2019-2020年高考化學(xué)考點突破訓(xùn)練 7.2化學(xué)反應(yīng)的方向和限度.doc

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2019-2020年高考化學(xué)考點突破訓(xùn)練 7.2化學(xué)反應(yīng)的方向和限度 1．可逆反應(yīng)：2NO2(g)==2NO(g)＋O2(g)在體積固定的密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是(　　) ①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2 ②單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2：2：1的狀態(tài) ④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài) ⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài) A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部 解析　①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2，能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，②描述的都是正反應(yīng)方向的速率，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)；③無論達(dá)到平衡與否，同向的速率之比總是符合化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比；④混合氣體的顏色不變能夠說明達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)；因容器體積固定，密度是一個常數(shù)，所以⑤不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，容器的體積又固定，所以⑥⑦均能說明達(dá)到平衡。 答案　A 2．下列說法可以證明H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是________(填序號)。 ①單位時間內(nèi)生成n mol H2的同時，生成n mol HI ②一個H—H 鍵斷裂的同時有兩個H—I鍵斷裂 ③百分含量w(HI)＝w(I2)?、芊磻?yīng)速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)?、輈(HI)：c(H2)：c(I2)＝2：1：1 ⑥溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化?、邷囟群腕w積一定時，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化　⑧條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化　⑨溫度和體積一定時，混合氣體顏色不再變化 ⑩溫度和壓強(qiáng)一定時，混合氣體的密度不再變化 解析　(1)對于反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不等的可逆反應(yīng)，可從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)鍵斷裂、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、轉(zhuǎn)化率、顏色、溫度、平均相對分子質(zhì)量、壓強(qiáng)、密度等來判斷。(2)對于反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)相等的可逆反應(yīng)，可從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)鍵斷裂、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、轉(zhuǎn)化率、顏色、溫度等來判斷(此時平均相對分子質(zhì)量、壓強(qiáng)、密度不能作為判斷依據(jù))。 答案?、冖蔻? 歸納總結(jié) “兩審”“兩標(biāo)志”突破化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志的判斷 1．“兩審” 一審題干條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓；二審反應(yīng)特點：①全部是氣體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)；②有固體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)。 2．“兩標(biāo)志” (1)本質(zhì)標(biāo)志。 v正＝v逆≠0。對于某一可逆反應(yīng)來說，正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率。 (2)等價標(biāo)志。 ①全部是氣體參加的氣體體積可變的反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)、平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。 ②體系中各組分的物質(zhì)的量濃度、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變。 ③對同一物質(zhì)而言，斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。 ④對于有有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，體系的顏色不再隨時間而變化。例如，2NO2(g)N2O4(g)。 ⑤體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達(dá)到最大值且不再隨時間而變化。 特別提醒　以下幾種情況不能作為可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志： (1)恒溫、恒容條件下氣體體積不變的反應(yīng)，混合氣體的壓強(qiáng)或氣體的總物質(zhì)的量不隨時間而變化。如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。 (2)全部是氣體參加的體積不變的反應(yīng)，體系的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化。 (3)全部是氣體參加的反應(yīng)，恒容條件下體系的密度保持不變。 考點2 有關(guān)化學(xué)平衡的計算及平衡常數(shù)的應(yīng)用 考點2 有關(guān)化學(xué)平衡的計算及平衡常數(shù)的應(yīng)用 1.分析三個量 即起始量、變化量、平衡量。 2．明確三個關(guān)系 (1)對于同一反應(yīng)物，起始量－變化量＝平衡量。 (2)對于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。 (3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)之比。 3．計算方法：三段式法 化學(xué)平衡計算模式：對以下反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達(dá)到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為V L。 mA(g)?。B(g)pC(g)＋qD(g) 則有：(1)K＝ (2)c平(A)＝ (molL－1)。 (3)α(A)平＝100%，α(A)α(B)＝＝。 (4)φ(A)＝100%。 (5)＝。 (6)(混)＝(gL－1)。 (7)＝(gmol－1)。 4．借助平衡常數(shù)判斷一個化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) 對于可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下的任意時刻，反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系： ＝Qc，稱為濃度商。 題組訓(xùn)練 3．(xx濟(jì)南聯(lián)考)關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述正確的是(　　) A．溫度一定，一個化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)不是一個常數(shù) B．兩種物質(zhì)反應(yīng)，不管怎樣書寫化學(xué)方程式，平衡常數(shù)都不變　 C．溫度一定時，對于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù) D．濃度商Qcv逆。 答案　C 4．(xx龍巖質(zhì)檢)X、Y、Z為三種氣體，把a(bǔ) mol X和b mol Y 充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X＋2Y2Z，達(dá)到平衡時，若它們的物質(zhì)的量滿足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，則Y的轉(zhuǎn)化率為(　　) A.100% B.100% C.100% D.100% 解析　 X　　＋　　2Y　　2Z 起始物質(zhì)的量/mol a b 0 轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol x 2x 2x 平衡物質(zhì)的量/mol a－x b－2x 2x 據(jù)題意：(a－x)＋(b－2x)＝2x。解得：x＝，故Y的轉(zhuǎn)化率為100%＝100%。 答案　B 5．某溫度時，N2＋3H22NH3的平衡常數(shù)K＝a，則此溫度下，NH3H2＋N2的平衡常數(shù)為(　　) A.　　　　　　　 B. C.a D. 解析　K＝＝a，而NH3H2＋N2的平衡常數(shù)K′＝＝a－。 答案　A 6．加熱N2O5，依次發(fā)生的分解反應(yīng)為①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。在容積為2 L的密閉容器中充入8 mol N2O5，加熱到t ℃，達(dá)到平衡狀態(tài)后O2為9 mol，N2O3為3.4 mol，則t ℃時反應(yīng)①的平衡常數(shù)為(　　) A．10.7 B．8.5 C．9.6 D．10.2 解析　計算反應(yīng)①的平衡常數(shù)應(yīng)該用最終平衡時N2O3、O2的總濃度，設(shè)反應(yīng)①平衡時，N2O3、O2的物質(zhì)的量都為x，反應(yīng)②平衡時，N2O的物質(zhì)的量為a，則反應(yīng)②平衡后，N2O3的物質(zhì)的量為(x－a)，O2物質(zhì)的量為(x＋a)，依題意，有：x＋a＝9 mol，x－a＝3.4 mol。解得：x＝6.2 mol，a＝2.8 mol。反應(yīng)達(dá)到平衡時，c(N2O5)＝＝0.9 molL－1，c(N2O3)＝＝1.7 molL－1，c(O2)＝＝4.5 molL－1，c(N2O)＝＝1.4 molL－1。反應(yīng)①的平衡常數(shù)K＝＝＝8.5。 答案　B 7．(xx海南)已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下： 溫度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常數(shù) 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 回答下列問題： (1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________，ΔH________0(填“<”“>”或“＝”)； (2)830 ℃時，向一個5 L的密閉容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B，如反應(yīng)初始6 s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)＝0.003 molL－1s－1，則6 s時c(A)＝________molL－1，C的物質(zhì)的量為________mol；反應(yīng)經(jīng)一段時間，達(dá)到平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________，如果這時向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________； (3)判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為________(填選項字母)； a．壓強(qiáng)不隨時間改變 b．氣體的密度不隨時間改變 c．c(A)不隨時間改變 d．單位時間里生成C和D的物質(zhì)的量相等 (4)1 200 ℃時反應(yīng)C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常數(shù)的值為________。 解析　(1)根據(jù)反應(yīng)A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，可寫出平衡常數(shù)K＝，隨著溫度升高，K值減小，即升溫平衡逆向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0。 (2)6 s內(nèi)消耗的A為0.003 molL－1s－16 s5 L＝0.09 mol，則此時A的物質(zhì)的量濃度為＝0.022 mol/L；生成C的物質(zhì)的量與消耗A的物質(zhì)的量相等，均為0.09 mol。設(shè)平衡時參與反應(yīng)的A為x mol，則平衡時A、B、C、D的物質(zhì)的量分別為(0.20－x)mol、(0.80－x)mol、x mol\，x mol，根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式和此時K＝1.0，求得x＝0.16，即平衡時A的轉(zhuǎn)化率為80%；向該平衡體系中充入氬氣等稀有氣體，對該平衡無影響，即平衡時A的轉(zhuǎn)化率依然為80%。 答案　(1)　< (2)0.022　0.09　80%　80% (3)c (4)2.5 考點3 等效平衡 1.等效平衡原理 相同條件下，同一可逆反應(yīng)體系，不管從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，只要按反應(yīng)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比投入反應(yīng)物或生成物，建立起的平衡狀態(tài)都是相同的，這就是所謂的等效平衡原理。 2．等效平衡規(guī)律 (1)對于恒溫、恒容條件下體積可變的反應(yīng)。 如果按方程式的化學(xué)計量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量與對應(yīng)組分的起始加入量相同，則建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的。 (2)對于恒溫、恒容條件下體積不變的反應(yīng)。 如果按方程式的化學(xué)計量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量之比與對應(yīng)組分的起始加入量之比相同，則建立的化學(xué)平衡是等效的。 (3)對于恒溫、恒壓條件下的可逆反應(yīng)(體積可變的反應(yīng)或體積不變的反應(yīng))。 如果按方程式的化學(xué)計量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量之比與對應(yīng)組分的起始加入量之比相同，則建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的。 特別提醒　三種情況下的等效均指平衡混合物中各組分的百分含量保持不變。實際上三種等效是有差別的，第1種情況是絕對等效(包括濃度、密度、相對分子質(zhì)量等都相等)，而第2種和第3種情況下，物質(zhì)的量存在倍數(shù)關(guān)系。 題組訓(xùn)練 8．在恒溫恒容的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：3A(g)＋B(g)xC(g)。Ⅰ.將3 mol A和2 mol B在一定條件下反應(yīng)，達(dá)平衡時C的體積分?jǐn)?shù)為a；Ⅱ.若起始時A、B、C投入的物質(zhì)的量分別為n(A)、n(B)、n(C)，平衡時C的體積分?jǐn)?shù)也為a。下列說法正確的是(　　) A．若Ⅰ達(dá)平衡時，A、B、C各增加1 mol，則B的轉(zhuǎn)化率將一定增大 B．若向Ⅰ平衡體系中再加入3 mol A和2 mol B，C的體積分?jǐn)?shù)若大于a，可斷定x>4 C．若x＝2，則Ⅱ體系起始物質(zhì)的量應(yīng)滿足3n(B)>n(A)＋3 D．若Ⅱ體系起始物質(zhì)的量滿足3n(C)＋8n(A)＝12n(B)，則可判斷x＝4 解析　這是恒溫恒容條件下的等效平衡，無論如何進(jìn)行配比，只要把反應(yīng)一端按反應(yīng)計量數(shù)之比完全轉(zhuǎn)化為另一端的物質(zhì)后，相當(dāng)于完全等同的起始量即可。A項，A、B、C各增加1 mol時，A與B不可能完全轉(zhuǎn)化為C，加入的B相對量大，A的轉(zhuǎn)化率增大，而B的轉(zhuǎn)化率將減小，錯誤；B項，在Ⅰ平衡體系中再加入3 mol A和2 mol B，相當(dāng)于增大了體系的壓強(qiáng)，C的體積分?jǐn)?shù)增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)方向體積縮小，x<4，錯誤；C項，假設(shè)C完全轉(zhuǎn)化為A、B，則n(A)＋3/2n(C)＝3，n(B)＋1/2n(C)＝2，即3n(B)＝n(A)＋3，錯誤；D項，設(shè)C完全轉(zhuǎn)化為A、B，則xn(A)＋3n(C)＝3x，xn(B)＋n(C)＝2x，即2xn(A)＋3n(C)＝3xn(B)，正確。 答案　D 9．(xx江西模擬)已知：t ℃時，2H(g)＋Y(g)2I(g)　ΔH＝－196.6 kJmol－1，t ℃時，在一壓強(qiáng)恒定的密閉容器中，加入4 mol H和2 mol Y反應(yīng)，達(dá)到平衡后，Y剩余0.2 mol。若在上面的平衡體系中，再加入1 mol氣態(tài)的I物質(zhì)，t ℃時達(dá)到新的平衡，此時H物質(zhì)的物質(zhì)的量n(H)為(　　) A．0.8 mol B．0.6 mol C．0.5 mol D．0.2 mol 解析　本題考查恒溫恒壓條件下等效平衡原理。根據(jù)反應(yīng)式知，“4 mol H和2 mol Y反應(yīng)達(dá)到平衡后，Y剩余0.2 mol”，即Y轉(zhuǎn)化了1.8 mol，根據(jù)化學(xué)計量數(shù)之比，H必轉(zhuǎn)化了3.6 mol，即H的轉(zhuǎn)化率等于Y的轉(zhuǎn)化率＝100%＝90%。 　　　　 2H(g)＋Y(g)2I(g) 起始(Ⅰ) 4 mol 2 mol 0 起始(Ⅱ) 4 mol 2 mol 1 mol 起始(Ⅲ) 5 mol 2.5 mol 0 該可逆反應(yīng)在恒溫、恒壓條件下反應(yīng)，按起始(Ⅱ)與起始(Ⅲ)投料能達(dá)到同一平衡狀態(tài)，而起始(Ⅰ)與起始(Ⅲ)達(dá)到的平衡狀態(tài)為等效平衡，即平衡時H的轉(zhuǎn)化率相等，故達(dá)到新平衡時剩余H的物質(zhì)的量為n(H)＝5 mol(1－90%)＝0.5 mol。 答案　C 10．有甲、乙兩容器，甲容器容積固定，乙容器容積可變。一定溫度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)達(dá)到平衡時生成NH3的物質(zhì)的量為m mol。 (1)相同溫度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的壓強(qiáng)始終與甲的壓強(qiáng)相等，乙中反應(yīng)達(dá)到平衡時，生成NH3的物質(zhì)的量為________mol(從下列各項中選擇，只填選項字母)；若乙的容積與甲的容積始終相等，乙中反應(yīng)達(dá)到平衡時，生成NH3的物質(zhì)的量為________mol。 A．小于m 　　　　　　 B．等于m C．在m～2m之間 D．等于2m E．大于2m (2)相同溫度下，保持乙的容積為甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反應(yīng)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與上述甲容器中達(dá)到平衡時相同，則起始時應(yīng)加入________mol N2和________mol H2。 解析　(1)由于甲容器定容，而乙容器定壓，它們的壓強(qiáng)相等，達(dá)到平衡時，乙的容積應(yīng)該為甲的兩倍，生成的NH3的物質(zhì)的量應(yīng)該等于2m mol。當(dāng)甲、乙兩容器的體積相等時，相當(dāng)于將建立等效平衡后的乙容器壓縮，故乙中NH3的物質(zhì)的量大于2m mol。 (2)乙的容積為甲的一半時，要建立與甲一樣的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中應(yīng)該投入N2為(1－0.5) mol＝0.5 mol，H2為(1.5－1.5) mol＝0 mol。 答案　(1)D　E　(2)0.5　0 11．在一定溫度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一個一定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2＋O22SO3，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量(mol)。如a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時，反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時的完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)若a＝0，b＝0，則c＝________。 (2)若a＝0.5，則b＝________和c＝________。 (3)a、b、c必須滿足的一般條件是(請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c)：___________、___________。 解析　在其他條件不變時，改變平衡體系中有關(guān)物質(zhì)的量，使之平衡狀態(tài)相同。解題思路是：有關(guān)物質(zhì)的量不論取何值，都把它轉(zhuǎn)化成最初給定的物質(zhì)的量。若其值與題干給出的量相同，則符合題意。 (1)2 mol SO3相當(dāng)于2 mol SO2和1 mol O2。 (2)0.5 mol SO2與0.25 mol O2反應(yīng)生成0.5 mol SO3，再加上1.5 mol SO3，其SO3的物質(zhì)的量是2 mol，同(1)。 (3)若SO2與SO3的物質(zhì)的量之和等于2 mol，相當(dāng)于原來加入的2 mol SO2。c mol SO3分解得 mol O2，若＋b＝1，兩者之和等于初始氧氣的量就符合題意。 答案　(1)2 (2)0.25　1.5 (3)a＋c＝2　＋b＝1