1、1跟踪检测(三十五) 点点突破平衡状态与平衡移动1下列说法正确的是( )A凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的B自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小C常温下,反应 C(s)CO 2(g)2CO(g) 不能自发进行,则该反应的 H0D反应 2Mg(s)CO 2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行,则该反应的 H0解析:选 C 反应的自发性取决于熵判据和焓判据,若 H0,一定能自发,若 H0, S0, S0,反应能否自发进行取决于温度,A、B 错误。C 项中该反应 S0,若 H0,正确。D 项中反应的 S0,不改变其他条件,下列说法正确的是( )A加入催化剂,反应途径将发生
2、改变, H 也将随之改变B升高温度,正、逆反应速率都增大,H 2S 分解率也增大C增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低D若体系恒容,注入一些 H2后达新平衡,H 2浓度将减小解析:选 B 焓变是一个状态函数,与反应发生的途径无关,A 错误;温度升高,正、逆反应速率均增大,因该反应的正反应是吸热反应,故平衡正向移动,H 2S 分解率增大,B正确;该反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动,逆反应是放热反应,会使体系温度升高,C 错误;向体系中注入 H2,平衡将向 H2浓度降低的方向移动,但最终 H2的浓度比原来大,D 错误。14将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(
3、固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH 2COONH4(s)2NH 3(g)CO 2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是( )A2 v(NH3) v(CO2)B密闭容器中 c(NH3) c(CO2)21C密闭容器中混合气体的密度不变D密闭容器中氨气的体积分数不变解析:选 C 该反应为有固体参与的非等体积反应,且容器体积不变,所以压强、密度均可作化学反应是否达到平衡状态的标志,该题应特别注意 D 项,因为该反应为固体的分解反应,所以 NH3、CO 2的体积分数始终为定值 NH3为 ,CO 2为 。23 1315一定条件下,0.3 mol X(g) 与 0.3 mol Y
4、(g)在容积固定的密闭容器中发生反应:X(g)3Y(g)2Z(g) H a kJmol1 ,下列说法正确的是( )A反应一段时间后,X 与 Y 的物质的量之比仍为 11B达到平衡时,且反应放出 0.1a kJ 的热量C达到平衡后,若向平衡体系中充入稀有气体,Z 的正反应速率将不发生变化DX 的体积分数保持不变,说明反应已达到平衡解析:选 C A 项,反应过程中 X 与 Y 的变化量是 13,则反应一段时间后,X 与 Y 的6物质的量之比不可能仍为 11,错误;B 项,达到平衡时,因可逆反应不能反应完全,则反应的 X 小于 0.1 mol,反应放出的热量小于 0.1a kJ,错误;C 项,恒容条
5、件下,达到平衡后,若向平衡体系中充入稀有气体,不影响反应物和生成物的浓度,反应速率也不变,正确;D 项, X(g)3Y(g)2Z(g)起始物质的量/mol 0.3 0.3 0变化物质的量/mol x 3 x 2 x变化后物质的量/mol 0.3 x 0.33 x 2 xX 的体积分数为 100%50%,始终保持不变,不能说明反应已达到平衡,错0.3 x0.6 2x误。16(2017浙江 11 月选考)已知:N 2(g)3H 2(g)2NH 3(g) H92.4 kJmol1 。起始反应物为 N2和 H2,物质的量之比为 13,且总物质的量不变,在不同压强和温度下,反应达到平衡时,体系中 NH3
6、的物质的量分数如下表:温 度物质的量分数压 强400 450 500 600 20 MPa 0.387 0.274 0.189 0.08830 MPa 0.478 0.359 0.260 0.129下列说法正确的是( )A体系中 NH3的物质的量分数越大,则正反应速率越大B反应达到平衡时,N 2和 H2的转化率之比均为 1C反应达到平衡时,放出的热量均为 92.4 kJD600 、30 MPa 下反应达到平衡时,生成 NH3的物质的量最多解析:选 B 正反应速率与反应物的浓度、压强、温度有关,与 NH3的物质的量分数无直接关系,故 A 错误;N 2和 H2的起始物质的量之比为 13,反应消耗也
7、是 13,故 N2和H2的转化率相同,故 B 正确;当 1 mol N2参与反应时放出的热量为 92.4 kJ,而题目中没有确定反应的量,故 C 错误;由表格可知 600 、30 MPa 下反应达到平衡时,NH 3的物质的量分数相对于 500 、30 MPa 在减小,故 D 错误。17燃煤会产生 CO2和 CO、SO 2等大气污染物。燃煤脱硫的相关反应的热化学方程式如下:CaSO4(s)CO(g) CaO(s)SO 2(g)CO 2(g) H1281.4 kJmol 1 (反应) CaSO4(s)CO(g) CaS(s)CO 2(g)14 147 H243.6 kJmol 1 (反应)(1)计
8、算反应 CaO(s)3CO(g)SO 2(g) CaS(s)3CO 2(g) H_。(2)一定温度下,向某恒容密闭容器中加入 CaSO4(s)和 1 mol CO,若只发生反应,下列能说明该反应已达到平衡状态的是_(填字母)。a容器内的压强不发生变化b v 正 (CO) v 正 (CO2)c容器内气体的密度不发生变化d n(CO) n(CO2)1 mol(3)一定温度下,体积为 1 L 容器中加入 CaSO4(s)和 1 mol CO,若只发生反应,测得 CO2的物质的量随时间变化如图中曲线 A 所示。在 02 min 内的平均反应速率 v(CO)_。曲线 B 表示过程与曲线 A 相比改变的反
9、应条件可能为_(答出一条即可)。若要提高反应体系中 CO2的体积分数,可采取的措施为_。(4)一定温度下,向恒容密闭容器中加入 CaSO4(s)和 1 mol CO,下列能说明反应和反应同时发生的是_(填字母)。a反应后气体能使品红褪色b反应过程中,CO 的体积分数逐渐减小c反应体系达平衡前,SO 2和 CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化d体系压强逐渐增大解析:(1)根据盖斯定律,所求反应可由反应4反应得到,即 H4 H2 H1455.8 kJmol 1 。(2)反应, n0,压强不变化时达到平衡状态; v 正 (CO)、 v 正 (CO2)都表示正反应速率;反应移动时,混合气体质量变化,
10、所以密度不变达到平衡状态;由碳原子个数守恒可知,始终有 n(CO) n(CO2)1 mol。(3)A 到 B,速率加快,平衡不变,可以是加压或加入催化剂;促使反应正移的条件是降低温度。(4)a 项,反应后气体能使品红褪色,只能说明生成 SO2,可能只发生反应;b 项,CO 的体积分数逐渐减小,也可能只发生一个反应;d项,压强逐渐增大,说明气体物质的量增多,反应一定发生,不能说明反应是否发生。答案:(1)455.8 kJmol 1 (2)ac8(3)0.45 molL 1 min1 加入催化剂(或增大压强) 降低温度 (4)c18利用氢气对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用,对于减少雾霾也
11、具有重要意义。(1)汽车尾气的主要污染物为 NO,用 H2催化还原 NO 可以达到消除污染的目的。已知:2NO(g)N 2(g)O 2(g) H180.5 kJmol 12H2O(l)=2H2(g)O 2(g) H571.6 kJmol 1写出 H2(g)与 NO(g)反应生成 N2(g)和 H2O(l)的热化学方程式是_。(2)某研究小组模拟研究如下:向 2 L 恒容密闭容器中充入2 mol NO 发生反应 2NO(g) N2(g)O 2(g),在不同的温度下,反应过程中物质的量与时间的关系如图所示: T2下,在 05 min 内, v(O2)_ molL1 min1 。该反应进行到 M 点
12、放出的热量_(填“” “”或“”)进行到 W 点放出的热量。M 点时再加入一定量 NO,平衡后 NO 的转化率_(填“变大” “变小”或“不变”)。反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是_(填字母)。a混合气体的密度b逆反应速率c单位时间内,N 2和 NO 的消耗量之比d气体的平均相对分子质量(3)氢气作为一种理想燃料,但不利于贮存和运输。利用氢能需要选择合适的储氢材料,镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物:LaNi 5(s)3H 2(g)LaNi 5H6(s) H0,欲使 LaNi5H6(s)释放出气态氢,根据平衡移动原理,可改变的条件是_(填字母)。A增加 LaNi5H
13、6(s)的量 B升高温度C使用催化剂 D减小压强解析:(1)把已知的两个热化学方程式依次编号为、,应用盖斯定律,由得 2H2(g)2NO(g)= =N2(g) 2H2O(l) H(180.5 kJmol 1 )(571.6 kJmol 1 )752.1 kJmol 1 。(2) T2下在 05 min 内, v(NO) 0.125 c NO5 min 2 mol 0.75 mol 2 L5 minmolL1 min1 ,则 v(O2) v(NO)0.062 5 molL1 min1 。反应进行到 M 点转12化 NO 物质的量小于反应进行到 W 点转化 NO 物质的量,反应进行到 M 点放出的
14、热量进行到 W 点放出的热量。M 点时再加入一定量 NO,平衡向正反应方向移动,加入 NO 相当于增大9压强(增大压强平衡不移动),平衡后 NO 的转化率不变。a.该反应中所有物质都呈气态,根据质量守恒定律,气体的总质量始终不变,容器容积不变,混合气体的密度始终不变;b.反应开始逆反应速率为 0,反应开始至达到平衡过程中逆反应速率增大,达平衡时逆反应速率不变;c.单位时间内 N2的消耗量表示逆反应速率,单位时间内 NO 的消耗量表示正反应速率,从反应开始至达到平衡的过程中,逆反应速率增大,正反应速率减小,单位时间内N2和 NO 的消耗量之比增大;d.该反应中所有物质都呈气态,根据质量守恒定律,气体的总质量始终不变,该反应反应前后气体分子数不变,气体分子物质的量始终不变,气体的平均相对分子质量始终不变。(3)A.增加 LaNi5H6(s)的量,平衡不移动,不会释放出气态氢;B.正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,释放出气态氢;C.使用催化剂,平衡不移动,不会释放出气态氢;D.减小压强,平衡向逆反应方向移动,释放出气态氢;使 LaNi5H6(s)释放出气态氢,可改变的条件是升高温度、减小压强。答案:(1)2H 2(g)2NO(g)= =N2(g)2H 2O(l) H752.1 kJmol1 (2) 6.25102 不变 bc (3)BD10
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