2026届高三化学三轮复习 课时检测五十：化学平衡、化学反应方向及调控的基本知能评价

课时检测(五十)　化学平衡、化学反应方向及调控的基本知能评价 1．下列说法正确的是(　 ) A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行 B．反应NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.7 kJ·mol－1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向 C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向 2．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)＋Cl2(g)⥫⥬ 2HCl(g)＋I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是(　 ) A．容器内气体压强不再改变 B．容器内气体密度不再改变 C．容器内气体颜色不再改变 D．断裂1 mol Cl—Cl键的同时断裂1 mol H—Cl键 3．(2022·江苏等级考)用尿素水解生成的NH3催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)⥫⥬ 4N2(g)＋6H2O(g)，下列说法正确的是(　 ) A．上述反应ΔS<0 B．上述反应平衡常数K＝ C．上述反应中消耗1 mol NH3，转移电子的数目为2×6.02×1023 D．实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小 4．温度为T1时，将气体X和气体Y各1.6 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)⥫⥬ 2Z(g)，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表，下列说法正确的是(　 ) t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 1.2 1.1 1.0 1.0 A.前4 min的平均速率v(Z)＝0.025 mol·L－1·min－1 B．T1时，反应的平衡常数K1＝1.2 C．其他条件不变，9 min后，向容器中再充入1.6 mol X，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时X的浓度减小，Y的转化率增大 D．其他条件不变，若降温到T2达到平衡时，平衡常数K2＝4，则此反应的ΔH>0 5．(2024·浙江高三开学校联考)某2 L密闭容器中投入NO、O2分别为2 mol、1 mol，只发生反应：2NO＋O2⥫⥬ 2NO2，在不同温度下、相同时间(t min)内NO的转化率如表所示。则下列说法正确的是(　 ) 温度/℃ 5 30 70 80 转化率/% 10 80 80 50 A.该反应是吸热反应 B．若温度为50 ℃，NO的转化率>80% C．30 ℃、70 ℃温度下，t min时的NO2生成速率相等 D．80 ℃温度下，该反应的平衡常数为2 6．(2023·河北等级考)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应： 2W(g)4X(g)＋Y(g) ③② 2Z(g) 反应②和③的速率方程分别为v2＝k2c2(X)和v3＝k3c(Z)，其中k2、k3分别为反应②和③的速率常数，反应③的活化能大于反应②。测得W(g)的浓度随时间的变化如下表。 t/min 0 1 2 3 4 5 c(W)/ (mol·L－1) 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 下列说法正确的是(　 ) A．0～2 min内，X的平均反应速率为 0．080 mol·L－1·min－1 B．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大 C．若k2＝k3，平衡时c(Z)＝c(X) D．若升高温度，平衡时c(Z)减小 7．(2023·重庆等级考)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬ CO(g)＋H2O(g) 反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)⥫⥬ CH4(g)＋2H2O(g) 在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　 ) A．反应Ⅰ的ΔH<0，反应Ⅱ的ΔH>0 B．M点反应Ⅰ的平衡常数K<1 C．N点H2O的压强是CH4的3倍 D．若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，则曲线之间交点位置不变 8．(2024·徐州模拟)氯元素具有多种化合价，可形成Cl－、ClO－、ClO、ClO和ClO等离子，在一定条件下能发生相互转化。在新型催化剂RuO2作用下，O2氧化HCl可获得Cl2：4HCl(g)＋O2(g)⥫⥬ 2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。对于反应4HCl(g)＋O2(g)⥫⥬ 2H2O(g)＋2Cl2(g)，下列说法正确的是(　 ) A．该反应ΔH<0 B．4 mol HCl与1 mol O2反应转移电子数约为4×6.02×1023 C．RuO2的使用能降低该反应的焓变 D．反应的平衡常数K＝ 9．(2024·张家界模拟)在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)⥫⥬ Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如表所示。下列说法不正确的是(　 ) 温度/℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10－5 A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)⥫⥬ Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5 C．80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v正>v逆 D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO)4 的平衡浓度为2 mol·L－1 10.甲醇是重要的化工原料，可用于制备丙烯、氢气等。 (1)MTO法由甲醇制备丙烯时的反应原理是甲醇先脱水生成二甲醚，然后二甲醚与甲醇的平衡混合物脱水转化为含丙烯较多的低聚烯烃。某温度下，在密闭容器中加入CH3OH气体，发生脱水反应：2CH3OH(g)⥫⥬ CH3OCH3(g)＋H2O(g)，一段时间后测得各组分的浓度如表所示： 物质 CH3OH CH3OCH3 H2O 5 min浓度/(mol·L－1) 0.44 0.6 0.6 10 min浓度/(mol·L－1) 0.04 0.8 0.8 15 min浓度/(mol·L－1) 0.04 0.8 0.8 该温度下，反应的平衡常数数值是__________，CH3OH的平衡转化率是________。 (2)利用甲醇水蒸气重整制氢是获得氢气的重要方法。反应原理如下： 反应ⅰ(主反应)：CH3OH(g)＋H2O(g)⥫⥬ CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋49 kJ·mol－1 反应ⅱ(副反应)：H2(g)＋CO2(g)⥫⥬ CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ·mol－1 ①温度高于300 ℃则会同时发生CH3OH转化为CO和H2的副反应，该反应的热化学方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②反应中，经常使用催化剂提高化学反应速率，但催化剂对反应具有选择性。一定条件下，测得CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化情况分别如图所示(CO、CO2的选择性：转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。 从图中可知，反应的适宜温度为______________，随着温度的升高，催化剂对________(填“反应ⅰ”或“反应ⅱ”)的选择性降低。 课时检测(五十) 1．B　反应的ΔH>0，固态物质分解为气态物质，反应的ΔS>0。 2．D　反应过程中压强、气体密度是变量，容器内压强、气体密度不再改变说明反应达到平衡；容器内气体颜色不再改变，说明氯气的浓度不变，反应达到平衡状态；平衡时断裂1 mol Cl—Cl键的同时断裂2 mol H—Cl键，因此D项不能说明该反应达到平衡状态。 3．B　由题给方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，ΔS＞0，A错误；由方程式可知，反应每消耗4 mol氨气，转移12 mol电子，则反应中消耗1 mol氨气转移电子的数目为3×6.02×1023，C错误；实际应用中，加入尿素的量过多，尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度增大，D错误。 4．A　由题表中数据可求得前4 min内消耗的Y为0.50 mol，v(Y)＝＝＝＝0.012 5 mol·L－1·min－1，所以v(Z)＝2v(Y)＝0.025 mol·L－1·min－1，A正确；由题表中数据可知7 min 时反应达到平衡，反应的三段式为 　　　　　　　 X(g)＋Y(g)⥫⥬ 2Z(g) 起始/(mol·L－1) 0.16 0.16 0 变化/(mol·L－1) 0.06 0.06 0.12 平衡/(mol·L－1) 0.1 0.1 0.12 所以平衡常数K1＝＝＝1.44，B错误；其他条件不变，9 min时是平衡状态，再充入1.6 mol X，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时Y的转化率增大，由于X加入量大于平衡移动消耗量，所以再次达到平衡时，X的浓度增大，C错误；T1时，平衡常数K1＝1.44，降温到T2达到平衡时，平衡常数K2＝4，说明降低温度平衡正向移动，所以该反应正向为放热反应，ΔH<0， D错误。 5．B　根据表格数据，随着温度升高，速率加快，5 ℃、30 ℃ t min内未达平衡，70 ℃、80 ℃温度下t min内反应已经达到平衡，平衡转化率随温度升高而减小，该反应为放热反应，A错误；由A项分析和表格数据可知，50 ℃时NO的转化率大于80%，B正确；30 ℃、70 ℃转化率相同，但温度不同，t min时的NO2生成速率不一定相等，C错误；80 ℃反应t min时已建立该条件下的平衡，NO、O2的起始浓度分别为1 mol·L－1、0.5 mol·L－1，NO的转化率为50%，则NO、O2、NO2的平衡浓度分别为0.5 mol·L－1、0.25 mol·L－1、0.5 mol·L－1，故K＝＝＝4，D错误。 6．D　0～2 min内，Δc(W)＝(0.160－0.080)mol·L－1＝0.080 mol·L－1，生成Δc(X)＝2Δc(W)＝0.160 mol·L－1，但一部分X转化为Z，造成Δc(X)<0.160 mol·L－1，则v(X)<＝0.080 mol·L－1·min－1，A错误；过程②是可逆反应，增大容器容积相当于减小压强，4X(g)⥫⥬ 2Z(g)平衡向气体体积增大的方向移动，即逆向移动，X的浓度增大，但过程①是完全反应的，故平衡时Y的产率不变，B错误；由速率之比等于系数比，平衡时v逆(X)＝2v正(Z)，即v3＝2v2，k3c(Z)＝2k2c2(X)，若k2＝k3，平衡时c(Z)＝2c2(X)，C错误；反应③的活化能大于反应②，ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能<0，即4X(g)⥫⥬ 2Z(g)　ΔH<0，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡时c(Z)减小，D正确。 7．C　由题图可知，随温度升高，CO体积分数增大，说明反应Ⅰ平衡正向移动，为吸热反应；随温度升高，CH4体积分数减小，说明反应Ⅱ平衡逆向移动，为放热反应。由分析可知，反应Ⅰ的ΔH>0，反应Ⅱ的ΔH<0，A错误；M点二氧化碳和一氧化碳的体积分数相等，均为50%，甲烷的体积分数为0，说明只发生反应Ⅰ，又因为起始时按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1的投料比进行反应，恰好为反应Ⅰ中反应物的化学计量数之比，所以M点反应Ⅰ的平衡常数K＝1，B错误；N点一氧化碳、甲烷的体积分数相等，结合反应方程式可知，生成水的总物质的量为甲烷的物质的量的3倍，即N点H2O的压强是CH4的3倍，C正确；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，氢气的投料量增加，相当于增大压强，会使反应Ⅱ平衡正向移动，甲烷含量增大，所以曲线之间交点位置会发生改变，D错误。 8．A　对于反应4HCl(g)＋O2(g)2H2O(g)＋2Cl2(g)，生成物气体分子数小于反应物气体分子数，即ΔS＜0，该反应在催化剂RuO2作用下能自发进行，所以该反应ΔH＜0，A正确；由于反应为可逆反应，4 mol HCl与1 mol O2混合时，参加反应的HCl的物质的量小于4 mol，则反应转移电子数小于4×6.02×1023，B不正确；RuO2为该反应的催化剂，催化剂只能降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变，C不正确；反应物和生成物都呈气态，反应的平衡常数K＝，D不正确。 9．C　温度升高，平衡常数减小，故正反应为放热反应，A项正确；25 ℃ 时，逆反应的平衡常数K′＝＝＝2×10－5，B项正确；80 ℃时，若Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则Q＝＝＝8>K，v正＜v逆，C项错误；80 ℃达到平衡时，若n(CO)＝0.3 mol，c(CO)＝1 mol·L－1，故c[Ni(CO)4]＝K·c4(CO)＝2×14 mol·L－1＝2 mol·L－1，D项正确。 10．解析：(1)由表格可知，10 min后，反应达到了平衡，根据反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，K＝＝＝400；设甲醇的起始浓度为x mol·L－1，根据三段式： 2CH3OH(g)⥫⥬ CH3OCH3 (g)＋H2O (g) 起始 x mol·L－1 0 0 转化 1.6 mol·L－1 0.8 mol·L－1 0.8 mol·L－1 平衡 0.04 mol·L－1 0.8 mol·L－1 0.8 mol·L－1 x＝(1.6＋0.04)mol·L－1＝1.64 mol·L－1，则α(CH3OH)＝×100%≈97.56%。(2)①根据盖斯定律ⅰ＋ⅱ可得：CH3OH(g)⥫⥬ CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝49 kJ·mol－1＋41 kJ·mol－1＝＋90 kJ·mol－1。②由题图可知，低于260 ℃时，CH3OH的转化率较低，高于260 ℃时，CH3OH的转化率较高，但在高于260 ℃时，CO的选择性逐渐增大，CO2的选择性逐渐减小，所以最适宜温度为260 ℃；随着温度的升高，催化剂对CO的选择性增大，CO2的选择性减小，所以温度升高，催化剂对反应ⅰ的选择性降低。 答案：(1)400　97.56% (2)①CH3OH(g)⥫⥬ CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋90 kJ·mol－1　②260 ℃　反应ⅰ www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $