1、课时提能演练(二十二) (45分钟100分)一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)1.(2012银川模拟)下列关于能量判据和熵判据的说法中,不正确的是()A.放热的自发过程可能是熵减小的过程,吸热的自发过程一定为熵增加的过程B.由能量判据和熵判据组合成的复合判据,将更适合于所有的过程C.在室温下碳酸钙的分解反应不能自发进行,但同样是这个吸热反应在较高温度(1 200 K)下则能自发进行D.放热过程(H0)或熵增加(S0)的过程一定是自发的2.下列叙述中能肯定某一可逆反应达到平衡状态的是()A.某固体物质的浓度没有改变B.正逆反应速率相等C.各物质的浓度之比等于其方程式中化学计量数
2、之比D.用各物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比3.(2012郑州模拟)下列有关平衡常数的说法中,正确的是()A.改变条件,反应物的转化率增大,平衡常数也一定增大B.反应2NO2(g)N2O4(g)H0,升高温度,该反应平衡常数增大C.对于给定可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数相等D.平衡常数为K的反应,化学方程式为CO2H2COH2O4.某温度下,对于反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJ/mol。N2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.将1 mol氮气、3 mol氢气,置于1 L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.
3、4 kJB.平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)K(B)C.上述反应在达到平衡后,增大压强,H2的转化率增大D.升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大,正反应速率减小5.在温度为T,压强为p时,反应2NO2(g) N2O4(g)H0。在密闭容器中达到平衡,若只把反应体系温度升高10 ,达到新平衡时()A.体系温度为T10 B.体系温度比T10 低些C.二氧化氮含量减少D.四氧化二氮含量增加6.(2012枣庄模拟)氨的催化氧化4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)HQ kJmol1,是工业制硝酸的重要反应。一定条件下将4 mol NH3、5 mol O2混合于固定体
4、积为2 L的密闭容器中,反应经10 s达平衡,测得NO浓度为0.8 molL1。下列判断正确的是()A.以O2浓度变化表示的反应速率是0.064 molL1s1B.达平衡时,NH3的转化率为20%C.若升高温度时减小,则Q1C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率D.从Y0到Y0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的19.(预测题)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/7008008301 0001 200K1.671.111.000.600.38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
5、)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1 mol,5 min后温度升高到830 ,此时测得CO2为0.4 mol 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1 000 10.(易错题)同时向五个温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,分别加入等量的原料气(SO2和O2),发生反应:2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0。(1)下列措施中能使平衡时CO/CO2增大的是。A.升高温度 B.增大压强C.充入一定量氮气 D.再加入一些铁粉(2)反应达到平衡后,若保持容器体积不变时,再通入一定量的CO2,使CO2
6、的浓度成为原来的2倍,则CO2的转化率将(填“增大”、“减小”或“不变”)。.工业合成氨反应原理为:N2(g)3H2(g)2NH3(g)。实验室模拟化工生产,控制起始浓度均为c(N2)1.50 molL1、c(H2)2.50 molL1,分别在三种不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图。请回答下列问题:(1)反应物的转化率实验比实验(填“大”、“小”或“相同”)。(2)与实验比较,实验改变的条件为,判断依据是_。13.(15分)(探究题)如图表示某温度时,反应N2O4(g) 2NO2(g)在前110 s内的反应进行情况,请根据图像回答下列问题。(1)该可逆反应达到平衡的时间段为。(2)反应
7、进行到70 s时,改变的条件可能是_(填字母,下同),反应进行到90 s时,改变的条件可能是。A.加入催化剂 B.扩大容器体积C.升高温度 D.增大N2O4的浓度(3)90 s后若维持容器的体积不变平衡移动的方向为(填“正反应”、“逆反应”或“不移动”),此时N2O4的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)请在图中画出反应物N2O4在070秒时的浓度变化曲线。答案解析1. 【解析】选D。放热的自发过程可能是熵减小的过程,如铁生锈、氢气燃烧等;吸热的自发过程应为熵增加的过程,否则就无法进行,故A项正确;很多情况下,简单地只用其中一个判据判断同一个反应,可能会出现相反的判断结果,所以应兼
8、顾两个判据,B项正确、D项错误;有些吸热反应在室温条件下不能自发进行,但在较高温度下则能自发进行,所以C项正确。2. 【解析】选B。固体物质的浓度是一定值,无法用其浓度来判断是否达到平衡,即A不正确;正逆反应速率相等是可逆反应达到平衡的直接标志,即B正确;各物质的浓度不再发生变化,可逆反应才达到平衡,浓度之比与其化学计量数之比是否相等不是判断平衡的标志,即C不正确;任何情况下都有反应速率之比等于相应的化学计量数之比,即D不能判断其是否达到平衡状态。3.【解析】选D。平衡常数只与温度有关,故A错;对B中的反应来说,升高温度平衡逆向移动,平衡常数要减小,故B错;正、逆反应的平衡常数互为倒数关系,故
9、C错。4. 【解析】选C。因为该反应为可逆反应,加入1 mol N2、3 mol H2,两者不可能完全反应生成NH3,所以放出的热量小于92.4 kJ,A错;从状态A到状态B的过程中,改变的是压强, 温度没有改变,所以平衡常数不变, B错;因为该反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,H2的转化率增大,C对;升高温度,正、逆反应速率都增大,D错。5. 【解析】选B。把容器内的温度升高10 ,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,容器内的温度降低,所以温度低于T10 ,A错、B对;平衡向逆反应方向移动,NO2的含量增加,N2O4的含量减少,C错、D错。6.【解析】选C。v(O2
10、)v(NO)0.1 molL1s1,故A错误;NH3的转化率100%40% ,故B错误;升高温度时减小,说明升温平衡逆向移动,则正反应为放热反应,Q0,故C正确;体积变为原来的2倍,若不考虑平衡移动,则NO浓度变为0.4 molL1 ,但体积变大即压强减小,所以平衡正向移动,故平衡时c(NO)0.4 molL1 ,故D错误。7. 【解析】选B。反应一直在升高温度,T2时反应物A的浓度最小,生成物C的浓度最大,故T2为化学平衡状态,T2前为化学平衡的建立,T2后为化学平衡的移动。从图看,升温化学平衡逆向移动,正反应为放热反应。8.【解析】选D。准确理解图像中曲线a、b的含义,是解题的关键。根据“
11、先拐先平”原则,b曲线对应的温度为20 ,温度越高反应速率越快,达到平衡越早,b早达到平衡,表示b为20 下的曲线,A项错误;从图像易知,20 min 时b曲线反应速率快,即20 下反应速率快,B项错误;由图示可知温度越高反应物的转化分数越小,即平衡转化率越低,C项错误;由图示,66 min时两个温度下转化分数相同,则生成的CH3COCH2COH(CH3)2物质的量相同,D项正确。9.【解析】选C。根据平衡常数表达式知CO、H2O(g)为反应物,CO2和H2为生成物,且各物质的系数均为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5 min时CO2、H2、CO、H
12、2O(g)的物质的量分别为0.4 mol、0.4 mol、0.6 mol、0.6 mol,QcK1.00,故此时反应向生成CO2的方向进行,该项错;D项中将题给关系变形为代入K0.60,对应温度为1 000 。10.【解题指南】解答该题应该注意以下三点:(1)图像上的点分别为五个容器内的反应物转化率对应点。(2)在五个不同容器内的可能情况为:都没有达到平衡、早都达到平衡、有的达到平衡有的未达到平衡。(3)达到平衡,温度越高,转化率越低。【解析】选D。因为五个容器的体积相同,温度不同,则温度高的反应速率快,温度低的反应速率慢,温度高的反应先达到平衡状态。在容器中发生反应可能存在的情况有下列几种:
13、(1)五个容器中都没有达到平衡状态。则温度高的反应速率快,SO2的转化率高,B项符合。(2)五个容器中早已达到平衡,则升高温度平衡向逆反应方向移动,温度越高,平衡向逆反应方向进行的程度越大,SO2的转化率越小,C项符合。(3)五个容器中有的已经达到平衡, 有的没有达到平衡。则温度低的没有达到平衡,温度高的早已经达到平衡。没有达到平衡的温度越高,SO2的转化率越高,达到平衡的,温度越高,SO2的转化率越低,A项符合。只有D项与题意不符。【误区警示】首次做该题时,错题率较高。主要是存在下面几个问题:(1)曲线上的五个点不是代表一个容器内的SO2转化率随温度的变化情况,而是五个温度不同的容器在同一时
14、间测得的转化率情况。(2)对于五个容器内进行的可能反应情况不会进行分类讨论分析。11. 【解析】.根据化学平衡常数的定义,找出反应物、生成物以及系数,写出方程式C(s)H2O(g)CO(g)H2 (g)。变量可以作为平衡状态的判断依据,而恒量不可以。由反应C(s)H2O(g)CO(g)H2 (g)可知,生成物的平均相对分子质量一定为15,故随着反应的进行,容器中气体的平均相对分子质量减小,故A正确;随着反应的进行,气体的质量增加,而体积不变,则密度增大,故C正确;v正(H2O)v逆(H2)符合“一正一逆”且之比等于方程式的系数比,故B正确;容器中的总质量不随时间的变化而变化,故D错;消耗n m
15、ol H2的同时消耗n mol CO均为逆反应速率,不能判断该反应一定达到化学平衡状态,故E错。.根据化学反应速率定义可得v(H2)0.03/(t2t1) molL1s1。Fe为固体,加入2 mol Fe,则平衡不移动。根据方程式3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2,K,设继续通入1 mol H2O(g) 再次达到平衡后转化的H2为x mol,K,则 ,x0.7 mol。由图像可知,条件改变之后逆反应速率增大了,故改变的条件可以是使用了催化剂、升高温度或增大H2的浓度。答案:.(1)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)(2)A、B、C.(1)0.03/(t2t1) molL1s
16、1(2) 不0.7(3)使用了催化剂升高了温度增大了H2的浓度(任答2项)12. 【解题指南】解答该题要注意以下三点:(1)根据CO与CO2的浓度比值关系得出平衡移动的方向,然后再进行判断。(2)增大反应物的浓度,反应物的转化率不一定减小;转化率等于转化浓度比起始浓度。(3)反应前后气体体积不相等的反应,起始状态相同,达到平衡状态相同,反应时间不同,改变的条件只能是使用催化剂。【解析】.(1)使平衡时CO/CO2增大,则需要使平衡向正反应方向移动,CO2的浓度减小,CO的浓度增大, 比值增大。反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向进行,A对;反应前后气体的物质的量不变,增大压强平衡不移动,B
17、错;充入N2对平衡没有影响,C错;铁粉的量的多少对平衡没有影响,D错。(2)增大CO2的浓度,反应物中只有CO2为气体,且反应前后气体体积相等。相当于增大压强,平衡不发生移动,CO2的转化率不变。.(1)由图像可知,实验中达到平衡时N2的浓度为1.00 molL1,实验中达到平衡时N2的浓度为0.75 molL1,所以实验中N2的转化率大。(2)实验与实验平衡时N2的浓度相同,只是达到平衡所用的时间不同,所以改变的条件为使用催化剂。答案:.(1)A(2)不变.(1)小(2)使用催化剂实验与实验平衡状态相同,而实验达到平衡所需时间短【方法技巧】图像法巧解转化率问题该题中增大CO2的浓度CO2的转
18、化率如何变化可以利用等效平衡的原理来解释。过程如下:假设开始时CO2的物质的量为a mol,再次加入CO2的物质的量为a mol,容器的体积不变都为V L。(1)加入a mol CO2达到平衡。(2)在2 L容器中加入2a mol CO2,则两容器中压强、浓度、温度都相同,CO2的转化率相同,然后将2V L压缩成V L,因为反应前后气体的体积不变,所以平衡不移动,CO2的转化率不变。13. 【解析】(1)由图像可知反应达到平衡的时间段为6070 s、8090 s和100110 s。(2)反应进行到70 s时改变某一条件,可以看出NO2的浓度迅速从0.120 molL1减小到0.060 molL
19、1,N2O4的浓度从0.040 molL1减小到0.020 molL1,两者的浓度都减小到原来的1/2,说明改变的条件为增大容器的体积为原来的2倍或减小压强为原来的1/2;90 s时突然改变某一条件可以看出NO2的浓度瞬间没有改变,但是N2O4的浓度瞬间增大,说明改变的条件是增大了N2O4的浓度。(3)根据(2)可知,90 s后平衡向正反应方向移动;增大N2O4的浓度,在恒容容器中相当于增大压强,则N2O4的转化率减小。(4)从图像可知,NO2为反应物,N2O4为生成物。60 s达到平衡时NO2的浓度增大了0.120 molL1,说明N2O4反应过程中浓度减少了0.060 molL1,因为已知在70 s时N2O4的浓度为0.040 molL1,所以N2O4的起始浓度为0.040 molL10.060 molL10.100 molL1。答案:(1)6070 s、8090 s、100110 s(2)B、D(3)正反应减小(4)