专题23 化学平衡的移动和化学反应进行的方向 常考点归纳与变式演练 作业 高中化学 一轮复习 人教版（2022年）

这是一份专题23 化学平衡的移动和化学反应进行的方向 常考点归纳与变式演练 作业 高中化学 一轮复习 人教版（2022年），共17页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g) △H2p乙
B．C的质量m：m甲=m丙>2m乙
C．c(A)与c(B)之比k：k甲=k丙>k乙
D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲=Q丙>2Q乙
【答案】B
【解析】A．甲与丙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，故压强p甲=p丙，甲等效为在乙的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动，故p甲＜2p乙，故p甲=p丙＜2p乙，故A错误；B．甲与丙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，故C的质量m甲=m丙，甲等效为在乙到达平衡的基础上，再加入1 ml A和0.5 ml B，增大压强，平衡向正反应移动，A转化率增大，m甲＞2m乙，故m甲=m丙＞2m乙，故B正确；C．对于甲、乙，A、B起始物质的量之比等于化学计量数之比，c(A)与c(B)之比为定值2：1，丙为分解反应，丙中c(A)与c(B)之比为2：1，故k甲=k丙=k乙=2，故C错误；D．因为甲和丙是在不同的方向建立起的等效平衡，若转化率均为50%时，反应热的数值应相等，但该反应的转化率不一定是50%，所以Q甲和Q丙不一定相等，故D错误；故选B。
5．在一定条件下，H2S能发生分解反应：2H2S(g)⇌S2(g)+2H2(g)，利用该反应可制备氢气和硫黄。在2L恒容密闭容器中充入0.1mlH2S，不同温度下H2S的转化率与时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的正反应为放热反应
B．温度升高，混合气体的平均摩尔质量增大
C．950℃时，1.25s内，反应的平均速率v(H2)=0.008ml·L-1·s-1
D．根据P点坐标可求出950℃时反应的平衡常数为3.125×10-4
【答案】C
【解析】A．由题图可知，升高温度，H2S的转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，A项错误；B．升高温度，平衡正向移动，混合气体的总物质的量增大，由于气体总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量减小，B项错误；C．950 ℃时，1.25 s内α(H2S)=20%，则有v(H2S)==0.008 ml·L-1·s-1，那么v(H2)=v(H2S)=0.008 ml·L-1·s-1，C项正确；D．由题图可知，P点后α(H2S)逐渐增大，说明P点未达到平衡状态，此时c(H2S)= =0.04ml·L-1，c(H2)=0.008 ml·L-1·s-1×1.25 s=0.01 ml·L-1，c(S2)=c(H2)=0.005 ml·L-1，浓度商Qc= =3.125×10-4，故950 ℃时反应的平衡常数大于3.125×10-4，D项错误；答案选C。
6．T°C时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mlPCl5，反应PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表。下列说法正确的是
A．反应在前50s内的平均速率为v（PCl3）=0.0032ml·L-1·s-1
B．反应350s时，反应放出的Cl2的体积为4.48L
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0mlPCl5、0.20mlPCl3和0.20mlCl2达到平衡前v正v逆；0.037。
15．“绿水青山就是金山银山”，运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=-746kJ·ml-1.部分化学键的键能数据如下表(设CO以C≡O键构成)：
①由以上数据可求得NO的键能为___________kJ·ml-1。
②写出两条有利于提高NO平衡转化率的措施___________。
(2)一定条件下，向某恒容密闭容器中充入xmlCO2和ymlH2，发生的反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-50kJ·ml-1
①如图中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为___________(填“a”或“b”)，其判断依据是___________。
②若x=2、y=3，测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如图所示，则在该时间段内，恰好达到化学平衡时，此时容器内的压强与反应开始时的压强之比为___________。
【答案】（1）513.5 增大压强、降低温度、增大CO与NO的投料比
（2）a 该反应是放热反应，升高温度不利于反应向右进行，会使平衡常数减小
17∶25
【解析】(1)①设NO的键能为x，反应，∆H=(1076×2+2x)-(745×2×2+945)=-746，解得x=513.5，NO的键能为513.5；②该反应为气体体积缩小的放热反应，若提高NO的平衡转化率，需要使平衡正向移动，采取的措施有：增大压强、降低温度、增大与的投料比等；(2)①该反应是放热反应，升高温度不利于反应向右进行，会使平衡常数减小，曲线a符合此特点；②由图可知，当温度在T2时，的转化率最高。温度越高反应速率越大，在相同时间内达到平衡状态前，H2的转化率最高，但达到平衡状态后继续升温，反应会向逆反应方向移动，导致H2的转化率降低，由图知b点为平衡状态；列三段式：
同温同体积时压强比等于物质的量比，故b点时对应的压强与反应开始时的压强比为(1.2+0.6+0.8+0.8)∶(2+3)=17∶25。
16．利用甲醇和水蒸气重整可为燃料电池提供氢气。回答下列问题：
(1)甲醇和水蒸气重整时，未使用催化剂和使用催化剂两种反应进程中能量的变化曲线a和b如图所示。
①反应的热化学方程式为___________。
②b过程第Ⅱ步反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应
(2)为探究反应条件对反应平衡的影响，将按物质的量之比为1：1充入恒容密闭容器中进行实验，代表压强或温度。的平衡转化率随的变化关系如图所示。
①X代表的物理量是___________。
②判断___________(填“>”或“ 该反应的正反应为气体分子数增大的反应，当温度一定时，压强增大，平衡逆向移动，甲醇的平衡转化率减小
（3）250℃，水/甲醇投料比为2
此条件下甲醇的平衡转化率高，且CO物质的量分数较小
投料比一定时，温度升高，主、副反应均向右移动，但升高温度对副反应的影响较主反应大
【解析】(1) ①由图可知，反应的，故该反应的热化学方程式为，故答案为：；②b过程第Ⅱ步反应物的总能量比生成物的总能量高，故为放热反应，故答案为：放热；(2)①从图像看，在Y不变的情况下，随着X的增大，甲醇的平衡转化率逐渐增大。该反应的正反应是吸热且气体分子数增大的反应，故X应为温度，故答案为：温度；②Y为压强，增大压强，平衡逆向移动，甲醇的平衡转化率减小，故>，故答案为：>；该反应的正反应为气体分子数增大的反应，当温度一定时，压强增大，平衡逆向移动，甲醇的平衡转化率减小；③假设起始时CH3OH和H2O的物质的量均为1ml，则列三段式有：
CH3OH、H2O、CO2、H2气体的物质的量分数分别为、、、，代入平衡常数表达式：=，故答案为：；(3)①CO能使主反应的催化剂中毒，所以在选择反应条件时，应在考虑甲醇平衡转化率的同时，尽量减少CO的物质的量分数。相同水/甲醇投料比时，250℃比200℃条件下甲醇平衡转化率高，且在水/甲醇投料比为2时，CO的物质的量分数较低，所以该反应适合的反应条件为250℃，水/甲醇投料比为2，故答案为：250℃，水/甲醇投料比为2；此条件下甲醇的平衡转化率高，且CO物质的量分数较小；②主、副反应均为吸热反应，所以温度升高，有利于两反应正向移动，主反应正向移动使甲醇浓度降低，氢气浓度升高，从而抑制副反应的正向移动，使CO浓度下降；而副反应的正向移动使CO浓度增大，两个反应的影响使250℃时CO物质的量分数始终高于200℃时CO物质的量分数的原因是投料比一定时，温度升高，主、副反应均向右移动，但升高温度对副反应的影响较主反应大，故答案为：投料比一定时，温度升高，主、副反应均向右移动，但升高温度对副反应的影响较主反应大。
17．氮氧化物的处理是环境科学研究的热点课题。
(1)已知：Ⅰ．C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·ml-1
Ⅱ．2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2=-221.0kJ·ml-1
Ⅲ．N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH3=+180.5kJ·ml-1
利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。
①该反应正反应的活化能为EakJ·ml-1，则逆反应的活化能为______ kJ·ml-1。
②该反应在下能______自发进行(填“高温”或“低温”)。
③在2L恒容密闭容器中加入3mlCO和2mlNO，测得NO的转化率与温度(T)、时间(t)间的变化关系如图所示：则T2温度下，0~5min内用CO表示的平均反应速率v(CO)=______ ；T1温度下，上述反应的平衡常数K=______L·ml-1；若在T1温度下，向平衡后的容器中再加入4mlN2和amlNO，使平衡向右移动，则a的取值范围是______。
(2)有人利用反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)ΔH=-34.0kJ·ml-1，用活性炭对NO进行吸附。现向恒容密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体并在催化剂作用下发生反应。
①若为绝热容器，下列表示该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A．混合气体的密度保持不变
B．混合气体的压强保持不变
C．NO和N2的消耗速率之比为1：2
D．混合气体中c(NO)=c(N2)
②若为恒温容器，经相同时间测得不同温度下NO的转化率随温度的变化如图所示：由图可知最高转化率B点对应温度为440℃，则A、B、C三点中______点可能是对应温度下的平衡转化率；高于440℃时，NO的转化率降低的原因可能是平衡常数变小(即温度升高导致平衡逆向移动)，也可能是______。
（1）【答案】Ea+746.5 低温 0.16ml·L-1·min-1 0.25 a＞2
（2）AB BC 催化剂活性降低导致速率变慢
【解析】(1)①已知：Ⅰ．C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·ml-1 Ⅱ．2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2=-221.0kJ·ml-1 Ⅲ．N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH3=+180.5kJ·ml-1根据盖斯定律，反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)由2Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ，故该反应的＝-746.5kJ/ml，该反应正反应的活化能为EakJ·ml-1，故逆反应的活化能为(746.5+Ea)kJ·ml-1，故答案为：746.5+Ea；②该反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)正反应为气体体积减小的方向，即＜0，又知