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專題7.2 化學反應的方向和限度 （測試時間45分鐘，滿分100分） 姓名： 班級： 得分： 一、選擇題(本題包括10小題，每小題5分，共50分) 1．【甘肅會寧一中2018屆期中】關于恒容密閉容器進行的反應C（s）+ CO2（g）＝ 2CO（g）△H >0,下列說法不正確的是 （ ） A． △S>0 B． 在低溫下能自發(fā)進行 C． 當混合氣體的密度不再發(fā)生變化時，反應達到平衡狀態(tài) D．達到平衡狀態(tài)時，升高溫度， CO2轉化率和反應速率均增大 【答案】B 2．【2018年9月30日《每日一題》】一定條件下發(fā)生反應：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如圖表示該反應過程中能量(單位為kJmol－1)的變化： 關于該反應的下列說法中，正確的是 （ ） A． ΔH>0，ΔS>0 B． ΔH>0，ΔS<0 C． ΔH<0，ΔS<0 D． ΔH<0，ΔS>0 【答案】C 【解析】根據反應過程中能量變化的情況可知反應物的總能量高于生成物的總能量，反應放熱，ΔH<0該反應發(fā)生后氣體的物質的量減小，正反應為氣體物質的量減小的反應，則為熵減的反應，ΔS<0。故選C。 3．【湖北宜昌一中2018屆期末】下列說法中正確的是 （ ） A． 吸熱、熵增的非自發(fā)反應在高溫條件下也可能轉變?yōu)樽园l(fā)進行的反應 B． 熵增反應都是自發(fā)的，熵減反應都是非自發(fā)的 C． 放熱反應都是自發(fā)的，吸熱反應都是非自發(fā)的 D． 放熱、熵增的自發(fā)反應在一定的條件下也可能轉變?yōu)榉亲园l(fā)反應 【答案】A 4．【四川攀枝花十二中2018屆12月調研】已知：△G=△H－T△S，當△G＜0，反應能自發(fā)進行，△G＞0反應不能自發(fā)進行。某反應2AB(g） C(g）＋3D(g）在高溫時能自發(fā)進行，在低溫下不能自發(fā)進行，則該反應的正反應的△H、△S應為 （ ） A． ΔH＜0，△S＜0 B． △H＞0，△S＞0 C． △H＞0，△S＜0 D． △H＜0， △S＞0 【答案】B 【解析】化學反應能否自發(fā)進行，取決于焓變和熵變的綜合判據，當△G=△H-T?△S＜0時，反應能自發(fā)進行，則A、△H＜0，△S＜0時，在低溫下能自發(fā)進行，A錯誤；B、△H＞0，△S＞0時，在室溫下不能自發(fā)進行，在高溫下能自發(fā)進行，B正確；C、△H＞0，△S＜0時，任何溫度下反應都不能自發(fā)進行，C錯誤；D、當△H＜0，△S＞0時，△G=△H-T?△S＜0，在室溫一定能自發(fā)進行，D錯誤；答案選B。 5．【浙江省寧波市十校2018屆高三9月聯考】恒溫條件下，在體積不變的密閉容器中，有可逆反應X(s)+2Y(g) 2Z(g) △H<0，下列說法—定正確的是 （ ） A．0.2molX和0.4molY充分反應，Z的物質的量可能會達到0.35mol B．從容器中移出部分反應物X，則正反應速率將下降 C．當△H不變時，反應將達到平衡 D．向反應體系中繼續(xù)通入足量Y氣體，X有可能被反應完全 【答案】A 6．【四川省雅安中學2018屆高三上學期第一次月考】N2O5是硝酸的酸酐，在一定條件下可由4NO2（g）+O2（g）?2N2O5（g）△H＜0合成．T1℃時，向體積為2L的恒容密閉容器中通入NO2和O2，部分實驗數據如下表： 時間/s 0 5 10 15 c（NO2）mol/L 4.00 2.52 2.00 c3 c（O2）mol/L 1.00 c1 c2 0.50 下列說法正確的是 （ ） A．當反應容器內氣體密度不再變化時，該反應達到平衡狀態(tài) B．T1℃時平衡常數為0.125，平衡時NO2和O2的轉化率均為50% C．T1℃時平衡常數為K1，T2℃時平衡常數為K2，若T1 < T2，則K1＜K2 D．其它條件不變，將容器的體積的壓縮到原來的一半，則重新達到平衡時c（N2O3）＜2mol/L 【答案】B 7．【河北武邑中學2019屆高三上第二次調研】在一定溫度下的定容容器中，當下列哪些物理量不再發(fā)生變化時，表明反應A(g)+2B(g)C(g)+D(g)己達到平衡狀態(tài)的是 （ ） ①混合氣體的壓強 ②混合氣體的密度 ③B的物質的量濃度 ④混合氣體的總物質的量 ⑤混合氣體的平均相對分子質量 ⑥v(C)與v(D)的比值 ⑦混合氣體的總質量 ⑧混合氣體的總體積 ⑨C、D的分子數之比為1 : 1 A． ①③④⑤ B． ①③④⑤⑧⑨ C． ①②③④⑤⑦ D． ①②③④⑤⑥⑦⑧ 【答案】A 【解析】①該反應為氣體體積縮小的反應，壓強為變量，當混合氣體的壓強不變時，說明各組分的濃度不再變化，該反應達到平衡狀態(tài)，故①正確；②該反應前后都是氣體，混合氣體總質量不變，容器容積不變，則密度為定值，不能根據混合氣體的密度判斷平衡狀態(tài)，故②錯誤；③B的物質的量濃度不變時，說明正逆反應速率相等，該反應達到平衡狀態(tài)，故③正確；④該反應為氣體體積縮小的反應，混合氣體的物質的量為變量，當混合氣體的總物質的量不變時，說明各組分的濃度不再變化，該反應達到平衡狀態(tài)，故④正確；⑤混合氣體的總質量不變，總物質的量為變量，則混合氣體的平均相對分子質量為變量，當混合氣體的平均相對分子質量不變時，說明各組分的濃度不再變化，達到平衡狀態(tài)，故⑤正確；⑥v（C）與v（D）的比值始終不變，不能說明各組分的濃度不再變化，則無法判斷平衡狀態(tài)，故⑥錯誤；⑦反應前后都是氣體，混合氣體的總質量始終不變，不能根據混合氣體的總質量判斷平衡狀態(tài)，故⑦錯誤；⑧容器容積不變，則混合氣體的總體積為定值，不能根據混合氣體總體積判斷平衡狀態(tài)，故⑧錯誤；⑨C、D的分子數之比為1：1，無法判斷各組分的濃度是否發(fā)生變化，則無法判斷平衡狀態(tài)，故⑨錯誤；故選A。 8．【浙江嘉興2019屆高三9月考試】一定溫度下，0.1mol N2和0.3molH2在恒容的密閉容器中發(fā)生如下反應：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0下列說法不正確的是 （ ） A． 達到平衡狀態(tài)時，v正(NH3): v逆(N2)=2 : 1 B． c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2時,說明反應已達到平衡狀態(tài) C． 容器內的壓強不再變化時，說明反應已達到平衡狀態(tài) D． 升高溫度時，v正(NH3)增大，v逆(NH3)增大 【答案】B 9．【遼寧實驗中學2018屆高三12月月考】對于反應：4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g) △H < 0。下列有關敘述正確的是 （ ） A． 化學反應速率關系是2v(NH3) = 3v(H2O) B． 若單位時間內生成a mol NO，同時消耗a mol NH3，則反應達到平衡狀態(tài) C． 其它條件不變，增大其容器容積，則正反應速率減少，逆反應速率增大 D． 其它條件不變，降低溫度，NO的體積分數將增大 【答案】D 【解析】A．化學反應速率之比等于化學計量數之比，應為3v(NH3)=2v(H2O)，故A錯誤；B．單位時間內生成a molNO，同時消耗a molNH3，只表示了正反應方向的速率，則不能說明化學反應的正逆反應速率是相等的，故B錯誤；C．若增大容器體積，可以減小壓強，正逆反應速率都會減小，故C錯誤；D．該反應是放熱反應，降低溫度，平衡正向移動，NO的體積分數將增大，故D正確；答案選D。 10．【安徽六安一中2018屆高三下第三次模擬】一定溫度下(T2>T1)，在3個體積均為2.0L的恒容密閉容器中反應2NO(g)+Cl2(g)= 2ClNO(g) (正反應放熱)達到平衡，下列說法正確的是 （ ） 容器 溫度/ (℃) 物質的起始濃度/molL-1 物質的平衡濃度/ molL-1 c(NO) c(Cl2) C(ClNO).v C(ClNO) Ⅰ T1 0.20 0.10 0 0.04 Ⅱ T2 .020 0.10 0.20 cl Ⅲ T3 0 0 0.20 C2 A． 達到平衡時，容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強之比為1：2 B． 達到平衡時，容器Ⅲ中ClNO的轉化率小于80% C． 達到平衡時，容器Ⅱ中c(ClNO)/C(NO)比容器Ⅰ中的大 D． 若溫度為T1，起始時向同體積恒容密閉容器中充入0.20molNO(g).、0.2mo1Cl2(g)和0.20molClNO(g)，則該反應向正反應方向進行 【答案】C 二、非選擇題（50分） 11．(12分) 【甘肅武威十八中2018屆上學期期末】以煤為原料，經過化學加工使煤轉化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產品的工業(yè)叫煤化工。 （1）將水蒸氣通過紅熱的炭即可產生水煤氣。反應為C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJmol－1。 ①該反應在常溫下_______(填“能”或“不能”)自發(fā)進行。 ②一定溫度下，在一個容積可變的密閉容器中，發(fā)生上述反應，下列能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的是____(填字母，下同)。 a．容器中的壓強不變 b．1 mol H—H鍵斷裂的同時，斷裂2 mol H—O鍵 c．c(CO)＝c(H2) d．密閉容器的容積不再改變 （2）將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2 L的恒容密閉容器中，進行反應CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)，得到如下三組數據： 實驗組 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達到平衡所需時間/min H2O CO H2 CO 1 650 2 4 1.6 2.4 6 2 900 1 2 0.4 1.6 3 3 900 a b c d t ①實驗1中從反應開始至平衡以CO2表示的平均反應速率為v(CO2)＝________(取小數點后兩位，下同)。 ②該反應的正反應為________(填“吸”或“放”)熱反應，實驗2條件下平衡常數K＝________。 （3）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產甲醇。一定條件下發(fā)生反應：CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)，如圖表示該反應進行過程中能量(單位為kJmol－1)的變化。在體積為1 L的恒容密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，達到平衡后下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。 a．升高溫度 b．充入He(g)，使體系壓強增大 c．將H2O(g)從體系中分離出來 d．再充入1 mol CO2和3 mol H2 【答案】（12分，每空2分） （1）①不能 ②bd （2）①0.13 molL－1min－1 ②放 0.17 （3）c d 【解析】本題考查化學反應自發(fā)性的判斷，化學平衡的標志，化學反應速率和化學平衡常數的計算，外界條件對化學平衡的影響。 （2）①實驗1中從反應開始至平衡υ（CO）=（4mol-2.4mol）2L6min=0.13mol/（Lmin），則υ（CO2）=υ（CO）=0.13mol/（Lmin）。 ②該反應反應前后氣體分子數不變，根據等效平衡的規(guī)律，650℃起始向容器中充入1molH2O（g）和2molCO（起始物質的量為實驗1的一半），達到平衡時H2物質的量為0.8mol、CO物質的量為1.2mol（平衡物質的量為實驗1的一半）；實驗2為900℃起始向容器中充入1molH2O（g）和2molCO，達到平衡時H2物質的量為0.4mol、CO物質的量為1.6mol，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，該反應的逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應。實驗2條件下用三段式 CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g） c（起始）（mol/L） 1 0.5 0 0 c（轉化）（mol/L） 0.2 0.2 0.2 0.2 c（平衡）（mol/L） 0.8 0.3 0.2 0.2 平衡常數K===0.17。 12．（12分）【山東省青島市2018屆高三期初調研檢測】CO是生命體系氣體信號分子，它具有參與調節(jié)神經信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能。回答下列問題： （1）幾種共價鍵的鍵能如下表所示： 化學鍵 O=O H—H O—H 鍵能（kJ/mol) 496 436 462 已知：O2(g)+2C(s)=2CO(g) △H= -220kJmol-1，則H2O(g)+C(s) = CO(g)+H2(g) △H=___ kJmol-1。 （2）200℃時，將物質的量均為1mol的CO2和C(s)加入2L的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應：CO2(g)+C(s) 2CO(g) △H，平衡時CO的體積分數為40%。 ①下列事實能夠說明該反應達到平衡狀態(tài)的是____________。 A．混合氣體的平均相對分子質量不變 B．該反應的△H不變 c．CO2和CO的生成速率相等 D．混合氣體的密度不變 ②達到平衡時CO2的轉化率為__________________。 ③若在300C時，將物質的量均為lmol的CO2和C(s)加入1L的密閉容器中，平衡時CO的體積分數為50%,則該反應的△H_____0 (填“>”或“<”）。 【答案】（12分，每空3分） +130 ad 25% > 【解析】 （1）根據幾種共價鍵的鍵能可知，①2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)；△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能=2436+496-4462=-480 kJmol-1，又已知②O2(g)+2C(s)=2CO(g) △H= -220kJmol-1，根據蓋斯定律，將(②-①)得：H2O(g)+C(s) = CO(g)+H2(g) △H=[(-220)-(-480)]= +130kJmol-1，故答案為：+130； ③若在300C時，將物質的量均為lmol的CO2和C(s)加入1L的密閉容器中，平衡時CO的體積分數為50%，說明升高溫度，平衡正向移動，正反應為吸熱反應，△H＞0，故答案為：＞。 13．（13分）【四川資陽高中2018屆高三二診】汽車尾氣（主要成分為NOx和CO）已成為主要的空氣污染物來源之一，有發(fā)生光化學煙霧污染的潛在危險。 （1）某小組同學為研究光化學煙霧的形成進行了模擬實驗。測得煙霧的主要成分為CxHy(烴)、NO、NO2、O3、PAN （CH3COOONO2），各種物質的相對濃度隨時間的變化如右圖。根據圖中數據，下列推論最不合理的是_____。（填選項序號字母） a．NO的消失的速率比CxHy快 b．NO生成NO2 c．CxHy及NO2可以生成PAN及O3 d．O3生成PAN （2）一定條件下，將2 mol NO與2 mol O2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)，下列可判斷反應達平衡的是_____。（填選項序號字母） a．體系壓強保持不變 b．混合氣體密度保持不變 c．NO和O2的物質的量之比保持不變 d．每消耗2 mol NO同時生成2 mol NO2 （3）高溫下N2和O2發(fā)生N2(g)＋O2(g)2NO(g)反應，是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。 ①右圖是T1、T2兩種不同溫度下，一定量的NO發(fā)生分解過程中N2的體積分數隨時間變化的圖像，據此判斷反應N2(g)＋O2(g)2NO(g)為_____（填“吸熱”或“放熱”）反應。 ②2000℃時，向容積為2 L的密閉容器中充入10 mol N2與5 mol O2，達到平衡后NO的物質的量為2 mol，則此刻反應的平衡常數K＝_____。該溫度下，若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1 mol，則達到平衡后N2的轉化率為_____。 ③汽車凈化裝置里裝有含Pd化合物的催化劑，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的機理如右圖所示。寫出其變化的總化學反應方程式：_____。 【答案】（1）d（2分） （2）ac （2分） （3）①吸熱（1分） ②1/9或0.11 （3分） 1/7或14.3% （3分） ③2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2 （2分） 【解析】本題主要考查圖像的分析，化學平衡的標志，化學平衡的計算，反應熱的計算，氧化還原反應中轉移電子數的計算。 （2）a，該反應的正反應為氣體分子數減小的反應，建立平衡過程中氣體分子物質的量減小，在恒溫恒容容器中，體系壓強減小，平衡時氣體分子物質的量不變，體系壓強不變，體系壓強不變能判斷反應達到平衡；b，該反應中所有物質都是氣體，根據質量守恒定律，混合氣體的質量始終不變，容器的體積不變，混合氣體的密度始終不變，混合氣體密度保持不變不能說明反應達到平衡；c，起始NO和O2物質的量相等，建立平衡過程中轉化的NO和O2物質的量之比為2:1，建立平衡過程中NO和O2物質的量之比減小，平衡時NO和O2物質的量之比不再變化，NO和O2物質的量之比保持不變說明反應達到平衡；d，每消耗2molNO同時生成2molNO2只表示正反應，不能說明反應達到平衡；能說明反應達到平衡的是ac，答案選ac。 （3）①由圖像可見T2先出現拐點，說明T2反應速率快，則T2T1；T2平衡時N2的體積分數小于T1時，說明升高溫度，反應2NO（g）N2（g）+O2（g）逆向移動，反應2NO（g）N2（g）+O2（g）的逆反應為吸熱反應，即N2（g）+O2（g）2NO（g）為吸熱反應。 ②用三段式 N2（g）+O2（g）2NO（g） n（起始）（mol） 10 5 0 n（轉化）（mol） 1 1 2 n（平衡）（mol） 9 4 2 平衡時N2、O2、NO物質的量濃度依次為4.5mol/L、2mol/L、1mol/L，反應的平衡常數K====0.11。若開始向容器中充入N2與O2均為1mol，設從開始到平衡時轉化N2物質的量為x，用三段式 N2（g）+O2（g）2NO（g） n（起始）（mol） 1 1 0 n（轉化）（mol） x x 2x n（平衡）（mol） 1-x 1-x 2x 平衡時N2、O2、NO物質的量濃度依次為（1-x）/2mol/L、（1-x）/2mol/L、xmol/L，K===，解得x=mol，達到平衡后N2的轉化率為==0.143。 14．（13分）【安徽蚌埠2018屆高三上第一次質檢】某溫度時，將2molCO與5molH2的混合氣體充入容積為2L的密閉容器中，在催化劑的作用下發(fā)生反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。 （1）經過5min后，反應達到平衡，此時轉移電子6mol。該反應的平衡常數為_______。V(H2)=_____mol/(Lmin)。若保持體積不變，再充入2mulCO和1.5mol CH3OH，此時v(正)___ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。 （2）在其他條件不變的情況下，再增加2molCO與5molH2，達到新平衡時，CO的轉化率____(填“增大”“減小”或“不變”)。 （3）下列不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是__________ A．CH3OH 的質量不變 B．混合氣體的平均相對分子質量不再改變 C．V逆(CO)=2V正(H2) D．混合氣體的密度不再發(fā)生改變 （4）在一定壓強下，容積為VL的容器充入a molCO與2amolH2,在催化劑作用下反應生成甲醇,平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。 則p1_____p2(填“大于”“小于” 或“等于”，下同)，△H_____0。該反應在_______( 填“高溫” 或“低溫” )下能自發(fā)進行。 （5）能使該反應的反應速率增大,且平衡向正反應方向移動的是_____。 A．及時分離除CH3OH氣體 B．適當升高溫度 C．增大H2的濃度 D．選擇高效催化劑 （6）下面四個選項是四位學生在學習化學反應速率與化學反應限度以后,聯系化工生產實際所發(fā)表的看法，你認為不正確的是_______。 A．化學反應速率理論可指導怎樣在一定時間內快出產品 B．有效碰撞理論可指導怎樣提高原料的轉化率 C．勒夏特列原理可指導怎樣使用有限原料多出產品 D．正確利用化學反應速率和化學反應限度都可以提高化工生產的綜合經濟效益 【答案】（1）3（2分） 0.3 （2分） >（1分） （2）增大（1分） （3）cd （2分） （4） 小于（1分） 小于（1分） 低溫（1分） （5）c （1分） （6） b（1分） （2）在其它條件不變的情況下，再增加2molCO與5molH2，相當于增大壓強，CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），反應是氣體體積減小的反應，平衡正向進行，一氧化碳的轉化率增大；正確答案：增大。 （3）CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0，反應是氣體體積減小的放熱反應，反應達到平衡的標志是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變，分析選項中變量不變說明反應達到平衡狀態(tài)；CH3OH的質量不變，物質的量不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，a錯誤；反應前后氣體質量不變，反應前后氣體物質的量變化，當混合氣體的平均相對分子質量不再改變，說明反應達到平衡狀態(tài)，b錯誤；反應速率之比等于化學方程式計量數之比，等于正反應速率之比，2v正（CO）=v正（H2），當滿足2v逆（CO）=v正（H2）說明氫氣的正逆反應速率相同，反應達到平衡狀態(tài)，所以v逆（CO）=2v正（H2）不能說明反應達到平衡狀態(tài)，c正確；反應前后氣體質量不變，容器體積不變，混合氣體的密度始終不發(fā)生改變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，d正確；正確答案：c d； （4）相同溫度下，同一容器中，增大壓強，平衡向正反應方向移動，則CO的轉化率增大，根據圖象知，p1小于p2，溫度升高一氧化碳轉化率減小，說明升溫平衡逆向進行，逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，△H＜0，CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）反應是氣體體積減小的反應，△S＜0，反應自發(fā)進行的判斷根據是△H-T△S＜0，滿足此關系低溫下能自發(fā)進行；正確答案是：小于；小于；低溫； （6）化學反應速率理論可指導怎樣在一定時間內快出產品，而化學平衡理論可指導怎樣使用有限原料多出產品，有效碰撞理論可指導怎樣提高化學反應速率，不能指導怎樣提高原料的轉化率，故b項錯誤，答案選b。