三段式”得:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)开始/(molL-1)11.500转化/(molL-1)0.250.750.250.25平衡/(molL-1)0.750.750.250.25K=0.20,若使平衡常数K增大到1,则应使平衡右移,且必须改变温度,分析选项知只有D项符合。12.(2015北京朝阳期末)(12分)甲醇汽油是
10、一种新能源清洁燃料,可以作为汽油的替代物。工业上可用CO和H2制取甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=a kJmol-1。为研究平衡时CO的转化率与反应物投料比及温度的关系,研究小组在10 L的密闭容器中进行模拟反应,并绘出下图:回答下列问题。(1)反应热a(填“”或“”或“”“”或“=”)KA。(3)为提高CO转化率可采取的措施是(至少答出两条)。答案:(1)升高温度,CO的转化率降低,平衡左移,正反应为放热反应(2)1=(3)减小投料比、降低温度、增大压强、分离出CH3OH(任选两条)解析:(1)从曲线走向看,随温度的升高CO的转化率降低,说明平衡逆向移动,正反应
11、为放热反应,H0,即a0。(2)由A到B,CO的转化率升高,c(CO)不变时,增大c(H2)可提高CO的转化率,减小,故”“”或“=”,下同)c2,c3c4。(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 molL-1s-1。(3)达到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0.080 mol NO2气体,则达到平衡时NO2气体的转化率为。答案:(1)K=0;v(N2O4)=0.001 0 molL-1s-1;K1=0.36 molL-1。(2)a.改变温度后,N2O4浓度减小,反应正向进行,正向吸热,故温度升高。b.平衡时,NO2=0.120 molL-1+0.002 molL-1s-110 s2=0.16 molL-1N2O4=0.040 molL-1-0.002 0 molL-1s-110 s=0.020 molL-1K2=1.3 molL-1。(3)增大压强,平衡向气体分子数减小的方向进行,将反应容器的体积减少一半,相当于增大压强,故平衡向逆反应方向进行。6
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