选修4第二章第三讲化学平衡的移动化学反应进行的方向

1选修4第二章第三讲化学平衡的移动化学反应进行的方向(计时：45分钟满分：100分)一、选择题(本大题共8小题，每小题5分，共40分)1．碳铵是重要的农用肥料，在冬季及早春等季节使用较好。碳铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，下列说法中正确的是()A．碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B．碳铵分解是因为外界给予了能量C．碳铵分解是吸热反应，根据焓判据该反应不能自发进行D．碳酸盐都不稳定，都能自发分解解析(NH4)2CO3(s)===2NH3(g)＋H2O(l)＋CO2(g)ΔH0，ΔS0，室温下反应能自发进行，故ΔH－TΔS0，说明熵变对反应的方向起决定性作用，故选A项。答案A2．下列说法正确的是()A．ΔH0、ΔS0的反应在温度低时不能自发进行B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.57kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变解析A项，ΔG＝ΔH－TΔS，当ΔH0、ΔS0时，ΔG恒小于0，反应能自发进行，错误；B项，反应方程式左边为固体、右边为气体，混乱度增大是该反应自发进行的主要因素，正确；C项，焓变和熵变必须同时作为反应自发性的判据，错误；D项，通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度，错误。答案B3．已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是()①生成物的百分含量一定增加②生成物的产量一定增加③反应物的转化率一定增大④反应物浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥使用了合适的催化剂A．①②B．②⑤C．③⑤D．④⑥解析催化剂的使用对化学平衡移动无影响。增加反应物的浓度平衡正向移动，反应物的转化率、浓度可能增大也可能减小，如合成氨中增加氮气的浓度再次达到平衡，氮气的转化率减小，氢气的转化率增大，氮气的浓度增大，氢气的浓度减小；若改变温度、压强而使平衡正向移动，生成物的百分含量增大，若增加反应物的浓度而使平衡正向移动，生成物的百分含量可能增大也可能减小。平衡正向移动时，生成物的产量一定增加，正反应速率一定大于逆反应速率。综上所述，本题选B。答案B4．在密闭容器中发生反应：aA(g)cC(g)＋dD(g)，达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡浓度的1.8倍。下列叙述正确的是()A．A的转化率变大B．平衡向正反应方向移动C．D的体积分数变大D．ac＋d解析将气体体积压缩为原来的一半(即增大压强)，若平衡不移动，则D的浓度应为原来的2倍；再次达到平衡时，D的浓度为原来的1.8倍，说明增大压强平衡逆向移动，则ac＋d，D项正确。答案D5．下列四图中，曲线变化情况与所给反应(a、b、c、d均大于0)相对应的是()2A.2SO2g＋O2g2SO3gΔH＝－akJ·mol－1B.N2g＋3H2g2NH3gΔH＝－bkJ·mol－1C.N2O4g2NO2gΔH＝＋ckJ·mol－13D.CO2g＋Cs2COgΔH＝＋dkJ·mol－1解析A项，因反应放热，温度高时SO3的含量应较低，且在图象中，应该温度高，反应速率大，斜率大，图象也不正确，错误；B项，依反应特点，增大压强，平衡正向移动，v逆v正，错误；C项，采用“定一议二”法，增大压强，N2O4的物质的量分数增大，升高温度，N2O4的物质的量分数减小，正确；D项，起始充入3molCO2比充入2molCO2反应速率快，斜率大，但达到平衡时，CO2的转化率应该较低，错误。答案C6．一定温度下，将1molA和1molB气体充入2L恒容密闭容器，发生反应A(g)＋B(g)xC(g)＋D(s)，t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示。下列说法中正确的是()A．反应方程式中的x＝1B．t2时刻改变的条件是使用催化剂C．t3时刻改变的条件是移去少量物质DD．t1～t3间该反应的平衡常数均为4解析t2时刻时C的浓度瞬间增大，且平衡不发生移动，排除法：温度、催化剂均不可，只改变C的浓度也不符合，只能采取相当于加压的措施或体积不变的情况下同时加入一定比例的A、B、C，所以此反应为等体积反应，x＝2，A、B项错误；C项，D为固体，错误；D项，t1时刻达到平衡时，依据三段式进行计算：A(g)＋B(g)2C(g)＋D(s)始态mol·L－10.50.500反应的量mol·L－10.250.250.54平衡mol·L－10.250.250.5K＝4，t1～t3间温度相同，正确。答案D7．(2015·江西调研)某恒定温度下，在一个2L的密闭容器中充入A气体、B气体，测得其浓度为2mol/L和1mol/L；且发生如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？)已知“？”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，且反应前后压强比为5：4，则下列说法中正确的是()①该反应的化学平衡常数表达式为：K＝c4C·c2Dc3A·c2B②此时B的转化率为35%③增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变④增加C的量，A、B转化率不变A．①②B．②③C．①④D．③④解析3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？)开始(mol/L):2100转化(mol/L):0.60.40.80.4平衡(mol/L):1.40.60.80.4设平衡时气体总的物质的量浓度为xmol/L，根据压强之比等于物质的量之比可得：p前p后＝n1n2，又n1n2＝3x，故54＝3x，可得x＝2.4，从而可知C为固体或液体，D为气体。故化学平衡常数的表达式为：K＝c2Dc3A·c2B，①错误；B的转化率为40%，②错误；该反应是一个反应后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向右移动，平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，③正确；由于C为固体或液体，增加C的量，平衡不发生移动，A、B的转化率不变，④正确。本题选D。答案D8．已知反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH0。某温度下，N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。将1molN2与3molH2置于10L密闭容器中，反应达到平衡后，下列说法正确的是()A．由图甲知，A点N2的平衡浓度为0.2mol·L－1B．由图甲知，B点N2、H2、NH3的平衡浓度之比为1：3：2C．达到平衡后，缩小容器体积，则反应速率变化图象可以用图乙表示D．压强为0.5MPa时，在不同温度下N2的转化率与温度的关系如图丙，则T1T2解析A项，A点表示N2的平衡浓度为1mol10L×(1－0.80)＝0.02mol·L－1，错误；B项，消耗的N2、H2分别为0.85mol、2.55mol，生成NH3为1.7mol，平衡时各物质分别为0.15mol、0.45mol、1.7mol，错误；C项，增大压强的瞬间，正逆反应速率均瞬间增大，错误；D项，T2斜率大，反应速率大，温度高，N2的转化率降低，正确。答案D二、非选择题(本大题共4小题，共60分)9．(15分)(2015·石家庄质检二)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196kJ/mol，是工业上制硫酸的重要反应之一。请回答：(1)上述反应以五氧化二钒(V2O5)为催化剂，四氧化二钒(V2O4)为中间产物，经过两步转化完成，相关5转化的化学方程式为_________________________________________________。(2)已知：S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296kJ/mol；SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)ΔH＝－130.3kJ/mol。则S(s)、O2(g)和H2O(l)转化为H2SO4(l)的热化学方程式为__________________________________________________。(3)将2molSO2(g)和1molO2(g)充入某密闭容器中充分反应，在其他条件相同时，分别测得SO2(g)的平衡转化率(α)随温度(T)和压强(P)变化的曲线如图所示。则：①比较A、B两点的正反应速率：v正(A)________v正(B)(填“”“”或“＝”)，理由为____________________________________。②比较D、E两点的平衡常数：K(D)________K(E)(填“”“”或“＝”)，理由为____________________________________。③若C点时，测得SO2的物质的量浓度0.2mol/L，则T2℃时，该反应的平衡常数K(C)＝________。解析(3)①A、B两点的反应温度均为T1℃，但A点压强P2B点压强P1，故v正(A)v正(B)；②因为反应放热，随温度升高，SO2的转化率降低，故T1T2T3，温度越高，K越小，故K(D)K(E)；③在C点，SO2的转化率为0.80，若c(SO2)＝0.2mol/L，则知该容器的容积为2L，平衡时c(SO3)＝0.8mol/L，c(O2)＝0.1mol/L，则K(C)＝0.820.22×0.1＝160。答案(1)SO2＋V2O5===SO3＋V2O42V2O4＋O2===2V2O5(2)S(s)＋32O2(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)ΔH＝－524.3kJ/mol(3)①A、B两点对应的温度相同，p(A)p(B)，则v正(A)v正(B)②该反应为放热反应，且T2T3，温度升高，化学平衡常数减小，则K(D)K(E)③16010．(15分)(2014·大纲全国)反应AX3(g)＋X2(g)AX5(g)在容积为10L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。(1)列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)＝________________。(2)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为________(填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b__________________、c__________________。(3)用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，α表示AX3的平衡转化率，则α的表达式为________；实验a和c的平衡转化率：αa为________、αc为________。解析(1)依据体积不变的密闭容器中压强之比等于物质的量之比，开始时n0＝0.4mol，总压强为160kPa，平衡时总压强为120kPa，则可列比例式：120kPa160kPa＝n0.4mol，n＝0.4mol×120kPa160kPa＝0.3mol。假设平衡时AX5的物质的量为x，可列式如下：AX3(g)＋X2(g)===AX5(g)6起始时n0/mol0.200.200平衡时n/mol0.20－x0.20－xx(0.20－x)＋(0.20－x)＋x＝0.30x＝0.10v(AX5)＝0.10mol10L×60min＝1.7×10－4mol·L－1·min－1(2)与实验a相比，实验b的起始压强和平衡压强都没有发生改变，只是反应速率加快，因此改变的条件是使用了催化剂；实验c的起始压强和平衡压强都增大，由于该反应是在体积不变的密闭容器中进行的，所以升高了温度，此反应的正反应是放热反应，所以平衡逆向移动。(3)p0表示总压强，AX3提供的压强为p02，由于压强之比等于物质的量之比，故α的表达式为(p0－p)÷p02＝2(1－pp0)，代入公式可求实验a和实验c的平衡转化率分别为50%和40%。答案(1)0.10mol10L×60min＝1.7×10－4mol·L－1·