第19讲:化学反应方向及化学平衡

年级: 学科: 类型: 来源:91题库

一、单选题(共16小题)

1、对于反应4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) ΔH=-444.3 kJ·mol1 ΔS=-280.1 J·mol1·K1。在常温、常压下反应能自发进行,对反应的方向起决定性作用的是(  )
A . 熵变 B . 温度 C . 压强 D . 焓变
2、下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是(  )
A . 1mol H2O在不同状态时的熵值:S[H2O(s)]<S[H2O(g)] B . 凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的 C . CaCO3s)⇌CaO(s)+CO2g)△H>0 能否自发进行与温度有关 D . 常温下,反应C(s)+CO2g)=2CO(g)不能自发进行,则该反应的△H>0
3、一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中 代表不同元素的原子。(   )

关于此反应说法错误的是( )

A . 一定属于吸热反应 B . 一定属于可逆反应 C . 一定属于氧化还原反应 D . 一定属于分解反应
4、下列四个图像所反映的内容与相应反应符合的是(a、b、c、d均大于0)(   )
A . 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-akJ·mol-1 B . N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-bkJ·mol-1 C . 2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)ΔH=+ckJ·mol-1 D . 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)ΔH=+dkJ·mol-1
5、已知某可逆反应:mA(g)+nB(g) r C(g)在密闭容器中进行。下图表示此反应在不同时间t,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的百分含量(B%)的关系曲线。由曲线分析下列判断正确的是( )

A . T1>T2 , p1>p2 , m+n>r,正反应吸热 B . T1<T2 , p1<p2 , m+n<r,正反应吸热 C . T1>T2 , p1>p2 , m+n<r,正反应放热 D . T1<T2 , p1<p2 , m+n>r,正反应放热
6、某温度下,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应: 2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g)(正反应放热)。下列说法正确的是(    )

容器

编号

物质的起始浓度(mol/L)

物质的平衡浓度(mol/L)

c(NO)

c(Br2)

c(NOBr)

c(NOBr)

I

0.3

0.15

0.1

0.2

II

0.4

0.2

0


III

0

0

0.2


A . 容器II达平衡所需的时间为4min,则v(Br2)=0.05mol/(L•min) B . 达平衡时,容器I与容器III中的总压强之比为2:1 C . 升高温度,逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动 D . 达平衡时,容器II中c(Br2)/c(NOBr)比容器III中的小
7、在初始温度为500℃、容积恒定为10L的三个密闭容器中,如图充料发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-25kJ/mol。已知乙达到平衡时气体的压强为开始时的0.55倍;乙、丙中初始反应方向不同,平衡后对应各组分的体积分数相等。下列分析正确的是(   )

A . 刚开始反应时速率:甲>乙 B . 平衡后反应放热:甲>乙 C . 500℃下该反应平衡常数:K=3×102 D . 若a≠0,则0.9<b<l
8、已知:25℃时,Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-18 , Ka(HCOOH)=1.0×10-4。该温度下,下列说法错误的是(   )
A . Zn(OH)2溶于水形成的饱和溶液中c(Zn2+)>1.0×10-6 mol·L-l B . HCOO-的水解常数为1.0×10-10 C . 向Zn(OH)2悬浊液中加入HCOOH,溶液中c(Zn2+)增大 D . Zn(OH)2+2HCOOH Zn2++2HCOO-+2H2O的平衡常数K=100
9、在一密闭容器中,当反应aA(g) bB(g)+cC(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,最终测得A的物质的量的浓度为原来的55%,则(   )
A . 平衡向正反应方向移动 B . a>b+c C . 物质B的质量分数增大 D . 以上判断都错误
10、已知:△G=△H-T△S,当△G<0,反应能自发进行,△G>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是(   )
A . 非自发反应在任何条件下都不能发生 B . 熵增加且放热的反应一定是自发反应 C . 自发反应一定是熵增加的反应,非自发反应一定是熵减小或不变的反应 D . 凡是放热反应都是能自发进行的反应,而吸热反应都是非自发进行的反应
11、25℃和1.01×105Pa时,反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol,自发进行的原因是( )
A . 是吸热反应 B . 是放热反应 C . 是熵减少的反应 D . 熵增大效应大于能量效应
12、下图是恒温下H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q(Q>0)的化学反应速率随反应时间变化的示意图,t1时刻改变的外界条件是(   )

A . 升高温度 B . 增大压强 C . 增大反应物浓度 D . 加入催化剂
13、室温下,向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸,溶液中发生反应;C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列有关叙述错误的是(   )
A . 加入NaOH,可增大乙醇的物质的量 B . 增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br C . 若反应物增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变 D . 若起始温度提高至60℃,可缩短反应达到平衡的时间
14、在一定的条件下,将 2mol SO2和1mol O2充入一定容密闭容器中,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-197 kJ/mol, 当达到平衡状态时,下列说法中正确的是( )
A . 生成 2 mol SO3    B . 放出热量197 kJ C . SO2和 SO3共有 2 mol    D . 含有氧原子共有3mol
15、常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s) +4CO(g) Ni(CO)4(g)。230℃时,该反应的平衡常数K=2×10-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2℃,固体杂质不参与反应。

第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4

第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230℃制得高纯镍。

下列判断正确的是 (   )

A . 增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大 B . 第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃ C . 第二阶段,Ni(CO) 4分解率较低 D . 该反应达到平衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
16、目前国际空间站处理CO2废气涉及的反应为CO2+4H2 CH4+2H2O。该反应的下列说法正确的是(      )
A . 钌催化剂能加快该反应的速率 B . 升高温度能减慢该反应的速率 C . 达到平衡时,CO2能100%转化为CH4 D . 达到平衡时,反应速率:v(正) = v(逆) = 0

二、填空题(共6小题)

1、若在一定条件下得到的尿素为固体,2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH22 (s)+H2O(g),开始在一密闭容器中充入0.1molNH3、0.65molH2O(g),保持温度不变,达到平衡时,混合气体的平均摩尔质量与起始相比       (填“变大”、“变小”或“不变”)

2、

化学学科中的平衡理论包括:化学平衡、电离平衡、溶解平衡等,且均符合勒夏特列原理.请回答下列问题.

(1)一定温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)△H>0,起始时,c(A)=0.2mol/L,c(B)=0.6mol/L,c(C)=0.4mol/L.当平衡时,下列数据可能存在的是       

a.c(A)=0.4mol/L                     b.c(B)=1.0mol/L

c.c(A)=0.3mol/L且c(C)=0.2mol/L     d.c(C)=1.0mol/L

若改变条件重新达到平衡后体系中C的质量分数增大,下列措施可行的是       

a.增加A的物质的量        b.减压

c.升温                  d.使用催化剂

(2)常温下,取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化如图所示.

则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是       (填“a”或“b”).设盐酸中加入的Zn质量为m1 , 醋酸溶液中加入的Zn质量为m2 , 则m1       (选填“<”、“=”、“>”)m2

3、

在某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种气体物质的量随时间的变化关系曲线如图所示.

(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为        .在该温度下,此化学反应的平衡常数表达式为       

(2)反应开始至5min,Y的转化率为       .

(3)在其他条件不变的情况下,如果起始充入X、Y、Z的物质的量分别为4mol、6mol、2mol,则此反应向       (填“正反应”,“逆反应”)方向进行.


4、可逆反应:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g);根据图回答:

①压强 P1      P2;(a+b)      (c+d)(填“>”或“<”下同).

②温度t1       t2℃;△H      0.

③保持体积和温度不变,通入He,平衡会      移动(填“正向”、“逆向”或“不”).


5、800℃时,在2L密闭容器中发生反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g),在反应体系中,n(NO)随时间的变化如表所示:

时间(s)

0

1

2

3

4

5

n(NO)(mol)

0.020

0.010

0.008

0.007

0.007

0.007

①图中表示NO2变化的曲线是      ,用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=      

②能说明该反应已经达到平衡状态的是      

a.v(NO2)=2v(O2) 

b.容器内压强保持不变

c.v(NO)=2v(O2

d.容器内的密度保持不变.

6、根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温常压和光照条件下N2在催化剂表面与水发生反应:2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g),此反应的△S      0(填“>”或“<”).若已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=a kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=b kJ/mol 2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)的△H=      用含a、b的式子表示).

三、综合题(共3小题)

1、Cu2O是重要的催化剂和化工原料,工业上制备Cu2O的主要反应如下:

Ⅰ.C(g)+CO2(g) 2CO(g) ΔH=+172.5kJ/mol

Ⅱ.CO(g)+2CuO(s) Cu2O(s)+CO2(g)ΔH=-138.0KJ/mol

请回答:

(1)C与CuO反应生成Cu2O和CO的热化学方程式为      ,一定温度下,该反应在密闭容器中达到平衡后,只增大容器的容积,再次达到平衡时,CO的平衡浓度      (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)一定温度下,向5L恒容密闭容器中加入1molCO和2molCuO,发生反应Ⅱ.5min时达到平衡,测得容器中CuO的物质的量为0.8mol。

①0-5min内,用CO2表示的反应速率v(CO2)=      .

②CO的平衡转化率a=      .

(3)向5L密闭容器中加入1molC和1molCO2 , 发生反应Ⅰ。 CO2、CO的平衡体积分数(φ)与温度(T)的关系如图所示。

①能表示CO2的平衡体积分数与温度关系的曲线为      (填"L1”或“L2”),理由为      

②温度为T1时,该反应的平衡常数K=      

(4)其他条件不变时,若水的分解反应用Cu2O作催化剂,则该反应的活化能      (填“增大”、“减小”或“不变”,下同), 反应热(ΔH)      
2、碳的氧化物和氮的氧化物与人类生活息息相关,它们之间有多种相互转化关系,可以变废为宝。
(1)为了模拟汽车尾气在催化转化器内的工作反应情况,控制定条件,让反应在恒容密闭容器中进行如下反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),用传感器测得不同时间NO和CO的依度如下表:

时间/s

0

1

2

3

4

5

c(NO)(10-4mol/L)

10.0

4.50

2.50

1.50

1.00

1.00

c(NO)(10-3mol/L)

3.60

3.05

2.85

2.75

2.70

2.70

①前2s内的平均反应速率v(N2)=      ,此温度下,该反应的平衡常数K=      

②能说明上述反应达到平衡状态的是      

A.2n(CO2)=n(N2)

B.混合气体的平均相对分子质量不变

C.气体密度不变

D.容器内气体压强不变

③当NO与CO浓度相等时,体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则NO的平衡转化率随温度升高而减小的原因是        ,压强p1、P2、P3的大小关系是      ,理由是      

(2)用氨气催化氧化还原法脱硝(NOx)

①根据下图判断提高脱硝效率(单位时间内NOx浓度变化占烟气初始浓度的百分比)的最佳条件是:      

②已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+akJ/mol

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-bk/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-ckJ/mol其中a、b、c均为大于0。

则放热反应:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)△H=      

3、现有反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH<0  在850℃时,K=1。
(1)若升高温度到950℃时,达到平衡时K      1(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2 , 则:

①当x=5.0时,上述平衡向      (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是      

(3)在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其他物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a      b(填“大于”“小于”或“等于”)。
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