第21讲 化学平衡移动 化学反应进行的方向
化学平衡的移动
1.(2014江苏单科,15,4分)一定温度下,在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应:
2CH3OH(g)
容器编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
温度(℃) 387 387 207
CH3OCH3(g)+H2O(g)
平衡物质的量(mol) CH3OCH3(g) 0.080 0.090
H2O(g) 0.080 0.090
CH3OH(g) 0.20 0.40 0.20
起始物质的量(mol)
下列说法正确的是( ) A.该反应的正反应为放热反应
B.达到平衡时,容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小 C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长
D.若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol,则反应将向正反应方向进行
2.(2013北京理综,11,6分)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( ) A. B. C. D. 3.(2013ΔH<0,达
A.减小容器体积,平衡向右移动 B.加入催化剂,Z的产率增大 C.增大c(X),X的转化率增大 D.降低温度,Y的转化率增大
4.(2012重庆理综,13,6分)在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应: a(g)+b(g)x(g)+3y(g)
2c(g);ΔH1<0 2z(g);ΔH2>0
c(氨水)/(mol·L)
pH
-1
t/℃
-14
25 50 100
KW/10 1.01 5.47 55.0
0.1 0.01 11.1 10.6
大纲全国,7,6分)反应X(g)+Y(g)到平衡时,下列说法正确的是( )
2Z(g)
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是( )
A.等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变 B.等压时,通入z气体,反应器中温度升高 C.等容时,通入惰性气体,各反应速率不变 D.等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
5.(2014天津理综,10,14分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为: N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol
-1
一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式: 。 (2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下: ①CH4(g)+H2O(g)②CO(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
-1
ΔH=+206.4 kJ·mol
CO2(g)+H2(g)
-1
ΔH=-41.2 kJ·mol
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是 。 a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂
d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为 。
(3)图1表示500 ℃、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数: 。
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。
(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号) 。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法: 。
综合题
1.(2014福建理综,12,6分)在一定条件下,N2O分解的部分实验数据如下: 反应时间/min
-1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
c(N2O)/mol·L 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( )
(注:图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间,c1、c2均表示N2O初始浓度且c1 2.(2012天津理综,6,6分)已知2SO2(g)+O2(g) -1 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol。向同温 、 同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲)2 mol SO2和1 mol O2;(乙)1 mol SO2和0.5 mol O2;(丙)2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是( ) A.容器内压强p:p甲=p丙>2p乙 B.SO3的质量m:m甲=m丙>2m乙 C.c(SO2)与c(O2)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 3.(2012江苏单科,14,4分)温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表: t/s n(PCl3)/mol 下列说法正确的是( ) A.反应在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.003 2 mol·L·s B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11 mol·L,则反应的ΔH<0 C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆) D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80% 4.(2014浙江理综,27,14分)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下: CaSO4(s)+CO(g)CaSO4(s)+4CO(g)请回答下列问题: (1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是 。 CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) -1 -1 -1 -1 0 0 50 0.16 150 0.19 250 0.20 350 0.20 ΔH1=218.4 kJ·mol(反应Ⅰ) CaS(s)+4CO2(g) -1 ΔH2=-175.6 kJ·mol(反应Ⅱ) (2)对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量的浓度c(B),则反应Ⅱ的Kp= (用表达式表示)。 (3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是 。 (4)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是 。 (5)图1为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。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有 。 A.向该反应体系中投入石灰石 B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度 C.提高CO的初始体积百分数 D.提高反应体系的温度 (6)恒温恒容条件下,假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生,且v1>v2,请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。 题组一 化学平衡的移动 1.AD 由Ⅰ、Ⅲ数据分析可知,降温CH3OH的转化率增大,平衡向正反应方向移动,正反应为放热反应,A项正确;B项,Ⅰ和Ⅱ对比,CH3OH(g)的起始浓度增大一倍,容器体积不变,相当于增大压强,而此反应为反应前后气体分子数不变的反应,增大压强平衡不移动,CH3OH体积分数不变,B项错误;Ⅲ比Ⅰ温度低,反应更慢,到达平衡所需时间更长,C项错误;D项,容器Ⅰ温 度为387 ℃,平衡常数K= 反应向正反应方向进行,D项正确。 2.C 2NO2(g) + - ==4,而此时浓度商Qc==<4, N2O4(g) ΔH<0,升高温度,平衡向逆反应方向移动,A项正确;H2O + - H+OH(ΔH>0),升高温度,平衡正向移动,KW=c(H)·c(OH)增大,B项正确;双氧水的分解反应2H2O2 O2↑+2H2O不是可逆反应,不存在化学平衡,C项不能用平衡移动原理解释;在氨水 N +OH,稀释时平衡正向移动,所以,浓度变化10倍,pH变化 - 中存在电离平衡NH3·H2O小于1,D项正确。 3.D 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,压强改变平衡不移动,A项错误;催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发生移动,B项错误;两种气态物质发生的可逆反应,增大一种物质的浓度,另一种物质的转化率增大,自身的转化率减小,C项错误;降低温度,平衡向放热反应方向移动,D项正确。 4.A 不导热的密闭容器中,等压时,通入惰性气体,体积增大,x(g)+3y(g)向移动,放出热量,体系温度升高,a(g)+b(g)项,等压时,通入z气体,x(g)+3y(g) 2z(g)平衡逆 2c(g)平衡逆向移动,c的物质的量减少;B 2z(g)平衡逆向移动,体系温度升高;C项,等容时,通 入惰性气体,反应物浓度不变,各反应速率不变;D项,等容时,通入z气体,x(g)+3y(g)2z(g)平衡逆向移动,y的物质的量浓度增大。 5.答案 (1)2NH4HS+O2(2)a 90% (3)14.5% 2NH3·H2O+2S↓ (4) (5)Ⅳ 对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用 解析 (1)由题给反应信息不难写出再生反应的化学方程式为2NH4HS+O2+2NH3·H2O。 (2)增大水蒸气浓度,平衡右移,但H2百分含量不一定提高;加入催化剂,对平衡无影响,不能提高H2百分含量;降低压强,反应速率减慢。 设达到平衡时CO转化了x mol。 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) n起始 0.2 mol 0 mol 0.8 mol n平衡 (0.2-x)mol x mol (0.8+x)mol 2S↓
3年高考高考化学 第21讲 化学平衡移动 化学反应进行的方向精品试题
