2020届高考化学一轮复习化学反应进行的方向与限度作业 15页

课练 22 化学反应进行的方向与限度 小题狂练○22 1．[2019·商丘模拟]过程的自发性的作用是( ) A．判断过程的方向 B．确定过程是否一定会发生 C．判断过程发生的速率 D．判断过程的热效应 答案：A 解析：化学反应的自发性只能判断过程进行的方向，不能判断过程热效应，不能判断是 否会发生和过程发生的速率。 2．[2019·武汉月考]某化学反应的ΔH＝－122 kJ·mol－1，ΔS＝231 J·mol－1·K－1，则此反 应在下列哪种情况下可自发进行( ) A．在任何温度下都能自发进行 B．在任何温度下都不能自发进行 C．仅在高温下自发进行 D．仅在低温下自发进行 答案：A 解析：反应自发进行需要满足ΔH－TΔS<0，依据题干条件计算，ΔH－TΔS＝－122 kJ·mol －1－T×231×10－3 kJ·mol－1·K－1<0，所以该反应在任何温度下都能自发进行，故选 A。 3．在恒温恒容密闭容器中发生反应：X(s)＋2Y(g) M(g)＋G(g) ΔH。下列情况表明 反应达到平衡状态的是( ) A．容器内气体压强不再改变 B．容器内气体密度不再改变 C．反应热ΔH 不再改变 D．X 的浓度不再改变 答案：B 解析：观察反应知，X 是固态。A 项，该反应是等气体分子数反应，气体压强始终不变， 故不能判断反应是否达到平衡状态；B 项，正反应是气体质量增大体积不变的反应，故气体 密度由小到大，当气体密度不变时可说明反应已达到平衡状态；C 项，反应热只与化学计量 数有关，与转化率无关，不能判断反应是否达到平衡状态；D 项，X 为固体，X 的浓度始终 不变，不能判断反应是否达到平衡状态。 4．[2019·辽宁丹东五校联考]在恒温下体积恒定的密闭容器中有可逆反应：2NO(g)＋ O2(g) 2NO2(g)(正反应为放热反应)，不能说明反应已达到平衡状态的是( ) A．正反应生成 NO2 的速率和逆反应生成 O2 的速率相等 B．反应器中压强不随时间变化而变化 C．混合气体颜色深浅保持不变 D．混合气体平均相对分子质量保持不变 答案：A 解析：达到平衡状态时，正反应生成 NO2 的速率是逆反应生成 O2 速率的 2 倍，并非相 等，A 符合题意。该反应前后气体分子总数不相等，反应过程中气体压强不断变化，若反应 容器中压强不随时间变化而变化，则达到平衡状态，B 不符合题意。NO2 是红棕色气体，其 他气体均无色，若混合气体颜色深浅保持不变，则 c(NO2)不变，该反应达到平衡状态，C 不符合题意。反应前后气体的质量不变，总物质的量不相等，则平均相对分子质量不断变化， 若混合气体平均相对分子质量保持不变，则该反应达到平衡状态，D 不符合题意。 5．[2019·南昌质检]碳酸氢铵在室温下能自发进行分解反应，下列说法正确的是( ) A．碳酸氢铵分解是因为外界给予能量 B．碳酸盐都不稳定，都能自发分解 C．碳酸氢铵分解是熵增反应 D．碳酸氢铵分解是熵增反应，所以能自发分解 答案：C 解析：碳酸氢铵在室温下分解，说明分解温度低，不需要外界给予能量，A 项错误；不 能根据碳酸氢铵类推所有碳酸盐，如碳酸钠、碳酸钾等都能稳定存在，B 项错误；碳酸氢铵 分解生成二氧化碳、氨气，是熵增反应，C 项正确；熵变不是判断反应能否自发进行的唯一 因素，应根据ΔH－TΔS 的值进行判断反应能否自发进行，D 项错误。 6．在恒容密闭容器中进行如下反应 X(g)＋Y(g) 2Z(g)＋W(？)。下列情况能表明该 可逆反应一定达到平衡状态的是( ) A．混合气体平均相对分子质量不变 B．混合气体密度不变 C．混合气体压强不变 D．Z 的消耗速率等于 X 的生成速率的 2 倍 答案：A 解析：可逆反应中 W 的状态不确定，W 可能是气态、非气态。A 项，若 W 为固态或液 态，则混合气体质量发生变化，气体分子数不变；若 W 为气态，则气体质量不变，气体分 子数发生变化，则气体平均相对分子质量不变时达到平衡状态，正确；B 项，若 W 为气体 时，总质量不变，气体密度不变，错误；若 W 为液态或固态时，气体总物质的量不变，气 体压强不变，错误；D 项，Z 的消耗速率始终等于 X 的生成速率的 2 倍，错误。 7．[2019·北京石景山模拟]在某恒容密闭容器中进行如下可逆反应：2M(g)＋N(g) W ＋2Q(g) ΔH<0，下列图像正确且能表示该可逆反应达到平衡状态的是( ) 答案：D 解析：A 项，W 的状态不确定，若 W 为固态或液态时，气体密度由大到小，图像错误； 若 W 为气态，则在恒容容器中， 气体密度始终不变，图像错误。B 项，W 的状态不确定， 所以气体相对分子质量变化情况不确定，错误。C 项，反应热只与具体反应中各物质的化学 计量数有关，与是否平衡无关。反应热始终不变，不能作为化学平衡状态的判断依据。D 项， 无论 W 是否是气体，产物 Q 的体积分数均由小到大，当 Q 的体积分数不变时，表明达到平 衡状态，D 项正确。 8．[2019·安阳模拟]下列有关化学反应的方向及其判据的说法正确的是( ) A．非自发反应就是不可能发生的反应，自发反应就是能较快进行的反应 B．高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应 C．由焓变和熵变组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程(温度、压强一定条件下) D．反应 NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在低温下能自发进行，说明该反应的ΔH>0 答案：C 解析：自发进行与反应快慢无关，A 项错误；在高温高压下石墨转化成金刚石是非自发 性反应，B 项错误；复合判据既考虑了焓变，又考虑了熵变，C 项正确；合成氯化铵的反应 是熵减反应，只有焓减反应才能自发进行，故它的焓变小于 0，D 项错误。 9．[2019·浙江新高考联盟联考]一定条件下，在体积恒定的密闭容器中发生反应：N2(g) ＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)，下列说法正确的是( ) A．升高温度，逆反应速率减小 B．当混合气体的密度不再发生变化时，说明反应达到平衡状态 C．达到平衡时反应放出的热量可达 Q kJ D．达到平衡时，v(N2)＝3v(H2) 答案：C 解析：升高温度，反应混合物中活化分子数目及活化分子百分数均增大，故正、逆反应 速率均增大，A 错误。体积恒定的密闭容器中，反应物及生成物均为气体，混合气体的密度 始终不变，不能据此判断是否达到平衡状态，B 错误。题目中未指明 N2 和 H2 的物质的量， 若起始 N2 和 H2 的物质的量分别大于 1 mol 和 3 mol，则达到平衡时放出的热量可达到 Q kJ， C 正确。达到平衡时，N2、H2 的反应速率之比等于其化学计量数之比，则有 3v(N2)＝v(H2)， D 错误。 10．在恒容密闭容器中充入 2 mol SO2 和 2 mol NO2 发生反应：SO2(g)＋NO2(g) NO(g) ＋SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1，达到平衡状态时，下列说法不正确的是( ) A．气体密度保持不变 B．气体总压强始终不变 C．SO2 和 SO3 共 2 mol D．放出 Q kJ 热量 答案：D 解析：该反应是可逆反应，生成 NO 的物质的量不一定是 1 mol，放出热量不一定是 Q kJ。 11．下列判断不正确的是( ) A．4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)能自发进行，则它是焓增反应 B．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是焓减反应，它在较低温度下能自发进行 C．Na 与 H2O 的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行 D．Br2(l)＋H2(g)===2HBr(g)是焓减、熵增反应，该反应能自发进行 答案：A 解析：A 项，该反应是熵减反应，能自发进行，说明ΔH－TΔS<0，即该反应是焓减反 应，错误；B 项，该反应是气体分子数减小的反应，熵小于 0，所以，该反应在较低温度下 能自发进行，正确；C 项，由ΔH－TΔS<0 可知，该反应能自发进行，正确；D 项，该反应 能自发进行，正确。 12．[2019·浙江模拟]已知：X(g)＋2Y(g) 3Z(g) ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)。下列说法 不正确的是( ) A．0.1 mol X 和 0.2 mol Y 充分反应生成 Z 的物质的量一定小于 0.3 mol B．达到化学平衡状态时，X、Y、Z 的浓度不再发生变化 C．达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可达 a kJ D．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小 答案：D 解析：该反应是可逆反应，0.1 mol X 和 0.2 mol Y 充分反应不可能完全转化为 Z，故生 成 Z 的量一定小于 0.3 mol，A 正确；达到化学平衡状态时，反应混合物中各物质的浓度保 持不变，即 X、Y、Z 的浓度不再发生变化，B 正确；若使起始 X、Y 的物质的量分别大于 1 mol 和 2 mol，达到化学平衡状态时，反应可能生成 3 mol Z，则反应放出的总热量可达 a kJ， C 正确；升高温度，活化分子数及活化分子百分数均增大，正、逆反应速率均增大，D 错误。 13．[2019·黑龙江哈尔滨三中调研]下列说法中不正确的是( ) A．SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)只能在高温下自发进行，则该反应的ΔH>0 B．3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)在常温下不能自发进行，说明该反应的ΔH>0 C．BaSO4(s)＋4C(s)===BaS(s)＋4CO(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0 D．常温下，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)能够自发进行，则该反应的ΔH<0 答案：C 解析：该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应只有在高温下自发进行，说明在低温时 ΔH－TΔS>0，则该反应的ΔH>0，A 正确；该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应在常温下 不能自发进行，说明常温时ΔH－TΔS>0，即反应的ΔH>0，B 正确；该反应为熵增反应，则 有ΔS>0；该反应室温下不能自发进行，说明室温时ΔH－TΔS>0，即反应的ΔH>0，C 错误； 该反应为熵减反应，则有ΔS<0；该反应常温下能自发进行，说明常温时ΔH－TΔS<0，即反 应的ΔH<0，D 正确。 14．[2015·天津卷]下列说法不正确的是( ) A．Na 与 H2O 的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行 B．饱和 Na2SO4 溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀，但原理不同 C．FeCl3 和 MnO2 均可加快 H2O2 分解，同等条件下二者对 H2O2 分解速率的改变相同 D．Mg(OH)2 固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，该固体可 溶于 NH4Cl 溶液 答案：C 解析：钠与水反应有气体生成，是熵增的放热反应，所以反应能自发进行，A 项正确； 饱和硫酸钠溶液使蛋白质溶液产生沉淀发生的是蛋白质的盐析，而浓硝酸使蛋白质溶液产生 沉淀发生的是蛋白质的变性，二者原理不同，B 项正确；FeCl3 和 MnO2 都能催化 H2O2 分解， 但催化剂具有选择性，二者的催化效率肯定不相同，C 项错误；Mg(OH)2 固体能溶于 NH4Cl 溶液中，是由于 NH4Cl 水解溶液显酸性，且发生了反应：NH＋ 4 ＋OH－===NH3·H2O 使沉淀溶 解平衡正向移动，D 项正确。 15 ． 工 业 上 ， 用 硅 酸 锂 吸 收 CO2 ， 在 某 温 度 T 下 发 生 化 学 反 应 ： Li4SiO4(s) ＋ 2CO2(g) 2Li2CO3(s)＋SiO2(s) ΔH<0。下列说法正确的是( ) A．升高温度，平衡常数增大 B．当二氧化硅浓度不再变化时，反应达到平衡状态 C．一定温度下，加压能促进硅酸锂对 CO2 的吸收 D．一定温度下，平衡后缩小体积，CO2 的平衡浓度增大 答案：C 解析：A 项，正反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，错误；B 项，二氧化硅是 固体，其浓度为常数，不能作为判断平衡状态标准，错误；C 项，一定温度时，加压可以增 大 CO2 浓度，反应向右进行并提高反应速率，正确；D 项，该反应只有一种气体，温度不 变，平衡常数不变，故平衡时 CO2 的浓度不变，错误。 16．甲醇(CH3OH)是绿色能源。工业上合成原理：2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)。一定 温度下，在 1 L 恒容密闭容器中充入 H2 和一定量的 CO，CH3OH 的体积分数与反应物投料 比的关系如图所示。 下列说法正确的是( ) A．当混合气体的密度保持不变时反应达到平衡 B．图像四个点中，d 点处 CH3OH 的物质的量最大 C．图像四个点中，只有 c 点表示达到平衡状态 D．图像中 c 点到 d 点，平衡向正反应方向移动 答案：D 解析：A 项，反应前后的物质均是气体，且混合气体的总质量不变，又因为是恒容容器， 故气体密度始终不变，不正确；B 项，达到平衡，d 点相当于 c 点平衡后，再增加氢气的浓 度，平衡向正方向移动，CO 的平衡转化率增大，CH3OH 的物质的量最大，错误；C 项，曲 线上的每个点都是不同反应物投料比下的平衡点，错误；D 项，相当于 c 点达到平衡后，继 续增大 H2 的物质的量，平衡向右移动，正确。 17．CO 是一种重要化工原料，镍是有机化学的重要催化剂。 Ⅰ.镍能与 CO 反应，化学方程式如下： Ni(s)＋4CO(g) 50～80 ℃ 180～200 ℃ Ni(CO)4(g) ΔH (1)ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。 (2)工业上，利用密闭石英管提纯粗镍。在密闭石英管内充满 CO，在________放置粗镍 (填“高温区”或“低温区”)，在另一区域收集纯镍粉。 (3)吸烟时，烟草燃烧生成的 CO 会与烟草中微量的 Ni 在肺部发生该反应，生成容易进 入血液的 Ni(CO)4，随着 CO 与血红蛋白的结合，在血液中不断积累重金属镍单质，使人体 中毒。用化学平衡原理解释“镍积累”：______________________________________。 (4)镍与 CO 反应会造成镍催化剂中毒。为了防止镍催化剂中毒，工业上常用 SO2 除去 CO。 已知有关能量变化关系如图所示。 写出用 SO2 除去 CO 的热化学方程式：____________________。 Ⅱ.工业上用一氧化碳制取氢气的反应为 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，420 ℃时， 该反应的平衡常数 K 为 9.0。在 2 L 的密闭容器中充入 CO 和 H2O 的物质的量都是 0.6 mol,5 min 末达到平衡，则此时 CO 的转化率为________，生成 H2 的平均速率为________。 答案： Ⅰ.(1)< (2)低温区 (3)Ni(CO)4 进入血液后，CO 与血红蛋白结合，平衡左移，镍在人体中积累 (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)在较低温度下有利于合成四羰基合镍，在高温下四羰基合镍分解，说明正 反应是放热反应。(2)利用平衡移动原理提纯镍：粗镍中含有不反应且难挥发的杂质，将粗 镍放在低温区，使镍与 CO 化合成气态四羰基合镍，将难挥发的杂质残留在低温区。在高温 区，四羰基合镍蒸气分解，纯镍留在高温区。(3)CO 与血红蛋白结合能力很强，使平衡向左 移动，产生的镍逐渐增多。(4)根据图像写出热化学方程式： ①S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－a kJ·mol－1 ②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－b kJ·mol－1 根据盖斯定理，②－①得：SO2(g)＋2CO(g)===S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－(b－a)kJ·mol－1。 Ⅱ.设平衡时 CO 的浓度减小量为 x mol·L－1，则 COg＋H2Og CO2g＋H2g 起始浓度/ mol·L－1 0.3 0.3 0 0 转化浓度/ mol·L－1 x x x x 平衡浓度/ mol·L－1 0.3－x 0.3－x x x K＝ x2 0.3－x2 ＝9.0，x＝0.225 CO 的转化率为0.225 mol·L－1 0.3 mol·L－1 ×100%＝75%， v(H2)＝0.225 mol·L－1 5 min ＝0.045 mol·L－1·min－1。 课时测评○22 1.[2019·德阳诊断]已知反应 2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH 为正值，ΔS 为负值。设ΔH 和 ΔS 不随温度而变，下列说法正确的是( ) A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行 C．任何温度下都能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行 答案：D 解析：反应 2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH 为正值，ΔS 为负值，则ΔH－TΔS>0，反应不 能自发进行，故选 D。 2．[2019·江西联考]一定温度下，可逆反应 2NO2 2NO＋O2 在恒容密闭容器中进行， 达到平衡状态的标志是( ) ①单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO2；②单位时间内生成 n mol O2 的同 时生成 2n mol NO；③混合气体的密度不再改变；④混合气体的颜色不再改变；⑤密闭容器 中压强不再改变；⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变。 A．②③⑤⑥ B．①④⑤⑥ C．①③④⑥ D．全部 答案：B 解析：单位时间内生成 n mol O2，同时生成 2n mol NO2，说明 v 正＝v 逆，达到平衡状态， ①正确；无论反应是否达到平衡状态，反应速率之比等于化学计量数之比，②错误；容器体 积不变，气体质量不变，所以密度始终不变，密度不变不能判断反应是否达到平衡，③错误； 混合气体的颜色不再改变，说明 NO2 气体的浓度不变，达到平衡状态，④正确；反应前后 气体的化学计量数之和不相等，当达到平衡时，气体的压强不变，⑤正确；反应前后气体的 化学计量数之和不相等，当达到平衡时，气体的物质的量不变，则混合气体的平均摩尔质量 不再改变，⑥正确。 3．[2019·唐山质检]已知碳酸钡分解反应：(Ⅰ)BaCO3(s)===BaO(s)＋CO2(g) ΔH1 仅在 高温下能自发进行；高锰酸钾分解：(Ⅱ)2KMnO4(s)===K2MnO4(s)＋MnO2(s)＋O2(g) ΔH2 在任何温度下都能自发进行。下列焓变判断正确的是( ) 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：反应(Ⅰ)是熵增反应(ΔS>0)，仅在高温下自发进行，由ΔH1－TΔS<0，知ΔH1>0。 反应(Ⅱ)是熵增反应，在任何温度下都自发进行，该反应是焓减反应，即ΔH2<0。 4．在一个密闭容器中进行如下反应：2X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，反应过程中某一时刻 X2、Y2、Z 的浓度分别为 0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，下列 数据可能合理的是( ) A．Z 的浓度为 0.4 mol·L－1 B．X2、Z 的浓度均为 0.15 mol·L－1 C．X2 的浓度为 0.4 mol·L－1 D．X2 与 Z 的浓度之和为 0.4 mol·L－1 答案：D 解析：反应若正向进行到底，Z 的浓度才为 0.4 mol·L－1，根据可逆反应特点，A 错；B 项不符合质量守恒定律；反应若逆向进行到底，X2 的浓度才为 0.4 mol·L－1，根据可逆反应 特点，C 错。 5．[2019·桂林模拟]对可逆反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，下 列叙述正确的是( ) A．达到化学平衡时，若增加容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大 B．若单位时间内生成 x mol N2，消耗 2x mol NH3，则反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，2v 正(H2)＝3v 逆(NH3) D．加入催化剂，正反应速率增大，逆反应速率不变 答案：C 解析：达到平衡时，减小压强，正、逆反应速率都减小，A 项错误；生成 N2 和消耗 NH3 的反应方向相同，不能判断反应是否达到平衡，B 项错误；H2、NH3 的正反应速率之比为 3:2，所以，NH3 的正、逆反应速率相等，反应达到平衡，C 项正确；加入催化剂，正、逆 反应速率都会增大，D 项错误。 6．下列有关叙述中正确的是( ) 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A M(s)=== X(g)＋Y(s) ΔH>0 它是非自发反应 B W(s)＋xG(g) ===2Q(g) ΔH<0，自发反应 x 可能等于 1、2、3 C 4X(g)＋5Y(g)=== 4W(g)＋6G(g) 能自发反应 ΔH 一定小于 0 D 4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s) 常温下，自发进行 ΔH>0 答案：B 解析：该反应中固体分解生成气体和固体，则该反应熵增加，且为吸热反应，则有ΔH>0， ΔS>0，当温度升高时，使ΔH－TΔS<0，该反应能自发进行，A 错误；该反应的ΔH<0，若为 熵增加反应，任何温度下都能自发进行；若为熵减反应，在低温下能自发进行，故 x 可能等 于 1、2 或 3，B 正确；该反应为熵增反应，即ΔS>0，当ΔH<0 时，在任何温度下均能自发进 行，当ΔH>0 时，高温下可自发进行，C 错误；该反应为熵减反应，常温下能自发进行，说 明该反应一定是放热反应，则有ΔH<0，D 错误。 7．[2019·四川乐山调研]在 T ℃时，将一定量 A 加入到体积为 2 L 的某密闭容器中，发 生反应 2A(g) B(g)＋C(g) ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)。反应在第 15 min 时达到平衡，反应 过程中cB cA 与时间 t 有如图所示关系，若测得第 15 min 时，c(B)＝0.8 mol·L－1，下列结论正 确的是( ) A．反应达到平衡时，A 的转化率为 80% B．A 的初始物质的量为 2 mol C．反应达到平衡时，放出的热量为 2a kJ D．15 min 时，v 正＝v 逆＝0 答案：A 解析：第 15 min 时 c(B)＝0.8 mol·L－1，则有 n(B)＝0.8 mol·L－1×2 L＝1.6 mol；由图可 知，此时cB cA ＝2，则有 n(A)＝1 2n(B)＝0.8 mol；生成 1.6 mol B 时，消耗 3.2 mol A，则 A 的 平衡转化率为 3.2 mol 3.2 mol＋0.8 mol ×100%＝80%，A 正确。A 的初始物质的量为 3.2 mol＋0.8 mol ＝4 mol，B 错误。生成 1 mol B 时放出 a kJ 热量，则达到平衡时放出的热量为 1.6a kJ，C 错误。第 15 min 时，该反应达到平衡状态，此时正、逆反应速率相等，但不等于 0，D 错误。 8．[2019·山东菏泽一中第二次月考]将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容 器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡： NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表： 温度/℃ 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡气体总浓度/(×10－3 mol·L－1) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4 (1)该反应的焓变ΔH________0，熵变ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)。 (2)可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是________(填序号)。 A．2v 正(NH3)＝v 逆(CO2) B．密闭容器中总压强不变 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中氨气的体积分数不变 (3)根据表中数据计算，在 25.0 ℃时，反应 2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s)的平衡 常数 K＝________。 (4)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在 25 ℃下达到平衡 状态。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量________(填“增大”“减小”或 “不变”)。 答案：(1)> > (2)BC (3)6.1×107 (4)增大 解析： (1)分析表中数据可知，温度升高，平衡气体总浓度增大，说明平衡正向移动，该反应 为吸热反应，则有ΔH>0；该反应是气体体积增大的反应，则有ΔS>0。 (2)达到平衡时，正、逆反应速率相等，则有 v 正(NH3)＝2v 逆(CO2)，A 项不符合题意； 因为反应前后气体分子数不相等，未达到平衡前压强一直在变，所以总压强不变时，说明反 应达到平衡，B 项符合题意；反应未达到平衡前，气体质量一直在变，而容器容积不变，依 ρ＝m V 可知，混合气体的密度也在变，所以混合气体的密度不变时，说明反应达到平衡，C 项符合题意；反应产物中 NH3 和 CO2 的物质的量之比始终为 2:1，密闭容器中氨气的体积分 数始终不变，D 项不符合题意。 (3)由表中数据可知，在 25.0 ℃时，平衡气体的总浓度为 4.8×10－3 mol·L－1，则有 c(NH3) ＝3.2 ×10－3 mol·L－1，c(CO2)＝1.6×10－3 mol·L－1，反应 2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s) 的平衡常数 K＝ 1 3.2×10－32×1.6×10－3 ≈6.1×107。 (4)在恒温条件下压缩容器体积，平衡逆向移动，氨基甲酸铵固体的质量增大。 9．[2019·广东深圳四校联考]工业上采用高温活性炭催化 CO 与 Cl2 合成光气(COCl2)。 (1)COCl2 中的原子最外层都达到 8 电子稳定结构，光气分子的电子式为________。 (2) 工 业 上 利 用 天 然 气 (CH4) 与 CO2 进 行 高 温 重 整 制 备 CO 的 反 应 为 CH4(g) ＋ CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.3 kJ·mol－1。 已知：C—H、C≡O、H—H 键的键能依次为 413 kJ·mol－1、1 076 kJ·mol－1、436 kJ·mol －1，则 C===O 键的键能为________kJ·mol－1。 (3)光气为窒息性毒剂，极易水解生成氯化氢，泄漏后可用水雾吸收，化学方程式为 ________________________________________________。 (4)某温度下，在 2 L 恒容密闭容器中充入 2 mol CO(g)、2 mol Cl2(g)和适量的活性炭， 发生反应 Cl2(g)＋CO(g) COCl2(g) ΔH＝－108 kJ·mol－1，测得在混合气中 COCl2 的体积 分数φ(COCl2)和时间 t 的关系如图曲线Ⅰ所示。 ①下列情况不能表明该反应达到平衡状态的是________。 A．CO 的体积分数不改变 B．Cl2 的消耗速率与 COCl2 的生成速率相等 C．体系中cCO cCl2 不改变 D．混合气体的平均相对分子质量不再变化 ②按曲线Ⅰ，平衡常数 K＝________。A 点时，向容器中加入等物质的量的 CO 和 Cl2， 再次达到平衡时，光气的体积分数会________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③曲线Ⅱ相对曲线Ⅰ改变的条件可能是________。 A．恒容通入“惰性气体” B．通入适量 CO C．增大压强 D．升高温度 答案： (1) (2)809.65 (3)COCl2＋H2O===2HCl＋CO2 (4)①BC ②12 增大 ③D 解析： (1)COCl2 中的原子最外层都达到 8 电子稳定结构，其结构式为 ，电子式为 。 (2)根据反应热与键能的关系可知，反应 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)光气(COCl2)极易水解生成 HCl，根据原子守恒推知还生成 CO2，化学方程式为 COCl2 ＋H2O===2HCl＋CO2。 (4)①CO 的体积分数不改变，该反应达到平衡状态，A 不符合题意；Cl2 的消耗速率与 COCl2 的生成速率均表示正反应速率，二者相等，不能判断是否达到平衡状态，B 符合题意； CO 和 Cl2 都是反应物，起始时 cCO)＝c(Cl2)，且二者化学计量数相等，则体系中cCO cCl2 始终 不变，C 符合题意；混合气体的平均相对分子质量不变，则气体的总物质的量不变，该反应 达到平衡状态，D 不符合题意。 ②曲线Ⅰ达到平衡时φ(COCl2)＝0.60，起始充入 2 mol CO(g)、2 mol Cl2(g)，容器的容积 为 2 L，有 Cl2g＋COg COCl2g 起始浓度/mol·L－1 1 1 0 转化浓度/mol·L－1 x x x 平衡浓度/mol·L－1 1－x 1－x x 则有φ(COCl2)＝ x 2－x ＝0.60，解得 x＝0.75，故该反应的平衡常数 K＝ cCOCl2 cCl2·cCO ＝ 0.75 0.25×0.25 ＝12。A 点处于平衡状态，向容器中加入等物质的量的 CO 和 Cl2，平衡正向移动， 光气的体积分数增大。 ③反应 Cl2(g)＋CO(g) COCl2(g)的正反应是气体总分子数减少的放热反应。曲线Ⅱ 与曲线Ⅰ相比，达到平衡的时间缩短，则曲线Ⅱ的反应速率快；曲线Ⅱ达到平衡时φ(COCl2) 比曲线Ⅰ小，说明曲线Ⅱ表示的反应正向进行的程度小于曲线Ⅰ，综合分析可知，改变的条 件可能是升高温度。 10．[2019·安徽黄山八校联考](1)一定条件下，将 2 mol SO2 与 1 mol O2 置于恒容密闭容 器中发生反应 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，下列状态能说明该反应达到化学平衡的是 ________。 A．混合气体的密度保持不变 B．SO2 的转化率保持不变 C．SO2 和 O2 的物质的量之比保持不变 D．O2 的消耗速率和 SO3 的消耗速率相等 (2)已知反应 2NO(g) N2(g)＋O2(g) ΔH<0，在不同条件时 N2 的体积分数随时间(t) 的变化如图所示。根据图像可以判断曲线 R1、R2 对应的下列反应条件中不同的是________。 A．压强 B．温度 C．催化剂 (3)CO 和 H2 在一定条件下可以合成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0。现在 体积为 1 L 的恒容密闭容器(如图甲所示)中通入 1 mol CO 和 2 mol H2，测定不同时间、不同 温度(T/℃)下容器中 CO 的物质的量，如下表： 0 min 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 请回答： ①T1__________( 填 “>” 或 “<” 或 “ ＝ ”)T2 ， 理 由 是 ____________________________________________。已知 T2 ℃时，第 20 min 时容器内压强 不再改变，此时 H2 的转化率为________，该温度下的化学平衡常数为________。 ②若将 1 mol CO 和 2 mol H2 通入原体积为 1 L 的恒压密闭容器(如图乙所示)中，在 T2 ℃ 下达到平衡，此时反应的平衡常数为________；若再向容器中通入 1 mol CH3OH(g)，重新 达到平衡后，CH3OH(g)在体系中的百分含量________(填“变大”或“变小”或“不变”)。 答案： (1)B (2)B (3)①< 相同时间内，T2 ℃时 CO 的变化量大于 T1 ℃时 CO 的变化量 50% 1.0 ②1.0 不变 解析： (1)SO2、O2 和 SO3 都是气体，恒容反应时混合气体的密度始终不变，A 错误。反应正向 进行，SO2 的转化率增大，反应逆向进行，SO2 的转化率减小，故 SO2 的转化率保持不变， 该反应达到平衡状态，B 正确。起始加入 SO2 和 O2 的物质的量之比为 2:1，与其化学计量数 之比相等，则二者的物质的量之比始终等于 2:1，C 错误。O2 的消耗速率与 SO3 的消耗速率 之比为 1:2，该反应达到平衡状态，D 错误。 (2)由图可知，曲线 R2 代表的反应比曲线 R1 代表的反应先达到平衡状态。A 项，若 R 表示压强，改变压强，平衡不移动，N2 的体积分数不变，与图像不符合。B 项，若 R 表示 温度，该反应的ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，N2 的体积分数减小，与图像符合。C 项， 若 R 表示催化剂，使用催化剂，只能改变反应速率，但平衡不移动，N2 的体积分数不变， 与图像不符合。 (3)①由表中数据可知，未达到平衡之前，相同时间内，T2 ℃时 CO 的变化量大于 T1 ℃ 时，则 T2 ℃时化学反应速率快，而温度越高，反应速率越快，故有 T1