2025年高考化学一轮复习 课时检测五十：化学平衡、化学反应方向及调控的基本知能评价（含解析）

这是一份2025年高考化学一轮复习 课时检测五十：化学平衡、化学反应方向及调控的基本知能评价（含解析），共6页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行
B．反应NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.7 kJ·ml－1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向
2．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)＋Cl2(g)⥫⥬ 2HCl(g)＋I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是( )
A．容器内气体压强不再改变
B．容器内气体密度不再改变
C．容器内气体颜色不再改变
D．断裂1 ml Cl—Cl键的同时断裂1 ml H—Cl键
3．(2022·江苏等级考)用尿素水解生成的NH3催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)⥫⥬ 4N2(g)＋6H2O(g)，下列说法正确的是( )
A．上述反应ΔS<0
B．上述反应平衡常数K＝eq \f(c4\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(N2))·c6\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2O)),c4\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(NH3))·c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(O2))·c4NO)
C．上述反应中消耗1 ml NH3，转移电子的数目为2×6.02×1023
D．实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
4．温度为T1时，将气体X和气体Y各1.6 ml充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)⥫⥬ 2Z(g)，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表，下列说法正确的是( )
A.前4 min的平均速率v(Z)＝0.025 ml·L－1·min－1
B．T1时，反应的平衡常数K1＝1.2
C．其他条件不变，9 min后，向容器中再充入1.6 ml X，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时X的浓度减小，Y的转化率增大
D．其他条件不变，若降温到T2达到平衡时，平衡常数K2＝4，则此反应的ΔH>0
5．(2024·浙江高三开学校联考)某2 L密闭容器中投入NO、O2分别为2 ml、1 ml，只发生反应：2NO＋O2⥫⥬ 2NO2，在不同温度下、相同时间(t min)内NO的转化率如表所示。则下列说法正确的是( )
A.该反应是吸热反应
B．若温度为50 ℃，NO的转化率>80%
C．30 ℃、70 ℃温度下，t min时的NO2生成速率相等
D．80 ℃温度下，该反应的平衡常数为2
6．(2023·河北等级考)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应：
2W(g)eq \(=====,\s\up7(①))4X(g)＋Y(g)
③②
2Z(g)
反应②和③的速率方程分别为v2＝k2c2(X)和v3＝k3c(Z)，其中k2、k3分别为反应②和③的速率常数，反应③的活化能大于反应②。测得W(g)的浓度随时间的变化如下表。
下列说法正确的是( )
A．0～2 min内，X的平均反应速率为
0．080 ml·L－1·min－1
B．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大
C．若k2＝k3，平衡时c(Z)＝c(X)
D．若升高温度，平衡时c(Z)减小
7．(2023·重庆等级考)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬ CO(g)＋H2O(g)
反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)⥫⥬ CH4(g)＋2H2O(g)
在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．反应Ⅰ的ΔH<0，反应Ⅱ的ΔH>0
B．M点反应Ⅰ的平衡常数K<1
C．N点H2O的压强是CH4的3倍
D．若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，则曲线之间交点位置不变
8．(2024·徐州模拟)氯元素具有多种化合价，可形成Cl－、ClO－、ClOeq \\al(－,2)、ClOeq \\al(－,3)和ClOeq \\al(－,4)等离子，在一定条件下能发生相互转化。在新型催化剂RuO2作用下，O2氧化HCl可获得Cl2：4HCl(g)＋O2(g)⥫⥬ 2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝a kJ·ml－1。对于反应4HCl(g)＋O2(g)⥫⥬ 2H2O(g)＋2Cl2(g)，下列说法正确的是( )
A．该反应ΔH<0
B．4 ml HCl与1 ml O2反应转移电子数约为4×6.02×1023
C．RuO2的使用能降低该反应的焓变
D．反应的平衡常数K＝eq \f(c2Cl2,c4HCl·cO2)
9．(2024·张家界模拟)在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)⥫⥬ Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如表所示。下列说法不正确的是( )
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)⥫⥬ Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5
C．80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 ml·L－1，则此时v正>v逆
D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 ml，则Ni(CO)4 的平衡浓度为2 ml·L－1
10.甲醇是重要的化工原料，可用于制备丙烯、氢气等。
(1)MTO法由甲醇制备丙烯时的反应原理是甲醇先脱水生成二甲醚，然后二甲醚与甲醇的平衡混合物脱水转化为含丙烯较多的低聚烯烃。某温度下，在密闭容器中加入CH3OH气体，发生脱水反应：2CH3OH(g)⥫⥬ CH3OCH3(g)＋H2O(g)，一段时间后测得各组分的浓度如表所示：
该温度下，反应的平衡常数数值是__________，CH3OH的平衡转化率是________。
(2)利用甲醇水蒸气重整制氢是获得氢气的重要方法。反应原理如下：
反应ⅰ(主反应)：CH3OH(g)＋H2O(g)⥫⥬ CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49 kJ·ml－1
反应ⅱ(副反应)：H2(g)＋CO2(g)⥫⥬ CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41 kJ·ml－1
①温度高于300 ℃则会同时发生CH3OH转化为CO和H2的副反应，该反应的热化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②反应中，经常使用催化剂提高化学反应速率，但催化剂对反应具有选择性。一定条件下，测得CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化情况分别如图所示(CO、CO2的选择性：转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。
从图中可知，反应的适宜温度为______________，随着温度的升高，催化剂对________(填“反应ⅰ”或“反应ⅱ”)的选择性降低。
课时检测(五十)
1．B 反应的ΔH>0，固态物质分解为气态物质，反应的ΔS>0。
2．D 反应过程中压强、气体密度是变量，容器内压强、气体密度不再改变说明反应达到平衡；容器内气体颜色不再改变，说明氯气的浓度不变，反应达到平衡状态；平衡时断裂1 ml Cl—Cl键的同时断裂2 ml H—Cl键，因此D项不能说明该反应达到平衡状态。
3．B 由题给方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，ΔS＞0，A错误；由方程式可知，反应每消耗4 ml氨气，转移12 ml电子，则反应中消耗1 ml氨气转移电子的数目为3×6.02×1023，C错误；实际应用中，加入尿素的量过多，尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度增大，D错误。
4．A 由题表中数据可求得前4 min内消耗的Y为0.50 ml，v(Y)＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(\f(Δn,V),Δt)＝eq \f(\f(0.5 ml,10 L),4 min)＝0.012 5 ml·L－1·min－1，所以v(Z)＝2v(Y)＝0.025 ml·L－1·min－1，A正确；由题表中数据可知7 min 时反应达到平衡，反应的三段式为
X(g)＋Y(g)⥫⥬ 2Z(g)
起始/(ml·L－1) 0.16 0.16 0
变化/(ml·L－1) 0.06 0.06 0.12
平衡/(ml·L－1) 0.1 0.1 0.12
所以平衡常数K1＝eq \f(c2Z,cX·cY)＝eq \f(0.122,0.1×0.1)＝1.44，B错误；其他条件不变，9 min时是平衡状态，再充入1.6 ml X，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时Y的转化率增大，由于X加入量大于平衡移动消耗量，所以再次达到平衡时，X的浓度增大，C错误；T1时，平衡常数K1＝1.44，降温到T2达到平衡时，平衡常数K2＝4，说明降低温度平衡正向移动，所以该反应正向为放热反应，ΔH<0， D错误。
5．B 根据表格数据，随着温度升高，速率加快，5 ℃、30 ℃ t min内未达平衡，70 ℃、80 ℃温度下t min内反应已经达到平衡，平衡转化率随温度升高而减小，该反应为放热反应，A错误；由A项分析和表格数据可知，50 ℃时NO的转化率大于80%，B正确；30 ℃、70 ℃转化率相同，但温度不同，t min时的NO2生成速率不一定相等，C错误；80 ℃反应t min时已建立该条件下的平衡，NO、O2的起始浓度分别为1 ml·L－1、0.5 ml·L－1，NO的转化率为50%，则NO、O2、NO2的平衡浓度分别为0.5 ml·L－1、0.25 ml·L－1、0.5 ml·L－1，故K＝eq \f(c2NO2,c2NOcO2)＝eq \f(0.52,0.52×0.25)＝4，D错误。
6．D 0～2 min内，Δc(W)＝(0.160－0.080)ml·L－1＝0.080 ml·L－1，生成Δc(X)＝2Δc(W)＝0.160 ml·L－1，但一部分X转化为Z，造成Δc(X)<0.160 ml·L－1，则v(X)7．C 由题图可知，随温度升高，CO体积分数增大，说明反应Ⅰ平衡正向移动，为吸热反应；随温度升高，CH4体积分数减小，说明反应Ⅱ平衡逆向移动，为放热反应。由分析可知，反应Ⅰ的ΔH>0，反应Ⅱ的ΔH<0，A错误；M点二氧化碳和一氧化碳的体积分数相等，均为50%，甲烷的体积分数为0，说明只发生反应Ⅰ，又因为起始时按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1的投料比进行反应，恰好为反应Ⅰ中反应物的化学计量数之比，所以M点反应Ⅰ的平衡常数K＝1，B错误；N点一氧化碳、甲烷的体积分数相等，结合反应方程式可知，生成水的总物质的量为甲烷的物质的量的3倍，即N点H2O的压强是CH4的3倍，C正确；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，氢气的投料量增加，相当于增大压强，会使反应Ⅱ平衡正向移动，甲烷含量增大，所以曲线之间交点位置会发生改变，D错误。
8．A 对于反应4HCl(g)＋O2(g)2H2O(g)＋2Cl2(g)，生成物气体分子数小于反应物气体分子数，即ΔS＜0，该反应在催化剂RuO2作用下能自发进行，所以该反应ΔH＜0，A正确；由于反应为可逆反应，4 ml HCl与1 ml O2混合时，参加反应的HCl的物质的量小于4 ml，则反应转移电子数小于4×6.02×1023，B不正确；RuO2为该反应的催化剂，催化剂只能降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变，C不正确；反应物和生成物都呈气态，反应的平衡常数K＝eq \f(c2Cl2·c2H2O,c4HCl·cO2)，D不正确。
9．C 温度升高，平衡常数减小，故正反应为放热反应，A项正确；25 ℃ 时，逆反应的平衡常数K′＝eq \f(1,K)＝eq \f(1,5×104)＝2×10－5，B项正确；80 ℃时，若Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 ml·L－1，则Q＝eq \f(c[NiCO4],c4CO)＝eq \f(0.5,0.54)＝8>K，v正＜v逆，C项错误；80 ℃达到平衡时，若n(CO)＝0.3 ml，c(CO)＝1 ml·L－1，故c[Ni(CO)4]＝K·c4(CO)＝2×14 ml·L－1＝2 ml·L－1，D项正确。
10．解析：(1)由表格可知，10 min后，反应达到了平衡，根据反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，K＝eq \f(cCH3OCH3·cH2O,c2CH3OH)＝eq \f(0.8×0.8,0.042)＝400；设甲醇的起始浓度为x ml·L－1，根据三段式：
2CH3OH(g)⥫⥬ CH3OCH3 (g)＋H2O (g)
起始 x ml·L－1 0 0
转化 1.6 ml·L－1 0.8 ml·L－1 0.8 ml·L－1
平衡 0.04 ml·L－1 0.8 ml·L－1 0.8 ml·L－1
x＝(1.6＋0.04)ml·L－1＝1.64 ml·L－1，则α(CH3OH)＝eq \f(1.6 ml·L－1,1.64 ml·L－1)×100%≈97.56%。(2)①根据盖斯定律ⅰ＋ⅱ可得：CH3OH(g)⥫⥬ CO(g)＋2H2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝49 kJ·ml－1＋41 kJ·ml－1＝＋90 kJ·ml－1。②由题图可知，低于260 ℃时，CH3OH的转化率较低，高于260 ℃时，CH3OH的转化率较高，但在高于260 ℃时，CO的选择性逐渐增大，CO2的选择性逐渐减小，所以最适宜温度为260 ℃；随着温度的升高，催化剂对CO的选择性增大，CO2的选择性减小，所以温度升高，催化剂对反应ⅰ的选择性降低。
答案：(1)400 97.56%
(2)①CH3OH(g)⥫⥬ CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋90 kJ·ml－1 ②260 ℃ 反应ⅰ
t/min
2
4
7
9
n(Y)/ml
1.2
1.1
1.0
1.0
温度/℃
5
30
70
80
转化率/%
10
80
80
50
t/min
0
1
2
3
4
5
c(W)/
(ml·L－1)
0.160
0.113
0.080
0.056
0.040
0.028
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10－5
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
5 min浓度/(ml·L－1)
0.44
0.6
0.6
10 min浓度/(ml·L－1)
0.04
0.8
0.8
15 min浓度/(ml·L－1)
0.04
0.8
0.8