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1、化学反响的方向、限度第1课时 化学平衡 课时作业一、选择题包括8小题。16小题只有一个选项符合题意，78小题有两个选项符合题意。1.在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H2g+I2g=2HIgH2和I2的起始浓度均为0.10 mol-1L时，达平衡时HI的浓度为0.16 mol-1L。假设H2和I2的起始浓度均变为0.20 mol-1L，那么平衡时H2的浓度mol-1L是( )C.0.04 D.0.022.2022年广州综合用于净化汽车尾气的反响：2NOg+2COg=2CO2g+N2g,该反响速率极慢，570 K时平衡常数为11059。以下说法正确的选项是( )A.装有尾气净化装置的
2、汽车排出的气体中不再含有NO或COB.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度C.提高尾气净化效率的最正确途径是研制高效催化剂D.570 K时该反响正向进行的程度很大，故使用催化剂并无实际意义3.2022年北京卷工业上制备纯硅反响的热化学方程式如下：SiClxg+2H2g=Sis+4HClg;H=+Q kJmo-1LQ0某温度、压强下，将一定量反响物通入密闭容器进行以上反响此条件下为可逆反响，以下表达正确的选项是( )A.反响过程中，假设增大压强能提高SiClx的转化率B.假设反响开始时SiCl4为1 mol,那么达平衡时，吸收热量为Q kJC.反响至4 min时，假设HCl浓度为0.12 mol
3、-1L，那么H2的反响速率为0.03 mol-1LmiN-1D.当反响吸收热量为0.025Q kJ时，生成的HCl通入100 mL 1 mol-1L的NaOH溶液恰好反响4.一定条件下，合成氨反响到达平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反响前的体积相比，反响后体积缩小的百分率是( )% B.20.0%C.80.0% D.83.3%5.2022年全国卷以下列图表示反响Xg=4Yg+Zg,H0B.容器中气体的总物质的量E点大于D点C.F点的正反响速率大于逆反响速率D.v甲醇=nB/3tB mol/Lmin表示500 时以上反响在D点的速率7.2022年广州调研工业制硝酸的其中一步反
4、响为氨的氧化，反响方程式为：4NH3g+5O2g=4NOg+6H2Og;H=-1025 kJ/mol氧化过程中还伴随有N2O、N2等物质生成。有关该反响的说法正确的选项是( )A.反响处于平衡状态时，cNH3cO2=cNOcH2OB.反响到达平衡后，3v正NH3=2v逆H2OC.其他条件不变，温度越高，氨的转化率越高D.寻找适宜的催化剂是加快反响速率并提高NO产率的有效措施8.2022年深圳二调一定条件下在固定容积的密闭容器中充入a mol O2和b mol SO2发生反响：2SO2+O2=2SO3。反响过程中物质的浓度变化如右图所示。以下有关判断正确的选项是( )A.Y线是表示SO2的浓度变
5、化B.反响在t1时刻到达平衡状态C.平衡状态时，容器中气体密度不再改变D.再往该容器中充入a mol O2和b mol SO2，该条件下重新到达平衡时cSO31.2 mol-1L二、非选择题9.2022年济南质检在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反响：CO2g+H2g=COg+H2Og,其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：T/70080083010001200K0.60.91.01.72.6答复以下问题：1该反响的化学平衡常数表达式为K=_。2该反响为_反响选填“吸热或“放热。3能判断该反响是否到达化学平衡状态的依据是_。a.容器中压强不变 b.混合气体中cCO不变c.v正H2=v逆H2O
6、 d.cCO2=cCO4某温度下，平衡浓度符合下式：cCO2cH2=cCOcH2O，试判断此时的温度为_ 。10.2022年南京质检化学反响：Fes+CO2g=FeOs+COg,其平衡常数为K1；化学反响：Fes+H2Og=FeOs+H2g,其平衡常数为K2。在温度973 K和1173 K情况下，K1、K2的值分别如下：温度K1K2973 K1.472.381173 K2.151.671通常表格中的数值可以推断：反响是_填“吸热或“放热反响。2现有反响：CO2g+H2g=COg+H2Og,请你写出该反响的平衡常数K3的数学表达式：K3=_。3根据反响与可推导出K1、K2与K3之间的关系式_。据
7、此关系式及上表数据，也能推断出反响是_填“吸热或“放热反响，要使反响在一定条件下建立的平衡向正反响方向移动，可采取的措施有_填写序号。A.缩小反响容器容积 B.扩大反响容器容积C.降低温度 D.升高温度E.使用适宜的催化剂 F.设法减少CO的量4图甲、乙分别表示反响在t1时刻到达平衡、在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况：图甲中t2时刻发生改变的条件是_ 。图乙中t2时刻发生改变的条件是_ 。11.2022年宁夏卷可逆反响：Mg+Ng=Pg+Qg,H0，请答复以下问题：1在某温度下，反响物的起始浓度分别为：cM=1 mol-1L，cN=2.4 mol-1L；到达平衡后，M的转化率为60%，
8、此时N的转化率为_；2假设反响温度升高，M的转化率_填“增大“减小或“不变；3假设反响温度不变，反响物的起始浓度分别为：cM=4 mol-1L，cN=a mol-1L；到达平衡后，cP=2 mol-1L，a=_；4假设反响温度不变，反响物的起始浓度为：cM=cN=b mol-1L，到达平衡后，M的转化率为_。12.2022年浙江卷超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：2NO+2CO催化剂2CO2+N2为了测定在某种催化剂作用下的反响速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：时间
9、/s012cNOmol-1L1.0010-34.5010-42.5010-4cCO/mol-1L3.6010-33.0510-32.8510-3时间/s345cNO/mol-1L1.5010-41.0010-41.0010-4cCO/mol-1L2.7510-32.7010-32.7010-3请答复以下问题均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响：1在上述条件下反响能够自发进行，那么反响的H_0填写“、“、“=。2前2 s内的平均反响速率vN2=_。3在该温度下，反响的平衡常数K=_。4假设在密闭容器中发生上述反响，到达平衡时以下措施能提高NO转化率的是_。A.选用更有效的催化剂 B.升高反响体
10、系的温度C.降低反响体系的温度 D.缩小容器的体积5研究说明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比外表积可提高化学反响速率。为了分别验证温度、催化剂比外表积对化学反响速率的影响规律，某同学设计了三组实验，局部实验条件已经填在下面实验设计表中。实验编号T/NO初始浓度mol-1LCO初始浓度/mol-1L催化剂的比外表积/m2g-12801.2010-35.8010-382124350124请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。请在给出的坐标图中，画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明参考答案：2)可用K解释。3)可用等效平衡解释。答案:C2.解析:该反响为可逆
11、反响，因此排出的气体中仍有NO和CO，A错；不能确定该反响的热效应，因此升高温度平衡移动的方向不确定，B错；使用催化剂可以缩短反响所需的时间，C正确，D错。答案:C3.解析:A项，增大压强，平衡向逆反响方向移动，SiCl4的转化率减小；B项，由于此反响为可逆反响，开始时参加1 mol SiCl4，并不能全部转化为Si,所以吸收的热量小于Q kJ;C项，vH2)=1/2vHCl)=1/20.12 molL-1/4 min=0.015 molL-1miN-1。D项，当反响吸收热量为0.025Q kJ时，产生nHCl)=4 mol0.025Q kJ/Q kJ=0.1 mol=nNaOH)，故恰好反响
12、。答案:D4.解析:法一：合成氨反响是反响后气体体积减小的反响。按正常思路利用平衡计算方法。设N2、H2起始的物质的量分别为x、y、N2转化的物质的量为z,得出平衡时总的物质的量为x-z)+y-3z)+2z=x+y-2z即生成氨气的物质的量就是气体总的减少的物质的量。根据2z/x+y-2z=20%z=x+y/12得体积缩小的百分率为2z/x+y=2x+y/12/x+y=1/616.7%法二:设平衡时混合气体的体积为V，那么氨气为20%V，那么反响前N2和H2体积为V+20%V=120%V=1.2V减小的体积/反响前的体积=0.2V/1.2V100%16.7%。答案:A5.解析:A项，6 min
13、时反响到达了平衡状态，但正、逆反响并未停止；B项，4的起始浓度为1.0 molL-1，平衡时为0.15 molL-1，浓度变化量为0.85 molL-1，转化率为85%；C项，反响放热，升高温度平衡向逆反响方向移动，x的转化率将小于85%；D项，降温正、逆反响速率均减小，但逆反响速率减小的倍数大于正反响速率减小的倍数。答案:B6.解析:根据平衡常数的公式可得：E点甲醇的浓度比D点要大，所以E点平衡常数比D点平衡常数要大，温度从E点转换为D点，温度升高，但是甲醇的浓度变小，所以该反响为放热反响，H1.2 mol/L,D对。答案:CD9.解析:1)根据化学平衡常数的表达式书写要求，即可写出K的表达
14、式。2)从表中可知，K的值随着温度的升高而逐渐增大，说明正反响是吸热反响。3)化学平衡状态的特征是正、逆反响速率相等，各组分的浓度保持不变，以此作为依据可判断反响是否到达平衡状态。应注意的是不能用容器内的压强不变作为平衡与否的判断依据，因为有的反响是气体体积不变的，那么反响过程中容器的压强始终保持不变。4)根据cCO2)cH2)=cCO)cH2O)，变形得K=COH2O/CO2H2=1.0，查表K=1.0时温度为830 。答案:1)K=COH2O/CO2H22)吸热3)b、c4)83010.解析:1)K1973 K时)0，反响为放热反响H20，即反响为吸热反响；所以升高温度，平衡向正反响方向移
15、动。4)从图甲可以看出，t2时刻平衡方向没有移动，变化的是化学反响速率，所以其条件是使用了催化剂；又因为反响是反响前后气体体积不变的反响，所以增大压强，平衡不移动，但因为压强增大，致使体系内物质浓度同等增大，所以反响速率也提高。图乙中t2时刻后，CO2浓度增大，CO浓度减小，所以可以通过使平衡左移来到达，条件可以是降低温度，也可以采用增加水蒸气的量或者减少氢气的量。答案:1)吸热2)H2OCO/CO2H23)K3=K1/K2吸热D、F4)参加催化剂或增大体系的压强降低温度或增加水蒸气的量或减少氢气的量11.解析:1)N的转化率为1 molL-160%/2.4 molL-1100%=25%。2)
16、因为反响H0，是吸热反响，所以升高温度，平衡向正反响方向移动，M的转化率增大。3)根据反响Mg)+Ng)=Pg)+Qg)起始浓度molL-1)：4 a00转化浓度molL-1)：2222平衡浓度molL-1)：2a-2)22根据温度不变，平衡常数不变的特点K=2 molL-12 molL-1/2 molL-1a-2) molL-1=0.6 molL-10.6 molL-1/0.4 molL-11.8 molL-1得a=6 molL-1。4)同理： Mg) + Ng) = Pg) + Qg)起始浓度molL-1:bb00转化浓度molL-1:2222平衡浓度molL-1：b-x)b-x)xx 根
17、据温度不变，平衡常数不变的特点。K=x2/b-4)2=0.6 molL-10.6 molL-1/0.4 molL-11.8 molL-1得4=0.41 b molL-1，M)=0.41b/b)100%=41%。答案:1)25%2)增大3)64)41%12.解析:1)反响自发进行，说明H-TS0，该反响是分子数减小的反响，那么S0，故H0;2)2 s时，cNO)=7.510-4 molL-1，vNO)=3.7510-4 molL-1s-1，反响速率比等于方程式化学计量数比，vN2)=1.87510-4 molL-1s-1，看有效数字的话，应为1.8810-4 molL-1s-1；3)分析表格中数
18、据可知，第4、5 s时浓度不变已达平衡，平衡浓度：NO为1.0010-4 molL-1、CO为2.7010-3 molL-1，其中cNO)=9.0010-4 molL-1，即平衡时cCO2)为:9.0010-4 molL-1，cN2)为4.5010-4 molL-1，K=cCO2)2cN2)/cNO)2cCO)2=9.0010-4)24.5010-4)/1.0010-4)22.7010-3)2=5000；4)提高NO转化率，即平衡右移，A项使用催化剂不影响平衡；正反响放热，降低温度，平衡右移，B错，C对；缩小容器体积，相当于加压，平衡右移，D项也对；5)设计实验作比照时，必须只有一个变量，据题
19、意与表格可知，与在比照催化剂的比外表积，温度、浓度应与相同，与中催化剂的比外表积相同，温度不同，所以浓度与相同。画图时注意与是催化剂的比外表积不同而导致速率变快，时间短，但不影响平衡，所以浓度与相同；与是温度不同导致速率加快，同时升高温度，平衡左移，平衡时，cNO)比要大。答案:1)0，右图所示为正逆反响速率v与时间t的关系，如果在t1时刻改变以下条件：参加A；参加催化剂；加压；升温；移走C，符合图示的条件是( )A.B.C.D.2.某温度下，在定容密闭容器中发生如下反响：2Ag=2Bg+Cg,假设开始时只充入2 mol A气体，达平衡时，混合气体的压强比起始时增大了20%，那么平衡时A的体积
20、分数为( )A.60% B.50%C.70% D.40%3.在常温常压和催化剂存在的条件下，N2g和H2g生成2 mol NH3g放出92.4 kJ的热量。在上述条件下向密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2,到达平衡时放出热量为Q1 kJ；向另一体积相同的容器中通入0.9 mol N2、2.7 mol H2和0.2 mol NH3，相同条件下到达平衡时放出热量为Q2 kJ，那么以下关系式正确的选项是 ( )A.2Q2=Q1=92.4 B.Q2Q192.4C.Q1Q292.4 D.Q1=Q2=92.44.以下事实不能用勒夏特列原理解释或与化学平移动无关的是( )A.溴水中有以下平衡B
21、r2+H2O=HBr+HBrO,当参加硝酸银溶液后，溶液颜色变浅B.合成氨反响，为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施C.反响COg+NO2g=CO2g+NOg正反响为放热反响，达平衡后，升高温度体系颜色变深D.对于2HIg=H2g+I2g,达平衡后，缩小容器体积可使体系颜色变深5.2022年山东潍坊某温度下在容积为2 L的密闭容器中，发生2Xg+Yg=2Wg的反响，当充入1 mol X和1 mol Y,经20 s到达平衡时生成了0.4 mol W。以下说法正确的选项是( )A.假设升高温度，W的体积分数减小，那么该反响H07.2022年广东卷碘钨灯比白炽灯使用寿命长。灯管内封存的少量碘与
22、使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反响：Ws+I2gWI2g H0温度T1K350 ，那么该反响是_热反响。2右图中表示NO2的变化的曲线是_。用O2表示从02 s内该反响的平衡速率v=_。3能说明该反响已到达平衡状态的是_。a.vNO2=2vO2_ b.容器内压强保持不变c.v逆NO=2v正O2 d.容器内密度保持不变12.哈伯因创造了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现将氢气和氮气充入某密闭容器中，在一定条件下反响的有关数据为：工程H2N2NH3起始时5 mol-1L3 mol-1L02 s末2 mol-1L1氢气和氮气反响生成氨气在2 s内的反响速率vH2=_。假设
23、此时已达平衡，那么可求得平衡常数为_。2如以下列图表示合成NH3反响在某段时间t0t6中反响速率与反响过程曲线图，那么在以下到达化学平衡的时间段中，化学平衡常数最大的一段时间是_。t0t1t2t3t3t4t5t6假设t1时改变的条件是升高温度，那么说明合成NH3反响的焓变H_0填“大于或“小于。3合成氨工业中采用了较高压强2050 MPa，而没有采用100 MPa或者更大压强，试解释没有这么做的理由：_ _ 。4在容积均为2 L容器体积不可变的甲、乙两个容器中，分别参加2 mol N2、6 mol H2和1 mol N2、3 mol H2,在相同温度、催化剂下使其反响。最终到达平衡后，两容器中
24、N2转化率分别为甲、乙，那么甲容器中平衡常数表达式为_用含甲的代数式表示，此时甲_填“或“=乙。参考答案：1.解析:使用催化剂只同倍增加正逆反响速率，对化学平衡无影响；对于有气体参加的气体体积不发生变化的反响，改变压强平衡不移动。答案:A2.解析:在定容的情况下，气体的压强与物质的量成正比，因此气体的物质的量增多了2 mol20%=0.4 mol。2Ag)=2Bg)+Cg)n0.8 mol0.8 mol0.4 mol0.4 mol平衡时nA)=2 mol-0.8 mol=1.2 mol,故A的体积分数为1.2 mol/2 mol+0.4 mol100%=50%。答案:B3.解析:因为合成氨反响
25、是可逆反响，1 mol N2和3 mol H2发生反响时不能进行得很完全，因此放出的热量应小于92.4 kJ。而假设由0.9 mol N2、2.7 mol H2和0.2 mol NH3放在一起再进行反响，由于有一局部NH3的存在而导致反响进行的程度还不如1 mol N2和3 mol H2进行反响的程度大，因此放出的热量会更小一些，从而得出Q2Q192.4。答案:B4.解析:向溴水中加AgNO3溶液，Ag+与Br-结合生成AgBr沉淀减小了Br-的浓度，平衡正向移动，溴水浓度减小，颜色变浅，符合勒夏特列原理；合成氨放热，降温可提高NH3的产率，符合勒夏特列原理；升温使COg)+NO2g)=CO2
26、g)+NOg)；H0的平衡逆向移动，NO2浓度增大，体系颜色变深，符合勒夏特列原理；2HIg)=H2g)+I2g),由于Vg=0，缩小体积相当于加压)平衡不移动，但I2浓度增大，体系颜色变深不能用勒夏特列原理解释。答案:D5.解析: 2Xg)+Yg)=2Wg)起始mol)110转化mol)2aa2a平衡mol)1-2a)1-a)2a2a=0.4 mol,a=0.2 mol。升高温度，反响体系中W体积分数减小，说明平衡向左移动，推知正反响是放热反响，H 乙答案:1)1.5 molL-1s-10.25 mol-2L22)小于3)压强越大，消耗的动力越大，对设备的要求越高，而总体经济效益提高不大4)4甲2 /271-甲)4 mol-2L2