化学反应的方向与限度练习鲁科版高中化学一轮复习(配有课件) (1)

第7章 化学反应的方向、限度与速率
课时1 化学反应的方向与限度
(时间：45分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共8个小题，每小题6分，共48分，每个小题只有一个选项符合题意。

)
1．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是
( )。

A ．2N 2(g)＋O 2(g)===2N 2O(g) ΔH ＝＋163 kJ·mol －1
B ．Ag(s)＋1
2Cl 2(g)===AgCl(s) ΔH ＝－127 kJ·mol －
1
C ．HgO(s)===Hg(l)＋12O 2(g) ΔH ＝＋91 kJ·mol －1
D ．H 2O 2(l)===12
O 2(g)＋H 2O(l) ΔH ＝－98 kJ·mol －1 解析 反应自发进行的前提条件是反应的ΔH －T ΔS <0，温度的变化可能使ΔH －T ΔS 的符号发生变化。

对于A 项，ΔH >0，ΔS <0，在任何温度下，ΔH －T ΔS >0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于B 项，ΔH <0，ΔS <0，在较低温度下，ΔH －T ΔS <0，即反应温度不能过高；对于C 项，ΔH >0，ΔS >0，若使反应自发进行，即ΔH －T ΔS <0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于D 项，ΔH <0，ΔS >0，在任何温度下，ΔH －T ΔS <0，即在任何温度下反应均能自发
进行。

答案 D
2．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是
()。

A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n mol CO的同时生成n mol H2
D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
解析不论反应是否达到平衡状态，生成n mol CO的同时都会生成n mol H2。

答案 C
3．(2014·潍坊联考)在一个密闭容器中进行如下反应：2X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，反应过程中某一时刻X2、Y2、Z的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。

当反应达到平衡时，下列数据可能合理的是
()。

A．Z的浓度为0.4 mol·L－1
B．X2、Z的浓度均为0.15 mol·L－1
C．X2的浓度为0.4 mol·L－1
D．X2与Z的浓度之和为0.4 mol·L－1
解析反应若正向进行到底，Z的浓度才为0.4 mol·L－1，根据可逆反应特点，A错；B项不符合质量守恒定律。

反应若逆向进行到底，X2的浓度才为0.4 mol·L－1，根据可逆反应特点，C错。

答案 D
4．一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是
()。

A．混合气体的密度不再变化
B．反应容器中Y的质量分数不变
C．X的分解速率与Y的消耗速率相等
D．单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X
解析X的分解速率与Y的消耗速率之比为2∶1时，才能说明反应达到平衡状态，故C项说明反应未达到平衡状态。

答案 C
5．一定条件下，分别向容积固定的密闭容器中充入A和足量B，发生反应如下：2A(g)＋B(s)2D(g)ΔH<0，测得相关数据如下，分析可知下列说法不正确的是
()。

实验Ⅰ实验Ⅱ实验Ⅲ
反应温度/℃800 800 850
c(A)起始/mol·L－1 1 2 1
[A]平衡/mol·L－10.5 1 0.85
放出的热量/kJ a b c
A.
B．实验放出的热量关系为b>2a
C．实验Ⅲ在30 min达到平衡过程的平均反应速率v(A)为0.005 mol·L－1·min －1
D．当容器内气体密度不随时间的变化而变化时上述反应已达平衡
解析选项A，实验Ⅲ达到平衡时K＝0.152
0.852<1。

实验Ⅱ反应物的加入量是实
验Ⅰ的加入量的2倍，与实验Ⅰ是等效平衡，所以实验放出的热量关系为b ＝2a。

选项C，实验Ⅲ达到平衡时，t＝30 min，Δc(A)＝0.15 mol·L－1，故v(A)＝0.005 mol·L－1·min－1。

选项D，由于有固体B参与反应，若气体密度不变，说明整个体系中气体的总质量不变，A、B的浓度维持不变，反应达到平衡。

答案 B
6．用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
ΔH<0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。

下列说法正确的是
()。

A．温度：T1＞T2＞T3
B．正反应速率：v(a)＞v(c)v(b)＞v(d)
C．平衡常数：K(a)＞K(c)K(b)＝K(d)
D．平均摩尔质量：M(a)＜M(c)M(b)＞M(d)
解析A项，因为ΔH<0，温度越高，CO的转化率越小，所以T3>T2>T1，错误；B项，由于T3>T1，所以v(c)>v(a)，由于p(b)>p(d)，所以v(b)>v(d)，错误；C项，平衡常数只受温度影响，由于ΔH<0，温度越高，平衡常数越小，正确；D项，升温，平衡左移，M减小，M(a)>M(c)，加压，平衡右移，M增大，M(b)>M(d)，错误。

答案 C
7．(2014·烟台一中检测)在一定温度和一定体积的密闭容器中，进行反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，起始时通入0.1 mol CO2和0.2 mol H2，达到平衡后生成0.05 mol CO，下列说法不正确的是
()。

A．若起始时通入0.1 mol CO、0.1 mol H2O(g)和0.1 mol H2，则达到平衡后生成0.03 mol CO
B．若起始时通入0.2 mol CO2和0.4 mol H2，则达到平衡后生成0.1 mol CO
C．该温度下的化学平衡常数为1 3
D ．若达到平衡后，再通入CO 2，则H 2的转化率增大
解析 A 项，此平衡与题干中的平衡等效，达平衡后生成的CO 仍为0.05 mol ，A 错，B 项，该平衡不受压强影响，B 正确；C 项，平衡时生成CO 和H 2O 均为0.05 mol ，而CO 2是0.05 mol ，H 2是0.15 mol ，设容器的体积为1 L ，则平衡常数为[CO]×[H 2O][CO 2]×[H 2]＝0.05×0.050.05×0.15＝13，正确；D 项，增大一种反应物的浓
度可提高另一种反应物的转化率，正确。

答案 A
8．(2013·江苏，15改编)一定条件下存在反应：CO(g)＋H 2O(g)
CO 2(g)＋H 2(g)，
其正反应放热。

现有三个相同的2 L 恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO 和1 mol H 2O ，在Ⅱ中充入1 mol CO 2和1 mol H 2，在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H 2O,700 ℃条件下开始反应。

达到平衡时，下列说法正确的是
( )。

A ．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B ．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C ．容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多
D ．容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO 2的转化率之和大于1
解析 容器Ⅰ中正向建立平衡，容器Ⅱ中逆向建立平衡，由于正反应放热、容器为绝热，前者温度高，反应速率快，A 错误；容器Ⅰ中温度高，相对于容器Ⅱ相当于升高温度平衡逆向移动，CO 转化率低，剩余的多，C 正确；容器Ⅲ的投料量是容器Ⅰ的2倍，由于是气体体积相等的反应，最终建立等效平衡，但由于容器Ⅲ的投料量多，放出的热量多，两容器的温度不同，所以平衡常数不同，B 错误；若容器Ⅰ、Ⅱ建立等效平衡，则容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO 2的转化率和为1，由A 、C 分析可知，A 中温度高，CO 的转化率低，所以两者之和小于1，D 错误。

答案 C
二、非选择题(本题共4个小题，共52分)
9．(10分)活性炭可用于处理大气污染物NO。

在1 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)，生成气体E和F。

当温度分别在T 1℃和T2℃时，测得平衡时各物质的物质的量如下表：
活性炭NO
E
F
初始 2.030 0.100 0 0
T1 2.000 0.040 0.030 0.030
T2 2.005 0.050 0.025 0.025
(1)。

(2)上述反应在T1℃时的平衡常数为K1，在T2℃时的平衡常数为K2。

①计算K1＝________________。

②根据上述信息判断，T1和T2的关系是________。

a．T1>T2b．T1<T2c．无法比较
(3)在T1℃下反应达到平衡后，下列措施不能改变NO的转化率的是
________(填序号)。

a．增大c(NO) b．增大压强
c．升高温度d．移去部分F
解析(1)由T1℃、T2℃时，活性炭、NO物质的量变化与E、F物质的量变化关系可知系数之比为1∶2∶1∶1，由此写出化学方程式。

(2)①T1℃时，NO的平衡浓度为0.040 mol·L－1，而CO2、N2的平衡浓度均为
0.030 mol·L－1，则K1＝[N2]·[CO2]
[NO]2
＝9/16(注意活性炭为固体)。

②由于无法判
断反应的热效应，故无法判断T1和T2的关系。

(3)该反应为气体分子数不变的反应，因此选择ab 。

答案 (1)C ＋2NO N 2＋CO 2
(2)①9/16 ②c ③ab
10．(14分)在100 ℃时，将0.100 mol N 2O 4气体充入1 L 恒容抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内物质的浓度进行分析得到如表数据：
时间(s) 0 20 40 60 80 c (N 2O 4)/mol·L －1 0.100 c 1 0.050 c 3 c 4 c (NO 2)/mol·L －1
0.000
0.060
c 2
0.120
0.120
(1)c 1________c 2，c 3________c 4(填“>”、“<”或“＝”)。

(2)在上述条件下，从反应开始直至达到化学平衡时，N 2O 4的平均反应速率为________mol·L －1·s －1。

(3)达平衡后下列条件的改变可使NO 2气体浓度增大的是________(填字母序号)。

A ．扩大容器的容积
B ．再充入一定量的N 2O 4
C ．分离出一定量的NO 2
D ．再充入一定量的He
(4)若在相同条件下，起始时只充入0.080 mol NO 2气体，则达到平衡时NO 2气体的转化率为________。

解析 (1)本题的反应方程式为N 2O 4(g)
2NO 2(g)，由表中数据可计算出c 1
＝0.070，c 2＝0.100，根据60 s 和80 s 时c (NO 2)相等可确定在60 s 时反应已达平衡状态，则有c 3＝c 4。

(2)由表中数据知，从反应开始直至达到化学平衡，v (NO 2)＝0.002 mol·(L·s)－1，则v (N 2O 4)＝0.001 mol·(L·s)－1。

(3)选项A 和C 中改变条件后，c (NO 2)减小，选项D 中改变条件后，c (NO 2)保持不变。

(4)在题设条件下反应N 2O 4(g)
2NO 2(g)的平衡常数K ＝[NO 2]2[N 2O 4
]＝0.1202
0.040＝0.36。

现充入NO 2气体0.080 mol ，相当于0.040 mol N 2O 4，设达平衡时N 2O 4的浓
度变化了x mol·L －1
，则有K ＝[NO 2]2[N 2O 4]＝(2x )2
0.040－x
＝0.36，解得x ＝0.030，即达
到平衡时混合气体中有0.06 mol NO 2和0.01 mol N 2O 4，所以NO 2的转化率为25%。

答案 (1)K ＝[NO 2]2
[N 2O 4] < ＝ (2)0.001 (3)B (4)25%
11．(14分)(2013·枣庄二模)(1)反应Fe(s)＋CO 2(g)FeO(s)＋CO(g) ΔH 1，平
衡常数为K 1 反应Fe(s)＋H 2O(g)
FeO(s)＋H 2(g) ΔH 2，平衡常数为K 2
在不同温度时K 1、K 2的值如下表：
700 ℃ 900 ℃ K 1 1.47 2.15 K 2
2.38
1.67
反应CO 2(g)＋H 2(g)
CO(g)＋H 2O(g) ΔH ，平衡常数K ，则ΔH ＝
_______(用ΔH 1和ΔH 2表示)，K ＝________(用K 1和K 2表示)，且由上述计算可知，反应CO 2(g)＋H 2(g)CO(g)＋H 2O(g)是________反应(填“吸热”或
“放热”)。

(2)一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO 2气体，发生反应Fe(s)＋CO 2(g)FeO(s)＋CO(g) ΔH >0，CO 2的浓度与时间的关系
如图所示：
①该条件下反应的平衡常数为________；若铁粉足量，CO 2的起始浓度为2.0 mol·L －1，则平衡时CO 2的浓度为________mol·L －1。

②下列措施中能使平衡时[CO]
[CO 2]增大的是________(填序号)。

A ．升高温度
B ．增大压强
C．再充入一定量的CO2D．再加入一定量铁粉
解析(1)目标反应可由上述两个反应相减得到，ΔH＝ΔH1－ΔH2，K＝K1
K2
，随
温度升高，K1增大，K2减小，所以K1
K2
增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应。

(2)①平衡时[CO2]＝0.5 mol·L－1，[CO]＝1 mol·L－1，K＝2。

设平衡时[CO]
＝a mol·L－1，则平衡时[CO2]＝(2－a)mol·L－1，则K＝2＝2－a
a
，解得a＝2/3。

②升高温度，平衡正向移动，A正确。

增大压强，平衡不移动，B错误。

充入一定量的CO2，最终得到的是等效平衡，C错误。

铁粉的量不影响平衡的移动，D错误。

答案(1)ΔH1－ΔH2K1
K2吸热
(2)①2.00.67(或2/3)②A
12．(14分)(2014·肥城一中月考)化工生产中原料转化与利用非常重要，现有反应：CCl4＋H2CHCl3＋HCl，查阅资料可知沸点：CCl4为77 ℃，CHCl3为
61.2 ℃。

在密闭容器中，该反应达到平衡后，测得下表数据。

实验序号温度℃初始CCl4浓
度(mol·L－1)
初始H2浓度
(mol·L－1)
CCl4的平衡
转化率
1 110 0.8 1.
2 a
2 110 1.0 1.0 50%
3 100 1.0 1.0 b
衡常数为________。

(2)在实验2中，若1小时后反应达到平衡，则H2的平均反应速率为________。

在此平衡体系中再加入0.5 mol CCl4和1.0 mol HCl，平衡将向________方向移动。

(3)实验1中，CCl4的转化率a________50%(填“＞”、“＝”或“＜”)。

实验3中，b的值________(填字母序号)。

A．等于50%
B．大于50%
C．小于50%
D．由本题所给资料无法判断
解析本题主要考查平衡常数的计算与转化率大小的判断，意在考查考生根据化学平衡常数表达式进行计算的能力。

(1)根据题给各物质的沸点及反应温
度可知所有物质均为气态，该反应的平衡常数表达式K＝[CHCl3]·[HCl]
[CCl4]·[H2]
；由实验2可知，CCl4的转化率为50%，则平衡时[CCl4]＝[H2]＝[CHCl3]＝[HCl]＝0.5 mol·L－1，则代入平衡常数表达式可得K＝1。

(2)达到平衡后H2的转化浓度为0.5 mol·L－1，则H2的平均反应速率为0.5 mol·L－1·h－1；由于加入HCl 的物质的量大于加入的CCl4的物质的量，使Q＞K，则平衡向逆反应方向移
动。

(3)实验1中，设CCl4转化浓度为x mol·L－1，K＝x2
(0.8－x)×(1.2－x)
，解
得x＝0.48，则CCl4的转化率＝0.48
0.8×100%＝60%＞50%；实验3中，由于不知道该反应是放热反应还是吸热反应，故无法判断。

答案(1)K＝[CHCl3]·[HCl] [CCl4]·[H2] 1
(2)0.5 mol·L－1·h－1逆反应(3)＞ D。