备战2014高考化学】课时作业21化学平衡状态化学反应进行的方向

1、课时作业(二十一)一、选择题1(2013石家庄质检)橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如下图：在其拉伸过程中有放热现象，反之吸热。25 、101 kPa时，下列化学反应的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致的是()ABa(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2OB2H2O2=2H2OCCaCO3=CaOCO2D2Na2O22H2O=4NaOHO2答案A解析根据题意，所选化学反应应符合H0、S0且常温下能自发反应，A选项符合该要求。2(2012山东师大附中一测)在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)2B(g)C(g)D(g)，当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已

2、达平衡状态的是()A混合气体的压强B混合气体的平均相对分子质量CA的物质的量浓度D气体的总物质的量答案B解析本题考查化学平衡状态的判断，意在考查考生的分析、推理能力。因反应前后气体分子数不变，故无论反应是否平衡，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变；A为固态，其物质的量浓度为常数；若反应正向移动，混合气体的质量增加，则混合气体的平均相对分子质量变大，反之变小，故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态。3(2012山东省实验中学一诊)下列关于平衡常数的说法正确的是()A一定温度下的可逆反应，只有达到平衡状态时才具有平衡常数B化学平衡移动时，平衡常数一定改变C对于一个确定的反应来

3、说，平衡常数的数值越大，反应限度越大D化学平衡常数大的可逆反应，所有反应物的转化率一定大答案C解析本题主要考查化学平衡常数，意在考查考生的理解能力。一定温度下，对于已确定的可逆反应，不论其是否达到化学平衡状态，其化学平衡常数都存在且为定值；如果通过改变反应物的浓度引起化学平衡移动，其化学平衡常数不变；平衡常数的大小与反应物的转化率大小无必然联系。4如图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是()Aa与b相比，b的活化能更高B反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量Ca与b相比，反应的平衡常数一定不同Da与b相比，a对应的反应速率更快答案B解析

4、由图知该反应放热，B项对；因催化剂不能使平衡发生移动，故相同温度下a、b反应的平衡常数相同，C项错；b为使用催化剂时的情况，其对应的反应速率更快些，D项错。5下列关于HTS说法中正确的是()AHTS可用于判断所有条件下的反应能否自发进行BHTS只用于判断温度、体积一定的反应能否自发进行CHTS只用于判断温度、压强一定的反应能否自发进行DHTS0的反应，在该条件下一定剧烈反应答案C解析在不同温度、压强下HTS的值不同，所以选项A、B都不正确；HTS0能判定反应可以自发进行，但不一定是剧烈反应，所以答案为C。6在体积固定的密闭容器中进行反应：X2(g)3Y2(g)2Z2(g)，若X2、Y2、Z2的

5、起始浓度分别为0.2 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L。当反应达到平衡后各物质的浓度可能是 ()AX2为0.1 mol/LBY2为0.4 mol/LCZ2为0.6 mol/L DY2为0.6 mol/L答案B解析为了确定平衡时各物质浓度的范围，应分两种情况讨论，并假设反应进行完全，以确定平衡时各物质浓度的极值。(1)若平衡从正反应方向建立：假设X2、Y2最大限度地转化为Z2，即Y2完全反应，所生成的Z2的浓度为0.2 mol/L，Z2的最大浓度为0.4 mol/L。(2)若平衡从逆反应方向建立：假设Z2全部转化为X2和Y2，则转化生成的X2、Y2的浓度为0.1 mol/L、0

6、.3 mol/L，X2、Y2的最大浓度为0.3 mol/L、0.6 mol/L。所以平衡时，0.1 mol/Lc(X2)0.3 mol/L,0c(Y2)0.6 mol/L,0c(Z2)t1)。反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/moln(CO2)/moln(H2)/mol01.200.6000t10.80t20.20下列说法正确的是()A反应在t1 min内的平均速率为v(H2) molL1min1B平衡时CO 转化率为66.67%C该温度下反应的平衡常数为1D其他条件不变，若起始时n(CO)0.60 mol，n(H2O)1.20 mol，则平衡时n(CO2)0.20 mol答案C

7、解析根据化学方程式可知在t1 min内生成0.4 min H2，因此在t1 min内的平均速率为v(H2) molL1min1，故A项错误。根据化学方程式可知t1、t2时刻均有n(CO)0.8 mol，n(H2O)0.2 mol，n(CO2)n(H2)0.4 mol，故表格中t1、t2时的数据均为平衡时的物质的量。据此可求出CO的平衡转化率为0.4 mol/1.2 mol100%33.33%，故B项错误。由于该反应是一个气体体积不变的反应，将平衡时的物质的量代入平衡常数表达式，可计算出反应的平衡常数为1，C项正确。根据平衡常数值可计算出D选项中平衡时n(CO2)0.40 mol，故D项错误。1

8、1(2013大同高三学情调研)某温度下，反应2A(g)B(g)C(g)的平衡常数为1，在容积为2 L的密闭容器中加入A(g)，20 s时测得各组分的物质的量如下表：物质A(g)B(g)C(g)物质的量/mol1.20.60.6下列说法正确的是()A反应前20 s的平均速度为v(A)0.06 molL1s1B20 s时，正反应速率等于逆反应速率C达到平衡时，A(g)的转化率为100%D若升高温度，平衡常数变为0.5，则反应的H0答案D解析根据方程式可知，20 s内消耗A(g)的物质的量是1.2 mol，所以反应前20 s的平均速率为v(A)0.03 molL1s1，A项不正确；20 s时，A(g

9、)、B(g)、C(g)的物质的量浓度分别是0.6 molL1、0.3 molL1、0.3 molL1，此时，0.251，因此平衡向正反应方向移动，B项不正确；可逆反应的转化率不可能是100%，所以C项不正确；升高温度，平衡常数减小，平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，即Ht1)所示。反应时间/minn(SiF4)/moln(H2O)/mol01.202.40t10.80at2b1.60通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态：_。(3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应_(填序号)。a一定向正反应方向移动b一定向逆反应方向移动c一定是减小压强造成

10、的d一定是升高温度造成的eSiF4的平衡转化率一定增大(4)反应进行2 min时，容器内气体的密度减小了0.03 g/L，则这2 min内该反应的反应速率v(HF)_ mol/(Lmin)。答案(1)bcd(2)a1.60(或b0.80)，说明在一定条件下，t1t2时各组分的浓度(或物质的量)均已不再发生改变，所以t1时反应已经达到化学平衡状态(3)ade(4)0.001解析(2)0 mint1min，反应消耗的SiF4为0.4 mol，根据已知反应可确定消耗的H2O为0.8 mol，故a1.6, t2 min时，H2O依然为1.6 mol，故b0.8。由此可判断t1时该反应已经达到化学平衡状

11、态。(4)反应中气体密度之所以减小，是因为反应生成了SiO2固体，即2 min内生成SiO2固体的质量为1 L0.03 g/L0.03 g，即生成HF 0.002 mol，故v(HF)0.001 mol/(Lmin)。14(2012山东潍坊期末)向2 L固定容积的密闭容器中加入一定量的NH3、H2和N2三种气体，一定条件下发生反应2NH3(g)N2(g)3H2(g)H0，各物质浓度随时间变化如图1所示。图2为t时刻后改变容器中条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且两个阶段各改变一种不同的条件。(1)能证明反应达到平衡状态的是_(填标号，下同)。A容器内压强不再发生变化BN2的体积分数不再

12、发生变化C容器内气体质量不再发生变化D容器内气体密度不再发生变化(2)若t115 s，则t0t1阶段以H2浓度变化表示的反应速率为_。(3)t3t4阶段改变的条件为_。(4)上述反应的平衡常数K_(保留两位小数)；向容器中再通入1.4 mol NH3、0.8 mol H2，平衡_移动(填“向右”“向左”或“不”)。答案(1)AB(2)0.02 molL1s1(3)升高温度(4)0.17向左解析(1)该反应正向为气体体积增大的可逆反应，A、B项正确；根据质量守恒定律可知，C、D项无论反应是否达到平衡，均不发生改变。(2)v(H2)(0.6 molL10.3 molL1)/15 s 0.02 mo

13、lL1s1。(3)该反应为气体体积增大的吸热反应。t3时刻条件改变，正、逆反应速率瞬间增大，且正反应速率大于逆反应速率，故该改变的条件为升高温度。(4)该反应的平衡常数为Kc(N2)c3(H2)/c2(NH3)0.50.63/0.820.17(molL1)2。再通入NH3和H2后，NH3、H2和N2的浓度分别为：1.5 molL1、1.0 molL1、0.5 molL1，代入平衡常数表达式：0.5/1.520.220.17，故平衡向逆反应方向移动。15煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知：CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：温度/4

14、005008301000平衡常数K10910.6试回答下列问题：(1)上述反应的正反应是_反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，正反应速率_(填“增大”“减小”或“不变”)，容器内混合气体的压强_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)830 时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有_(选填字母)。ABCDn(CO2)/mol3101n(H2)/mol2101n(CO)/mol1230.5n(H2O)/mol5232(4)830 时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol

15、 H2O(g)达到平衡时，CO的转化率是_。答案(1)放热(2)增大增大(3)BC(4)60%解析(1)由表格可知，升温，化学平衡常数减小，故正反应为放热反应。(2)升高温度，正、逆反应速率均增大；容器体积不变的情况下，升高温度，则容器内混合气体的压强增大。(3)830 时，化学平衡常数为1，即若n(CO2)n(H2)n(CO)n(H2O)，则反应向正方向进行，符合此要求的是B、C。(4)830 时，化学平衡常数为1，CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)起始浓度(molL1) 2 3 0 0转化浓度(molL1) x x x x平衡浓度(molL1) (2x) (3x) x x平衡常数

16、K1，解得x1.2，则CO的转化率100%60%。16合成氨工业的核心反应是：N2(g)3H2(g)2NH3(g)HQ kJmol1。反应过程中能量变化如图所示，回答下列问题：(1)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1_，E2_(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)在500 、2107 Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2，充分反应后，放出的热量_(填“”或“”)46.2 kJ，理由是_。(3)关于该反应的下列说法中，正确的是_。AH0，S0BH0，S0CH0 DH0，S0(4)将一定量的H2(g)和N2(g)放入1 L密闭

17、容器中，在500 、2107 Pa下达到平衡，测得N2为0.10 mol，H2为0.30 mol，NH3为0.10 mol。则该条件下达到平衡时H2转化为NH3的转化率为_。该温度下的平衡常数K的值为_。若升高温度，K值_(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中，欲提高合成氨的转化率，下列措施可行的是_(填字母)。A向容器中按原比例再充入原料气B向容器中再充入惰性气体C改变反应的催化剂D分离出氨答案(1)减小减小(2)此反应为可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2不可能完全反应，所以放热小于46.2 kJ(3)D(4)33.3%3.7减小(5)AD解析(1)在反应体系中加入催化剂，降低了活化能，故E1和E2均减小。(3)根据题给的图像可以看出合成氨的反应为放热反应，故H0；又因为合成