2019届一轮复习苏教版化学反应的方向和限度学案

2019届一轮复习苏教版化学反应的方向和限度学案

第2讲　化学反应的方向和限度 ‎【2019·备考】‎ 最新考纲：1.认识化学反应的可逆性。2.能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。3.理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数进行简单计算。‎ 最新考情：关于化学反应进行的方向和限度一般考查形式有：一是在选择题中某个选项考查可逆反应焓变和熵变的大小，如2017年T‎12A；二是考查化学平衡状态的判断，如2015年T11D；三是与化学平衡相结合考查化学平衡常数的应用，如2017年T15等。预测2019年高考延续这一命题特点，一是在选择题某一选项中出现，考查难度中等，二是在填空题第20题中结合化学平衡的考查。‎ 考点一　化学反应进行的方向 ‎[知识梳理]‎ ‎1.自发过程 ‎(1)含义 在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。‎ ‎(2)特点 ‎①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。‎ ‎②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。‎ ‎2.化学反应方向 ‎(1)判据 ‎(2)一般规律：‎ ‎①ΔH<0，ΔS>0的反应任何温度下都能自发进行；‎ ‎②ΔH>0，ΔS<0的反应任何温度下都不能自发进行；‎ ‎③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH<0，ΔS<0时低温下反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS>0时，高温下反应能自发进行。‎ 说明：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。‎ 名师助学：①反应能否自发进行，需要综合考虑焓变和熵变对反应的影响。‎ ‎②复合判据ΔH－TΔS<0的反应不一定能够实际发生。‎ ‎③自发反应的熵不一定增大，非自发反应的熵也不一定减小。‎ ‎[题组诊断]‎ ‎　化学反应进行的方向 ‎1.基础知识诊断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)是一个熵增加的过程(√)‎ ‎(2)ΔH<0，ΔS>0的反应，一定是自发反应(√)‎ ‎(3)吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行(×)‎ ‎(4)由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程(√)‎ ‎(5)凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的(×)‎ ‎(6)－‎10 ℃‎的水结成冰，可用熵变的判据来解释反应的自发性(×)‎ ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．(2017·江苏化学，‎12A)反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0‎ B．(2018·江苏南京、盐城一模)反应2CO＋2NO===N2＋2CO2在常温下能自发进行，则反应的ΔH＞0，ΔS＜0‎ C．(2018·江苏南通第一次调研)反应TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH>0能自发进行，其原因是ΔS>0‎ D．(2017·江苏盐城三模)反应NH3(g)＋HI(g)===NH4I(s)在低温下可自发进行，则ΔH>0，ΔS>0‎ 解析　该反应的正反应为气体分子数减少的反应，ΔS<0，A项错误；从反应方程式中气体物质的的化学计量系数来看，物质的量在减小，即熵减小，但反应能自发，则该反应是放热反应，ΔH<0，B项错误；一个吸热反应如果能自发进行，则该反应一定是熵增大反应，C项正确；该反应的气体数减小，即熵减小，但反应能自发，说明反应一定为放热反应，D项错误。‎ 答案　C ‎3．已知吸热反应2CO(g)===‎2C(s)＋O2(g)，设ΔH 和ΔS不随温度而变，下列说法中正确的是(　　)‎ A．低温下能自发进行 B．高温下能自发进行 C．任何温度下都能自发进行 D．任何温度下都不能自发进行 解析　已知反应2CO(g)===‎2C(s)＋O2(g)的ΔH＞0，ΔS＜0，所以ΔH－TΔS＞0，反应任何温度下都是不能自发进行，D项正确。‎ 答案　D ‎【归纳总结】‎ 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 ‎－‎ ‎＋‎ 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ‎＋‎ ‎－‎ 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ‎＋‎ ‎＋‎ 低温为正高温为负 低温时非自发，高温时自发 ‎－‎ ‎－‎ 低温为负高温为正 低温时自发，高温时非自发 考点二　化学平衡常数　转化率 ‎[知识梳理]‎ ‎1．化学平衡常数 ‎(1)概念：‎ 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。‎ ‎(2)表达式：‎ 对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，‎ K＝。‎ 实例：‎ 化学方程式 平衡常数 关系式 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)‎ K1＝ K2＝ ‎(或K1)‎ K3＝ N2(g)＋H2(g)NH3(g)‎ K2＝ ‎2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)‎ K3＝ ‎(3)意义：‎ ‎①K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。‎ ‎②K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，吸热反应，升高温度，K增大，放热反应，升高温度，K减小。‎ 名师助学：①计算化学平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，也不能用物质的量。‎ ‎②对于有纯固体和溶剂参加的反应，它们在K的表达式中不出现。‎ ‎③催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡无影响，也不会改变平衡常数的大小。‎ ‎④化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数均发生改变。‎ ‎2．平衡转化率 对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为：‎ α(A)＝×100%{c0(A)代表A的初始浓度，c平(A)代表A的平衡浓度}。‎ ‎[题组诊断]‎ ‎　化学平衡常数的理解及应用 ‎1．下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)与温度的关系分别如下表所示：‎ 化学反应 平衡常数 温度 ‎973 K ‎1 173 K ‎①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH1‎ K1‎ ‎1.47‎ ‎2.15‎ ‎②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)　ΔH2‎ K2‎ ‎2.38‎ ‎1.67‎ ‎③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH3‎ K3‎ ‎？‎ ‎？‎ 则下列说法正确的是(　　)‎ A．ΔH1＜0，ΔH2＞0‎ B．反应①②③的反应热满足关系：ΔH2－ΔH1＝ΔH3‎ C．反应①②③的平衡常数满足关系：K1·K2＝K3‎ D．要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取升温措施 解析　反应①温度升高，K值增大，则反应吸热，ΔH1＞0，反应②温度升高，K值减小，则反应放热，ΔH2＜0，A项错误；根据盖斯定律可得，②－①＝③，则有ΔH2－ΔH1＝ΔH3，B项正确；K1＝，K2＝，K3＝，则有K2÷K1＝K3，C项错误；根据K2÷K1＝K3，可知反应③在973 K时的K值比1 173 K时的K值大，温度升高，K值减小，则反应放热，所以要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取降温措施，D项错误。 ‎ 答案　B ‎2．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH，有关数据如下：‎ T/℃‎ ‎527‎ ‎627‎ ‎727‎ ‎827‎ ‎927‎ 平衡常数K ‎910‎ ‎42‎ ‎3.2‎ ‎0.39‎ ‎0.12‎ 下列说法错误的是(　　)‎ A．根据平衡常数随温度的变化关系，判断出ΔH<0‎ B．保持其他条件不变，SO2的平衡转化率α(‎727 ℃‎)<α(‎927 ℃‎)‎ C．增大压强、降低温度能提高SO2的转化率 D．SO3的稳定性随温度的升高而降低 解析　根据表中数据，温度升高，平衡常数K在减小，说明该反应正方向是放热反应，ΔH＜0，A项正确；平衡常数代表反应进行的程度大小，K越大，进行的程度越大，转化率越高，‎727 ℃‎的K＝3.2，‎927 ℃‎的K＝0.12，所以SO2的平衡转化率α(‎727 ℃‎)＞α(‎927 ℃‎)，B项错误；2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0，正方向是气体体积缩小的反应且是放热反应，所以增大压强、降低温度，都使平衡正向移动，提高了SO2的转化率，C项正确；由于能量越低越稳定，当温度升高，从外界获得了能量，稳定性变差，所以SO3的稳定性随温度的升高而降低，D项正确。 ‎ 答案　B ‎3．(2017·江苏苏州期初调研)一定温度下，在三个体积均为‎2.0 L的恒容密闭容器中发生如下反应：‎ PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)‎ 编号 温度/℃‎ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol 达到平衡所需时间/s PCl5(g)‎ PCl3(g)‎ Cl2(g)‎ Ⅰ ‎320‎ ‎0.40‎ ‎0.10‎ ‎0.10‎ t1‎ Ⅱ ‎320‎ ‎0.80‎ t2‎ Ⅲ ‎410‎ ‎0.40‎ ‎0.15‎ ‎0.15‎ t3‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．平衡常数K：容器Ⅱ＞容器Ⅲ B．反应到达平衡时，PCl5的转化率：容器Ⅱ＜容器Ⅰ C．反应到达平衡时，容器I中的平均速率为v(PCl5)＝mol·L－1·s－1‎ D．起始时向容器Ⅲ中充入PCl5 0.30 mol、PCl3 0.45 mol和Cl2 0.10 mol，则反应将向逆反应方向进行 解析　容器Ⅰ和容器Ⅱ的温度相同，所以两容器的平衡常数相同，容器Ⅲ中温度比Ⅰ中的高，平衡时，Ⅲ生成物的量多，所以该反应为吸热反应，即高温下，K大，A项错误；容器Ⅱ相当于两个容器Ⅰ加压，平衡逆向移动，所以PCl5的转化率Ⅱ中的小，B项正确；容器Ⅰ中，生成0.1 mol PCl3，则反应掉0.1 mol PCl5，v(PCl5)＝0.1 mol/‎2 L ÷t1 s＝ mol·L－1·s－1，C项错误；Ⅲ中，K＝＝0.045，Qc＝＝0.075，Qc>K，所以反应逆向移动，D项正确。‎ 答案　BD ‎【归纳总结】‎ 化学平衡常数三点理解两点应用 ‎1．三点理解 ‎(1)对于同类型的反应，K值越大，反应物转化率越大，表示反应进行的程度越大；K值越小，反应物转化率越小，表示反应进行的程度越小。‎ ‎(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。‎ ‎(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若化学方程式中的化学计量数变化，相应地化学平衡常数也要发生变化。‎ ‎2．两点应用 ‎(1)利用化学平衡常数判断化学平衡移动的方向 对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：‎ ＝Qc，称为浓度商。‎ Qc ‎(2)利用化学平衡常数判断可逆反应的热效应 ‎　有关化学平衡“三段式”计算 ‎4．已知反应X(g)＋Y(g)R(g)＋Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。‎830 ℃‎时，向一个‎2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反应初始4 s内v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列说法正确的是(　　)‎ 温度/℃‎ ‎700‎ ‎800‎ ‎830‎ ‎1 000‎ ‎1 200‎ 平衡常数 ‎1.7‎ ‎1.1‎ ‎1.0‎ ‎0.6‎ ‎0.4‎ A.4 s时容器内c(Y)＝0.76 mol/L B．‎830 ℃‎达平衡时，X的转化率为80%‎ C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动 D．1 ‎200 ℃‎时反应R(g)＋Q(g)X(g)＋Y(g)的平衡常数K＝0.4‎ 解析　反应初始4 s内X的平均反应速率v(X)＝0.005 mol/(L·s)，根据速率之比等于化学计量数之比，可知v(Y)＝v(X)＝0.005 mol/(L·s)，则4 s内Δc(Y)＝0.005 mol·L－1·s－1×4 s＝0.02 mol/L，Y的起始浓度为＝0.4 mol/L，故4 s时c(Y)＝0.4 mol/L－0.02 mol/L＝0.38 mol/L，A项错误；设平衡时A的浓度变化量为x，则： ‎ ‎　　　　　　 X(g)　＋　Y(g)　　R(g)＋Q(g)‎ 开始(mol/L): 0.1　　　 0.4 0 0‎ 变化(mol/L): x x x x 平衡(mol/L): 0.1－x 0.4－x x x 故＝1.0，解得x＝0.08，所以平衡时X的转化率为×‎ ‎100%＝80%，B项正确；由表格可知，温度升高，化学平衡常数减小，平衡逆向移动，C项错误；1 ‎200 ℃‎时反应X(g)＋Y(g)R(g)＋Q(g)的平衡常数值为0.4，所以1 ‎200 ℃‎时反应R(g)＋Q(g)X(g)＋Y(g)的平衡常数的值为＝2.5，D项错误。‎ 答案　B ‎5．利用I2O5可消除CO污染，反应为I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I2(s)。不同温度下，向装有足量的I2O5固体的‎2 L恒容密闭容器中通入2 mol CO，测得CO2 的体积分数φ(CO2)随时间t变化曲线如图，下列说法正确的是(　　)‎ A．b点时，CO的转化率为20%‎ B．容器内的压强保持恒定，表明反应达到平衡状态 C．b点和d点的化学平衡常数：Kb>Kd D．反应开始至a点的反应速率v(CO)＝0.3 mol·L－1·min－1‎ 解析　　　　　5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)‎ 起始量/mol 2 0‎ 转化量/mol y y b点量/mol 2－y y 根据b点时CO2的体积分数φ(CO2)＝y÷2＝0.80，得y＝1.6 mol，转化率＝(变化量÷起始量)×100%＝(1.6÷2)×100%＝80%，A项错误；两边计量数相等，所以压强始终不变，不能做平衡状态的标志，B项错误；b点比d点时生成物CO2体积分数大，说明进行的程度大，则化学平衡常数：Kb＞Kd，C项正确；0到0.5 min时：‎ ‎　　　　 5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)‎ 起始量/mol 2 0‎ 转化量/mol x x a点量/mol 2－x x 根据a点时CO2的体积分数φ(CO2)＝x÷2＝0.30，得x＝0.6 mol；则从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)＝(0.6 mol÷‎2 L)÷0.5 min＝0.6 mol·L－1·min－1，D项错误。‎ 答案　C ‎6．(2017·江苏徐州、宿迁、连云港、淮安四市11月模拟)‎80 ℃‎时，NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)。该温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入NO2和SO2，起始浓度如下表所示，其中甲经2 min达平衡时，NO2的转化率为50%，下列判断不正确的是(　　)‎ 起始浓度 甲 乙 丙 c(NO2)/mol·L－1‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.20‎ c(SO2)/mol·L－1‎ ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ A.平衡时，乙中SO2的转化率大于50%‎ B．当反应平衡时，丙中c(SO2)是甲中的2倍 C．温度升至‎90 ℃‎，上述反应平衡常数为25/16，则正反应为吸热反应 D．其他条件不变，若起始时向容器乙中充入0.10 mol·L－1 NO2和0.20 mol·L－1 SO2，达到平衡时c(NO)与原平衡不同 解析　乙可以看作是在甲基础上再加入0.1 mol·L－1 NO2，平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大，即大于50%，A项正确；因为反应前后气体系数之和相等，丙可以看作是在甲的基础增大压强，即甲和丙为等效平衡，丙中c(SO2)是甲中的2倍，B项正确；‎ ‎　　　　　　NO2(g) ＋ SO2(g)SO3(g) ＋ NO(g)‎ 0.1 0.1 0 0‎ 0.1×50% 0.1×50% 0.1×50% 0.1×50%‎ 0.05 0.05 0.05 0.05‎ 根据化学平衡常数的定义，K＝(0.05×0.05)/(0.05×0.05)＝1，升高到‎90 ℃‎，化学平衡常数为25/16>1，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即正反应是吸热反应，C项正确；容器乙中充入0.1 mol·L－1 NO2、0.2 mol·L－1 SO2‎ ‎，与乙相当，即c(NO)与原平衡相同，D项错误。‎ 答案　D ‎【方法技巧】‎ 解答化学平衡计算题的“万能钥匙”——三段式法 ‎1．步骤 ‎(1)写出涉及的可逆反应的化学方程式。‎ ‎(2)找出起始量、转化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按“三段式”列出。‎ ‎(3)根据问题建立相应的关系式进行计算。‎ ‎2．模板 对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。‎ 建立等式求解：(1)K＝ ‎(2)c平(A)＝(mol·L－1)。‎ ‎(3)α(A)平＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。‎ ‎(4)φ(A)＝×100%。‎ ‎(5)＝。‎ ‎【知识网络回顾】‎ ‎1．‎250 ℃‎和 1.01×105 Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.76 kJ/mol 能自发进行，其自发进行的原因是(　　)‎ A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减少的反应 D．熵增效应大于能量效应 解析　反应能自发进行，则有ΔH－TΔS＜0，因ΔH＞0，则ΔH＜TΔS，即熵增效应大于能量效应，D项正确。‎ 答案　D ‎2．反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1；反应HI(g)H2(g)＋I2(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系式为(平衡常数为同温度下的测定值)(　　)‎ A．K1＝2K2 B．K1＝K C．K1＝ D．K1＝K2‎ 解析　K1＝c2(HI)/[c(H2)·c(I2)]，K2＝[c(H2)·c(I2)]/c(HI)，K1＝。‎ 答案　C ‎3．可逆反应：2SO2＋O22SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数，Qc为浓度熵)(　　)‎ A．Qc不变，K变大，O2转化率增大 B．Qc不变，K变大，SO2转化率减小 C．Qc变小，K不变，O2转化率减小 D．Qc增大，K不变，SO2转化率增大 解析　当可逆反应2SO2＋O22SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2，平衡向右进行，但O2转化率减小，浓度熵Q变小，K不变。‎ 答案　C ‎4．加热N2O5依次发生的分解反应为：①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)；②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)在容积为‎2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5，‎ 加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，则t ℃时反应①的平衡常数为(　　)‎ A．10.7 B．‎8.5 C．9.6 D．10.2‎ 解析　设反应②分解的N2O3物质的量为x，反应①中共生成N2O3(x＋3.4)mol，故在①反应中N2O5分解了(x＋3.4)mol，同时生成O2(x＋3.4)mol。在②反应中生成氧气x mol，则(x＋3.4)＋x＝9，求得x＝2.8所以平衡后N2O5、N2O3、O2浓度依次为c(N2O5)＝(8－2.8－3.4)÷2＝0.9(mol·L－1)，c(N2O3)＝3.4÷2＝1.7(mol·L－1)，c(O2)＝9÷2＝4.5(mol·L－1)；反应①的平衡常数K＝(1.7×4.5)/0.9＝8.5，B项正确。‎ 答案B 一、选择题 ‎1．下列叙述不正确的是(　　)‎ A．碳酸氢钠加热可以分解，因为升高温度利于熵增的方向自发进行 B．在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔG＝ΔH－TΔS<0的方向进行 C．水结冰的过程不能自发进行的原因是熵减的过程，改变条件也不可能自发进行 D．混乱度减小的吸热反应一定不能自发进行 解析　升温至一定程度，碳酸氢钠固体受热分解为碳酸钠固体、二氧化碳气体和水蒸气，符合熵判据，A项正确；既符合焓判据(ΔH < 0)又符合熵判据(ΔS>0)的反应，即ΔG＝ΔH－TΔS<0的方向，能自发进行，B项正确；由于H2O(l)===H2O(s)　ΔH<0，因此水结冰的方向符合焓判据，能自发进行，C项错误；混乱度减小的吸热反应，既违反焓判据，又违反熵判据，因此该方向不能自发进行，D项正确。‎ 答案　C ‎2．下列关于平衡常数的说法正确的是(　　)‎ A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度 B．在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值 C．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等无关 D．从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度 解析　‎ 在平衡常数表达式中，反应物及生成物浓度均为达到化学平衡时的浓度；在温度一定时，对一个确定化学计量数的可逆反应，化学平衡常数是一个恒定值，其大小只与温度有关，与其他外界条件无关，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度。‎ 答案　D ‎3．1 000 K时，反应C(s)＋2H2(g)CH4(g)的K＝8.28×107，当各气体物质的量浓度分别为H2 0.7 mol·L－1、CH4 0.2 mol·L－1时，上述平衡(　　)‎ A．向正反应方向移动 B．向逆反应方向移动 C．达到平衡 D．无法判断移动方向 解析　当各气体物质的量浓度分别为H2 0.7 mol·L－1、CH4 0.2 mol·L－1时Qc＝＝≈0.4、K＝8.28×107；K>Qc向正反应方向移动，A项正确。‎ 答案　A ‎4．放热反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)＝c1(H2O)＝1.0 mol·L－1，其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则(　　)‎ A．K2和K1的单位均为mol·L－1‎ B．K2>K1‎ C．c2(CO)＝c2(H2O)‎ D．c1(CO)>c2(CO)‎ 解析　温度升高平衡向逆反应方向移动，平衡常数为K22.0×10－7(mol·L－1)‎ 解析　平衡时，pH越小，氢离子浓度越大，越有利于平衡向正反应方向进行，c(Cr2O)越大，A项正确；A点c(Cr2O)＝0.25 mol/L，消耗铬酸钠的浓度是0.5 mol/L，所以CrO的平衡转化率为50%，B项正确；A点c(Cr2O)＝0.25 mol/L，c(CrO)＝0.5 mol/L，所以CrO转化为Cr2O反应的平衡常数K＝＝1014，C项正确；平衡时，若溶液中c(Cr2O)＝c(CrO)，根据原子守恒可知c(Cr2O)＝c(CrO)＝(mol·L－1)，所以根据图像可知c(H＋)＜2.0×10－7(mol·L－1)，D项错误。‎ 答案　D ‎7．在某恒温密闭容器中，投入一定量的A发生可逆反应：A(s)B(g)＋C(g)　ΔH＝－Q kJ/mol(Q>0)。一段时间后反应达到平衡，然后缩小容器体积，重新达到平衡。下列分析不正确的是(　　)‎ A．两次平衡时，C(g)的浓度相等 B．平衡时，单位时间内n(B)生成∶n(C)消耗＝1∶1‎ C．若再向平衡体系中加入少量A，平衡不移动 D．若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C，则达到平衡时吸收Q kJ热量 解析　平衡常数K＝c(B)·c(C)，只与温度有关，则缩小容器体积，K保持不变，因c(B)、c(C)同等倍数变化，为使K保持不变，只有c(B)、c(C)浓度均不变化，即与原平衡浓度相等，A项正确；根据平衡的v(正)＝v(逆)可知，平衡时，单位时间内n(B)生成∶n(C)消耗＝1∶1，B项正确；因A是固体，再向平衡体系中加入少量A，平衡不移动，C项正确；由于反应是可逆反应，因此达到平衡时吸收热量小于Q，D项错误。‎ 答案　D ‎8．在‎25 ℃‎时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的起始浓度和平衡浓度如下表，下列说法错误的是(　　)‎ 物质 X Y Z 起始浓度/(mol·L－1)‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0‎ 平衡浓度/(mol·L－1)‎ ‎0.05‎ ‎0.05‎ ‎0.1‎ A.反应达到平衡时，X的转化率为50%‎ B．反应可表示为X＋3Y2Z，平衡常数为1 600‎ C．其他条件不变时，增大压强可使平衡常数增大 D．改变温度可以改变该反应的平衡常数 解析　达到平衡消耗X的物质的量浓度为(0.1－0.05)mol·L－1＝0.05 mol·L－1，因此转化率为0.05/0.1×100%＝50%，A项正确；根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，因此三种组分的系数之比为：(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶0.1＝1∶3∶2，因此反应方程式为：X＋3Y2Z，根据化学平衡常数的表达式，‎ K＝0.12/(0.05×0.053)＝1 600，B项正确；化学平衡常数只受温度的影响，与浓度、压强无关，C项错误；根据选项C的分析，D项正确。‎ 答案　C ‎9．一定条件下，利用CO2合成CH3OH 的反应如下：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1，研究发现，反应过程中会有副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2，温度对CH3OH、CO 的产率影响如图所示。下列说法中，不正确的是(　　)‎ A．ΔH1<0，ΔH2>0‎ B．增大压强有利于加快合成反应的速率 C．生产过程中，温度越高越有利于提高CH3OH 的产率 D．合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K＝ 解析　根据图示升高温度CH3OH的产率降低，反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH (g)＋H2O(g) 向逆反应方向移动，ΔH1<0，升高温度CO的产率增大，反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)向正反应方向移动，ΔH2>0，A项正确；反应有气体参与，增大压强有利于加快合成反应的速率，B项正确；由图像可见，温度越高CH3OH的产率越低，C项错误；根据化学平衡常数的概念，合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K＝，D项正确。‎ 答案　C ‎10．某温度下‎2 L密闭容器中3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示，下列说法正确的是(　　)‎ X Y W n(起始状态)/mol ‎2‎ ‎1‎ ‎0‎ n(平衡状态)/mol ‎1‎ ‎0.5‎ ‎1.5‎ A.该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝ B．其他条件不变，升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH<0‎ C．其他条件不变，使用催化剂，正、逆反应速率和平衡常数均增大，平衡不移动 D．其他条件不变，当密闭容器中混合气体密度不变时，表明反应已达到平衡 解析　由表知，X、Y是反应物，W是生成物，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)＝2∶1∶3，化学方程式为2X＋Y3W，反应的平衡常数表达式是K＝，A项错误；升高温度，若W的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则此反应的ΔH<0，B项正确；使用催化剂，平衡常数不变，C项错误；混合气体密度一直不变，不能说明反应已达到平衡，D项错误。‎ 答案　B ‎11．(2018·江苏苏州一模)‎80 ℃‎时，NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)。该温度下，在甲、乙、丙三个体积相等且恒容的密闭容器中，投入NO2和SO2，起始浓度如下表所示，其中甲经2 min达到平衡时，NO2的转化率为50%，下列说法正确的是(　　)‎ 起始浓度 甲 乙 丙 c(NO2)/(mol·L－1)‎ ‎0.01‎ ‎0.20‎ ‎0.20‎ c(SO2)/(mol·L－1)‎ ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ A.容器甲中的反应在前2 min的平均速率v(SO2)＝0.05 mol·L－1·min－1‎ B．达到平衡时，容器丙中正反应速率与容器甲相等 C．温度升至‎90 ℃‎，上述反应平衡常数为1.56，则反应的ΔH>0‎ D．容器乙中若起始时改充0.10 mol·L－1 NO2和0.20 mol·L－1 SO2，达到平衡时，c(NO)与原平衡相同 解析　v(SO2)＝v(NO2)＝＝0.025 mol·L－1·min－1，A项错误；丙中的浓度是甲中的2倍，所以丙中的速率快，B项错误； ‎80 ℃‎时，甲中平衡时，c(SO3)＝c(NO)＝0.05 mol·L－1，c(NO2)＝c(SO2)＝0.05 mol·L－1，K＝1，升高温度到‎90 ℃‎时，K 增大，平衡正向移动，所以反应为吸热反应，C项正确；乙中投入0.2 mol/L NO2和0.1 mol/L SO2与投入0.1 mol/L NO2和0.2 mol/L SO2是完全等效的，所以平衡时，生成的NO相同，D项正确。‎ 答案　CD ‎12．(2017·江苏苏锡常镇教学情况调研二)汽车尾气净化器中发生的反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。一定温度下，在三个体积均为‎1.0 L恒容密闭容器中发生上述反应，测得有关实验数据如下：‎ 容器 温度/℃‎ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol NO CO N2‎ CO2‎ N2‎ CO2‎ Ⅰ ‎400‎ ‎0.2‎ ‎0.2‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.12‎ Ⅱ ‎400‎ ‎0.4‎ ‎0.4‎ ‎0‎ ‎0‎ Ⅲ ‎300‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.075‎ 下列说法正确是(　　)‎ A．该反应的ΔS<0、ΔH<0‎ B．容器Ⅰ中达到平衡所需时间2s，则v(N2)＝0.06 mol·L－1·s－1‎ C．达到平衡时，体系中c(CO)关系：c(CO，容器Ⅱ)>‎2c(CO，容器Ⅰ)‎ D．若起始时向Ⅰ中充入NO、CO、N2、CO2各0.1 mol，开始时v正>v逆 解析　反应中气体的物质的量减小，则ΔS<0，容器Ⅰ、Ⅲ投入量是等价的，Ⅲ中c(CO2)＝‎2c(N2)＝2×0.075 mol＝0.15 mol，Ⅲ中的温度低，对应的c(CO2)大，则低温时平衡正向移动，所以正反应为放热反应，A项正确；v(N2)＝v(CO2)＝×＝0.03 mol·L－1·s－1，B项错误；容器Ⅱ中投入量为Ⅰ中的2倍，则Ⅱ相当于加压2倍，若平衡不移动，则c(CO)为原来的2倍，现正向移动，c(CO)小于Ⅰ中的2倍，C项错误；Ⅰ中K＝＝21.09，Qc＝＝10，Qcv(逆)，D项正确。‎ 答案　AD 二、填空题 ‎13．对于可逆反应CO＋H2O(g)CO2＋H2，回答下列问题：‎ ‎(1)830 K时，若起始时c(CO)＝2 mol·L－1，c(H2O)＝3 mol·L－1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；平衡常数K的值为________。‎ ‎(2)830 K，若只将起始时c(H2O)改为6 mol·L－1，则水蒸气的转化率为________。‎ ‎(3)若830 K时，起始浓度c(CO)＝a mol·L－1，c(H2O)＝b mol·L－1，H2的平衡浓度c(H2)＝c mol·L－1，则：‎ ‎①a、b、c之间的关系式是________；‎ ‎②当a＝b时，a＝________c。‎ 解析　在以下计算中，各浓度单位均为mol·L－1。‎ K＝＝1，α(H2O)＝×100%＝40%。‎ ‎(2)设CO的转化浓度为x K＝＝1，解得x＝1.5 mol·L－1，则α(H2O)＝×100%＝25%。‎ ＝1，化简得c＝，因为a＝b，所以a＝‎2c。‎ 答案　(1)40%　1　(2)25%　(3)①c＝　②2‎ ‎14．甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过2.1×107吨，在能源紧张的今天，甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是：‎ ‎(ⅰ)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝－90.1 kJ·mol－1‎ 另外：‎ ‎(ⅱ)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566.0 kJ·mol－1‎ ‎(ⅲ)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572.0 kJ·mol－1‎ 若混合气体中有二氧化碳存在时，还发生下列反应：‎ ‎(ⅳ)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.1 kJ·mol－1‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)甲醇的燃烧热为________________ kJ·mol－1。‎ ‎(2)在碱性条件下利用一氯甲烷(CH3Cl)水解也可制备少量的甲醇，该反应的化学方程式为___________________________________________________________。‎ ‎(3)若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应(ⅳ)对合成甲醇反应中CO的转化率的影响是____________________________________________________________。‎ a．增大 b．减小 c．无影响 d．无法判断 ‎(4)在恒温恒容的密闭容器中发生反应(ⅰ)，各物质的浓度如下表：‎ ‎　　 　　浓度/mol·L－1‎ ‎ 时间/min　　　　　　‎ c(CO)‎ c(H2)‎ c(CH3OH)‎ ‎0‎ ‎0.8‎ ‎1.6‎ ‎0‎ ‎2‎ ‎0.6‎ x ‎0.2‎ ‎4‎ ‎0.3‎ ‎0.6‎ ‎0.5‎ ‎6‎ ‎0.3‎ ‎0.6‎ ‎0.5‎ ‎①x＝____________________。‎ ‎②前2 min内H2的平均反应速率为v(H2)＝____________________。该温度下，反应(ⅰ)的平衡常数K＝____________________。‎ ‎③反应进行到第2 min时，改变了反应条件，改变的这个条件可能是________(填序号)。‎ a．使用催化剂　b．降低温度　c．增加H2的浓度 ‎(5)下图是温度、压强与反应(ⅰ)中CO转化率的关系：‎ ‎①由图像可知，较低温度时，CO转化率对________(选填“温度”或“压强”)敏感。‎ ‎②‎ 由图像可知，温度越低，压强越大，CO转化率越高，但实际生产往往采用300～‎400 ℃‎和10 MPa的条件，其原因是____________________________________。‎ 解析　(1)利用盖斯定律，热化学方程式(ⅲ)－(ⅰ)＋(ⅱ)，得新的热化学方程式为CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－764.9 kJ·mol－1。(2)根据提示知CH3Cl中的Cl原子被羟基取代生成CH3OH。(3)反应(ⅳ)消耗反应(ⅰ)的另外一种反应物氢气，而且生成反应(ⅰ)的反应物CO，使反应(ⅰ)的CO转化率降低；但反应(ⅳ)为吸热反应，使体系温度降低，反应(ⅰ)正向移动，使反应(ⅰ)中CO的转化率提高，两个原因孰轻孰重不得而知，故无法判断反应(ⅳ)对反应(ⅰ)中CO转化率的影响。‎ ‎②v(H2)＝2v(CH3OH)＝2×0.2 mol·L－1/2 min＝0.2 mol·L－1·min－1。平衡常数K＝0.5/(0.62×0.3)L2·mol－2＝‎4.6 L2·mol－2。③2 min到4 min的反应速率大于0，到2 min，而降低温度，反应速率降低，b项错误；由表格中的数据可知c项错误；故a项使用催化剂是正确的。(5)①由图像可知，不管压强多大，只要温度较低，则转化率均较高，故转化率对温度较敏感。②温度较低，反应速率慢，不利于甲醇的生成；压强太大对设备要求高，成本高。‎ 答案　(1)764.9　(2)CH3Cl＋NaOH―→CH3OH＋NaCl[或CH3Cl＋H2OCH3OH＋HCl]　(3)d　(4)①1.2　②0.2 mol·L－1·min－1　‎4.6 L2·mol－2　③a　(5)①温度　②温度较低，反应速率慢；压强太大，成本高 ‎15．某温度，将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为‎2 L的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。经过5 min后，反应达到平衡，此时转移电子6 mol。‎ ‎(1)该反应的平衡常数为________，v(CH3OH)＝________ mol·L－1·min－1。若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此时v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎(2)在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎(3)下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。‎ a．CH3OH的质量不变 b．混合气体的平均相对分子质量不再改变 c．v逆(CO)＝2v正(H2)‎ d．混合气体的密度不再发生改变 ‎(4)在一定压强下，向容积为V L的容器中充入a mol CO与‎2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。‎ 则p1________p2(填“大于”“小于”或“等于”)。ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)，该反应在________(填“高温”或“低温”)下能自发进行。‎ ‎(5)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。‎ a．及时分离除CH3OH气体 　　b．适当升高温度 c．增大H2的浓度 　　d．选择高效催化剂 解析　(1)依据化学方程式知，转移4 mol电子消耗CO的物质的量为1 mol，此时转移6 mol电子，消耗的CO物质的量＝×1 mol＝1.5 mol 平衡浓度c(CO)＝＝0.25 mol·L－1，‎ c(H2)＝＝1 mol·L－1，‎ c(CH3OH)＝＝0.75 mol·L－1‎ 平衡常数K＝＝3；‎ ‎5 min内，v(CH3OH)＝＝0.15 mol·L－1·min－1。若保持体积不变，再充入2‎ ‎ mol CO和1.5 mol CH3OH，此时浓度熵 Qc＝＝1.2<3‎ 说明反应正向进行，此时v(正)>v(逆)。‎ ‎(2)在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H2，相当于增大压强，反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，是气体体积减小的反应，平衡正向移动，CO的转化率增大。‎ ‎(3)反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0是气体体积减小的放热反应。CH3OH的质量不变，物质的量不变，说明反应达到平衡状态，a不符合；反应前后气体的质量不变，气体的物质的量变化，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，说明反应达到平衡状态，b不符合；当2v逆(CO)＝v正(H2)时，说明反应达到平衡状态，但v逆(CO)＝2v正(H2)说明反应未达到平衡状态，c符合；反应前后气体质量不变，容器容积不变，混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，d符合。‎ ‎(4)相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大，根据图像知，p1小于p2，温度升高CO的转化率减小，说明升高温度平衡逆向进行，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，ΔH<0，反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应，ΔS<0，低温下满足ΔH－TΔS<0，即低温下能自发进行。‎ ‎(5)a.及时分离除CH3OH，减少生成物浓度，平衡正向移动，但反应速率减小，错误；b.升高温度，平衡逆向移动，错误；c.增大H2的浓度，化学反应速率增大，平衡正向移动，正确；d.选择高效催化剂，化学反应速率增大，平衡不移动，错误。‎ 答案　(1)3　0.15　>　(2)增大　(3)cd　(4)小于　小于　低温　(5)c