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高三一轮73
必考部分第七章第3讲
(本栏目内容在学生用书中以独立形式分册装订!
)
(40分钟 100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)
1.在298K、101.325kPa时发生下列反应:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
②CaO(s)+CO2(g)===CaCO3(s)
其熵变分别为ΔS1和ΔS2,则下列情况中正确的是( )
A.ΔS1>0,ΔS2>0 B.ΔS1<0,ΔS2<0
C.ΔS1<0,ΔS2>0D.ΔS1>0,ΔS2<0
解析:
固体、液体、气体的熵逐渐增大
①气+气―→液,ΔS1<0
②固+气―→固,ΔS2<0。
答案:
B
2.下列说法正确的是( )
A.ΔH<0,ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B.NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加方向转变的倾向
C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向
解析:
ΔH<0、ΔS>0,则ΔG<0,任何温度下反应都能自发进行,A项错误,B项正确;用焓变和熵变判断反应的自发性都有例外,故都不能单独作为反应自发性的判据,而应用复合判据,C项错误;使用催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的方向,D项错误。
答案:
B
3.(2012·渭南质检)反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。
在不同温度时K1、K2的值如下表。
温度(K)
K1
K2
973
1.47
2.38
1173
2.15
1.67
下列说法正确的是( )
A.反应①是放热反应
B.反应②是放热反应
C.反应②在973K时增大压强,K2增大
D.在常温下反应①一定能自发进行
解析:
A项,由表格数据可知,反应①升温,平衡常数增大,则正反应是吸热反应;B项,反应②升温,化学平衡常数减小,则正反应是放热反应,正确;C项,反应②增大压强,化学平衡不移动,K2不变;D项,由于反应①是吸热反应,ΔH>0,ΔS=0,则反应不能自发进行。
答案:
B
4.某温度下气体反应达到化学平衡,平衡常数K=
,恒容时,若温度适当降低,F的浓度增加。
下列说法中正确的是( )
A.增大c(A)、c(B),K增大
B.降低温度,正反应速率增大
C.该反应的焓变为负值
D.该反应的化学方程式为:
2E(g)+F(g)A(g)+2B(g)
解析:
A项,平衡常数K只随温度变化,不随浓度变化,故不正确;B项,降低温度,正、逆反应速率均减小,不正确;C项,降温,F浓度增大,表明平衡逆向移动,正反应是吸热反应,则焓变为正值,不正确;D项,根据化学平衡常数表达式可知A、B是生成物,E、F为反应物,且对应指数为其化学方程式前的计量数,正确。
答案:
D
5.
(2012·东莞质检)I2在KI溶液中存在下列平衡:
I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)某I2、KI混合溶液中,I3-的物质的量浓度c(I3-)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。
下列说法正确的是(双选)( )
A.反应I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)的ΔH>0
B.若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
C.若反应进行到状态D时,一定有v正>v逆
D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大
解析:
A项,由图象知,升温,I3-浓度减小,说明正反应是放热反应,则ΔH<0;B项,升温,平衡左移,平衡常数减小,即K1>K2,正确;C项,反应进行到状态D时,在T1温度下,I3-浓度要增大,反应向正反应方向进行,则一定有v正>v逆,正确;D项,状态B的温度高,从A到B平衡逆向移动,则状态B的c(I2)大。
答案:
BC
6.某温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4molA和2molB进行如下反应:
3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6molC,则下列说法正确的是( )
A.该反应的化学平衡常数表达式是K=
B.此时,B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,化学平衡常数值大
D.增加B,B的平衡转化率增大
解析:
化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体,而物质C是固体,A错误;根据化学方程式可知,平衡时减少的B物质的量是1.6mol×0.5=0.8mol,所以B的转化率为40%,B正确;增大压强时平衡常数不变,平衡常数只与温度有关,C错误;增加B后平衡右移,A的转化率增大,而B的转化率减小,D错误。
答案:
B
7.某温度下,将2molA和3molB充入一密闭容器中,发生反应:
aA(g)+B(g)C(g)+D(g),5min后达到平衡。
已知该温度下其平衡常数K=1,若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则( )
A.a=3B.a=2
C.B的转化率为40%D.B的转化率为60%
解析:
温度不变,扩大容器体积(相当于减小压强)时,A的转化率不变,说明反应前后气体的体积不变,即a=1,A错误,B错误;设达平衡时,B的改变量为xmol,则A、B、C、D的平衡量分别为(2-x)mol、(3-x)mol、xmol、xmol,设容器体积为1L,则平衡常数K=1=
,解得:
x=1.2,B的转化率为1.2÷3=40%,所以C正确,D错误。
答案:
C
8.(2012·淮阴质检)已知某温度下,下列两个反应的平衡常数分别为K1和K2:
2NiO(s)2Ni(s)+O2(g),2CO(g)+O2(g)2CO2(g)。
则NiO(s)+CO(g)Ni(s)+CO2(g)的平衡常数K为( )
A.1/2(K1+K2) B.K1K2
C.
D.
解析:
因为K1=c(O2),K2=
,所以K=
=
。
答案:
D
9.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=
,在不同的温度下该反应的平衡常数值分别为:
t℃
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有关叙述不正确的是( )
A.该反应的化学方程式是:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
B.上述反应的正反应是放热反应
C.如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1mol,5min后温度升高到830℃,此时测得CO2为0.4mol时,该反应为平衡状态
D.某温度下,如果平衡浓度符合下列关系式:
=
,判断此时的温度是1000℃
解析:
根据平衡常数表达式知CO、H2O(g)为反应物,CO2和H2为生成物,且各物质的化学计量数均为1,A项对;由表中数据知升高温度K值减小,故正反应为放热反应,B项对;C项中5min时CO2、H2、CO、H2O(g)的物质的量分别为0.4mol、0.4mol、0.6mol、0.6mol,Qc=
=
= 代入K= =0.60,对应温度为1000℃。 答案: C 10.(2010·北京高考)某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K= 。 该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示: 起始浓度 甲 乙 丙 c(H2)/mol/L 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/mol/L 0.010 0.010 0.020 下列判断不正确的是( ) A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60% B.平衡时,甲中和丙中CO2的转化率均是60% C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol/L D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢 解析: 设平衡时甲中CO2的转化浓度为xmol/L,则平衡时H2、CO2、H2O、CO的浓度分别为(0.01-x)mol/L、(0.01-x)mol/L、xmol/L、xmol/L,根据平衡常数K= = ,解得x=0.006,则甲中CO2的转化率为 ×100%=60%,由于乙相对于甲增大了c(H2),因此CO2的转化率增大,A项正确;设平衡时丙中CO2的转化浓度为ymol/L,则平衡时H2、CO2、H2O、CO的浓度分别为(0.02-y)mol/L、(0.02-y)mol/L、ymol/L、ymol/L,根据平衡常数K= = ,解得y=0.012,则丙中CO2的转化率为 ×100%=60%,B项正确;平衡时甲中c(CO2)=0.01-0.006=0.004(mol/L),丙中c(CO2)=0.02-0.012=0.008(mol/L),C项错误;反应开始时,丙中反应物浓度最大,反应速率最快,甲中反应物浓度最小,反应速率最慢,D项正确。 答案: C 二、非选择题(本题包括5小题,共60分) 11.(14分)(2012·十堰质检)在一定温度下将3molCO2和2molH2混合于2L的密闭容器中,发生如下反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) (1)该反应的化学平衡常数表达式K=________。 (2)已知在700℃时,该反应的平衡常数K1=0.6,则该温度下反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K2=________,反应 CO2(g)+ H2(g) CO(g)+ H2O(g)的平衡常数K3=________。 (3)已知在1000℃时,该反应的平衡常数K4为1.0,则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。 (4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。 (填编号) A.容器中压强不变 B.c(CO2)=c(CO) C.生成amolCO2的同时消耗amolH2 D.混合气体的平均相对分子质量不变 (5)在1000℃下,某时刻CO2的物质的量为2.0mol,则此时v(正)________v(逆)(填“>”“=”或“<”)。 该温度下反应达到平衡时,CO2的转化率为________。 解析: (2)K2= ,K3=K 1。 (3)升高温度,平衡常数增大,说明平衡向正反应方向移动即正反应是一个吸热反应。 (4)因为该反应为反应前后气体体积不变的反应,所以压强不变,平均相对分子质量不变,均不能说明达到平衡状态,A、D错;选项B中CO2和CO的浓度相等,不能说明其浓度不再变化,故B错;生成CO2代表逆反应,消耗H2代表正反应,且比值等于反应方程式中的化学计量数之比,选项C正确。 (5)CO2的物质的量为2.0mol时,H2为1mol,CO为1mol,H2O(g)为1mol,其浓度分别为: 1mol/L、0.5mol/L、0.5mol/L、0.5mol/L,则Q= = <1,该反应向正反应方向进行,v(正)>v(逆)。 起始时,c(CO2)= =1.5mol·L-1 c(H2)= =1mol·L-1 设达平衡时,CO的浓度为x CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 起始浓度(mol·L-1)1.5100 转化浓度(mol·L-1)xxxx 平衡浓度(mol·L-1)1.5-x1-xxx K= = =1, 解得: x=0.6mol·L-1 所以,α(CO2)= ×100%=40% 答案: (1) (2)1.67 0.77 (3)吸热 (4)C (5)> 40% 12.(10分)2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德·埃特尔,以表彰他在表面化学研究领域做出的开拓性贡献。 (1)有人认为: 该研究可以提高合成氨反应在铁催化剂表面进行的效率,从而提高原料的转化率。 你是否认同他的观点________(填“是”或“否”)。 理由是________________________________________________________。 (2)合成氨反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在某温度时,K=0.4。 ①若出现下列状态,反应将向哪个方向进行以达到平衡状态(在后面空白处填“向左进行”、“向右进行”或“已经达平衡状态”)。 (A)c(N2)=c(H2)=1mol·L-1,c(NH3)=0.5mol·L-1,________可以达到平衡。 (B)c(N2)=0.3mol·L-1,c(H2)=0.1mol·L-1,c(NH3)=0.03mol·L-1,________可以达到平衡。 ②若该反应升高温度再达到平衡时,K为0.2,则正反应为________反应。 解析: (1)催化剂可提高化学反应速率,不能使化学平衡移动,即不能提高原料的转化率。 (2)①(A)Qc= = =0.25 同理: (B)Qc= =3>K,故反应向左进行,可以达到平衡。 ②升高温度再达到化学平衡时,K=0.2<0.4,据K= 知,平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应。 答案: (1)否 催化剂只提高化学反应速率,不能改变化学反应的限度 (2)①(A)向右进行 (B)向左进行 ②放热 13.(14分)已知CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数随温度变化如下表: t/℃ 700 800 850 1000 1200 K 2.6 1.7 1.0 0.9 0.6 请回答下列问题: (1)上述正向反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)。 (2)若达平衡后降温,则平衡向________移动,CO2转化率________,正反应速率________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)在850℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器中,其中向正反应方向进行的有________(选填A、B、C、D、E) A B C D E n(CO2) 3 1 0 1 1 n(H2) 2 1 0 1 2 n(CO) 1 2 3 0.5 3 n(H2O) 5 2 3 2 1 (4)在850℃时,可逆反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下: 时间/min CO2(mol/L) H2(mol/L) CO(mol/L) H2O(mol/L) 0 0.200 0.300 0 0 2 0.138 0.238 0.062 0.062 3 c1 c2 c3 c3 4 c1 c2 c3 c3 则3min~4min平衡后c3=________,CO2的转化率为________。 解析: (1)由表可知温度升高,K减小,说明温度升高,平衡逆向进行,正反应为放热反应。 (2)平衡后降温,平衡正向移动,K增大,CO2转化率增大,由于降温,正、逆反应速率都减小,但正反应速率大于逆反应速率。 (3)计算各组的浓度商: QA= <1 QB= >1 QD= =1 QE= >1 由浓度商Q (4)850℃,K=1,设CO2的转化量为x由 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 起始浓度(mol/L)0.20.300 转化浓度(mol/L)xxxx 平衡浓度(mol/L)0.2-x0.3-xxx 则平衡常数K= =1 所以x=0.12,故c3=0.12, α(CO2)= ×100%=60%。 答案: (1)放热 (2)正反应方向 增大 减小 (3)A (4)0.12 60% 14.(12分)已知可逆反应: M(g)+N(g)P(g)+Q(g) ΔH>0,请回答下列问题: (1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为: c(M)=1mol·L-1,c(N)=2.4mol·L-1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为________; (2)若反应温度升高,M的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”); (3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为: c(M)=4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后,c(P)=2mol·L-1,a=________; (4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为: c(M)=c(N)=bmol·L-1,达到平衡后,M的转化率为________。 解析: (1) M(g) + N(g) P(g)+Q(g) 始态1mol/L2.4mol/L00 变化量1mol/L×60%1mol/L×60% 因此N的转化率为: ×100%=25% (2)由于该反应的ΔH>0,即该反应为吸热反应,因此升高温度,平衡右移,M的转化率增大。 (3)根据 (1)可求出各平衡浓度: c(M)=0.4mol/L c(N)=1.8mol/L c(P)=0.6mol/L c(Q)=0.6mol/L 因此化学平衡常数K= = = 由于温度不变,因此K不变,达到平衡后 c(P)=2mol/L c(Q)=2mol/L c(M)=2mol/L c(N)=(a-2)mol·L-1 K= = = 解得a=6 (4)设M的转化率为x,则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为: c(M)=b(1-x)mol/L c(N)=b(1-x)mol/L c(P)=bxmol/L c(Q)=bxmol/L K= = = ,解得x=41% 答案: (1)25% (2)增大 (3)6 (4)41% 15.(10分)850℃时,一氧化碳与水反应,达平衡时平衡常数为1,计算Ⅰ和Ⅱ两种情况时CO的转化率之比。 起始浓度/mol/L CO H2O Ⅰ 1 1 起始浓度/mol/L CO H2O Ⅱ 1 3 解析: 设CO和H2O的起始浓度分别为amol/L和bmol/L,发生转化的CO是xmol/L。 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 起始浓度(mol/L)ab00 转化浓度(mol/L)xxxx 平衡浓度(mol/L)a-xb-xxx K= 把平衡时各浓度代入平衡常数表示式: =1 x= CO的转化率= ×100%= ×100% 两种情况下,CO的转化率分别为 Ⅰ: ×100%=50% Ⅱ: ×100%=75% 两种情况下,CO的转化率的比为 =1.5。 答案: 情况Ⅱ中CO的转化率是情况Ⅰ中的1.5倍。
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