内容正文:
专题04 化学反应进行的方向与平衡移动
3大高频考点概览
考点01 化学反应进行的方向
考点02 平衡移动
考点03 勒夏特列原理
地 城
考点01
反应自发进行的判据
1.(23-24高二上·山西长治·期末)合成氨工业中原料气进入合成塔前需经过铜氨溶液“净化”,除去其中的CO,原理为 。下列说法正确的是
A.该反应在任何温度下均能自发进行 B.降低温度有利于吸收CO
C.增大压强有利于铜氨溶液再生 D.为节约成本,原料气可以不进行净化
【答案】B
【详解】A.ΔH<0,ΔS<0,ΔG=ΔH-TΔS,则低温下,ΔG<0,反应自发进行,A错误;
B.温度降低,平衡正向进行,促进CO的吸收,B正确;
C.增大压强,平衡正向移动,利于铜氨液吸收CO,不利于铜氨溶液再生,C错误;
D.因CO使人中毒,故原料气必须进行净化,D错误;
故答案为:B。
2.(23-24高二上·陕西咸阳·期末)反应 ,在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,
B.从A点变到点,平衡逆移,气体的颜色:深,浅
C.该反应在低温下能自发进行
D.、两点气体的平均相对分子质量:
【答案】D
【详解】A.反应 ,则升温时平衡右移、NO2(g)的体积分数增大,则A、B两点可知,T2>T1,A错误;
B.增压平衡左移、NO2(g)的体积分数减小,但N2O4(g)和NO2(g)的浓度都增大,故从A点变到C点,平衡逆移,气体的颜色:A浅,C深,B错误;
C.该反应ΔH>0,ΔS>0,ΔG=ΔH-TΔS<0可自发,即高温下可以自发进行, C错误;
D.B、C两点气体NO2(g)的体积分数相等、N2O4(g)的体积分数也相等,则混合气体的平均相对分子质量:,D正确;
故选D。
3.(23-24高二上·陕西渭南澄城县·期末)下列说法中,正确的是
A.能够自发进行的反应一定是放热反应
B.冰在室温下自动熔化成水,这是熵增的过程
C.的反应均是自发进行的反应
D.能够自发进行的反应一定是熵增的过程
【答案】B
【详解】A.能够自发进行的反应可能是吸热反应,如ΔH>0、ΔS>0,在高温下ΔH-TΔS<0,可自发进行,故A错误;
B.冰在室温下自动熔化成水的过程是混乱度增加的过程,ΔS>0,是熵增过程,故B正确;
C.高温条件下,ΔH<0的熵减反应均不能自发进行,故C错误;
D.低温条件下,放热且熵减的反应也能自发进行,则能够自发进行的反应不一定是熵增的过程,故D错误;
答案选B。
4.(23-24高二上·陕西汉中汉台区·期末)可在催化剂或作用下产生能将烟气中的氧化。产生机理如下:
慢反应:
快反应:
对于脱除,下列说法错误的是
A.加入催化剂,可提高的脱除速率
B.该反应能在低温下自发进行,则此反应的
C.向固定容积的反应体系中充入氦气,反应速率加快
D.与作催化剂相比,相同条件下作催化剂时的脱除速率可能更高
【答案】C
【详解】A.加入催化剂Fe2O3,先发生慢反应生成亚铁离子,随后发生快反应生成·OH,·OH可将烟气中的SO2氧化,能提高SO2的脱除速率,A正确;
B.该反应的ΔS<0,根据ΔH-TΔS<0反应自发进行且该反应在低温条件下可自发进行可知,该反应的ΔH<0,B正确;
C.向固定容积的反应体系中充入氦气,反应体系中只有SO2为气体,且充入氦气二氧化硫浓度不变,则反应速率也不变,C错误;
D.Fe2O3中只存在Fe3+,需要先通过慢反应生成Fe2+,随后再通过快反应生成·OH,生成·OH的速率较慢,·OH的浓度也相对较低,Fe3O4中同时存在Fe2+和Fe3+,一开始就能进行快反应生成·OH,·OH的浓度较高,因此Fe3O4作催化剂时SO2的脱除速率可能更高,D正确;
故答案选C。
5.(23-24高二上·陕西渭南大荔县·期末)汽车尾气在稀土催化剂作用下通过反应能实现转化。下列说法正确的是
A.该反应
B.该反应的平衡常数可表示为
C.其它条件相同,越大,CO的平衡转化率越大
D.若反应在恒温体积固定的条件下进行,平衡后充入氦气,压强增大,平衡正向移动
【答案】C
【详解】A.是气体分子总数减小的反应,所以,A说法错误;
B.该反应平衡常数表达式为,B说法错误;
C.两种反应物,增大一种反应物的用量可提高另一种反应物的转化率。其它条件相同,越大,NO的用量越多,反应正向进行程度越大,CO的平衡转化率越大,C说法正确;
D.在恒温体积固定的条件下进行平衡后充入氦气,内部压强增大,体系各组分浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,D说法错误;
故答案为:C。
6.(23-24高二上·陕西咸阳·期末)反应 ,在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,
B.从A点变到点,平衡逆移,气体的颜色:深,浅
C.该反应在低温下能自发进行
D.、两点气体的平均相对分子质量:
【答案】D
【详解】A.反应 ,则升温时平衡右移、NO2(g)的体积分数增大,则A、B两点可知,T2>T1,A错误;
B.增压平衡左移、NO2(g)的体积分数减小,但N2O4(g)和NO2(g)的浓度都增大,故从A点变到C点,平衡逆移,气体的颜色:A浅,C深,B错误;
C.该反应ΔH>0,ΔS>0,ΔG=ΔH-TΔS<0可自发,即高温下可以自发进行, C错误;
D.B、C两点气体NO2(g)的体积分数相等、N2O4(g)的体积分数也相等,则混合气体的平均相对分子质量:,D正确;
故选D。
7.(23-24高二上·宁夏银川一中·期末)2023年10月8日第19届亚运会在杭州圆满闭幕,本届亚运会秉持“绿色、智能、节俭、文明”的办会理念。下列说法正确的是
A.零碳甲醇作为本届亚运会的火炬燃料,甲醇的燃烧(常温条件测定)属于熵增的放热反应
B.吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为硅单质
C.亚运会纪念章“琮琮”是由锌合金镀金制成的,锌合金镀金属于合成材料
D.场馆全部使用绿色能源,打造首届碳中和亚运会,碳中和就是不排放二氧化碳
【答案】B
【详解】A.甲醇燃烧属于放热反应,常温条件下,甲醇燃烧的方程式为,属于熵减反应,A错误;
B.“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为硅单质,B正确;
C.锌合金镀金是金属材料,C错误;
D.“碳中和”指一段时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳的排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”,碳中和不是不排放碳,D错误;
答案选B。
8.(23-24高二上·山西长治·期末)合成氨工业中原料气进入合成塔前需经过铜氨溶液“净化”,除去其中的CO,原理为 。下列说法正确的是
A.该反应在任何温度下均能自发进行 B.降低温度有利于吸收CO
C.增大压强有利于铜氨溶液再生 D.为节约成本,原料气可以不进行净化
【答案】B
【详解】A.ΔH<0,ΔS<0,ΔG=ΔH-TΔS,则低温下,ΔG<0,反应自发进行,A错误;
B.温度降低,平衡正向进行,促进CO的吸收,B正确;
C.增大压强,平衡正向移动,利于铜氨液吸收CO,不利于铜氨溶液再生,C错误;
D.因CO使人中毒,故原料气必须进行净化,D错误;故答案为:B。
9.(23-24高二上·山西大同·期末)向密闭容器中通入物质的量均为的和,分别在压强下发生重整反应:的平衡转化率随温度的变化关系如图所示,下列有关说法错误的是
A.反应
B.压强
C.点时,的体积分数约为
D.若点与点反应条件相同,则点时:
【答案】B
【详解】A.由图像得知,随温度升高,甲烷平衡转化率增大,则正反应吸热,且正反应气体物质的量增加,因此,A正确;
B.根据正反应气体物质的量增加,温度一定时,压强增大平衡逆向移动,甲烷转化率减小,因此,B错误;
C.点时,甲烷转化率,甲烷变化的物质的量为,平衡时的体积分数正确;
D.若点与点反应条件相同,则点时未达平衡,此时,D正确;
故选B。
地 城
考点02
平衡移动
10.(23-24高二上·山西太原·期末)一定条件下,按2:1的比例向容积为的密闭容器充入A物质和B物质,发生反应:,温度、压强()对A物质的平衡转化率的影响如下图所示,下列说法错误的是
A.压强:;
B.压强为时,若和时该反应的速率分别为、,则:
C.该反应的
D.平衡常数:A点=B点
【答案】C
【分析】根据题干和图像可知:升高温度,A的平衡转化率降低;结合化学方程式可知:增大压强,A的平衡转化率增大;
【详解】A.通过分析可知:在温度相同的情况下,压强越大,A的平衡转化率越高,p1<p2,A不符合题意;
B.通过分析可知:在压强相同的情况下,温度越高,反应速率越快,v1<v2,B不符合题意;
C.通过分析可知:在压强相同的情况下,升高温度,A的平衡转化率降低,该反应为放热反应,C符合题意;
D.化学平衡常数为温度的函数,温度相同化学平衡常数相同,D不符合题意;
故答案选C;
11.(23-24高二上·山西吕梁·期末)对于可逆反应A(g)+2B(g)2C(g) (正反应吸热),下列图像正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.在速率-压强图中的交叉点处,即,此点反应达到平衡状态,根据反应方程式该反应的正反应为气体体积减小的吸热反应,增大压强,系数大的方向速率增大的多,v正>v逆,化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,则应该是交叉点后正反应速率应大于逆反应速率,A错误;
B.该反应为吸热反应,温度升高,化学反应速率加快;化学平衡向吸热的正向移动,则在第二次反应达到平衡之前,应该是正反应速率应大于逆反应速率,B错误;
C.在其它条件不变时,增大压强,化学反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,即5MPa时的应先达到平衡,且增大压强,化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,因此达到平衡时反应物A的平衡含量降低,C正确;
D.温度升高,化学反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,所以500℃时应比100℃时先达到平衡,且升高温度,化学平衡会向吸热的正反应方向移动,最终达到平衡时A的转化率增大,500℃比100℃时A的转化率更大,D错误;
故合理选项是C。
12.(23-24高二上·宁夏石嘴山第三中学·期末)已知:A(g)+3B(g)2C(g) ΔH<0,有甲乙两个容积为0.5L的密闭容器,向甲中加入1molA和3molB,5min时达到平衡,放出热量为Q1kJ;相同条件下,向乙中加入2molC,达到平衡时吸收热量为Q2kJ。已知Q2=3Q1,下列说法正确的是
A.甲中达平衡时,用B的浓度变化表示5min内的平均反应速率为0.15 mol・L-1・min-1
B.乙中的热化学方程式为2C(g)A(g)+3B(g):ΔH=kJ/mol
C.乙中达到平衡后,再加入0.25molA、0.75molB、1.5molC,平衡不移动
D.乙中平衡时C的转化率为75%
【答案】D
【详解】A.甲中达到平衡时,生成0.5molC,消耗n(B)=n(C)=×0.5mol=0.75mol,v(B)==0.3mol•L-1•min-1,故A错误;
B.甲中生成0.5molC放出Q1kJ的热量,则生成2molC放出的热量为×2mol=4Q1kJ/mol,即2molC完全转化为1molA和3molB时吸热4Q1kJ热量,乙中的热化学方程式为2C(g)A(g)+3B(g) △H=+4Q1kJ/mol,故B错误;
C.乙中开始是c(C)=4mol/L,平衡时消耗的c(C)=3mol/L;
化学平衡常数K===15.1875,乙中达到平衡后,再加入0.25molA、0.75molB、1.5molC,Qc==27>K,平衡逆向移动,故C错误;
D.甲容器中开始加入1molA的和3molB与乙容器中开始加入2mol C为完全等效平衡,平衡时相同组分的物质的量相等,设甲中平衡时C为xmol,则乙中反应的C为(2-x)mol,由于Q2=3Q1,则(2-x)mol=3xmol,解得x=0.5,则乙中消耗的n(C)=(2-0.5)mol=1.5mol,乙中C的转化率=×100%=75%,故D正确。
13.(23-24高二上·陕西西安蓝田县乡镇学校联考·期末)I.现有下列物质:
①NaCl晶体 ②液态SO2 ③冰醋酸 ④硫酸钡 ⑤铜 ⑥酒精(C2H5OH) ⑦熔化的KCl ⑧NaOH溶液 ⑨氯水 ⑩纯盐酸,请用以上物质回答下列问题。
(1)属于强电解质且在上述状态下能导电的是 ;属于弱电解质的是 ;属于非电解质,但溶于水后的水溶液能导电的是 。
II.密闭容器中,使1 mol N2和3 mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H <0。
(2)①达到平衡时,充入N2并保持体积不变,平衡将 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
②达到平衡时,充入氩气(Ar)并保持体积不变,平衡将 移动(同上)。
③达到平衡时,充入氩气(Ar),并保持压强不变,平衡将 移动(同上)。
④达到平衡时,将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时增大1倍,平衡 移动(同上)。
⑤保持体积不变,升高温度时,混合气体的平均相对分子质量 ,密度 (变大、变小或不变)。
⑥当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是 ;N2和H2的转化率比是 。
【答案】(1) ⑦ ③ ②
(2) 正向 不 逆向 正向 变小 不变 1:3 1:1
【详解】(1)在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物是电解质,在水溶液里或熔融状态下都不导电的化合物是非电解质,完全电离的电解质是强电解质,只有部分电离的电解质是弱电解质,能导电的物质中含有自由移动的阴阳离子或自由移动的电子;则
①NaCl晶体属于强电解质,但不能导电;
②液态SO2属于非电解质,但其水溶液能导电;
③冰醋酸属于弱电解质,其水溶液能导电;
④硫酸钡属于强电解质,但不能导电;
⑤铜是单质,既不是电解质也不是非电解质,但能导电;
⑥酒精属于非电解质,但其水溶液不导电;
⑦熔化的KCl含有自由移动的阴阳离子,所以能导电,且属于强电解质;
⑧NaOH溶液含有自由移动的阴阳离子,但属于混合物,既不是电解质也不是非电解质;
⑨氯水、⑩纯盐酸都为混合物,既不是电解质也不是非电解质,溶液可导电;
故答案为:⑦;③;②;
(2)①反应平衡时充入N2,N2是反应物,增大反应物浓度,有利于反应正向进行,所以平衡将正向移动,故答案为:正向;
②Ar不参加反应,恒容装置中充入Ar不改变各组分浓度,不影响化学平衡,所以充入氩气(Ar)并保持体积不变,平衡将不移动,故答案为:不;
③恒压装置中充入Ar,相当于减小各组分浓度,反应物浓度减小量大于生成物浓度减小量,所以平衡将向着浓度增大的方向移动,即平衡将逆向移动,故答案为:逆向;
④平衡时各组分浓度都增加一倍,反应物浓度增量大于生成物增量,所以平衡将向减弱浓度的方向移动,即平衡将正向移动,故答案为:正向;
⑤混合气体的相对分子质量在数值上等于以g/mol做单位的摩尔质量,为M=m÷n,保持体积不变,升高温度时,平衡将逆向移动,反应前后质量守恒,气体质量m不变,气体总物质的量增大,则平均相对分子质量减小,密度为ρ=m÷V,反应前后m不变,体积V不变,所以密度不变,故答案为:变小;不变;
⑥反应物按照计量比充入,则平衡时浓度之比仍为计量比,转化率之比也为计量比,所以当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是1:3,N2和H2的转化率比是1:1,故答案为:1:3;1:1。
14.(24-25高二上·山西临汾·期末)减少氮和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
(1)已知:
若某反应的平衡常数表达式为,请写出该反应的热化学方程式: 。
(2)利用和在一定条件下可以合成乙烯:,已知不同温度对的平衡转化率及催化剂的效率影响如图所示。下列有关说法正确的是 (填序号)。
①不同条件下反应,N点的速率最大
②M点时的平衡常数比N点时的平衡常数大
③温度低于250℃时,随温度升高,乙烯的产率增大
④实际反应中应尽可能在较低的温度下进行,以提高的平衡转化率
⑤该反应的
(3)在密闭容器中充入和,发生上述(1)中某反应,如图为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。
①温度: (填“<”或“>”)。
②某温度下,若反应进行到10分钟达到平衡状态D点时,容器的容积为,则此时的平衡常数 (计算结果保留两位有效数字);用的浓度变化表示的平均反应速率 。
③若在D点对反应容器升温的同时扩大容积至体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的 点。
【答案】(1)2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H =-746.5kJ·mol-1
(2)②⑤
(3) > 0.22 0.1mol mol·L-1·min-1 E
【详解】(1)根据某反应的平衡常数表达式为的表达式,可知该反应的化学方程式为:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),已知反应① ;② ;③ ;由盖斯定律,ΔH=-①-③+②×2=-180.5kJ·mol-1-(-221kJ·mol-1)+(-393.5kJ·mol-1)×2=ΔH =-746.5kJ·mol-1,故反应的热化学方程式为:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH =-746.5kJ·mol-1;
(2)①温度升高,速率加快,但催化效率降低,说明在温度过高升高后,催化剂失去了催化活性,速率反而降低,故①不正确;
②由CO2的转化率随温度变化曲线可知,温度升高,CO2的转化率下降,平衡逆向移动,则N点时平衡常数比M点时平衡常数小,②正确;
③图中曲线是CO2的平衡转化率,温度升高,CO2的转化率下降,平衡逆向移动,乙烯的产率减小,故③不正确;
④温度较低,催化剂可能失去催化活性,速率太低。所以,在实际反应时,需要综合考虑影响因素,选择适宜温度、压强,增大氢气浓度等来提高CO2的转化率,故④不正确;
⑤由CO2的转化率随温度变化曲线可知,温度升高,CO2的转化率下降,平衡逆向移动,正反应为放热反应,ΔH<0,故⑤正确;
答案选②⑤;
(3)①图为平衡时NO的体积分数与温度,压强的关系,反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH =-746.5kJ·mol-1是放热反应,在相同压强下,T1时的NO的体积分数大于T2时的NO的体积分数,平衡逆向移动,是由温度升高引起的,所以T1>T2;
②在体积为2L的密闭容器中充入和,某温度下,反应达到平衡状态D点时,NO的体积分数是25%,设CO的变化浓度是x,则有:
NO的体积分数是25%,即×100%=25%,解得x=1,此时c(CO)=1.5mol/L,c(NO)=1mol/L,c(N2)=0.5mol/L,c(CO2)=1mol/L,K==0.22 ;
v(CO)=== 0.1mol·L-1·min-1;
③若在D点对反应容器降低温度,D向F点移动(T2线温度低),同时扩大体积使体系压强减小,则平衡会逆向移动,NO的体积分数增加,重新达到的平衡状态可能是图中E点。
15.(23-24高二上·陕西西安西北工业大学附属中学·期末)从衣食住行到探索浩瀚宇宙,都有氮及其化合物的参与,但同时有毒含氮化合物的排放,也对环境产生污染。如何实现环境保护与资源利用的和谐统一,已成为我们的重要研究课题。
(1)工业上利用N2和H2可以合成NH3,NH3又可以进一步制备火箭燃料肼(N2H4)。
① △H1
② △H2
③ △H3
的反应热△H= (写出表达式)。
(2) N2H4的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数,则0.01 mol∙L-1的N2H4水溶液pH等于 (忽略N2H4的二级电离和H2O的电离,lg4=0.6)。
(3)利用测压法在刚性密闭容器中研究T1℃时(△H<0)的分解反应,现将一定量的NO充入该密闭容器中,测得体系的总压强随时间的变化如下表所示:
反应时间/min
0
10
20
30
40
压强/MPa
15.00
14.02
13.20
12.50
12.50
①0~20 min时,v(NO2)= MPa∙min-1。
②T1℃时反应的平衡常数Kx= (Kx为以物质的量分数表示的平衡常数)。若升高温度,N2的物质的量分数将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)将等物质的量的NO和CO分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器,进行反应 △H<0,经过相同时间测得NO的转化率如图所示,图中cd段转化率下降的可能原因是(答2条):
① ;
② 。
【答案】(1)2△H2-△H1-△H3
(2)10.3
(3) 0.18 1.25 减小
(4) 该反应为放热反应,升温平衡逆向移动,转化率降低 温度升高,催化剂的活性降低,反应速率减慢,转化率降低
【详解】(1)① △H1
② △H2
③ △H3
利用盖斯定律,将反应②×2-①-③得,的反应热△H=2△H2-△H1-△H3。
(2)N2H4的水溶液呈弱碱性,则N2H4在水中第一步电离方程式为:N2H4+H2O+OH-,室温下其电离常数,则0.01 mol∙L-1的N2H4水溶液中c(OH-)==mol/L =2.0×10-4mol/L,pH等于14-lg(2.0×10-4)=10+lg2.0=10.3。
(3)设N2的分压强为x,则可建立如下三段式:
①0~20 min时,15.00-4x+x+2x=13.20,x=1.80 MPa,p(NO2)=1.80 MPa×2=3.60 MPa,v(NO2)==0.18MPa∙min-1。
②平衡时,15.00-4x+x+2x=12.50,x=2.50 MPa,T1℃时反应的平衡常数Kx==1.25。△H<0,若升高温度,平衡逆向移动,N2的物质的量分数将减小。
(4)将等物质的量的NO和CO分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器,进行反应 △H<0,经过相同时间测得NO的转化率如图所示。从图中可以看出,催化剂②在c点时可能达到平衡,则升高温度图中cd段转化率下降,可能是温度对平衡产生的影响,也可能是温度对催化剂产生的影响。则可能原因是:
①该反应为放热反应,升温平衡逆向移动,转化率降低;
②温度升高,催化剂的活性降低,反应速率减慢,转化率降低。
【点睛】催化剂不同,反应的速率不同,但相同温度时,反应物的平衡转化率应相同。
地 城
考点03
勒夏特列原理
16.(23-24高二上·山西朔州怀仁第一中学·期末)化学与社会、生活密切相关。下列说法不正确的是
A.我国西周时期发明的“酒曲”酿酒工艺,是利用了催化剂加快反应速率的原理
B.国家大剧院玻璃外墙采用了“纳米自洁玻璃”(外涂有TiO2),TiO2可利用TiCl4的水解反应制得
C.打开汽水瓶盖时有大量气泡冒出,可用勒夏特列原理解释
D.金属Al、Fe、Cu久置于潮湿的空气中都生成相应的金属氧化物
【答案】D
【详解】A.“酒曲”是催化剂,酿酒加入“酒曲”利用了催化剂加快反应速率的原理,A正确;
B.TiO2可利用TiCl4的水解反应制得, B正确;
C.打开汽水瓶盖时有大量气泡冒出,是因为压强减少,平衡向体积增大方向移动,气体逸出,可用勒夏特列原理解释,C正确;
D.金属Al、Fe久置于潮湿的空气中都生成相应的金属氧化物,Cu久置于潮湿的空气中生成,D错误;
故选D。
17.(24-25高二上·陕西汉中·期末)下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A.浸在热水中的球红棕色加深,冷水中变浅
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.升高温度,混合气体颜色加深,说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动,可以使用平衡移动原理分析解答,A不符合题意;
B.升高温度,化学平衡常数增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,该反应的正反应是吸热反应,可以使用平衡移动原理分析解答,B不符合题意;
C.浓硝酸和铝片常温下钝化,加热后发生反应生成红棕色的NO2,与化学平衡移动无关,因此不能用平衡移动原理解释,C符合题意;
D.醋酸的浓度减小10倍,溶液的pH只减小了0.5个单位,而不是1个单位,说明在醋酸中存在电离平衡,降低浓度,电离平衡正向移动,使其电离程度增大,c(H+)减小的倍数小于溶液稀释倍数,因此可以用平衡移动原理解释,D不符合题意;
故合理选项是C。
18.(24-25高二上·陕西安康·期末)勒夏特列原理又称平衡移动原理。下列现象不能用该原理解释的是
A.夏天打开汽水瓶盖时汽水中产生大量气泡
B.往新制氯水中加入适量碳酸钙固体可以增强漂白能力
C.唾液可以使淀粉水解速率加快
D.CO中毒者应及时移至空气流通处,必要时应放入高压氧舱
【答案】C
【详解】A.打开瓶盖,压强减小,CO2的溶解平衡以及H2CO3分解平衡(H2CO3CO2+H2O)均向着压强增大,即气体数增多的方向进行,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.新制氯水中存在平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO,加入适量碳酸钙固体消耗H+,平衡正向移动,HClO浓度增大,漂白能力增强,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.唾液中的唾液淀粉酶可以作为催化剂加快淀粉的水解,但催化剂不影响化学平衡,不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.CO中毒是血红蛋白与CO结合,反应的方程式为CO+HbO2O2+HbCO,将中毒者移至空气流通处或进入高压氧舱治疗,肺泡中氧气浓度提高,化学平衡逆向移动,血液的含氧量也会逐渐恢复,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选C。
19.(23-24高二上·宁夏固原·期末)下列相关事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.增大压强能提高合成氨的产率 B.升高温度,水的离子积常数增大
C.加入能加快分解放出 D.大部分盐类水解符合“越稀越水解”的规律
【答案】C
【详解】A.合成氨反应气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,A错误;
B.水的电离为吸热过程,升高温度可以促进水的电离,电离平衡正向移动,其离子积增大,能用勒夏特列原理解释,B错误;
C.能加快分解放出是二氧化锰催化过氧化氢分解,二氧化锰为催化剂,不能用勒夏特列原理解释,C正确;
D.大部分盐类水解符合“越稀越水解”的规律,是因为加水稀释使得溶液中离子浓度减小,促使水解正向进行,能用勒夏特列原理解释,D错误;
故选C。
20.(23-24高二上·山西吕梁·期末)下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是
A.对,增大平衡体系的压强(压缩体积)可使体系颜色变深
B.合成的反应,为提高的产率,工业上采用了的高压
C.氯水中存在平衡:,实验室用排饱和食盐水的方法来收集
D.反应 ,升高温度可使平衡向逆反应方向移动
【答案】A
【详解】A.因,该反应前后气体系数之和相等,压强并不影响平衡移动,增大压强颜色加深是因为碘的浓度变大,与勒夏特列原理无关,不能用勒夏特列原理解释,故A符合题意;
B.合成氨的正反应是气体体积减小的反应,压强增大,平衡朝正反应方向移动,能用勒夏特列原理解释,故B不符合题意;
C.饱和溶液中,氯离子浓度大,氯气在水溶液中溶解度变小,能用勒夏特列原理解释,故C不符合题意;
D.正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,能用勒夏特列原理解释,故D不符合题意;
故选A。
21.(23-24高二上·山西长治·期末)下列事实中不能用化学平衡移动原理解释的是
A.牙膏中添加氟化物,能起到预防龋齿的作用
B.实验室利用制取使用作催化剂
C.实验室配制溶液时滴加几滴溶液
D.在溶液中滴加5~10滴浓溶液,颜色变黄
【答案】B
【详解】A.存在Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq) Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq),使用含氟牙膏,促进平衡向正反应方向进行,生成氟磷灰石,氟磷灰石的溶解度比羟基磷灰石的小,而且更能抵抗酸的侵蚀,能用化学平衡移动原理解释,A不符合题意;
B.MnO2会催化H2O2分解,与平衡移动无关,不能用化学平衡移动原理解释,B符合题意;
C.溶液中存在水解平衡,滴加几滴溶液,使水解平衡逆向移动,抑制其水解,能用化学平衡移动原理解释,C不符合题意;
D.溶液中存在平衡:,滴加5~10滴浓溶液,平衡正向移动,溶液由橙色变为黄色,能用化学平衡移动原理解释,D不符合题意;
故选B。
22.(22-23高二上·山西吕梁孝义·期末)变化观念与平衡思想是化学学科核心素养之一,下列实验事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.久置的氯水黄绿色会褪去
B.工业合成氨过程中及时分离出氨气,有利于提高原料转化率
C.木炭粉碎后与反应,速率更快
D.热的纯碱溶液除油污效果好
【答案】C
【详解】A.氯水中存在平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO,HClO见光易分解,平衡正向移动,所以久置的氯水黄绿色会褪去,能用平衡移动原理解释,故A不选;
B.工业合成氨过程中及时分离出氨气,导致生成物浓度减小,平衡正向移动,有利于提高原料转化率,能用平衡移动原理解释,故B不选;
C.木炭粉碎后,加大接触面积,加快反应速率,不能用勒夏特列原理解释,故C选;
D.升高温度促进纯碱水解导致溶液碱性增强,则除油污效果更好,可以用勒夏特列原理解释,故D不选;
故选:C。
23.(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)下列化工生产过程能用勒夏特列原理解释的是
A.工业合成氨时压强选择20MPa B.工业合成氨时温度选择500℃
C.将硫铁矿粉碎后再煅烧制备 D.催化氧化为时选择常压条件
【答案】A
【详解】A.合成氨是气体分子减少的反应,加压平衡正向移动,有利于氨气合成,选择20MPa同时保持设备的稳定性,与勒夏特列原理有关,故A正确;
B.工业合成氨选择500℃是为了保持催化剂的活性,加快反应速率,合成氨是放热反应,升高温度平衡逆向移动,不利于氨气合成,与勒夏特列原理无关,故B错误;
C.煅烧粉碎的硫铁矿有利于增大其与空气的接触面积,加快反应速率,有利于SO2生成,与勒夏特列原理无关,故C错误;
D.SO2氧化生成SO3时使用催化剂缩短反应达到平衡时的时间,不会引起平衡的移动,故D错误;
故答案为A。
试卷第1页,共3页
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专题04 化学反应进行的方向与平衡移动
3大高频考点概览
考点01 化学反应进行的方向
考点02 平衡移动
考点03 勒夏特列原理
地 城
考点01
反应自发进行的判据
1.(23-24高二上·山西长治·期末)合成氨工业中原料气进入合成塔前需经过铜氨溶液“净化”,除去其中的CO,原理为 。下列说法正确的是
A.该反应在任何温度下均能自发进行 B.降低温度有利于吸收CO
C.增大压强有利于铜氨溶液再生 D.为节约成本,原料气可以不进行净化
2.(23-24高二上·陕西咸阳·期末)反应 ,在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,
B.从A点变到点,平衡逆移,气体的颜色:深,浅
C.该反应在低温下能自发进行
D.、两点气体的平均相对分子质量:
3.(23-24高二上·陕西渭南澄城县·期末)下列说法中,正确的是
A.能够自发进行的反应一定是放热反应
B.冰在室温下自动熔化成水,这是熵增的过程
C.的反应均是自发进行的反应
D.能够自发进行的反应一定是熵增的过程
4.(23-24高二上·陕西汉中汉台区·期末)可在催化剂或作用下产生能将烟气中的氧化。产生机理如下:
慢反应:
快反应:
对于脱除,下列说法错误的是
A.加入催化剂,可提高的脱除速率
B.该反应能在低温下自发进行,则此反应的
C.向固定容积的反应体系中充入氦气,反应速率加快
D.与作催化剂相比,相同条件下作催化剂时的脱除速率可能更高
5.(23-24高二上·陕西渭南大荔县·期末)汽车尾气在稀土催化剂作用下通过反应能实现转化。下列说法正确的是
A.该反应
B.该反应的平衡常数可表示为
C.其它条件相同,越大,CO的平衡转化率越大
D.若反应在恒温体积固定的条件下进行,平衡后充入氦气,压强增大,平衡正向移动
6.(23-24高二上·陕西咸阳·期末)反应 ,在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,
B.从A点变到点,平衡逆移,气体的颜色:深,浅
C.该反应在低温下能自发进行
D.、两点气体的平均相对分子质量:
7.(23-24高二上·宁夏银川一中·期末)2023年10月8日第19届亚运会在杭州圆满闭幕,本届亚运会秉持“绿色、智能、节俭、文明”的办会理念。下列说法正确的是
A.零碳甲醇作为本届亚运会的火炬燃料,甲醇的燃烧(常温条件测定)属于熵增的放热反应
B.吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为硅单质
C.亚运会纪念章“琮琮”是由锌合金镀金制成的,锌合金镀金属于合成材料
D.场馆全部使用绿色能源,打造首届碳中和亚运会,碳中和就是不排放二氧化碳
8.(23-24高二上·山西长治·期末)合成氨工业中原料气进入合成塔前需经过铜氨溶液“净化”,除去其中的CO,原理为 。下列说法正确的是
A.该反应在任何温度下均能自发进行 B.降低温度有利于吸收CO
C.增大压强有利于铜氨溶液再生 D.为节约成本,原料气可以不进行净化
9.(23-24高二上·山西大同·期末)向密闭容器中通入物质的量均为的和,分别在压强下发生重整反应:的平衡转化率随温度的变化关系如图所示,下列有关说法错误的是
A.反应
B.压强
C.点时,的体积分数约为
D.若点与点反应条件相同,则点时:
地 城
考点02
平衡移动
10.(23-24高二上·山西太原·期末)一定条件下,按2:1的比例向容积为的密闭容器充入A物质和B物质,发生反应:,温度、压强()对A物质的平衡转化率的影响如下图所示,下列说法错误的是
A.压强:;
B.压强为时,若和时该反应的速率分别为、,则:
C.该反应的
D.平衡常数:A点=B点
11.(23-24高二上·山西吕梁·期末)对于可逆反应A(g)+2B(g)2C(g) (正反应吸热),下列图像正确的是
A. B. C. D.
12.(23-24高二上·宁夏石嘴山第三中学·期末)已知:A(g)+3B(g)2C(g) ΔH<0,有甲乙两个容积为0.5L的密闭容器,向甲中加入1molA和3molB,5min时达到平衡,放出热量为Q1kJ;相同条件下,向乙中加入2molC,达到平衡时吸收热量为Q2kJ。已知Q2=3Q1,下列说法正确的是
A.甲中达平衡时,用B的浓度变化表示5min内的平均反应速率为0.15 mol・L-1・min-1
B.乙中的热化学方程式为2C(g)A(g)+3B(g):ΔH=kJ/mol
C.乙中达到平衡后,再加入0.25molA、0.75molB、1.5molC,平衡不移动
D.乙中平衡时C的转化率为75%
13.(23-24高二上·陕西西安蓝田县乡镇学校联考·期末)I.现有下列物质:
①NaCl晶体 ②液态SO2 ③冰醋酸 ④硫酸钡 ⑤铜 ⑥酒精(C2H5OH) ⑦熔化的KCl ⑧NaOH溶液 ⑨氯水 ⑩纯盐酸,请用以上物质回答下列问题。
(1)属于强电解质且在上述状态下能导电的是 ;属于弱电解质的是 ;属于非电解质,但溶于水后的水溶液能导电的是 。
II.密闭容器中,使1 mol N2和3 mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H <0。
(2)①达到平衡时,充入N2并保持体积不变,平衡将 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
②达到平衡时,充入氩气(Ar)并保持体积不变,平衡将 移动(同上)。
③达到平衡时,充入氩气(Ar),并保持压强不变,平衡将 移动(同上)。
④达到平衡时,将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时增大1倍,平衡 移动(同上)。
⑤保持体积不变,升高温度时,混合气体的平均相对分子质量 ,密度 (变大、变小或不变)。
⑥当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是 ;N2和H2的转化率比是 。
14.(24-25高二上·山西临汾·期末)减少氮和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
(1)已知:
若某反应的平衡常数表达式为,请写出该反应的热化学方程式: 。
(2)利用和在一定条件下可以合成乙烯:,已知不同温度对的平衡转化率及催化剂的效率影响如图所示。下列有关说法正确的是 (填序号)。
①不同条件下反应,N点的速率最大
②M点时的平衡常数比N点时的平衡常数大
③温度低于250℃时,随温度升高,乙烯的产率增大
④实际反应中应尽可能在较低的温度下进行,以提高的平衡转化率
⑤该反应的
(3)在密闭容器中充入和,发生上述(1)中某反应,如图为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。
①温度: (填“<”或“>”)。
②某温度下,若反应进行到10分钟达到平衡状态D点时,容器的容积为,则此时的平衡常数 (计算结果保留两位有效数字);用的浓度变化表示的平均反应速率 。
③若在D点对反应容器升温的同时扩大容积至体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的 点。
15.(23-24高二上·陕西西安西北工业大学附属中学·期末)从衣食住行到探索浩瀚宇宙,都有氮及其化合物的参与,但同时有毒含氮化合物的排放,也对环境产生污染。如何实现环境保护与资源利用的和谐统一,已成为我们的重要研究课题。
(1)工业上利用N2和H2可以合成NH3,NH3又可以进一步制备火箭燃料肼(N2H4)。
① △H1
② △H2
③ △H3
的反应热△H= (写出表达式)。
(2) N2H4的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数,则0.01 mol∙L-1的N2H4水溶液pH等于 (忽略N2H4的二级电离和H2O的电离,lg4=0.6)。
(3)利用测压法在刚性密闭容器中研究T1℃时(△H<0)的分解反应,现将一定量的NO充入该密闭容器中,测得体系的总压强随时间的变化如下表所示:
反应时间/min
0
10
20
30
40
压强/MPa
15.00
14.02
13.20
12.50
12.50
①0~20 min时,v(NO2)= MPa∙min-1。
②T1℃时反应的平衡常数Kx= (Kx为以物质的量分数表示的平衡常数)。若升高温度,N2的物质的量分数将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)将等物质的量的NO和CO分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器,进行反应 △H<0,经过相同时间测得NO的转化率如图所示,图中cd段转化率下降的可能原因是(答2条):
① ;
② 。
地 城
考点03
勒夏特列原理
16.(23-24高二上·山西朔州怀仁第一中学·期末)化学与社会、生活密切相关。下列说法不正确的是
A.我国西周时期发明的“酒曲”酿酒工艺,是利用了催化剂加快反应速率的原理
B.国家大剧院玻璃外墙采用了“纳米自洁玻璃”(外涂有TiO2),TiO2可利用TiCl4的水解反应制得
C.打开汽水瓶盖时有大量气泡冒出,可用勒夏特列原理解释
D.金属Al、Fe、Cu久置于潮湿的空气中都生成相应的金属氧化物
17.(24-25高二上·陕西汉中·期末)下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A.浸在热水中的球红棕色加深,冷水中变浅
B.
C.
D.
18.(24-25高二上·陕西安康·期末)勒夏特列原理又称平衡移动原理。下列现象不能用该原理解释的是
A.夏天打开汽水瓶盖时汽水中产生大量气泡
B.往新制氯水中加入适量碳酸钙固体可以增强漂白能力
C.唾液可以使淀粉水解速率加快
D.CO中毒者应及时移至空气流通处,必要时应放入高压氧舱
19.(23-24高二上·宁夏固原·期末)下列相关事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.增大压强能提高合成氨的产率 B.升高温度,水的离子积常数增大
C.加入能加快分解放出 D.大部分盐类水解符合“越稀越水解”的规律
20.(23-24高二上·山西吕梁·期末)下列事实,不能用勒夏特列原理解释的是
A.对,增大平衡体系的压强(压缩体积)可使体系颜色变深
B.合成的反应,为提高的产率,工业上采用了的高压
C.氯水中存在平衡:,实验室用排饱和食盐水的方法来收集
D.反应 ,升高温度可使平衡向逆反应方向移动
21.(23-24高二上·山西长治·期末)下列事实中不能用化学平衡移动原理解释的是
A.牙膏中添加氟化物,能起到预防龋齿的作用
B.实验室利用制取使用作催化剂
C.实验室配制溶液时滴加几滴溶液
D.在溶液中滴加5~10滴浓溶液,颜色变黄
22.(22-23高二上·山西吕梁孝义·期末)变化观念与平衡思想是化学学科核心素养之一,下列实验事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.久置的氯水黄绿色会褪去
B.工业合成氨过程中及时分离出氨气,有利于提高原料转化率
C.木炭粉碎后与反应,速率更快
D.热的纯碱溶液除油污效果好
23.(24-25高二上·陕西榆林八校联考·期末)下列化工生产过程能用勒夏特列原理解释的是
A.工业合成氨时压强选择20MPa B.工业合成氨时温度选择500℃
C.将硫铁矿粉碎后再煅烧制备 D.催化氧化为时选择常压条件
试卷第1页,共3页
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