第二單元　化學(xué)反應(yīng)的方向和限度一、選擇題1．據(jù)報(bào)道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實(shí)。2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)下列敘述錯(cuò)誤的是                       (　　)A．使用Cu－Zn－Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率B．反應(yīng)需在300 ℃進(jìn)行可推測(cè)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C．充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率D．從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率解析　A項(xiàng)，多數(shù)催化劑能提高化學(xué)反應(yīng)速率；B項(xiàng)，判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)是根據(jù)體系能量的變化；C項(xiàng)，充入大量CO2氣體，平衡正向移動(dòng)，提高H2的轉(zhuǎn)化率；D項(xiàng)，平衡正向移動(dòng)，提高CO2和H2的利用率。答案　B2．下列關(guān)于ΔH－TΔS說(shuō)法中正確的是          (　　)A．ΔH－TΔS可用于判斷所有條件下的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行B．ΔH－TΔS只用于判斷溫度、體積一定的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行C．ΔH－TΔS只用于判斷溫度、壓強(qiáng)一定的反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行D．ΔH－TΔS＜0的反應(yīng)，在該條件下一定劇烈反應(yīng)解析　在不同溫度、壓強(qiáng)下ΔH－TΔS的值不同，所以選項(xiàng)A、B都不正確；ΔH－TΔS＜0能判定反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，但不一定是劇烈反應(yīng)，所以答案為C。答案　C3．700 ℃時(shí)，向容積為2 L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O，發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表(表中t2＞t1)：反應(yīng)時(shí)間/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80 t2 0.20下列說(shuō)法正確的是              (　　)A．反應(yīng)在t1min內(nèi)的平均速率為v(H2)＝ mol·L－1·min－1B．保持其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O，達(dá)到平衡時(shí)n(CO2)＝0.40 molC．保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20 mol H2O，與原平衡相比，達(dá)到新平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率增大，H2O的體積分?jǐn)?shù)增大D．溫度升高至800 ℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)解析　A項(xiàng)，反應(yīng)到t1 min時(shí)消耗的CO為0.40 mol，則生成的H2也為0.40 mol，則用H2表示該反應(yīng)的平均速率為v(H2)＝＝ mol·L－1·min－1；B項(xiàng)，由于CO、H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同，向容器中充入1.20 mol CO、0.60 mol H2O與充入0.60 mol CO、1.20 mol H2O反應(yīng)的結(jié)果是相同的，生成CO2的物質(zhì)的量均為0.40 mol；C項(xiàng)，向平衡體系中充入H2O(g)，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，但由于H2O的總量增加，本身的轉(zhuǎn)化率下降，所以H2O的體積分?jǐn)?shù)增大；D項(xiàng)，700 ℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝1，溫度升高到800℃時(shí)K變?yōu)?.64，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。答案　BC4．在一定條件下，已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2C(g)，下列說(shuō)法中正確的是 ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? (　　)A．平衡時(shí)，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K與各物質(zhì)的濃度有如下關(guān)系：K＝B．改變條件后，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K一定不變C．如果改變壓強(qiáng)并加入催化劑，平衡常數(shù)會(huì)隨之變化D．若平衡時(shí)增加A和B的濃度，則平衡常數(shù)會(huì)減小解析　K只隨溫度的改變而改變。答案　A5．已知如下反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH＜0在不同溫度(T1和T2)及壓強(qiáng)(p1和p2)下產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量n與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，下列判斷正確的是       (　　)A．T1＜T2，p1＜p2B．T1＞T2，p1＞p2C．T1＜T2，p1＞p2D．T1＞T2，p1＜p2解析　由圖像可知，在等壓p2作用下，溫度越高，反應(yīng)速率越快，則達(dá)平衡時(shí)間越短，則T1＞T2；比較等溫T2的p1、p2關(guān)系，由反應(yīng)式知，增大壓強(qiáng)，平衡正移，即n越大，則壓強(qiáng)越大，則p1＞p2，綜上所述，選B。答案　B 6．反應(yīng)aM(g)＋bN(g)cP(g)＋dQ(g)達(dá)到平衡時(shí)，M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如下圖所示。其中z表示反應(yīng)開(kāi)始時(shí)N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說(shuō)法正確的是????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ?????????????     ????????????? ????????????? ????????????? ?????????????  (　　)　　　　               (1)1.4 MPa　　　　　　(2)2.1MPa平衡時(shí)M的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)條件的關(guān)系圖A．同溫同壓同z時(shí)，加入催化劑，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加B．同壓同z時(shí)，升高溫度，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加C．同溫同z時(shí)，增加壓強(qiáng)，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加D．同溫同壓時(shí)，增加z，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)增加解析　由圖像可知M的體積分?jǐn)?shù)隨著溫度升高而減小，因此正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。催化劑只能改變反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)所需的時(shí)間，而對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無(wú)影響。升高溫度平衡正向移動(dòng)，因此Q的體積分?jǐn)?shù)增加。比較兩圖可知同溫同z時(shí)增加壓強(qiáng)，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，Q的體積分?jǐn)?shù)減小。同溫同壓時(shí)增加z，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)不一定增加，因?yàn)镹的物質(zhì)的量增加不定，因此A、C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤，只有B正確。答案　B7．電鍍廢液中Cr2O7可通過(guò)下列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鉻黃(PbCrO4)：Cr2O(aq)＋2Pb2＋(aq)＋H2O(l)2PbCrO4(s)＋2H＋(aq)　ΔH＜0該反應(yīng)達(dá)平衡后，改變橫坐標(biāo)表示的反應(yīng)條件，下列示意圖正確的是    (　　)解析　A項(xiàng)，平衡常數(shù)大小與溫度有關(guān)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，生成物的物質(zhì)的量濃度減小，反應(yīng)物的物質(zhì)的量濃度增大，平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，pH增大，c(H＋)減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，Cr2O轉(zhuǎn)化率增大，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，溫度升高，正、逆反應(yīng)速率都加快；D項(xiàng)，增大反應(yīng)物Pb2＋的物質(zhì)的量濃度，平衡正向移動(dòng)，另一反應(yīng)物Cr2O的物質(zhì)的量減小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案　A8．在容積可變的密閉容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于????????????? ?????????????    ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? (　　)A．5%  B．10%  C．15%  D．20%解析　由題給數(shù)據(jù)知：參加反應(yīng)的H2的物質(zhì)的量為：8 mol×25%＝2 mol。　　　　　　　　N2?。?H22NH3始態(tài)：          2 mol  8 mol  0變化量：          mol  2 mol   mol平衡態(tài)：          mol  6 mol   mol平衡時(shí)N2的體積分?jǐn)?shù)為：＝15%，故C正確。答案　C二、非選擇題9．密閉容器中mA(g)＋nB (g)pC(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，經(jīng)測(cè)定增大壓強(qiáng)p時(shí)，A的轉(zhuǎn)化率隨p而變化的曲線如圖所示：則：(1)增大壓強(qiáng)，A的轉(zhuǎn)化率________，平衡________移動(dòng)，達(dá)到平衡狀態(tài)后，混合物中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________________。(2)上述化學(xué)方程式中的系數(shù)m、n、p的正確關(guān)系是_________，再加入B，則平衡__________________。(3)當(dāng)降低溫度時(shí)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，則A的轉(zhuǎn)化率____________，正反應(yīng)是_______________________熱反應(yīng)。解析　由圖像可知，隨壓強(qiáng)的增大，A的轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，C的質(zhì)量分數(shù)降低，結(jié)合勒夏特列原理有m＋n＜p；增加反應(yīng)物的量，平衡正向移動(dòng)；降低溫度，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率增大，結(jié)合勒夏特列原理可得正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。答案　(1)降低　逆向　降低(2)m＋n＜p　正向移動(dòng)　(3)增大　放10．研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。(1)NO2可用水吸收，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)___________________________________。利用反應(yīng)6NO2＋8NH37N2＋12H2O也可處理NO2。當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時(shí)，消耗的NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是________L。(2)已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－12NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH＝－113.0 kJ·mol－1則反應(yīng)NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________________。a．體系壓強(qiáng)保持不變b．混合氣體顏色保持不變c．SO3和NO的體積比保持不變d．每消耗1 mol SO3的同時(shí)生成1 mol NO2測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1∶6，則平衡常數(shù)K＝____________。(3)CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。該反應(yīng)ΔH＝________0(填“＞”或“＜”)。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是_______________________________________________________。解析　本題以中學(xué)化學(xué)所涉及的重要非金屬元素及其化合物的性質(zhì)為載體來(lái)考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算、蓋斯定律的應(yīng)用，以及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、運(yùn)用圖像解決化學(xué)平衡移動(dòng)的有關(guān)規(guī)律等。(1)  由O2―→可知1 mol NO2參與反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4 mol，因此轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時(shí)，消耗NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為×1.2 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L。(2)根據(jù)蓋斯定律可得：ΔH＝＝－41.8 kJ·mol－1反應(yīng)：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)是氣體總體積不變的放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中體系壓強(qiáng)始終不變，且生成SO3和NO的體積比始終為1∶1，NO2的顏色不變說(shuō)明NO2的濃度不再發(fā)生變化，體系達(dá)到平衡。設(shè)起始時(shí)加入的NO2為1 mol，據(jù)阿伏加德羅定律，運(yùn)用“三步法”計(jì)算可得：　　　NO2(g)　＋　SO2(g)　　SO3(g)?。O(g)起始：  1 mol  2 mol  0  0轉(zhuǎn)化：  x mol  x mol  x mol  x mol平衡：  (1－x)mol  (2－x)mol  x mol  x mol依題意：＝　解之得：x＝0.8，所以：K＝＝＝。(3)分析題目中的坐標(biāo)圖像可知：升高溫度CO的轉(zhuǎn)化率降低，即升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)的ΔH＜0。答案　(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　6.72(2)－41.8　b　2.67或(3)＜　在1.3×104 kPa下，CO轉(zhuǎn)化率已較高，再增大壓強(qiáng)CO轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加，得不償失12．在一定溫度下將3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________。(2)已知在700 ℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1＝0.6，則該溫度下反應(yīng)CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K2＝________，反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常數(shù)K3＝________。(3)已知在1 000 ℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K4為1.0，則該反應(yīng)為_(kāi)_______反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(4)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。A．容器中壓強(qiáng)不變B．c(CO2)＝c(CO)C．生成a mol CO2的同時(shí)消耗a mol H2D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變(5)在1 000 ℃下，某時(shí)刻CO2的物質(zhì)的量為2.0 mol，則此時(shí)v(正)________v(逆)(填“>”、“＝”或“<”)。該溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。解析　(2)K2＝＝＝1.67；K3＝＝＝0.77。(3)升溫時(shí)K增大，說(shuō)明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(5)　　　　　CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)  1.5  1  0  0  0.5  0.5  0.5  0.5  1.0  0.5  0.5  0.5Q＝＝0.5<K4＝1.0所以反應(yīng)向正向進(jìn)行，v(正)>v(逆)。設(shè)1 000 ℃達(dá)平衡時(shí)，反應(yīng)掉CO2的物質(zhì)的量濃度為x，　　　　CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)  1.5  1  0  0  x  x  x  x  1.5－x  1－x  x  x＝1.0，x＝0.6α(CO2)＝×100%＝40%。答案　(1)(2)1.67　0.77　(3)吸熱　(4)C(5)>　40%      

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