高中化学 第二单元 化学反应的方向与限度练习 新人教版

第二单元 化学反应的方向与限度1. 下列变化过程中，H0的是()A2SO32SO2O2 B2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(g)CNH4NO3(s)=NH(aq)NO(aq) DCl2=2Cl解析：乙烷燃烧是放热反应，反应后气体分子数量增加，所以该反应过程中，H0。答案：B2下列对熵(S)、熵变(S)的说法中，错误的是()A化学反应过程中吸收或释放的热量叫做熵变B反应前后体系熵的变化叫做熵变C衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵D化学反应的S越大，越有利于反应的自发进行解析：要注意区分熵变、焓变的差异。化学反应过程中吸收或释放的热量叫做焓变。答案：A3在一定温度下，反应：2A(s)2B(g)C(g)D(g)在恒容容器中进行，不能说明该反应已经达到平衡的是()A容器内的压强不随时间而变化 B混合气的密度不再随时间而变化CA的质量不再改变 D平衡混合气体的平均相对分子质量不再改变解析：设反应正向进行，则恒容时：A的质量减少；混合气体的压强因反应前后气体分子数不变而不变；密度因气体质量增加而增大；平均相对分子质量因m混增大而n混不变而增加，而反应正向(或逆向)进行时，不变的量不能成为平衡的标志，变化的量则能，A项错。答案：A4(2020上海，19)研究发现，空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的形成，反应过程如下：SO2NO2=SO3NOSO3H2O=H2SO42NOO2=2NO2NO2在上述过程中的作用与H2SO4在下述变化中的作用相似的是()A潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶 B硫化氢通入浓H2SO4中C浓H2SO4滴入萤石c(CaF2)中，加热 D加入少量H2SO4使乙酸乙酯水解解析：由于反应SO2NO2=SO3NOSO3H2O=H2SO42NOO2=2NO2，可见NO2反应前后没有改变，起催化作用，但从SO2SO3H2SO4可见NO2又起了氧化剂作用。因H2SO4在硫化氢通入浓H2SO4中起氧化剂作用，H2SO4在乙酸乙酯水解中起催化剂作用，因此答案应选B、D。答案：BD5 一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)2B(g)C(g)D(g)，当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是()混合气体的密度容器内气体的压强混合气体的总物质的量B的物质的量浓度A B C D只有解析：反应前后气体的体积不变，但气体的总质量发生了变化，所以当混合气体的密度不变时，可说明反应已达到平衡状态；反应前后气体的体积始终保持不变，容器内气体的压强不变时，不能判断是否达到平衡；反应前后气体的体积始终保持不变，混合气体的总物质的量也始终保持不变；由于容积恒定，B的物质的量浓度不变时表明反应达到化学平衡状态。答案：A6在容积为1 L的密闭容器中，加入5 mol A物质，在一定条件下同时发生下列两个反应：(1)2A(g)2B(g)C(g)；(2)A(g)C(g)D(g)。当达到平衡时，测得c(A)2.5 mol/L，c(C)2.0 mol/L。则下列说法中正确的是()A达到平衡时A的总转化率为40% B达到平衡时c(B)为1.0 mol/LC达到平衡时c(B)2c(D) D达到平衡时c(D)2c(B)解析：设反应(1)有a mol的A转化，反应(2)中有b mol的A转化，有2A(g)2B(g)C(g)转化 a a A(g)C(g)D(g)转化 b b b则由题意可知，5 mol(ab) mol2.5 mol/L1 L，即ab2.5 mol；b2.0 mol/L1 L，即b2.0 mol，联立两式解得a1.0 mol，b1.5 mol。对A选项，达平衡时A的总转化率100%50%，故A不正确；c(B)1.0 mol/L，故B选项正确；c(B)1.0 mol/L，c(D)1.5 mol/L，故C、D选项均不正确。答案：B7在固定容积的密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程某一时刻SO2、O2、SO3浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，达到平衡时浓度可能正确的是()ASO2、O2分别为0.4 mol/L、0.2 mol/L BSO2为0.25 mol/LCSO2、SO3均为0.15 mol/L DSO2为0.24 mol/L，SO3为0.14 mol/L答案：B8. 在一定条件下进行下列可逆反应的实验：A(g)2B(g)3C(g)H0三组平行实验的有关条件如下表：反应条件温度容器体积起始n(A)起始n(B)其他条件组5001 L1 mol2 mol无组5001 L2 mol4 mol无组5001 L 1 mol2 mol已知组实验过程中，C气体的体积分数V(C)%，随时间t的变化曲线如图：(1)试在上图画出组实验过程中C气体体积分数随时间t的变化曲线。(2)若组实验过程中，C气体体积分数随时间t的变化曲线与组相当，则它所具备的“其他条件”可能是_。(3)在组实验中B气体的转化率是_，若将实验温度变为800，则达平衡所需时间_t1(填“小于”、“大于”或“等于”，下同)，平衡时V(C)%_a%。解析：组与组相比，只是组中起始的A、B的浓度均为组中A、B的浓度的2倍，其他条件均相同，因此，组与组相比，组到达平衡的时间短，但是，组的平衡状态和组中的平衡状态的V(C)%是相同的。组中C气体体积分数随时间t的变化曲线如果与组中的相当，则其余条件必为催化剂。答案：(1)(2)催化剂(3)a%小于大于9 在一定温度下将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g)2C(g)2D(g)，2分钟末反应达到平衡状态，生成了0.8 mol D，请填写下面空白。(1)B的平衡浓度为_。(2)A的转化率为_。(3)用D表示的平均反应速率为_。(4)如果缩小容器容积(温度不变)，平衡体系中混合气体的密度_、平均相对分子质量_。(两空均选填“增大”、“减小”或“不变”)。(5)如果上述反应在相同条件下从逆反应开始进行，开始加C和D各4/3 mol，要使平衡时各物质的质量分数与原平衡时相等，则还应加入_mol B物质。解析：根据题意可得： 3A(g)B(g)2C(g)2D(g)起始(mol): 2 2 0 0转化(mol): 3x x 2x 2x平衡(mol): 23x 2x 2x 0.8所以2x0.8 mol，即x0.4 mol，所以达到平衡时B的物质的量浓度为0.8 mol/L；A的转化率为100%60%；v(D)0.2 mol/(Lmin)；由于缩小容积时平衡状态不变，所以混合气体的平均相对分子质量不变，混合气体的密度增大。答案：(1)0.8 mol/L(2)60%(3)0.2 mol/(Lmin)(4)增大不变(5)4/310一定条件下，可逆反应A(g)B(g)2C(g)，达到平衡时，各物质的平衡浓度为：c(A)0.5 mol/L，c(B)0.1 mol/L，c(C)1.6 mol/L，若用a、b、c分别表示A、B、C的初始浓度(mol/L)，则：(1)a、b应满足的关系是_。(2)a的取值范围是_。解析：可用“一边倒”的方法考虑。 A(g)B(g)2C(g)平衡时： 0.5 0.1 1.6向左倒： 1.3 0.9 0向右倒： 0.4 0 1.8从而可确定a与b的关系及a、b、c的取值范围：0.4a1.30b0.90c1.8答案：(1)ab0.4(2)0.4a1.311. 有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为m mol。 (1)相同温度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为_mol(从下列各项中选择，只填序号，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为_mol。A小于m B等于m C在m2m之间 D等于2m E大于2m(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始应加入_mol N2和_mol H2。解析：(1)由于甲容器定容，而乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m。当甲乙两容器的体积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2m。(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(10.5)0.5 mol，H2为(1.51.5)0 mol。答案：(1)DE(2)0.5012(2020潍坊统考)反应Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)Ha kJmol1，平衡常数为K；反应CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)Hb kJmol1测得在不同温度下，K值如下：温度/500700900K1.001.472.40(1)若500时进行反应，CO2起始浓度为2 molL1，CO的平衡浓度为_。(2)反应中的a_0(填大于、小于、等于)。(3)700反应达到平衡，要使得该平衡向右移动，其它条件不变时，可以采取的措施有_(填序号)。A缩小反应器体积 B通入CO2 C升高温度到900 D使用合适的催化剂(4)下列图像符合反应的是_(填序号)(图中v是速率，为混合物中CO的含量，T为温度且T1T2)。(5)由反应和可求得：反应2Fe(s)O2(g)=2FeO(s)的H_。解析：(1)由Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)知该反应的化学平衡常数K，由表中数据知500时K1，则Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g) 2 0 x x平衡浓度 2x xK1，所以x1。(2)由表中数据知，温度升高，K值增大，说明正反应是吸热反应，a0。(3)该反应为正向吸热，可采用升温或增加反应物的办法使平衡右移，所以B、C正确。(4)由反应的特点知图像A正确。(5)利用盖斯定律可得：22得H(2a2b) kJmol1。答案：(1)1 molL1(2)大于(3)BC(4)A(5)(2a2b) kJmol1 1(2020天津理综，5)人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力。CO吸入肺中发生反应：COHbO2O2HbCO,37时，该反应的平衡常数K220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是()ACO与HbO2反应的平衡常数KB人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少C当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时，人的智力才会受损D把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动解析：由平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K；由平衡移动原理可知吸入CO越多，平衡向右移动，与血红蛋白结合的O2减少；把病人放入高压氧仓中，则平衡向左移动，释放出CO，故可解毒，A、B、D均正确。C项，由平衡常数表达式可知，人智力受损时：2200.02，即，故C项错误。答案：C2 一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)B(g)3C(g)，若反应开始时充入2 mol A和2 mol B，达到平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是()A2 mol CB2 mol A、1 mol B和1 mol He(不参加反应)C1 mol B和1 mol CD2 mol A、3 mol B和3 mol C解析：本题主要考查有关化学平衡的相关问题。由于在等温等容的条件下，对于气体总体积不变的反应2A(g)B(g)3C(g)，充入任意物质的量的C，都与充入2 mol A和1 mol B等效，且平衡时A的体积分数大于a%，A符合题意；而充入He时对所给化学平衡没有影响，则B选项中A的体积分数亦大于a%；而C、D所建立的平衡皆与原平衡等效，平衡时A的体积分数为a%。答案：AB3 在一固定容积的密闭容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)B(g)xC(g)，达到平衡时，C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变，按0.6 mol A，0.3 mol B和1.4 mol C为起始物质，达到平衡时，C的体积分数也为W%，则x值为()A1 B2 C5 D4解析：列式求算：0.3 mol mol1 mol或0.6 mol mol2 mol求得x2。若x3时，只要n(A)n(B)21，n(C)是任意值时都符合题意。答案：B4(2020四川理综，13)在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g) nY(g)；HQ kJ/mol。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：下列说法正确的是()Amn BQ0，B、D错误；气体体积增大，若平衡不动，c(Y)应减小为一半，现c(Y)比一半大，即减压平衡向右移动，mn，A错，C对。答案：C5 密闭的烧瓶里盛放气体A，在25时建立如下平衡：2A(g)B(g)HQ1Q2 BQ1Q2Q CQ1QQ2 DQ1Q2Q解析：两平衡等效。 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJmol1起始： 2 mol 1 mol 0变化： 1.8 mol 0.9 mol 1.8 mol平衡： 0.2 mol 0.1 mol 1.8 molQ10.9Q 2SO3(g)2SO2(g)O2(g)HQ kJmol1起始： 2 mol 0 0平衡： 1.8 mol 0.2 mol 0.1 mol变化： 0.2 mol 0.2 mol 0.1 molQ20.1Q，QQ1Q2答案：A11可逆反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A3v正(N2)v正(H2) Bv正(N2)v逆(NH3)C2v正(H2)3v逆(NH3) Dv正(N2)3v逆(H2)解析：当正向反应速率等于逆向反应速率时，可逆反应达到平衡状态。根据化学方程式中NH3和H2的计量关系，可以看出正反应在单位时间内有3 mol H2发生化合反应，必定同时生成2 mol NH3，故有2v正(H2)3v正(NH3)。这时逆反应如果同时有2 mol NH3发生分解反应，NH3的物质的量就相当于没有变化，好像“表面上静止”达到平衡状态。所以当2v正(H2)3v逆(NH3)时，NH3的正、逆反应速率相等，说明反应已达到平衡状态。答案：C12. 把A、B、C、D四种物质放在密闭容器中，在一定条件下充分反应。反应前及反应完成后各物质的质量如下表所示：物质ABCD反应前物质质量(g)19.78.723.60.4反应后物质质量(g)待测17.423.6下列说法不正确的是()A物质C一定是化合物B此反应一定不是可逆反应C此反应不一定是氧化还原反应D若A、C的摩尔质量之比为97108，则参加反应的A、C物质的量之比为12解析：此题考查了可逆反应的判断和有关化学方程式的计算知识。根据题意可知，充分反应后各物质都没反应完全，则此反应是可逆反应，B错误；根据反应前后质量守恒，可计算出A物质反应后的质量是29.4 g，又根据各物质反应前后的质量变化，可以判断C是反应物，A、B、D是生成物，故C一定是化合物，A正确；A、C的质量差分别是9.7 g、21.6 g，结合A、C的摩尔质量比可以计算出参加反应的A、C物质的量之比为12，D正确；由题意不能确定此反应是否是氧化还原反应，C正确；选B。答案：B13(2020宁夏理综，12)将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NH4I(s) NH3(g)HI(g)；2HI(g) H2(g)I2(g)达到平衡时，c(H2)0.5 molL1，c(HI)4 molL1，则此温度下反应的平衡常数为()A9 B16 C20 D25解析：根据反应：2HI(g) H2(g)I2(g)消耗的c(HI)2c(H2)1 molL1，再结合反应：NH4I(S) NH3(g)HI(g)知c(NH3)c(HI)1 molL14 molL15 molL1。因此该温度下，反应的平衡常数：Kc(NH3)c(HI)5 molL14 molL120 mol2L2。答案：C14在容积不变的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2AB(g)C(g)，且达到平衡。当升高温度时气体的密度增大，则()A若正反应是放热反应，则A为气态 B若正反应是放热反应，则A为非气态C若正反应是吸热反应，则A为非气态 D若正反应是吸热反应，则A为气态解析：本题考查化学平衡，中等难度题。根据m/V可知，V不变时，增大，说明m也增大。所以A为非气态。升高温度时气体密度增大，则平衡正向移动，正反应为吸热反应，选项C正确。答案：C15化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：2NO(g) N2(g)O2(g)K1110302H2(g)O2(g) 2H2O(g)K2210812CO2(g) 2CO(g)O2(g)K341092请填写下列空白：(1)常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为_。(2)常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为_。(3)常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为_。(4)随着轿车进入家庭，汽车尾气污染成为备受关注的环境问题，某市政府要求全市对所有汽车尾气处理装置进行改装，改装后的尾气处理装置主要是加了有效催化剂。请你根据以上有关数据分析，仅使用催化剂_(填“能”或“否”)消除污染气体。答案：(1)K(2)51082(3)NOH2OCO2(4)能16. 在密闭容器中进行的如下反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)SO2的起始浓度是0.4 molL1，O2的起始浓度是1 molL1。当SO2的转化率为 80%时，反应达到平衡状态。(1)求反应的平衡常数。(2)若将平衡时反应混合物的压强增大1倍，通过计算判断平衡将如何移动？(3)平衡时保持体积不变，向平衡混合气体中充入稀有气体Ar，使体系总压变为原来的3倍，平衡又将如何移动？解析：2SO2(g)O2(g)2SO3(g) 2 1 2 0.4 1 0平衡时(molL1) (1)平衡常数K (molL1)1(2)压强增大1倍，各组分的浓度增大1倍，Qc (molL1)1 (molL1)1即Qc”、“c3。(2)20 s时，c10.100 mol/L0.060 mol/L0.070 mol/L，在0 s20 s时间段内，v(NO2)0.003 mol/(Ls)，v(N2O4)v(NO2)0.003 mol/(Ls)0.001 5 mol/(Ls)。(3)根据“等量等效”，c(NO2)0.200 mol/L。答案：(1)N2O42NO260(2)0.0700.001 5(3)0.20019. (1)在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N2和4 mol H2，发生如下反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)；H92.4 kJ/mol达到平衡时，体积为反应前的三分之二。求：达到平衡时，N2的转化率为_。若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，且a、b、c均0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同，试比较反应放出的能量：_(填“”、“”、“。(1)是恒温恒压，(2)是恒温恒容，可以假设先让(1)也保持恒温恒容，则此时与(2)平衡相同，再让其恢复恒压，则容器的活塞会下降，相当于加压，则化学平衡又向正反应方向移动，即NH3的浓度增大，即(1)(2)。答案：(1)50%(2)20 一定温度下，将3 mol A气体和1 mol B气体通入一密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g) xC(g)请填写下列空白：(1)若容器体积固定为2 L，反应1 min后测得剩余1.8 mol A，C的浓度为0.4 mol/L。1 min内，B的平均反应速率为_，x为_；若反应经2 min达到平衡，平衡时C的浓度_08 mol/L(填“大于”、“等于”或“小于”)；平衡混合物中，C的体积分数为22%，则A的转化率是_；改变起始物质加入的量，欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等，起始加入的三种物质的物质的量n(A)、n(B)、n(C)之间应满足的关系式为_。(2)若维持容器压强不变。达到平衡时C的体积分数_22%(填“大于”、“等于”或“小于”)；改变起始物质加入的量，欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍，则应加入_mol A气体和_mol B气体。解析：本题综合考查了化学反应速率的计算与等效平衡的知识。(1)3A(g)B(g)=xC(g)起始物质的量浓度(mol/L) 1.5 0.5 0转化物质的量浓度(mol/L) 0.6 0.2 0.2x平衡物质的量浓度(mol/L) 0.9 0.3 0.41 min内，B的平均反应速率为02 mol/L1 min0.2 mol/(Lmin),0.2x0.4，x2。随着反应的不断进行浓度不断下降，反应速率不断减小，故平衡时C的浓度小于0.8 mol/L。同理列式可解得：A的转化率是36%。在同温同体积的密闭容器中，反应前后气体分子总数不相等，要使平衡等效，则采用极端讨论的方法得：n(A)3n(C)/23，且n(B)n(C)/21。(2)若维持容器压强不变：因为正反应是一个气体分子数减少的反应，则平衡向正反应方向进行，则达到平衡时C的体积分数大于22%。在同温同压下，欲使反应达到平衡时C的物质的量是原平衡的2倍，则应加入6 mol A气体和2 mol B气体。答案：(1)0.2 mol/(Lmin)2小于36%n(A)3n(