（江苏选考）2021版新高考化学一轮复习 专题7 化学反应速率与化学平衡 2 第二单元 化学反应的方

第二单元化学反应的方向与限度一、单项选择题1．下列反应在任何温度下均能自发进行的是()A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)ΔH＝163kJ·mol－1B．Ag(s)＋12Cl2(g)===AgCl(s)ΔH＝－127kJ·mol－1C．HgO(s)===Hg(l)＋12O2(g)ΔH＝91kJ·mol－1D．H2O2(l)===12O2(g)＋H2O(l)ΔH＝－98kJ·mol－1解析：选D。对于A项，ΔH0，ΔS0，在任何温度下，ΔH－TΔS0，即任何温度下反应都不能自发进行；对于B项，ΔH0，ΔS0，在较低温度下，ΔH－TΔS0，即低温下反应能自发进行；对于C项，ΔH0，ΔS0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS0，必须升高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于D项，ΔH0，ΔS0，在任何温度下，ΔH－TΔS0，即在任何温度下反应均能自发进行。2．下列有关化学平衡常数的描述中正确的是()A．化学平衡常数的大小取决于化学反应的内因，与其他外界条件无关B．相同温度下，反应A＋BC与反应CA＋B的化学平衡常数相同C．反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH0的化学平衡常数随温度升高而增大D．反应A(g)＋B(g)2C(g)的平衡常数表达式为K＝c2（C）c（A）·c（B）解析：选D。化学平衡常数内因由反应物本身的性质决定，外因只受温度影响，A项错；相同温度下，同一反应的正、逆反应的平衡常数互为倒数，一般不相等，B项错；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，C项错。3．向恒温恒压容器中充入2molNO、1molO2，发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)。下列情况不能说明反应已达到平衡状态的是()A．容器体积不再改变B．混合气体的颜色不再改变C．混合气体的密度不再改变D．NO与O2的物质的量的比值不再改变解析：选D。这是一个气体体积变化的反应，恒压条件下，体积不变，则说明达到平衡，A正确。同理，混合气体密度不变，说明达到平衡，C正确。气体颜色不变，说明c(NO2)不变，反应达到平衡，B正确。NO、O2按化学计量数比投料，反应过程中两者物质的量之比始终为化学计量数之比，D错误。4．在容积可变的密闭容器中，2molN2和8molH2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近()A．5%B．10%C．15%D．20%解析：选C。达到平衡时，H2转化的物质的量为8mol×25%＝2mol。在一定条件下，N2与H2发生反应：N2＋3H2一定条件2NH3起始物质的量/mol280转化物质的量/mol23243平衡物质的量/mol43643同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，故平衡时氮气的体积分数为43mol43mol＋6mol＋43mol×100%≈15%。5．下列说法中，不正确的是()A．常温下，反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)的ΔH＜0、ΔS＜0B．在其他条件不变时，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)转化关系中(如图)，纵坐标表示O2的转化率C．在其他条件不变时，向H2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡体系中加入催化剂，反应速率加快，I2的转化率不变D．14CO2与碳在高温条件下发生反应：CO2＋C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的微粒有14CO2、14CO、14C解析：选B。A项中该反应为熵减反应，能自发进行，说明是放热反应，正确。B项中提高了O2的含量，使SO2转化率升高，而O2转化率降低，错误。C项中催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，不影响平衡移动，正确。D项说明化学平衡是一种动态平衡，正确。6．(2017·高考天津卷)常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。下列判断正确的是()A．增加c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数增大B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)解析：选B。增加c(CO)，平衡正向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，A项错误；第一阶段，50℃时，反应速率较快且Ni(CO)4为气态，能从反应体系中分离出来，B项正确；相同温度下，第二阶段与第一阶段的平衡常数互为倒数，则230℃时，第二阶段的平衡常数K′＝5×104，反应进行的程度大，故Ni(CO)4分解率较高，C项错误；该反应达到平衡时，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，D项错误。二、不定项选择题7.(2020·泰州模拟)在一定温度下，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH0。改变起始时n(SO2)对平衡时SO3体积分数的影响如图所示。下列说法正确的是()A．SO2的起始量越大，混合气体中SO3的体积分数越大B．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最大C．a、b、c三点的平衡常数：KbKcKaD．b、c点均为化学平衡点，a点未达平衡且反应正向进行解析：选B。A.根据图像可知SO2的起始量越大，混合气体中SO3的体积分数不一定越大，A错误；B.O2的量一定时，起始时投入的二氧化硫越少，则二氧化硫的转化率越大，a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最大，B正确；C.平衡常数只与温度有关系，a、b、c三点的平衡常数均相等，C错误；D.a、b、c三点均为化学平衡点，D错误。8．在淀粉­KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I－3(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：t/℃515253545K1100841689533409下列说法正确的是()A．反应I2(aq)＋I－(aq)I－3(aq)的ΔH0B．其他条件不变，升高温度，溶液中c(I－3)减小C．该反应的平衡常数表达式为K＝c（I2）·c（I－）c（I－3）D．25℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于689解析：选B。选项A，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，ΔH0，错误；选项B，温度升高，平衡逆向移动，c(I－3)减小，正确；选项C，K＝c（I－3）c（I2）·c（I－），错误；选项D，平衡常数仅与温度有关，25℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是689，错误。9．(2020·南通高三质检)已知NO和O2经反应①和反应②转化为NO2，其能量变化随反应过程如图所示。①2NO(g)N2O2(g)ΔH1，平衡常数K1②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH2，平衡常数K2下列说法中不正确的是()A．ΔH10，ΔH20B．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常数K＝K1/K2C．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2D．反应①的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率解析：选BD。由题图可知，反应①和反应②的反应物总能量均高于生成物总能量，所以ΔH10，ΔH20，A项正确；反应①＋反应②得2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，所以K＝K1·K2，ΔH＝ΔH1＋ΔH2，B项错误，C项正确；反应速率主要取决于慢反应的反应速率，反应②的活化能大于反应①，所以反应②的反应速率小于反应①的，故反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率，D项错误。三、非选择题10．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝24.4kJ/mol。(1)将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中，下列现象能说明反应达到平衡的是________。a．v正(N2O4)＝2v逆(NO2)b．体系颜色不变c．气体平均相对分子质量不变d．气体密度不变达到平衡后，保持体积不变，升高温度，再次达到平衡时，则混合气体颜色________(填“变深”“变浅”或“不变”)，判断理由是___________________________________________________________________________________________________________。(2)平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数[例如：p(NO2)＝p总×x(NO2)]。写出上述反应平衡常数表达式：Kp＝______________________(用p总、各气体物质的量分数x表示)；影响Kp的因素为________。(3)真空密闭容器中充入一定量N2O4，维持总压强p0恒定，在温度为T时，平衡时N2O4分解百分率为α。保持温度不变，向密闭容器中充入等量N2O4，维持总压强在2p0条件下分解，则N2O4的平衡分解率的表达式为________。解析：(1)根据平衡定义，反应达到平衡状态时，2v正(N2O4)＝v逆(NO2)，a错误；体系颜色不变，说明NO2浓度不变，一定达到平衡状态，b正确；气体质量不变、反应中气体物质的量改变，根据M＝m（总）n（总），气体平均相对分子质量为变量，当气体平均相对分子质量不变时，一定达到平衡状态，c正确；气体质量不变、体积不变，ρ＝mV，密度为恒量，气体密度不变不一定达到平衡状态，d错误。N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝24.4kJ/mol，正反应是吸热反应，达到平衡后，保持体积不变，升高温度，平衡正向移动，NO2浓度增大，则混合气体颜色变深。(2)平衡常数表达式为Kp＝p总·x2（NO2）x（N2O4）；影响平衡常数K的因素是温度，所以影响Kp的因素是温度。(3)设充入的N2O4的物质的量为nmol，维持总压强p0恒定，达到平衡时，N2O4的分解百分率为α，则平衡时的物质的量N2O4为n(1－α)mol，NO2为2nαmol，Kp＝p0×2nαn（1＋α）2p0×n（1－α）n（1＋α）O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)ΔH＝－515kJ/mol②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)ΔH＝－353kJ/mol两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是____________________________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是__________。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460℃。低于460℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)。A．催化剂活性降低B．平衡常数变大C．副反应增多D．反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为______，理由是__________________________________________________。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为____________。解析：(1)由于反应①和②均为放出热量较多的反应，产物的能量较低，故两个反应在热力学上趋势很大；由于反应①为放热