高考化学一轮复习 第7章 化学反应的方向、限度与速率 第2节 化学平衡移动原理及应用课后达标检测 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2节 化学平衡移动原理及应用课后达标检测 鲁科版 ‎[课后达标检测]‎ 一、选择题 ‎1．(2018·张家口模拟)下列说法不能用勒·夏特列原理来解释的是(　　)‎ A．在一定浓度的盐酸中加入氢氧化钠溶液，体系温度逐渐升高，随后又逐渐降低 B．夏天打开啤酒，会有大量气泡冒出 C．实验室制备氯气时，用排饱和氯化钠溶液收集氯气 D．在K2CrO4溶液中加入几滴稀硫酸，颜色由黄色变为橙色 解析：选A。HCl＋NaOH===NaCl＋H2O不属于可逆反应，不存在化学平衡，故不能用勒·夏特列原理解释。‎ ‎2．对于可逆反应：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0，下列说法正确的是(　　)‎ A．加入催化剂，平衡正向移动 B．在恒温、恒容条件下，加入氢氧化钠，平衡不移动 C．在恒温、恒压条件下，通入He，平衡不移动 D．降温，平衡正向移动 12 / 12‎ 解析：选D。A项，催化剂不影响化学平衡的移动，A错；B项，加入的NaOH会吸收二氧化碳气体，平衡正向移动，B错；C项，恒温、恒压下通入He，体系体积会增大，相当于减小压强，则平衡逆向移动，C错。‎ ‎3．(2018·开封质检)已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，不同温度下该反应的平衡常数如表所示：‎ t/℃‎ ‎700‎ ‎800‎ ‎830‎ ‎1 000‎ ‎1 200‎ K ‎1.67‎ ‎1.11‎ ‎1.00‎ ‎0.60‎ ‎0.38‎ 下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．该反应的正反应是吸热反应 B．该反应的化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)‎ C．某温度下，如果平衡浓度符合关系式：＝，则此时的温度为1 000 ℃‎ D．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高至830 ℃，测得CO为0.4 mol时，该反应为平衡状态 解析：选C。温度升高时，K值减小，说明平衡逆向移动，正反应是放热反应，A项错误。根据平衡常数表达式，可知该反应的化学方程式为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，B项错误。该温度下，K＝＝0.60，则此时的温度为1 000 ℃，C项正确。Q＝＝2.25≠1.00，说明反应没有达到平衡状态，D项错误。‎ ‎4. (2018·贵阳一模)一定条件下，向密闭容器中充入一定量的NH3。反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)达到平衡时，N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ 12 / 12‎ A．a点时，NH3的转化率为25%‎ B．达到平衡时，2v正(NH3)＝3v逆(H2)‎ C．b、c两点对应的平衡常数：Kb>Kc D．压强：p1>p2‎ 解析：选A。设起始充入NH3的物质的量为x mol，a点时，生成N2 y mol，则＝0.1，整理得x＝8y，故a点时NH3的转化率为×100%＝25%，A项正确；达到平衡时，3v正(NH3)＝2v逆(H2)，B项错误；该反应的正反应是吸热反应，c点温度高，平衡常数大，故Kbv逆 D．T2 ℃时，若起始时向丙中充入0.06 mol N2和0.12 mol CO2，则达平衡时N2的转化率小于40%‎ 解析：选D。由题图可知，甲容器中反应先达到平衡状态，故T1>T2，升高温度，平衡时CO2的物质的量减少，说明反应逆向进行，故该反应的正反应为放热反应，A项正确。根据表中数据可知，乙容器中反应相当于对甲容器中的反应增大压强，该反应为气体分子数减小的反应，故增大压强，平衡正向移动，故达到平衡时，乙中CO2的体积分数比甲中的大，B项正确。结合题中数据可知，T1 ℃甲容器中反应达到平衡时，[CO2]＝0.05 mol·L－1，[N2]＝0.025 mol·L－1，[NO]＝0.05 mol·L－1，[CO]＝0.05 mol·L－1，故平衡常数K＝＝10(L·mol－1)，若起始时充入0.40 mol NO、0.40 mol CO、0.40 mol N2和0.40 mol CO2，则浓度商Q＝＝5(L·mol－1)v逆，C项正确。在丙容器中，达到平衡状态时，n(N2)＝0.06 mol，根据等效平衡，起始时充入0.20 mol NO和0.20 mol 12 / 12‎ ‎ CO相当于充入0.10 mol N2和0.20 mol CO2，故平衡时N2的转化率为×100%＝40%，现若充入0.06 mol N2和0.12 mol CO2，相当于在丙容器中反应达到平衡后减小压强，反应逆向进行，故平衡时N2的转化率大于40%，D项错误。‎ 二、非选择题 ‎8．(2016·高考全国卷Ⅰ)CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H＋)的变化如图所示。‎ ‎(1)用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)由图可知，溶液酸性增大，CrO的平衡转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)升高温度，溶液中CrO的平衡转化率减小，则该反应的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。‎ 解析：(1)从题图可看出，铬酸根离子在酸性条件下逐渐转化成重铬酸根离子，离子方程式为2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O。(2)从图像看出，酸性越强，c(Cr2O)越大，说明CrO的平衡转化率越大。A点对应的离子浓度：[Cr2O]＝0.25 mol·L－1，[H＋]＝1.0×10－7‎ 12 / 12‎ ‎ mol·L－1，[CrO]＝1.0 mol·L－1－0.25 mol·L－1×2＝0.5 mol·L－1。平衡常数K＝],[H＋]2[CrO]2)＝‎ ＝1.0×1014 mol－3·L3。(3)升高温度，CrO的平衡转化率减小，说明平衡向左移动，根据平衡移动原理，正反应是放热反应，ΔH<0。‎ 答案：(1)2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O　(2)增大　1.0×1014 mol－3·L3　(3)小于 ‎9．(2016·高考全国卷Ⅱ)丙烯腈(CH2===CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：‎ ‎(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：‎ ‎①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－515 kJ/mol ‎②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)　ΔH＝－353 kJ/mol 两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是__________________________________________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是__________。‎ ‎(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 ℃。低于460‎ 12 / 12‎ ‎ ℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是________________________________________________________________________；‎ 高于460 ℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)。‎ A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大 C．副反应增多 D．反应活化能增大 ‎(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为________________________________________________________________________，‎ 理由是____________________________________。‎ 进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为____________。‎ 解析：(1)由于反应①和②均为放出热量较多的反应，产物的能量较低，故两个反应在热力学上趋势很大；由于反应①为放热反应，且该反应为气体分子数增大的反应，故降低温度和降低压强均有利于反应正向进行，从而提高丙烯腈的平衡产率；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是使用合适的催化剂。(2)反应①为放热反应，升高温度，丙烯腈的平衡产率应降低，故低于460 ℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460‎ 12 / 12‎ ‎ ℃时，催化剂的活性降低、副反应增多均可能导致丙烯腈的产率降低，A、C项正确；该反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，B项错误；升高温度可以提高活化分子的百分数，但不能改变反应所需的活化能，D项错误。(3)从题图(b)中可看出当n(氨)/n(丙烯)≈1.0时，丙烯腈的产率最高，此时几乎没有丙烯醛；只发生反应①时NH3、O2、C3H6的物质的量之比为1∶1.5∶1，结合空气中O2的体积分数约为20%，可确定进料气NH3、空气、C3H6的理论体积之比约为1∶7.5∶1。‎ 答案：(1)两个反应均为放热量大的反应　降低温度、降低压强　催化剂 ‎(2)不是　该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低　AC ‎(3)1.0　该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低　1∶7.5∶1‎ ‎10．(2018·广州一测)氮的固定意义重大，氮肥的使用大幅度提高了粮食产量。‎ ‎(1)目前人工固氮最有效的方法是______________________________________‎ ‎(用一个化学方程式表示)。‎ ‎(2)自然界发生的一个固氮反应是N2(g)＋O2(g)2NO(g)，已知N2、O2、NO三种分子中化学键断裂所吸收的能量依次为946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1、632 kJ·mol－1，则该反应的ΔH＝________kJ·mol－1。该反应在放电或极高温度下才能发生，原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)100‎ 12 / 12‎ ‎ kPa时，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1，反应2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2。‎ ‎①图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡时NO的转化率，则________点对应的压强最大。‎ ‎②100 kPa、25 ℃时，2NO2(g)N2O4(g)平衡体系中N2O4的物质的量分数为________，N2O4的分压p(N2O4)＝________kPa，列式计算平衡常数Kp＝______________________(Kp用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。‎ ‎③100 kPa、25 ℃时，V mL NO与0.5V mL O2混合后最终气体的体积为________mL。‎ ‎(4) 室温下，用注射器吸入一定量NO2气体，将针头插入胶塞密封(如图3) ，然后迅速将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定，此时手握针筒有热感，继续放置一段时间。从活塞固定时开始观察，气体颜色逐渐________(填“变深”或“变浅”)，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。[已知：2NO2(g)N2O4(g)‎ 在几微秒内即可达到化学平衡]‎ 解析：(2)根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，知该反应的ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－632‎ 12 / 12‎ ‎ kJ·mol－1×2＝180 kJ·mol－1。(3)①图1中曲线为等压线，A、C在等压线下方，B在等压线上方，A、C点相对等压线，NO的平衡转化率减小，则平衡逆向移动，为减小压强所致，B点相对等压线，NO的平衡转化率增大，则平衡正向移动，为增大压强所致，故压强最大的点为B点。②100 kPa、25 ℃时，NO2的平衡转化率为80%，设起始时NO2的浓度为a，则平衡时NO2的浓度为0.2a、N2O4的浓度为0.4a，故N2O4的物质的量分数为×100%＝66.7%。N2O4的分压p(N2O4)＝100 kPa×66.7% ＝66.7 kPa。Kp＝＝＝0.06 (kPa)－1。③V mL NO与0.5V mL O2生成V mL NO2，根据100 kPa、25 ℃时，2NO2(g)N2O4(g)平衡体系中NO2的转化率为80%，知平衡时气体的体积为V mL×(1－80%)＋V mL×80%×＝0.6V mL。(4)根据题图2，知2NO2(g)N2O4(g)为放热反应，将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定，相当于增大压强，会使平衡正向移动，反应放出热量，直至达到平衡，继续放置时气体温度降低，促使平衡向正反应方向移动，NO2浓度降低，气体颜色逐渐变浅。‎ 答案：(1)N2＋3H22NH3‎ ‎(2)180　N2分子中化学键很稳定，反应需要很高的活化能 ‎(3)①B　②66.7%　66.7‎ ＝＝0.06 (kPa)－1‎ ‎③0.6V 12 / 12‎ ‎(4)变浅　活塞固定时2NO2(g)N2O4(g)已达平衡状态，因反应是放热反应，放置时气体温度下降，平衡向正反应方向移动，NO2浓度降低 12 / 12‎