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1、读书破万卷下笔如有神第二单元化学反应的方向和限度一、选择题1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自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C常温下，反应 C(s)CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的 H0 D反应 2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行，则该反应的 H0 解析反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的，A、B 错误。C 项中反应的 S0，若 H0，则一定自发，现常温下不自发，说明 H0，正确。 D项中反应的 S0，能自发，说明 H0，错误。答案C 2高温下，某反应达平衡，平衡常数Kc CO c H2Oc CO2
2、c H2，恒容时，温度升高，H2的浓度减小，下列说法正确的是() A该反应的焓变为正值B恒温恒容下，增大压强，H2的浓度一定减小C升高温度，逆反应速率减小D该反应的化学方程式为COH2O催化剂高温CO2H2解析由平衡 常数表 达式写出可逆反应 为 CO2(g)H2H2O(g)，D 项错误；由于升高温度， H2浓度减小，说明升温平衡向正反应方向进行，因此正反应是吸热的，焓变为正值，A 项正确；由于反应前后气体体积相等，增大压强平衡不移动，但若通入H2，其浓度会增大， B 项错误；升高温度，正逆反应速率都会增大，C 项错误。答案A 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - -
3、 - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 读书破万卷下笔如有神3对可逆反应4NH3(g)5O26H2O(g)，下列叙述中正确的是() A达到化学平衡时4v正(O2)5v逆(NO) B若单位时间内生成x mol NO 的同时，消耗 x mol NH3，则反应达到平衡状态C达到化学平衡时，若增大容器的体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D化学反应速率的关系是2v正(NH3)3v正(H2O) 解析由 4v正(O2)5v逆(NO)可得15v正(O2)14v逆(NO)，而14
4、v 逆(NO)15v逆(O2)，即 v正(O2)v逆(O2)，正、逆反应速率相等， A 正确；B 项都表示正反应速率，错误； C 项，若增大容器体积，正、逆反应速率都减小，错误。D项应为 3v(NH3)2v(H2O)。答案A 4下列说法中，不正确的是()。A常温下，反应 4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)的 H0、 S0 B在其他条件不变时，反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g) 的投料比与转化率的关系如图，纵坐标表示O2的转化率C在其他条件不变时，向H2(g)I2(g)2HI(g)平衡体系中加催化剂，反应速率加快， I2的转化率不变D14CO2与碳在高
5、温条件下发生反应：CO2C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C 的微粒有 CO2、C、CO 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 读书破万卷下笔如有神解析A 项中反应为熵减反应，能自发进行，说明是放热反应，正确；B 项中提高 O2的含量时 SO2的转化率提高，而O2的转化率降低，错误； C 项中催化剂同等程度地改变正、逆反应速率，不影响平衡移动，正确；D 项化学平衡是一种动态平衡，正确。答案
6、B 5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： 2NO2CO催化剂2CO2N2(1)为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的 NO 浓度(mol L1)和 CO 浓度(mol L1)如下表：时间/s 0 1 2 3 4 5 c(NO) 1.001034.501042.501041.501041.001041.00104c(CO) 3.601033.051032.851032.751032.701032.70103(2)为了探究各物质在浓度不变的情况下温度、催化剂、比表面积对化学反应速率的影响规律，并画出实验条
7、件下混合气体中NO 浓度随时间变化的趋势曲线如图，则下列说法不正确的是()。A前 2s 内的平均反应速度 v(N2)1.88104mol L1 s1B在该温度下，该反应的平衡常数为K5 000 C由题意可知，曲线和曲线探究的是催化剂、比表面积对速率的影响D在密闭容器中进行该反应时，升高反应体系的温度或缩小容器的体积能名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 读书破万卷下笔如有神提高 NO 转化率解析A
8、项，由表中数据可求出v(NO)11032.5010423.75104mol L1 s1， 则 v(N2)12v(NO)1.88104mol L1 s1，正确； B 项，由表中数据可知4 s时达到平衡，此时c(CO2) 9.00104mol L1， c(N2) 4.50104mol L1， 故K 9104 24.51041.00104 2 2.7103 25 000，正确； C 项，曲线 比曲线 先达到平衡，但平衡时 NO 的浓度相同，故曲线 和曲线 应是探究催化剂、比表面积对速率的影响，正确；D 项，反应 先达到平衡，应为升高温度对平衡的影响，且高温时 c(NO)大，说明升温平衡逆向移动， N
9、O 的转化率减小， 错误。答案D 6某温度下，在一个2 L 的密闭容器中加入4 mol A 和 2 mol B 进行如下反应：3A(g)2B(g)4C(s)D(g)，反应 2 min 后达到平衡， 测得生成 1.6 mol C，下列说法正确的是()。A前 2 min，D 的平均反应速率为0.2 mol L1 min1B此时， B 的平衡转化率是 40% C增大该体系的压强，平衡不移动，化学平衡常数不变D增加 B，平衡向右移动， B 的平衡转化率增大解析生成 1.6 mol C 的同时消耗 0.8 mol B， 生成 0.4 mol D， 则前 2 min， v(D)0.4 mol2 L2 mi
10、n0.1 mol L1 min1，B 的平衡转化率为0.8 mol2 mol100%40%，A错，B 对；增大该体系的压强，平衡向正反应方向移动，但平衡常数不变，C错；增加 B，平衡向右移动， A 的平衡转化率增大但B 的平衡转化率减小，D 错。答案B 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 读书破万卷下笔如有神7PCl3和 PCl5都是重要的化工原料。将PCl3(g)和 Cl2(g)充入体积不变的
11、2 L 密闭容器中， 在一定条件下发生反应： PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)，并于 10 min时达到平衡。有关数据如下：PCl3(g) Cl2(g) PCl5(g) 初始浓度 (mol L1) 2.0 1.0 0 平衡浓度 (mol L1) c1c20.4 下列判断不正确的是()。A10 min 内，v(Cl2)0.04 mol L1 min1B当容器中 Cl2为 1.2 mol 时，反应达到平衡C升高温度 (T1T2)，反应的平衡常数减小，平衡时PCl3的 n T1 n T21 D 平衡后移走 2.0 mol PCl3和 1.0 mol Cl2， 在相同条件下再达平衡时， c(P
12、Cl5)0.2 mol L1解析PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g) c(起始)/mol L12.01.00 c(转化)/mol L10.4 0.4 0.4 c(平衡)/mol L11.6 0.6 0.4 10 min 内，v(Cl2)0.04 mol L1 min1，A 正确；平衡时， n(Cl2)1.2 mol，B 正确；平衡常数减小，说明平衡逆向移动，则PCl3的 n T1 n T21，C 错误；D 项中当 c(PCl5)0.2 mol L1时浓度商为 Qc0.20.80.32024，而此温度下的平衡常数 K0.40.61.61024由 KQc可得当 c(PCl5)0.2 mol L
13、1时反应未达到平衡状态，平衡向逆反应进行，故达到平衡时，c(PCl5)0.2 mol L1。答案C 二、非选择题8 已知可逆反应 COH2O(g)高温CO2H2， 达到平衡时，Kc CO2 c H2c CO c H2O，名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 读书破万卷下笔如有神K 是常数，只与温度有关，与浓度无关。(1)830 K，若起始时： c(CO)2 mol/L，c(H2O)3 mol/L，平
14、衡时 CO 的转化率为 60%，水蒸气的转化率为 _；K 值为_。(2)830 K， 若只将起始时 c(H2O)改为 6 mol/L， 则水蒸气的转化率为 _。(3)若 830 K 时，起始浓度 c(CO)a mol/L ，c(H2O)b mol/L，H2的平衡浓度 c(H2)c mol/L，a、b、c 之间的关系式是 _ ；当 ab 时，a_。解析本题主要考查平衡常数的应用。(1)COH2CO2H2起始浓度 (mol/L)2300 转化浓度 (mol/L)1.21.21.21.2 平衡浓度 (mol/L)0.81.81.21.2 H2O(g)的转化率1.2 mol/L3 mol/L100%4
15、0% Kc CO2 c H2c CO c H2O1.2 mol/L1.2 mol/L0.8 mol/L1.8 mol/L1。(2)设 H2O(g)的转化浓度为 x。则有： Kxx2x 6x1 求得 x1.5 mol/L，H2O(g)的转化率1.5 mol/L6 mol/L100%25%。(3)由 H2的平衡浓度 c(H2)c mol/L，可知 CO 和 H2O 的平衡浓度分别为 (ac)mol/L ，(bc)mol/L 。Kccac bc1 求得 c2(ac)(bc)。当 ab 时，求得 a2c。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳
16、 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 读书破万卷下笔如有神答案(1)40%1(2)25%(3)c2(ac)(bc)2c9科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂 (掺有少量 Fe2O3的 TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究 NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表 (光照、N2压力 1.0105 Pa ，反应时间 3 h)：T/K 303 313 323 353 NH3生成量 /(106 mol) 4
17、.8 5.9 6.0 8.0 相应的热化学方程式如下：N2(g)3H2O(l)=2NH3(g)32O2(g) H765.2 kJ mol1回答下列问题：(1)请在坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。(2)工业合成氨的反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)。 设在容积为 2.0 L 的密闭容器中充入 0.60 mol N2(g)和 1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数 (NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为47。计算：该条件下 N2的平衡转化率；该条件下反应 2NH3(g)N2(
18、g)3H2(g)的平衡常数。解析(1)作图时应注意以下两点： 催化剂可降低反应的活化能，但对这个反应前后能量变化不产生影响，即反应热不变；该反应为吸热反应，所以反应物的总能量要低于生成物的总能量。(2)设反应过程中消耗x mol N2(g) N2(g)3H2(g)2NH3(g) 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 读书破万卷下笔如有神起始物质的量 /mol0.601.600 平衡物质的量 /mol
19、0.60 x1.603x2x平衡时反应体系总物质的量(0.60 x)(1.603x)2x mol(2.202x) mol NH3(g)的物质的量分数2x0.60 x 1.603x 2x47，解得 x0.40 N2的平衡转化率0.4 mol0.6 mol100%67%。设反应 2NH3(g)N2(g)3H2(g)的平衡常数为 K，平衡时，c(NH3)20.40 mol2.0 L0.40 mol L1 c(N2)0.600.40 mol2.0 L0.10 mol L1c(H2)1.6030.40 mol2.0 L0.20 mol L1Kc N2 c3H2c2NH3，代入数据得 K5.0103。答案
20、(1) (2)见解析10研究 CO、NO、NO2等气体的性质，以便消除污染或变废为宝，可以保护环境、节约资源。试运用所学知识，解决下列问题：(1)生产水煤气过程中有以下反应：C(s)CO2(g)2CO(g) H1；名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 读书破万卷下笔如有神CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g) H2；C(s)H2O(g)CO(g)H2(g) H3；若平衡表达式为Kc H2 c
21、COc H2O，则它所对应的化学反应方程式是(填序号)_ ；上述反应 H1、 H2、 H3之间的关系为 _。(2)不同温度下反应的平衡常数如下表所示。则 H2_0(填“”或“” )；在 500 时，把等物质的量浓度的CO 和 H2O(g)充入反应容器，达到平衡时 c(CO)0.005 mol L1、c(H2)0.015 mol L1，则 CO 的平衡转化率为_。温度/400 500 800 平衡常数 K9.94 9 1 (3)对反应 2NO2(g)N2O4(g) H0，在温度为 T1、T2时，平衡体系 N2O4的体积分数随压强变化曲线如图所示。则T1_T2(填“”或“” )；增大压强，平衡向
22、_反应方向移动； B、C 两点的平衡常数B_C(填“”或“” )。解析(1)化学平衡常数是生成物的平衡浓度的幂之乘积除以反应物平衡浓度的幂之乘积，所以H2、CO 是生成物对反应 ，反应 可由反应 反应得到，所以 H3 H1 H2。(2)温度升高， K 值减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应。由反应CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)，可知 CO 的起始浓度为 0.02 mol L1，则 CO 的转化率为 75%。(3)压强相同时，比较温度变化对平衡的影响，取A、C 两点，温度降低平衡正向移动，名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - -
23、 -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 读书破万卷下笔如有神N2O4的体积分数增大，则A 点温度低；温度相同时比较压强影响，取A、B两点，压强增大， N2O4体积分数增大，平衡正向移动。平衡常数是温度的函数，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，温度低，平衡常数大。答案(1) H1 H2 H3(2)75% (3)正11二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2发生反应：2CO2(g)2CO(g)O2(g)，该反
24、应的 H_0， S_0(选填：“”、“”或“”)。(2)CO2转化途径之一是：利用太阳能或生物质能分解水制H2，然后将 H2与CO2转化为甲醇或其他的化学品。已知：光催化制氢： 2H2O(l)=2H2(g)O2(g) H571.5 kJ mol1H2与 CO2耦合反应： 3H2(g)CO2(g)=CH3OH(l)H2O(l) H 137.8 kJ mol1则反应： 4H2O(l)2CO2(g)=2CH3OH(l)3O2(g) H_kJmol1。你认为该方法需要解决的技术问题有：_。a开发高效光催化剂b将光催化制取的氢从反应体系中有效分离，并与CO2耦合催化转化c二氧化碳及水资源的来源供应(3)
25、用稀氨水喷雾捕集CO2最终可得产品NH4HCO3。在捕集时，气相中有中间体 NH2COONH4(氨基甲酸铵 )生成。为了测定该反应的有关热力学参数，将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变， 固体试样体积忽略不计 )，在恒定温度下使反应NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)达到分解平衡。 实验测得不同温度及反应时间(t1t2t3)的有关数据见表。表氨基甲酸铵分解时温度、气体总浓度及反应时间的关系温度/气体总浓度 (mol L1) 时间/min 15 25 35 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归
26、纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 读书破万卷下笔如有神0 0 0 0 t10.91032.71038.1103t22.41034.81039.4103t32.41034.81039.4103氨基甲酸铵分解反应是：_反应 (选填：“放热”或“吸热”)。在25 ， 0 t1时 间 内 产 生 氨 气 的 平 均 速 率 为 ： _ _。 根 据 表 中 数 据 可 换 算 出 ， 15 时 合 成 反 应2NH3(g) CO2(g)NH2COONH4(s)平衡常数 K 约为_。解析(1)该反
27、应是分解反应，且是CO 燃烧的逆反应，所以应为吸热反应，即 H0，因气体的物质的量增多，所以 S0。(2)目标反应可由： 32， 得 H137.8 kJ mol12571.5 kJ mol131 438.9 kJ mol1。(3)25 时，气体的总浓度为 2.7103 mol L1，c(NH3)为总浓度的23，所以 c(NH3)1.8103 mol L1，由此可计算出 NH3的反应速率。 由表格可知，15 时，NH3平衡浓度为232.4103 mol L11.6103 mol L1，CO2平衡浓度为0.8103mol L1，题给反应为该反应的逆反应，K1c2NH3 c CO24.9108。答案(1)(2)1 438.9ab(3)吸热1.8103/t1mol L1 min14.9108名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -