化学反应进行的方向课时作业解析.docx
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化学反应进行的方向课时作业解析
化学反应进行的方向
时间:
45分钟 分值:
100分
一、选择题(共50分,每小题5分)
1.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.开启啤酒后,瓶中马上泛起大量泡沫
B.钢铁在潮湿的空气中容易生锈
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
[答案]B
2.下列说法正确的是( )
A.合成氨反应中,断开1molN≡N键,就会同时生成6molN—H键,此时达化学平衡状态
B.有气体参与的可逆反应中,当反应容器中的压强保持不变时,即达到化学平衡状态
C.当反应物或生成物在混合物中的百分含量保持不变时,即达到化学平衡状态
D.工业生产中采用高温是因为高温下反应物的转化率比低温时高
[答案]C
[解析]A项,不论是否达到平衡,只要断开1molN≡N键,就会同时生成6molN—H键;B项,如果是反应前后气体体积不变的反应,则反应体系压强保持不变不能用来判定化学反应是否处于平衡状态;C项,正确;D项,工业上采用高温是考虑化学反应速率及催化剂的活性等综合因素,如合成氨反应是一个放热反应,但工业生产仍采用高温。
3.下列说法正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的,由于吸热反应都是非自发的
B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减少或不变
C.自发反应在恰当条件下才能实现
D.自发反应在任何条件下都能实现
[答案]C
4.对处于化学平衡的体系,关于化学平衡与化学反应速率的关系正确的是( )
A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动
B.只有在催化剂存在下,才会发生化学反应速率变化,而化学平衡不移动的情况
C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大
D.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化
[答案]D
[解析]同等程度地增加所有反应物和生成物的浓度,反应速率增大,但平衡不移动,故A、B错,反应进行的程度与反应速率无必然联系,故C错。
5.据报道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
下列叙述错误的是( )
A.使用Cu—Zn—Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
[答案]B
[解析]本题考查了化学平衡与反应条件与反应热效应的关系等问题。
催化剂可以加快反应速率,提高生产效率,A对;反应是否需要加热与反应的热效应无关,即需要加热的反应不一定是吸热反应,如铁与硫的反应,B错;增加一种反应物的浓度可以提高另一种反应物的转化率,C对;从平衡混合气体中分离出乙醇和水实际为减小生成物浓度,平衡正向移动,反应物转化率增大,D对。
6.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )
A.反应达到平衡时,若两种反应物的转化率相等,则起始投入的n(NH3)∶n(O2)=4∶5
B.反应达到平衡后,对体系一直进行加压,平衡总是向逆向移动
C.反应达到平衡时,若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体,平衡不移动
D.当v正(NH3)∶v正(NO)=1∶1时,说明该化学反应已经达到平衡
[答案]A
[解析]平衡时,反应物的转化率相等,则起始投入量之比应该等于化学计量数之比,故A正确;当加压到一定压强时,气态水变为非气态水,平衡会向正向移动,故B错;充入稀有气体而压强不变,相当于增大容积,平衡向体积增大的方向移动,C错;NH3、NO的正反应速率都是向右方向的速率,平衡与否其反应速率之比都等于化学计量数之比,故D错。
7.在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX(g)nY(g) ΔH=QkJ/mol。
反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:
气体体积/Lc(Y)/mol·L-1温度℃
1
2
3
100
1.00
0.75
0.53
200
1.20
0.09
0.63
300
1.30
1.00
0.70
下列说法正确的是( )
A.m>n
B.Q<0
C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减小
D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动
[答案]C
[解析]分析表中数据知,温度相同时增大体积,c(Y)变化的趋势知,增大体积平衡向气体体积增大的方向移动,故m
解答本题的关键是数据分析与平衡移动原理结合。
8.(2011·福建,12)25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:
Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如下图所示。
下列判断正确的是( )
A.往平衡体系中加入少量金属铅后,c(Pb2+)增大
B.往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小
C.升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应ΔH>0
D.25℃时,该反应的平衡常数K=2.2
[答案]D
[解析]本题考查了平衡移动的影响因素、平衡常数的计算等知识点。
金属活泼性Sn>Pb,向平衡体系中加入铅后,c(Pb2+)不变,A错误;加入少量Sn(NO3)2固体,c(Sn2+)增大,平衡逆移,c(Pb2+)增大,B项错误;升温c(Pb2+)增大,说明平衡逆移,正反应放热,C项错误;由方程式和图示数据得平衡常数K=
=
=2.2,D项正确。
9.低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为:
2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)
2N2(g)+3H2O(g) ΔH<0
在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是( )
A.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大
B.平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小
C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时,反应达到平衡
D.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大
[答案]C
[解析]本题考查了化学平衡状态的判断、反应条件对转化率的影响以及平衡常数的判断等知识。
该反应的正反应为放热反应,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,A选项错误;增加氨气的浓度氮氧化物的转化率增大,B选项错误;单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为12时,表示正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C选项正确;催化剂不能使化学平衡移动,不改变转化率,D选项错误。
10.在一定体积的密闭容器中,进行如下的化学反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其中
=K,K被称为化学平衡常数,其中K和温度的关系如下表:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
根据以上信息推断以下说法正确的是( )
A.此反应为放热反应
B.此反应只有达到平衡时,密闭容器中的压强才不会变化
C.此反应达到1000℃时的反应速率比700℃时大
D.该反应的化学平衡常数越大,反应物的转化率越低
[答案]C
[解析]K随温度升高而增大,说明温度升高反应向正反应方向进行,所以是吸热反应。
不同体系的平衡常数不一样,对一确定的化学反应,平衡常数越大,说明生成物平衡浓度越大,反应物浓度越小,即反应物的转化率越高。
二、非选择题(共50分)
11.(18分)密闭容器中发生如下反应:
A(g)+3B(g)2C(g) ΔH<0,根据下列速率—时间图像,回答下列问题。
(1)下列时刻所改变的外界条件是:
t1________;t3________;t4________;
(2)产物C的体积分数最大的时间段是________;
(3)上述图像中C的体积分数相等的时间段是________;
(4)反应速率最大的时间段是________。
[答案]
(1)升高温度 加入催化剂 减小压强
(2)t0~t1段 (3)t2~t3段与t3~t4段 (4)t3~t4段
[解析]
(1)t1时v′逆增大程度比v′正增大程度大,说明改变的外界条件是升高温度。
t3时v″正、v″逆同等程度地增大,说明加入了催化剂。
t4时v正、v逆都降低且v正降低程度更大,说明改变的外界条件是减小压强。
(2)t1、t4时改变条件后,都使化学平衡向逆反应方向移动。
C的体积分数都降低,故t0~t1时间段C的体积分数最大。
(3)在t3时加入了催化剂,虽然使反应速率发生了改变,但并未引起化学平衡的移动,故t2~t3段与t3~t4段C的体积分数相等。
(4)由图像不难看出t3~t4段化学反应速率最大。
12.(15分)在一容积为2L的密闭容器中,加入0.2mol的N2和0.6mol的H2,在一定条件下发生如下反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0
反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示,请回答下列问题:
(1)根据上图,计算从反应开始到平衡时,平衡反应速率v(NH3)为________。
(2)该反应达到平衡时H2的转化率________。
(3)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,若改变反应温度,则NH3的物质的量浓度不可能为______。
(填序号)
a.0.20mol·L-1 b.0.12mol·L-1
c.0.10mol·L-1d.0.08mol·L-1
(4)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡______________移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)。
(5)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25mol·L-1),请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。
[答案]
(1)0.025mol/(L·min)
(2)50% (3)a、c (4)向正反应方向 (5)下图:
[解析]
(1)4min时达到平衡,v(NH3)=
=0.025mol/(L·min)
(2)(3) N2 + 3H22NH3
始(mol·L-1) 0.1 0.3 0
转(mol·L-1) 0.05 0.15 0.1
平(mol·L-1) 0.05 0.15 0.1
所以α(H2)=50%
改变温度,平衡必移动,NH3的物质的量浓度不可能再是0.1mol/L,可逆反应不彻底,NH3的浓度达不到0.2mol/L。
13.(17分)(2011·山东,28)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为____________。
利用反应6NO2+8NH3
7N2+12H2O也可处理NO2。
当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是________L。
(2)已知:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH=-196.6kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
ΔH=-113.0kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是____。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为1∶6,则平衡常数K=________。
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如上图所示。
该反应ΔH________0(填“>”或“<”)。
实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是______________________________________________________。
[答案]
(1)3NO2+H2O===2HNO3+NO 6.72
(2)-41.8 b 8/3(或2.67)
(3)< 在该压强下,CO的转化率已经很高,若再增大压强CO的转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失
[解析]本题以实际工业生产,考查了热化学方程式的书写、盖斯定律、化学平衡移动、平衡常数的计算等知识点。
分析题意,
(1)NO2与水反应的方程式是3NO2+H2O===2HNO3+NO。
在6NO2+8NH3
7N2+12H2O,当有6molNO2发生反应时,转移电子为24mol,当转移1.2mol电子时,消耗NO2的体积为6.72L。
(2)根据盖斯定律,计算该反应的ΔH=-41.8kJ/mol。
分析NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)方程式,为体积不变的放热反应,所以体系的压强不变不能判断反应是否达到平衡;当混合气体的颜色不发生变化,说明NO2的浓度不再发生变化,处于平衡状态;因为只要反应,生成SO3和NO的物质的量就相等,c错误;由于d项中的SO3和NO2为同方向,且计量数相等,不能够说明处于平衡状态。
根据始转平计算:
NO2+SO2===SO3+NO
起始:
1200
转化:
xxxx
平衡:
1-x2-xxx
计算得出:
x=0.8,K=8/3。
(3)分析图像,CO的转化率随温度的升高而降低,所以该反应为放热反应。
该反应为体积缩小的反应,增大压强,有利于产物的生成,但在250℃时,CO的转化率已经很高,若增大压强,必然对设备材料要求更高。
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