高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測1-43(打包43套) 魯教版.zip
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課時跟蹤檢測(二十四)化學(xué)反應(yīng)的方向、限度
1.下列反應(yīng)過程中, ΔH>0且ΔS>0的是( )
A.NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)
B.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)
C.4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)
D.HCl(aq)+NaOH(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)
解析:選B A是熵減的放熱反應(yīng),C是熵減的放熱反應(yīng),D是放熱反應(yīng),只有B是熵增的吸熱反應(yīng)。
2.(2016·德陽模擬)下列事實,不能用勒·夏特列原理解釋的是( )
A.溴水中有平衡:Br2+H2OHBr+HBrO加入AgNO3溶液后,溶液顏色變淺
B.合成NH3反應(yīng),為提高NH3的產(chǎn)率,理論上應(yīng)采取相對較低溫度的措施
C.高壓比常壓有利于合成SO3的反應(yīng)
D.對CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)平衡體系增大壓強(qiáng)可使顏色變深
解析:選D 溴水中有平衡:Br2+H2OHBr+HBrO加入AgNO3溶液后,生成AgBr沉淀,溴離子濃度降低,平衡向右移動,溴的濃度降低,溶液顏色變淺,可以用勒·夏特列原理解釋,故A不符合題意;對N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,有利于氨的產(chǎn)率提高,可以用勒·夏特列原理解釋,故B不符合題意;對2SO2+O22SO3,正反應(yīng)方向是體積減小的方向,加壓,平衡正向移動,有利于合成SO3,可以用勒·夏特列原理解釋,故C不符合題意;對CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)平衡體系增大壓強(qiáng),平衡不移動,二氧化氮的濃度增大,顏色變深,不能用勒·夏特列原理解釋,故D符合題意。
3.煉鐵高爐中冶煉鐵的反應(yīng)為Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),下列說法正確的是( )
A.升高溫度,反應(yīng)速率減慢
B.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時,v(正)=v(逆)=0
C.提高煉鐵高爐的高度可減少尾氣中CO的濃度
D.某溫度下達(dá)到平衡時,CO的體積分?jǐn)?shù)基本不變
解析:選D A項,升高溫度,反應(yīng)速率加快,錯誤;B項,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時,是動態(tài)平衡,v(正)=v(逆)≠0,錯誤;C項,提高煉鐵高爐的高度不能減少尾氣中CO的濃度,錯誤;D項,某溫度下達(dá)到平衡時,各物質(zhì)濃度不變,CO的體積分?jǐn)?shù)基本不變,正確。
4.(2016·廣州模擬)在1 L定容的密閉容器中,可以證明可逆反應(yīng)N2+3H22NH3已達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )
A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
B.一個N≡N斷裂的同時,有3個H—H生成
C.其他條件不變時,混合氣體的密度不再改變
D.v正(N2)=2v逆(NH3)
解析:選B c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2等于化學(xué)方程式的系數(shù)之比,但不能說明各物質(zhì)的濃度不變,不一定為平衡狀態(tài),故A錯誤;一個N≡N斷裂的同時,有3個H—H生成,能說明正逆反應(yīng)速率是相等的,達(dá)到了平衡,故B正確;混合氣體的密度ρ=,質(zhì)量在反應(yīng)前后是守恒的,體積不變,密度始終不變,所以密度不變的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài),故C錯誤;v正(N2)=2v逆(NH3)時,正逆反應(yīng)速率不相等,未達(dá)到平衡,故D錯誤。
5.在密閉容器中,一定條件下,進(jìn)行如下反應(yīng):NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH= -373.2 kJ·mol-1,達(dá)到平衡后,為提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率,采取的正確措施是( )
A.加催化劑同時升高溫度 B.加催化劑同時增大壓強(qiáng)
C.升高溫度同時充入N2 D.降低溫度同時增大壓強(qiáng)
解析:選B 提高反應(yīng)速率的一般做法有:①升高溫度,②增大反應(yīng)物濃度,③對有氣體參加的反應(yīng)增大壓強(qiáng),④加入催化劑。要提高NO的轉(zhuǎn)化率,即讓平衡向正反應(yīng)方向移動,可采用的做法有:①降低溫度,②增大壓強(qiáng),③增大CO的濃度等。綜合以上的分析,B正確。
6.在恒容密閉容器中通入A、B兩種氣體,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g) ΔH>0。達(dá)到平衡后,改變一個條件(x),下列量(y)一定符合圖中曲線的是( )
選項
x
y
A
通入A氣體
B的轉(zhuǎn)化率
B
加入催化劑
A的體積分?jǐn)?shù)
C
增大壓強(qiáng)
混合氣體的總物質(zhì)的量
D
升高溫度
混合氣體的總物質(zhì)的量
解析:選A A項,當(dāng)通入A氣體時,平衡向正反應(yīng)方向移動,B的轉(zhuǎn)化率增大,正確;B項,加入催化劑只能改變反應(yīng)速率,平衡不移動,A的體積分?jǐn)?shù)不變,錯誤;C項,增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動,混合氣體的總物質(zhì)的量減小,錯誤;D項,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,混合氣體的總物質(zhì)的量減小,錯誤。
7.(2016·綿陽一診)一定條件下,通過下列反應(yīng)可實現(xiàn)燃煤煙氣中的硫的回收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l) ΔH<0。一定溫度下,在容積為2 L的恒容密閉容器中1 mol SO2和n mol CO發(fā)生反應(yīng),5 min后達(dá)到平衡,生成2a mol CO2。下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)前2 min的平均速率v(SO2)=0.1a mol·L-1·min-1
B.當(dāng)混合氣體的物質(zhì)的量不再改變時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C.平衡后保持其他條件不變,從容器中分離出部分硫,平衡向正反應(yīng)方向移動
D.平衡后保持其他條件不變,升高溫度和加入催化劑,SO2的轉(zhuǎn)化率均增大
解析:選B 根據(jù)方程式可知,生成2a mol CO2的同時,消耗a mol SO2,其濃度是0.5a mol·L-1,所以反應(yīng)前5 min的平均速率v(SO2)=0.5a mol·L-1÷5 min=0.1a mol·L-1·min-1,故前2 min的平均速率大于0.1a mol·L-1·min-1,A不正確;根據(jù)方程式可知,該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量減小的可逆反應(yīng),因此當(dāng)混合氣體的物質(zhì)的量不再改變時,可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;S是液體,改變液體的質(zhì)量,平衡不移動,C不正確;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率降低,催化劑不能改變平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)化率不變,D不正確。
8.將NO2裝入帶有活塞的密閉容器中,當(dāng)反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡后,改變某個條件,下列敘述正確的是( )
A.升高溫度,氣體顏色加深,則此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.慢慢壓縮氣體體積,平衡向正反應(yīng)方向移動,混合氣體的顏色變淺
C.慢慢壓縮氣體體積,若體積減小一半,壓強(qiáng)增大,但小于原來的兩倍
D.恒溫恒容時,充入惰性氣體,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,混合氣體的顏色變淺
解析:選C 升高溫度,氣體顏色加深,則平衡向逆反應(yīng)方向移動,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A錯誤;首先假設(shè)平衡不移動,壓縮體積,氣體顏色加深,但平衡向正反應(yīng)方向移動,使混合氣體的顏色在加深后的基礎(chǔ)上變淺,但一定比原平衡的顏色深,B錯誤;同理C項,首先假設(shè)平衡不移動,若體積減小一半,則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼膬杀?,但平衡向正反?yīng)方向移動,使壓強(qiáng)在原平衡兩倍的基礎(chǔ)上減小,正確;體積不變,反應(yīng)物及生成物濃度不變,所以正、逆反應(yīng)速率均不變,平衡不移動,顏色無變化,D錯誤。
9.在一密閉容器中,反應(yīng)aA(g)bB(g)+cC(g)達(dá)到平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,最終測得A的物質(zhì)的量的濃度變?yōu)樵瓉淼?0%,則( )
A.平衡向正反應(yīng)方向移動
B.a(chǎn)>b+c
C.物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大
D.以上判斷都錯誤
解析:選D 反應(yīng)達(dá)平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,最終測得A的物質(zhì)的量的濃度變?yōu)樵瓉淼囊话?,說明減小壓強(qiáng),平衡沒有發(fā)生移動,即a=b+c,由于平衡不發(fā)生移動,故物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變,D項符合題意。
10.(2015·江蘇高考改編)在體積均為1.0 L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉,再分別加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2,在不同溫度下反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)達(dá)到平衡,平衡時CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如右圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 點均處于曲線上)。下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)CO2(g)+C(s)===2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0
B.體系的總壓強(qiáng)p總:p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ)
C.體系中c(CO):c(CO,狀態(tài)Ⅱ)>2c(CO,狀態(tài)Ⅲ)
D.逆反應(yīng)速率v逆:v逆(狀態(tài)Ⅰ)>v逆(狀態(tài)Ⅲ)
解析:選B A選項,由圖像知,溫度越高,二氧化碳的量越少,所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即ΔH>0,所以錯誤。B選項,設(shè)狀態(tài)Ⅰ和狀態(tài)Ⅱ時二氧化碳的物質(zhì)的量濃度為x,則狀態(tài)Ⅰ時容器內(nèi)一氧化碳?xì)怏w的物質(zhì)的量為2(1-x),即此時該容器中氣體的物質(zhì)的量之和為x+2(1-x)=2-x;狀態(tài)Ⅱ時容器內(nèi)一氧化碳的物質(zhì)的量為2(2-x),即此時該容器中氣體的物質(zhì)的量為x+2(2-x)=4-x=2(2-),因此p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ),所以正確。C選項,狀態(tài)Ⅱ相當(dāng)于狀態(tài)Ⅲ體積縮小一半后的狀態(tài),如果體積縮小一半,平衡不移動,則c(CO,狀態(tài)Ⅱ)=2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),但體積壓縮的過程中,平衡向左移動,因此c(CO,狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO,狀態(tài)Ⅲ),所以錯誤。D選項,狀態(tài)Ⅲ的溫度比狀態(tài)Ⅰ的溫度高,溫度高反應(yīng)速率快,因此v逆(狀態(tài)Ⅰ)<v逆(狀態(tài)Ⅲ),所以錯誤。
11.(2016·淄博二模)將0.40 mol N2O4氣體充入2 L固定容積的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):N2O4(g)2NO2(g) ΔH。在T1 ℃和T2 ℃時,測得NO2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示:
(1)T1 ℃時,40 s~80 s內(nèi)用N2O4表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為________ mol·L-1·s-1。
(2)ΔH________0(填“>”“<”或“=”)。
(3)改變條件重新達(dá)到平衡時,要使的比值變小,可采取的措施有________(填字母)。
a.增大N2O4的起始濃度
b.升高溫度
c.向混合氣體中通入NO2
d.使用高效催化劑
解析:(1)T1 ℃時,40 s~80 s內(nèi)二氧化氮的物質(zhì)的量從0.40 mol變?yōu)?.60 mol,則用二氧化氮表示該時間段的平均反應(yīng)速率為v(NO2)==0.002 5 mol·L-1·s-1,化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)系數(shù)成正比,則v(N2O4)=v(NO2)=0.001 25 mol·L-1·s-1;
(2)根據(jù)圖像曲線變化可知,T1 ℃時反應(yīng)速率大于T2 ℃,則溫度大小為T1 ℃>T2 ℃,而在T2 ℃達(dá)到平衡時二氧化氮的物質(zhì)的量小于T1 ℃,說明升高溫度,平衡向著正向移動,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0;
(3)a.增大N2O4的起始濃度,相當(dāng)于增大了壓強(qiáng),平衡向著逆向移動,則的比值變小,故a正確;
b.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向著正向移動,則二氧化氮濃度增大、四氧化二氮濃度減小,故該比值增大,故b錯誤;
c.向混合氣體中通入NO2,相當(dāng)于增大了壓強(qiáng),平衡向著逆向移動,二氧化氮濃度減小、四氧化二氮濃度增大,該比值減小,故c正確;
d.使用高效催化劑,對化學(xué)平衡不影響,則該比值不變,故d錯誤。
答案:(1)0.001 25 (2)> (3)ac
12.(2015·山東高考·節(jié)選)合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能,在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用。
(1)一定溫度下,某貯氫合金(M)的貯氫過程如圖所示,縱軸為平衡時氫氣的壓強(qiáng)(p),橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個數(shù)比(H/M)。
在OA段,氫溶解于M中形成固溶體MHx,隨著氫氣壓強(qiáng)的增大,H/M逐漸增大;在AB段,MHx與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)生成氫化物MHy,氫化反應(yīng)方程式為zMHx(s)+H2(g)zMHy(s) ΔH1(Ⅰ);在B點,氫化反應(yīng)結(jié)束,進(jìn)一步增大氫氣壓強(qiáng),H/M幾乎不變。反應(yīng)(Ⅰ)中z=________(用含x和y的代數(shù)式表示)。溫度為T1時,2 g某合金4 min內(nèi)吸收氫氣240 mL,吸氫速率v=________mL·g-1·min-1。反應(yīng)(Ⅰ)的焓變ΔH1________ 0(填“>”“=”或“<”)。
(2)η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例,則溫度為T1、T2時,η(T1)______η(T2)(填“>”“=”或“<”)。當(dāng)反應(yīng)(Ⅰ)處于圖中a點時,保持溫度不變,向恒容體系中通入少量氫氣,達(dá)平衡后反應(yīng)(Ⅰ)可能處于圖中的________點(填“b”“c”或“d”),該貯氫合金可通過________或________的方式釋放氫氣。
解析:(1)在反應(yīng)(Ⅰ)中,zMHx(s)+H2(g)zMHy(s),由方程式兩邊氫原子個數(shù)守恒得zx+2=zy,z=;溫度為T1時,2 g某合金4 min內(nèi)吸收氫氣240 mL,吸氫速率v==30 mL·g-1·min-1。因為T1<T2,溫度升高,H2的壓強(qiáng)增大,由平衡移動原理知,平衡向吸熱方向移動,反應(yīng)(Ⅰ)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以ΔH1<0。
(2)結(jié)合圖像分析知,隨著溫度升高,反應(yīng)(Ⅰ)向左移動,H2壓強(qiáng)增大,故η隨著溫度升高而降低,所以η(T1)>η(T2);當(dāng)反應(yīng)處于圖中a點時,保持溫度不變,向恒容體系中通入少量H2,H2壓強(qiáng)增大,H/M逐漸增大,由圖像可知,氣體壓強(qiáng)在B點以前是不改變的,故反應(yīng)(Ⅰ)可能處于圖中的c點;該貯氫合金要釋放氫氣,應(yīng)該使反應(yīng)(Ⅰ)左移,根據(jù)平衡移動原理,可以通過升高溫度或減小壓強(qiáng)的方式使反應(yīng)向左移動。
答案:(1) 30?。肌?2)> c 加熱 減壓
13.(2015·北京高考)氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础R蕴柲転闊嵩?,熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水是一種高效、無污染的制氫方法。其反應(yīng)過程如下圖所示:
(1)反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是_______________________________________________。
(2)反應(yīng)Ⅰ得到的產(chǎn)物用I2進(jìn)行分離。該產(chǎn)物的溶液在過量I2的存在下會分成兩層——含低濃度I2的H2SO4層和含高濃度I2的HI層。
①根據(jù)上述事實,下列說法正確的是______(選填序號)。
a.兩層溶液的密度存在差異
b.加I2前,H2SO4溶液和HI溶液不互溶
c.I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶
②辨別兩層溶液的方法是__________________________________________________。
③經(jīng)檢測,H2SO4層中c(H+)∶c(SO)=2.06∶1,其比值大于2的原因是
________________________________________________________________________。
(3)反應(yīng)Ⅱ:
2H2SO4(l)===2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)
ΔH=+550 kJ·mol-1
它由兩步反應(yīng)組成:
ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)+H2O(g)
ΔH=+177 kJ·mol-1;
ⅱ.SO3(g)分解。
L(L1,L2),X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。右圖表示L一定時,ⅱ中SO3(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。
①X代表的物理量是________。
②判斷L1、L2的大小關(guān)系,并簡述理由____________
____________________________________________。
解析:(1)由圖知反應(yīng)Ⅰ中的反應(yīng)物為SO2、H2O、I2,生成物為H2SO4、HI,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+I(xiàn)2+2H2O===H2SO4+2HI。
(2)①H2SO4和HI溶液是互溶的,加入I2后溶液才分成兩層,H2SO4層含I2量低,HI層含I2量高,則I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶;溶液能分為兩層,則兩層溶液的密度一定不同,故a、c正確。
②I2在兩層溶液中的溶解能力差別較大,故可直接用觀察顏色的方法來進(jìn)行辨別,顏色深的是HI層,顏色淺的是H2SO4層。
③H2SO4層中含有少量的HI,HI===H++I(xiàn)-,使H2SO4層中c(H+)大于2c(SO)。
(3)已知:2H2SO4(l)===2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)
ΔH=+550 kJ·mol-1,H2SO4(l)===SO3(g)+H2O(g)
ΔH=+177 kJ·mol-1。根據(jù)蓋斯定律可得:2SO3(g)===2SO2(g)+O2(g) ΔH=+196 kJ·mol-1。圖像中SO3的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的增大而減小,則X應(yīng)為壓強(qiáng),則L代表溫度;該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),依據(jù)勒·夏特列原理知當(dāng)壓強(qiáng)一定時,溫度升高,平衡轉(zhuǎn)化率增大,因此L1<L2。
答案:(1)SO2+I(xiàn)2+2H2O===H2SO4+2HI
(2)①a、c
②觀察顏色,顏色深的是HI層,顏色淺的是H2SO4層
③H2SO4層中含有少量HI
(3)①壓強(qiáng)?、贚1<L2;SO3(g)分解的熱化學(xué)方程式:2SO3(g)===2SO2(g)+O2(g) ΔH=+196 kJ·mol-1,當(dāng)壓強(qiáng)一定時,溫度升高,平衡轉(zhuǎn)化率增大
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