化学平衡的移动和化学反应进行的方向——突破训练（一）【解析版】.doc

化学平衡的移动和化学反应进行的方向 突破训练（一）‎ ‎1．为了减轻大气污染，科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，即2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH0，不改变其他条件，下列说法正确的是(　　)‎ A．加入催化剂，反应途径将发生改变，ΔH也将随之改变 B．升高温度，正、逆反应速率都增大，H2S分解率也增大 C．增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低 D．若体系恒容，注入一些H2后达新平衡，H2浓度将减小 ‎【解析】　焓变是一个状态函数，与反应发生的途径无关，A错误；温度升高，正、逆反应速率均增大，因该反应的正反应是吸热反应，故平衡正向移动，H2S分解率增大，B正确；该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，逆反应是放热反应，会使体系温度升高，C错误；向体系中注入H2，平衡将向H2浓度降低的方向移动，但最终H2的浓度比原来大，D错误。‎ ‎7．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在①中加入CaO，在②中不加其他任何物质，在③中加入NH4Cl晶体，发现①中红棕色变深，③中红棕色变浅。[已知反应2NO2(红棕色)N2O4(无色)]‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．2NO2N2O4是放热反应 B．NH4Cl溶于水时放出热量 C．烧瓶①中平衡混合气体的相对分子质量增大 D．烧瓶③中气体的压强增大 ‎【解析】　加CaO的烧杯①中温度升高，①中红棕色变深，说明平衡逆向移动，平衡混合气体的相对分子质量减小；③中红棕色变浅，说明平衡正向移动，气体的压强减小，加NH4Cl晶体的烧杯③中温度降低，由此可说明2NO2N2O4是放热反应，NH4Cl溶于水时吸收热量。‎ ‎8.往恒容密闭容器中通入一定量N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，气体颜色变深。如图表示该反应平衡时有关物理量Y随某条件X(其他条件不变)变化的规律。X、Y分别是(　　)‎ A．温度T，逆反应速率v B．温度T，气体的密度ρ C．压强p，平衡常数K D．压强p，N2O4的转化率α ‎【解析】升高温度，正、逆反应速率均增大，A项错误；气体的总质量不变，容器体积不变(恒容)，则升高温度，气体的密度不变，B项错误；平衡常数K仅受外界因素温度的影响，故增大压强，K不变，C项错误；增大压强，平衡向左移动，N2O4的转化率降低，D项正确。‎ ‎9.下列内容与结论不对应的是(　　)‎ 选项 内容 结论 A H2O(g)变成H2O(l)‎ 该过程的ΔS＞0‎ B 硝酸铵溶于水可自发进行 因为ΔS＞0‎ C 一个反应的ΔH＞0、ΔS＜0‎ 该反应一定不能自发进行 D H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH＝－271 kJ·mol－1、ΔS＝8 J·mol－1·K－1‎ 该反应在任何温度下均可自发进行 ‎【解析】选A　H2O(g)变成H2O(l)，气体总分子数减小，则有ΔS＜0，A符合题意。硝酸铵溶于水是一个可自发进行的吸热过程，硝酸铵发生电离：NH4NO3===NH＋NO，自由移动的离子数目增多，则有ΔS＞0，B不符合题意。若一个反应的ΔH＞0，ΔS＜0，则有ΔH－TΔS＞0，则该反应一定不能自发进行，C不符合题意。反应H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH＜0、ΔS＞0，则有ΔH－TΔS＜0，该反应在任何温度下均可自发进行，D不符合题意。‎ ‎10．下列事实能用勒夏特列原理来解释的是(　　)‎ A．SO2氧化为SO3，往往需要使用催化剂 ‎2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)‎ B．500 ℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH”“0。(2)根据H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)知，平衡时c(NH3)＝2c(CO2)，故15.0 ℃达到平衡时，c(CO2)＝0.8×10－3 ‎ mol·L－1，v(CO2)＝＝4×10－4 mol·L－1·min－1。(3)反应过程中不可能出现2v(NH3)＝v(CO2)，反应过程中一直存在v(NH3)＝2v(CO2)，且该等式不能说明反应达到化学平衡，A项错误；该反应在反应前后气体分子数不相等，故总压强不变可以说明反应达到化学平衡，B项正确；反应过程中混合气体的质量是一个变化量，容器体积不变，故反应过程中混合气体的密度也是一个变化量，当混合气体的密度不变时可以说明反应达到化学平衡，C项正确；氨气的体积分数始终是一个定值，故氨气的体积分数不变不能说明反应达到化学平衡，D项错误。(4)充入HCl气体，NH3与HCl反应生成氯化铵固体，氨气浓度减小，平衡向正反应方向移动。(5)25.0 ℃平衡时，c(CO2)＋c(NH3)＝4.8×10－3 mol·L－1，c(NH3)＝2c(CO2)，故c(NH3)＝3.2×10－3 mol·L－1，c(CO2)＝1.6×10－3 mol·L－1，K＝c2(NH3)×c(CO2)＝(3.2×10－3)2×1.6×10－3≈1.64×10－8。‎ 答案　(1)>‎ ‎(2)4×10－4‎ ‎(3)BC ‎(4)正反应方向 ‎(5)K＝c2(NH3)×c(CO2)＝(3.2×10－3)2×1.6×10－3≈1.64×10－8‎ ‎13．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)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·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)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，a＝________；‎ ‎(4)若反应温度不变，某时刻反应物的浓度为c(M)＝c(N)＝2 mol·L－1，生成物的浓度为c(P)＝c(Q)＝1 mol·L－1，则此时反应速率v(正)________(填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。‎ ‎【解析】(1)　　　　M(g)＋　N(g)P(g)＋Q(g)‎ 始态mol·L－1 1 2.4 0 0‎ 变化量mol·L－1 1×60% 1×60%‎ 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)＝0.4 mol·L－1　c(N)＝1.8 mol·L－1‎ c(P)＝0.6 mol·L－1　c(Q)＝0.6 mol·L－1‎ 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)＝2 mol·L－1　c(Q)＝2 mol·L－1‎ c(M)＝2 mol·L－1　c(N)＝(a－2) mol·L－1‎ K＝＝＝，解得a＝6。‎ ‎(4)此时的浓度商为0.25，小于平衡常数K＝0.5，说明反应此时应向正向进行以达到平衡状态。v(正)大于v(逆)。‎ 答案：(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)大于 ‎14.丙烯腈(CH2===CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：‎ ‎(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：‎ ‎①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)ΔH＝－515 kJ·mol－1‎ ‎②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)ΔH＝－353 kJ·mol－1‎ 有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 提高丙烯腈反应选择性的关键因素是______________________________________。‎ ‎(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 ℃。低于460 ℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是________________________________________________________________________；‎ 高于460 ℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)。‎ A．催化剂活性降低　　　　 　B．平衡常数变大 ‎ C．副反应增多 D．反应活化能增大 ‎【解析】　(1)由题给生成丙烯腈的热化学方程式①可知其反应的特点：正反应为放热反应，正反应方向是气体物质的量增加的反应；故降低温度或降低压强，平衡均向正反应方向移动，有利于提高丙烯腈的平衡产率。‎ 在化工生产中由于此反应会伴随副反应发生，为提高丙烯腈反应的选择性，使用合适催化剂十分重要。‎ ‎(2)由图(a)可知，低于460 ℃时丙烯腈的产率随温度的升高而增大，高于460 ℃时丙烯腈的产率随温度的升高而降低，当460 ℃时丙烯腈的产率最高，而根据反应①可知反应放热，其丙烯腈的产率理应随着温度的升高而降低。图(a)展示的产率变化与反应①应该呈现的产率变化相矛盾的原因是低于460 ℃时，图(a)中呈现的产率变化是未达到平衡时的产率变化，当460 ℃时达到平衡，高于460 ℃时呈现的产率变化才是平衡产率。‎ ‎[答案]　(1)降低温度、降低压强　催化剂 ‎(2)不是　该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低　AC