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- 2021-07-06 发布
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化学平衡的移动和化学反应进行的方向
1.下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
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
解析 当ΔH<0,ΔS>0,反应在任何温度下均有ΔH-TΔS<0,故反应自发进行。A、C项中的ΔH>0,不符合要求;B项中的ΔS<0,不符合要求;D项中的ΔH<0,ΔS>0,符合要求。
答案 D
2.2AB(g) C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,则该反应的ΔH、ΔS应为( )
A.ΔH<0,ΔS>0 B.ΔH<0,ΔS<0
C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH>0,ΔS<0
解析 由反应方程式可看出反应后气体物质的量增加,ΔS>0。又由于反应能自发进行的前提是ΔH-TΔS<0,该反应在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,说明ΔH>0。
答案 C
3.已知反应X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.ΔH=E2-E1
B.更换高效催化剂,E3不变
C.恒压下充入一定量的氦气n(Z)减少
D.压缩容器,c(X)减小
解析 ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=E1-E2,故A项错误;更换高效催化剂,降低反应活化能,反应速率加快,该反应中(E3-E2)为活化能,E2为反应物的总能量,E2不变,活化能降低,则E3减小,故B项错误;恒压下充入一定量的氦气,容器体积增大,反应体系的分压减小,平衡向气体分子数增多的方向移动,则n(Z)减少,故C项正确;压缩容器体积,压强增大,平衡向右移动,n(X)减小。压缩容器,体积减小,各物质的浓度都增大,平衡移动只能减弱这种改变,而不能消除,故c(X)还是比原来大,故D项错误。
答案 C
4.如图是关于反应A2(g)+3B2(g) 2C(g) ΔH<0的平衡移动图象,影响平衡移动的原因是( )
A.升高温度,同时加压
B.降低温度,同时减压
C.增大反应物浓度,同时使用催化剂
D.增大反应物速度,同时减小生成物浓度
解析 升高温度,同时加压,正逆反应速率都增大,逆反应速率应在原速率的上方,故A项错误;降低温度,同时减压正逆反应速率都降低,正反应速率应在原速率的下方,故B项错误;增大反应浓度,同时使用催化剂,正逆反应速率都增大,逆反应速率应在原速率的上方,但正反应速率增大更多,平衡向正反应方向移动,故C项错误;增大反应物浓度,同时减小生成物浓度,瞬间正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动,图象符合,故D项正确。
答案 D
5.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH<0并达到平衡。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )
选项
改变条件
新平衡与原平衡比较
A.
升高温度
X的转化率变小
B.
增大压强(减小体积)
X的浓度变小
C.
充入一定量Y
Y的转化率增大
D.
使用适当催化剂
X的体积分数变小
解析 升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即逆向移动,X的转化率将变小,A项正确;增大压强,平衡向正反应方向移动,但X转化的不如增加的多,X的浓度反而增大,故B项错误;增大一种反应物的浓度,能够提高另一种反应物的转化率,而其本身的转化率将降低,故C项错误;催化剂只能改变反应速率,不影响平衡状态,故各物质的体积分数不变,D项错误。
答案 A
6.对于可逆反应A(g)+2B(g) 2C(g) ΔH>0,下列图象中正确的是( )
A. B. C. D.
解析 升高温度,化学反应速率增大,达到平衡的时间缩短,因正反应为吸热反应,故平衡正向移动,A的转化率增大,平衡时A的百分含量减小,A项正确,C项错误;升高温度,正、逆反应速率都增大,因为正反应为吸热反应,所以正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度,B项错误;该反应的正反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,v(正)>v(逆),D项错误。
答案 A
7.对于aA(g)+bB(g) cC(g)的平衡体系,压强不变,加热时体系中混合气体对H2的相对密度增大,下列说法正确的是( )
A.a+b>c,正反应放热
B.a+b>c,正反应吸热
C.a+b<c,逆反应放热
D.a+b=c,正反应吸热
解析 压强不变下加热时混合气体对H2的相对密度增大,而气体的总质量不变,说明加热时平衡向气体物质的量减小的方向移动,只有B项符合题意。
答案 B
8.下列事实能用勒夏特列原理来解释的是( )
A.SO2氧化为SO3,往往需要使用催化剂2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
B.500 ℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
C.H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深H2(g)+I2(g) 2HI(g)
D.实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气Cl2+H2OH++Cl-+HClO
解析 加入催化剂有利于加快反应速率,但不会引起平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,A项错误;合成氨的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,500 ℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应,是从反应速率不能太低和催化剂的活性两方面考虑,不能用平衡移动原理解释,B项错误;在H2(g)+I2(g)2HI(g)平衡中,增大压强,浓度增加,颜色加深,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,C项错误;氯气和水的反应是可逆反应,饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大,化学平衡逆向进行,减小氯气溶解度,实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气,能用勒夏特列原理解释,D项正确。
答案 D
9.德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨,反应原理为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
(1)在恒温恒容条件下,向反应平衡体系中充入氮气,达到新平衡时,c(H2)将________(填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”,下同),c(N2)·c3(H2)将________。
(2)工业上可用CH4与水蒸气制氢气:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。在200 ℃时2 L的密闭容器中,将1 mol CH4和1 mol H2O(g)混合,达平衡时CH4的转化率为80%。则200 ℃时该反应的平衡常数K=________(保留一位小数)。
(3)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1∶3时,平衡混合物中氨的体积分数。若分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(NH3)________(填“>”“<”或“=”)vB(NH3)。
解析 (1)恒温恒容条件下,向反应平衡体系中充入氮气,平衡将向正反应方向移动,故达到新平衡时,c(H2)减小。温度不变,平衡常数K=不变,达到平衡后,c(NH3)增大,K不变,故c(N2)·c3(H2)也会增大。(2)根据三段式法进行计算:
CH4(g)+ H2O(g) CO(g) + 3H2(g)
0.5 0.5 0 0
0.5×80% 0.5×80% 0.5×80% 0.5×80%×3
0.1 0.1 0.4 1.2
则平衡常数K===69.1。
(3)由题图可知,B所处的温度和压强均大于A,故vA(NH3)