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课时作业24化学平衡化学反应进行的方向时间：45分钟分值：100分一、选择题(共50分，每小题5分)1．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是()A．开启啤酒后，瓶中马上泛起大量泡沫B．钢铁在潮湿的空气中容易生锈C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气D．工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率[答案]B2．下列说法正确的是()A．合成氨反应中，断开1molN≡N键，就会同时生成6molN—H键，此时达化学平衡状态B．有气体参与的可逆反应中，当反应容器中的压强保持不变时，即达到化学平衡状态C．当反应物或生成物在混合物中的百分含量保持不变时，即达到化学平衡状态D．工业生产中采用高温是因为高温下反应物的转化率比低温时高[答案]C[解析]A项，不论是否达到平衡，只要断开1molN≡N键，就会同时生成6molN—H键；B项，如果是反应前后气体体积不变的反应，则反应体系压强保持不变不能用来判定化学反应是否处于平衡状态；C项，正确；D项，工业上采用高温是考虑化学反应速率及催化剂的活性等综合因素，如合成氨反应是一个放热反应，但工业生产仍采用高温。3．下列说法正确的是()A．凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变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[答案]C4．对处于化学平衡的体系，关于化学平衡与化学反应速率的关系正确的是()A．化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动B．只有在催化剂存在下，才会发生化学反应速率变化，而化学平衡不移动的情况C．正反应进行的程度大，正反应速率一定大D．化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化[答案]D[解析]同等程度地增加所有反应物和生成物的浓度，反应速率增大，但平衡不移动，故A、B错，反应进行的程度与反应速率无必然联系，故C错。5．据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)下列叙述错误的是()A．使用Cu—Zn—Fe催化剂可大大提高生产效率B．反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率[答案]B[解析]本题考查了化学平衡与反应条件与反应热效应的关系等问题。催化剂可以加快反应速率，提高生产效率，A对；反应是否需要加热与反应的热效应无关，即需要加热的反应不一定是吸热反应，如铁与硫的反应，B错；增加一种反应物的浓度可以提高另一种反应物的转化率，C对；从平衡混合气体中分离出乙醇和水实际为减小生成物浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大，D对。6．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)催化剂加热4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是()A．反应达到平衡时，若两种反应物的转化率相等，则起始投入的n(NH3)∶n(O2)＝4∶5B．反应达到平衡后，对体系一直进行加压，平衡总是向逆向移动C．反应达到平衡时，若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体，平衡不移动D．当v正(NH3)∶v正(NO)＝1∶1时，说明该化学反应已经达到平衡[答案]A[解析]平衡时，反应物的转化率相等，则起始投入量之比应该等于化学计量数之比，故A正确；当加压到一定压强时，气态水变为非气态水，平衡会向正向移动，故B错；充入稀有气体而压强不变，相当于增大容积，平衡向体积增大的方向移动，C错；NH3、NO的正反应速率都是向右方向的速率，平衡与否其反应速率之比都等于化学计量数之比，故D错。7．在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g)nY(g)ΔH＝QkJ/mol。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：气体体积/Lc(Y)/mol·L－1温度℃1231001.000.750.532001.200.090.633001.301.000.70下列说法正确的是()A．mnB．Q0C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减小D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动[答案]C[解析]分析表中数据知，温度相同时增大体积，c(Y)变化的趋势知，增大体积平衡向气体体积增大的方向移动，故mn，A错误，C正确，当体积相同时升温，c(Y)增大知正反应吸热，即Q0，B和D都是错误的。解答本题的关键是数据分析与平衡移动原理结合。8．(2011·福建，12)25℃时，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋Pb2＋(aq)Sn2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)变化关系如下图所示。下列判断正确的是()A．往平衡体系中加入少量金属铅后，c(Pb2＋)增大B.往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小C．升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，说明该反应ΔH0D.25℃时，该反应的平衡常数K＝2.2[答案]D[解析]本题考查了平衡移动的影响因素、平衡常数的计算等知识点。金属活泼性Sn＞Pb，向平衡体系中加入铅后，c(Pb2＋)不变，A错误；加入少量Sn(NO3)2固体，c(Sn2＋)增大，平衡逆移，c(Pb2＋)增大，B项错误；升温c(Pb2＋)增大，说明平衡逆移，正反应放热，C项错误；由方程式和图示数据得平衡常数K＝cSn2＋cPb2＋＝0.220.1＝2.2，D项正确。9．低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)180℃催化剂2N2(g)＋3H2O(g)ΔH0在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是()A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大B．平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小C．单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时，反应达到平衡D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大[答案]C[解析]本题考查了化学平衡状态的判断、反应条件对转化率的影响以及平衡常数的判断等知识。该反应的正反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，A选项错误；增加氨气的浓度氮氧化物的转化率增大，B选项错误；单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为时，表示正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C选项正确；催化剂不能使化学平衡移动，不改变转化率，D选项错误。10．在一定体积的密闭容器中，进行如下的化学反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其中[CO]×[H2O][CO2]×[H2]＝K，K被称为化学平衡常数，其中K和温度的关系如下表：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6根据以上信息推断以下说法正确的是()A．此反应为放热反应B．此反应只有达到平衡时，密闭容器中的压强才不会变化C．此反应达到1000℃时的反应速率比700℃时大D．该反应的化学平衡常数越大，反应物的转化率越低[答案]C[解析]K随温度升高而增大，说明温度升高反应向正反应方向进行，所以是吸热反应。不同体系的平衡常数不一样，对一确定的化学反应，平衡常数越大，说明生成物平衡浓度越大，反应物浓度越小，即反应物的转化率越高。二、非选择题(共50分)11．(18分)密闭容器中发生如下反应：A(g)＋3B(g)2C(g)ΔH0，根据下列速率—时间图像，回答下列问题。(1)下列时刻所改变的外界条件是：t1________；t3________；t4________；(2)产物C的体积分数最大的时间段是________；(3)上述图像中C的体积分数相等的时间段是________；(4)反应速率最大的时间段是________。[答案](1)升高温度加入催化剂减小压强(2)t0～t1段(3)t2～t3段与t3～t4段(4)t3～t4段[解析](1)t1时v′逆增大程度比v′正增大程度大，说明改变的外界条件是升高温度。t3时v″正、v″逆同等程度地增大，说明加入了催化剂。t4时v正、v逆都降低且v正降低程度更大，说明改变的外界条件是减小压强。(2)t1、t4时改变条件后，都使化学平衡向逆反应方向移动。C的体积分数都降低，故t0～t1时间段C的体积分数最大。(3)在t3时加入了催化剂，虽然使反应速率发生了改变，但并未引起化学平衡的移动，故t2～t3段与t3～t4段C的体积分数相等。(4)由图像不难看出t3～t4段化学反应速率最大。12．(15分)在一容积为2L的密闭容器中，加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH0反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示，请回答下列问题：(1)根据上图，计算从反应开始到平衡时，平衡反应速率v(NH3)为________。(2)该反应达到平衡时H2的转化率________。(3)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为______。(填序号)a．0.20mol·L－1b．0.12mol·L－1c．0.10mol·L－1d．0.08mol·L－1(4)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡______________移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)。(5)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25mol·L－1)，请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。[答案](1)0.025mol/(L·min)(2)50%(3)a、c(4)向正反应方向(5)下图：[解析](1)4min时达到平衡，v(NH3)＝0.1mol·L－14min＝0.025mol/(L·min)(2)(3)N2＋3H22NH3始(mol·L－1)0.10.30转(mol·L－1)0.050.150.1平(mol·L－1)0.050.150.1所以α(H2)＝50%改变温度，平衡必移动，NH3的物质的量浓度不可能再是0.1mol/L，可逆反应不彻底，NH3的浓度达不到0.2mol/L。13．(17分)(2011·山东，28)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。(1)NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为____________。利用反应6NO2＋8NH3催化剂△7N2＋12H2O也可处理NO2。当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是________L。(2)已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－12NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH＝－113.0kJ·mol－1则反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是____。a．体系压强保持不变b．混合气体颜色保持不变c．SO3和NO的体积比保持不变d．每消耗1molSO3的同时生成1molNO2测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为1∶6，则平衡常数K＝________。(3)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如上图所示。该反应ΔH________0(填“”或“”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是______________________________________________________。[答案](1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO6.72(2)－41.8b8/3(或2.67)(3)＜在该压强下，CO的转化率已经很高，若再增大压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失[解析]本题以实际工业生产，考查了热化学方程式的书写、盖斯定律