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高考化学总复习 第三节 化学平衡移动 化学反应进行的方向(含解析) 新人教版

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【高考总复习】2013高考化学专题复习:第三节化学平衡移动化学反应进行的方向(人教版)1.(2011年重庆理综)一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是(  )A.CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH<0B.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);ΔH>0C.CH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)+H2O(g);ΔH>0D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2C6H5CH=CH2(g)+2H2O(g);ΔH<0解析:四个选项中水蒸气均为生成物。依左题图中图可知T2>T1,升温,水蒸气含量减小,平衡左移,所以正反应为放热反应即ΔH<0,B、C错;依题图中右图可知p1>p2,增压,水蒸气含量增加,即正反应为气体体积减小的反应,D错。答案:A2.(2012年大纲全国卷)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是(  )A.增加压强        B.降低温度C.增大CO的浓度D.更换催化剂解析:由反应可知,该反应为等体反应,故增加压强,不能改变CO的转化率,A错。由于ΔH<0,故降低温度,平衡正向移动,CO转化率增大,B正确。增大CO的浓度,CO转化降低,C错。更换催化剂只能改变反应速率,不能改变反应进行的程度,CO转化率不变,D错。答案:B3.(2011年天津理综)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。-8-\n由图可得出的正确结论是(  )A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度:a点小于b点C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段解析:只有正反应速率等于逆反应速率且为定值时,可逆反应才达到平衡状态,图中曲线在c点处没有出现水平线,故A项错误;随着正反应的进行,未达到平衡状态时反应物的浓度应随时间的延长而减小,因此反应物浓度:a点大于b点,故B项错误;化学反应速率随反应物浓度的增大而增大,随温度的升高而增大,分析曲线a→c,从浓度方面考虑v正应减小,而v正是增大的,说明该反应是放热的,且温度变化对v正的影响在a→c段大于反应物浓度变化对v正的影响,因此a→c段反应混合物的温度是升高的,该反应的正反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故C项错误;若Δt1=Δt2,分析图中曲线可知:a~b段的正反应速率的平均值小于b~c段,所以b~c段转化的SO2的量比a~b段转化的SO2的量多,而a点浓度比b点大,所以SO2的转化率:b~c段大于a~b段,故D项正确。答案:D4.下列说法正确的是(  )A.凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的B.任何情况下,温度都不可能对反应的方向起决定性作用C.焓变与熵变是判断反应方向的两个主要因素D.自发反应在任何条件下都能实现解析:焓变和熵变是判断反应方向的两个方面,单独只看一个方面是不全面的,利用复合判据ΔG=ΔH-TΔS更全面。答案:C5.相同温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.6kJ·mol-1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:容器编号起始时各物质物质的量/mol达平衡时体系能量的变化N2H2NH3①130放出热量:23.15kJ②0.92.70.2放出热量:Q-8-\n下列叙述错误的是(  )A.容器①、②中反应的平衡常数相等B.平衡时,两个容器中NH3的体积分数均为C.容器②中达平衡时放出的热量Q=23.15kJD.若容器①体积为0.5L,则平衡时放出的热量<23.15kJ解析:本题考查化学平衡与反应热等知识。平衡常数属于温度的函数,相同温度下两容器的平衡常数相同。容器①、②为等效平衡,但两者反应的量不同,故放出的热量不等。若容器①的体积增大一倍,平衡逆向移动,故放出的热量小于23.15kJ。根据热量的变化可计算出NH3的生成量。答案:C6.反应mA(s)+nB(g)pC(g);ΔH<0,在一定温度下,平衡时B的体积分数(B%)与压强变化的关系如右图所示,下列叙述中一定正确的是(  )①m+n>p②x点表示的正反应速率大于逆反应速率③n>p④x点比y点时的反应速率慢⑤若升高温度,该反应的平衡常数增大A.①②⑤B.只有②④C.只有①③D.①③⑤解析:由图可知,增压,B%增大,说明平衡逆向移动,则n<p,故①③错误,x点到平衡时,B%减小,反应正向进行,②正确;x点比y点压强小,故反应速率慢,④正确;由于ΔH<0,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,故⑤错误。答案:B7.(2012年山东省莱州一中高三第三次质检)取两个相同容积的密闭恒容容器,在A容器中充入0.2molN2O4,B容器中充入0.2molHI气体,在一定温度下反应分别达到平衡,测得N2O4和HI的分解率分别为α(A)和α(B)。在该平衡体系中再分别充入0.2molN2O4和0.2molHI,当反应重新达到平衡时,测得N2O4和HI的分解率分别为α′(A)和α′(B)。下列判断一定正确的是(  )A.α(A)>α′(A) α(B)<α′(B)B.α(A)>α′(A) α(B)=α′(B)C.α(A)<α′(A) α(B)<α′(B)D.α(A)=α′(A) α(B)>α′(B)-8-\n答案:B8.(2012年安徽卷)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l) ΔH<0若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是(  )A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变解析:反应中S为液体(l)两侧气体反应前后不一致,故随着反应的进行压强变化,A项错;平衡时,分离出硫,其他条件不变,正反应速率不变,B项错;平衡时,其他条件不变,升高温度,平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率减小,C项错;平衡常数仅与温度有关,故其他条件不变时,使用不同的催化剂,该反应的平衡常数不变,D项对。答案:D9.现有下列两个图像:下列反应中符合上述图像的是(  )A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0D.H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g) ΔH>0解析:图Ⅰ可知升高温度,生成物浓度增大,平衡右移,正反应方向吸热ΔH>0;图Ⅱ可知,增大压强v(逆)变化较快,反应为增体反应。答案:B10.在相同温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表。    物质物质的量   实验   CO2H2COH2O甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol-8-\n丙0mol0molamolamol丁amol0molamolamol上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是(  )A.乙=丁>丙=甲B.乙>丁>甲>丙C.丁>乙>丙=甲D.丁>丙>乙>甲解析:把丙中amolCO和amolH2O按化学计量数转成CO2和H2也分别为amol,则甲与丙是等量等效,则达平衡时,n(CO)应相等;把丁中amolCO和amolH2O按化学计量数转成CO2和H2,则起始时丁中CO2为2amol,H2为amol,则与乙等量等效,到达平衡时n(CO)相等。乙与甲相比相当于在甲的平衡中又加入了amol的CO2,导致平衡正移,则平衡时n(CO)乙>n(CO)甲。答案:A11.向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B,在一定条件下发生反应:xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)已知:平均反应速率vC=vA;反应2min时,A的浓度减少了,B的物质的量减少了mol,有amolD生成。回答下列问题:(1)反应2min内,vA=________,vB=________;(2)化学方程式中,x=________、y=________、p=________、q=________;(3)反应平衡时,D为2amol,则B的转化率为________;(4)如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5amol,则该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“=”);(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1L,进行同样的实验,则与上述反应比较:①反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是______________________________________________________________________________________;②平衡时反应物的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是________________________________________________________________________。解析:(1)vA===mol/(L·min);vB===mol/(L·min);同样可得vD=mol/(L·min);-8-\nvC=vA=mol/(L·min)。(2)由化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比可得x∶y∶p∶q=vA∶vB∶vC∶vD=∶∶∶=2∶3∶1∶6。(3)当D为2amol时,B减少了amol,因此B的转化率为:×100%=×100%。(4)其他条件不变只升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,由题意知原平衡时D为2amol,升高温度达到新平衡时,D为1.5amol,可见反应向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应,即ΔH<0。(5)原密闭容器的体积为2L,现变为1L,其他条件不变,反应物和生成物的浓度都增大,因此反应速率增大。减小体积即为加压,增大压强,平衡应向气体计量数之和小的方向移动,由于反应方程式为2A(g)+3B(g)C(g)+6D(g)左边气体计量数之和小,因此平衡向左移动,反应物的转化率减小。答案:(1)mol/(L·min) mol/(L·min) (2)2 3 1 6 (3)×100% (4)< (5)①增大 体积减小,反应物的浓度增大,因而使反应速率增大 ②减小 体积减小,气体的压强增大,平衡向气体分子数之和减小的方向(即逆反应方向)移动,因而使反应物转化率减小12.有两个密闭容器A和B,A能保持恒压、B能保持恒容。起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2∶1的SO2和O2,使之发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),并达到平衡,则(填“>”、“=”或“<”;“左”或“右”;“增大”、“减小”或“不变”):(1)达到平衡所需要的时间:t(A)________t(B),SO2的转化率:α(A)________α(B)。(2)起始时两容器中的反应速率:v(A)________v(B),反应过程中的反应速率:v(A)________v(B)。(3)达到平衡时,如果在两容器中分别通入等量的氩气。A中的化学平衡向________移动,B中的化学反应速率________。(4)如平衡时,向两容器中分别通入等量的原反应气体,再次达到平衡时,A容器中SO2的转化率________,B容器中SO2的转化率________。解析:(1)该反应的正方向是气体的物质的量减小的方向,所以达到平衡后A中的压强会大于B中的压强,即A中的反应速率快,达到平衡所需时间要短。压强大会使正反应进行的程度增大,所以A中SO2的转化率高。(2)起始时,两容器的体积相同,各物质的物质的量也相同,即各物质的物质的量浓度相同,所以两容器的反应速率也相同,但随着反应的进行A的压强不变,而B的压强减小,所以在反应过程中,B中的反应速率将会小于-8-\nA中的反应速率。(3)达到平衡后,在两容器中分别通入等量的氩气,则会使A容器的体积变大,各物质的物质的量浓度变小,相当于减小压强,A容器中的化学平衡将逆向移动,而B容器的体积不变,各物质的物质的量浓度也不变,所以B容器中的化学反应速率不变。(4)达到平衡后,向两容器中分别通入等量的原反应气体,对A容器来说相当于增大容器的体积,各反应物的起始物质的量浓度保持不变,达到平衡时SO2的转化率也不变。对B容器来说,则会使压强增大为原来的两倍,平衡会向正反应方向移动,SO2的转化率增大。答案:(1)< > (2)= > (3)左 不变(4)不变 增大13.(2012年重庆卷)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。(1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为________________________________________________________________________。(2)当氨碳比=4时,CO2的转化率随时间的变化关系如下图所示。①A点的逆反应速率v逆(CO2)________B点的正反应速度v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。②NH3的平衡转化率为________。(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如下图。①电源的负极为________(填“A”或“B”)。②阳极室中发生的反应依次为________、________。③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将____________;若两极共收集到气体13.44L(标准状况),则除去的尿素为____________g(忽略气体的溶解)。-8-\n解析:(1)CO2与NH3在一定条件下合成尿素,由质量守恒定律可以推知应有H2O生成,方程式为:CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O。(2)①A点未建立平衡状态,故A点至B点,v正减小v逆增大,所以:v逆(A)<v逆(B),B点反应达平衡,v正(B)=v逆(B),即CO2的反应速率:v逆(A)<v正(B)。②设起始时n(CO2)=amol,则n(NH3)=4amol,平衡时参加反应的CO2为:amol×60%=0.6amol, CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O起始amol  4amol      0     0变化0.6amol1.2amol    0.6amol 0.6amol平衡0.4amol2.8amol    0.6amol 0.6amol则α(NH3)=×100%=30%。(3)与A连接的电极:2Cl--2e-=Cl2↑,与B连接的电极:2H++2e-=H2↑推知A应为电源的正极,B应为电源的负极,利用阳极生成的Cl2氧化尿素生成CO2和N2从而除去尿素:CO(NH2)2+3Cl2+H2O===N2+CO2+6HCl。若两侧均消耗6mol电子时,阴极消耗6molH+,生成3molH2,阳极生成3molCl2,氧化尿素生成CO2、N2各1mol,HCl6mol,H+通过质子交换膜恰好补充阴极消耗的6molH+,阴极室溶液的pH应与原来相比不变。除去1mol尿素时共生成5mol混和气体,由此可求除去的尿素为:×0.6mol×60g/mol=7.2g。答案:(1)2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O(2)①小于 ②30%(3)①B ②2Cl--2e-===Cl2↑、CO(NH2)2+3Cl2+H2O===N2+CO2+6HCl③不变 7.2-8-

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文章作者:U-336598

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