2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計劃 課練22 化學(xué)反應(yīng)進行的方向與限度(含解析)
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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計劃 課練22 化學(xué)反應(yīng)進行的方向與限度(含解析) 1.[2019·商丘模擬]過程的自發(fā)性的作用是( ) A.判斷過程的方向 B.確定過程是否一定會發(fā)生 C.判斷過程發(fā)生的速率 D.判斷過程的熱效應(yīng) 答案:A 解析:化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性只能判斷過程進行的方向,不能判斷過程熱效應(yīng),不能判斷是否會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。 2.[2019·武漢月考]某化學(xué)反應(yīng)的ΔH=-122 kJ·mol-1,ΔS=231 J·mol-1·K-1,則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進行( ) A.在任何溫度下都能自發(fā)進行 B.在任何溫度下都不能自發(fā)進行 C.僅
2、在高溫下自發(fā)進行 D.僅在低溫下自發(fā)進行 答案:A 解析:反應(yīng)自發(fā)進行需要滿足ΔH-TΔS<0,依據(jù)題干條件計算,ΔH-TΔS=-122 kJ·mol-1-T×231×10-3 kJ·mol-1·K-1<0,所以該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進行,故選A。 3.在恒溫恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):X(s)+2Y(g)M(g)+G(g) ΔH。下列情況表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是( ) A.容器內(nèi)氣體壓強不再改變 B.容器內(nèi)氣體密度不再改變 C.反應(yīng)熱ΔH不再改變 D.X的濃度不再改變 答案:B 解析:觀察反應(yīng)知,X是固態(tài)。A項,該反應(yīng)是等氣體分子數(shù)反應(yīng),氣體壓強始終不變,故不能判斷
3、反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài);B項,正反應(yīng)是氣體質(zhì)量增大體積不變的反應(yīng),故氣體密度由小到大,當氣體密度不變時可說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài);C項,反應(yīng)熱只與化學(xué)計量數(shù)有關(guān),與轉(zhuǎn)化率無關(guān),不能判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài);D項,X為固體,X的濃度始終不變,不能判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。 4.[2019·遼寧丹東五校聯(lián)考]在恒溫下體積恒定的密閉容器中有可逆反應(yīng):2NO(g)+O2(g)2NO2(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng)),不能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是( ) A.正反應(yīng)生成NO2的速率和逆反應(yīng)生成O2的速率相等 B.反應(yīng)器中壓強不隨時間變化而變化 C.混合氣體顏色深淺保持不變 D.混合氣體平均相對分子
4、質(zhì)量保持不變 答案:A 解析:達到平衡狀態(tài)時,正反應(yīng)生成NO2的速率是逆反應(yīng)生成O2速率的2倍,并非相等,A符合題意。該反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不相等,反應(yīng)過程中氣體壓強不斷變化,若反應(yīng)容器中壓強不隨時間變化而變化,則達到平衡狀態(tài),B不符合題意。NO2是紅棕色氣體,其他氣體均無色,若混合氣體顏色深淺保持不變,則c(NO2)不變,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C不符合題意。反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變,總物質(zhì)的量不相等,則平均相對分子質(zhì)量不斷變化,若混合氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變,則該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D不符合題意。 5.[2019·南昌質(zhì)檢]碳酸氫銨在室溫下能自發(fā)進行分解反應(yīng),下列說法正確的是( )
5、A.碳酸氫銨分解是因為外界給予能量 B.碳酸鹽都不穩(wěn)定,都能自發(fā)分解 C.碳酸氫銨分解是熵增反應(yīng) D.碳酸氫銨分解是熵增反應(yīng),所以能自發(fā)分解 答案:C 解析:碳酸氫銨在室溫下分解,說明分解溫度低,不需要外界給予能量,A項錯誤;不能根據(jù)碳酸氫銨類推所有碳酸鹽,如碳酸鈉、碳酸鉀等都能穩(wěn)定存在,B項錯誤;碳酸氫銨分解生成二氧化碳、氨氣,是熵增反應(yīng),C項正確;熵變不是判斷反應(yīng)能否自發(fā)進行的唯一因素,應(yīng)根據(jù)ΔH-TΔS的值進行判斷反應(yīng)能否自發(fā)進行,D項錯誤。 6.在恒容密閉容器中進行如下反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g)+W(?)。下列情況能表明該可逆反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的是( ) A
6、.混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變 B.混合氣體密度不變 C.混合氣體壓強不變 D.Z的消耗速率等于X的生成速率的2倍 答案:A 解析:可逆反應(yīng)中W的狀態(tài)不確定,W可能是氣態(tài)、非氣態(tài)。A項,若W為固態(tài)或液態(tài),則混合氣體質(zhì)量發(fā)生變化,氣體分子數(shù)不變;若W為氣態(tài),則氣體質(zhì)量不變,氣體分子數(shù)發(fā)生變化,則氣體平均相對分子質(zhì)量不變時達到平衡狀態(tài),正確;B項,若W為氣體時,總質(zhì)量不變,氣體密度不變,錯誤;若W為液態(tài)或固態(tài)時,氣體總物質(zhì)的量不變,氣體壓強不變,錯誤;D項,Z的消耗速率始終等于X的生成速率的2倍,錯誤。 7.[2019·北京石景山模擬]在某恒容密閉容器中進行如下可逆反應(yīng):2M(g)+N
7、(g)W+2Q(g) ΔH<0,下列圖像正確且能表示該可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是( ) 答案:D 解析:A項,W的狀態(tài)不確定,若W為固態(tài)或液態(tài)時,氣體密度由大到小,圖像錯誤;若W為氣態(tài),則在恒容容器中, 氣體密度始終不變,圖像錯誤。B項,W的狀態(tài)不確定,所以氣體相對分子質(zhì)量變化情況不確定,錯誤。C項,反應(yīng)熱只與具體反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)有關(guān),與是否平衡無關(guān)。反應(yīng)熱始終不變,不能作為化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。D項,無論W是否是氣體,產(chǎn)物Q的體積分數(shù)均由小到大,當Q的體積分數(shù)不變時,表明達到平衡狀態(tài),D項正確。 8.[2019·安陽模擬]下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的方向及其判據(jù)的說法正確的
8、是( ) A.非自發(fā)反應(yīng)就是不可能發(fā)生的反應(yīng),自發(fā)反應(yīng)就是能較快進行的反應(yīng) B.高溫高壓下可以使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是自發(fā)的化學(xué)反應(yīng) C.由焓變和熵變組合而成的復(fù)合判據(jù),將更適合于所有的過程(溫度、壓強一定條件下) D.反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在低溫下能自發(fā)進行,說明該反應(yīng)的ΔH>0 答案:C 解析:自發(fā)進行與反應(yīng)快慢無關(guān),A項錯誤;在高溫高壓下石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是非自發(fā)性反應(yīng),B項錯誤;復(fù)合判據(jù)既考慮了焓變,又考慮了熵變,C項正確;合成氯化銨的反應(yīng)是熵減反應(yīng),只有焓減反應(yīng)才能自發(fā)進行,故它的焓變小于0,D項錯誤。 9.[2019·浙江新高考聯(lián)盟聯(lián)考]一定
9、條件下,在體積恒定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),下列說法正確的是( ) A.升高溫度,逆反應(yīng)速率減小 B.當混合氣體的密度不再發(fā)生變化時,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài) C.達到平衡時反應(yīng)放出的熱量可達Q kJ D.達到平衡時,v(N2)=3v(H2) 答案:C 解析:升高溫度,反應(yīng)混合物中活化分子數(shù)目及活化分子百分數(shù)均增大,故正、逆反應(yīng)速率均增大,A錯誤。體積恒定的密閉容器中,反應(yīng)物及生成物均為氣體,混合氣體的密度始終不變,不能據(jù)此判斷是否達到平衡狀態(tài),B錯誤。題目中未指明N2和H2的物質(zhì)的量,若起始N2和H2的
10、物質(zhì)的量分別大于1 mol和3 mol,則達到平衡時放出的熱量可達到Q kJ,C正確。達到平衡時,N2、H2的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比,則有3v(N2)=v(H2),D錯誤。 10.在恒容密閉容器中充入2 mol SO2和2 mol NO2發(fā)生反應(yīng):SO2(g)+NO2(g)NO(g)+SO3(g) ΔH=-Q kJ·mol-1,達到平衡狀態(tài)時,下列說法不正確的是( ) A.氣體密度保持不變 B.氣體總壓強始終不變 C.SO2和SO3共2 mol D.放出Q kJ熱量 答案:D 解析:該反應(yīng)是可逆反應(yīng),生成NO的物質(zhì)的量不一定是1 mol,放出熱量不一定是Q kJ。
11、 11.下列判斷不正確的是( ) A.4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)能自發(fā)進行,則它是焓增反應(yīng) B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是焓減反應(yīng),它在較低溫度下能自發(fā)進行 C.Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng),該反應(yīng)能自發(fā)進行 D.Br2(l)+H2(g)===2HBr(g)是焓減、熵增反應(yīng),該反應(yīng)能自發(fā)進行 答案:A 解析:A項,該反應(yīng)是熵減反應(yīng),能自發(fā)進行,說明ΔH-TΔS<0,即該反應(yīng)是焓減反應(yīng),錯誤;B項,該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),熵小于0,所以,該反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進行,正確;C項,由ΔH-TΔS<0
12、可知,該反應(yīng)能自發(fā)進行,正確;D項,該反應(yīng)能自發(fā)進行,正確。 12.[2019·浙江模擬]已知:X(g)+2Y(g)3Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。下列說法不正確的是( ) A.0.1 mol X和0.2 mol Y充分反應(yīng)生成Z的物質(zhì)的量一定小于0.3 mol B.達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化 C.達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,反應(yīng)放出的總熱量可達a kJ D.升高反應(yīng)溫度,逆反應(yīng)速率增大,正反應(yīng)速率減小 答案:D 解析:該反應(yīng)是可逆反應(yīng),0.1 mol X和0.2 mol Y充分反應(yīng)不可能完全轉(zhuǎn)化為Z,故生成Z的量一定小于0.3 mol,A
13、正確;達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度保持不變,即X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化,B正確;若使起始X、Y的物質(zhì)的量分別大于1 mol和2 mol,達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,反應(yīng)可能生成3 mol Z,則反應(yīng)放出的總熱量可達a kJ,C正確;升高溫度,活化分子數(shù)及活化分子百分數(shù)均增大,正、逆反應(yīng)速率均增大,D錯誤。 13.[2019·黑龍江哈爾濱三中調(diào)研]下列說法中不正確的是( ) A.SiO2(s)+2C(s)===Si(s)+2CO(g)只能在高溫下自發(fā)進行,則該反應(yīng)的ΔH>0 B.3C(s)+CaO(s)===CaC2(s)+CO(g)在常溫下不能自發(fā)進行,說明該反應(yīng)的ΔH>0
14、 C.BaSO4(s)+4C(s)===BaS(s)+4CO(g)室溫下不能自發(fā)進行,說明該反應(yīng)的ΔH<0 D.常溫下,2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)能夠自發(fā)進行,則該反應(yīng)的ΔH<0 答案:C 解析:該反應(yīng)為熵增反應(yīng),則有ΔS>0;該反應(yīng)只有在高溫下自發(fā)進行,說明在低溫時ΔH-TΔS>0,則該反應(yīng)的ΔH>0,A正確;該反應(yīng)為熵增反應(yīng),則有ΔS>0;該反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進行,說明常溫時ΔH-TΔS>0,即反應(yīng)的ΔH>0,B正確;該反應(yīng)為熵增反應(yīng),則有ΔS>0;該反應(yīng)室溫下不能自發(fā)進行,說明室溫時ΔH-TΔS>0,即反應(yīng)的ΔH>0,C錯誤;該反應(yīng)為熵減反應(yīng),則有ΔS<0;該
15、反應(yīng)常溫下能自發(fā)進行,說明常溫時ΔH-TΔS<0,即反應(yīng)的ΔH<0,D正確。 14.[2015·天津卷]下列說法不正確的是( ) A.Na與H2O的反應(yīng)是熵增的放熱反應(yīng),該反應(yīng)能自發(fā)進行 B.飽和Na2SO4溶液或濃硝酸均可使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生沉淀,但原理不同 C.FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同 D.Mg(OH)2固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),該固體可溶于NH4Cl溶液 答案:C 解析:鈉與水反應(yīng)有氣體生成,是熵增的放熱反應(yīng),所以反應(yīng)能自發(fā)進行,A項正確;飽和硫酸鈉溶液使蛋白質(zhì)
16、溶液產(chǎn)生沉淀發(fā)生的是蛋白質(zhì)的鹽析,而濃硝酸使蛋白質(zhì)溶液產(chǎn)生沉淀發(fā)生的是蛋白質(zhì)的變性,二者原理不同,B項正確;FeCl3和MnO2都能催化H2O2分解,但催化劑具有選擇性,二者的催化效率肯定不相同,C項錯誤;Mg(OH)2固體能溶于NH4Cl溶液中,是由于NH4Cl水解溶液顯酸性,且發(fā)生了反應(yīng):NH+OH-===NH3·H2O使沉淀溶解平衡正向移動,D項正確。 15.工業(yè)上,用硅酸鋰吸收CO2,在某溫度T下發(fā)生化學(xué)反應(yīng):Li4SiO4(s)+2CO2(g)2Li2CO3(s)+SiO2(s) ΔH<0。下列說法正確的是( ) A.升高溫度,平衡常數(shù)增大 B.當二氧化硅濃度不再變化時,
17、反應(yīng)達到平衡狀態(tài) C.一定溫度下,加壓能促進硅酸鋰對CO2的吸收 D.一定溫度下,平衡后縮小體積,CO2的平衡濃度增大 答案:C 解析:A項,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡常數(shù)減小,錯誤;B項,二氧化硅是固體,其濃度為常數(shù),不能作為判斷平衡狀態(tài)標準,錯誤;C項,一定溫度時,加壓可以增大CO2濃度,反應(yīng)向右進行并提高反應(yīng)速率,正確;D項,該反應(yīng)只有一種氣體,溫度不變,平衡常數(shù)不變,故平衡時CO2的濃度不變,錯誤。 16.甲醇(CH3OH)是綠色能源。工業(yè)上合成原理:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。一定溫度下,在1 L恒容密閉容器中充入H2和一定量的CO,CH3OH的體積
18、分數(shù)與反應(yīng)物投料比的關(guān)系如圖所示。 下列說法正確的是( ) A.當混合氣體的密度保持不變時反應(yīng)達到平衡 B.圖像四個點中,d點處CH3OH的物質(zhì)的量最大 C.圖像四個點中,只有c點表示達到平衡狀態(tài) D.圖像中c點到d點,平衡向正反應(yīng)方向移動 答案:D 解析:A項,反應(yīng)前后的物質(zhì)均是氣體,且混合氣體的總質(zhì)量不變,又因為是恒容容器,故氣體密度始終不變,不正確;B項,達到平衡,d點相當于c點平衡后,再增加氫氣的濃度,平衡向正方向移動,CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,CH3OH的物質(zhì)的量最大,錯誤;C項,曲線上的每個點都是不同反應(yīng)物投料比下的平衡點,錯誤;D項,相當于c點達到平衡后,繼續(xù)增大
19、H2的物質(zhì)的量,平衡向右移動,正確。 17.CO是一種重要化工原料,鎳是有機化學(xué)的重要催化劑。 Ⅰ.鎳能與CO反應(yīng),化學(xué)方程式如下: Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH (1)ΔH________0(填“>”“<”或“=”)。 (2)工業(yè)上,利用密閉石英管提純粗鎳。在密閉石英管內(nèi)充滿CO,在________放置粗鎳(填“高溫區(qū)”或“低溫區(qū)”),在另一區(qū)域收集純鎳粉。 (3)吸煙時,煙草燃燒生成的CO會與煙草中微量的Ni在肺部發(fā)生該反應(yīng),生成容易進入血液的Ni(CO)4,隨著CO與血紅蛋白的結(jié)合,在血液中不斷積累重金屬鎳單質(zhì),使人體中毒。用化學(xué)平衡原理解釋“鎳積累”:
20、______________________________________。 (4)鎳與CO反應(yīng)會造成鎳催化劑中毒。為了防止鎳催化劑中毒,工業(yè)上常用SO2除去CO。 已知有關(guān)能量變化關(guān)系如圖所示。 寫出用SO2除去CO的熱化學(xué)方程式:____________________。 Ⅱ.工業(yè)上用一氧化碳制取氫氣的反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),420 ℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為9.0。在2 L的密閉容器中充入CO和H2O的物質(zhì)的量都是0.6 mol,5 min末達到平衡,則此時CO的轉(zhuǎn)化率為________,生成H2的平均速率為________。 答案:
21、 Ⅰ.(1)< (2)低溫區(qū) (3)Ni(CO)4進入血液后,CO與血紅蛋白結(jié)合,平衡左移,鎳在人體中積累 (4)SO2(g)+2CO(g)===S(s)+2CO2(g) ΔH=-(b-a)kJ·mol-1 Ⅱ.75% 0.045 mol·L-1·min-1 解析:Ⅰ.(1)在較低溫度下有利于合成四羰基合鎳,在高溫下四羰基合鎳分解,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)利用平衡移動原理提純鎳:粗鎳中含有不反應(yīng)且難揮發(fā)的雜質(zhì),將粗鎳放在低溫區(qū),使鎳與CO化合成氣態(tài)四羰基合鎳,將難揮發(fā)的雜質(zhì)殘留在低溫區(qū)。在高溫區(qū),四羰基合鎳蒸氣分解,純鎳留在高溫區(qū)。(3)CO與血紅蛋白結(jié)合能力很強,使平衡向左移
22、動,產(chǎn)生的鎳逐漸增多。(4)根據(jù)圖像寫出熱化學(xué)方程式: ①S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1 ②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-b kJ·mol-1 根據(jù)蓋斯定理,②-①得:SO2(g)+2CO(g)===S(s)+2CO2(g) ΔH=-(b-a)kJ·mol-1。 Ⅱ.設(shè)平衡時CO的濃度減小量為x mol·L-1,則 K==9.0,x=0.225 CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%, v(H2)==0.045 mol·L-1·min-1。 課時測評 1.[2019·德陽診斷]已知反應(yīng)2CO(g)===2C(s)+O
23、2(g)的ΔH為正值,ΔS為負值。設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變,下列說法正確的是( ) A.低溫下能自發(fā)進行 B.高溫下能自發(fā)進行 C.任何溫度下都能自發(fā)進行 D.任何溫度下都不能自發(fā)進行 答案:D 解析:反應(yīng)2CO(g)===2C(s)+O2(g)的ΔH為正值,ΔS為負值,則ΔH-TΔS>0,反應(yīng)不能自發(fā)進行,故選D。 2.[2019·江西聯(lián)考]一定溫度下,可逆反應(yīng)2NO22NO+O2在恒容密閉容器中進行,達到平衡狀態(tài)的標志是( ) ①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2;②單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO;③混合氣體的密
24、度不再改變;④混合氣體的顏色不再改變;⑤密閉容器中壓強不再改變;⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變。 A.②③⑤⑥ B.①④⑤⑥ C.①③④⑥ D.全部 答案:B 解析:單位時間內(nèi)生成n mol O2,同時生成2n mol NO2,說明v正=v逆,達到平衡狀態(tài),①正確;無論反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài),反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,②錯誤;容器體積不變,氣體質(zhì)量不變,所以密度始終不變,密度不變不能判斷反應(yīng)是否達到平衡,③錯誤;混合氣體的顏色不再改變,說明NO2氣體的濃度不變,達到平衡狀態(tài),④正確;反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和不相等,當達到平衡時,氣體的壓強不變,⑤正確;反應(yīng)前后氣體的化
25、學(xué)計量數(shù)之和不相等,當達到平衡時,氣體的物質(zhì)的量不變,則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變,⑥正確。 3.[2019·唐山質(zhì)檢]已知碳酸鋇分解反應(yīng):(Ⅰ)BaCO3(s)===BaO(s)+CO2(g) ΔH1僅在高溫下能自發(fā)進行;高錳酸鉀分解:(Ⅱ)2KMnO4(s)===K2MnO4(s)+MnO2(s)+O2(g) ΔH2在任何溫度下都能自發(fā)進行。下列焓變判斷正確的是( ) A.ΔH1<0,ΔH2<0 B.ΔH1>0,ΔH2<0 C.ΔH1<0,ΔH2>0 D.ΔH1>0,ΔH2>0 答案:B 解析:反應(yīng)(Ⅰ)是熵增反應(yīng)(ΔS>0),僅在高溫下自發(fā)進行,由ΔH1-TΔS<0,
26、知ΔH1>0。反應(yīng)(Ⅱ)是熵增反應(yīng),在任何溫度下都自發(fā)進行,該反應(yīng)是焓減反應(yīng),即ΔH2<0。 4.在一個密閉容器中進行如下反應(yīng):2X2(g)+Y2(g)2Z(g),反應(yīng)過程中某一時刻X2、Y2、Z的濃度分別為0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1。當反應(yīng)達到平衡時,下列數(shù)據(jù)可能合理的是( ) A.Z的濃度為0.4 mol·L-1 B.X2、Z的濃度均為0.15 mol·L-1 C.X2的濃度為0.4 mol·L-1 D.X2與Z的濃度之和為0.4 mol·L-1 答案:D 解析:反應(yīng)若正向進行到底,Z的濃度才為0.4 mol·L-1,根據(jù)可逆
27、反應(yīng)特點,A錯;B項不符合質(zhì)量守恒定律;反應(yīng)若逆向進行到底,X2的濃度才為0.4 mol·L-1,根據(jù)可逆反應(yīng)特點,C錯。 5.[2019·桂林模擬]對可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,下列敘述正確的是( ) A.達到化學(xué)平衡時,若增加容器容積,則正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大 B.若單位時間內(nèi)生成x mol N2,消耗2x mol NH3,則反應(yīng)達到平衡狀態(tài) C.達到化學(xué)平衡時,2v正(H2)=3v逆(NH3) D.加入催化劑,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率不變 答案:C 解析:達到平衡時,減小壓強,正、逆反應(yīng)速率都減小,A項
28、錯誤;生成N2和消耗NH3的反應(yīng)方向相同,不能判斷反應(yīng)是否達到平衡,B項錯誤;H2、NH3的正反應(yīng)速率之比為3:2,所以,NH3的正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達到平衡,C項正確;加入催化劑,正、逆反應(yīng)速率都會增大,D項錯誤。 6.下列有關(guān)敘述中正確的是( ) 選項 化學(xué)反應(yīng)方程式 已知條件 預(yù)測 A M(s)=== X(g)+Y(s) ΔH>0 它是非自發(fā)反應(yīng) B W(s)+xG(g) ===2Q(g) ΔH<0,自發(fā)反應(yīng) x可能等于1、2、3 C 4X(g)+5Y(g)=== 4W(g)+6G(g) 能自發(fā)反應(yīng) ΔH一定小于0 D 4M(s)+N(g)+2
29、W(l)===4Q(s) 常溫下,自發(fā)進行 ΔH>0 答案:B 解析:該反應(yīng)中固體分解生成氣體和固體,則該反應(yīng)熵增加,且為吸熱反應(yīng),則有ΔH>0,ΔS>0,當溫度升高時,使ΔH-TΔS<0,該反應(yīng)能自發(fā)進行,A錯誤;該反應(yīng)的ΔH<0,若為熵增加反應(yīng),任何溫度下都能自發(fā)進行;若為熵減反應(yīng),在低溫下能自發(fā)進行,故x可能等于1、2或3,B正確;該反應(yīng)為熵增反應(yīng),即ΔS>0,當ΔH<0時,在任何溫度下均能自發(fā)進行,當ΔH>0時,高溫下可自發(fā)進行,C錯誤;該反應(yīng)為熵減反應(yīng),常溫下能自發(fā)進行,說明該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng),則有ΔH<0,D錯誤。 7.[2019·四川樂山調(diào)研]在T ℃時,將一定量A加
30、入到體積為2 L的某密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)2A(g)B(g)+C(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。反應(yīng)在第15 min時達到平衡,反應(yīng)過程中與時間t有如圖所示關(guān)系,若測得第15 min時,c(B)=0.8 mol·L-1,下列結(jié)論正確的是( ) A.反應(yīng)達到平衡時,A的轉(zhuǎn)化率為80% B.A的初始物質(zhì)的量為2 mol C.反應(yīng)達到平衡時,放出的熱量為2a kJ D.15 min時,v正=v逆=0 答案:A 解析:第15 min時c(B)=0.8 mol·L-1,則有n(B)=0.8 mol·L-1×2 L=1.6 mol;由圖可知,此時=2,則有n(A)=n(
31、B)=0.8 mol;生成1.6 mol B時,消耗3.2 mol A,則A的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%=80%,A正確。A的初始物質(zhì)的量為3.2 mol+0.8 mol=4 mol,B錯誤。生成1 mol B時放出a kJ熱量,則達到平衡時放出的熱量為1.6a kJ,C錯誤。第15 min時,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),此時正、逆反應(yīng)速率相等,但不等于0,D錯誤。 8.[2019·山東菏澤一中第二次月考]將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計),在恒定溫度下使其達到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。實驗測得不同溫度下的
32、平衡數(shù)據(jù)列于下表: 溫度/℃ 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡總壓強/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡氣體總濃度/(×10-3 mol·L-1) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4 (1)該反應(yīng)的焓變ΔH________0,熵變ΔS________0(填“>”“<”或“=”)。 (2)可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡的是________(填序號)。 A.2v正(NH3)=v逆(CO2) B.密閉容器中總壓強不變 C.密閉容器中混合氣體的密度不變 D.密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變 (3
33、)根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算,在25.0 ℃時,反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)的平衡常數(shù)K=________。 (4)取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個帶活塞的密閉真空容器中,在25 ℃下達到平衡狀態(tài)。若在恒溫下壓縮容器體積,氨基甲酸銨固體的質(zhì)量________(填“增大”“減小”或“不變”)。 答案:(1)> > (2)BC (3)6.1×107 (4)增大 解析: (1)分析表中數(shù)據(jù)可知,溫度升高,平衡氣體總濃度增大,說明平衡正向移動,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則有ΔH>0;該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),則有ΔS>0。 (2)達到平衡時,正、逆反應(yīng)速率相等,則有v正(NH
34、3)=2v逆(CO2),A項不符合題意;因為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等,未達到平衡前壓強一直在變,所以總壓強不變時,說明反應(yīng)達到平衡,B項符合題意;反應(yīng)未達到平衡前,氣體質(zhì)量一直在變,而容器容積不變,依ρ=可知,混合氣體的密度也在變,所以混合氣體的密度不變時,說明反應(yīng)達到平衡,C項符合題意;反應(yīng)產(chǎn)物中NH3和CO2的物質(zhì)的量之比始終為2:1,密閉容器中氨氣的體積分數(shù)始終不變,D項不符合題意。 (3)由表中數(shù)據(jù)可知,在25.0 ℃時,平衡氣體的總濃度為4.8×10-3 mol·L-1,則有c(NH3)=3.2 ×10-3 mol·L-1,c(CO2)=1.6×10-3 mol·L-1,反應(yīng)2NH
35、3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)的平衡常數(shù)K=≈6.1×107。 (4)在恒溫條件下壓縮容器體積,平衡逆向移動,氨基甲酸銨固體的質(zhì)量增大。 9.[2019·廣東深圳四校聯(lián)考]工業(yè)上采用高溫活性炭催化CO與Cl2合成光氣(COCl2)。 (1)COCl2中的原子最外層都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),光氣分子的電子式為________。 (2)工業(yè)上利用天然氣(CH4)與CO2進行高溫重整制備CO的反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.3 kJ·mol-1。 已知:C—H、C≡O(shè)、H—H鍵的鍵能依次為413 kJ·mol-1、1 076
36、 kJ·mol-1、436 kJ·mol-1,則C===O鍵的鍵能為________kJ·mol-1。 (3)光氣為窒息性毒劑,極易水解生成氯化氫,泄漏后可用水霧吸收,化學(xué)方程式為________________________________________________。 (4)某溫度下,在2 L恒容密閉容器中充入2 mol CO(g)、2 mol Cl2(g)和適量的活性炭,發(fā)生反應(yīng)Cl2(g)+CO(g)COCl2(g) ΔH=-108 kJ·mol-1,測得在混合氣中COCl2的體積分數(shù)φ(COCl2)和時間t的關(guān)系如圖曲線Ⅰ所示。 ①下列情況不能表明該反應(yīng)達到平衡狀
37、態(tài)的是________。 A.CO的體積分數(shù)不改變 B.Cl2的消耗速率與COCl2的生成速率相等 C.體系中不改變 D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化 ②按曲線Ⅰ,平衡常數(shù)K=________。A點時,向容器中加入等物質(zhì)的量的CO和Cl2,再次達到平衡時,光氣的體積分數(shù)會________(填“增大”“減小”或“不變”)。 ③曲線Ⅱ相對曲線Ⅰ改變的條件可能是________。 A.恒容通入“惰性氣體” B.通入適量CO C.增大壓強 D.升高溫度 答案: (1) (2)809.65 (3)COCl2+H2O===2HCl+CO2 (4)①BC?、?2 增
38、大 ③D 解析: (1)COCl2中的原子最外層都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)式為,電子式為。 (2)根據(jù)反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系可知,反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)的ΔH=4×413 kJ·mol-1+2×E(C===O)-(2×1 076 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1)=+247.3 kJ·mol-1,解得E(C===O)=809.65 kJ·mol-1。 (3)光氣(COCl2)極易水解生成HCl,根據(jù)原子守恒推知還生成CO2,化學(xué)方程式為COCl2+H2O===2HCl+CO2。 (4)①CO的體積分數(shù)不改變,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),A不
39、符合題意;Cl2的消耗速率與COCl2的生成速率均表示正反應(yīng)速率,二者相等,不能判斷是否達到平衡狀態(tài),B符合題意;CO和Cl2都是反應(yīng)物,起始時cCO)=c(Cl2),且二者化學(xué)計量數(shù)相等,則體系中始終不變,C符合題意;混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,則氣體的總物質(zhì)的量不變,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D不符合題意。 ②曲線Ⅰ達到平衡時φ(COCl2)=0.60,起始充入2 mol CO(g)、2 mol Cl2(g),容器的容積為2 L,有 則有φ(COCl2)==0.60,解得x=0.75,故該反應(yīng)的平衡常數(shù)K===12。A點處于平衡狀態(tài),向容器中加入等物質(zhì)的量的CO和Cl2,平衡正向移動
40、,光氣的體積分數(shù)增大。 ③反應(yīng)Cl2(g)+CO(g)COCl2(g)的正反應(yīng)是氣體總分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)。曲線Ⅱ與曲線Ⅰ相比,達到平衡的時間縮短,則曲線Ⅱ的反應(yīng)速率快;曲線Ⅱ達到平衡時φ(COCl2)比曲線Ⅰ小,說明曲線Ⅱ表示的反應(yīng)正向進行的程度小于曲線Ⅰ,綜合分析可知,改變的條件可能是升高溫度。 10.[2019·安徽黃山八校聯(lián)考](1)一定條件下,將2 mol SO2與1 mol O2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列狀態(tài)能說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡的是________。 A.混合氣體的密度保持不變 B.SO2的轉(zhuǎn)化率保持不變 C.SO
41、2和O2的物質(zhì)的量之比保持不變 D.O2的消耗速率和SO3的消耗速率相等 (2)已知反應(yīng)2NO(g)N2(g)+O2(g) ΔH<0,在不同條件時N2的體積分數(shù)隨時間(t)的變化如圖所示。根據(jù)圖像可以判斷曲線R1、R2對應(yīng)的下列反應(yīng)條件中不同的是________。 A.壓強 B.溫度 C.催化劑 (3)CO和H2在一定條件下可以合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。現(xiàn)在體積為1 L的恒容密閉容器(如圖甲所示)中通入1 mol CO和2 mol H2,測定不同時間、不同溫度(T/℃)下容器中CO的物質(zhì)的量,如下表: 0 m
42、in 10 min 20 min 30 min 40 min T1 1 mol 0.8 mol 0.62 mol 0.4 mol 0.4 mol T2 1 mol 0.7 mol 0.5 mol a a 請回答: ①T1__________(填“>”或“<”或“=”)T2,理由是____________________________________________。已知T2 ℃時,第20 min時容器內(nèi)壓強不再改變,此時H2的轉(zhuǎn)化率為________,該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為________。 ②若將1 mol CO和2 mol H2通入原體積為1
43、L的恒壓密閉容器(如圖乙所示)中,在T2 ℃下達到平衡,此時反應(yīng)的平衡常數(shù)為________;若再向容器中通入1 mol CH3OH(g),重新達到平衡后,CH3OH(g)在體系中的百分含量________(填“變大”或“變小”或“不變”)。 答案: (1)B (2)B (3)①< 相同時間內(nèi),T2 ℃時CO的變化量大于T1 ℃時CO的變化量 50% 1.0?、?.0 不變 解析: (1)SO2、O2和SO3都是氣體,恒容反應(yīng)時混合氣體的密度始終不變,A錯誤。反應(yīng)正向進行,SO2的轉(zhuǎn)化率增大,反應(yīng)逆向進行,SO2的轉(zhuǎn)化率減小,故SO2的轉(zhuǎn)化率保持不變,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),B正確。起始
44、加入SO2和O2的物質(zhì)的量之比為2:1,與其化學(xué)計量數(shù)之比相等,則二者的物質(zhì)的量之比始終等于2:1,C錯誤。O2的消耗速率與SO3的消耗速率之比為1:2,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D錯誤。 (2)由圖可知,曲線R2代表的反應(yīng)比曲線R1代表的反應(yīng)先達到平衡狀態(tài)。A項,若R表示壓強,改變壓強,平衡不移動,N2的體積分數(shù)不變,與圖像不符合。B項,若R表示溫度,該反應(yīng)的ΔH<0,升高溫度,平衡逆向移動,N2的體積分數(shù)減小,與圖像符合。C項,若R表示催化劑,使用催化劑,只能改變反應(yīng)速率,但平衡不移動,N2的體積分數(shù)不變,與圖像不符合。 (3)①由表中數(shù)據(jù)可知,未達到平衡之前,相同時間內(nèi),T2 ℃時CO的變
45、化量大于T1 ℃時,則T2 ℃時化學(xué)反應(yīng)速率快,而溫度越高,反應(yīng)速率越快,故有T1
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