2020版高考化学第7章化学反应的方向、限度与速率4第2节化学平衡移动原理及应用检测鲁科版.docx

第2节 化学平衡移动原理及应用 课后达标检测一、选择题1(2019张家口模拟)下列说法不能用勒夏特列原理来解释的是()A在一定浓度的盐酸中加入氢氧化钠溶液，体系温度逐渐升高，随后又逐渐降低B夏天打开啤酒，会有大量气泡冒出C实验室制备氯气时，用排饱和氯化钠溶液收集氯气D在K2CrO4溶液中加入几滴稀硫酸，颜色由黄色变为橙色解析：选A。HClNaOH=NaClH2O不属于可逆反应，不存在化学平衡，故不能用勒夏特列原理解释。2对于可逆反应：2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H0，下列说法正确的是()A加入催化剂，平衡正向移动B在恒温、恒容条件下，加入氢氧化钠，平衡不移动C在恒温、恒压条件下，通入He，平衡不移动D降温，平衡正向移动解析：选D。A项，催化剂不影响化学平衡的移动，A错；B项，加入的NaOH会吸收二氧化碳气体，平衡正向移动，B错；C项，恒温、恒压下通入He，体系体积会增大，相当于减小压强，则平衡逆向移动，C错。3(2019烟台自主练习)已知NO和O2经反应和反应转化为NO2，其能量变化随反应过程如图所示。2NO(g)N2O2(g)H1，平衡常数K1N2O2(g)O2(g)2NO2(g)H2，平衡常数K2下列说法中不正确的是()AH10，H20B2NO(g)O2(g)2NO2(g)的平衡常数KK1/K2C2NO(g)O2(g)2NO2(g)的HH1H2D反应的速率大小决定2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应速率解析：选B。由题图可知，反应和反应的反应物总能量均高于生成物总能量，所以H10，H2KcD压强：p1p2解析：选A。设起始充入NH3的物质的量为x mol，a点时，生成N2 y mol，则0.1，整理得x8y，故a点时NH3的转化率为100%25%，A项正确；达到平衡时，3v正(NH3)2v逆(H2)，B项错误；该反应的正反应是吸热反应，c点温度高，平衡常数大，故KbKc，C项错误；该反应的正反应是气体分子数增大的反应，温度相同时，压强减小，平衡正向移动，N2的体积分数增大，结合图像知，p1p2，D项错误。5(2018高考天津卷)室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OHHBrC2H5BrH2O，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C2H5BrC若反应物均增大至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解析：选D。加入NaOH，c(HBr)减小，平衡向逆反应方向移动，乙醇的物质的量增大，A项正确；增大HBr浓度，平衡向正反应方向移动，有利于生成C2H5Br，B项正确；若反应物按照化学计量数之比加入溶液中，则各物质的平衡转化率相等，故反应物均增大至2 mol，两种反应物平衡转化率之比不变，C项正确；若起始温度提高至60 ，生成物C2H5Br为气态，能够从反应体系中逸出，导致反应不断向正反应方向进行，因此不能缩短反应达到平衡的时间，D项错误。6(2019皖江名校联考)已知反应：CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)。起始以物质的量之比为11充入反应物，不同压强条件下，H2的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为)。下列有关说法正确的是()A上述反应的H0BN点时的反应速率一定比M点快C降低温度，H2的平衡转化率可达到100%D工业用此法制取甲烷应采用更高的压强解析：选A。由题图可知，其他条件相同时，温度升高，H2的平衡转化率降低，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，Hv逆DT2 时，若起始时向丙中充入0.06 mol N2和0.12 mol CO2，则达平衡时N2的转化率小于40%解析：选D。由题图可知，甲容器中反应先达到平衡状态，故T1T2，升高温度，平衡时CO2的物质的量减少，说明反应逆向进行，故该反应的正反应为放热反应，A项正确。根据表中数据可知，乙容器中反应相当于对甲容器中的反应增大压强，该反应为气体分子数减小的反应，故增大压强，平衡正向移动，故达到平衡时，乙中CO2的体积分数比甲中的大，B项正确。结合题中数据可知，T1 甲容器中反应达到平衡时，CO20.05 molL1，N20.025 molL1，NO0.05 molL1，CO0.05 molL1，故平衡常数K10(Lmol1)，若起始时充入0.40 mol NO、0.40 mol CO、0.40 mol N2和0.40 mol CO2，则浓度商Q5(Lmol1)v逆，C项正确。在丙容器中，达到平衡状态时，n(N2)0.06 mol，根据等效平衡，起始时充入0.20 mol NO和0.20 mol CO相当于充入0.10 mol N2和0.20 mol CO2，故平衡时N2的转化率为100%40%，现若充入0.06 mol N2和0.12 mol CO2，相当于在丙容器中反应达到平衡后减小压强，反应逆向进行，故平衡时N2的转化率大于40%，D项错误。二、非选择题8(2016高考全国卷)CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H)的变化如图所示。(1)用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应：_。(2)由图可知，溶液酸性增大，CrO的平衡转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。(3)升高温度，溶液中CrO的平衡转化率减小，则该反应的H_0(填“大于”“小于”或“等于”)。解析：(1)从题图可看出，铬酸根离子在酸性条件下逐渐转化成重铬酸根离子，离子方程式为2CrO2HCr2OH2O。(2)从图像看出，酸性越强，c(Cr2O)越大，说明CrO的平衡转化率越大。A点对应的离子浓度：Cr2O0.25 molL1，H1.0107 molL1，CrO1.0 molL10.25 molL120.5 molL1。平衡常数K1.01014 mol3L3。(3)升高温度，CrO的平衡转化率减小，说明平衡向左移动，根据平衡移动原理，正反应是放热反应，H0。答案：(1)2CrO2HCr2OH2O(2)增大1.01014 mol3L3(3)小于9(2016高考全国卷)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJ/molC3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJ/mol两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 。低于460 时，丙烯腈的产率_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于460 时，丙烯腈产率降低的可能原因是_(双选，填标号)。A催化剂活性降低B平衡常数变大C副反应增多 D反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为_，理由是_。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_。解析：(1)由于反应和均为放出热量较多的反应，产物的能量较低，故两个反应在热力学上趋势很大；由于反应为放热反应，且该反应为气体分子数增大的反应，故降低温度和降低压强均有利于反应正向进行，从而提高丙烯腈的平衡产率；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是使用合适的催化剂。(2)反应为放热反应，升高温度，丙烯腈的平衡产率应降低，故低于460 时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460 时，催化剂的活性降低、副反应增多均可能导致丙烯腈的产率降低，A、C项正确；该反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，B项错误；升高温度可以提高活化分子的百分数，但不能改变反应所需的活化能，D项错误。(3)从题图(b)中可看出当n(氨)/n(丙烯)1.0时，丙烯腈的产率最高，此时几乎没有丙烯醛；只发生反应时NH3、O2、C3H6的物质的量之比为11.51，结合空气中O2的体积分数约为20%，可确定进料气NH3、空气、C3H6的理论体积之比约为17.51。答案：(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度、降低压强催化剂(2)不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC(3)1.0该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低17.5110(2019广州一测)氮的固定意义重大，氮肥的使用大幅度提高了粮食产量。(1)目前人工固氮最有效的方法是_(用一个化学方程式表示)。(2)自然界发生的一个固氮反应是N2(g)O2(g)2NO(g)，已知N2、O2、NO三种分子中化学键断裂所吸收的能量依次为946 kJmol1、498 kJmol1、632 kJmol1，则该反应的H_kJmol1。该反应在放电或极高温度下才能发生，原因是_。(3)100 kPa时，反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1，反应2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2。图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)O2(g)2NO2(g)达到平衡时NO的转化率，则_点对应的压强最大。100 kPa、25 时，2NO2(g)N2O4(g)平衡体系中N2O4的物质的量分数为_，N2O4的分压p(N2O4)_kPa，列式计算平衡常数Kp_(Kp用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。100 kPa、25 时，V mL NO与0.5V mL O2混合后最终气体的体积为_mL。(4)室温下，用注射器吸入一定量NO2气体，将针头插入胶塞密封(如图3) ，然后迅速将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定，此时手握针筒有热感，继续放置一段时间。从活塞固定时开始观察，气体颜色逐渐_(填“变深”或“变浅”)，原因是_。已知：2NO2(g)N2O4(g)在几微秒内即可达到化学平衡解析：(2)根据H反应物总键能生成物总键能，知该反应的H946 kJmol1498 kJmol1632 kJmol12180 kJmol1。(3)图1中曲线为等压线，A、C在等压线下方，B在等压线上方，A、C点相对等压线，NO的平衡转化率减小，则平衡逆向移动，为减小压强所致，B点相对等压线，NO的平衡转化率增大，则平衡正向移动，为增大压强所致，故压强最大的点为B点。100 kPa、25 时，NO2的平衡转化率为80%，设起始时NO2的浓度为a，则平衡时NO2的浓度为0.2a、N2O4的浓度为0.4a，故N2O4的物质的量分数为100%66.7%。N2O4的分压p(N2O4)100 kPa66.7% 66.7 kPa。Kp0.06 (kPa)1。V mL NO与0.5V mL O2生成V mL NO2，根据100 kPa、25 时，2NO2(g)N2O4(g)平衡体系中NO2的转化率为80%，知平衡时气体的体积为V mL(180%)V mL80%0.6V mL。(4)根据题图2，知2