（廣西專用）2014屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)題庫 7-2 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向（含解析）

第二講 化學(xué)平衡狀態(tài) 化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向一、選擇題1已知：CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H0，S0，則該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的條件是 ()A低溫B高溫C任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行D任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行解析GHTS0時，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，因H0，S0，則在高溫下G可能小于零，故選B。答案B2下列關(guān)于HTS說法中正確的是 ()AHTS可用于判斷所有條件下的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行BHTS只用于判斷溫度、體積一定的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行CHTS只用于判斷溫度、壓強(qiáng)一定的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行DHTS0的反應(yīng)，在該條件下一定劇烈反應(yīng)解析在不同溫度、壓強(qiáng)下HTS的值不同，所以選項A、B都不正確；HTS0能判定反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，但不一定是劇烈反應(yīng)，所以答案為C。答案C325 時，在含有Pb2、Sn2的某溶液中，加入過量金屬錫(Sn)，發(fā)生反應(yīng)：Sn(s)Pb2(aq)Sn2(aq)Pb(s)，體系中c(Pb2)和c(Sn2)變化關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是 () A往平衡體系中加入金屬鉛后，c(Pb2)增大B往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體后，c(Pb2)變小C升高溫度，平衡體系中c(Pb2)增大，說明該反應(yīng)H0D25 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2.2解析由于固體量改變不會引起平衡的移動，A項錯誤；加入固體Sn(NO3)2后，溶液中c(Sn2)增大，平衡向左移動，從而使c(Pb2)增大，B項錯誤；升高溫度時c(Pb2)增大，表明平衡向左移動，逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)的H0，C項錯誤；由圖像中平衡時兩種離子的濃度及平衡常數(shù)表達(dá)式知，25 時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為2.2，D項正確。答案D4在一定條件下，已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)：2A(g)B(g)2C(g)，下列說法中正確的是 ()A平衡時，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K與各物質(zhì)的濃度有如下關(guān)系：KB改變條件后，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K一定不變C如果改變壓強(qiáng)并加入催化劑，平衡常數(shù)會隨之變化D若平衡時增加A和B的濃度，則平衡常數(shù)會減小解析K只隨溫度的改變而改變。答案A5700 時，向容積為2 L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O，發(fā)生反應(yīng)：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中t2t1)：反應(yīng)時間/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80t20.20下列說法正確的是(雙選) ()A反應(yīng)在t1 min內(nèi)的平均速率為v(H2) mol·L1·min1B保持其他條件不變，起始時向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O，達(dá)到平衡時n(CO2)0.40 molC保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20 mol H2O，與原平衡相比，達(dá)到新平衡時CO轉(zhuǎn)化率增大，H2O的體積分?jǐn)?shù)增大D溫度升高至800 ，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)解析A項，t1時CO減少0.40 mol，則H2增加0.40 mol，用H2表示的平均反應(yīng)速率為mol/(L·min)，故不正確；D項，由表格中數(shù)據(jù)可知，從t1到t2，H2O(g)已不再改變，表明已達(dá)到平衡狀態(tài)，則700 時的平衡常數(shù)1，升溫到800 ，平衡常數(shù)變?yōu)?.64，則表明化學(xué)平衡逆向移動，表明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。答案BC6在相同溫度和壓強(qiáng)下，對反應(yīng)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)進(jìn)行甲、乙、丙、丁四組實驗，實驗起始時放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表物質(zhì)物質(zhì)的量實驗CO2H2COH2O甲a mola mol0 mol0 mol乙2a mola mol0 mol0 mol丙0 mol0 mola mola mol丁a mol0 mola mola mol上述四種情況達(dá)到平衡后，n(CO)的大小順序是()A乙丁>甲丙 B甲>乙>丙>丁C乙甲>丁丙 D丁>丙>乙>甲解析四種情況的反應(yīng)物起始量可折合成下表情況所以乙和丁相當(dāng)于提高了反應(yīng)物(CO2)的初始量，平衡向正反應(yīng)方向移動，n(CO)相對于甲和丙提高，故有乙丁>甲丙。答案A7CO和NO都是汽車尾氣中的有害物質(zhì)，它們之間能緩慢地發(fā)生如下反應(yīng)：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H<0，現(xiàn)利用此反應(yīng)，擬設(shè)計一種環(huán)保裝置，用來消除汽車尾氣對大氣的污染，下列設(shè)計方案可以提高尾氣處理效果的是 ()選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┨岣哐b置溫度降低裝置的壓強(qiáng)裝置中放入堿石灰A B C D解析選用適當(dāng)催化劑雖不能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，但能加快反應(yīng)速率；因為該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動；該反應(yīng)的正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，因此降低壓強(qiáng)，能使平衡向逆反應(yīng)方向移動；裝置中放入堿石灰能吸收CO2，使CO2的濃度降低，平衡向正反應(yīng)方向移動。答案C8向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應(yīng)SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖如圖所示。由圖可得出的正確結(jié)論是 ()A反應(yīng)在c點達(dá)到平衡狀態(tài)B反應(yīng)物濃度：a點小于b點C反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量Dt1t2時，SO2的轉(zhuǎn)化率：ab段小于bc段解析A項c點v正最大，但不一定達(dá)到平衡；B項a點反應(yīng)物的濃度大于b點的濃度；C項反應(yīng)初始階段，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸加快，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；D項由于bc段v正大于ab段，故bc段SO2的轉(zhuǎn)化率大于ab段。答案D二、非選擇題9研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。(1)NO2可用水吸收，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。利用反應(yīng)6NO28NH37N212H2O也可處理NO2。當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時，消耗的NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是_L。(2)已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJ·mol12NO(g)O2(g)2NO2(g)H113.0 kJ·mol1則反應(yīng)NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)的H_kJ·mol1。一定條件下，將NO2與SO2以體積比12置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_。a體系壓強(qiáng)保持不變b混合氣體顏色保持不變cSO3和NO的體積比保持不變d每消耗1 mol SO3的同時生成1 mol NO2測得上述反應(yīng)平衡時NO2與SO2體積比為16，則平衡常數(shù)K_。(3)CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。該反應(yīng)H_0(填“”或“”)。實際生產(chǎn)條件控制在250 、1.3×104 kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是_。解析本題以中學(xué)化學(xué)所涉及的重要非金屬元素及其化合物的性質(zhì)為載體來考查氧化還原反應(yīng)的計算、蓋斯定律的應(yīng)用，以及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)的計算、運(yùn)用圖像解決化學(xué)平衡移動的有關(guān)規(guī)律等。(1) 由O2可知1 mol NO2參與反應(yīng)時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4 mol，因此轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時，消耗NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為×1.2 mol×22.4 L·mol16.72 L。(2)根據(jù)蓋斯定律可得：H41.8 kJ·mol1反應(yīng)：NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)是氣體總體積不變的放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中體系壓強(qiáng)始終不變，且生成SO3和NO的體積比始終為11，NO2的顏色不變說明NO2的濃度不再發(fā)生變化，體系達(dá)到平衡。設(shè)起始時加入的NO2為1 mol，據(jù)阿伏加德羅定律，運(yùn)用“三步法”計算可得：NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)起始： 1 mol 2 mol 0 0轉(zhuǎn)化： x mol x mol x mol x mol平衡： (1x)mol (2x)mol x mol x mol依題意：解之得：x0.8，所以：K。(3)分析題目中的坐標(biāo)圖像可知：升高溫度CO的轉(zhuǎn)化率降低，即升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)的H0。答案(1)3NO2H2O=2HNO3NO6.72(2)41.8b2.67或(3)在1.3×104 kPa下，CO轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)CO轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失10恒溫恒容條件下，硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖1所示。已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.9 kJ·mol1圖1請回答下列問題：(1)寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式：_。(2)恒容條件下，下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)比圖1所示情況增大的有_。A升高溫度B充入HeC再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)D使用催化劑(3)恒溫恒容時，1 mol SO2和2 mol O2充分反應(yīng)，放出熱量的數(shù)值比|H2|_(填“大”、“小”或“相等”)。圖2(4)某SO2(g)和O2(g)體系，時間t1達(dá)到平衡后，改變某一外界條件，反應(yīng)速率v與時間t的關(guān)系如圖2所示，若不改變SO2(g)和O2(g)的量，則圖中t4時引起平衡移動的條件可能是_；圖中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段時間是_。解析(1)寫硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式時注意，固體硫的物質(zhì)的量為1 mol。(2)A項，升高溫度，平衡左移，會使比值降低；B項，恒容充入He，對平衡無影響，比值不變；C項，選通入1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)，相當(dāng)于加壓，平衡右移，再通入0.5 mol O2(g)，平衡進(jìn)一步右移，都使比值增大；D項，使用催化劑平衡不移動。(3)恒溫恒容時，1 mol SO2和2 mol O2充分反應(yīng)，相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)再充入1 mol O2，使原平衡右移，所以此反應(yīng)過程放出的熱量比原反應(yīng)過程放出的熱量多。(4)由圖2分析，t2時為增大壓強(qiáng)，平衡右移，t4時為升高溫度，平衡左移。從t0t4時，反應(yīng)表現(xiàn)為向右移動，t4t5時，反應(yīng)向左移動，故平衡混合物中SO3的含量最高的一段時是t3t4。答案(1)S(s)O2(g)=SO2(g)H297 kJ·mol1(2)C(3)大(4)升高溫度t3t411硫碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng)：SO22H2OI2=H2SO42HI2HIH2I22H2SO4=2SO2O22H2O(1)分析上述反應(yīng)，下列判斷正確的是_。a反應(yīng)易在常溫下進(jìn)行b反應(yīng)中SO2氧化性比HI強(qiáng)c循環(huán)過程中需補(bǔ)充H2Od循環(huán)過程產(chǎn)生1 mol O2的同時產(chǎn)生1 mol H2(2)一定溫度下，向1 L密閉容器中加入1 mol HI(g)，發(fā)生反應(yīng)，H2物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。02 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(HI)_。該溫度下，H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K_。相同溫度下，若開始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍，則_是原來的2倍。a平衡常數(shù) bHI的平衡濃度c達(dá)到平衡的時間 d平衡時H2的體積分?jǐn)?shù)(3)實驗室用Zn和稀硫酸制取H2，反應(yīng)時溶液中水的電離平衡_移動(填“向左”、“向右”或“不”)；若加入少量下列試劑中的_，產(chǎn)生H2的速率將增大。aNaNO3 bCuSO4 cNa2SO4 dNaHSO3(4)以H2為燃料可制作氫氧燃料電池。已知2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJ·mol1某氫氧燃料電池釋放228.8 kJ電能時，生成1 mol液態(tài)水，該電池的能量轉(zhuǎn)化率為_。解析本題主要考查平衡理論和反應(yīng)熱中的相關(guān)概念，意在考查考生綜合分析問題的能力。(1)題中3個反應(yīng)相加，即得總反應(yīng)式2H2O2H2O2，因此選項c符合題意。由于H2SO4是一種強(qiáng)酸，很穩(wěn)定，因此使H2SO4分解需要相當(dāng)高的溫度，選項a錯；反應(yīng)中SO2作還原劑，HI是還原產(chǎn)物，故還原性SO2強(qiáng)于HI，則氧化性HI強(qiáng)于SO2，b錯；根據(jù)總反應(yīng)式可知選項d也錯。本題應(yīng)選c。(2)結(jié)合圖像根據(jù)速率的定義v可得v(H2)0.05 mol·L1·min1，根據(jù)速率之比等于化學(xué)方程式中物質(zhì)的系數(shù)之比得v(HI)2v(H2)0.1 mol·L1·min1。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K64。由于平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，a錯。由于題中反應(yīng)是一個氣體體積不變的反應(yīng)，故改變條件后的平衡和原平衡等效，因此選項b正確，d錯誤。HI的濃度是原來的2倍，由于濃度增大，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需的時間短，c錯。(3)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度減小，溶液中c(H)減小，酸性減弱，故水的電離平衡向右移動。若加入NaNO3(s)，則相當(dāng)于溶液中存在HNO3，此時將不產(chǎn)生H2而產(chǎn)生NOx；加入CuSO4(s)后形成原電池，反應(yīng)速率加快；加入Na2SO4(s)后對反應(yīng)速率無影響；加入NaHSO3(s)后，由于發(fā)生反應(yīng)HHSO=SO2H2O，溶液中c(H)減小，反應(yīng)速率減小。綜上分析可知選項b符合題意。(4)當(dāng)生成1 mol液態(tài)水時，共放熱286 kJ，故能量利用率為228.8/286×100%80%。答案(1)c(2)0.1 mol·L1·min164b(3)向右b(4)80%12在一定溫度下將3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K_。(2)已知在700 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K10.6，則該溫度下反應(yīng)CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)的平衡常數(shù)K2_，反應(yīng)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)的平衡常數(shù)K3_。(3)已知在1 000 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K4為1.0，則該反應(yīng)為_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(4)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_。A容器中壓強(qiáng)不變Bc(CO2)c(CO)C生成a mol CO2的同時消耗a mol H2D混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變(5)在1 000 下，某時刻CO2的物質(zhì)的量為2.0 mol，則此時v(正)_v(逆)(填“>”、“”或“<”)。該溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時，CO2的轉(zhuǎn)化率為_。解析(2)K21.67；K30. 77。(3)升溫時K增大，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(5)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) 1.5 1 0 0 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 0.5 0.5 0.5Q0.5<K41.0所以反應(yīng)向正向進(jìn)行，v(正)>v(逆)。設(shè)1 000 達(dá)平衡時，反應(yīng)掉CO2的物質(zhì)的量濃度為x，CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) 1.5 1 0 0 x x x x 1.5x 1x x x1.0，x0.6(CO2)×100%40%。答案(1)(2)1.670.77(3)吸熱(4)C(5)>40%