2022年高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)導(dǎo)練測(cè) 第七章 第二講 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和化學(xué)平衡狀態(tài)

2022年高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)導(dǎo)練測(cè) 第七章 第二講 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和化學(xué)平衡狀態(tài)一、選擇題1在已經(jīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)的體系中，如果下列量發(fā)生變化，其中一定能表明化學(xué)平衡移動(dòng)的是()A反應(yīng)混合物的濃度B反應(yīng)體系的壓強(qiáng)C正、逆反應(yīng)的速率D反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率解析 對(duì)于“等體反應(yīng)”，縮小反應(yīng)容器，壓強(qiáng)增大，平衡不移動(dòng)，但反應(yīng)混合物的濃度增大，正逆反應(yīng)速率增大，可知A、B、C錯(cuò)誤。答案 D2分析下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是 ()。A2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJ·mol1BAg(s)Cl2(g)=AgCl(s)H127 kJ·mol1CHgO(s)=Hg(l)O2(g)H91 kJ·mol1DH2O2(l)=O2(g)H2O(l)H98 kJ·mol1解析反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的前提條件是反應(yīng)的HTS<0，溫度的變化可能使HTS的符號(hào)發(fā)生變化。對(duì)于A項(xiàng)，H>0，S<0，在任何溫度下，HTS>0，即任何溫度下，反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行；對(duì)于B項(xiàng)，H<0，S<0，在較低溫度下，HTS<0，即反應(yīng)溫度不能過(guò)高；對(duì)于C項(xiàng)，H>0，S>0，若使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，即HTS<0，必須提高溫度，即反應(yīng)只有在較高溫度時(shí)能自發(fā)進(jìn)行；對(duì)于D項(xiàng)，H<0，S>0，在任何溫度下，HTS<0，即在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行。答案D2某溫度下，對(duì)于反應(yīng)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJ/mol。N2的平衡轉(zhuǎn)化率()與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A將1 mol氮?dú)狻? mol氫氣，置于1 L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，放出的熱量為92.4 kJB平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K(A)K(B)C上述反應(yīng)在達(dá)到平衡后，增大壓強(qiáng)，H2的轉(zhuǎn)化率增大D升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，說(shuō)明逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小解析 因?yàn)樵摲磻?yīng)為可逆反應(yīng)，加入1 mol N2、3 mol H2，兩者不可能完全反應(yīng)生成NH3，所以放出的熱量小于92.4 kJ，A錯(cuò)；從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程中，改變的是壓強(qiáng)，溫度沒(méi)有改變，所以平衡常數(shù)不變，B錯(cuò)；因?yàn)樵摲磻?yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，H2的轉(zhuǎn)化率增大，C對(duì)；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，D錯(cuò)。答案 C4一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達(dá)到平衡時(shí)，X、Y、Z的濃度分別為0.1 mol·L1、0.3 mol·L1、0.08 mol·L1，則下列判斷正確的是 ()。Ac1c231B平衡時(shí)，Y和Z的生成速率之比為23CX、Y的轉(zhuǎn)化率不相等Dc1的取值范圍為0 mol·L1<c1<0.14 mol·L1答案D5已知某化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K，在不同的溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)如下表：t 7008008301 0001 200K1.671.111.000.600.38A該反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)B上述反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)C若在1 L的密閉容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min后溫度升高到830 ，此時(shí)測(cè)得CO2為0.4 mol，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D若平衡濃度符合關(guān)系式，則此時(shí)的溫度為1 000 解析依平衡常數(shù)的表達(dá)式可知A正確；升高溫度K減小，平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，B正確；5 min后CO、H2O、CO2、H2的濃度分別為0.6 mol·L1、0.6 mol·L1、0.4 mol·L1、0.4 mol·L1，<1，平衡向右移動(dòng)，C錯(cuò)誤；，D正確。答案C6某溫度下，在一個(gè)2 L的密閉容器中，加入4 mol A和2 mol B進(jìn)行如下反應(yīng)：3A(g)2B(g)4C(s)2D(g)，反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡，測(cè)得生成1.6 mol C，則下列說(shuō)法正確的是()A該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是KB此時(shí)，B的平衡轉(zhuǎn)化率是40%C增大該體系的壓強(qiáng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大D增加B，B的平衡轉(zhuǎn)化率增大解析化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式中不能出現(xiàn)固體或純液體，而物質(zhì)C是固體，A錯(cuò)誤；根據(jù)化學(xué)方程式可知，平衡時(shí)減少的B的物質(zhì)的量是1.6 mol×0.50.8 mol，所以B的轉(zhuǎn)化率為40%，B正確；增大壓強(qiáng)時(shí)平衡常數(shù)不變，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，C錯(cuò)誤；增加B后平衡右移，A的轉(zhuǎn)化率增大，而B的轉(zhuǎn)化率減小，D錯(cuò)誤。答案：B7已知：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJ·mol1。一定條件下，向體積為1 L的密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間的變化曲線如下圖所示。下列敘述中正確的是()A欲增大平衡狀態(tài)時(shí)c(CH3OH)/c(CO2)的比值，可采用升高溫度的方法B3 min時(shí)，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，且二者濃度相同C欲提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率只能加壓減小反應(yīng)容器的體積D從反應(yīng)開始到平衡，H2的平均反應(yīng)速率v(H2)0.075 mol·L1·min1解析 該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆移，c(CH3OH)/c(CO2)減小，A錯(cuò)；欲提高H2轉(zhuǎn)化率，還可用降溫等其他方法，C錯(cuò)；達(dá)平衡時(shí)v(H2)3v(CO2)3×0.075 mol/L·min0.225 mol/L·min，D錯(cuò)。答案 B二、非選擇題8由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題，如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用引起了各界的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，該反應(yīng)的能量變化如圖所示：(1)上述反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_，溫度降低，平衡常數(shù)K_(填“增大”、“不變”或“減小”)。(2)在體積為2 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，測(cè)得CO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下表所示。從反應(yīng)開始到5 min末，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)_。t/min0251015n(CO2)/mol10.750.50.250.25(3)在相同溫度容積不變的條件下，能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是_(填寫序號(hào)字母)。an(CO2)n(H2)n(CH3OH)n(H2O)1311b容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變cH2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為31d容器內(nèi)的密度保持不變解析(1)該反應(yīng)生成物比反應(yīng)物能量低，是放熱反應(yīng)；溫度降低，平衡正向移動(dòng)，K值增大。(2)v(H2)3v(CO2)×30.15 mol·L1·min1。(3)反應(yīng)過(guò)程中n(CO2)n(H2)n(CH3OH)n(H2O)之比不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)。該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí)，說(shuō)明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡。當(dāng)氫氣的消耗速率與甲醇的消耗速率之比為31時(shí)，說(shuō)明氫氣的消耗速率和生成速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡。無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡，容器內(nèi)氣體的密度都不變。答案(1)K增大(2)0.15 mol·L1·min1(3)bc9二甲醚是一種重要的清潔燃料，可替代氟利昂作制冷劑，對(duì)臭氧層無(wú)破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醚。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)利用水煤氣合成二甲醚的總反應(yīng)為：3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)；H246.4 kJ·mol1它可以分為兩步，反應(yīng)分別如下：4H2(g)2CO(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)，H1205.1 kJ·mol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)；H2_。(2)在一定條件下的密閉容器中，該總反應(yīng)達(dá)到平衡，只改變一個(gè)條件能同時(shí)提高反應(yīng)速率和CO轉(zhuǎn)化率的是_(填字母代號(hào))。a降低溫度B加入催化劑c縮小容器體積D增加H2的濃度e增加CO的濃度(3)在一體積可變的密閉容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2，在一定溫度和壓強(qiáng)下發(fā)生反應(yīng)：3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)，經(jīng)一定時(shí)間達(dá)到平衡，并測(cè)得平衡時(shí)混合氣體密度是同溫同壓下起始時(shí)的1.6倍。問(wèn)：反應(yīng)開始時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大小：v(正)_(填“”、“”或“”)v(逆)。平衡時(shí)n(CH3OCH3)_，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率_。解析 (1)由蓋斯定律總反應(yīng)，故HH1H2，H2HH1246.4 kJ·mol1205.1 kJ·mol141.3 kJ·mol1。(2)降溫反應(yīng)速率會(huì)減小，加入催化劑不改變轉(zhuǎn)化率，增加CO的濃度會(huì)減小CO的轉(zhuǎn)化率，c和d符合題意。(3)3H2(g) 3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)始 3 3 1 1轉(zhuǎn) 3x 3x x x平 33x33x 1x 1x由密度之比等于體積反比，即物質(zhì)的量的反比，得：解得x0.75CO的轉(zhuǎn)化率為×100%75%。答案：(1)41.3 kJ·mol1(2)cd(3)1.75 mol75%10在一定溫度下將3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K_。(2)已知在700 時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K10.6，則該溫度下反應(yīng)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常數(shù)K2_，反應(yīng)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)的平衡常數(shù)K3_。(3)已知在1 000 時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K4為1.0，則該反應(yīng)為_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(4)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_。(填編號(hào))A容器中壓強(qiáng)不變Bc(CO2)c(CO)C生成a mol CO2的同時(shí)消耗a mol H2D混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變(5)在1 000 下，某時(shí)刻CO2的物質(zhì)的量為2.0 mol，則此時(shí)v正_v逆(填“>”、“”或“<”)。該溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率為_。解析(2)K2，K3K1(3)升高溫度，平衡常數(shù)增大，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)即正反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng)。(4)因?yàn)樵摲磻?yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，所以壓強(qiáng)不變，平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，均不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，A、D錯(cuò)；選項(xiàng)B中CO2和CO的濃度相等，不能說(shuō)明其濃度不再變化，故B錯(cuò)；生成CO2代表逆反應(yīng)，消耗H2代表正反應(yīng)，且比值等于反應(yīng)化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，選項(xiàng)C正確。(5)CO2的物質(zhì)的量為2.0 mol時(shí)，H2為1.0 mol，CO為1.0 mol，H2O(g)為1.0 mol，其濃度分別為1.0 mol·L1、0.5 mol·L1、0.5 mol·L1、0.5 mol·L1，則Qc<1，該反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正>v逆。起始時(shí)，c(CO2)1.5 mol·L1c(H2)1 mol·L1設(shè)達(dá)到平衡時(shí)，CO的濃度為xCO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) 1.5 1 0 0 x x x x 1.5x 1x x xK1，解得：x0.6 mol·L1所以，(CO2)×100%40%。答案(1)(2)1.670.77(3)吸熱(4)C(5)>40%11汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)所致：N2(g)O2(g)2NO(g)H0，已知該反應(yīng)在2 404，平衡常數(shù)K64×104。請(qǐng)回答：(1)某溫度下，向2 L的密閉容器中充入N2和O2各1 mol，5分鐘后O2的物質(zhì)的量為0.5 mol，則N2的反應(yīng)速率_。(2)假定該反應(yīng)是在恒容條件下進(jìn)行，判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志_。A消耗1 mol N2同時(shí)生成1 mol O2B混合氣體密度不變C混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變D2v正(N2)v逆(NO)(3)將N2、O2的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中，下列變化趨勢(shì)正確的是_(填字母序號(hào))。(4)向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的N2和O2，達(dá)到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO，重新達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。與原平衡狀態(tài)相比，此時(shí)平衡混合氣中NO的體積分?jǐn)?shù)_。(填“變大”、“變小”或“不變”)(5)該溫度下，某時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)N2、O2、NO的濃度分別為2.5×101 mol/L、4.0×102 mol/L和3.0×103 mol/L，此時(shí)反應(yīng)_(填“處于化學(xué)平衡狀態(tài)”、“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”或“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”)，理由是_。