2021-2022学年高二化学鲁科版（2019）寒假作业（4）化学反应的方向与限度

（4）化学反应的方向与限度

1.下列说法中错误的是(   )

A.在低温下能自发进行，则该反应的

B.加入合适的催化剂能降低反应活化能，从而改变反应的焓变

C.若，，化学反应在任何温度下都能自发进行

D.室温下不能自发进行，说明该反应的

2.在恒容绝热容器中进行可逆反应：。下列判断不能说明反应达到平衡状态的是(   )

A.气体的总物质的量不再变化       B.温度不再升高

C.混合气体的颜色不再变化         D.混合气体的平均摩尔质量不再变化

3.一定条件下，在恒容密闭容器中发生反应，达到化学平衡后，降低温度，混合物的颜色变浅，下列有关该反应的说法正确的是(   )

A.正反应为吸热反应                   B.正反应为放热反应

C.降温后CO的浓度增大               D.降温后各物质的浓度不变

4.某温度下，在2L的恒容密闭容器中充入气体A和气体B发生反应生成气体C，反应过程中各组分的物质的量随反应时间的变化如图所示。下列说法正确的是(   )

A.时刻反应达到平衡状态

B.B的平衡转化率为10%

C.该反应的化学方程式可表示为

D.该温度下，反应的平衡常数为300

5.工业上制备金属钾的反应为，该反应为吸热反应，反应温度通常为850℃。相关数据如下表所示，下列说法错误的是(   )

A.Na比K活泼  B.该反应的

C.该反应的  D.该条件下

6.下列事实中，不能应用化学平衡移动原理来解释的是(   )

①可用浓氨水和 NaOH 固体快速制氨气  

②用两个惰性电极电解溶液，溶液颜色变浅：

③开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫 

④溴水中存在平衡，当加入少量硝酸银固体后，溶液颜色变浅

⑤反应达平衡后，缩小容器体积可使体系颜色变深

A.①②③ B.②④⑤ C.②⑤ D.③④⑤

  7.在恒容密闭容器中存在下列平衡：。的平衡物质的量浓度与温度的关系如图所示。下列说法错误的是(   )

A.反应的

B.在时，若反应处于状态D，则一定有

C.平衡状态A与C相比，平衡状态A的小

D.若、时的平衡常数分别为，则

8.在一密闭容器中，反应达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原平衡时的60%，则(   )

A.平衡向逆反应方向移动了

B.物质A的转化率减小了

C.物质B的质量分数增大了

D.

9.一定条件下，在容积为3L的密闭容器中，发生反应，在不同温度下甲醇的物质的量随时间的变化如图所示。下列叙述正确的是(   )

A.平衡常数

B.300℃，当容器内压强不变时说明反应已经达到平衡

C.在其他条件不变的情况下，将E点的体系的容积压缩到原来的，则氢气的浓度增大

D.500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率：

10.一定温度下，将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中，发生反应，2min末反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的物质的量浓度为0.4，下列说法正确的是(   )

A.的值为2

B.A的平衡转化率为40%

C.此温度下该反应的平衡常数等于0.5

D.A和B的平衡转化率相等

11.现阶段煤仍然是我国的主要能源。常采用石灰石—石膏法将煤中的硫元素以的形式固定，从而降低的排放。但煤燃烧时产生的CO会与反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：

反应Ⅰ:活化能为，

反应Ⅱ：活化能为，

请回答下列问题：

（1）在相同条件下，若反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ的速率，则_______（填“大于”或“小于”）。

（2）恒容密闭容器中，加入足量和2 mol CO气体，此时压强为，发生反应Ⅰ、Ⅱ，时反应达到平衡，此时压强为，的物质的量是1.5mol。达到平衡时的物质的量为_____，反应Ⅰ的平衡常数________[对于气相反应，用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数，记作，如，为平衡总压强，为平衡体系中B的物质的量分数]。

（3）一定温度下，在恒容密闭容器中同时发生反应Ⅰ和Ⅱ，则_________（填“大于”“小于”或“等于”），随时间的变化趋势为____________。

（4）实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线如图所示：

①温度升高CaS质量百分数减小的原因是_____________。

②向该反应体系中投入石灰石，CaS质量百分数________（填“增大”“减小”或“不变”），理由是_______________。

12.温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点。

Ⅰ.与重整可以同时利用两种温室气体，其工艺过程中涉及如下反应：

反应①

反应②

反应③

（1）已知： ，则=______。

（2）一定条件下，向体积为L的密闭容器中通入、各1mol及少量，测得不同温度下反应达到平衡时各产物的产量如图1所示。

①图1中a和b分别代表产物______和____________；当温度高于900K，的产量随温度升高而下降的主要原因是_______________________________________。

②1100K时，与的转化率分别为95%和90%，反应①的平衡常数=______（写出计算式）。

Ⅱ.催化与反应生成的反应历程如图2所示（吸附在催化剂表面的物种用*标注），体系达到平衡时测得含碳产物中的物质的量分数及的转化率随温度的变化如图3所示。

（3）下列对甲烷化反应体系的说法合理的是_________。

A.含碳副产物的产率均低于

B.存在反应

C.存在副反应

D.转化为的过程中发生了能量转化

E.温度高于260℃后，升高温度，甲烷产率几乎不变

（4）甲烷化的过程中，保持与的体积比为1:4，反应气的总流量控制在，320℃时测得的平衡转化率为80%，则反应速率为_____________。

答案以及解析

1.答案：B

解析：A项，时反应可以自发进行，该反应的，又因为反应条件是低温，所以，正确；B项，加入催化剂只能改变活化能，不能改变焓变，错误；C项，若，，则，反应在任何温度下都能自发进行，正确；D项，由题意可知，反应的，若室温下不能自发进行，则，说明该反应的

，正确。

2.答案：C

解析：A项，该反应为气体分子数减小的反应，则在建立平衡的过程中，气体的总物质的量逐渐减小，故气体的总物质的量不再变化说明反应达到平衡状态；B项，该反应为放热反应，且在绝热容器中进行，则在建立平衡的过程中，体系温度逐渐升高，温度不再升高说明反应达到平衡状态；C项，该反应涉及的四种气体均为无色气体，则在建立平衡的过程中，混合气体颜色始终不变，该项符合题意；D项，该反应在建立平衡的过程中，混合气体的总物质的量逐渐减小，而总质量始终不变，则混合气体的平均摩尔质量逐渐增大，故混合气体的平均摩尔质量不再变化说明反应达到平衡状态。

3.答案：B

解析：降低温度，混合物颜色变浅，说明浓度减小，平衡向右移动，正反应为放热反应，CO浓度减小。

4.答案：C

解析： A项，时刻三种物质的物质的量相等，但此时刻后三种物质的物质的量仍发生变化，故该时刻反应未达到平衡状态，错误；B项，反应开始时，平衡时，所以B的平衡转化率为，错误；C项，根据题给图示可知，A、B是反应物，C是生成物，在前10min内三种物质的物质的量变化量之比为，10min后三种物质都存在，且物质的量不再发生变化，说明该反应为可逆反应，物质的物质的量变化之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，故该反应的化学方程式为，正确；D项，根据题给图示可知，平衡时，，，由于容器的容积是2L，故平衡时，，，，错误。

5.答案：A

解析：A项，金属性K>Na，故K比Na活泼，错误；B项，该反应为吸热反应，，正确；C项，反应温度为850℃时，根据表格中数据，Na、NaCl、KCl均为液态，而K为气态，随着反应的进行，气体增多，熵增大，该反应的，正确；D项，该反应在850℃时可以自发进行，，正确。

6.答案：C

解析：①氨水中存在：， NaOH固体有吸水性，且增大浓度，使上述平衡逆向移动，故①可用平衡移动原理来解释，不符合题意；②用两个惰性电极电解溶液时溶液中不存在化学平衡，溶液颜色变浅是由于浓度减小，故②不能用平衡移动原理来解释，符合题意；③开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫是由于减小压强使平衡逆向移动，故③能用平衡移动原理解释，不符合题意；溴水中存在平衡，当加入少量硝酸银固体后，由于发生反应，导致浓度减小，平衡正向移动，溶液颜色变浅，故④能用平衡移动原理解释，不符合题意；⑤对于反应达平衡后，缩小容器体积即增大压强，上述平衡不移动，但体积减小，蒸气浓度增大使体系颜色变深，故⑤不能用平衡移动原理来解释符合题意；故选C 。

7.答案：C

解析： A项，由题图可知，升高温度增大，平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，，正确；B项，时，若反应处于状态D，浓度大于平衡时浓度，平衡应逆向移动则一定有，正确；C项，平衡状态A与C相比，C对应温度高，则C点反应正向进行的程度大，所以平衡状态A的大，错误；D项，该反应的正反应为吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，则，正确。

8.答案：C

解析：温度不变，体积扩大一倍，压强减小，若平衡不移动，则B的浓度应为原平衡时的50%，而实际为60%，说明平衡向正反应方向移动了，则A的转化率增大、B的质量分数增大、正反应方向是气体体积增大的方向，即。综上所述C项符合题意。

9.答案：BC

解析： A项，，平衡常数，该反应放热，300℃下甲醇的含量高，即正反应进行的程度更大，故300℃的平衡常数大，错误；B项，是气体分子总数减小的反应，在容积为3L的密闭容器中，气体分子总数、气体压强会发生变化，当容器内压强不变时说明反应已经达到平衡，正确；C项，E点是平衡状态，压缩容积为原来的，则瞬间所有气体的浓度均增大一倍，由于增压平衡右移，氢气浓度有所下降，但比压缩前浓度大，正确；D项，，错误。

10.答案：AC

解析：A项，由2min末反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的物质的量浓度为0.4可得，解得，正确；B项，根据信息列出三段式：

A的平衡转化率为，错误；C项，由三段式可知，平衡时A、B、C、D的浓度分别为，则此温度下该反应的平衡常数，正确；D项，A的平衡转化率为，B的平衡转化率为，A和B的平衡转化率不相等，错误；故选A、C。

11.答案：（1）小于

（2）1mol；1.5

（3）大于；先增大后减小然后不变

（4）①温度升高反应Ⅰ平衡正向移动，增大，反应Ⅱ平衡逆向移动，因此CaS质量百分数减小②减小；石灰石分解生成，使增大，反应Ⅱ平衡逆向移动，因此CaS质量百分数减小

解析：（1）活化能越高，反应速率越慢。若反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ的速率，说明反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能，即小于。

（2）反应Ⅰ气体增多，反应Ⅱ气体的量不变，因此压强的改变是由反应Ⅰ引起的，设反应Ⅰ消耗CO的物质的量为，列三段式：

压强之比等于物质的量之比，因此，得；由题知的物质的量是1.5mol，故反应Ⅱ生成的物质的量是0.5mol，消耗CO0.5mol，因此平衡时CO的物质的量为0.5mol，反应Ⅰ的。

（3）一定温度下，恒容密闭容器中同时发生反应Ⅰ和Ⅱ，则，没有达到平衡之前，随时间的延长而逐渐增大，由于反应Ⅰ的速率更快，先达到平衡，随着反应Ⅱ

的进行，逐渐增大，使反应Ⅰ平衡逆向移动，此过程中随吋间的延长而逐渐减小，最终两个反应均达到平衡后，不再随时间的延长而改变。

（4）②向反应体系中投入石灰石，其受热分解生成，逐渐增大，反应Ⅱ逆向移动，因此CaS质量百分数减小。

12.答案：Ⅰ.（1）+247.4

（2）①；CO；是放热反应，升高温度，平衡逆向移动；②

Ⅱ.（3）ABCDE

（4）6.4

解析：Ⅰ.（1）记为反应④，根据盖斯定律，由反应①=反应②+反应③-反应④可知，。

（2）①由反应①②③可知，反应产物有CO、和，生成的会在反应②中与反应生成CO，CO的产量高于，故a曲线代表产物，b曲线代表产物CO；为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故的产量减小。②1100K时，与的转化率分别为95%、90%，则平衡时，，由图1可知，1100K时、，则反应①的平衡常数。

Ⅱ.（3）由图3可知，含碳产物中的物质的量分数，则含碳副产物的产率30%，故含碳副产物的产率均低于，A项正确；由题意及图2可知，该反应历程中存在反应和，B、C项正确；化学反应伴随着物质转化和能量转化，D项正确；由图3可知，当温度高于260℃时，的平衡转化率还在增大，但的物质的量分数几乎不再变化，则继续升高温度甲烷产率几乎不变，E项正确。

（4）甲烷化的过程中，与的体积比为1:4，反应气的总流量为，则1min内通入的体积为，320℃时的平衡转化率为80%，则。