课时作业(二十二) 化学平衡的移动 化学反应进行的方向(对应学生用书P257)一、选择题(本题包括10个小题，每小题5分，共50分)1．已知反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法正确的是( )A．低温下能自发进行B．高温下能自发进行C．低温下不能自发进行，高温下能自发进行D．任何温度下都不能自发进行2．对已达平衡的反应：CO2(g)CO2(aq) ΔH＝－19.75kJ/mol，若减小二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是( )A．升温增压 B．降温减压C．升温减压D．降温增压解析：CO2气体溶于水时放热，温度升高平衡逆向移动；CO2气体溶于水时气体体积减小，压强减小，平衡逆向移动。答案：C3．对已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是( )①生成物的百分含量一定增加 ②生成物的产量一定增加 ③反应物的转化率一定增大 ④反应物的浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率 ⑥使用了适宜的催化剂A．②⑤ B．①②C．③⑤D．④⑥解析：平衡正向移动时，生成物的产量增加，但其百分含量不一定增加。增加某种反应物，平衡正向移动，其转化率反而降低，浓度增加。答案：A4．可逆反应mA(s)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)反应过程中，当其他条件不变时，C的体积分数φ(C)在不同温度(T)和不同压强(p)的条件下随时间(t)的变化关系如图所示。8\n下列叙述正确的是( )A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大B．当平衡后，若温度升高，化学平衡向逆反应方向移动C．化学方程式中，n>(p＋q)D．达到平衡后，增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动解析：使用催化剂，平衡不移动，C的体积分数不变，A项错；根据图甲可知，T2>T1，温度升高，φ(C)减小，说明温度升高，平衡向逆反应方向移动；根据图乙，可知p2>p1，压强增大时，φ(C)减小，说明平衡向逆反应方向移动，根据增大压强平衡向气体分子数减小的方向移动，则n<(p＋q)，C项错；A为固体，增加其质量，平衡不移动，D项错。答案：B5．某温度下的2L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)如下表所示。下列说法正确的是( )XYWn(起始状态)/mol210n(平衡状态)/mol10.51.5A.该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝B．升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH>0C．增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动D．该温度下，再向容器中通入3molW，达到平衡时，n(X)＝2mol6．在容积不变的密闭容器中，一定条件下发生反应：2AB(g)＋2C(g)，且达到平衡。当升高温度时气体的密度增大，则下列叙述中正确的是( )A．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小B．若正反应是放热反应，则A为气态C．物质A一定为非气态，且正反应是吸热反应D．若向容器中充入惰性气体，则平衡向右移动8\n7．某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段，分别改变反应的一个条件，测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如下图所示：下列说法中正确的是( )A．30min～40min间该反应使用了催化剂B．反应方程式中的x＝1，正反应为吸热反应C．30min时降低温度，40min时升高温度D．8min前A的平均反应速率为0.08mol·L－1·min－1解析：A项，若使用催化剂，则化学反应速率加快，A不正确。由第一个图可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，都为1，由第二个图可知，30min时改变的条件为降压，40min时改变的条件为升温，且升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应B、C项不正确。8min前A的平均反应速率为(2.0mol·L－1－1.36mol·L－1)/8min＝0.08mol·L－1·min－1，D项正确。答案：D8．某可逆反应过程能量变化如图所示，下列说法中正确的是( )A．该反应热化学方程式为：A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(g) ΔH>0B．其他条件不变，升高温度，A的转化率增大C．其他条件不变，增大压强，释放热量减少，平衡常数K减小D．其他条件不变，加催化剂，反应速率增大，E1和E2均减小，ΔH不变解析：由于E2>E1，则ΔH8\n<0，A项错误；对于放热反应，升高温度，平衡逆向移动，A的转化率减小，B项错误，K只与温度有关，增大压强，K不变，C项错误；催化剂能降低E1，E2也相应减小，v增大，但ΔH不变。答案：D9．在恒温、恒压下，amolA和bmolB在一个容积可变的容器中发生反应：A(g)＋2B(g)2C(g)，一段时间后达到平衡，生成nmolC。则下列说法中正确的是( )A．物质A、B的转化率之比为1∶2B．起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为(a＋b)∶(a＋b－0.5n)C．当2v正(A)＝v逆(B)时，反应一定达到平衡状态D．充入惰性气体(如Ar)，平衡向正反应方向移动解析：根据三段式计算：A(g) ＋ 2B(g) 2C(g)起始量 amolbmol0转化量 molnmolnmol平衡量(a－)mol(b－n)molnmol则A、B转化率之比为∶＝b∶2a，A项错误；起始量与平衡量的物质的量之比为(a＋b)∶(a＋b－)，但容器容积可变，即恒压，压强比为1∶1，B项错误；充入惰性气体，恒压容器中的平衡应向气体体积增大的方向移动，即逆向移动，D项错误。答案：C10．高温下，某反应达到平衡，平衡常数K＝，恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是( )A．该反应的焓变为正值B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C．升高温度，逆反应速率减小D．该反应化学方程式为CO＋H2O(g)CO2＋H2解析：由K＝得反应方程式为：CO2＋H2CO＋H2O(g)，温度升高，H2浓度减小，平衡正向移动，说明该反应为吸热反应，A项正确；压强增大，各气体的浓度都增大，B项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，C项错误；由K的表达式所得方程式与D项不同，D项错误。8\n答案：A二、非选择题(本题包括3个小题，共50分)11．(15分)一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3：N2＋3H2O2NH3＋O2。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(反应时间3h)：T/℃304050生成NH3量/(10－6mol)4.85.96.0请回答下列问题：(1)50℃时从开始到3h内以O2物质的量变化表示的平均反应速率为________mol/min。(2)该反应过程与能量关系可用如图表示，完成反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：________________________________________________________________________。(4)工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.80molN2(g)和1.60molH2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的体积分数为20%。①该条件下反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为________。②相同条件下，在另一相同容器中充入amolN2(g)和bmolH2(g)，达到平衡时，测得容器中NH3为0.8mol，H2为2.0mol，则a＝________，b＝________。解析：(1)n(O2)＝n(NH3)＝×6.0×10－6mol＝×10－6mol，v(O2)＝＝＝2.5×10－8mol·min－1。(4)① N2(g) ＋ 3H2(g)2NH3(g)起始n/mol0.801.600转化n/molx3x2x平衡n/mol0.80－x1.60－3x2x8\n＝20%，解得：x＝0.2。则K＝＝＝0.9375。②由温度相同知K′＝，设平衡时N2物质的量为yK′＝＝y＝0.3mol由等效转化可求起始时N2、H2的物质的量。答案：(1)2.5×10－8(2)N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋O2(g)ΔH＝－765.2kJ·mol－1(3)升高温度 加压 不断移出生成物脱离反应体系(合理均可)(4)①0.9375 ②0.7 3.212．(15分)一定条件下，A与B可发生以下变化：A(g)＋B(g)C(g) ΔH＝－QkJ/mol。(1)若保持温度、压强不变，开始时向密闭容器内充入1molA和1molB(起始体积为V)，达到平衡后，生成了amolC。①平衡后A的转化率为________，容器体积为______。②若仍旧保持该温度、压强不变，开始时充入3molA和3molB，平衡后，生成的C的物质的量为________mol，反应所放出的热量为________kJ，容器体积为______。③保持温度、压强不变，开始时放入xmolA、2molB、1molC，达到平衡后，A、C的物质的量分别为ymol、3amol，则x＝__________，y＝______。(2)若保持温度不变，在体积为V的定容密闭容器内充入1molA和1molB，达到平衡后，生成了bmolC。①a与b的关系为________。②保持温度和体积不变，向平衡体系中再充入3molC，待再次达到平衡后，C的物质的量为b′mol，则b′与b的关系为________。解析：(1)①生成了amolC，则转化了amolA且总物质的量减少了amol。2∶V＝(2－a)∶V′，V′＝V；②与①构成等效平衡，生成3amolC，放热3aQ8\nkJ，容器体积为3V′；③与②形成的平衡状态完全相同，x＋1＝3，y等于①中平衡时n(A)的3倍。(2)定容时，随反应进行压强减小，A、B的转化率比(1)小，故b＜a；保持温度和体积不变，又充入3molC，相当于又充入3molA和3molB，若后加入的A和B的转化率与原平衡相同，则b′＝4b，但A、B的转化率均增大了，所以b′＞4b。答案：(1)①a×100% V ②3a 3aQ (2－a)V③2 3－3a(2)①a＞b ②b′＞4b13．(20分)Ⅰ.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视。(1)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如：a．6CO2＋6H2O光合作用,C6H12O6＋6O2b．CO2＋3H2CH3OH＋H2Oc．CO2＋CH4CH3COOHd．2CO2＋6H2CH2CH2＋4H2O以上反应中，原子利用率最高的是________。(2)一定条件下，在体积为3L的密闭容器中加入一定量的CO2和H2混合气体，反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。①该反应的平衡常数表达式K＝________；根据图示，升高温度，K值将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。②判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是________(填字母)。a．v生成(CH3OH)＝v消耗(CO2)b．混合气体的密度不再改变c．混合气体的平均相对分子质量不再改变d．CO2、H2、CH3OH的浓度均不再变化③300℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是________(填字母)。a．H2的物质的量减少8\nb．正反应速率加快，逆反应速率减慢c．CH3OH的物质的量增加d．重新平衡时K减小Ⅱ.氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－93.4kJ/mol当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量)，反应速率与时间的关系如图1所示。(1)图1中t1时引起平衡移动的条件可能是________________________________________________________________________。(2)温度为T℃时，将2amolH2和amolN2放入如图2所示的密闭容器中，如果活塞能左右自由移动，充分反应后测得N2的转化率为50%，如果在相同温度下将2amolH2、amolN2和2amolNH3的混合气体放入该容器中，平衡时H2的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。Ⅱ.(1)加压 (2)减小8
