1、2.2 化学反应的方向和限度 第2课时 每课一练(苏教版选修4)基础达标1.改变反应条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列变化中正确的是( )A.生成物浓度一定增大 B.生成物的物质的量分数一定增大C.反应物的转化率一定提高 D.某生成物的产率可能提高解析:如增大体积平衡向正方向移动,则生成物浓度减小,选项A错;如加入反应物平衡向正方向移动,生成物的质量分数不一定增大,转化率有增大、有减小,故选项B、C错;不论取什么措施,生成物产率有可能提高,故选项D正确。答案:D2.如图所示,(X)为气态反应物在平衡混合物中的体积分数,T为温度。符合该曲线的反应是( )A.2NH3(g)N2(g)+3H2(
2、g)(正反应为吸热反应)B.H2(g)+I2(g)2HI(g)(正反应为放热反应)C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)(正反应为放热反应)D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(正反应为放热反应)解析:随温度升高(X)含量减小,则正反应一定是吸热反应,随压强增大(X)含量升高,则正方向一定是体积增大的方向即V(g)0,故选项A正确。答案:A3.在密闭容器中,进行反应X(g)+3Y(g)2Z(g),达到平衡后,其他条件不变,只增加X的量,下列叙述中不正确的是( )A.正反应速率增大,逆反应速率减小 B.X的转化率变大C.Y的转化率变大 D.正、逆反应速率都增大解析:对于反
3、应X(g)+3Y(g)2Z(g)达到平衡只增加X,则平衡向右移动,正反应速率增大,逆反应速率也随之逐渐增大,Y转化率增大,X的转化率却减小,故选C。答案:C4.可逆反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g) H0,达到平衡后,为了使H2的转化率增大,下列选项中采用的三种方法都正确的是( )A.升高温度,降低压强,增加氮气 B.降低温度,增大压强,加入催化剂C.升高温度,增大压强,增加氮气 D.降低温度,增大压强,分离出部分氨解析:由于H0,降低温度平衡向正方向移动,故A、C错误;催化剂对化学平衡无影响,故B错误;增大压强和分离出部分氨,都能增大H2的转化率,故选D。答案:D5.在3NO2+H2
4、O2HNO3+NO H0反应达到平衡后,改变下列条件,可使HNO3浓度增大的是( )A.升温 B.减压 C.加水 D.通入O2解析:要使c(HNO3)增大,即使平衡向右移动,升温、减压,平衡向左移动,加水平衡向右移动,但c(HNO3)降低;通入O2,使2NO+O2=2NO2,减小了c(NO),增加了c(NO2),平衡向右移动,故选D。答案:D6.如图所示,反应X(g)+3Y(g)2Z(g),正反应为放热反应,在不同温度、不同压强(p1p2)下,达到平衡时,混合气体中Z的体积分数中(Z)随温度变化的曲线应为( )解析:升高温度平衡向吸热的逆方向移动,Z的体积分数减少,增大压强平衡向气体物质的量减
5、小的正方向移动,Z的体积分数增大,故选C。答案:C7.可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g)反应过程中,当其他条件不变时,C的质量分数(C)的不同温度(T)和不同压强(p)的条件下随时间(t)的变化关系如图所示。则下列叙述正确的是( )A.当平衡后,若温度升高化学平衡向逆反应方向移动B.达到平衡后,增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动C.化学方程式中,m+ne+fD.达到平衡后,若使用催化剂C的质量分数将增大解析:由图(1)知,升高温度,(C)减小,则平衡向逆向移动,故选项A正确;达平衡后增加A的量,因A为固体,对平衡无影响,选项B错;增大压强(C)减小,则逆向移动ne+f
6、,选项C错误,催化剂对化学平衡无影响,故选项D错。答案:A综合运用8.对于可逆反应:2AB3(g)A2(g)+3B2(g)(正反应为吸热反应),下列图象正确的是( )解析:升高温度v(正)、v(逆)均增大,故选项A错;升温化学平衡向正方向移动,AB3%减小,故选项B正确;加压平衡向逆方向移动,AB3%增加,故选项C错;由温度和压强推知选项D正确。答案:BD9.某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是( )A.均减半 B.
7、均加倍 C.均增加1 mol D.均减少1 mol解析:在可变容器中加入4 mol A、2 mol B、4 mol C,达平衡后,再通入1 mol A、0.5 mol B、1 mol C与上述平衡等效,再通入0.5 mol B,则平衡向右移动,故C正确。答案:C10.往一真空密闭容器中通入一定量的气体A,在一定温度下发生反应:2A(g)B(g)+xC(g),反应达平衡时,测得容器内压强增大了p%,若此时A的转化率为a%,下列关系正确的是( )若x=1,则p=a 若x=2,则pa 若x=3,则p=a 若x=4,则paA. B. C. D.解析:由于反应压强增大因而x1,故不正确。 2A(g)B(
8、g) + xC(g)起始 m 0 0变化量 ma% ma% ma%平衡 m(1-a%) ma% ma%则则x= 当x=2时 a=2p即ap 当x=3时 a=p 当x=4时 a=即ap答案:A11.如下图所示,向A中充入1 mol X和1 mol Y,向B中充入2 mol X和2 mol Y,起始时,V(A)=V(B)=a L。在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器中各自发生下述反应:X+Y2Z+W H0(X、Y、Z、W均为气体),达到平衡时,V(A)=1.2aL。试回答:(1)A中X的转化率(A)=_。(2)A、B中X转化率的关系:(A)_(B)(填“”“=”或“”)。(3)打开K,一段时间
9、又达平衡时,A的体积为_L(连通管中气体体积不计)。(4)在(3)达平衡后,同时等幅升高A、B的温度,达新平衡后A的体积_(填“变大”“不变”或“变小”),其理由是_。解析:X + Y 2Z + W起始: 1 mol 1 mol 0 0变化量:x mol x mol 2x mol x mol平衡:(1-x) mol (1-x) mol 2x mol x mol,则x=0.4 molx转化率是100%=40%。(2)B中各为2 mol,则B中压强大因而转化率小。(3)打开后,通入的气体X、Y各为3 mol,则A、B合体积为3.6 a,则A为2.6 a。答案:(1)40%(2)(3)2.6 a(4
10、)变大 升高温度化学平衡向逆方向移动,但温度升高时,气体体积变大,平衡向正方向移动;且压强不变时,气体体积与温度成正比,为线性关系,是体积变化的主要原因12.在一定条件下,可逆反应A2(g)+B2(g)2C(g)达到平衡时,各物质的平衡浓度分别为c(A2)=0.5 molL-1,c(B2)=0.1 molL-1,c(C)=1.6 molL-1。若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度(molL-1),则:(1)a、b应满足的关系是_。(2)a的取值范围是_。解析:(1)设转化过程中A2(g)转化浓度为x molL-1,B2(g)的转化浓度也为x molL-1。平衡时:a-x=0.5,b-
11、x=0.1。所以,a=b+0.4。(2)若A2、B2为起始物,生成1.6 molL-1 C需A20.8 molL-1,A2的起始浓度为0.5 molL-1+0.8 molL-1=1.3 molL-1。若0.1 molL-1 B2全部反应生成C,则A2的起始浓度为0.5 molL-1-0.1 molL-1=0.4 molL-1,故a的取值范围为0.4a1.3。答案:(1)a=b+0.4(2)0.4a1.313.在一定条件下,反应2A(g)+B(g)4C(g)达到平衡,讨论:(1)若A、B的起始浓度分别为2 molL-1和1 molL-1,平衡时A、B、C的浓度取值范围分别是_;若A、C的起始浓度
12、分别为2 molL-1、2 molL-1,平衡时A、B、C的浓度取值范围分别是:_。(2)若平衡时A、B、C的浓度分别为a molL-1,d molL-1和a molL-1。起始时A、B、C的浓度分别是_。改变条件达到新平衡时,使B的浓度变化范围为0.5d molL-11.5d molL-1,则应满足的条件是_。解析:讨论反应物取值范围,由于忽略了已知两种以上反应物的量,必须讨论过量问题,往往出现误解。当A、C的起始浓度分别为2 molL-1、2molL-1时,由于B的起始浓度为0 molL-1,为不足量,因此起始2 molL-1的A不可能反应转化,因此C的变化范围也只能是02 molL-1。
13、平衡时A、B、C的浓度分别为a molL-1、d molL-1、a molL-1,其反应可能从正反应开始;也可能从逆反应开始。但从逆反应开始时,由于仅有反应C物质不能得到平衡时的A、B、C的浓度,所以要配置一定量的A或B物质。究竟选择A或B,就从A与B之间的过量问题进行判断。当a2d时,意味A为过量,则B的起始浓度为0 molL-1。4d molL-1C转化1 d molL-1B和2 d mol L-1A,则C的起始浓度为(a+4d)molL-1,A的起始浓度为(a-2d) molL-1。当a2d时,B过量,A、B、C的浓度分别是:0 molL-1,(d-0.5a) molL-1,3a mol
14、L-1。改变条件,使B的平衡浓度在0.5d molL-11.5d molL-1范围内变化,也就是讨论A、B、C的取值范围。实际上就是要有一定量的A,消耗物质B(由d molL-1减少到0.5d molL-1)生成C,根据方程式系数关系A的消耗量为d molL-1,即现有的A(a molL-1)应大于d molL-1。同理当B的量增大时,C的消耗量为2d molL-1,即现有的C(a molL-1)应大于2d molL-1。两者都满足:a2d。答案:(1)A:02 molL-1 B:01 molL-1 C:04 molL-1;A:23 molL-1 B:00.5 molL-1C:02 molL-
15、1(2)A:1.5a molL-1 B:(0.25a+d)molL-1 C:0 molL-1若a2d:A:(a-2d)molL-1 B:0 molL-1 C:(a+4d) molL-1若a2d:A:0 molL-1 B:(d-0.5a) molL-1 C:3a molL-1,a2d拓展探究14.在密闭容器中,保持一定温度进行如下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),已知加入1 mol N2和3 mol H2,在恒压条件下达到平衡时生成amol NH3,在恒容条件下达到平衡时生成b mol NH3(见表示编号的一行)。若相同条件下,达到平衡时混合物中各组分的质量分数不变。回答下列问题:(1)写出该反应的化学平衡常数表达式:K=_。(2)平衡常数K值越大,表明建立平衡时_(填序号)。A.N2的转化率越高 B.NH3的产量越大C.正反应进行得越彻底 D.化学反应速率越快(3)a与b的关系是:a_b(填“”“”或“=”)。(4)填写下表:状态条件起始时物质的物质的量(mol)平衡时NH3的物质的量(mol)编号X(N2)Y(H2)Z(NH3)恒容130b00b2.25b解答:(1)(2)AC(3)(4)002b0.752.250.5b