高考二轮测试题：7-2 化学反应的方向和限度

第二单元　化学反应的方向和限度

一、选择题

1．据报道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。

2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)

下列叙述错误的是                       (　　)

A．使用Cu－Zn－Fe催化剂可大大提高生产效率

B．反应需在300 ℃进行可推测该反应是吸热反应

C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率

D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率

解析　A项，多数催化剂能提高化学反应速率；B项，判断吸热反应和放热反应是根据

体系能量的变化；C项，充入大量CO2气体，平衡正向移动，提高H2的转化率；D项，

平衡正向移动，提高CO2和H2的利用率。

答案　B

2．下列关于ΔH－TΔS说法中正确的是          (　　)

A．ΔH－TΔS可用于判断所有条件下的反应能否自发进行

B．ΔH－TΔS只用于判断温度、体积一定的反应能否自发进行

C．ΔH－TΔS只用于判断温度、压强一定的反应能否自发进行

D．ΔH－TΔS＜0的反应，在该条件下一定剧烈反应

解析　在不同温度、压强下ΔH－TΔS的值不同，所以选项A、B都不正确；ΔH－TΔS

＜0能判定反应可以自发进行，但不一定是剧烈反应，所以答案为C。

答案　C

3．700 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2＞t1)：

下列说法正确的是              (　　)

A．反应在t1min内的平均速率为v(H2)＝ mol·L－1·min－1

B．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O，达到平衡时

n(CO2)＝0.40 mol

C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O，与原平衡相比，达到新平衡

时CO转化率增大，H2O的体积分数增大

D．温度升高至800 ℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应

解析　A项，反应到t1 min时消耗的CO为0.40 mol，则生成的H2也为0.40 mol，则用

H2表示该反应的平均速率为v(H2)＝＝ mol·L－1·min－1；B项，由于CO、H2O的

化学计量数相同，向容器中充入1.20 mol CO、0.60 mol H2O与充入0.60 mol CO、1.20 mol

H2O反应的结果是相同的，生成CO2的物质的量均为0.40 mol；C项，向平衡体系中充

入H2O(g)，平衡正向移动，CO的转化率增大，但由于H2O的总量增加，本身的转化率

下降，所以H2O的体积分数增大；D项，700 ℃时该反应的平衡常数K＝1，温度升高到

800℃时K变为0.64，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。

答案　BC

4．在一定条件下，已达平衡的可逆反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，下列说法中正确的是                                                                                                                                                                                                                                               (　　)

A．平衡时，此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系：K＝

B．改变条件后，该反应的平衡常数K一定不变

C．如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化

D．若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小

解析　K只随温度的改变而改变。

答案　A

5．已知如下反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH＜0在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下产物Z的物质的量n与反应时间t的关系如图所示，下列判断正确的是       (　　)

A．T1＜T2，p1＜p2

B．T1＞T2，p1＞p2

C．T1＜T2，p1＞p2

D．T1＞T2，p1＜p2

解析　由图像可知，在等压p2作用下，温度越高，反应速率越快，则达平衡时间越短，

则T1＞T2；比较等温T2的p1、p2关系，由反应式知，增大压强，平衡正移，即n越大，

则压强越大，则p1＞p2，综上所述，选B。

答案　B

6．反应aM(g)＋bN(g)cP(g)＋dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)与反应条件的关系如下图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是                                                                                                                                                                                                                       (　　)

　　　　               (1)1.4 MPa　　　　　　(2)2.1MPa

平衡时M的体积分数与反应条件的关系图

A．同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加

B．同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加

C．同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加

D．同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数增加

解析　由图像可知M的体积分数随着温度升高而减小，因此正反应是吸热反应。催化剂

只能改变反应达到平衡时所需的时间，而对化学平衡移动无影响。升高温度平衡正向移

动，因此Q的体积分数增加。比较两图可知同温同z时增加压强，化学平衡逆向移动，

Q的体积分数减小。同温同压时增加z，平衡时Q的体积分数不一定增加，因为N的物

质的量增加不定，因此A、C、D选项错误，只有B正确。

答案　B

7．电镀废液中Cr2O7可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：Cr2O(aq)＋2Pb2＋(aq)＋H2O(l)2PbCrO4(s)＋2H＋(aq)　ΔH＜0

该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是    (　　)

解析　A项，平衡常数大小与温度有关，该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应

方向移动，生成物的物质的量浓度减小，反应物的物质的量浓度增大，平衡常数随温度

升高而减小，故A项正确；B项，pH增大，c(H＋)减小，平衡向正反应方向移动，Cr2O

转化率增大，故B项错误；C项，温度升高，正、逆反应速率都加快；D项，增大反应

物Pb2＋的物质的量浓度，平衡正向移动，另一反应物Cr2O的物质的量减小，故D项错

误。

答案　A

8．在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于                                                                                       (　　)

A．5%  B．10%  C．15%  D．20%

解析　由题给数据知：参加反应的H2的物质的量为：8 mol×25%＝2 mol。

　　　　　　　　N2　＋　3H22NH3

始态：          2 mol  8 mol  0

变化量：          mol  2 mol   mol

平衡态：          mol  6 mol   mol

平衡时N2的体积分数为：＝15%，故C正确。

答案　C

二、非选择题

9．密闭容器中mA(g)＋nB (g)pC(g)，反应达到平衡状态，经

测定增大压强p时，A的转化率随p而变化的曲线如图所示：

则：(1)增大压强，A的转化率________，平衡________移动，

达到平衡状态后，混合物中C的质量分数________________。

(2)上述化学方程式中的系数m、n、p的正确关系是_________，

再加入B，则平衡__________________。

(3)当降低温度时，C的质量分数增大，则A的转化率____________，正反应是___________

____________热反应。

解析　由图像可知，随压强的增大，A的转化率降低，说明平衡逆向移动，C的质量分

数降低，结合勒夏特列原理有m＋n＜p；增加反应物的量，平衡正向移动；降低温度，

C的质量分数增大，说明平衡正向移动，A的转化率增大，结合勒夏特列原理可得正反

应为放热反应。

答案　(1)降低　逆向　降低

(2)m＋n＜p　正向移动　(3)增大　放

10．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

(1)NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为____________________________________。

利用反应6NO2＋8NH37N2＋12H2O也可处理NO2。当转移1.2 mol电子时，消

耗的NO2在标准状况下是________L。

(2)已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1

2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH＝－113.0 kJ·mol－1

则反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。

一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明

反应达到平衡状态的是__________________。

a．体系压强保持不变

b．混合气体颜色保持不变

c．SO3和NO的体积比保持不变

d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2

测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6，则平衡常数K＝____________。

(3)CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋

2H2(g)CH3OH(g)。

CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如

右图所示。该反应ΔH＝________0(填“＞”或

“＜”)。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104

kPa左右，选择此压强的理由是_______________

________________________________________。

解析　本题以中学化学所涉及的重要非金属元素及其化合物的性质为载体来考查氧化还

原反应的计算、盖斯定律的应用，以及化学平衡状态的判断、化学平衡常数的计算、运

用图像解决化学平衡移动的有关规律等。

(1)  由O2―→可知1 mol NO2参与反应时转移的电子数为4 mol，因此转移1.2 mol电

子时，消耗NO2在标准状况下的体积为×1.2 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L。

(2)根据盖斯定律可得：

ΔH＝

＝－41.8 kJ·mol－1

反应：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)是气体总体积不变的放热反应，反应过程中体

系压强始终不变，且生成SO3和NO的体积比始终为1∶1，NO2的颜色不变说明NO2

的浓度不再发生变化，体系达到平衡。

设起始时加入的NO2为1 mol，据阿伏加德罗定律，运用“三步法”计算可得：

　　　NO2(g)　＋　SO2(g)　　SO3(g)　＋　NO(g)

起始：  1 mol  2 mol  0  0

转化：  x mol  x mol  x mol  x mol

平衡：  (1－x)mol  (2－x)mol  x mol  x mol

依题意：＝　解之得：x＝0.8，

所以：K＝＝＝。

(3)分析题目中的坐标图像可知：升高温度CO的转化率降低，即升高温度，平衡向逆反

应方向进行，逆反应为吸热反应，所以正反应的ΔH＜0。

答案　(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　6.72

(2)－41.8　b　2.67或

(3)＜　在1.3×104 kPa下，CO转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，而生产

成本增加，得不偿失

12．在一定温度下将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：

CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)

(1)该反应的化学平衡常数表达式K＝________。

(2)已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K1＝0.6，则该温度下反应CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2＝________，反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)

的平衡常数K3＝________。

(3)已知在1 000 ℃时，该反应的平衡常数K4为1.0，则该反应为________反应(填“吸热”

或“放热”)。

(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。

A．容器中压强不变

B．c(CO2)＝c(CO)

C．生成a mol CO2的同时消耗a mol H2

D．混合气体的平均相对分子质量不变

(5)在1 000 ℃下，某时刻CO2的物质的量为2.0 mol，则此时v(正)________v(逆)(填“>”、

“＝”或“<”)。该温度下反应达到平衡时，CO2的转化率为________。

解析　(2)K2＝＝＝1.67；

K3＝＝＝0.77。

(3)升温时K增大，说明该反应为吸热反应。

(5)　　　　　CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)

  1.5  1  0  0

  0.5  0.5  0.5  0.5

  1.0  0.5  0.5  0.5

Q＝＝0.5<K4＝1.0

所以反应向正向进行，v(正)>v(逆)。

设1 000 ℃达平衡时，反应掉CO2的物质的量浓度为x，

　　　　CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)

  1.5  1  0  0

  x  x  x  x

  1.5－x  1－x  x  x

＝1.0，x＝0.6

α(CO2)＝×100%＝40%。

答案　(1)

(2)1.67　0.77　(3)吸热　(4)C

(5)>　40%