高中化学练习【化学反应的方向与限度】

化学反应的方向与限度

一、选择题

1.下列说法不正确的是()

A.熔变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应是放

热反应

B.在同一条件下不同物质有不同的端值，其体系的混乱程度越大，端值越大

C.一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热

D.一个反应能否自发进行，与焙变和端变的共同影响有关

解析一个反应能否自发进行，与焙变和嫡变的共同影响有关。

答案C

2.下列关于平衡常数的说法正确的是()

A.在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度

B.在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值

C.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等无关

D.从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度

解析在平衡常数表达式中，反应物及生成物浓度均为达到化学平衡时的浓

度；在温度一定时，对一个确定系数的可逆反应，化学平衡常数是一个恒定

值，其大小只与温度有关，与其他外界条件无关，平衡常数的大小反映了化学

反应可能进行的程度。

答案D

3.反应H2(g)+b(g)=f=^2HI(g)的平衡常数为K1；反应HI(g)=5=^3

K2,、

H2(g)+1l2(g)的平衡常数为则KI及的关系式为(平衡常数为同温度

下的测定值)()

A.K\=2KiB.KI=K3C.KI=*D.KI=%

11i

2^2=

解析^I=[HI]/[H2][I2],[H2]2.[l2]2/[HI],Ki=拓。

答案c

4.某温下气体反应达到化学平衡，平衡常数K=[AHB]2/[E]2[F],恒容时，若

温度适当降低，F的浓度增加，下列说法正确的是()

A.增大c(A)、c(B),K增大

B.降低温度，正反应速率增大

C.该反应的焰变为负值

D.该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)=、A(g)+2B(g)

解析平衡常数K只随温度的变化而变化，与浓度变化无关，A错；降低温

度，正、逆反应速率均减小，B错；降温时，F的浓度增大，说明平衡逆向移

动，正反应是吸热反应，则焰变为正值，C错；根据化学平衡常数表达式可知

A、B是生成物，E、F为反应物，且对应指数为其化学方程式中物质前的系

数，D正确。

答案D

5.可逆反应：2so2+O2=—2SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中

加入一定量的02。下列说法正确的是(K为平衡常数，。为浓度商)()

A.。不变，K变大，。2转化率增大

B.。不变，K变大，SO2转化率减小

C.。变小，K不变，02转化率减小

D.Q增大，K不变，S02转化率增大

解析当可逆反应2so2+O22s03达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中

加入一定量的02,平衡向右进行，但02转化率减小，浓度商。变小，K不变。

答案c

6.放热反应CO(g)+H2O(g)='82(g)+H2(g)在温度小时达到平

衡，[CO]户田2。]1=1.0molL」，其平衡常数为Ki。升高反应体系的温度至上

时，反应物的平衡浓度分别为[CO]和田20],平衡常数为K2,则()

A.及和K的单位均为moLL-i

B.Ki>K\

C.[CO2]=[H2O]2

D.[C0]i>[C02]

解析温度升高平衡向逆反应方向移动，平衡常数为K2<K1,单位为1,

[CO]1<[CO]2,C正确。

答案c

7.一定条件下合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g)=、CH2=CH2(g)+4H2O

(g)；已知温度对C02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0(M)

D.当温度高于250℃,升高温度，催化剂的催化效率降低

解析升高温度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。(N)有可能小于。(M),C错误，D正确。

答案C

8.Cb合成有机物时会产生副产物HClo利用反应4HC1(g)+O2(g)

CuO/CuCl

100℃2Ch(g)+2H2O(g)可实现氯的循环利用。如图是反应温度对

HC1平衡转化率影响的曲线。当该反应达平衡时，下列叙述正确的是()

A.该反应平衡常数的表达式言静彳

B.及时分离出H20,平衡正向移动，这是正反应速率逐渐增大的缘故

C.若向恒容平衡体系内再加入1mol02,则达新平衡时，HC1的转化率增大

D.随温度升高，该反应的平衡常数K值会变大

解析A项错误，该反应平衡常数的表达式K=端需誓；B项错误，分离

出H20,平衡会正向移动，原因是逆反应速率随c(H20)的减小而减小，正反

应速率大于逆反应速率；C项正确，向恒容平衡体系内再加入1mol02,平衡正

向移动，使HC1的转化率增大；D项错误，由温度对HC1平衡转化率影响的曲

线可知，该反应是放热反应，温度升高会使平衡逆向移动，平衡常数K值会变

小。

答案C

9.一定温度下，在一个容积为1L的密闭容器中，充入1molH2(g)和1molb

(g),发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),经充分反应达到平衡后，生

成的HI(g)占气体体积的50%,该温度下，在另一个容积为2L的密闭容器中

充入1molHI(g)发生反应HI(g)、=氏(g)+三2(g),则下列判断正

确的是()

A.后一反应的平衡常数为1

B.后一反应的平衡常数为0.5

C.后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25molLr

D.后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度0.5mol-L-1

解析前一反应达平衡时[H2]=[L]=0.5moLL」，molL」，则平衡常数

11

Ki===4,K2=[]-==05,

rH2][l2]0.5X0,5而后一反应的平衡常数[HI]7^,

A项错误，B项正确；设后一反应达平衡时出2]=尤mol-L-1,则平衡时口2]=%

11

X2.X2

molL-1,[HI]=(0.5-2x)mol-L_1,忆=八<.=0.5,解得x=0.125,故平

0.5—2x

衡时[H2]=0.125mol-L-1,[HI]=0.25mol-L_1,C项错误，D项错误。

答案B

10.某温度下，反应H2(g)+CO2(g)='H2O(g)+CO(g)的平衡常

9

数K=4.该温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，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-L1)0.0100.0200.020

c(CO2)/(mol-L-1)0.0100.0100.020

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%

C.平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，0.008molL-1

D.反应开始时，乙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢

x29

解析设甲容器中，平衡时氢气的变化浓度为x,则：焉—71=2，

解得x=00060mom平衡时[H2]=[C02]=0.010—九=0.0040molLI[H2O]

=[CO]=0.0060molLa(H2)=喘得乂100%=60%。因乙中H2的起始浓

度大于甲，故乙平衡相当于是甲平衡正向移动的结果，乙中C02的转化率大于

60%,A项正确；丙平衡可看作是2个甲平衡合并而成的，又因H2(g)+CO2

(g)H2O(g)+C0(g)是平衡不受压强影响的反应，故丙平衡中物质的

转化率不变，仅各物质的浓度是甲平衡中各物质浓度的2倍，所以B、C项正

确；由于三组反应中丙中各物质的浓度最大，甲中各物质的浓度最小，所以丙

反应速率最快，甲反应速率最慢，D项错误。

答案D

二'填空题

11.对于可逆反应CO+H2O(g)<'CO2+H2,回答下列问题：

(1)830K时，若起始时co(CO)=2molL-1,co(H2O)=3mol-L平衡

时CO的转化率为60%,水蒸气的转化率为；平衡常数K的值

为O

(2)830K,若只将起始时co(H2O)改为6mol-L-1,则水蒸气的转化率

为。

(3)若830K时，起始浓度co(CO)=amol-L-1,co(H2O)=Z?molL_1,H2

的平衡浓度[H2]=cmo卜Li则：

①a、b、c之间的关系式是;

②当a=b时，a=Co

解析在以下计算中，各浓度单位均为molL」。

(1)C()+H2()(g)^—CO2+H,

起始浓度2300

转化浓度1.21.21.21.2

平衡浓度0.81.81.21.2

1.2X1.2、1.2

1,a(H2O)-3X100%—40%。

0.8*1.8—

(2)设CO的转化浓度为x

CO+II2()(g)^=^C()2+II..

起始浓度2600

转化浓度XXXX

平衡浓度2~x6一4xx

»

贝Ua(H2O)-^XlOO%-

K________、—19解付x—1.5mol-L,

K-(2-x)(6-X)

25%o

(3)CO+II2()(g)^——C()2H2

起始浓度ab00

转化浓度cccc

平衡浓度a—cb—ccc

-7——^—77-1=1,化简得。=坐大因为。=力，所以。=2c。

(。一c)(b—c)a+b

答案(1)40%1

(2)25%

(3)①c=*②2

a+b

12.无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2

转换的热化学方程式为：N2O4(g)2NO2(g)A^=+24.4kJ/moL

(1)将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡

的是o

a.o正(N2O4)=2。逆(N02)b.体系颜色不变

c.气体平均相对分子质量不变d.气体密度不变

达到平衡后，保持体积不变升高温度，再次达到平衡时，混合气体颜色

(填“变深”、“变浅”或“不变”)，判断理由是

(2)平衡常数K可用反应体系中气体物质的分压表示，即K表达式中用平衡分

压代替平衡浓度，分压=总压义物质的量分数[例如：p(N02)=p.sXx(N02)]o

写出上述反应平衡常数Kp的表达式(用p.©、各气体物质的量分数x表

示)；影响Kp的因素为o

(3)上述反应中，正反应速率0正=左正一p(N2O4),逆反应速率0j®=Airp2(NO2),

其中左正、上逆为速率常数，则。为(以左正、左逆表示)。若将一定量

N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度的298K、压强的100kPa),已知

-1

该条件下，%正=4.8X104s-i,当N2O4分解10%时，。正=kPa-s0

(4)真空密闭容器中放入一定量N2O4,维持总压强po恒定，在温度为时，

平衡时N2O4分解百分率为呢保持温度不变，向密闭容器中充入等量N2O4,维

持总压强在20条件下分解，则N2O4的平衡分解率的表达式为

解析(1)2。正(N2O4)=0速(NO2)时，正、逆反应速率相等，反应达到平

衡，a项错误；体系颜色不变，则NO2的浓度不变，说明反应达到平衡，b项正

确；该反应体系全为气体，气体质量保持不变，而反应前后气体分子数不相

等，因此气体的平均相对分子质量为变量，当平均相对分子质量不变时可以说

明反应达到平衡，c项正确；该反应体系全为气体，气体质量保持不变，容器容

积也保持不变，故气体密度为一定值，气体密度不变不能说明反应达到平衡，d

项错误。正反应为吸热反应，保持体积不变升高温度，平衡正向移动，NO2的

浓度增大，故混合气体颜色变深。(2)长此尤;在息•啜翌,与

p总•冗(N2O4)X(N2O4)

化学平衡常数K一样，影响Kp的因素为温度。(3)Kp=:(黑:;,达到平衡

,/、->/、/(NO2)k正「k正

时，v正=0逆，即k正・p(N2O4)=k逆・p(NO2),,zc、=5-，故Kp=j—o

厂“p(N2O4)k逆k逆

设起始时N2O4为amol,当N2O4分解10%时，N2O4为0.9〃mol,NO2为0.2〃

09〃9

mol,则犬(N2O4)—।no=77°故0正=人正・〃(N2O4)=4.8X104s1X100

n0.n9。十0.2。111

9,

kPaX—=3.9X106kPa-s-1o(4)设充入的N2O4的量为nmol,维持总压强po

恒定，达到平衡时，N2O4的分解百分率为明则N2O4为〃(l—a)mol,NO2为

/[p乂X__]2

°n(1+a)4a2

Inamol,Kp=------〃(〔_.)~=poX维持总压强2Po恒

(1+。)•(1-a)°

P°Xw(1+a)

定，达到平衡时，设N2O4的分解百分率为B，则N2O4为n（1—4）mol,NO2

Y2皿/

“[N2poXn(1+尸)】

为2呻mol,Kp=([G)-2/7oX根据Kp不变,

（1+尸）•（1一夕）°

2P°X〃(1十夕)

4a244/

知PoX（］+a）.（］_＜）=2poX（］+夕）.（1—夕），解得“=72—a2。

答案（1）be变深正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向

移动，c（NO2）增加，混合气体颜色加深

p总f(NO2)

(2)（其他合理答案亦可）温度

X(N2O4)

（3）3.9X106

⑷庐

13.甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过2.1X107吨，在能

源紧张的今天，甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是：

（i）CO（g）+2H2（g）、'CH30H（g）AW=-90.1kJ-mol-1

另外：

-1

(ii)2C0(g)+02(g)=2CO2(g)AH=-566.0kJ-mol

-1

(iii)2H2(g)+O2(g)==2H2O(1)A/7=-572.0kJ-mol

若混合气体中有二氧化碳存在时，还发生下列反应：

(iv)CO2(g)+H2(g)，、CO(g)+H2O(g)AH=+41.1kJmol

-1

回答下列问题：

(1)甲醇的燃烧热为kJ.morL

(2)在碱性条件下利用一氯甲烷(CH3C1)水解也可制备少量的甲醇，该反应

的化学方程式为o

(3)若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应(iv)对合成甲醇反应中CO的

转化率的影响是o

a.增大b.减小

c.无影响d.无法判断

(4)在恒温恒容的密闭容器中发生反应(i),各物质的浓度如下表：

浓度/mol・L-1

c(CO)c(H2)c(CH3OH)

时间/min

00.81.60

20.6X0.2

40.30.60.5

60.30.60.5

①尤=O

②前2min内H2的平均反应速率为忒H2)=。该温度下，

反应(i)的平衡常数K=0

③反应进行到第2min时，改变了反应条件，改变的这个条件可能是

(填序号)。

a.使用催化剂b.降低温度c.增加H2的浓度

(5)下图是温度、压强与反应(i)中CO转化率的关系:

L0

%

/S8

%

3

x6

().

而

0O.4

3O.

-9

10020030()4005()0

温度/七

①由图像可知，较低温度时，CO转化率对