2021版高考化学一轮复习课时提升作业二十化学反应的方向和限度含解析苏教版 9页

1 化学反应的方向和限度 1.某温度下,可逆反应 mA(g)+nB(g) pC(g)的平衡常数为 K,下列对 K 的说法正确的是 ( ) A.K 值越大,表明该反应越有利于 C 的生成,反应物的转化率越大 B.若缩小反应容器的容积,能使平衡正向移动,则 K 增大 C.温度越高,K 一定越大 D.如果 m+n=p,则 K=1 【解析】选 A。K 越大,该反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A 正确;对于一个 确定的化学反应,K 只与温度有关,温度一定,K 一定,与压强无关,B 错误;因该反应的热效应 不确定,C 错误;K= ,故由 m+n=p 无法判断 K 的大小,D 错误。 2.某温度下 2 L 密闭容器中 3 种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示,下列说 法正确的是 ( ) X Y W n(起始状态)/mol 2 1 0 n(平衡状态)/mol 1 0.5 1.5 A.该温度下,此反应的平衡常数表达式是 K= B.其他条件不变,升高温度,若 W 的体积分数减小,则此反应ΔH<0 C.其他条件不变,使用催化剂,正、逆反应速率和平衡常数均增大,平衡不移动 D.其他条件不变,当密闭容器中混合气体密度不变时,表明反应已达到平衡 【解析】选 B。由表知,X、Y 是反应物,W 是生成物,且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)=2∶1∶3,化 学方程式为 2X+Y 3W,反应的平衡常数表达式是 K= ,A 错误;升高温度, 若 W 的体积分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,则此反应的ΔH<0,B 正确;使用催化剂,平 2 衡常数不变,C 错误;混合气体密度一直不变,不能说明反应已达到平衡,D 错误。 3. 在 一 定 温 度 下 的 恒 容 密 闭 容 器 中 , 当 下 列 物 理 量 不 再 发 生 变 化 时 , 表 明 反 应 : A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( ) ①混合气体的压强;②混合气体的密度;③B 的物质的量浓度;④气体的总物质的量;⑤混合 气体的平均相对分子质量 A.①②③ B.②③⑤ C.①③⑤ D.①④⑤ 【解析】选 B。首先要确定该可逆反应的特点:反应前后气体体积不变,反应物 A 为固体,再 确认外界条件为恒温恒容条件。因此,压强、气体的总物质的量均为不变量,而混合气体的密 度、B 的物质的量浓度、混合气体的平均相对分子质量均为可变量,故选 B。 4.温度为 T K 时,将 0.40 mol A 气体充入 2.0 L 固定容积的密闭容器中,发生反应 A(g) 2B(g) ΔH>0,经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表: 时间/s 0 20 40 80 100 n(A)/mol 0.40 0.20 0.10 n(B)/mol 0 0.24 0.60 0.60 下列说法正确的是 ( ) A.0～40 s 的平均反应速率 v(B)=0.01 mol·L-1·s-1 B.T K 时该反应的平衡常数为 3.6 C.相同条件下,若起始时充入 0.80 mol A,则达到平衡时 c(B)小于 0.60 mol·L-1 D.相同条件下,若起始时向容器中充入 0.05 mol A、0.70 mol B,则反应达到平衡前 v(正)>v(逆) 【解析】选 C。0～40 s 内的平均反应速率 v(B)=2v(A)=2× = 0.005 mol·L-1·s-1,A 项错误。100 s 时反应处于平衡状态,平衡常数 K= = =1.8,B 项错误。相同条件下,若起始时投入 0.80 mol A,则达到的平衡 3 相当于原平衡缩小一半容器体积的效果,平衡向左移动,C 项正确。Qc= =4.9>1.8,达 到平衡前反应逆向进行,故反应达到平衡前 v(正)甲,A 正确;若甲容积为 1 L,乙容积为 2 L,SO2 的百分含量甲与乙相同,将乙压缩至 1 L,平衡右移,O2 的转化率增大,SO2 百分含量减小, 故 C 正确,D 不正确;压缩时各气体浓度均增大,故乙中 c(O2)大,B 正确。 2.如图曲线表示其他条件一定时,反应 2W(g)+Q(g) 2G(g)(正反应为放热反应)中 W 的转 化率与温度的关系,图中标有 a、b、c、d 四点,其中表示未达到平衡状态,且 v(正)>v(逆)的 是 ( ) A.a 点 B.b 点 C.c 点 D.d 点 【解析】选 C。纵轴表示 W 的转化率,横轴表示温度,曲线上的任意一点都表示在此温度下达 到平衡状态时对应的 W 的转化率,从 c 点作纵轴的平行线与曲线交于一点,这表示若想达到 c 点对应温度的平衡状态,需要转化更多的 W,则 c 点未达到平衡状态,且反应向正反应方向进 行,即 v(正)>v(逆)。 3.FeCl3 溶液与 KSCN 溶液混合时存在下列平衡: Fe3+(aq)+SCN-(aq) Fe(SCN)2+(aq)。已知某条件下,反应达到平衡时,Fe(SCN)2+的物质的量 浓度与温度的关系如图所示,下列说法正确的是 ( ) A.该反应为吸热反应 6 B.T1、T2 时反应的平衡常数分别为 K1、K2,则 K1>K2 C.反应处于 D 点时,一定有 v(正)K2,故 B 项正确;在曲线下方,未处于平衡状态,c[Fe(SCN)2+]比平衡状态小,应向正反应方 向移动,v(正)>v(逆),故 C 项错误;升高温度,平衡向逆反应方向移动,A 点温度小于 B 点,所 以 A 点的 c(Fe3+)小,故 D 项错误。 4.加热 N2O5,依次发生分解反应:①N2O5(g) N2O3(g)+O2(g)、②N2O3(g) N2O(g)+O2(g)。在 体积为 2 L 的恒容密闭容器中充入 8 mol N2O5,加热到 T ℃时反应达到平衡状态,此时 O2 和 N2O3 的物质的量分别为 9 mol、3.4 mol,则 T ℃时反应①的平衡常数为 ( ) A.10.7 B.8.5 C.9.6 D.10.2 【解析】选 B。设分解的 N2O5 的浓度为 x mol·L-1,生成的 N2O 浓度为 y mol·L-1。 N2O5(g) N2O3(g)+O2(g) c(始)(mol·L-1) 4 0 0 c(变)(mol·L-1) x x x c(平)(mol·L-1) 4-x x x N2O3(g) N2O(g)+O2(g) c(始)(mol·L-1) x 0 x c(变)(mol·L-1) y y y c(平)(mol·L-1) x-y y x+y 根据题意有 x-y=1.7,x+y=4.5,解得 x=3.1,y=1.4,则平衡时,c(N2O5)= 0.9 mol·L-1,c(N2O3)=1.7 mol·L-1,c(O2)=4.5 mol·L-1。 K= = =8.5。 5.利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收 CO,能达到保护环境和能源再利用的目的,反应 方程式为 Cu(NH3)2Ac(aq)+CO(g)+NH3(g) [Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)。已知该反应的化学平衡 常数与温度的关系如表所示: 7 T/℃15 50100 K 5×1042 1.9×10-5 下列说法正确的是 ( ) A.上述逆反应为放热反应 B.15 ℃时,该反应的逆反应 K=2×10-5 C.保持其他条件不变,减小压强,CO 的转化率升高 D.醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对 CO 的吸收多少没有影响 【解析】选 B。根据题给数据知,温度降低,平衡常数增大,说明降低温度,平衡向正反应方向 移动,则正反应为放热反应,逆反应为吸热反应,故 A 项错误;正逆反应的平衡常数互为倒数。 故 15℃时该反应的逆反应 K= =2×10-5,B 项正确;减小压强,平衡逆向移动,CO 的转 化率降低,C 项错误;增大醋酸二氨合铜溶液的浓度,平衡向正反应方向移动,有利于 CO 的吸 收,D 项错误。 6.苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8),其反应原理是 C8H10(g) C8H8(g)+H2(g) ΔH=+125 kJ·mol-1 Ⅰ.某温度下,将 0.40 mol 苯乙烷,充入 2 L 真空密闭容器中发生反应,测定不同时间该容器 内物质的量,得到数据如下表: 时间/min 0 10 20 30 40 n(C8H10)/mol 0.40 0.30 0.26 n2 n3 n(C8H8)/mol 0.00 0.10 n1 0.16 0.16 (1)当反应进行到 20 min 时,该段时间内 H2 的平均反应速率是________。 (2)该温度下,该反应的化学平衡常数是________。 (3)若保持其他条件不变,用 0.40 mol H2(g)和 0.40 mol C8H8(g)合成 C8H10(g),当有 30 kJ 热 量放出时,该反应中 H2 的转化率是________。此时,该反应是否达到了平衡状态?________(填 8 “是”或“否”)。 Ⅱ.工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应),C8H10(g)的平衡转化率与水蒸 气的用量、体系的温度、压强的关系如图Ⅰ、图Ⅱ所示。 (4)由图Ⅰ可知,T1________(填“大于”“小于”或“等于”)T2。 (5)由图Ⅱ可知,当其他条件不变时,水蒸气的用量越大,C8H10 的平衡转化率将________(填 “越大”“越小”或“不变”),原因是__ __________ 【解析】(1)v(H2)=v(C8H10)= =0.003 5 mol·L-1·min-1 (2) C8H10(g) C8H8(g)+H2(g) 起始/mol·L-1 0.20 0 0 平衡/mol·L-1 0.12 0.08 0.08 K= = (3) C8H8(g)+H2(g) C8H10(g) 起始/mol 0.40 0.40 0 某时刻/mol 0.40-x 0.40-x x 125 kJ·mol-1×x=30 kJ x=0.24 mol α(H2)= ×100%=60% Q= = = ,所以反应处于平衡状态。 (4)升温,平衡右移,C8H10 的平衡转化率增大,所以 T1 大于 T2。 (5)随着水蒸气的加入,扩大了容器的体积,相当于对反应体系减小压强,平衡右移,转化率增 9 大。 答案:(1)0.003 5 mol·L-1·min-1 (2) 或 0.053 (3)60% 是 (4)大于 (5)越大 随着水蒸气的加入,扩大了容器的体积,相当于对反应体系减小压强(或 使得浓度商 Q