（江蘇選考）新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題7 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 2 第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向與限度課后達(dá)標(biāo)檢測 蘇教版-蘇教版高三全冊化學(xué)試題

第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向與限度一、單項(xiàng)選擇題1下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是()A2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJ·mol1BAg(s)Cl2(g)=AgCl(s)H127 kJ·mol1CHgO(s)=Hg(l)O2(g)H91 kJ·mol1DH2O2(l)=O2(g)H2O(l)H98 kJ·mol1解析：選D。對(duì)于A項(xiàng)，H>0，S<0，在任何溫度下，HTS>0，即任何溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行；對(duì)于B項(xiàng)，H<0，S<0，在較低溫度下，HTS<0，即低溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；對(duì)于C項(xiàng)，H>0，S>0，若使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，即HTS<0，必須升高溫度，即反應(yīng)只有在較高溫度時(shí)能自發(fā)進(jìn)行；對(duì)于D項(xiàng)，H<0，S>0，在任何溫度下，HTS<0，即在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行。2下列有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的描述中正確的是()A化學(xué)平衡常數(shù)的大小取決于化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)因，與其他外界條件無關(guān)B相同溫度下，反應(yīng)ABC與反應(yīng)CAB的化學(xué)平衡常數(shù)相同C反應(yīng)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H<0的化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度升高而增大D反應(yīng)A(g)B(g)2C(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K解析：選D。化學(xué)平衡常數(shù)內(nèi)因由反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定，外因只受溫度影響，A項(xiàng)錯(cuò)；相同溫度下，同一反應(yīng)的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，一般不相等，B項(xiàng)錯(cuò)；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，C項(xiàng)錯(cuò)。3向恒溫恒壓容器中充入2 mol NO、1 mol O2，發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)O2(g)2NO2(g)。下列情況不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A容器體積不再改變B混合氣體的顏色不再改變C混合氣體的密度不再改變DNO與O2的物質(zhì)的量的比值不再改變解析：選D。這是一個(gè)氣體體積變化的反應(yīng)，恒壓條件下，體積不變，則說明達(dá)到平衡，A正確。同理，混合氣體密度不變，說明達(dá)到平衡，C正確。氣體顏色不變，說明c(NO2)不變，反應(yīng)達(dá)到平衡，B正確。NO、O2按化學(xué)計(jì)量數(shù)比投料，反應(yīng)過程中兩者物質(zhì)的量之比始終為化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，D錯(cuò)誤。4在容積可變的密閉容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近()A5%B10%C15%D20%解析：選C。達(dá)到平衡時(shí)，H2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為8 mol×25%2 mol。在一定條件下，N2與H2發(fā)生反應(yīng)： N23H22NH3起始物質(zhì)的量/mol 2 8 0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol 2 平衡物質(zhì)的量/mol 6 同溫同壓下，氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比，故平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為×100%15%。5下列說法中，不正確的是()A常溫下，反應(yīng)4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4Fe(OH)3(s)的H0、S0B在其他條件不變時(shí)，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)轉(zhuǎn)化關(guān)系中(如圖)，縱坐標(biāo)表示O2的轉(zhuǎn)化率C在其他條件不變時(shí)，向H2(g)I2(g)2HI(g)平衡體系中加入催化劑，反應(yīng)速率加快，I2的轉(zhuǎn)化率不變D14CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2C2CO，達(dá)到化學(xué)平衡后，平衡混合物中含14C的微粒有14CO2、14CO、14C解析：選B。A項(xiàng)中該反應(yīng)為熵減反應(yīng)，能自發(fā)進(jìn)行，說明是放熱反應(yīng)，正確。B項(xiàng)中提高了O2的含量，使SO2轉(zhuǎn)化率升高，而O2轉(zhuǎn)化率降低，錯(cuò)誤。C項(xiàng)中催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，不影響平衡移動(dòng)，正確。D項(xiàng)說明化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，正確。6(2017·高考天津卷)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2×105。已知：Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2 ，固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。第一階段：將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4；第二階段：將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來，加熱至230 制得高純鎳。下列判斷正確的是()A增加c(CO)，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大B第一階段，在30 和50 兩者之間選擇反應(yīng)溫度，選50 C第二階段，Ni(CO)4分解率較低D該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v生成Ni(CO)44v生成(CO)解析：選B。增加c(CO)，平衡正向移動(dòng)，但平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；第一階段，50 時(shí)，反應(yīng)速率較快且Ni(CO)4為氣態(tài)，能從反應(yīng)體系中分離出來，B項(xiàng)正確；相同溫度下，第二階段與第一階段的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，則230 時(shí)，第二階段的平衡常數(shù)K5×104，反應(yīng)進(jìn)行的程度大，故Ni(CO)4分解率較高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，4v生成Ni(CO)4v生成(CO)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、不定項(xiàng)選擇題7.(2020·泰州模擬)在一定溫度下，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H<0。改變起始時(shí)n(SO2)對(duì)平衡時(shí)SO3體積分?jǐn)?shù)的影響如圖所示。下列說法正確的是()ASO2的起始量越大，混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)越大Ba、b、c三點(diǎn)中，a點(diǎn)時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率最大Ca、b、c三點(diǎn)的平衡常數(shù)：Kb>Kc>KaDb、c點(diǎn)均為化學(xué)平衡點(diǎn)，a點(diǎn)未達(dá)平衡且反應(yīng)正向進(jìn)行解析：選B。A.根據(jù)圖像可知SO2的起始量越大，混合氣體中SO3的體積分?jǐn)?shù)不一定越大，A錯(cuò)誤；B.O2的量一定時(shí)，起始時(shí)投入的二氧化硫越少，則二氧化硫的轉(zhuǎn)化率越大，a、b、c三點(diǎn)中，a點(diǎn)時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率最大，B正確；C.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，a、b、c三點(diǎn)的平衡常數(shù)均相等，C錯(cuò)誤；D.a、b、c三點(diǎn)均為化學(xué)平衡點(diǎn)，D錯(cuò)誤。8在淀粉­KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq)I(aq)。測得不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K如表所示：t/515253545K1 100841689533409下列說法正確的是()A反應(yīng)I2(aq)I(aq)I(aq)的H>0B其他條件不變，升高溫度，溶液中c(I)減小C該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為KD25 時(shí)，向溶液中加入少量KI固體，平衡常數(shù)K小于689解析：選B。選項(xiàng)A，溫度升高，平衡常數(shù)減小，因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H<0，錯(cuò)誤；選項(xiàng)B，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，c(I)減小，正確；選項(xiàng)C，K，錯(cuò)誤；選項(xiàng)D，平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，25 時(shí)，向溶液中加入少量KI固體，平衡正向移動(dòng)，但平衡常數(shù)不變，仍然是689，錯(cuò)誤。9(2020·南通高三質(zhì)檢)已知NO和O2經(jīng)反應(yīng)和反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO2，其能量變化隨反應(yīng)過程如圖所示。2NO(g)N2O2(g)H1，平衡常數(shù)K1N2O2(g)O2(g)2NO2(g)H2，平衡常數(shù)K2下列說法中不正確的是()AH1<0，H2<0B2NO(g)O2(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)KK1/K2C2NO(g)O2(g)2NO2(g)的HH1H2D反應(yīng)的速率大小決定2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)速率解析：選BD。由題圖可知，反應(yīng)和反應(yīng)的反應(yīng)物總能量均高于生成物總能量，所以H1<0，H2<0，A項(xiàng)正確；反應(yīng)反應(yīng)得2NO(g)O2(g)2NO2(g)，所以KK1·K2，HH1H2，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；反應(yīng)速率主要取決于慢反應(yīng)的反應(yīng)速率，反應(yīng)的活化能大于反應(yīng)，所以反應(yīng)的反應(yīng)速率小于反應(yīng)的，故反應(yīng)的速率大小決定2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)速率，D項(xiàng)錯(cuò)誤。三、非選擇題10無色氣體N2O4是一種強(qiáng)氧化劑，為重要的火箭推進(jìn)劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)2NO2(g)H24.4 kJ/mol。(1)將一定量N2O4投入固定容積的真空容器中，下列現(xiàn)象能說明反應(yīng)達(dá)到平衡的是_。av正(N2O4)2v逆(NO2)b體系顏色不變c氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變d氣體密度不變達(dá)到平衡后，保持體積不變，升高溫度，再次達(dá)到平衡時(shí)，則混合氣體顏色_(填“變深”“變淺”或“不變”)，判斷理由是_。(2)平衡常數(shù)K可用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)分壓表示，即K表達(dá)式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)例如：p(NO2)p總×x(NO2)。寫出上述反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式：Kp_(用p總、各氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x表示)；影響Kp的因素為_。(3)真空密閉容器中充入一定量N2O4，維持總壓強(qiáng)p0恒定，在溫度為T時(shí)，平衡時(shí)N2O4分解百分率為。保持溫度不變，向密閉容器中充入等量N2O4，維持總壓強(qiáng)在2p0條件下分解，則N2O4的平衡分解率的表達(dá)式為_。解析：(1)根據(jù)平衡定義，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，2v正(N2O4)v逆(NO2)，a錯(cuò)誤；體系顏色不變，說明NO2濃度不變，一定達(dá)到平衡狀態(tài)，b正確；氣體質(zhì)量不變、反應(yīng)中氣體物質(zhì)的量改變，根據(jù)M，氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為變量，當(dāng)氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，一定達(dá)到平衡狀態(tài)，c正確；氣體質(zhì)量不變、體積不變，密度為恒量，氣體密度不變不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，d錯(cuò)誤。N2O4(g)2NO2(g)H24.4 kJ/mol，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后，保持體積不變，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，NO2濃度增大，則混合氣體顏色變深。(2)平衡常數(shù)表達(dá)式為Kp；影響平衡常數(shù)K的因素是溫度，所以影響Kp的因素是溫度。(3)設(shè)充入的N2O4的物質(zhì)的量為n mol，維持總壓強(qiáng)p0恒定，達(dá)到平衡時(shí)，N2O4的分解百分率為，則平衡時(shí)的物質(zhì)的量N2O4為n(1) mol，NO2為2n mol，Kpp0×。向密閉容器中充入等量N2O4，維持總壓強(qiáng)2p0恒定，達(dá)到平衡時(shí)，設(shè)N2O4的分解百分率為，則平衡時(shí)的物質(zhì)的量N2O4為n(1) mol，NO2為2n mol，Kp2p0×。根據(jù)Kp不變，知p0×2p0×，解得 。答案：(1)bc變深正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，其他條件不變，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，c(NO2)增大，顏色加深(2)溫度(3) 11(2018·高考全國卷)CH4­CO2催化重整可以得到合成氣(CO和H2)：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低，同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：積碳反應(yīng)CH4(g)= C(s)2H2(g)消碳反應(yīng)CO2(g)C(s)=2CO(g)H/(kJ·mol1)75172活化能/(kJ·mol1)催化劑X3391催化劑Y4372(1)由上表判斷，催化劑X_Y(填“優(yōu)于”或“劣于”)，理由是_。在反應(yīng)進(jìn)料氣組成、壓強(qiáng)及反應(yīng)時(shí)間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)系如圖1所示。升高溫度時(shí)，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是_(填標(biāo)號(hào))。AK積、K消均增加Bv積減小、v消增加CK積減小、K消增加Dv消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大圖1圖2(2)在一定溫度下，測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為vk·p(CH4)·p(CO2)0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時(shí)，不同p(CO2)下積碳量隨時(shí)間的變化趨勢如圖2所示，則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序?yàn)開。解析：(1)從表格中數(shù)據(jù)可看出相對(duì)于催化劑X，用催化劑Y催化時(shí)積碳反應(yīng)的活化能大，則積碳反應(yīng)的反應(yīng)速率小，而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)小，則消碳反應(yīng)的反應(yīng)速率大，再根據(jù)題干信息“反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低”可知催化劑X劣于催化劑Y。結(jié)合圖示可知500600 隨溫度升高積碳量增加，而600700 隨溫度升高積碳量減少，故隨溫度升高，K積和K消均增加，且消碳反應(yīng)速率增加的倍數(shù)比積碳反應(yīng)的大，故A、D正確。(2)由該圖像可知在反應(yīng)時(shí)間和p(CH4)相同時(shí)，圖像中速率關(guān)系va>vb>vc，結(jié)合沉積碳的生成速率方程vk·p(CH4)·p(CO2)0.5，在p(CH4)相同時(shí)，隨著p(CO2)增大，反應(yīng)速率逐漸減慢，即可判斷：pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。答案：(1)劣于相對(duì)于催化劑X，催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率??；而消碳反應(yīng)活化能相對(duì)小，消碳反應(yīng)速率大AD(2)pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)12丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列問題：(1)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下：C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJ/molC3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJ/mol兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是_；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是_。(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對(duì)應(yīng)的溫度為460 。低于460 時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率_(填“是”或“不是”)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是_；高于460 時(shí)，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是_(雙選，填標(biāo)號(hào))。A催化劑活性降低B平衡常數(shù)變大C副反應(yīng)增多 D反應(yīng)活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為_，理由是_。進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為_。解析：(1)由于反應(yīng)和均為放出熱量較多的反應(yīng)，產(chǎn)物的能量較低，故兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢很大；由于反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，故降低溫度和減小壓強(qiáng)均有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，從而提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是使用合適的催化劑。(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，丙烯腈的平衡產(chǎn)率應(yīng)降低，故低于460 時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率；高于460 時(shí)，催化劑的活性降低、副反應(yīng)增多均可能導(dǎo)致丙烯腈的產(chǎn)率降低，A、C項(xiàng)正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度可以提高活化分子的百分?jǐn)?shù)，但不能改變反應(yīng)所需的活化能，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(3)從題圖(b)中可看出當(dāng)n(氨)/n(丙烯)1.0時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率最高，此時(shí)幾乎沒有丙烯醛；只發(fā)生反應(yīng)時(shí)NH3、O2、C3H6的物質(zhì)的量之比為11.51，結(jié)合空氣中O2的體積分?jǐn)?shù)約為20%，可確定進(jìn)料氣NH3、空氣、C3H6的理論體積之比約為17.51。答案：(1)兩個(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)降低溫度、減小壓強(qiáng)催化劑(2)不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC(3)1.0該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低17.51