2019届高三化学一轮复习(鲁科版)化学反应的方向与限度(教师版)

2019届高三化学一轮复习（鲁科版）化学反应的方向与限度（教师版）
化学反应的方向与限度
一、选择题
1．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z 的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓
度分别为
0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是
()。

A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0 mol·L－1<c1<0.14 mol·L－1
答案 D
2．可以证明可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已达到平衡状态的是()。

①一个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂
②一个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂
③其他条件不变时，混合气体平均式量不再改变
④保持其他条件不变时，体系压强不再改变
⑤w(NH3)、w(N2)、w(H2)都不再改变
⑥恒温恒容时，密度保持不变
⑦正反应速率v(H2)＝0.6 mol·L－1·min－1，逆反应速率v(NH3)＝0.4 mol·L
－1·min－1
C．ΔH－TΔS只用于判断温度、压强一定的反应能否自发进行
D．ΔH－TΔS＜0的反应，在该条件下一定剧烈反应
解析ΔH－TΔS判据只适用判断一定温度和压强下的反应能否自发进行，
A、B错误，C正确；ΔH－TΔS＜0的反应可以自发进行，但不一定是剧烈
反应，D错误。

答案 C
5．下列各组物质的变化不能用勒夏特列原理解释的是()
A．氯水在光照条件下颜色变浅最终变为无色
B．将FeS固体投入到含有Cu2＋的废水中以除去Cu2＋
C．500 ℃时比室温更利于合成氨
D．乙酸乙酯的合成中用浓硫酸比稀硫酸更有利于乙酸乙酯的生成
解析氯水中存在平衡Cl2＋H2O HCl＋HClO，光照有利于HClO的分解，平衡正向移动，A正确。

FeS在溶液中存在沉淀溶解平衡FeS(s)Fe2＋(aq)＋S2－(aq)，Cu2＋与S2－能生成CuS，沉淀溶解平衡正向移动，B正确。

合成氨是放热反应，低温有利于氨的合成，但反应速率小，选择500 ℃是综合考虑速率与平衡的结果，C错误。

浓硫酸除了作催化剂还具有吸水性，水减少有利于酯化反应正向进行，D正确。

答案 C
6．已知CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为CO(g)＋
2H2(g)CH3OH(g)。

现在容积均为1 L的a、b、c
三个密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2的混合气体，控制温度进行反应，测得相关数据的关系如图所示。

下列说法正确的是()
A．正反应的ΔH＞0
B．反应进行到5 min时，b容器中v正＝v逆
C．减压可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态
D．达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为b＞a＞c
解析本题的关键点是温度不同，选取的时间是5 min，a肯定没有达到平衡，b可能达到平衡也可能没有，c肯定达到平衡。

若三者均达到平衡，则甲醇的含量应依次降低，正反应是放热反应，A、B、D错误。

答案 C
7．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：
2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH＞0
T1温度下的部分实验数据为：
t/s 0 500 1 000 1 500
c(N2O5)/(mol·L－1) 5.00 3.52 2.50 2.50
下列说法不正确的是
()。

A．500 s内N2O5分解速率为2.96×10－3mol·L－1·s－1
B．T1温度下的平衡常数为K1＝125，1 000 s时转化率为50%
C．其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol·L－1，则T1＜T2
D．T1温度下的平衡常数为K1，T3温度下的平衡常数为K3，若K1＞K3，则T1
＞T3
解析v(N2O5)＝（5.00－3.52）mol·L－1
500 s
≈2.96×10－3mol·L－1·s－1，A正
确；1 000 s 后N 2O 5的浓度不再发生变化，即达到了化学平衡，列出三种量如下：
2N 2O 5
4NO 2＋O 2 起始/(mol·L －1) 5.00 0 0
平衡/(mol·L －1) 2.50 5.00 1.25
则K ＝[NO 2]4[O 2][N 2O 5]2＝（5.00 mol·L －1）4×1.25 mol·L －1（2.50 mol·L －1）2
＝125(mol·L －1)2，α(N 2O 5)＝2.505.00
×100%＝50%，B 正确；T 2温度下的N 2O 5浓度大于T 1温度下的，则改变温度使平衡逆向移动了，逆向是放热反应，则降低温度平衡向放热反应方向移动，即T 2＜T 1，C 错误；对于吸热反应来说，T 越高，K 越大，若K 1＞K 3，则T 1＞T 3，D 正确。

答案 C
二、非选择题
8．二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。

(1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO 2，发生反应：2CO 2(g)===2CO(g)＋O 2(g)，该反应的ΔH ________0，ΔS ________0(选填“＞”、“＜”或“＝”)，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。

(2)CO 2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H 2，然后将H 2与CO 2转化为甲醇或其他化学品。

你认为该方法需要解决的技术问题有________。

a ．开发高效光催化剂
b．将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离，并与CO2发生催化转化c．二氧化碳及水资源的供应
解析该反应是分解反应，且CO燃烧时放热，所以该反应为吸热反应，即ΔH＞0，因气体的物质的量增多，所以ΔS＞0。

ΔG＝ΔH－TΔS＜0时，反应可自发进行，所以在低温下，该反应不能自发进行。

答案(1)＞＞不能(2)ab
9．一定条件下，在体积为 3 L的密闭容器中反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝a kJ·mol－1，ΔS＝b J·mol－1·K－1(a、
b均为正数)，达到化学平衡状态。

(1)500 ℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H2的浓度变化表示的化学反
应速率是______________(用n B、t B表示)。

(2)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是________(填字母)。

a．v生成(CH3OH)＝v消耗(CO)
b．混合气体的密度不再改变
c．混合气体的平均相对分子质量不再改变
d．CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(3)300 ℃时，将容器的容积压缩到原来的1
2，在其他条件不变的情况下，对
平衡体系产生的影响是________(填字母)。

a．c(H2)减小
b．正反应速率加快，逆反应速率减慢c．CH3OH的物质的量增加
d．重新平衡时
c（H2）
c（CH3OH）
减小
解析 (1)t B 时间内，生成n B mol CH 3OH ，则消耗2n B mol H 2，则Δc (H 2)＝2n B 3
mol·L －1， v (H 2)＝2n B 3t B
mol ·L －1·min －1。

(2)选项a ，任何时刻都有v 生成(CH 3OH)＝v 消耗(CO)；选项b ，因体积不变，
气体的质量不变，任何时刻密度都不变；选项c ，根据M r －
＝m 气体总n 气体总，m 气体总不变，M r －不变，说明n 气体总不变，所以反应达到平衡状态；选项d ，各物质的浓度不变，反应也达到平衡状态。

(3)增大压强平衡向着正反应方向移动，正、逆反应速率都增大，H 2的物质的量减小，CH 3OH 的物质的量增大，体积缩小，但K 不变，则达到新平衡时c (H 2)比原平衡的大，重新平衡时
c （H 2）c （CH 3OH ）减小，所以选项ab 错误，c
d 正确。

答案 (1)2n B 3t B
mol ·L －1·min －1 (2)cd (3)cd 10．研究NO 2、SO 2、CO 等大气污染气体的处理具有重要意义。

(1)NO 2可用水吸收，相应的化学反应方程式为________________。

利用反应6NO 2＋8NH 37N 2＋12H 2O 也可处理NO 2。

当转移1.2 mol 电子时，消耗的NO 2在标准状况下是________ L 。

(2)已知：2SO 2(g)＋O 2(g)
2SO 3(g) ΔH ＝－196.6 kJ· mol －1 2NO(g)＋O 2(g)2NO 2(g) ΔH ＝－113.0 kJ· mol －1
则反应NO 2(g)＋SO 2(g)
SO 3(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1 mol SO2的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2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下图所示。

该反应
ΔH________0(填“＞”或“＜”)。

实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104
kPa左右，选择此压强的理由是______________________。

11．硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
ⅠSO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI
Ⅱ2HI H2＋I2
Ⅲ2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O
(1)分析上述反应，下列判断正确的是________。

a．反应Ⅲ易在常温下进行
b．反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H2O
d．循环过程产生1 mol O2的同时产生1 mol H2
(2)一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol
HI(g)，发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变
化如图所示。

0～2 min 内的平均反应速率v (HI)＝________。

该温度下，H 2(g)＋I 2(g)2HI(g)的平衡常数K ＝________。

相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则________是原来的2倍。

a ．平衡常数
b ．HI 的平衡浓度
c ．达到平衡的时间
d ．平衡时H 2的体积分数
(3)实验室用Zn 和稀硫酸制取H 2，反应时溶液中水的电离平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”)；若加入少量下列试剂中的________，产生H 2的速率将增大。

a ．NaNO 3
b ．CuSO 4
c ．Na 2SO 4
d ．NaHSO 3
(4)以H 2为燃料可制作氢氧燃料电池。

已知 2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－572 kJ·mol －1某氢氧燃料电池释放228.8 kJ 电能时，生成1 mol 液态水，该电池的能量转化率为________。

解析 本题主要考查平衡理论和反应热中的相关概念，意在考查考生综合分析问题的能力。

(1)题中3个反应相加，即得总反应式2H 2O=====催化剂2H 2↑＋O 2↑，因此选项
c 符合题意。

由于H 2SO 4是一种强酸，很稳定，因此使H 2SO 4分解需要相当高的温度，选项a 错；反应Ⅰ中SO 2作还原剂，HI 是还原产物，故还原性SO 2强于HI ，则氧化性HI 强于SO 2，b 错；根据总反应式可知选项
d 也错。

本题应选c 。

第 11 页 (2)结合图像根据化学反应速率的定义v ＝Δc Δt
可得v (H 2)＝0.1 mol ·L －12 min ＝0.05 mol·L －1·min －1，根据化学反应速率之比等于化学方程式中化学式的化学计量数之比得v (HI)＝2v (H 2)＝0.1 mol ·L －1·min －1。

该反应的平衡常数K ＝
c 2（HI ）
c （H 2）c （I 2）＝（0.8 mol·L －1）2
0.1 mol ·L －1×0.1 mol ·L －1＝64。

由于平衡常数只与温度
有关，温度不变，平衡常数不变，a 错。

由于题中反应是一个气体体积不变的反应，故改变条件后的平衡和原平衡等效，因此选项b 正确，d 错误。

HI 的浓度是原来的2倍，由于浓度增大，反应速率加快，达到平衡所需的时间短，c 错。

(3)随着反应的进行，硫酸浓度减小，溶液中c (H ＋)减小，酸性减弱，故水的电离平衡向右移动。

若加入NaNO 3(s)，则相当于溶液中存在HNO 3，此时将不产生H 2而产生NO x ；加入CuSO 4(s)后形成原电池，反应速率加快；加入Na 2SO 4(s)后对反应速率无影响；加入NaHSO 3(s)后，由于发生反应H ＋＋HSO 3－===
SO 2↑＋H 2O ，溶液中c (H ＋)减小，反应速率减小。

综上分析可知选项b 符合题意。

(4)当生成1 mol 液态水时，共放热286 kJ ，故能量利用率为
228.8286
×100%＝80%。

答案 (1)c (2)0.1 mol·L －1·min －1 64 b
(3)向右 b (4)80%。