2021届一轮复习苏教版7-2 化学反应的方向和限度作业
二十 化学反应的方向和限度
1.某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是 ( )
A.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大
B.若缩小反应容器的容积,能使平衡正向移动,则K增大
C.温度越高,K一定越大
D.如果m+n=p,则K=1
【解析】选A。K越大,该反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A正确;对于一个确定的化学反应,K只与温度有关,温度一定,K一定,与压强无关,B错误;因该反应的热效应不确定,C错误;K=,故由m+n=p无法判断K的大小,D错误。
2.某温度下2 L密闭容器中3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示,下列说法正确的是 ( )
X
Y
W
n(起始状态)/mol
2
1
0
n(平衡状态)/mol
1
0.5
1.5
A.该温度下,此反应的平衡常数表达式是K=
B.其他条件不变,升高温度,若W的体积分数减小,则此反应ΔH<0
C.其他条件不变,使用催化剂,正、逆反应速率和平衡常数均增大,平衡不移动
D.其他条件不变,当密闭容器中混合气体密度不变时,表明反应已达到平衡
【解析】选B。由表知,X、Y是反应物,W是生成物,且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)=2∶1∶3,化学方程式为2X+Y3W,反应的平衡常数表达式是K=,A错误;升高温度,若W的体积分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,则此反应的ΔH<0,B正确;使用催化剂,平衡常数不变,C错误;混合气体密度一直不变,不能说明反应已达到平衡,D错误。
3.在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( )
①混合气体的压强;②混合气体的密度;③B的物质的量浓度;④气体的总物质的量;⑤混合气体的平均相对分子质量
A.①②③ B.②③⑤
C.①③⑤ D.①④⑤
【解析】选B。首先要确定该可逆反应的特点:反应前后气体体积不变,反应物A为固体,再确认外界条件为恒温恒容条件。因此,压强、气体的总物质的量均为不变量,而混合气体的密度、B的物质的量浓度、混合气体的平均相对分子质量均为可变量,故选B。
4.温度为T K时,将0.40 mol A气体充入2.0 L固定容积的密闭容器中,发生反应A(g)2B(g) ΔH>0,经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表:
时间/s
0
20
40
80
100
n(A)/mol
0.40
0.20
0.10
n(B)/mol
0
0.24
0.60
0.60
下列说法正确的是 ( )
A.0～40 s的平均反应速率v(B)=0.01 mol·L-1·s-1
B.T K时该反应的平衡常数为3.6
C.相同条件下,若起始时充入0.80 mol A,则达到平衡时c(B)小于0.60 mol·L-1
D.相同条件下,若起始时向容器中充入0.05 mol A、0.70 mol B,则反应达到平衡前v(正)>v(逆)
【解析】选C。0～40 s内的平均反应速率v(B)=2v(A)=2×=
0.005 mol·L-1·s-1,A项错误。100 s时反应处于平衡状态,平衡常数
K===1.8,B项错误。相同条件下,若起始时投入0.80 mol A,则达到的平衡相当于原平衡缩小一半容器体积的效果,平衡向左移动,C项正确。Qc==4.9>1.8,达到平衡前反应逆向进行,故反应达到平衡前v(正)
甲,A正确;若甲容积为1 L,乙容积为2 L,SO2的百分含量甲与乙相同,将乙压缩至1 L,平衡右移,O2的转化率增大,SO2百分含量减小,故C正确,D不正确;压缩时各气体浓度均增大,故乙中c(O2)大,B正确。
2.如图曲线表示其他条件一定时,反应2W(g)+Q(g)2G(g)(正反应为放热反应)中W的转化率与温度的关系,图中标有a、b、c、d四点,
其中表示未达到平衡状态,且v(正)>v(逆)的是 ( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
【解析】选C。纵轴表示W的转化率,横轴表示温度,曲线上的任意一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的W的转化率,从c点作纵轴的平行线与曲线交于一点,这表示若想达到c点对应温度的平衡状态,需要转化更多的W,则c点未达到平衡状态,且反应向正反应方向进行,即v(正)>v(逆)。
3.FeCl3溶液与KSCN溶液混合时存在下列平衡:
Fe3+(aq)+SCN-(aq)Fe(SCN)2+(aq)。已知某条件下,反应达到平衡时,Fe(SCN)2+的物质的量浓度与温度的关系如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.该反应为吸热反应
B.T1、T2时反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2
C.反应处于D点时,一定有v(正)K2,故B项正确;在曲线下方,未处于平衡状态,c[Fe(SCN)2+]比平衡状态小,应向正反应方向移动,v(正)>v(逆),故C项错误;升高温度,平衡向逆反应方向移动,A点温度小于B点,所以A点的c(Fe3+)小,故D项错误。
4.加热N2O5,依次发生分解反应:①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)、②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)。在体积为2 L的恒容密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到T ℃时反应达到平衡状态,此时O2和N2O3的物质的量分别为9 mol、3.4 mol,则T ℃时反应①的平衡常数为 ( )
A.10.7 B.8.5 C.9.6 D.10.2
【解析】选B。设分解的N2O5的浓度为x mol·L-1,生成的N2O浓度为y mol·L-1。
N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)
c(始)(mol·L-1) 4 0 0
c(变)(mol·L-1) x x x
c(平)(mol·L-1) 4-x x x
N2O3(g)N2O(g)+O2(g)
c(始)(mol·L-1) x 0 x
c(变)(mol·L-1) y y y
c(平)(mol·L-1) x-y y x+y
根据题意有x-y=1.7,x+y=4.5,解得x=3.1,y=1.4,则平衡时,c(N2O5)=
0.9 mol·L-1,c(N2O3)=1.7 mol·L-1,c(O2)=4.5 mol·L-1。
K===8.5。
5.利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO,能达到保护环境和能源再利用的目的,反应方程式为Cu(NH3)2Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示:
T/℃
15
50
100
K
5×104
2
1.9×10-5
下列说法正确的是 ( )
A.上述逆反应为放热反应
B.15 ℃时,该反应的逆反应K=2×10-5
C.保持其他条件不变,减小压强,CO的转化率升高
D.醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对CO的吸收多少没有影响
【解析】选B。根据题给数据知,温度降低,平衡常数增大,说明降低温度,平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应,逆反应为吸热反应,故A项错误;正逆反应的平衡常数互为倒数。故15℃时该反应的逆反应K==2×10-5,B项正确;减小压强,平衡逆向移动,CO的转化率降低,C项错误;增大醋酸二氨合铜溶液的浓度,平衡向正反应方向移动,有利于CO的吸收,D项错误。
6.苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8),其反应原理是
C8H10(g)C8H8(g)+H2(g)
ΔH=+125 kJ·mol-1
Ⅰ.某温度下,将0.40 mol 苯乙烷,充入2 L真空密闭容器中发生反应,测定不同时间该容器内物质的量,得到数据如下表:
时间/min
0
10
20
30
40
n(C8H10)/mol
0.40
0.30
0.26
n2
n3
n(C8H8)/mol
0.00
0.10
n1
0.16
0.16
(1)当反应进行到20 min时,该段时间内H2的平均反应速率是________。
(2)该温度下,该反应的化学平衡常数是________。
(3)若保持其他条件不变,用0.40 mol H2(g)和0.40 mol C8H8(g)合成C8H10(g),当有30 kJ热量放出时,该反应中H2的转化率是________。此时,该反应是否达到了平衡状态?________(填“是”或“否”)。
Ⅱ.工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应),C8H10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图Ⅰ、图Ⅱ所示。
(4)由图Ⅰ可知,T1________(填“大于”“小于”或“等于”)T2。
(5)由图Ⅱ可知,当其他条件不变时,水蒸气的用量越大,C8H10的平衡转化率将________(填“越大”“越小”或“不变”),原因是
__ __________
【解析】(1)v(H2)=v(C8H10)==0.003 5 mol·L-1·min-1
(2) C8H10(g)C8H8(g)+H2(g)
起始/mol·L-1 0.20 0 0
平衡/mol·L-1 0.12 0.08 0.08
K==
(3) C8H8(g)+H2(g)C8H10(g)
起始/mol 0.40 0.40 0
某时刻/mol 0.40-x 0.40-x x
125 kJ·mol-1×x=30 kJ
x=0.24 mol
α(H2)=×100%=60%
Q===,所以反应处于平衡状态。
(4)升温,平衡右移,C8H10的平衡转化率增大,所以T1大于T2。
(5)随着水蒸气的加入,扩大了容器的体积,相当于对反应体系减小压强,平衡右移,转化率增大。
答案:(1)0.003 5 mol·L-1·min-1
(2)或0.053 (3)60% 是
(4)大于 (5)越大 随着水蒸气的加入,扩大了容器的体积,相当于对反应体系减小压强(或使得浓度商Q
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