1、课时训练21化学平衡的移动化学反应进行的方向一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求)1下列说法中正确的是()A放热反应都能自发进行，吸热反应都不能自发进行B自发反应一定是熵增的反应，非自发反应一定是熵减或熵不变的反应C自发反应在恰当条件下才能实现D自发反应在任何条件下都能实现解析：放热反应大部分是能自发进行的，但吸热反应有些也是能自发进行的，A错；自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变，B错；反应的自发性只能用于判断反应的方向，是否能实现还要看具体的条件，C对、D错。答案：C2反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0达到平衡后，将气体混合物
2、的温度降低，下列叙述正确的是()A正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动B正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动C正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动D正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动解析：降温，正、逆反应速率均减小，因该反应的正反应放热，所以平衡向正反应方向移动，故选C。答案：C3一定条件下，密闭容器发生如下反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，反应中的能量变化如图所示，下列说法正确的是()A反应体系中加入催化剂可增大焓变B加压可使化学平衡正向移动C升温可使化学平衡正向移动D增大H2浓度可使达到新平衡时CO的体积分数增
3、大解析：由图像可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，正反应为吸热反应。A项，加入催化剂，焓变不发生变化，A错；B项，该反应前后气体总物质的量不变，加压，化学平衡不移动，B错；C项，正反应吸热，升温，平衡正向移动，C正确；D项，增大H2浓度，虽然平衡正向移动，但达到新平衡时CO的体积分数减小，D错。答案：C4人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力，CO吸入肺中发生反应：COHbO2O2HbCO,37 时，该反应的平衡常数K220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是()ACO与HbO2反应的平衡常数KB人体吸入的CO
4、越多，与血红蛋白结合的O2越少C当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时，人的智力才会受损D把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动解析：由反应方程式知，K，A正确；CO与HbO2反应的平衡常数达220，可见其正向进行的程度很大，B正确。K，由题意知，K220，0.02时，人的智力会受损，则9105，C错误。当O2浓度很大时，题中平衡将逆向移动，从而解救人，D正确。答案：C5汽车尾气净化中的一个反应如下：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H746.8 kJmol1在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，当改变其中一个条件x，y随x的变化符合图中曲线的是()
5、A当x表示温度时，y表示平衡常数KB当x表示温度时，y表示CO的转化率C当x表示N2的物质的量时，y表示NO的转化率D当x表示NO的物质的量时，y表示平衡常数K解析：由图知y不随x的变化而变化，所以D正确；当x表示温度时，平衡常数K减小；当x表示温度时，CO的转化率减小；x表示N2的物质的量时，NO的转化率减小。答案：D6已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。根据所学知识判断，下列反应中，在任何温度下都不能自发进行的是()A2O3(g)=3O2(g)H0CN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H0解析：根据HTS进行反应自发性的判断，HTS0的反应一定不能自发进行。答案：B7在密
6、闭容器中进行如下反应：H2(g)I2(g)2HI(g)，在温度T1和T2时，产物的量与反应时间的关系如下图所示，符合图示的正确判断是()AT1T2H0BT1T2H0CT10DT1T2HT1，从T2到T1是一个降温过程，HI的量在增加，说明平衡向正反应方向移动，正反应是放热反应，H0，达到甲平衡。在仅改变某一条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是()A图可能是升高温度的变化情况B图是压缩容器体积的变化情况C图是增大压强的变化情况D图是升高温度的变化情况解析：图正、逆反应速率都增大，且正反应速率增大的程度大，平衡向正反应方向移动，结合该反应的特点，说明改变的条件为升温或加压，A项正确；图正、逆
7、反应速率同时、同倍数增大，结合该反应为气体物质的量减小的反应，改变的条件不是压缩体积，而是加入催化剂，B项错误；若增大压强或升高温度，均先达到平衡，但平衡时X2Y2的含量都会增大，C、D项错误。答案：A9对于可逆反应2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H0，下列说法正确的是()A加入催化剂，平衡正向移动B在恒温、恒容条件下，加入氢氧化钠，平衡不移动C在恒温、恒压条件下，通入He气，平衡不移动D降温，平衡正向移动解析：A项，催化剂不影响化学平衡的移动，A错；B项，加入的NaOH会吸收二氧化碳气体，平衡正向移动，B错；C项，恒温、恒压下通入He气，体系体积会增大，相当于减小压强，则平衡
8、逆向移动，C错。答案：D10臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2(g)O3(g)N2O5(g)O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是()AB升高温度，平衡常数较小03 s内，反应速率为v(NO2)0.2 molL1CDt1时仅加入催化剂，平衡正向移动达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)解析：本题考查化学平衡的移动以及图像分析，考查学生读图的能力以及解决问题的能力。由图可知，该反应为放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，根据平衡常数的表达式可知平衡常数减小，A项正确；c(NO2)0.6 molL1，则v(NO2)0.2 molL1s1，单位错误，B
9、项错误；加入催化剂，正反应速率加快，但是平衡不移动，C项错误；增大c(O2)，平衡逆向移动，NO2的转化率减小，D项错误。答案：A11在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)Y(g)2Z(g)Hv(正)C该温度下此反应的平衡常数K1.44D其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大解析：反应前2 min，Y的浓度变化为0.004 mol/L，则v(Z)2v(Y)0.004 mol/(Lmin)，A项错误；此反应正反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，v(正)v(逆)，B项错误；由表可知7 min时反应达到平衡，这时c(Z)
10、0.012 mol/L，c(X)c(Y)0.01 mol/L，K1.44，C项正确；此反应是一个反应前后气体分子数不变的反应，再充入0.2 mol Z，达到平衡后X的体积分数不变，D项错误。答案：C12.一定温度下，在容积为1 L的密闭容器中，存在如下关系：xH2O(g)(H2O)x(g)，反应物和生成物的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是()Ax3B该温度下，反应的平衡常数0.125 LC平衡时混合气体的平均摩尔质量是33.3 g/molDt1时刻，保持温度不变，再充入1 mol H2O(g)，重新达到平衡时，将增大解析：本题以化学平衡图像为载体考查化学平衡的移动、化学平衡
11、常数以及化学平衡的计算，意在考查学生的分析能力和判断能力。根据图像可得如下关系： xH2O(g)(H2O)x(g)起始 5 mol 0 mol转化 3 mol 1 mol平衡 2 mol 1 mol化学方程式中的化学计量数之比等于参加反应各物质的物质的量之比，则x3，A项正确；该温度下反应的平衡常数K0.125，B项正确；平衡时混合气体的平均摩尔质量30 g/mol，C项错误；t1时刻，保持温度不变，再充入1 mol水蒸气，相当于增大压强，平衡右移，重新达到平衡时，将增大，D项正确。答案：C二、非选择题(本题共4小题，共52分)13(10分)活性炭可处理大气污染物NO。T 时，在容积为1 L的
12、密闭容器中加入NO气体和炭粉，使之发生反应生成两种气体A和B，测得各物质的物质的量如下：活性炭/molNO/molA/molB/mol起始状态2.0300.100002 min2.0000.0400.0300.030(1)2 min内，用NO表示该反应的平均速率v(NO)_ molL1min1。(2)该反应的化学方程式是_；T 时，它的平衡常数K，则2 min时反应_(填“是”或“不是”)平衡状态；已知升高温度时，K增大，则该反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。(3)为了提高反应速率和NO的转化率，可采取的措施是_。解析：(1)v(NO)0.03 molL1min1。(2)该反应的化学方程式
13、为C2NOCO2N2。由于反应前后气体分子数不变，所以可将气体物质的物质的量直接代入平衡常数表达式中，从而求出2 min时的浓度商：Qc。因QcK，所以2 min时反应处于平衡状态。升高温度，平衡常数增大，说明平衡正向移动，所以正反应为吸热反应。(3)增大反应速率的措施有增大反应物浓度、增大压强、升高温度及使用催化剂。炭粉是固体物质，改变其量对平衡无影响；增大NO的浓度，NO的转化率反而降低，所以增大反应物浓度的方法不可行。增大压强，平衡不移动，NO的转化率不变，不可行。升高温度，平衡正向移动，NO的转化率增大，可行。催化剂对平衡无影响，不可行。答案：(1)0.03(2)C2NOCO2N2是吸
14、热(3)升高温度14(14分)某研究小组向2 L密闭容器中加入一定量的固体A和气体B，发生反应A(s)2B(g)D(g)E(g)HQ kJmol1。在T1 时，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如表：(1)T1 时，该反应的平衡常数K_。(2)30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据表中的数据判断改变的条件可能是_(填字母编号)。a通入一定量的Bb加入一定量的固体Ac适当缩小容器的体积d升高反应体系温度e同时加入0.2 mol B、0.1 mol D、0.1 mol E(3)对于该反应，用各物质表示的反应速率与时间的关系示意曲线为下图中的_(填序号)。(4)维持容器的体积和温
15、度T1 不变，若向该容器加入1.60 mol B、0.20 mol D、0.20 mol E和n mol A，达到平衡后，与表格中20分钟时各物质的浓度完全相同，则投入固体A的物质的量n的取值范围是_。(5)维持容器的体积和温度T1 不变，各物质的起始物质的量：n(A)1.0 mol，n(B)3.0 mol，n(D)a mol，n(E)0 mol，达到平衡后，n(E)0.50 mol，则a_。(6)若该密闭容器绝热，实验测得B的转化率随温度变化的示意图如图所示。由图可知，Q_0(填“大于”或“小于”)，c点v正_v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。解析：本题考查了化学平衡有关知识，意在考查
16、学生对所学知识的理解和综合应用能力。(1)由题给表中数据可知，20 min时反应已达平衡状态，则K0.25。(2)30 min后，B、D、E的物质的量都增加，加入一定量的B，平衡正向移动，符合题意；加入固体A，平衡不移动，不符合题意；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，缩小容器体积，平衡不移动，各物质的物质的量不变，不符合题意；只升高温度，平衡移动，但反应物和生成物的物质的量不会同时增加，不符合题意；同时加入0.2 mol B、0.1 mol D、0.1 mol E，平衡不移动，但符合题意。(3)可逆反应中各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，故B的反应速率为D、E的2倍，且D、E的反应速
17、率相等，满足此条件的图像是。(4)由于开始时n(D)n(E)0.2 mol，平衡时n(D)n(E)0.5 mol，所以D、E均转化了0.3 mol，则A的物质的量大于0.3 mol即可。(5)因为温度不变，所以平衡常数不变，由“三段式”法，可知： A(s)2B(g)D(g)E(g)开始(mol) 3.0 a 0转化(mol) 1.0 0.5 0.5平衡(mol) 2.0 a0.5 0.5则0.25，解得a1.5。(6)由图可知，c点B的转化率最大，则c点达到了平衡状态，v正v逆；c点之后平衡逆向移动，由于该容器密闭绝热，B的转化率随温度升高而减小，则此反应正向为放热反应。答案：(1)0.25(
18、2)ae(3)(4)大于0.3(或0.3)(5)1.5(6)大于等于15(14分)(1)二氧化硫的催化氧化的过程如图所示，其中a、c两步的化学方程式可表示为SO2V2O5SO3V2O4、4VOSO4O22V2O54SO3。该反应的催化剂是_(写化学式)。(2)550 时，SO2转化为SO3的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5 L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10 MPa。试计算反应2SO3(g)2SO2(g)O2(g)在550 时的平衡常数K_。(3)550 时，将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于5
19、L密闭容器中，反应达平衡后，下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)增大的是_。A升高温度B充入He(g)，使体系总压强增大C再充入2 mol SO2和1 mol O2D再充入1 mol SO2和1 mol O2(4)维持温度不变条件下发生如下反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)。有两个密闭容器A和B，A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比21的SO2和O2的混合气体，并使A和B容积相等(如图所示)。试填写下列空格：A容器达到平衡所需的时间比B容器_(填“短”或“长”)；平衡时A容器中SO2的转化率比B容器_(填
20、“大”或“小”)；达到所述平衡后，若向两容器中通入等物质的量的原反应气体，再次达到平衡时，A容器的混合气体中SO3的体积分数_(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)；B容器的混合气体中SO3的体积分数_。解析：本题考查化学反应速率和化学平衡，意在考查学生对化学反应速率和化学平衡理论的理解。(1)根据反应机理可以判断出V2O5为催化剂。(2)根据题意和图像可知反应达平衡时SO2的转化率为0.80，则平衡建立过程中SO2转化了1.6 mol，平衡时c(SO2)0.08 mol/L，c(O2)0.04 mol/L，c(SO3)0.32 mol/L,2SO3(g)2SO2(g)O2(g)的平衡常数K
21、2.5103。(3)对于2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，升高温度，平衡逆向移动，n(SO3)/n(SO2)减小，A项错误；充入He(g)，使体系总压强增大，平衡不移动，n(SO3)/n(SO2)不变，B项错误；再充入2 mol SO2和1 mol O2，平衡正向移动，n(SO3)/n(SO2)增大，C项正确；再充入1 mol SO2和1 mol O2，平衡正向移动，n(SO3)/n(SO2)增大，D项正确。(4)A中恒压，B中恒容，随着反应的进行，体系中气体的总物质的量减小，因此A中压强大于B中压强，A中反应速率大，达平衡所需时间短。A相当于对B加压，因此A中SO2的转化率大。若向两容
22、器中通入等物质的量的原反应气体，A中所达平衡与原平衡等效，因此SO3的体积分数不变，而B容器相当于将两个B容器中的气体压缩到一个B容器中，平衡正向移动，SO3的体积分数增大。答案：(1)V2O5(2)2.5103(3)CD(4)短大不变增大16(14分)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)反应的H_0(填“大于”或“小于”)；100 时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在060 s时段，反应速率v(N2O4)为_molL1s1；反应的平衡常数K1为_。(2)100 时达平衡后，改变反应
23、温度为T，c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。T_100 (填“大于”或“小于”)，判断理由是_。列式计算温度T时反应的平衡常数K2_。(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_。解析：(1)由于NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体，温度升高，混合气体的颜色加深，说明NO2气体浓度增大，即升温平衡向生成二氧化氮气体的方向移动，升高温度平衡向吸热反应的方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，即H大于0；根据反应速率的定义可求出N2O4的反应速率；由题中图像可知平衡时NO2和N2
24、O4的浓度，将数据代入平衡常数表达式计算即可。(2)由题意，改变温度，N2O4的浓度减小，则是升高温度，T大于100 ；根据速率和时间，求出减少的N2O4的浓度为0.020 molL1，则平衡时N2O4的浓度为0.020 molL1，NO2为0.16 molL1，由平衡常数表达式可得K2的值。(3)缩小体积，即增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，所以平衡逆向移动。答案：(1)大于0.001 00.36(2)大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高平衡时，c(NO2)0.120 molL10.002 0 molL1s110 s20.16 molL1，c(N2O4)0.040 molL10.002 0 molL1s110 s0.020 molL1，K21.3(3)逆反应对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动
