第19讲：化学反应方向及化学平衡

更新时间：2018-11-22 浏览次数：473 类型：一轮复习

一、单选题

1. (2020高二上·蚌埠期末) 对于反应4Fe(OH)₂(s)＋2H₂O(l)＋O₂(g)=4Fe(OH)₃(s)　ΔH＝－444.3 kJ·mol^－¹　ΔS＝－280.1 J·mol^－¹·K^－¹。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

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2. (2018高二上·哈尔滨月考) 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

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3. (2018高二上·江苏期中) 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

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4. (2018高二上·广安期末) 在一密闭容器中，当反应aA(g) $\text{[math]}$ 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

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5. (2018高二上·雅安期末) 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

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6. (2018·河北模拟) 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) $\text{[math]}$ 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

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7. (2018高三上·河北期末) 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) $\text{[math]}$ 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

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8. (2018高二上·武汉期末) 已知某可逆反应：mA（g）＋nB（g） $\text{[math]}$ 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

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9. (2018高二上·中山期末) 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) $\text{[math]}$ 4NO(g)＋6H₂O(g)ΔH＝-akJ·mol^-1 B . N₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)ΔH＝-bkJ·mol^-1 C . 2SO₃(g) $\text{[math]}$ 2SO₂(g)＋O₂(g)ΔH＝+ckJ·mol^-1 D . 2N₂O₅(g) $\text{[math]}$ 4NO₂(g)＋O₂(g)ΔH＝+dkJ·mol^-1

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10. (2018高三上·浙江月考) 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)

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11. (2018·天津) 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 $\text{[math]}$ 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

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12. (2018高三上·张家口期末) 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^-6mol·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 $\text{[math]}$ Zn²⁺+2HCOO^-+2H₂O的平衡常数K=100

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13. (2018高二上·红桥期中) 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) $\text{[math]}$ 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

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14. (2018·金山模拟) 下图是恒温下H₂(g)+I₂(g) $\text{[math]}$ 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

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15. (2023高二上·嘉兴月考) 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，其中和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

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16. (2018高二上·邯郸期中) 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 . CaCO₃（s）⇌CaO（s）+CO₂（g）△H＞0 能否自发进行与温度有关 D . 常温下，反应C（s）+CO₂（g）=2CO（g）不能自发进行，则该反应的△H＞0

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二、填空题

17. 若在一定条件下得到的尿素为固体，2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（NH₂） ₂ （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”）

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18.
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．

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19. 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△S0（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）．

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20. (2015高三上·老河口期中) 可逆反应：aA（g）+bB（g） cC（g）+dD（g）；根据图回答：
①压强 P₁P₂；（a+b）（c+d）（填“＞”或“＜”下同）．
②温度t₁℃ t₂℃；△H0．
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”）．

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21. 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_逆（NO）=2v_正（O₂）
d．容器内的密度保持不变．

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22.
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 ．

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三、综合题

23. (2018高二上·汕头月考) 现有反应：CO(g)＋H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)＋H₂(g)ΔH＜0 在850℃时，K＝1。
1. （1）若升高温度到950℃时，达到平衡时K1(填“大于”“小于”或“等于”)。
2. （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. （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ab(填“大于”“小于”或“等于”)。
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24. (2018·石家庄模拟) 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) $\text{[math]}$ 2CO(g) ΔH=+172.5kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2CuO(s) $\text{[math]}$ Cu₂O(s)+CO₂(g)ΔH=-138.0KJ/mol
请回答：
1. （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. （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. （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. （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)。
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25. (2018·葫芦岛模拟) 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. （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) $\text{[math]}$ 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. （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) $\text{[math]}$ 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) $\text{[math]}$ 4N₂(g)+6H₂O(g)△H=。
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