课时数智作业(36) 化学平衡移动 化学反应方向-【高考DNA解码】2026年高考化学一轮总复习学生用书word

课时数智作业(三十六)　化学平衡移动　化学反应方向 (建议用时：40分钟　总分：40分) (每小题只有一个选项正确，每小题3分，共15分) 1．常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)＋4CO(g)⥫⥬Ni(CO)4(g)。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10-5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。 下列判断正确的是 (　　) A．增加c(CO)，平衡正向移动，但反应的平衡常数不变 B．第一阶段，在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度，选30 ℃ C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低 D．该反应的ΔS>0 2．大气中的SO2是造成酸雨的主要污染物。最新研究表明，[N(CH3)4]2SO4(s)能与SO2进行如下可逆反应，使其可能成为绿色的SO2吸收剂：[N(CH3)4]2SO4(s)＋SO2(g)⥫⥬[N(CH3)4]2S2O6(s)　ΔH<0，则用[N(CH3)4]2SO4(s)吸收SO2的适宜条件为(　　) A．高温、高压　　　 B．低温、高压 C．高温、低压 D．低温、低压 3．丙烯酸是非常重要的化工原料之一，由甘油催化转化生成丙烯酸的过程为甘油(C3H8O3)丙烯醛(C3H4O)丙烯酸(C3H4O2)。 已知：反应Ⅰ：C3H8O3(g)⥫⥬C3H4O(g)＋2H2O(g)　ΔH1>0　Ea1(活化能) 反应Ⅱ：2C3H4O(g)＋O2(g)⥫⥬2C3H4O2(g)　ΔH2>0　Ea2(活化能) 甘油在常压下沸点为290 ℃，工业生产选择反应温度为300 ℃常压下进行。下列说法错误的是(　　) A．当H2O(g)的体积分数保持不变时，说明反应达到平衡状态 B．固体催化剂一定时，增大其表面积可提高化学反应速率，增大甘油的平衡转化率 C．丙烯醛有毒，为了工业生产安全可选择能大幅降低Ea2且对Ea1几乎无影响的催化剂 D．若改变条件，增大反应Ⅱ的平衡常数，反应Ⅱ一定向正反应方向移动 4．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A．溴水中存在平衡：Br2＋H2O⥫⥬HBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 B．对于反应：2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深 C．反应：CO(g)＋NO2(g)⥫⥬CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动 D．对于反应2NO2⥫⥬N2O4，增加NO2的浓度，NO2的转化率增大 5．(2025·广州模拟)CO2氧化C2H6制备C2H4发生的主要反应为C2H6(g)＋CO2(g)⥫⥬C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0。向容积为2 L的恒容密闭容器中投入2 mol C2H6(g)和2 mol CO2(g)。不同温度下，测得5 min时(反应均未达到平衡，其他副反应均不消耗和生成乙烯)的相关数据见下表，下列说法正确的是(　　) 温度/℃ T1 T2 T3 乙烷转化率/% 2 9 18 乙烯选择性/% 93 80 62 注：乙烯选择性＝×100%。 A．T1 ℃，5 min时，容器内C2H4的物质的量为0.04 mol B．T2 ℃，0~5 min内，平均速率v(C2H4)＝0.014 4 mol·L-1·min-1 C．反应达到平衡后，其他条件不变，仅升高温度，平衡向逆反应方向移动 D．该反应仅在低温条件下能正向自发进行 6．(10分)(2025·成都模拟)在催化剂a作用下将尾气转化为无污染的气体除去。向密闭容器中充入10 mol CO(g)和8 mol NO(g)发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH，测得平衡时NO体积分数与温度、压强的关系如图。 (1)已知T2>T1，则反应ΔH________(填“>”“＝”或“<”，下同)0，ΔS________0。(2分) (2)该反应达到平衡后，为了同时提高反应速率和NO的平衡转化率，可采取的措施________(填字母)。(2分) a．改用高效催化剂 b．恒温恒容条件下，按投料比增大反应物浓度 c．移去CO2 d．升高温度 e．缩小反应容器的容积 (3)在温度为T1、容器容积为4 L的条件下，反应进行到10 min时恰好在D点达到平衡。则从反应开始到平衡时，NO平均反应速率v(NO)＝__________________；若其他条件不变，升高温度，用分压表示的平衡常数Kp________(填“变大”“变小”或“不变”)。(5分) (4)在X点，对反应容器升温的同时扩大容积，使体系压强减小，重新达到平衡状态可能为图中________(填A~F)点。(1分) 7．(15分)(2025·重庆模拟)工业燃煤过程中产生大量含硫烟气，研究烟气脱硫具有重要意义。回答下列问题： 方法一：H2S还原脱硫 (1)已知：2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) 　 ΔH1＝－1 036 kJ·mol-1 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　 ΔH2＝－294 kJ·mol-1 H2O(l)＝H2O(g)　 ΔH3＝＋44 kJ·mol-1 则还原脱硫原理：2H2S(g)＋SO2(g)===3S(g)＋2H2O(g)　ΔH＝_________。(2分) (2)在某恒温、恒容的密闭容器中，充入H2S和SO2发生反应：2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(g)，下列描述可表示该反应达到平衡状态的有________(填字母)。(2分) A．H2S的浓度保持不变 B．混合气体密度保持不变 C．c(H2S)∶c(SO2)＝2∶1 D．单位时间内生成H2O(g)和H2S(g)的量相等 方法二：CH4还原脱硫 反应原理： Ⅰ.2SO2(g)＋CH4(g)⥫⥬2S(g)＋2H2O(g)＋CO2(g)　 ΔH1＝－316.7 kJ·mol-1 Ⅱ.CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)　 ΔH1＝＋247.3 kJ·mol-1 (3)在不同催化剂的条件下，SO2的转化率随温度变化的曲线如图所示。 综合考虑，工业生成过程中选择的最佳催化剂是________；若选择催化剂Cat．2，SO2的转化率随温度升高先减小后增大，则SO2的转化率增大的原因是__________________________。(3分) (4)一定条件下，在压强为100 kPa的恒压密闭容器中按体积比为1∶1∶7充入CH4、SO2、He发生反应Ⅰ和Ⅱ。测得SO2的平衡转化率为80%，CH4的平衡转化率为50%，则达到平衡时，SO2的分压p＝________ kPa，反应Ⅱ的压强平衡常数Kp(Ⅱ)＝____________kPa2(用平衡分压计算)。(8分) 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课时数智作业(三十六) 1．A　[平衡常数只与温度有关，则增加c(CO)，平衡正向移动，反应的平衡常数不变，A正确；Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，反应温度应高于其沸点，以便于分离出Ni(CO)4，则第一阶段，在30 ℃和50 ℃两者之间选择50 ℃，B错误；由正反应的平衡常数K＝2×10-5可知，Ni(CO)4分解反应的平衡常数较大，Ni(CO)4分解率较高，C错误；该反应气体的物质的量减少，ΔS<0，D错误。] 2．B　[正反应放热，则降低温度可使平衡向正反应方向移动，反应为气体体积减小的反应，则增大压强有利于平衡向正反应方向移动，答案为B。] 3．B　[随着反应的进行，H2O的体积分数增大，当H2O的体积分数不变时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A正确；催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动，所以固体催化剂一定时，增大其表面积可提高化学反应速率，但不影响甘油的平衡转化率，故B错误；活化能越小，反应越容易，丙烯醛有毒，为了工业生产安全可选择能大幅降低Ea2且对Ea1几乎无影响的催化剂，故C正确；只有温度能改变化学平衡常数，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度能增大化学平衡常数，则反应Ⅱ一定向正反应方向移动，故D正确。] 4．B　[缩小容器的容积，浓度增大，但反应2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)的平衡不移动，与勒夏特列原理无关，B符合题意。] 5．B　[由表格的数据可知，T1 ℃，5 min时，n(C2H4)＝2 mol×2%×93%＝0.037 2 mol，故A错误；T2 ℃时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为2 mol×9.0%＝0.18 mol，而此温度下乙烯的选择性为80%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18 mol×80%＝0.144 mol，则生成的乙烯的物质的量也为0.144 mol，则0~5 min内的平均反应速率v(C2H4)＝＝ 0.014 4 mol·L-1·min-1，故B正确；该反应为吸热反应，仅升高温度，平衡向正反应方向移动，故C错误；因ΔH>0，ΔS>0，ΔG＝ΔH－TΔS<0时能自发进行，此时需要高温条件，故D错误。] 6．解析：(1)已知T2>T1，温度越高，NO的体积分数越大，故说明平衡逆向移动，逆反应方向为吸热反应，正反应方向为放热反应，则反应ΔH<0；反应后的气体分子数目减少，ΔS<0。(2)a．改用高效催化剂，化学反应速率增大，但催化剂不能使平衡移动，NO的平衡转化率不变，不符合；b．恒温恒容条件下，按投料比增大反应物浓度，相当于增大压强，化学反应速率增大，平衡向气体体积缩小的正反应方向移动，NO的平衡转化率增大，符合；c．移去CO2，生成物的浓度减小，反应速率减小，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，不符合；d．升高温度，化学反应速率增大，但正反应为放热反应，平衡逆向移动，NO的平衡转化率减小，不符合；e．缩小反应容器的容积，相当于增大压强，化学反应速率增大，平衡向气体体积缩小的正反应方向移动，NO的平衡转化率增大，符合。(3)设NO的转化率为x，列三段式： 　　　　　2NO(g)＋2CO(g)⥫⥬N2(g)＋2CO2(g) 起始量/mol 8 10 0 0 转化量/mol 8x 8x 4x 8x 平衡量/mol 8－8x 10－8x 4x 8x 平衡时NO的体积分数为25%，则有＝25%，解得x＝50%，则v(NO)＝＝0.1 mol·L-1·min-1。若其他条件不变，升高温度，平衡逆向移动，生成物的平衡分压减小，反应物的平衡分压增大，Kp变小。(4)由题图及反应可知，升温会使反应逆向移动，导致NO的体积分数增加，减压也会使反应逆向移动，导致NO的体积分数增加；所以升温和减压后，NO的体积分数必然增加，达到平衡状态时，NO的体积分数一定比X点对应的体积分数大，符合条件的只有A点。 答案：(1)<　<　(2)be　(3)0.1 mol·L-1·min-1　变小　(4)A 7．解析：(1)已知①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－1 036 kJ·mol-1；②S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－294 kJ·mol-1；③H2O(l)===H2O(g)　ΔH3＝＋44 kJ·mol-1，根据还原脱硫原理：④2H2S(g)＋SO2(g)===3S(g)＋2H2O(g)，反应④由反应①－3×反应②＋2×反应③得到，则反应的ΔH＝ΔH1－3×ΔH2＋2×ΔH3＝－1 036 kJ·mol-1－[3×(－294 kJ·mol-1)]＋2×(＋44 kJ·mol-1)＝－66 kJ·mol-1。(2)随着反应进行，H2S的浓度不断减小，当达到平衡状态时，H2S的浓度保持不变，说明反应达到平衡状态，故A项符合题意；根据化学方程式可知，该反应有固体生成，气体的总质量减小，体积不变，则密度不断减小，当密度不变时，说明反应达到平衡状态，故B项符合题意；因为H2S和SO2气体的充入比例未知，不能作为平衡标志，故C项不符合题意；单位时间内生成H2O(g)和生成H2S(s)的量相等，则v正＝v逆，说明反应达到平衡状态，故D项符合题意。 (3)由图像可知，催化剂Cat．3活性最高的温度低于其他催化剂，且SO2的转化率是最高的，所以催化剂Cat．3是最佳选择；若选用催化剂Cat．2，随着温度的升高，催化剂的活性增强，反应速率增大，单位时间内SO2的转化量增加，所以SO2的转化率增大。 (4)已知在压强为100 kPa的恒压密闭容器中按体积比为1∶1∶7充入CH4、SO2、He发生反应Ⅰ和Ⅱ，设初始时容器中的CH4和SO2均为a mol，则He为7a mol。测得SO2的平衡转化率80%，CH4的平衡转化率为50%，则SO2为0.2a mol，CH4为0.5a mol，S为0.8a mol。 设平衡时CO2的物质的量为x mol，则根据碳元素守恒可得n(CO)＝(0.5a－x)mol，根据氧元素守恒，可得n(H2O)＝(1.1a－x)mol，根据氢元素守恒，可得n(H2)＝(x－0.1a)mol。 根据反应Ⅱ，n(CO)＝n(H2)，则0.5a－x＝x－0.1a，解得x＝0.3a。 因此平衡时，SO2的物质的量为0.2a mol，CH4的物质的量为0.5a mol，S的物质的量为0.8a mol，H2O的物质的量为0.8a mol，CO2的物质的量为0.3a mol，CO的物质的量为0.2a mol，H2的物质的量为0.2a mol，He的物质的量为7a mol，总物质的量为10a mol，平衡时各物质的分压：SO2为2 kPa，CH4为5 kPa，S为8 kPa，H2O为8 kPa，CO2为3 kPa，CO为2 kPa，H2为2 kPa，He为70 kPa因此Kp(Ⅱ)＝ kPa2。 答案：(1)－66 kJ·mol-1 (2)ABD (3)Cat．3　温度升高，催化剂的活性增强，反应速率增大，SO2的转化率增大 (4)2　 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $$