2020版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第7章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 4 第2節(jié) 化學(xué)平衡移動(dòng)原理及應(yīng)用檢測 魯科版.doc

第2節(jié) 化學(xué)平衡移動(dòng)原理及應(yīng)用 課后達(dá)標(biāo)檢測一、選擇題1(2019張家口模擬)下列說法不能用勒夏特列原理來解釋的是()A在一定濃度的鹽酸中加入氫氧化鈉溶液，體系溫度逐漸升高，隨后又逐漸降低B夏天打開啤酒，會(huì)有大量氣泡冒出C實(shí)驗(yàn)室制備氯氣時(shí)，用排飽和氯化鈉溶液收集氯氣D在K2CrO4溶液中加入幾滴稀硫酸，顏色由黃色變?yōu)槌壬馕觯哼xA。HClNaOH=NaClH2O不屬于可逆反應(yīng)，不存在化學(xué)平衡，故不能用勒夏特列原理解釋。2對于可逆反應(yīng)：2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H<0，下列說法正確的是()A加入催化劑，平衡正向移動(dòng)B在恒溫、恒容條件下，加入氫氧化鈉，平衡不移動(dòng)C在恒溫、恒壓條件下，通入He，平衡不移動(dòng)D降溫，平衡正向移動(dòng)解析：選D。A項(xiàng)，催化劑不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)，A錯(cuò)；B項(xiàng)，加入的NaOH會(huì)吸收二氧化碳?xì)怏w，平衡正向移動(dòng)，B錯(cuò)；C項(xiàng)，恒溫、恒壓下通入He，體系體積會(huì)增大，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，則平衡逆向移動(dòng)，C錯(cuò)。3(2019煙臺(tái)自主練習(xí))已知NO和O2經(jīng)反應(yīng)和反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO2，其能量變化隨反應(yīng)過程如圖所示。2NO(g)N2O2(g)H1，平衡常數(shù)K1N2O2(g)O2(g)2NO2(g)H2，平衡常數(shù)K2下列說法中不正確的是()AH1<0，H2<0B2NO(g)O2(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)KK1/K2C2NO(g)O2(g)2NO2(g)的HH1H2D反應(yīng)的速率大小決定2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)速率解析：選B。由題圖可知，反應(yīng)和反應(yīng)的反應(yīng)物總能量均高于生成物總能量，所以H1<0，H2<0，A項(xiàng)正確；反應(yīng)反應(yīng)得2NO(g)O2(g)2NO2(g)，所以KK1K2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)反應(yīng)得2NO(g)O2(g)2NO2(g)，所以HH1H2，C項(xiàng)正確；反應(yīng)速率主要取決于慢反應(yīng)的反應(yīng)速率，反應(yīng)的活化能大于反應(yīng)，所以反應(yīng)的反應(yīng)速率小于反應(yīng)，故反應(yīng)的速率大小決定2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)速率，D項(xiàng)正確。4. (2019貴陽一模)一定條件下，向密閉容器中充入一定量的NH3。反應(yīng)2NH3(g)N2(g)3H2(g)達(dá)到平衡時(shí)，N2的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是()Aa點(diǎn)時(shí)，NH3的轉(zhuǎn)化率為25%B達(dá)到平衡時(shí)，2v正(NH3)3v逆(H2)Cb、c兩點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)：Kb>KcD壓強(qiáng)：p1>p2解析：選A。設(shè)起始充入NH3的物質(zhì)的量為x mol，a點(diǎn)時(shí)，生成N2 y mol，則0.1，整理得x8y，故a點(diǎn)時(shí)NH3的轉(zhuǎn)化率為100%25%，A項(xiàng)正確；達(dá)到平衡時(shí)，3v正(NH3)2v逆(H2)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，c點(diǎn)溫度高，平衡常數(shù)大，故Kb<Kc，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)減小，平衡正向移動(dòng)，N2的體積分?jǐn)?shù)增大，結(jié)合圖像知，p1<p2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5(2018高考天津卷)室溫下，向圓底燒瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氫溴酸，溶液中發(fā)生反應(yīng)：C2H5OHHBrC2H5BrH2O，充分反應(yīng)后達(dá)到平衡。已知常壓下，C2H5Br和C2H5OH的沸點(diǎn)分別為38.4 和78.5 。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A加入NaOH，可增大乙醇的物質(zhì)的量B增大HBr濃度，有利于生成C2H5BrC若反應(yīng)物均增大至2 mol，則兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比不變D若起始溫度提高至60 ，可縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間解析：選D。加入NaOH，c(HBr)減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，乙醇的物質(zhì)的量增大，A項(xiàng)正確；增大HBr濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，有利于生成C2H5Br，B項(xiàng)正確；若反應(yīng)物按照化學(xué)計(jì)量數(shù)之比加入溶液中，則各物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率相等，故反應(yīng)物均增大至2 mol，兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比不變，C項(xiàng)正確；若起始溫度提高至60 ，生成物C2H5Br為氣態(tài)，能夠從反應(yīng)體系中逸出，導(dǎo)致反應(yīng)不斷向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此不能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6(2019皖江名校聯(lián)考)已知反應(yīng)：CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)。起始以物質(zhì)的量之比為11充入反應(yīng)物，不同壓強(qiáng)條件下，H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示(M、N點(diǎn)標(biāo)記為)。下列有關(guān)說法正確的是()A上述反應(yīng)的H<0BN點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率一定比M點(diǎn)快C降低溫度，H2的平衡轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100%D工業(yè)用此法制取甲烷應(yīng)采用更高的壓強(qiáng)解析：選A。由題圖可知，其他條件相同時(shí)，溫度升高，H2的平衡轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動(dòng)，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H<0，A項(xiàng)正確；N點(diǎn)的溫度比M點(diǎn)低，但壓強(qiáng)又高于M點(diǎn)，無法判斷哪一點(diǎn)的反應(yīng)速率快，B項(xiàng)錯(cuò)誤；降低溫度，H2的平衡轉(zhuǎn)化率會(huì)增大，但可逆反應(yīng)不能完全轉(zhuǎn)化，故H2的平衡轉(zhuǎn)化率一定小于100%，C項(xiàng)錯(cuò)誤；控制合適的溫度和壓強(qiáng)，既能保證反應(yīng)速率較快，又能保證H2有較高的轉(zhuǎn)化率，采用更高的壓強(qiáng)對設(shè)備的要求提高，增加經(jīng)濟(jì)成本，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7一定溫度下，在三個(gè)容積均為2.0 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)。各容器中起始物質(zhì)的量與反應(yīng)溫度如下表所示，反應(yīng)過程中甲、丙容器中CO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是()容器溫度/起始物質(zhì)的量/molNO(g)CO(g)甲T10.200.20乙T10.300.30丙T20.200.20A該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B達(dá)到平衡時(shí)，乙中CO2的體積分?jǐn)?shù)比甲中的大CT1 時(shí)，若起始時(shí)向甲中充入0.40 mol NO、0.40 mol CO、0.40 mol N2和0.40 mol CO2，則反應(yīng)起始時(shí)v正>v逆DT2 時(shí)，若起始時(shí)向丙中充入0.06 mol N2和0.12 mol CO2，則達(dá)平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率小于40%解析：選D。由題圖可知，甲容器中反應(yīng)先達(dá)到平衡狀態(tài)，故T1>T2，升高溫度，平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量減少，說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，故該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項(xiàng)正確。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，乙容器中反應(yīng)相當(dāng)于對甲容器中的反應(yīng)增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，故增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，故達(dá)到平衡時(shí)，乙中CO2的體積分?jǐn)?shù)比甲中的大，B項(xiàng)正確。結(jié)合題中數(shù)據(jù)可知，T1 甲容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，CO20.05 molL1，N20.025 molL1，NO0.05 molL1，CO0.05 molL1，故平衡常數(shù)K10(Lmol1)，若起始時(shí)充入0.40 mol NO、0.40 mol CO、0.40 mol N2和0.40 mol CO2，則濃度商Q5(Lmol1)<K，故反應(yīng)正向進(jìn)行，v正>v逆，C項(xiàng)正確。在丙容器中，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，n(N2)0.06 mol，根據(jù)等效平衡，起始時(shí)充入0.20 mol NO和0.20 mol CO相當(dāng)于充入0.10 mol N2和0.20 mol CO2，故平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為100%40%，現(xiàn)若充入0.06 mol N2和0.12 mol CO2，相當(dāng)于在丙容器中反應(yīng)達(dá)到平衡后減小壓強(qiáng)，反應(yīng)逆向進(jìn)行，故平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率大于40%，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題8(2016高考全國卷)CrO和Cr2O在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)隨c(H)的變化如圖所示。(1)用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)：_。(2)由圖可知，溶液酸性增大，CrO的平衡轉(zhuǎn)化率_(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為_。(3)升高溫度，溶液中CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的H_0(填“大于”“小于”或“等于”)。解析：(1)從題圖可看出，鉻酸根離子在酸性條件下逐漸轉(zhuǎn)化成重鉻酸根離子，離子方程式為2CrO2HCr2OH2O。(2)從圖像看出，酸性越強(qiáng)，c(Cr2O)越大，說明CrO的平衡轉(zhuǎn)化率越大。A點(diǎn)對應(yīng)的離子濃度：Cr2O0.25 molL1，H1.0107 molL1，CrO1.0 molL10.25 molL120.5 molL1。平衡常數(shù)K1.01014 mol3L3。(3)升高溫度，CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明平衡向左移動(dòng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H<0。答案：(1)2CrO2HCr2OH2O(2)增大1.01014 mol3L3(3)小于9(2016高考全國卷)丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等?；卮鹣铝袉栴}：(1)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下：C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJ/molC3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJ/mol兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是_；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是_。(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對應(yīng)的溫度為460 。低于460 時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率_(填“是”或“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是_；高于460 時(shí)，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是_(雙選，填標(biāo)號)。A催化劑活性降低B平衡常數(shù)變大C副反應(yīng)增多 D反應(yīng)活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為_，理由是_。進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為_。解析：(1)由于反應(yīng)和均為放出熱量較多的反應(yīng)，產(chǎn)物的能量較低，故兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢很大；由于反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，故降低溫度和降低壓強(qiáng)均有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，從而提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是使用合適的催化劑。(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，丙烯腈的平衡產(chǎn)率應(yīng)降低，故低于460 時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率不是對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率；高于460 時(shí)，催化劑的活性降低、副反應(yīng)增多均可能導(dǎo)致丙烯腈的產(chǎn)率降低，A、C項(xiàng)正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度可以提高活化分子的百分?jǐn)?shù)，但不能改變反應(yīng)所需的活化能，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(3)從題圖(b)中可看出當(dāng)n(氨)/n(丙烯)1.0時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率最高，此時(shí)幾乎沒有丙烯醛；只發(fā)生反應(yīng)時(shí)NH3、O2、C3H6的物質(zhì)的量之比為11.51，結(jié)合空氣中O2的體積分?jǐn)?shù)約為20%，可確定進(jìn)料氣NH3、空氣、C3H6的理論體積之比約為17.51。答案：(1)兩個(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)降低溫度、降低壓強(qiáng)催化劑(2)不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC(3)1.0該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低17.5110(2019廣州一測)氮的固定意義重大，氮肥的使用大幅度提高了糧食產(chǎn)量。(1)目前人工固氮最有效的方法是_(用一個(gè)化學(xué)方程式表示)。(2)自然界發(fā)生的一個(gè)固氮反應(yīng)是N2(g)O2(g)2NO(g)，已知N2、O2、NO三種分子中化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量依次為946 kJmol1、498 kJmol1、632 kJmol1，則該反應(yīng)的H_kJmol1。該反應(yīng)在放電或極高溫度下才能發(fā)生，原因是_。(3)100 kPa時(shí)，反應(yīng)2NO(g)O2(g)2NO2(g)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖1，反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖2。圖1中A、B、C三點(diǎn)表示不同溫度、壓強(qiáng)下2NO(g)O2(g)2NO2(g)達(dá)到平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率，則_點(diǎn)對應(yīng)的壓強(qiáng)最大。100 kPa、25 時(shí)，2NO2(g)N2O4(g)平衡體系中N2O4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_，N2O4的分壓p(N2O4)_kPa，列式計(jì)算平衡常數(shù)Kp_(Kp用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。100 kPa、25 時(shí)，V mL NO與0.5V mL O2混合后最終氣體的體積為_mL。(4)室溫下，用注射器吸入一定量NO2氣體，將針頭插入膠塞密封(如圖3) ，然后迅速將氣體體積壓縮為原來的一半并使活塞固定，此時(shí)手握針筒有熱感，繼續(xù)放置一段時(shí)間。從活塞固定時(shí)開始觀察，氣體顏色逐漸_(填“變深”或“變淺”)，原因是_。已知：2NO2(g)N2O4(g)在幾微秒內(nèi)即可達(dá)到化學(xué)平衡解析：(2)根據(jù)H反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能，知該反應(yīng)的H946 kJmol1498 kJmol1632 kJmol12180 kJmol1。(3)圖1中曲線為等壓線，A、C在等壓線下方，B在等壓線上方，A、C點(diǎn)相對等壓線，NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則平衡逆向移動(dòng)，為減小壓強(qiáng)所致，B點(diǎn)相對等壓線，NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則平衡正向移動(dòng)，為增大壓強(qiáng)所致，故壓強(qiáng)最大的點(diǎn)為B點(diǎn)。100 kPa、25 時(shí)，NO2的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，設(shè)起始時(shí)NO2的濃度為a，則平衡時(shí)NO2的濃度為0.2a、N2O4的濃度為0.4a，故N2O4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為100%66.7%。N2O4的分壓p(N2O4)100 kPa66.7% 66.7 kPa。Kp0.06 (kPa)1。V mL NO與0.5V mL O2生成V mL NO2，根據(jù)100 kPa、25 時(shí)，2NO2(g)N2O4(g)平衡體系中NO2的轉(zhuǎn)化率為80%，知平衡時(shí)氣體的體積為V mL(180%)V mL80%0.6V mL。(4)根據(jù)題圖2，知2NO2(g)N2O4(g)為放熱反應(yīng)，將氣體體積壓縮為原來的一半并使活塞固定，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，會(huì)使平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)放出熱量，直至達(dá)到平衡，繼續(xù)放置時(shí)氣體溫度降低，促使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO2濃度降低，氣體顏色逐漸變淺。答案：(1)N23H22NH3(2)180N2分子中化學(xué)鍵很穩(wěn)定，反應(yīng)需要很高的活化能(3)B66.7%66.70.06 (kPa)10.6V(4)變淺活塞固定時(shí)2NO2(g)N2O4(g)已達(dá)平衡狀態(tài)，因反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放置時(shí)氣體溫度下降，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO2濃度降低