高考化學復習 考點24 化學反應的方向練習
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1、精品文檔精品文檔 精品文檔精品文檔 考點24 化學反應的方向、化學平衡 常數及轉化率的計算 1.(2015·天津理綜,3)下列說法不正確的是( ) A.Na與H2O的反應是熵增的放熱反應,該反應能自發(fā)進行 B.飽和Na2SO4溶液或濃硝酸均可使蛋白質溶液產生沉淀,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 2.(2015·天津理綜,6)某溫度下,在2 L的密閉容器中
2、,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應:X(g)+m Y(g)3 Z(g)平衡時,X、Y、Z的體積分數分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數不變。下列敘述不正確的是( ) A.m=2 B.兩次平衡的平衡常數相同 C.X與Y的平衡轉化率之比為1∶1 D.第二次平衡時,Z的濃度為0.4 mol·L-1 3.(2015·重慶理綜,7)羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑,能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中,將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡: CO(g)+H2S(g) COS(g
3、)+H2(g) K=0.1 反應前CO物質的量為10 mol,平衡后CO物質的量為8 mol。下列說法正確的是( ) A.升高溫度,H2S濃度增加,表明該反應是吸熱反應 B.通入CO后,正反應速率逐漸增大 C.反應前H2S物質的量為7 mol D.CO的平衡轉化率為80% 4.(2015·四川理綜,7)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應:C(s)+CO2(g)2CO(g),平衡時,體系中氣體體積分數與溫度的關系如下圖所示: 已知:氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)×體積分數。下列說法正確的是( ) A.550 ℃時,若充入惰性氣體,v正、v逆均減
4、小,平衡不移動 B.650 ℃時,反應達平衡后CO2的轉化率為25.0 % C.T ℃時,若充入等體積的CO2和CO,平衡向逆反應方向移動 D.925 ℃時,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數Kp=24.0p總 5.[2015·浙江理綜,28(2)(3)(4)]乙苯催化脫氫制苯乙烯反應: (1)維持體系總壓p恒定,在溫度T時,物質的量為n、體積為V的乙苯蒸氣發(fā)生催化脫氫反應。已知乙苯的平衡轉化率為α,則在該溫度下反應的平衡常數K=________(用α等符號表示)。 (2)工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質的量之比為1∶9),控制反應溫度60
5、0 ℃,并保持體系總壓為常壓的條件下進行反應。在不同反應溫度下,乙苯的平衡轉化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產物中苯乙烯的物質的量分數)示意圖如下: ①摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉化率,解釋說明該事實________。 ②控制反應溫度為600 ℃的理由是________。 (3)某研究機構用CO2代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學合成工藝——乙苯-二氧化碳耦合催化脫氫制苯乙烯。保持常壓和原料氣比例不變,與摻水蒸氣工藝相比,在相同的生產效率下,可降低操作溫度;該工藝中還能夠發(fā)生反應:CO2+H2===CO+H2O,CO2+C===2CO。新工藝的特點有________(填編號
6、)。 ①CO2與H2反應,使乙苯脫氫反應的化學平衡右移 ②不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗 ③有利于減少積炭 ④有利于CO2資源利用 1.(2014·上?;瘜W,14)只改變一個影響因素,平衡常數K與化學平衡移動的關系敘述錯誤的是( ) A.K值不變,平衡可能移動 B.K值變化,平衡一定移動 C.平衡移動,K值可能不變 D.平衡移動,K值一定變化 2.(2014·四川理綜,7)在10 L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g),發(fā)生反應X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得實驗數據如下表: 實驗 編號 溫度/ ℃ 起始時物質的量/mol 平衡時物質的量/m
7、ol n(X) n(Y) n(M) ① 700 0.40 0.10 0.090 ② 800 0.10 0.40 0.080 ③ 800 0.20 0.30 a ④ 900 0.10 0.15 b 下列說法正確的是 ( ) A.實驗①中,若5 min時測得n(M)=0.050 mol,則0至5 min時間內,用N表示的平均反應速率v(N)=1.0×10-2 mol·L-1·min-1 B.實驗②中,該反應的平衡常數K=2.0 C.實驗③中,達到平衡時,X的轉化率為60% D.實驗④中,達到平衡
8、時,b>0.060 3.(2014·課標全國Ⅱ,26)在容積為1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。 回答下列問題: (1)反應的ΔH________0(填“大于”或“小于”);100 ℃時,體系中各物質濃度隨時間變化如上圖所示。在0~60 s時段,反應速率v(N2O4)為________mol·L-1·s-1;反應的平衡常數K1為________。 (2)100 ℃時達平衡后,改變反應溫度為T,c(N2O4)以0.002 0 mol·L-1·s-1的平均速率降低,經10 s后又達到平衡。 a.T_
9、_______100 ℃(填“大于”或“小于”),判斷理由是 ________________________________________________________________________。 b.列式計算溫度T時反應的平衡常數K2________。 (3)溫度T時反應達平衡后,將反應容器的容積減少一半,平衡向________(填“正反應”或“逆反應”)方向移動,判斷理由是________________________________________________________________________。 4.(1)[2014·重慶理綜,11(3)]儲氫還可
10、借助有機物,如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應來實現脫氫和加氫:。在某溫度下,向恒容密閉容器 中加入環(huán)己烷,其起始濃度為a mol·L-1,平衡時苯的濃度為b mol·L-1,該反應的平衡常 數K=________。 (2)[2014·福建理綜,24(3)]已知t ℃時,反應FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常數K=0.25。 ①t ℃時,反應達到平衡時n(CO)∶n(CO2)=________。 ②若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t ℃時反應達到平衡。此時FeO(s)轉化率為50%,則x=________。 (3)
11、[2014·山東理綜,29(1)(2)]研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時,涉及如下反應: 2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ) 2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ) ①4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數K=________(用K1、K2表示)。 ②為研究不同條件對反應(Ⅱ)的影響,在恒溫條件下,向2 L恒容密閉容器中加入 0.2 mol NO和0.1mol Cl2,10 min時反應(Ⅱ)達到平衡。測得10 min內v(ClNO
12、)=7.5×10-3 mol·L-1·min-1,則平衡后n(Cl2)=________mol,NO的轉化率α1=________。其他條件保持不變,反應(Ⅱ)在恒壓條件下進行,平衡時NO的轉化率α2________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常數K2________(填“增大”、“減小”或“不變”)。若要使K2 減小,可采用的措施是________。 5.(2013·課標全國Ⅱ,28)在1.0 L密閉容器中放入0.10 mol A(g),在一定溫度進行如下反應: A(g)B(g)+C(g) ΔH=+85.1 kJ·mol-1 反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p)的數據見
13、下表: 時間t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30 總壓強p/100 kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53 回答下列問題: (1)欲提高A的平衡轉化率,應采取的措施為____________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應物A的轉化
14、率α(A)的表達式為____________。平衡時A的轉化率為________,列式并計算反應的平衡常數K________。 (3)①由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質的量n總和反應物A的物質的量n(A),n(總)=________ mol,n(A)=________ mol。 ②下表為反應物A濃度與反應時間的數據,計算:a=________。 反應時間t/h 0 4 8 16 c(A)/(mol·L-1) 0.10 a 0.026 0.006 5 分析該反應中反應物的濃度c(A)變化與時間間隔(Δt)的規(guī)律,得出的結論是____________,由此規(guī)律
15、推出反應在12 h時反應物的濃度c(A)為________ mol·L-1。 1.(2015·重慶模擬)下列說法正確的是( ) A.能自發(fā)進行的反應一定能迅速發(fā)生 B.反應NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1能自發(fā)進行,是因為體系有自發(fā)地向混亂度增大的方向轉變的傾向 C.因為焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關,因此焓變或熵變均可以單獨作為判斷反應能否自發(fā)進行的判據 D.在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑,可以改變化學反應進行的方向 2.(2015·山東泰安期末)分析下列反應在任何溫度下均能自發(fā)進行的是(
16、) A.2N2(g)+O2(g)===2N2O(g) ΔH=+163 kJ·mol-1 B.Ag(s)+Cl2(g)===AgCl(s) ΔH=-127 kJ·mol-1 C.HgO(s)===Hg(l)+O2(g) ΔH=+91 kJ·mol-1 D.H2O2(l)===O2(g)+H2O(l) ΔH=-98 kJ·mol-1 3.(2015·南昌調研)某恒定溫度下,在一個2 L的密閉容器中充入A氣體、B氣體,測得其濃度為2 mol/L和1 mol/L;且發(fā)生如下反應:3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)已知“?”代表C、D狀態(tài)未確定;反應一段時間后達到平衡,測得生
17、成1.6 mol C,且反應前后壓強比為5∶4,則下列說法中正確的是( ) ①該反應的化學平衡常數表達式為:K= ②此時B的轉化率為35% ③增大該體系壓強,平衡向右移動,但化學平衡常數不變 ④增加C的量,A、B轉化率不變 A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 4.(2015·皖南八校聯考,9)某溫度下,在一個2 L的密閉容器中,加入4 mol A和2 mol B,發(fā)生反應:3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g),反應一段時間后達到平衡狀態(tài),測得生成1.6 mol C。下列說法正確的是( ) A.該反應的化學平衡常數K= B.B的平衡轉化率是40% C.
18、增大壓強,化學平衡常數增大 D.增加B的量,B的平衡轉化率增大 5.(2015·蘇北四市期末,11)某溫度下,密閉容器中X、Y、Z、W四種氣體的初始濃度和平衡濃度如表所示,下列說法錯誤的是( ) 物質 X Y Z W 初始濃度/mol·L-1 0.5 0.6 0 0 平衡濃度/mol·L-1 0.1 0.1 0.4 0.6 A.反應達到平衡時,X的轉化率為80% B.該反應的平衡常數表達式為K= C.增大壓強其平衡常數不變,但使平衡向生成Z的方向移動 D.改變溫度可以改變此反應的平衡常數 6.(2014·石家莊質檢,7)已知反應①:CO(g)+Cu
19、O(s) CO2(g)+Cu(s)和反應②:H2(g)+CuO(g) Cu(s)+H2O(g)在相同的溫度下的平衡常數分別為K1和K2,該溫度下反應③:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數為K。則下列說法正確的是( ) A.反應①的平衡常數K1= B.反應③的平衡常數K= C.對于反應③,恒容時,溫度升高,H2的濃度減小,則該反應的焓變?yōu)檎? D.對于反應③,恒溫恒容下,增大壓強,H2的濃度一定減小 7.(2014·西安交大附中月考,8)1 100 ℃時,在一定容積的密閉容器中發(fā)生反應:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH=a kJ/
20、mol(a>0),該溫度下K=0.263,下列有關說法正確的是( ) A.若生成1 mol Fe,則吸收的熱量小于a kJ B.若升高溫度,則化學平衡逆向移動 C.若容器內壓強不隨時間變化,則可以判斷該反應已達到化學平衡狀態(tài) D.達到化學平衡狀態(tài)時,若c(CO)=0.100 mol·L-1,則c(CO2)=0.026 3 mol·L-1 8.(2014·江蘇南通質檢,11)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是工業(yè)制硫酸的主要反應之一。一定溫度下,在甲、乙、丙三個容積均為2 L的恒容密閉容器中充入SO2(g)和O2(g),其起始物質的量及SO2的平衡轉化率如下表所示。
21、 甲 乙 丙 起始物質的量 n(SO2)/mol 0.4 0.8 0.8 n(O2)/mol 0.24 0.24 0.48 SO2的平衡轉化率/% 80 α1 α2 下列判斷中,正確的是( ) A.甲中反應的平衡常數小于乙 B.該溫度下,平衡常數K的值為400 mol-1·L C.平衡時,丙中c(SO3)是甲中的2倍 D.平衡時,甲中O2的轉化率大于乙中O2的轉化率 9.(2014·安徽江南十校聯考,8)相同溫度下,體積均為0.25 L的兩個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.6 kJ·mol-1。
22、實驗測得起始、平衡時的有關數據如下表所示: 容器編號 起始時各物質的物質的量/mol 達平衡時體系能量的變化 N2 H2 NH3 ① 1 3 0 放出熱量:23.15 kJ ② 0.9 2.7 0.2 放出熱量:Q 下列敘述錯誤的是( ) A.容器①、②中反應的平衡常數相等 B.平衡時,兩個容器中NH3的體積分數均為 C.容器②中達平衡時放出的熱量Q=23.15 kJ D.若容器①的體積為0.5 L,則平衡時放出的熱量小于23.15 kJ 10.(2015·山東煙臺質檢,19)煤化工中常需研究不同溫度下的平衡常數、投料比及產率等問題。 已知:CO
23、(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常數隨溫度的變化如下表: 溫度/℃ 400 500 830 1 000 平衡常數K 10 9 1 0.6 請回答下列問題: (1)上述反應的正反應是________反應(填“放熱”或“吸熱”)。 (2)某溫度下,上述反應達到平衡后,保持容器體積不變升高溫度,平衡________(填“正向移動”、“逆向移動”或“不移動”)。 (3)830 ℃時,在恒容密閉容器中發(fā)生上述反應,按下表中的物質的量投入反應混合物,其中向正反應方向進行的有________(填字母序號)。 A B C D n(CO2)/mol
24、 3 1 0 1 n(H2)/mol 2 1 0 2 n(CO)/mol 1 2 3 0.5 n(H2O)/mol 5 2 3 2 (4)830 ℃時,在2 L的密閉容器中加入4 mol CO(g)和4 mol H2O(g),2 min達到平衡時,CO的轉化率是________。 (5)要提高CO的轉化率,可采取的措施是________________________________________________________________________ _____________________________________________
25、___________________________(至少寫兩點)。 11.(2015·廊坊監(jiān)測)甲醇是重要的基礎有機化工原料,用二氧化碳、一氧化碳等合成甲醇意義重大。用二氧化碳、一氧化碳等合成甲醇的反應如下,其中反應Ⅰ是主反應。 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-48.97 kJ/mol Ⅰ CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH2=-90.14 kJ/mol?、? 副反應CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3?、? 使用含銅的化合物作催化劑,使用的原料氣CO2和H2體積比為1∶3,壓強為5 MPa時,測定不同溫
26、度下CO2的轉化率和甲醇產率(圖1、圖2),以及溫度為523 K時測定不同壓強下的CO2的轉化率和甲醇產率(圖3、圖4),圖中α表示轉化率,φ表示產率。 回答下列問題: (1)ΔH3=________。 (2)①由圖1和圖2中實驗值可知,反應Ⅰ的溫度應控制在________之間。 ②由圖3和圖4可以看出,壓強增大CO2的轉化率和甲醇產率增大,原因是________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③副
27、反應Ⅲ對主反應Ⅰ平衡的影響是____________________ ________________________________________________________________________。 (3)已知副反應:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),在1 123.15 K時,K=1。 ①若升高溫度到1 223.15 K,則達到平衡時K______1(填“>”、“<”或“=”)。 ②1 123.15 K時,若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O、1.0 mol CO2、x mol H2。當x=5.0時,上述反
28、應向________(填“正反應”或“逆反應”)方向進行。 ③若1 123.15 K時,向定容的密閉容器中,按物質的量之比為1∶5的比例將CO和H2O充入該容器,此溫度下達到平衡后,CO的轉化率為________。 考點專練24 化學反應的方向、化學平衡常數及轉化率的計算 【三年高考真題演練】 [2015年高考真題] 1.C [A項,根據Na 與H2O 反應的現象“Na 熔化成閃亮的小球,四處游動”,可知反應放熱,能自發(fā)進行,根據反應方程式可知,只有產物中有氣體,所以該反應是熵增的反應,正確;B項,飽和Na2SO4溶液使蛋白質溶液產生沉淀是蛋白質的鹽析,濃硝酸使蛋白質溶液產生沉淀屬
29、于蛋白質的變性,二者原理不同,正確;C項,FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,但同等條件下二者催化效果不同,故二者對H2O2分解速率的改變也不同,錯誤;D項,NH4Cl溶液因NH水解而使溶液呈酸性,加入NH4Cl溶液會消耗OH-,使平衡Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)向右移動,Mg(OH)2固體逐漸溶解, 正確。] 2.D [A項,由題意可知兩種條件下X、Y、Z的初始物質的量不同,而最終平衡狀態(tài)相同,則兩種條件下建立的平衡為溫度、容積不變時的等效平衡,故滿足反應前后氣態(tài)物質計量數之和相等,則1+m=3,m=2,正確;B項,溫度不變,平衡常數不變,正確;C項,X
30、、Y 的初始物質的量之比為1∶2,根據方程式可知參加反應的X、Y的物質的量之比也為1∶2,故X與Y的平衡轉化率之比為1∶1,正確;D項,由方程式可知該反應反應前后氣體的物質的量不變,所以第二次平衡時氣體的總物質的量為4 mol,則Z的物質的量為4 mol×10%=0.4 mol,Z的濃度為0.4 mol÷2 L=0.2 mol·L-1,錯誤。] 3.C [A項,升高溫度,H2S濃度增大,說明平衡向逆反應方向移動,逆反應吸熱,正反應放熱,錯誤;B項,通入CO氣體瞬間正反應速率增大,達到最大值,向正反應方向建立新的平衡,正反應速率開始減小,錯誤;C項, 因為該反應是反應前后氣體體積不變的反
31、應,所以有K==0.1,解得n=7,正確;D項,根據上述計算可知CO的轉化率為20%,錯誤。] 4.B [A項,C(s)+CO2(g)2CO(g)的正反應是氣體物質的量增加的反應,由于反應容器為體積可變的恒壓密閉容器,充入惰性氣體容器體積擴大,對反應體系相當于減小壓強,故v(正)、v(逆)均減小,平衡正向移動,錯誤;B項,由圖可知,650 ℃時若設起始時CO2的體積為1 L,平衡時CO2消耗的體積為x,則 ×100%=40.0%,x=0.25 L,CO2的轉化率為25%,正確;C項,由圖可知,T ℃時平衡體系中CO和CO2的體積分數均為50%,故若恒壓時充入等體積的CO2和CO兩種
32、氣體平衡不發(fā)生移動,錯誤;D項,925 ℃時,CO的平衡分壓p(CO)=p總×96.0%,CO2的平衡分壓p(CO2)=p總×4%,根據化學平衡常數的定義可知 Kp===23.04 p總,錯誤。] 5.解析 (1)根據反應: 平衡常數K== 另外利用分壓也可以計算出:Kp=p (2)①正反應方向氣體分子數增加,摻入水蒸氣作稀釋劑,相當于降低反應體系的分壓,平衡正向移動,可以提高平衡轉化率;②由圖可知,溫度為600 ℃時,乙苯的平衡轉化率較大,苯乙烯的選擇性較高。 (3)①CO2與H2反應,H2濃度減小,使乙苯脫氫反應的化學平衡右移,正確;②不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗,正
33、確;③CO2能與碳反應,生成CO,減少積炭,正確;④充分利用CO2資源,正確。故選①②③④。 答案 (1)p或 (2)①正反應方向氣體分子數增加,加入水蒸氣稀釋,相當于起減壓的效果 ②600 ℃,乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低,反應速率慢,轉化率低;溫度過高,選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活,且能耗大 (3)①②③④ [兩年經典高考真題] 1.D [對于一個給定化學反應,化學平衡常數與溫度有關。] 2.C [A項,0至5 min內,v(M)==1×10-3mol·(L·min)-1,v(N)=v(M)=1×10-3mol·(L·min)-1,A項錯誤;B項,根據“
34、三段式”: X(g)?。(g)M(g)?。(g) 初始(mol·L-1) 0.010 0.040 0 0 轉化(mol·L-1) 0.008 0.008 0.008 0.008 平衡(mol·L-1) 0.002 0.032 0.008 0.008 K==1,B項錯誤; 實驗③,根據“三段式”得: X(g)?。(g)M(g)?。(g) 初始(mol·L-1) 0.020 0.030 0 0 轉化(mol·L-1) x x x x 平衡(mol·L-1) 0.020-x
35、 0.030-x x x 根據溫度不變,K不變可得 =1,x=0.012 X的轉化率=×100%=60%,C項正確; 由實驗①②中數據可知該反應為放熱反應,900 ℃時的平衡常數應小于800 ℃時的平衡常數,假設實驗④中K=1,則 =1 b=0.06 綜上所述,900 ℃達到平衡時b<0.06,D錯誤。] 3.解析 (1)由題意知,升溫時混合氣體的顏色變深,則c(NO2)增大,平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反應方向移動,則說明正反應為吸熱反應,即ΔH>0。由圖中數據可知,v(N2O4)==0.001 0 mol·L-1·s-1,K1===0.36 mol·L-
36、1。 (2)c(N2O4)減小,說明平衡向正反應方向移動,根據勒夏特列原理,應該是溫度升高,即T>100 ℃,由v(N2O4)計算出建立新平衡過程中c(N2O4)減小值,再計算出新平衡時c(N2O4)、c(NO2),代入K的表達式中計算求得K2。 (3)因為N2O4(g)2NO2(g)的逆反應是氣體分子數減小的反應,所以增大壓強,平衡向逆反應方向移動。 答案 (1)大于 0.001 0 0.36 mol·L-1 (2)a.大于 反應正方向吸熱,反應向吸熱方向進行,故溫度升高 b.平衡時,c(N2O4)=0.040 mol·L-1-0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s=
37、0.020 mol·L-1 c(NO2)=0.120 mol·L-1+0.002 0 mol·L-1·s-1×10 s×2=0.16 mol·L-1 K2==≈1.3 mol·L-1 (3)逆反應 對氣體分子數增大的反應,增大壓強平衡向逆反應方向移動 4.解析 (1)由“三段式”法可得: K=== mol3·L-3。 (2)根據反應的平衡常數表達式K===0.25,故n(CO2)∶n(CO)=1∶4,即n(CO)∶n(CO2)=4∶1。 ② FeO(s)+ CO(g) Fe(s)+CO2(g) 起始量/mol 0.02 x 0 0 變化量/mol 0
38、.02×50% 0.01 0.01 0.01 平衡量/mol 0.01 x-0.01 0.01 0.01 由①知=,解得x=0.05 (3)①觀察題給的三個方程式可知,題目所求的方程式可由(Ⅰ)×2-(Ⅱ)得到,故該反應的平衡常數K=。 ②由題給數據可知Δn(ClNO)=7.5×10-3 mol·L-1·min-1×10 min×2 L=0.15 mol。 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) 起始物質的量/mol 0.2 0.1 0 0.15 0.075 0.15 平衡時物質的量/mol 0.05
39、 0.025 0.15 故n(Cl2)=0.025 mol;NO的轉化率α1=×100%=75%。 因該反應是氣體分子數減小的反應,故其他條件保持不變,由恒容條件(2 L)改為恒壓條件,平衡正向移動,NO的轉化率增大,即α2>α1;平衡常數只是溫度的函數,故由恒容條件改為恒壓條件時平衡常數不變;要使平衡常數減小,平衡應逆向移動,因為反應(Ⅱ)是放熱反應,故應升高溫度。 答案 (1) mol3·L-3 (2)①4∶1?、?.05 (3)①?、?.5×10-2 75% > 不變 升高溫度 5.解析 (1)要提高A的轉化率,實際就是使平衡正向移動,根據方程式的特點正反應為氣體物質的量增大
40、的反應,且為吸熱反應,可確定采取的措施。 (2)由阿伏加德羅定律推論可知,在恒溫、恒容條件下,壓強與物質的量成正比,將壓強變化轉化為物質的量變化,從而解決壓強與轉化率的關系。 A(g) B(g)+C(g) 1 0 0 a a a 1-a a a 所以=,解得a=(-1) mol。 α(A)=(-1)×100% 平衡時A的轉化率=(-1)×100%≈94.1%。 (3)①與(2)思路相似,應用阿伏加德羅定律推論=,得n總=0.10×。 由方程式特點,應用差量法可知,反應過程增加的氣
41、體的物質的量,恰好等于反應的A的物質的量。 即:0.1-n(A)=n(總)-0.1 解得n(A)=0.2-0.1× ②從上表讀出4 h時p=7.31 計算得n(A)=0.2-0.1×≈0.051 依據此表中相鄰兩數據的差,即可得出規(guī)律。 答案 (1)升高溫度、降低壓強 (2)(-1)×100% 94.1% A(g) B(g) ?。 (g) 0.10 0 0 0.10×(1-94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1% K==1.5 (3)①0.10× 0.10×(2-)?、?.051 達到平衡前每間隔4 h,c(A)減少約一半 0.013
42、 【兩年模擬試題精練】 1.B [能自發(fā)進行的反應并不一定能迅速發(fā)生,A項錯誤;應將焓變和熵變二者綜合起來即利用復合判據進行反應自發(fā)性的判斷,C項錯誤;D項中使用催化劑能改變反應的活化能,但不能改變反應進行的方向,錯誤。] 2.D [反應自發(fā)進行的前提條件是反應的ΔH-TΔS<0,溫度的變化可能使ΔH-TΔS的符號發(fā)生變化。 對于A項,ΔH>0,ΔS<0,在任何溫度下,ΔH-TΔS>0,即任何溫度下,反應都不能自發(fā)進行;對于B項,ΔH<0,ΔS<0,在較低溫度下,ΔH-TΔS<0,即反應溫度不能過高;對于C項,ΔH>0,ΔS>0,若使反應自發(fā)進行,即ΔH-TΔS<0,必須提高溫度,即反
43、應只有在較高溫度時能自發(fā)進行;對于D項,ΔH<0,ΔS>0,在任何溫度下,ΔH-TΔS<0,即在任何溫度下反應均能自發(fā)進行。] 設平衡時氣體總的物質的量濃度為x mol/L,根據壓強之比等于物質的量之比可得:==,即=,可知x=2.4,從而可知C為固體或液體,D為氣體。故化學平衡常數的表達式為K=,①錯誤;B的轉化率為×100%=40%,②錯誤;該反應是一個反應后氣體分子數減小的反應,增大壓強,平衡向右移動,平衡常數只與溫度有關,溫度不變平衡常數不變,③正確;由于C為固體或液體,所以增加C的量,平衡不發(fā)生移動,A、B的轉化率不變,④正確。] 4.B [化學平衡常數的表達式中不能出現固體
44、或純液體,而物質C是固體,A錯誤;根據化學方程式可知,平衡時B減少的物質的量是1.6 mol×0.5=0.8 mol,故B的平衡轉化率為40%,B正確;化學平衡常數只與溫度有關,增大壓強時化學平衡常數不變,C錯誤;增加B的量,平衡向正反應方向移動,A的轉化率增大,而B的轉化率減小,D錯誤。] 5.C [反應達到平衡時,X的轉化率=×100%=80%,A項正確;B項,從表中數據可推出其反應物質的化學計量數比例為0.4∶0.5∶0.4∶0.6=4∶5∶4∶6,B項正確;C項,增大壓強其平衡常數不變,但該反應為氣體體積增大的反應,所以增大壓強時平衡向逆反應方向移動,C項錯誤;平衡常數只與溫度有關,
45、D項正確。] 6.B [在書寫平衡常數表達式時,純固體不能出現在平衡常數表達式中,A錯誤;由于反應③=反應①-反應②,因此平衡常數K=,B正確;反應③中,溫度升高,H2的濃度減小,則平衡左移,即逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應,因此ΔH<0,C錯誤;對于反應③,在恒溫恒容下,增大壓強,如充入稀有氣體,則平衡不移動,H2的濃度不變,D錯誤。] 7.D [選項A,若生成1 mol Fe,則根據熱化學方程式可知,吸收的熱量為a kJ;選項B,升高溫度,平衡正向移動;選項C,反應前后氣體分子數不變,任何時刻壓強都不變;選項D,根據K==0.263可知,若c(CO)=0.100 mol·L-1,可
46、得c(CO2)=0.026 3 mol·L-1。] 8.B [選項A,平衡常數只與溫度相關,甲、乙容器中反應的K值應相等;選項B,甲容器中平衡時生成0.32 mol SO3,剩下SO2、O2均為0.08 mol,由于容器的體積為2 L,平衡時c(SO3)=0.16 mol·L-1,c(SO2)=c(O2)=0.04 mol·L-1,故K==400 mol-1·L;選項C,丙容器相當于在甲容器的基礎上增大壓強,平衡向正反應方向移動,所以平衡時丙容器中c(SO3)大于甲中的2倍;選項D,乙容器相當于在甲容器的基礎上增加SO2的濃度,所以能提高O2的轉化率。] 9.C [對于給定反應,平衡常數只
47、是溫度的函數,溫度相同,平衡常數相同,A正確;由①中放出的熱量,可知參加反應的N2為0.25 mol,則有 NH3的體積分數為=。 因①和②建立的平衡為等效平衡,故B正確;②中N2轉化了0.15 mol,放出的熱量為92.6 kJ·mol-1×0.15 mol=13.89 kJ,C不正確;若容器①的體積為0.5 L,則體積增大,壓強減小,平衡向逆反應方向移動,則平衡時放出的熱量小于23.15 kJ,D正確。] 10.解析 (1)根據表格數據可知,反應溫度越高化學平衡常數越小,說明升溫平衡向逆反應方向移動,逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應。(2)其他條件不變,升高溫度平衡向吸
48、熱反應方向移動,即逆向移動。(3)830 ℃時,若Q 49、產率均比較大。②該反應是氣體體積減小的反應,增大壓強,平衡向正反應方向移動,CO2的轉化率和甲醇的產率均增大。③反應Ⅲ,消耗了CO2,減小了反應Ⅰ反應物的濃度,生成H2O,增大反應Ⅰ中生成物的濃度,使反應Ⅰ向逆反應方向移動。(3)①由(1)可知該反應是吸熱反應,升高溫度,平衡向正反應方向移動,K值增大。②溫度不變,平衡常數不變。Qc===0.6
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