（浙江选考）2020版高考化学一轮复习专题七第二单元化学反应的方向与限度教师备用题库.docx

1、1第二单元 化学反应的方向与限度教师备用题库1.(2016 浙江 10 月选考,12,2 分)在一定条件下,可逆反应 X(g)+2Y(g) 2Z(g) H=-a kJmol -1,达到化学平衡时,下列说法一定正确的是( )A.反应放出 a kJ 热量B.X 和 Y 的物质的量之比为 12C.反应物和生成物的浓度都不再发生变化D.X 的正反应速率等于 Z 的逆反应速率答案 C 达到化学平衡时,放出热量的多少与参加反应的物质的物质的量有关,故 A 错误;平衡时,X 和Y 的物质的量之比与反应的起始量有关,故 B 错误;反应物和生成物的浓度都不再发生变化,说明反应物和生成物的量保持不变,可作为达到化

2、学平衡的判断依据,故 C 正确;同一物质的正反应速率等于逆反应速率是达到化学平衡的判断依据,X 的正反应速率为 Z 的逆反应速率的 时反应达到平衡,故 D 错误。122.在一定温度下,向某固定容积的密闭容器中加入 1 mol N2和 3 mol H2,发生如下反应:N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)。此反应达到平衡的标志是( )A.容器内气体密度不再发生变化B.容器内各物质的浓度不再发生变化C.正反应和逆反应都已停止D.单位时间内消耗 0.1 mol N2的同时生成 0.2 mol NH3答案 B = ,反应前后气体的总质量和体积不变,故密度也不变,A 项错误;平衡的标志为容器内各物mV

3、质的浓度不变,B 正确;化学反应达到平衡时 v 正 =v 逆 0,C 项错误;消耗 N2和生成 NH3表示的都是正反应方向,不能说明 v 正 =v 逆 ,D 项错误。3.一定温度下,在密闭容器内进行某一反应,X 气体、Y 气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。则下列叙述中正确的是( )A.反应的化学方程式为 2Y(g) X(g)B.t1时,Y 的浓度是 X 浓度的 1.5 倍2C.t2时,可逆反应达到化学平衡状态D.t3时,逆反应速率大于正反应速率答案 B 由图示曲线知,Y 的物质的量逐渐减小,为反应物,X 的物质的量逐渐增大,为生成物,n(Y)n(X)=(9 mol-3 mol)(5

4、mol-2 mol)=21,且反应可逆,故反应的化学方程式为 2Y(g) X(g),A 错误;t 1时, = = =1.5,B 正确;t 2时,该可逆反应仍在进行,且未达到平衡状态,C 错误;t 3时,X、Yc(Y)c(X)6VmolL-14VmolL-164的浓度不再发生变化,表明该可逆反应达到化学平衡状态,此时正反应速率等于逆反应速率,D 错误。4.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:H2(g)(1)已知:化学键 CH CC C C HH键能/kJmol -1 412 348 612 436计算上述反应的 H= kJmol -1。 (2)维持体系总压 p 恒定,在温度 T 时,物质的量为 n、体积为

5、 V 的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为 ,则在该温度下反应的平衡常数 K= (用 等符号表示)。 (3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为 19),控制反应温度 600 ,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了 H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实 。 控制反应温度为 600 的理由是 。 (4)某研究机构用 CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变

6、,与掺水蒸气工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度;该工艺中还3能够发生反应:CO 2+H2 CO+H2O,CO2+C 2CO。新工艺的特点有(填编号)。 CO 2与 H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移不用高温水蒸气,可降低能量消耗有利于减少积炭有利于 CO2资源利用答案 (1)124 (2) p 或 21- 2 n 2(1- 2)V(3)正反应方向气体分子数增加,加入水蒸气稀释,相当于起减压的效果 600 ,乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低,反应速率慢,转化率低;温度过高,选择性下降。高温还可能使催化剂失活,且能耗大 (4)解析 (1)H=旧键断裂吸收的总能量-新键形成

7、放出的总能量,H=(348+4122)kJmol -1-(612+436)kJmol-1=+124 kJmol-1。(2) +H2(g)始 n 0 0转 n n n平 n-n n n因反应处于恒压体系,由阿伏加德罗定律的推论可知 = ,所以 V= V= V=(1+)V,则 Kc= =VVnn nn n(1+ )n (nV)2n-nV;或 Kp= = p。n 2(1- 2)V nn(1+ )p2n(1- )n(1+ )p 21- 2(3)正反应方向的气体分子数增加,加入水蒸气相当于减压,减压有利于平衡正向移动。控制温度为600 既要考虑转化率,又要考虑催化剂的活性和苯乙烯的选择性,同时还要考虑反

8、应速率问题。(4)CO2与 H2反应使得平衡体系中 H2浓度减小,平衡右移,正确;新工艺中不用高温水蒸气,降低了能量消耗,正确;CO 2+C 2CO,CO2可消耗积炭,正确;该工艺中需消耗 CO2,正确。5.用 CaSO4代替 O2与燃料 CO 反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯 CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应为主反应,反应和为副反应。1/4CaSO 4(s)+CO(g) 1/4CaS(s)+CO2(g) H 1=-47.3 kJmol-1CaSO 4(s)+CO(g) CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) H 2=+210.5 kJmol-1CO(g) 1/2C(s

9、)+1/2CO2(g) H 3=-86.2 kJmol-14(1)反应 2CaSO4(s)+7CO(g) CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的 H= (用 H 1、H 2和 H 3表示)。 (2)反应的平衡常数的对数 lgK 随反应温度 T 的变化曲线如图所示,结合各反应的 H,归纳 lgK-T曲线变化规律:a) ; b) 。 (3)向盛有 CaSO4的真空恒容密闭容器中充入 CO,反应于 900 达到平衡,c 平衡 (CO)=8.010-5 molL-1,计算 CO 的转化率(忽略副反应,结果保留两位有效数字)。(4)为减少副产物,获得更纯净的 CO2,可在初

10、始燃料中适量加入 。 (5)以反应中生成的 CaS 为原料,在一定条件下经原子利用率 100%的高温反应,可再生 CaSO4,该反应的化学方程式为 ;在一定条件下,CO 2可与对二甲苯反应,在其苯环上引入一个羧基,产物的结构简式为 。 答案 (1)4H 1+H 2+2H 3(2)a)放热反应的 lgK 随温度升高而下降(或“吸热反应的 lgK 随温度升高而升高”)b)放出或吸收热量越大的反应,其 lgK 受温度影响越大(3)由题图查得反应在 900 时:lgK=2平衡常数 K=102=100设容器容积为 V L,反应达到平衡时 CO 的浓度减少 x molL-1CaSO4(s)+CO(g) C

11、aS(s)+CO2(g)14 14c 开始 (molL-1) x+8.010 -5 0c 平衡 (molL-1) 8.010 -5 xK= = =100c平衡 (CO2)c平衡 (CO) x8.010-5x=1008.010-5=8.010-35CO 转化率= 100%=99%8.010-3V(8.010-3+8.010-5)V(4)CO2(5)CaS+2O2 CaSO4 解析 (1)反应4+反应+反应2 即得所求反应,故 H=4H 1+H 2+2H 3。(2)仔细观察题给三条曲线的走势及斜率,即可归纳出 lgK-T 曲线变化的规律。(3)从图像中可得出 900 时反应的平衡常数 K=100,计算过程见答案。(5)CaS 再生为 CaSO4,反应的原子利用率为 100%,故反应的化学方程式为 CaS+2O2 CaSO4。对二甲苯苯环上引入一个COOH,产物为 。