2019年高考化学一轮复习训练(鲁科版) 课时分层训练22 化学反应的方向、限度 鲁科版

课时分层训练(二十二) 化学反应的方向、限度
(建议用时：45分钟)
A级基础达标
1．下列说法不正确的是( )
A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应是放热反应B．在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大
C．一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热
D．一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关
C[一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关。

]
2．(2015·天津高考，改编)下列说法不正确的是( )
A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D．2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)常温下能自发进行，说明该反应的ΔH<0
C[C项，不同催化剂的催化效率不同。

]
3．(2018·天水模拟)下列说法中，正确的是( )
A．反应产物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH＜0
B．已知反应H 2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡常数为K，则2H2(g)＋2I2(g)4HI(g)的平衡常数为2K
C．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行的方向
D[ΔH＝生成物能量总和－反应物能量总和，当生成物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH＞0，A错误；因为相同温度下，系数变为原来的n倍，则化学平衡常数为原来的n次方，所以反应2H 2(g)＋2I2(g)4HI(g)的平衡常数为K2，B错误；根据ΔG＝ΔH－TΔS判断，对于ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时ΔG＜0，反应能自发进行，C错误；催化剂只改变反应速率，不改变化学反应进行的方向，D正确。

]
4．在密闭容器中，反应X(g)＋2Y(g)Z(g)分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(X)＝0.100 mol·L－1，c(Y)＝0.200 mol·L－1，c(Z)＝0 mol·L－1。

反应物X的浓度随时间的变化如图所示。

下列说法正确的是 ( )
【：95160195】A．若反应①、②的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2
B．反应X(g)＋2Y(g)Z(g)的ΔH>0
C．实验②平衡时Y的转化率为60%
D．减小反应③的压强，可以使平衡时c(X)＝0.060 mol·L－1
B[因为①、②的起始浓度相同、平衡浓度相同，所以反应②应是在有催化剂的条件下进行的，此时K1＝K2，A不正确；③与①相比，X的变化量大，说明平衡正向移动，此时的反应条件只能为升温，由此可见，正反应为吸热反应，B正确；从图中可以看出，实验②平衡时X的浓度变化量为0.04 mol·L－1，则Y的浓度变化量为0.08 mol·L－1，Y的转化率为40%，C不正确；减小压强，平衡向左移动，但各物质的浓度都比原来小，D不正确。

] 5．碘单质难溶于水却易溶于KI溶液。

碘水中加入KI溶液发生反应：I2(aq)＋I－
(aq)I－3(aq)，该反应的平衡常数与温度的关系如图，下列说法不正确的是( )
A ．上述正反应为放热反应
B ．上述体系中加入苯，平衡不移动
C ．可运用该反应原理除去硫粉中少量的碘单质
D ．实验室配制碘水时，为增大碘单质的溶解度可加入适量KI 溶液
B [由图可知，随着温度的升高，平衡常数减小，故升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A 正确；加入苯后能将溶液中的碘单质萃取，降低了溶液中的c (I 2)，平衡逆向移动，B 错误；硫粉中的碘单质在加入KI 后，碘单质生成KI 3而除去，
C 正确；配制碘水时，加入KI 溶液，使平衡正向移动，增大碘单质的溶解度，
D 正确。

]
6．(2018·名校联考)某绝热恒容容器中充入 2 mol·L －1
NO 2，发生反应
2NO 2(g)
N 2O 4(g) ΔH ＝－56.9 kJ·mol －1
，下列分析不正确的是( )
【：95160196】
A ．5 s 时NO 2的转化率为75%
B ．0～3 s 内v (NO 2)增大是因为体系温度升高
C ．3 s 时化学反应处于平衡状态
D ．9 s 时再充入N 2O 4，平衡后K 较第一次平衡时大
C [分析图象可知，0～5 s 内Δc (NO 2)＝2 mol·L －1
－0.5 mol·L －1
＝1.5 mol·L －1
，结合转化率的概念计算出NO 2的转化率为1.5 mol·L－1
2 mol·L－1
×100%＝75%，A 项正确。

该反应的正
反应是放热反应，在绝热恒容容器中，随着反应进行不断放出热量，体系温度升高，反应速率增大，故0～3 s 内v (NO 2)增大是因为体系温度升高，B 项正确。

3 s 时二氧化氮反应速率最大，3～7 s 时v (NO 2)随时间减小，7 s 后v (NO 2)不变，反应才处于平衡状态，C 项错误。

9 s 时反应处于平衡状态，再充入N 2O 4，平衡逆向进行，体系温度降低，平衡常数增大，D 项正确。

]
7．在一密闭容器中加入等物质的量的A 、B ，发生如下反应： 2A(g)＋2B(g)
3C(s)＋2D(g)，其平衡常数随温度和压强的变化如表所示：
【：95160197】
A ．ΔH ＜0
B ．其他条件相同，反应速率：v (1.0 MPa)＞v (1.5 MPa)
C ．g ＞f
D ．压强为2.0 MPa ，温度为800 ℃时，A 的转化率最大
D [由表格中的数据知，平衡常数随温度升高而增大，故正反应为吸热反应，ΔH ＞0，A 项错误。

增大压强，反应速率增大，B 项错误。

平衡常数只与温度有关，温度不变，K 值不变，所以g ＝f ，C 项错误。

该反应的正反应为气体分子数减小的反应，其他条件不变，增大压强时，平衡向正反应方向移动，A 的转化率增大，该反应的正反应为吸热反应，升温使平衡正向移动，A 的转化率增大，D 项正确。

]
8．已知某化学反应的平衡常数表达式为K ＝[CO2][H2]
[CO][H2O]，在不同的温度下该反应的平衡
常数如表所示：
【：95160198】
A ．该反应的化学方程式是CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g)
B ．上述反应的正反应是放热反应
C ．若在1 L 的密闭容器中通入CO 2和H 2各1 mol,5 min 后温度升高到830 ℃，此时测
得CO 2为0.4 mol 时，该反应达到平衡状态
D ．若平衡浓度符合下列关系式：[CO2]3[CO]＝[H2O]
5[H2]
，则此时的温度为1 000 ℃
C [依据平衡常数的表达式可知A 正确；升高温度K 减小，平衡向左移动，正反应为放热反应，B 正确；5 min 后CO 、H 2O 、CO 2、H 2的浓度分别为0.6 mol·L －1
、0.6 mol·L －1
、0.4 mol·L
－1
、0.4 mol·L －1
，
＝0.420.62<1，平衡向右移动，C 错误；[CO2][H2][CO][H2O]＝3
5
＝0.6，即1 000 ℃时的平衡常数，D 正确。

]
9．将4 mol CO(g)和a mol H 2(g)混合于容积为4 L 的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)＋2H 2(g)
CH 3OH(g)，10 min 后反应达到平衡状态，测得H 2为0.5 mol·L －1。

经测定v (H 2)
＝0.1 mol·L －1
·min －1。

下列说法正确的是( )
A ．平衡常数K ＝2 L －2
.mol －2
B ．H 2起始投入量为a ＝6
C ．CO 的平衡转化率为66.7%
D ．平衡时c (CH 3OH)＝0.4 mol·L －1
B [用三段式法计算： CO(g)＋2H 2(g)
CH 3OH(g)
起始物质的量/mol 4 a 0 转化物质的量/mol x 2xx 平衡物质的量/mol 4－xa －2xx
2x mol ＝0.1 mol·L －1
·min －1
×10 min×4 L＝4 mol ，x ＝2，a －2x ＝0.5×4，a ＝6。

平衡时，[CO]＝0.5 mol·L －1
，[H 2]＝0.5 mol·L －1
，[CH 3OH]＝0.5 mol·L －1。

平衡常数K ＝[CH3OH][CO][H2]2＝0.50.5×0.52
L 2·mol －2＝4 L 2·mol －2
，A 项错误；经上述计算，B 项正确；CO 的平衡转化率为50%，C 项错误；平衡时[CH 3OH]＝0.5 mol·L －1
，
D 项错误。

]
10．(1)硫酸工业生产中涉及反应：2SO 2(g)＋O 2(g)
催化剂
△
2SO 3(g)，向2 L 的密闭容器中充入2 mol SO 2、1 mol O 2，SO 2的平衡转化率与温度的关系如右图所示。

①T 1温度下，反应进行到状态D 时，v (正)________v (逆)(填“>”“<”或“＝”)。

温度为T 1时，反应的平衡常数K ＝________。

②若在T 3温度时，达平衡时测得反应放出的热量为Q 1。

此时再向容器中加入2 mol SO 2、1 mol O 2并使之重新达到平衡，测得又放出热量Q 2。

则下列说法正确的是________(填字母)。

a ．Q 2一定等于Q 1
b．新平衡时SO2的转化率一定大于80%
c．T3时的平衡常数大于T1时的平衡常数
(2)(2016·海南高考)顺­1,2­二甲基环丙烷和反­1,2­二甲基环丙烷可发生如下转化：
该反应的速率方程可表示为v(正)＝k(正)c(顺)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。

回答下列问题：
已知：某温度下，k(正)＝0.006 s－1，k(逆)＝0.002 s－1，该温度下反应的平衡常数值K1＝________；该反应的活化能E a(正)小于E a(逆)，则ΔH________(填“小于”“等于”或“大于”)0。

【解析】(1)由D到A，二氧化硫的转化率增大，平衡向正反应方向移动，所以正反应速率>逆反应速率；反应达到平衡状态时，二氧化硫的物质的量是0.2 mol，其浓度是0.1
mol·L－1，氧气的浓度是0.05 mol·L－1，三氧化硫的浓度是0.9 mol·L－1，所以K
＝
L·mol－1＝1 620 L·mol－1；再向容器中加入2 mol SO2、1 mol O2，增大了体系的压强，导致平衡向正反应方向移动，所以放出的热量比Q1多，所以二氧化硫的转化率增大，故a错误，b正确。

由图示可知，T1时SO2的转化率高，所以K值大，c错误。

(2) 根据v(正)＝k(正)c(顺)，k(正)＝0.006 s－1，则v(正)＝0.006c(顺)，v(逆)＝k(逆)c(反)，k(逆)＝0.002 s－1，则v(逆)＝0.002c(反)，化学平衡状态时正、逆反应速率
相等，则0.006c(顺)＝0.002c(反)，该温度下反应的平衡常数K1＝反
顺
＝
0.006
0.002
＝3；该
反应的活化能E a(正)小于E a(逆)，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则ΔH小于0。

【答案】(1)①＞ 1 620 L·mol－1②b(2)3 小于
11．已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
【：95160199】
CO(g)CH
(g)
(g)
123312 (2)反应③的ΔH ________0(填“>”或“<”)。

【解析】 (1)K 3＝K 1·K 2。

(2)500 ℃时，K 3＝2.5,800 ℃时，K 3＝0.375。

即升高温度K 变小，即逆向移动，正向为放热反应，ΔH <0。

【答案】 (1)K 1·K 2 (2)< 12．对于可逆反应CO ＋H 2O(g)
CO 2＋H 2，回答下列问题：
(1)830 K 时，若起始时c (CO)＝2 mol·L －1
，c (H 2O)＝3 mol·L －1
，平衡时CO 的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；平衡常数K 的值为________。

(2)830 K ，若只将起始时c (H 2O)改为6 mol·L －1
，则水蒸气的转化率为________。

(3)若830 K 时，起始浓度c (CO)＝a mol·L －1
，c (H 2O)＝b mol·L －1
，H 2的平衡浓度c (H 2)＝c mol·L －1
，则：
①a 、b 、c 之间的关系式是________； ②当a ＝b 时，a ＝________c 。

【解析】 在以下计算中，各浓度单位均为mol·L －1。

(1) CO ＋H 2O(g)CO 2＋H 2
起始浓度/mol·L －1
2 3 0 0 转化浓度/mol·L －11.2 1.2 1.2 1.2 平衡浓度/mol·L －10.8 1.8 1.2 1.2
K ＝
1.2×1.20.8×1.8＝1，α(H 2O)＝1.2
3
×100%＝40%。

(2)设CO 的转化浓度为x CO ＋H 2O(g)
CO 2＋H 2
起始浓度/mol·L －1
2 6 0 0 转化浓度/mol·L －1
xxxx 平衡浓度/mol·L －1 2－x 6－xxx
K ＝
x2－
－＝1，解得x ＝1.5 mol·L －1
，则α(H 2O)＝1.56
×100%＝25%。

(3) CO ＋H 2O(g)CO 2＋H 2
起始浓度/mol·L －1
ab 0 0 转化浓度/mol·L －1cccc 平衡浓度/mol·L －1a －cb －ccc
c2－
－
＝1，化简得c ＝ab
a ＋b
，因为a ＝b ，所以a ＝2c 。

【答案】 (1)40% 1 (2)25% (3)①c ＝
ab
a ＋b
②2 B 级 能力提升
13．(2018·长治模拟)加热N 2O 5依次发生的分解反应为 ①N 2O 5(g)N 2O 3(g)＋O 2(g) ②N 2O 3(g)
N 2O(g)＋O 2(g)
在容积为2 L 的密闭容器中充入8 mol N 2O 5，加热到t ℃，达到平衡状态后O 2为9 mol ，N 2O 3为3.4 mol 。

则t ℃时反应①的平衡常数为 ( )
【：95160200】
A ．10.7 mol·L －1
B ．8.5 mol·L －1
C ．9.6 mol·L －1
D ．10.2 mol·L －1
B [N2O5x (g)N2O3x (g)＋O2x (g) N2O3y (g)
N2O y (g)＋O2y (g)
由题意⎩⎪⎨
⎪⎧
x －y ＝3.4x ＋y ＝9
解之，x ＝6.2 mol ，y ＝2.8 mol ， 则K ＝3.42×921.82
mol·L －1＝8.5 mol·L －1。

]
14．甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛，某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。

(1)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。

①T 1 ℃时，向2 L 恒容密闭容器中充入0.3 mol CH 4只发生反应2CH 4(g)
C 2H 4(g)
＋2H 2(g)，达到平衡时，测得[C 2H 4]＝[CH 4]。

该反应达到平衡时，CH 4的转化率为________。

②对上述平衡状态，若改变温度至T 2 ℃，经10 s 后再次达到平衡，[CH 4]＝2[C 2H 4]，则10 s 内C 2H 4的平均反应速率v (C 2H 4)＝________，上述变化过程中T 1________(填“＞”
或“＜”)T 2，判断理由是___________________________
________________________________________________________________。

(2)若容器中发生反应2CH 4(g)
C 2H 2(g)＋3H 2(g)，列式计算该反应在图中A 点温度
时的平衡常数K ＝________(用平衡分压代替平衡浓度)；若只改变一个反应条件使该反应方程式的平衡常数K 值变大，则该条件是________(填字母)。

A ．可能减小了C 2H 2的浓度
B ．一定是升高了温度
C ．可能增大了反应体系的压强
D ．可能使用了催化剂
【解析】 (1)①设达到平衡时，甲烷转化了x mol·L －1
，根据“三段式”法进行计算： 2CH 4(g)
C 2H 4(g)＋2H 2(g)
起始/(mol·L －1
) 0.15 0 0 转化/(mol·L －1
) x 0.5xx 平衡/(mol·L －1) 0.15－x 0.5xx
则有0.15－x ＝0.5x ，解得x ＝0.1，故CH 4的转化率为0.10.15×100%≈66.7%。

②由图像
判断出该反应为吸热反应，因重新达到平衡后甲烷的浓度增大，故反应逆向移动，则
T 1 ℃→T 2 ℃为降温过程，即T 1＞T 2。

结合①的计算结果，设重新达到平衡时，甲烷的浓度
变化了y mol·L －1
，根据“三段式”法进行计算：
2CH 4(g)
C 2H 4(g)＋2H 2(g)
起始/(mol·L －1) 0.05 0.05 0.1 转化/(mol·L －1
) y 0.5yy
平衡/(mol·L －1) 0.05＋y 0.05－0.5y 0.1－y
则有0.05＋y ＝2×(0.05－0.5y )，解得y ＝0.025。

则v (C 2H 4)＝
0.5×0.025 mol·L－1
10 s ＝0.00 125 mol·L －1
·s －1。

(2)由题图中数据可知，平衡时各物质分压如下： 2CH 4(g)
C 2H 2(g)＋3H 2(g)
1×103
1×10－1
1×104
平衡常数K ＝
－
mol 2
·L －2
＝1×105
mol 2
·L －2。

平衡常数只
与温度有关，由题给图像可知该反应为吸热反应，则升高温度可使化学平衡常数增大。

【答案】 (1)①66.7% ②0.001 25 mol·L －1
·s －1
＞ 从题给图像判断出该反应为吸热反应，对比T 1 ℃和T 2 ℃两种平衡状态，由T 1 ℃到T 2 ℃，CH 4浓度增大，说明平衡逆向移动，则T 1＞T 2
(2)1×105 mol 2·L －2
B
甲、乙两个密闭容器中均发生反应：C(s)＋2H 2O(g)CO 2(g)＋2H 2(g) ΔH >0，有关实验数据如下表所示：
A ．T 1<T 2
B ．K 2＝1.35
C ．混合气体的密度始终保持不变
D ．乙容器中，当反应进行到1.5 min 时，n (H 2O)＝1.4 mol
B [若T 1＝T 2，则平衡时n (H 2)甲＝2n (H 2)乙，实际上n (H 2)甲>2n (H 2)乙，说明T 1>T 2，因为该反应为吸热反应，升高温度有利于平衡正向移动，A 项错误；乙容器中反应达平衡时，[H 2O]＝0.8 mol·L －1、[CO 2]＝0.6 mol·L －1、[H 2]＝1.2 mol·L －1
，K 2＝[CO2]·[H2]2[H2O]2＝0.6×1.220.82
mol·L －1
＝1.35 mol·L －1
，B 项正确；容器容积不变，碳为固体，正反应方向气体的质量增大，因此反应正向进行时混合气体的密度增大，C 项错误；乙容器中，3 min 内H 2O 减少了1.2 mol ，而前1.5 min 内反应速率大于后1.5 min 内反应速率，故前1.5 min 内H 2O 的物质的量减小得快，反应进行到1.5 min 时，n (H 2O)<1.4 mol ，D 项错误。

]。