高考化学一轮复习 第7章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向和限度课后达标检测 鲁科版 12页

‎【2019最新】精选高考化学一轮复习 第7章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向和限度课后达标检测 鲁科版 ‎[课后达标检测]‎ 一、选择题 ‎1．分析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：选D。反应能自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS<0，温度的变化可能使ΔH－TΔS的符号发生变化。对于A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，都有ΔH－TΔS>0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即较低温度时反应能自发进行；对于C项，ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须升高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，都有ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。‎ 12 / 12‎ ‎2．对于可逆反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，其化学平衡常数的表达式为(　　)‎ A．K＝　　 B．K＝ C．K＝ D．K＝ 解析：选D。纯固体和纯液体的浓度均为常数，故不能出现在平衡常数表达式中。‎ ‎3．实验室用4 mol SO2与2 mol O2进行下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.64 kJ·mol－1，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为(　　)‎ A．40% B．50%‎ C．80% D．90%‎ 解析：选C。根据放出314.624 kJ的热量可知参加反应的SO2的物质的量为×2＝3.2 mol，故SO2的转化率为×100%＝80%。‎ ‎4．(2018·唐山模拟)下列关于平衡常数K的说法中，正确的是(　　)‎ A．在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值 ‎ B．改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K C．平衡常数K只与温度有关，与反应物浓度、压强无关 D．从平衡常数K的大小不能推断一个反应进行的程度 12 / 12‎ 解析：选C。A.化学平衡常数受温度影响，温度变化，化学平衡常数发生变化，错误；B.浓度不影响化学平衡常数，错误；C.平衡常数K只与温度有关，反应物浓度、压强不影响化学平衡常数，正确；D.平衡常数越大，反应进行的程度越大，可逆程度越小，从平衡常数K的大小可以推断一个反应进行的程度，错误。‎ ‎5．(教材改编题)在一定条件下，向密闭容器中充入30 mL CO和20 mL水蒸气，使其反应，当反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)达到平衡时，水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等，则下列叙述错误的是(　　)‎ A．平衡后CO的体积分数为40%‎ B．平衡后CO的转化率为25%‎ C．平衡后水的转化率为50%‎ D．平衡后混合气体的平均相对分子质量为24‎ 解析：选B。利用“三段式”解答：‎ ‎　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)‎ 起始(mL)　30　　　20　　 　　0　　　　0‎ 改变(mL)　x x x x 平衡(mL)　30－x 20－x x x 由题意知20－x＝x⇒x＝10(mL)，则平衡后CO的转化率为×100%＝33.3%。‎ ‎6．在一个1 L的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)，达到平衡时，C的浓度为1.2 mol·L－1，维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度还是1.2 mol·L－1的是(　　)‎ A．1 mol A＋0.5 mol B＋1.5 mol C＋0.1 mol D 12 / 12‎ B．3 mol C＋0.5 mol D C．2 mol A＋1 mol B＋1 mol D D．0.5 mol A＋0.25 mol B＋2.25 mol C 解析：选C。反应2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)，D为固体，D的量不影响平衡移动；在恒温恒容下，经过不同途径达到平衡后，C的浓度仍为1.2 mol·L－1，说明与原平衡互为等效平衡，按化学计量数转化到方程式的左边，只要满足n(A)＝2 mol，n(B)＝1 mol即可。由于D的物质的量为0.1 mol，按方程式的化学计量数转化到左边，可得1.2 mol A、0.6 mol B和1.2 mol C，与原平衡不互为等效平衡，A项错误；开始加入3 mol C和0.5 mol D，将0.5 mol D按化学计量数转化到左边可得1 mol A、0.5 mol B和1.5 mol C，与原平衡不互为等效平衡，B项错误；由于D为固体，不影响化学平衡，所以反应后与原平衡互为等效平衡，C项正确；没有加入D物质，无法建立等效平衡，D项错误。‎ ‎7．(2018·南宁模拟)某温度下，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝，该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，分别投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如表所示：‎ 起始浓度 甲 乙 丙 c(H2)/mol·L－1‎ ‎0.010‎ ‎0.020‎ ‎0.020‎ c(CO2)/mol·L－1‎ ‎0.010‎ ‎0.010‎ ‎0.020‎ 下列判断不正确的是(　　)‎ A．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%‎ B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%‎ 12 / 12‎ C．平衡时，丙中[CO2]是甲中的2倍，为0.012 mol·L－1‎ D．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢 解析：选C。设甲容器中反应达到平衡时CO2浓度的变化量为x mol·L－1。‎ ‎　　　　　　H2(g)＋　CO2(g)H2O(g)＋CO(g)‎ c0(mol·L－1) 0.010 0.010 0 0‎ Δc(mol·L－1) x x x x ‎[c](mol·L－1) 0.010－x 0.010－x x x K＝＝，解得x＝0.006 0，所以α(CO2)＝×100%＝60%。由于乙中c(H2)＝0.020 mol·L－1，相当于甲中增大0.01 mol·L－1 H2的浓度，即乙中的平衡向右进行的程度比甲的大，所以乙中CO2的转化率大于60%，A正确。丙中物质的浓度是甲的2倍，因为该反应为等体积反应，故两容器中的反应视为等效平衡，所以H2的转化率相等，B正确。甲中[CO2]＝0.004 0 mol·L－1，丙中[CO2]＝0.008 0 mol·L－1，C错误。反应物浓度越大，反应速率越快，D正确。‎ ‎8．(2018·衡水中学七调)一定条件下，可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算，也可以用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数。在恒温恒压条件下，总压不变，用平衡分压计算平衡常数更方便。下列说法不正确的是(　　)‎ A．对于C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)，在一定条件下达到平衡状态时，体系的总压强为p，其中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均为1 mol，则用分压表示的平衡常数Kp＝ 12 / 12‎ B．恒温恒压下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到平衡状态时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol，若此时A、B和C均增加1 mol，平衡正向移动 C．恒温恒压下，在一容积可变的容器中，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态时，N2、H2、NH3各1 mol，若此时再充入3 mol N2，则平衡正向移动 D．对于一定条件下的某一可逆反应，用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表示的平衡常数，其数值不同，但意义相同，都只与温度有关 解析：选C。平衡时，C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均为1 mol，则三者分压均为p，故用平衡分压表示平衡常数Kp＝＝，A项正确；设总压强为p，达到平衡时：p(A)＝0.4p，p(B)＝0.2p，p(C)＝0.4p，Kp＝＝，A、B、C均增加1 mol时：p(A)＝，p(B)＝，p(C)＝，则Qp＝＝＜，所以平衡正向移动，B项正确；设总压强为p，达到平衡时：p(N2)＝p(H2)＝p(NH3)＝，Kp＝＝，若再充入3 mol N2时：p(N2)＝，p(H2)＝p(NH3)＝，则Qp＝＝＝Kp，平衡不移动，C项错误；同一可逆反应，在相同条件下用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表示的平衡常数，其数值不同，但意义相同，且都只与温度有关，D项正确。‎ ‎9．一定条件下合成乙烯：‎ ‎6H2(g)＋2CO2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)‎ 12 / 12‎ 已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法不正确的是(　　)‎ A．该反应的逆反应为吸热反应 B．平衡常数：KM>KN C．生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)‎ D．当温度高于250 ℃，升高温度，催化剂的催化效率降低 解析：选C。升高温度CO2的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，A正确；该反应的正反应是放热反应，升温平衡常数减小，B正确；化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂在250 ℃时催化活性最高，温度继续升高，其催化效率降低，所以v(N)有可能小于v(M)，C错误，D正确。‎ 二、非选择题 ‎10．已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝Q，其平衡常数随温度变化如下表所示：‎ 温度/℃‎ ‎400‎ ‎500‎ ‎850‎ 平衡常数 ‎9.94‎ ‎9‎ ‎1‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)上述反应的化学平衡常数表达式为_____________________________________。‎ 该反应的Q________0(填“＞”或“＜”)。‎ ‎(2)850 ℃时在体积为10 L的反应器中，通入一定量的CO和H2O(g)，发生上述反应，CO和H2O(g)的物质的浓度变化如图所示，则0～4 min平均反应速率v(CO)＝________________。‎ ‎(3)若反应在500 ℃时进行，且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020‎ 12 / 12‎ ‎ mol·L－1，该条件下，CO的最大转化率为________。‎ ‎(4)若反应在850 ℃时进行，设起始时CO和H2O(g)共为1 mol，其中H2O(g)的体积分数为x，平衡时CO的转化率为y，试推导y随x变化的函数关系式为________。‎ 解析：(1)可逆反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数表达式K＝。由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，故正反应为放热反应。‎ ‎(2)v(CO)＝＝0.03 mol·L－1·min－1。‎ ‎(3)500 ℃时平衡常数为9，设CO最多能转化a mol·L－1，则 ‎　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)‎ 起始(mol·L－1)：0.020　　0.020　　 　0　　　0‎ 转化(mol·L－1)：a a a a 平衡(mol·L－1)：0.020－a 0.020－a a a 则有＝9，解得a＝0.015，则CO的最大转化率为×100%＝75%。‎ ‎(4)　CO(g)　＋　　H2O(g)CO2(g)＋H2(g)‎ 起始： 1－x x 0　　 0‎ 转化： y(1－x) y(1－x) y(1－x) y(1－x)‎ 平衡： 1－x－y＋xy x－y＋xy y(1－x) y(1－x)‎ 则有＝1，解得y＝x。‎ 答案：(1)K＝　＜‎ ‎(2)0.03 mol·L－1·min－1　(3)75%　(4)y＝x ‎11．(2018·‎ 12 / 12‎ 云南模拟)一定量的CO2与足量的C在恒容密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH。回答下列问题：‎ ‎(1)燃烧热指在25 ℃时，1 mol可燃物充分燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。已知C和CO的燃烧热分别为393 kJ·mol－1、283 kJ·mol－1，则上述反应的ΔH＝________。‎ ‎(2)若反应进行到10 s时，测得容器内的密度增大了2.4 g·L－1，则10 s内用CO表示的平均反应速率为______________。‎ ‎(3)若将反应容器改为容积可变的恒压密闭容器，压强为p kPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：‎ ‎①650 ℃时CO2的平衡转化率为________。‎ ‎②T1℃的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)；该温度下达到平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是____________________。‎ ‎③已知：Kp＝Kc(RT)Δυ，其中R＝8.314 L·kPa·mol－1·K－1，Δυ＝气态产物的化学计量数之和－气态反应物的化学计量数之和。若该反应的的值为9 976.8，则此时的热力学温度为________K。‎ 解析：(1)由燃烧热可写出热化学方程式①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393 kJ·mol－1，②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1。根据盖斯定律，由①－②×2可得热化学方程式C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH＝173 kJ·mol－1。(2)假设容器体积为V L，则容器内气体密度增大2.4 g·L－1，说明有2.4V g C发生反应，则v(CO)＝＝0.04 mol·L－1·s－1。(3)①650‎ 12 / 12‎ ‎ ℃时，平衡时CO2的体积分数为60%，设其物质的量为0.6 mol，则平衡时CO的物质的量为0.4 mol，起始时CO2的物质的量为0.6 mol＋×0.4 mol＝0.8 mol，故CO2的平衡转化率为×100%＝25%。②T1 ℃时，平衡时CO和CO2的体积分数相等，其平衡分压均为0.5p kPa，则此时的平衡常数为Kp＝＝0.5p kPa。③该反应的Δυ＝1，则T＝＝＝1 200 (K)。‎ 答案：(1)173 kJ·mol－1　(2)0.04 mol·L－1·s－1　(3)①25%　②0.5p kPa　不　Qp＝Kp　③1 200‎ ‎12．(2018·长沙一模)为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物含量显得尤为重要。‎ Ⅰ.氮氧化物研究 ‎(1)一定条件下，将2 mol NO与2 mol O2置于恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，下列各项能说明该反应达到平衡状态的是________。‎ a．体系压强保持不变 b．混合气体颜色保持不变 c．NO和O2的物质的量之比保持不变 d．每消耗1 mol O2，同时生成2 mol NO2‎ ‎(2)在T1、T2温度下，一定量的NO发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如图所示，根据图像判断反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)的ΔH________(填“＞”或“＜”)0。‎ Ⅱ.碳氧化物研究 12 / 12‎ 体积可变(活塞与容器之间的摩擦力忽略不计)的密闭容器如图所示，现将3 mol H2和2 mol CO放入容器中，移动活塞至体积V为2 L，用铆钉固定在A、B点，发生合成甲醇的反应如下：‎ CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)‎ 测定不同条件、不同时间段内CO的转化率，得到如下数据：‎ ‎10 min ‎20 min ‎30 min ‎40 min T1‎ ‎30%‎ ‎55%‎ ‎65%‎ ‎65%‎ T2‎ ‎35%‎ ‎50%‎ a1‎ a2‎ ‎(1)根据上表数据，请比较T1________(填“＞”“＜”或“＝”)T2；T2温度下，第20 min时反应达到平衡，该温度下的化学平衡常数为________________。‎ ‎(2)T2温度下，第40 min时，拔出铆钉(容器密封性良好)后，活塞没有发生移动，再向容器中通入6 mol CO，此时v(正)________(填“＞”“＜”或“＝”)v(逆)，判断的理由是 ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：Ⅰ.(1)该反应在反应前后气体分子数不相等，压强不变说明反应达到平衡，a项正确；混合气体颜色不变，则NO2的浓度不变，说明反应达到平衡，b项正确；因为该反应中NO和O2的化学计量数不相等，且加入的NO和O2的物质的量相等，故当NO和O2的物质的量之比不变时说明反应达到平衡，c项正确；无论是否达到平衡，消耗1 mol O2的同时都生成2 mol 12 / 12‎ ‎ NO2，d项不能说明反应达到平衡，d项错误。(2)由温度高时反应速率快，达到平衡的时间短，判断T2＞T1，由图像可知，温度高时，N2的体积分数小，故升高温度会使N2(g)＋O2(g)2NO(g)平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，ΔH＞0。Ⅱ.(1)由表中数据可知，其他条件不变，10 min时T2温度下CO的转化率大，所以T2温度高，即T1＜T2。温度高反应速率快，达到平衡时间短，T2温度下，反应在20 min时达到平衡，则a1＝50%。T2温度下平衡时，CO的浓度为1 mol·L－1－1 mol·L－1×50%＝0.5 mol·L－1，H2的浓度为1.5 mol·L－1－0.5 mol·L－1×2＝0.5 mol·L－1，甲醇的浓度为0.5 mol·L－1，则平衡常数K＝＝4 (mol·L－1)－2。(2)拔去铆钉，反应在同温同压条件下进行，体积之比等于物质的量之比，40 min时，CO、H2、CH3OH的物质的量均为1 mol，此时容器的体积为2 L，当再充入6 mol CO时，假设平衡不移动，此时容器的体积为6 L，Q＝＝ (mol·L－1)－2＞K，平衡逆向移动，v(正)＜v(逆)。‎ 答案：Ⅰ.(1)abc　(2)＞　Ⅱ.(1)＜　4 (mol·L－1)－2‎ ‎(2)＜　拔去铆钉，反应在同温同压下进行，体积之比等于物质的量之比，当再充入6 mol CO时，假设平衡不移动，此时容器的体积为6 L，Q＝＝ (mol·L－1)－2＞K，平衡逆向移动 12 / 12‎