1、高考资源网() 您身边的高考专家第二节 化学反应的方向、限度第1课时 化学平衡 课时作业一、选择题(包括8小题。16小题只有一个选项符合题意,78小题有两个选项符合题意。)1.在一定温度下,一定体积的密闭容器中有如下平衡:H2(g)+I2(g)=2HI(g)已知H2和I2的起始浓度均为0.10 mol-1L时,达平衡时HI的浓度为0.16 mol-1L。若H2和I2的起始浓度均变为0.20 mol-1L,则平衡时H2的浓度(mol-1L)是( )A.0.16B.0.08C.0.04 D.0.022.(2009年广州综合)用于净化汽车尾气的反应:2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(
2、g),已知该反应速率极慢,570 K时平衡常数为11059。下列说法正确的是( )A.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或COB.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度C.提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂D.570 K时该反应正向进行的程度很大,故使用催化剂并无实际意义3.(2008年北京卷)工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:SiClx(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g);H=+Q kJmo-1L(Q0)某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是( )A.反应过程中,若增大压强能提高SiClx的转化率B.若
3、反应开始时SiCl4为1 mol,则达平衡时,吸收热量为Q kJC.反应至4 min时,若HCl浓度为0.12 mol-1L,则H2的反应速率为0.03 mol-1LmiN-1D.当反应吸收热量为0.025Q kJ时,生成的HCl通入100 mL 1 mol-1L的NaOH溶液恰好反应4.一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%,与反应前的体积相比,反应后体积缩小的百分率是( )A.16.7% B.20.0%C.80.0% D.83.3%5.(2009年全国卷)下图表示反应X(g)=4Y(g)+Z(g),H0B.容器中气体的总物质的量E点大于D点C.F点的正反
4、应速率大于逆反应速率D.v(甲醇)=nB/3tB mol/(Lmin)表示500 时以上反应在D点的速率7.(2009年广州调研)工业制硝酸的其中一步反应为氨的氧化,反应方程式为:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);H=-1025 kJ/mol氧化过程中还伴随有N2O、N2等物质生成。有关该反应的说法正确的是( )A.反应处于平衡状态时,c(NH3)c(O2)=c(NO)c(H2O)B.反应达到平衡后,3v正(NH3)=2v逆(H2O)C.其他条件不变,温度越高,氨的转化率越高D.寻找合适的催化剂是加快反应速率并提高NO产率的有效措施8.(2009年深圳二调)一定条件下
5、在固定容积的密闭容器中充入a mol O2和b mol SO2发生反应:2SO2+O2=2SO3。反应过程中物质的浓度变化如右图所示。下列有关判断正确的是( )A.Y线是表示SO2的浓度变化B.反应在t1时刻达到平衡状态C.平衡状态时,容器中气体密度不再改变D.再往该容器中充入a mol O2和b mol SO2,该条件下重新达到平衡时c(SO3)1.2 mol-1L二、非选择题9.(2010年济南质检)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如下表:T/70080083010001200K0.60.91.01
6、.72.6回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=_。(2)该反应为_反应(选填“吸热”或“放热”)。(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_。a.容器中压强不变 b.混合气体中c(CO)不变c.v正(H2)=v逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),试判断此时的温度为_ 。10.(2009年南京质检)已知化学反应:Fe(s)+CO2(g)=FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1;化学反应:Fe(s)+H2O(g)=FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2。在温度973 K和1173
7、K情况下,K1、K2的值分别如下:温度K1K2973 K1.472.381173 K2.151.67(1)通常表格中的数值可以推断:反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)现有反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g),请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式:K3=_。(3)根据反应与可推导出K1、K2与K3之间的关系式_。据此关系式及上表数据,也能推断出反应是_(填“吸热”或“放热”)反应,要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有_(填写序号)。A.缩小反应容器容积 B.扩大反应容器容积C.降低温度 D.升高温度E.使用合适的催化剂 F.设法减少CO
8、的量(4)图甲、乙分别表示反应在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:图甲中t2时刻发生改变的条件是_ 。图乙中t2时刻发生改变的条件是_ 。11.(2008年宁夏卷)已知可逆反应:M(g)+N(g)=P(g)+Q(g),H0,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-1L,c(N)=2.4 mol-1L;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-1L,c(N)=a mol-1L;达到平衡后
9、,c(P)=2 mol-1L,a=_;(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)=c(N)=b mol-1L,达到平衡后,M的转化率为_。12.(2009年浙江卷)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。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,化学方程式如下:2NO+2CO催化剂2CO2+N2为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表:时间/s012c(NO)mol-1L1.0010-34.5010-42.5010-4c(CO)/mol-1L3.6010-33.0510-32.8510-3时间/s
10、345c(NO)/mol-1L1.5010-41.0010-41.0010-4c(CO)/mol-1L2.7510-32.7010-32.7010-3请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的H_0(填写“”、“”、“=”)。(2)前2 s内的平均反应速率v(N2)=_。(3)在该温度下,反应的平衡常数K=_。(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是_。A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高
11、化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。实验编号T/NO初始浓度mol-1LCO初始浓度/mol-1L催化剂的比表面积/m2g-12801.2010-35.8010-382124350124请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。请在给出的坐标图中,画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号。参考答案:(2)可用K解释。 (3)可用等效平衡解释。 答案:C2.解析:该反应为可逆反应,因此排出的气体中仍有NO和CO,A错;不能确定该反应的热效应,因此升高温度
12、平衡移动的方向不确定,B错;使用催化剂可以缩短反应所需的时间,C正确,D错。 答案:C3.解析:A项,增大压强,平衡向逆反应方向移动,SiCl4的转化率减小;B项,由于此反应为可逆反应,开始时加入1 mol SiCl4,并不能全部转化为Si,所以吸收的热量小于Q kJ;C项,v(H2)=1/2v(HCl) =1/20.12 molL-1/4 min=0.015 molL-1miN-1。D项,当反应吸收热量为0.025Q kJ时,产生n(HCl)=4 mol0.025Q kJ/Q kJ=0.1 mol=n(NaOH),故恰好反应。 答案:D4.解析:法一:合成氨反应是反应后气体体积减小的反应。按
13、正常思路利用平衡计算方法。设N2、H2起始的物质的量分别为x、y、N2转化的物质的量为z,得出平衡时总的物质的量为(x-z)+(y-3z)+2z=x+y-2z 即生成氨气的物质的量就是气体总的减少的物质的量。 根据2z/x+y-2z=20%z=x+y/12 得体积缩小的百分率为2z/x+y=2x+y/12/x+y=1/616.7% 法二:设平衡时混合气体的体积为V,则氨气为20%V, 则反应前N2和H2体积为V+20%V=120%V=1.2V减小的体积/反应前的体积=0.2V/1.2V100%16.7%。 答案:A5.解析:A项,6 min时反应达到了平衡状态,但正、逆反应并未停止;B项,4的
14、起始浓度为1.0 molL-1,平衡时为0.15 molL-1,浓度变化量为0.85 molL-1,转化率为85%;C项,反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,x的转化率将小于85%;D项,降温正、逆反应速率均减小,但逆反应速率减小的倍数大于正反应速率减小的倍数。 答案:B6.解析:根据平衡常数的公式可得:E点甲醇的浓度比D点要大,所以E点平衡常数比D点平衡常数要大,温度从E点转换为D点,温度升高,但是甲醇的浓度变小,所以该反应为放热反应,H1.2 mol/L,D对。 答案:CD9.解析:(1)根据化学平衡常数的表达式书写要求,即可写出K的表达式。(2)从表中可知,K的值随着温度的升高而逐渐
15、增大,说明正反应是吸热反应。 (3)化学平衡状态的特征是正、逆反应速率相等,各组分的浓度保持不变,以此作为依据可判断反应是否达到平衡状态。应注意的是不能用容器内的压强不变作为平衡与否的判断依据,因为有的反应是气体体积不变的,则反应过程中容器的压强始终保持不变。 (4)根据c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),变形得 K=COH2O/CO2H2=1.0,查表K=1.0时温度为830 。 答案:(1)K=COH2O/CO2H2 (2)吸热 (3)b、c (4)83010.解析:(1)K1(973 K时)0,反应为放热反应H20,即反应为吸热反应;所以升高温度,平衡向正反应方向移动。 (4
16、)从图甲可以看出,t2时刻平衡方向没有移动,变化的是化学反应速率,所以其条件是使用了催化剂;又因为反应是反应前后气体体积不变的反应,所以增大压强,平衡不移动,但因为压强增大,致使体系内物质浓度同等增大,所以反应速率也提高。图乙中t2时刻后,CO2浓度增大,CO浓度减小,所以可以通过使平衡左移来达到,条件可以是降低温度,也可以采用增加水蒸气的量或者减少氢气的量。 答案:(1)吸热 (2)H2OCO/CO2H2 (3)K3=K1/K2吸热D、F (4)加入催化剂或增大体系的压强 降低温度或增加水蒸气的量或减少氢气的量11.解析:(1)N的转化率为1 molL-160%/2.4 molL-1100%
17、=25%。 (2)因为反应H0,是吸热反应,所以升高温度,平衡向正反应方向移动,M的转化率增大。 (3)根据反应 M(g) + N(g) = P(g) + Q(g) 起始浓度(molL-1): 4 a 0 0 转化浓度(molL-1): 2 2 2 2 平衡浓度(molL-1): 2 (a-2) 2 2 根据温度不变,平衡常数不变的特点 K=2 molL-12 molL-1/2 molL-1(a-2) molL-1 =0.6 molL-10.6 molL-1/0.4 molL-11.8 molL-1 得a=6 molL-1。 (4)同理: M(g) + N(g) = P(g) + Q(g) 起
18、始浓度molL-1: b b 0 0 转化浓度molL-1: 2 2 2 2 平衡浓度molL-1: (b-x) (b-x) x x 根据温度不变,平衡常数不变的特点。 K=x2/(b-4)2=0.6 molL-10.6 molL-1/0.4 molL-11.8 molL-1得 4=0.41 b molL-1, (M)=(0.41b/b)100%=41%。 答案:(1)25%(2)增大(3)6(4)41%12.解析:(1)反应自发进行,说明H-TS0,该反应是分子数减小的反应,则S0,故H0;(2)2 s时,c(NO)=7.510-4 molL-1,v(NO)=3.7510-4 molL-1s
19、-1,反应速率比等于方程式化学计量数比,v(N2)=1.87510-4 molL-1s-1,看有效数字的话,应为1.8810-4 molL-1s-1;(3)分析表格中数据可知,第4、5 s时浓度不变已达平衡,平衡浓度:NO为1.0010-4 molL-1、CO为2.7010-3 molL-1,其中c(NO)=9.0010-4 molL-1,即平衡时c(CO2)为:9.0010-4 molL-1,c(N2)为4.5010-4 molL-1,K=c(CO2)2c(N2)/c(NO)2c(CO)2=(9.0010-4)2(4.5010-4)/(1.0010-4)2(2.7010-3)2=5000;(
20、4)提高NO转化率,即平衡右移,A项使用催化剂不影响平衡;正反应放热,降低温度,平衡右移,B错,C对;缩小容器体积,相当于加压,平衡右移,D项也对;(5)设计实验作对比时,必须只有一个变量,据题意与表格可知,与在对比催化剂的比表面积,温度、浓度应与相同,与中催化剂的比表面积相同,温度不同,所以浓度与相同。画图时注意与是催化剂的比表面积不同而导致速率变快,时间短,但不影响平衡,所以浓度与相同;与是温度不同导致速率加快,同时升高温度,平衡左移,平衡时,c(NO)比要大。 答案:(1) (2)1.8810-4 molL-1s-1 (3)5000 (4)CD (5):2801.2010-35.8010-3:1.2010-3 5.8010-3 如下图: - 10 - 版权所有高考资源网