2021届高考化学一轮复习化学平衡的移动　化学反应进行的方向作业 6页

考点规范练21　‎ 化学平衡的移动　化学反应进行的方向 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ ‎　考点规范练第42页　 ‎ 一、选择题(本题共9小题,每小题5分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求)‎ ‎1.下列说法正确的是(　　)。‎ A.食物在常温下腐败是自发进行的 B.凡是放热反应都是自发的 C.自发反应都是熵增大的反应 D.电解池的反应属于自发反应 答案:A 解析:食物在常温下腐败是自发进行的,A项正确;放热反应不一定都是自发进行的,如煤炭燃烧要加热到一定温度才能自发进行,B项错误;自发反应由焓变和熵变两个方面决定,熵变增大的反应不一定能自发进行,如H2O通电生成H2和O2的反应不能自发进行,C项错误;电解池的反应属于非自发反应,D项错误。‎ ‎2.(2019安徽肥东高三12月调研)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)。‎ A.加入催化剂,有利于氮气与氢气合成氨气 B.高压比常压有利于由SO2与氧气合成SO3的反应 C.红棕色的NO2,加压后颜色先变深后变浅 D.黄绿色的氯水光照后颜色变浅 答案:A 解析:催化剂的作用是降低反应所需活化能,同等程度地增大正、逆反应速率,对平衡无影响,不能用勒夏特列原理解释,A项符合题意;2SO2+O22SO3正反应为气体分子数减小的反应,加压有利于平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,B项不符合题意;2NO2(g)N2O4(g)加压NO2(g)和N2O4(g)的浓度瞬间增大,因此颜色先变深,由于平衡正向移动,所以后变浅,能用勒夏特列原理解释,C项不符合题意;氯水中存在Cl2+H2OHCl+HClO,光照下HClO分解,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,D项不符合题意。‎ ‎3.在不同温度下,向容积为V L的密闭容器中加入0.5 mol NO和0.5 mol活性炭,发生反应: 2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g) ΔH<0,达到平衡时的数据如下:‎ 温度/℃‎ n(C)/mol n(CO2)/mol T1‎ ‎0.15‎ T2‎ ‎0.375‎ 下列有关说法正确的是(　　)。‎ A.由上述信息可推知:T1>T2‎ B.T2 ℃时,若反应达平衡后再缩小容器的体积,c(N2)∶c(NO)增大 C.T1 ℃时,若开始时反应物的用量均减少一半,平衡后NO的转化率增大 D.T1 ℃时,该反应的平衡常数K=‎‎9‎‎16‎ 答案:D 解析:由表中数据可知,T1 ℃时达到平衡n(C)=0.35 mol,T2 ℃时达到平衡n(C)=0.375 mol,由于反应2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)的ΔH<0,则有T10),下列叙述正确的是(　　)。‎ A.若反应开始时投入2 mol CO和足量SO2,则达平衡时,放出热量为a kJ B.达平衡后加入C18O,达新平衡前SO2中不含有18O C.增大压强或升高温度都可以增大化学反应速率并能提高SO2的转化率 D.达到化学平衡后,其他条件不变,容器容积缩小为原来的一半,CO的浓度比原平衡时增大 答案:D 解析:反应可逆,2 mol CO不能完全反应,故放出的热量小于a kJ,A项错误;化学平衡是动态平衡,达到化学平衡后加入C18O,重新达到新平衡前SO2、CO和CO2中均含有18O,B项错误;正反应放热,且是一个气体物质的量减小的反应,升高温度,平衡左移,SO2的转化率减小,C项错误;达到化学平衡后,其他条件不变,容器容积缩小为原来的一半,CO的浓度瞬间增大为原来的2倍,此时平衡正向移动,CO的浓度逐渐减小,但重新平衡后CO的浓度仍比原平衡浓度大,D项正确。‎ ‎5.(2019甘肃民乐一中、张掖二中高三调研)将5 mL 0.005 mol·L-1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 mol·L-1 KSCN溶液混合,达到平衡后呈红色。再将混合液分为5份,分别进行如下实验:‎ 实验①:滴加4滴水,振荡 实验②:滴加4滴饱和FeCl3溶液,振荡 实验③:滴加4滴1 mol·L-1 KCl溶液,振荡 实验④:滴加4滴1 mol·L-1 KSCN溶液,振荡 实验⑤:滴加4滴6 mol·L-1 NaOH溶液,振荡 下列说法不正确的是(　　)。‎ A.对比实验①和②,为了证明增加反应物浓度,平衡发生正向移动 B.对比实验①和③,为了证明增加反应物浓度,平衡发生逆向移动 C.对比实验①和④,为了证明增加反应物浓度,平衡发生正向移动 D.对比实验①和⑤,为了证明减小反应物浓度,平衡发生逆向移动 答案:B 解析:实验①为对照组,控制反应溶液的总体积相同,在其他条件不变时,只改变影响平衡的一个条件,判断平衡的移动方向,则可得出该条件对平衡的影响,据此分析可得结论。实验②与①对比,只改变了Fe3+浓度,平衡正向移动,A项正确;FeCl3溶液与KSCN溶液反应的本质是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,改变钾离子或氯离子的浓度对平衡没有影响,B项错误;实验④与①对比,只改变③反应物SCN-的浓度,平衡正向移动,C项正确;在原平衡体系中加入NaOH溶液,Fe3+与之反应生成Fe(OH)3沉淀,溶液中Fe3+的浓度减小,平衡逆向移动,D项正确。‎ ‎6.可逆反应X(g)+Y(g)2Z(g)　ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是(　　)。‎ A.减小容器容积,平衡向右移动 　B.加入催化剂,Z的产率增大 C.增大c(X),X的转化率增大 　D.降低温度,Y的转化率增大 答案:D 解析:因为反应前后气体体积不变,所以减小容器容积(即加压)平衡不移动,A项错误;加入催化剂,只改变反应速率,不改变平衡状态,Z的产率不变,B项错误;增大c(X),根据勒夏特列原理可知,平衡移动只能减弱c(X)增大,不会改变c(X)增大的事实,可知X的转化率减小,C项错误;正反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,Y的转化率增大,D项正确。‎ ‎7.可逆反应mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g)反应过程中其他条件不变时C的百分含量C%与温度(T)和压强(p)的关系如图所示,下列叙述中正确的是(　　)。‎ 图1‎ 图2‎ A.达到平衡后,使用催化剂,C%将增大 B.达到平衡后,若升高温度,化学平衡向逆反应方向移动 C.方程式中n>p+q D.达到平衡后,增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动 答案:B 解析:当其他条件一定时,温度越高,反应速率越大,可逆反应达到平衡所用的时间越短。由图1可知T1>T2,温度越高,平衡时C的百分含量越小,故此反应的正反应为放热反应,B项正确;对于气体反应,当其他条件一定时,压强越高,反应速率越大,达到平衡所用的时间越短。由图2可知p2>p1,压强越大,平衡时C的百分含量越小,说明正反应为气体物质的量增大的反应,即nK(Y)>K(Z)‎ D.增加HCl的用量,SiHCl3的产率一定会增加 答案:B 解析:Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)的正反应方向为气体分子数减小的方向,由于降低压强平衡向气体分子数增大的方向移动,则对应此反应降低压强,平衡逆向移动,SiHCl3的产率会降低,A项错误;如题图所示,升高温度,曲线是向下倾斜的,即升高温度,SiHCl3的产率会降低,则升高温度平衡逆向移动,则逆向为吸热反应,正向为放热反应,B项正确;平衡常数与温度有关,温度不变,平衡常数是一个定值,则温度为450 K时,平衡常数:K(X)=K(Y)=K(Z),C项错误;如题图所示,当n(HCl)∶n(Si)的进料比由1∶1增大到3∶1时,SiHCl3的产率是增大的,当增大到6∶1时,SiHCl3的产率反而减小,D项错误。‎ ‎9.一定条件下合成乙烯发生反应:6H2(g)+2CO2(g)‎ CH2CH2(g)+4H2O(g)。反应的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是(　　)。‎ A.生成乙烯的速率:v(M)>v(N)‎ B.平衡常数:KMKN,故B项错误;催化剂只影响反应速率,不影响平衡移动和转化率,故C项错误;设开始投料n(H2)=3 mol,则n(CO2)=1 mol,在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%,所以有 ‎ 6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g) + 4H2O(g)‎ n(起始)‎mol‎　3　　　　1　　　　　　　0　　　　　　 0‎ n(转化)‎mol‎　1.5　　　0.5　　　　　　0.25　　　　　1‎ n(平衡)‎mol‎　1.5　　　0.5　　　　　　0.25　　　　　1‎ 所以CO2的体积分数为‎0.5‎‎1.5+0.5+0.25+1‎×100%=15.4%,故D项正确。‎ 二、非选择题(本题共3个小题,共55分)‎ ‎10.(16分)甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。‎ ‎(1)若在恒温、恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有　　　　(填序号)。 ‎ A.CO的百分含量保持不变 B.容器中H2的浓度与CO的浓度相等 C.容器中混合气体的密度保持不变 D.CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等 ‎(2)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:①甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图所示。则当n(O2)∶n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;在制备H2时最好控制n(O2)∶n(CH3OH)=　　　　　　。 ‎ 答案:(1)AD ‎(2)①该反应是一个熵增的反应(或ΔS>0)‎ ‎②2CH3OH+O22HCHO+2H2O　0.5‎ 解析:(1)浓度相等不能说明其浓度不再变化,B错误;气体总质量一定、容器容积一定,密度始终不变,C错误。‎ ‎(2)①该反应是一个熵增的反应,若是放热反应,则一定能自发进行,若是吸热反应,则一定条件下能自发进行。②n(O2)∶n(CH3OH)=0.25时,主要生成甲醛。制备H2时要求H2的选择性要好,由图可知在n(O2)∶n(CH3OH)=0.5时,H2的选择性接近100%。‎ ‎11.(18分)二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物,防止和治理其对环境的污染是环保工作的研究内容之一。‎ ‎(1)一定条件下,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),向2 L密闭容器中通入2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)和0.2 mol SO3(g),2 min后反应达到平衡时,测得SO2的物质的量为1 mol,若向容器中再加入2 mol SO2(g),则重新达到平衡时SO2的总转化率　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)50%。 ‎ ‎(2)在一密闭容器中发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)　ΔH>0,反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如图所示。请回答:‎ ‎①依曲线a,反应在前3 min内氧气的平均反应速率为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②若曲线a、b分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况,则此条件可能是　　　　　。 ‎ A.改变浓度 B.改变压强 C.改变温度 D.催化剂 ‎(3)一定温度下,在密闭容器中N2O5可发生下列反应:‎ ‎①2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)‎ ‎②2NO2(g)2NO(g)+O2(g)‎ 若达平衡时,c(NO2)=0.4 mol·L-1,c(O2)=1.3 mol·L-1,则反应②中NO2的转化率为　　　　,N2O5(g)的起始浓度应不低于　　　　 mol·L-1。 ‎ 答案:(1)小于　(2)①0.011 7 mol·L-1·min-1　②C　(3)80%　1‎ 解析:(1)增大二氧化硫的浓度,导致自身转化率减小。‎ ‎(2)①根据图像分析可知:前3 min内氧气浓度增大了0.035 mol·L-1,所以平均反应速率为0.011 7 mol·L-1·min-1;②从图像变化趋势来看,b相对于a来说,反应速率增大,NO2浓度减小,所以改变的条件只可能是温度。‎ ‎(3)设平衡时反应①生成的氧气的物质的量浓度为x,反应②生成的氧气的物质的量浓度为y。利用反应①和②可以求出当c(NO2)=0.4 mol·L-1,c(O2)=1.3 mol·L-1时,‎ ‎①2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)‎ ‎4x x ‎②2NO2(g)2NO(g)+O2(g)‎ ‎2y 2y y x+y=1.3 mol·L-1,4x-2y=0.4 mol·L-1,‎ 解得:x=0.5 mol·L-1,y=0.8 mol·L-1。所以反应②中NO2的转化率为80%。由反应①生成的O2的浓度为0.5 mol·L-1知,N2O5(g)的起始浓度大于1 mol·L-1。‎ ‎12.(2019湖北公安县车胤中学高三月考)(21分)反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表:‎ 温度(绝对温度)/K K1‎ K2‎ ‎973‎ ‎1.47‎ ‎2.38‎ ‎1 173‎ ‎2.15‎ ‎1.67‎ ‎(1)计算温度为973 K时,反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　K=　　　　; ‎ ‎(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在容积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2进行反应。‎ ‎①该反应能够自发进行的原因是　 。 ‎ ‎②下列措施中能使c(CH3OH)增大的是　 。 ‎ A.降低温度 B.充入He(g),使体系压强增大 C.将H2O(g)从体系中分离出来 D.再充入1 mol CO2和3 mol H2‎ ‎③在温度T1时,反应达到平衡,测得n(H2)=2.4 mol;其他条件不变,在温度T2时,反应达到平衡,测得n(CO2)=0.82 mol,则T2　　　　(填“>”“<”或“=”)T1。 ‎ ‎(3)某实验将一定量的CO2和H2充入一定容积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.0 kJ·mol-1。测得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示,回答下列问题:‎ ‎①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ　　　(填“>”“<”或“=”)KⅡ。 ‎ ‎②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。‎ 容器 甲 乙 反应物投入量 ‎1 mol CO2、‎ ‎3 mol H2‎ a mol CO2、b mol H2、‎ c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g)‎ 若甲中平衡后气体的压强为开始时的‎4‎‎5‎,要使平衡后乙与甲中相同组分的浓度相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为　 。 ‎ 答案:(1)0.62　(2)①ΔH<0　②ACD　③>　(3)①> ②0.4T1。‎ ‎(3)①根据图像分析可知,先拐先平,曲线Ⅱ对应的温度高,正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以K1>K2。‎ ‎②设甲中平衡后反应消耗的二氧化碳的物质的量为x mol。‎ ‎ CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)‎ 初始量mol‎: 1 3 0 0‎ 转化量mol‎: x 3x x x 平衡量mol‎: 1-x 3-3x x x 甲中平衡后气体的压强为开始时的‎4‎‎5‎,即‎4-2x‎4‎‎=‎‎4‎‎5‎,解得x=0.4 mol。依题意可知,甲、乙两容器中反应达平衡后实质为等同平衡,若起始时维持乙中反应逆向进行,若全部为生成物投料,c=1,但c的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4 mol,所以c的范围为0.4