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

【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-