2021高中化学一轮复习 化学反应进行的方向与限度

2021届一轮复习训练二十二

化学反应进行的方向与限度

1．[2019·商丘模拟]过程的自发性的作用是()

A．判断过程的方向B．确定过程是否一定会发生

C．判断过程发生的速率D．判断过程的热效应

答案：A

解析：化学反应的自发性只能判断过程进行的方向，不能判断过程热效应，不能判断是否会发生和过程发生的速率。

2．[2019·武汉月考]某化学反应的ΔH＝－122 kJ·mol－1，ΔS＝231 J·mol－1·K－1，则此反应在下列哪种情况下可自发进行()

A．在任何温度下都能自发进行B．在任何温度下都不能自发进行

C．仅在高温下自发进行D．仅在低温下自发进行

答案：A

解析：反应自发进行需要满足ΔH－TΔS<0，依据题干条件计算，ΔH－TΔS＝－122 kJ·mol－1－T×231×10－3 kJ·mol－1·K－1<0，所以该反应在任何温度下都能自发进行，故选A。

3．在恒温恒容密闭容器中发生反应：X(s)＋2Y(g)M(g)＋G(g)ΔH。下列情况表明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．反应热ΔH不再改变D．X的浓度不再改变

答案：B

解析：观察反应知，X是固态。A项，该反应是等气体分子数反应，气体压强始终不变，故不能判断反应是否达到平衡状态；B项，正反应是气体质量增大体积不变的反应，故气体密度由小到大，当气体密度不变时可说明反应已达到平衡状态；C项，反应热只与化学计量数有关，与转化率无关，不能判断反应是否达到平衡状态；D项，X为固体，X的浓度始终不变，不能判断反应是否达到平衡状态。

4．[2019·辽宁丹东五校联考]在恒温下体积恒定的密闭容器中有可逆反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)(正反应为放热反应)，不能说明反应已达到平衡状态的是()

A．正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等

B．反应器中压强不随时间变化而变化

C．混合气体颜色深浅保持不变

D．混合气体平均相对分子质量保持不变

答案：A

解析：达到平衡状态时，正反应生成NO2的速率是逆反应生成O2速率的2倍，并非相等，A符合题意。该反应前后气体分子总数不相等，反应过程中气体压强不断变化，若反应容器中压强不随时间变化而变化，则达到平衡状态，B不符合题意。NO2是红棕色气体，其他气体均无色，若混合气体颜色深浅保持不变，则

c(NO2)不变，该反应达到平衡状态，C不符合题意。反应前后气体的质量不变，总物质的量不相等，则平均相对分子质量不断变化，若混合气体平均相对分子质量保持不变，则该反应达到平衡状态，D不符合题意。

5．[2019·南昌质检]碳酸氢铵在室温下能自发进行分解反应，下列说法正确的是()

A．碳酸氢铵分解是因为外界给予能量

B．碳酸盐都不稳定，都能自发分解

C．碳酸氢铵分解是熵增反应

D．碳酸氢铵分解是熵增反应，所以能自发分解

答案：C

解析：碳酸氢铵在室温下分解，说明分解温度低，不需要外界给予能量，A项错误；不能根据碳酸氢铵类推所有碳酸盐，如碳酸钠、碳酸钾等都能稳定存在，B项错误；碳酸氢铵分解生成二氧化碳、氨气，是熵增反应，C项正确；熵变不是判断反应能否自发进行的唯一因素，应根据ΔH－TΔS的值进行判断反应能否自发进行，D项错误。

6．在恒容密闭容器中进行如下反应X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(？)。下列情况能表明该可逆反应一定达到平衡状态的是()

A．混合气体平均相对分子质量不变B．混合气体密度不变

C．混合气体压强不变D．Z的消耗速率等于X的生成速率的2倍

答案：A

解析：可逆反应中W的状态不确定，W可能是气态、非气态。A项，若W为固态或液态，则混合气体质量发生变化，气体分子数不变；若W为气态，则气体质量不变，气体分子数发生变化，则气体平均相对分子质量不变时达到平衡状态，正确；B项，若W为气体时，总质量不变，气体密度不变，错误；若W为液态或固态时，气体总物质的量不变，气体压强不变，错误；D项，Z的消耗速率始终等于X的生成速率的2倍，错误。

7．[2019·北京石景山模拟]在某恒容密闭容器中进行如下可逆反应：2M(g)＋N(g)W＋2Q(g)ΔH<0，下列图像正确且能表示该可逆反应达到平衡状态的是()

答案：D

解析：A项，W的状态不确定，若W为固态或液态时，气体密度由大到小，图像错误；若W为气态，

则在恒容容器中，气体密度始终不变，图像错误。B项，W的状态不确定，所以气体相对分子质量变化情况不确定，错误。C项，反应热只与具体反应中各物质的化学计量数有关，与是否平衡无关。反应热始终不变，不能作为化学平衡状态的判断依据。D项，无论W是否是气体，产物Q的体积分数均由小到大，当Q的体积分数不变时，表明达到平衡状态，D项正确。

8．[2019·安阳模拟]下列有关化学反应的方向及其判据的说法正确的是()

A．非自发反应就是不可能发生的反应，自发反应就是能较快进行的反应

B．高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应

C．由焓变和熵变组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程(温度、压强一定条件下)

D．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在低温下能自发进行，说明该反应的ΔH>0

答案：C

解析：自发进行与反应快慢无关，A项错误；在高温高压下石墨转化成金刚石是非自发性反应，B项错误；复合判据既考虑了焓变，又考虑了熵变，C项正确；合成氯化铵的反应是熵减反应，只有焓减反应才能自发进行，故它的焓变小于0，D项错误。

9．[2019·浙江新高考联盟联考]一定条件下，在体积恒定的密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)，下列说法正确的是()

A．升高温度，逆反应速率减小

B．当混合气体的密度不再发生变化时，说明反应达到平衡状态

C．达到平衡时反应放出的热量可达Q kJ

D．达到平衡时，v(N2)＝3v(H2)

答案：C

解析：升高温度，反应混合物中活化分子数目及活化分子百分数均增大，故正、逆反应速率均增大，A 错误。体积恒定的密闭容器中，反应物及生成物均为气体，混合气体的密度始终不变，不能据此判断是否达到平衡状态，B错误。题目中未指明N2和H2的物质的量，若起始N2和H2的物质的量分别大于1 mol和3 mol，则达到平衡时放出的热量可达到Q kJ，C正确。达到平衡时，N2、H2的反应速率之比等于其化学计量数之比，则有3v(N2)＝v(H2)，D错误。

10．在恒容密闭容器中充入2 mol SO2和2 mol NO2发生反应：SO2(g)＋NO2(g)NO(g)＋SO3(g)ΔH ＝－Q kJ·mol－1，达到平衡状态时，下列说法不正确的是()

A．气体密度保持不变B．气体总压强始终不变

C．SO2和SO3共2 mol D．放出Q kJ热量

答案：D

解析：该反应是可逆反应，生成NO的物质的量不一定是1 mol，放出热量不一定是Q kJ。

11．下列判断不正确的是()

A．4Fe(OH)2(s)＋O2(g)＋2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)能自发进行，则它是焓增反应

B．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是焓减反应，它在较低温度下能自发进行

C．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行

D．Br2(l)＋H2(g)===2HBr(g)是焓减、熵增反应，该反应能自发进行

答案：A

解析：A项，该反应是熵减反应，能自发进行，说明ΔH－TΔS<0，即该反应是焓减反应，错误；B项，该反应是气体分子数减小的反应，熵小于0，所以，该反应在较低温度下能自发进行，正确；C项，由ΔH－TΔS<0可知，该反应能自发进行，正确；D项，该反应能自发进行，正确。

12．[2019·浙江模拟]已知：X(g)＋2Y(g)3Z(g)ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)。下列说法不正确的是() A．0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3 mol

B．达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度不再发生变化

C．达到化学平衡状态时，反应放出的总热量可达a kJ

D．升高反应温度，逆反应速率增大，正反应速率减小

答案：D

解析：该反应是可逆反应，0.1 mol X和0.2 mol Y充分反应不可能完全转化为Z，故生成Z的量一定小于0.3 mol，A正确；达到化学平衡状态时，反应混合物中各物质的浓度保持不变，即X、Y、Z的浓度不再发生变化，B正确；若使起始X、Y的物质的量分别大于1 mol和2 mol，达到化学平衡状态时，反应可能生成3 mol Z，则反应放出的总热量可达a kJ，C正确；升高温度，活化分子数及活化分子百分数均增大，正、逆反应速率均增大，D错误。

13．[2019·黑龙江哈尔滨三中调研]下列说法中不正确的是()

A．SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)只能在高温下自发进行，则该反应的ΔH>0

B．3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)在常温下不能自发进行，说明该反应的ΔH>0

C．BaSO4(s)＋4C(s)===BaS(s)＋4CO(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0

D．常温下，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)能够自发进行，则该反应的ΔH<0

答案：C

解析：该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应只有在高温下自发进行，说明在低温时ΔH－TΔS>0，则该反应的ΔH>0，A正确；该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应在常温下不能自发进行，说明常温时ΔH －TΔS>0，即反应的ΔH>0，B正确；该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应室温下不能自发进行，说明室温时ΔH－TΔS>0，即反应的ΔH>0，C错误；该反应为熵减反应，则有ΔS<0；该反应常温下能自发进行，说明常温时ΔH－TΔS<0，即反应的ΔH<0，D正确。

14．[2015·天津卷]下列说法不正确的是()

A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行

B．饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀，但原理不同

C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同

D．Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，该固体可溶于NH4Cl溶液答案：C

解析：钠与水反应有气体生成，是熵增的放热反应，所以反应能自发进行，A项正确；饱和硫酸钠溶液

使蛋白质溶液产生沉淀发生的是蛋白质的盐析，而浓硝酸使蛋白质溶液产生沉淀发生的是蛋白质的变性，二者原理不同，B项正确；FeCl3和MnO2都能催化H2O2分解，但催化剂具有选择性，二者的催化效率肯定不相同，C项错误；Mg(OH)2固体能溶于NH4Cl溶液中，是由于NH4Cl水解溶液显酸性，且发生了反应：NH＋4＋OH－===NH3·H2O使沉淀溶解平衡正向移动，D项正确。

15．工业上，用硅酸锂吸收CO2，在某温度T下发生化学反应：Li4SiO4(s)＋2CO2(g)2Li2CO3(s)＋SiO2(s)ΔH<0。下列说法正确的是()

A．升高温度，平衡常数增大

B．当二氧化硅浓度不再变化时，反应达到平衡状态

C．一定温度下，加压能促进硅酸锂对CO2的吸收

D．一定温度下，平衡后缩小体积，CO2的平衡浓度增大

答案：C

解析：A项，正反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，错误；B项，二氧化硅是固体，其浓度为常数，不能作为判断平衡状态标准，错误；C项，一定温度时，加压可以增大CO2浓度，反应向右进行并提高反应速率，正确；D项，该反应只有一种气体，温度不变，平衡常数不变，故平衡时CO2的浓度不变，错误。

16．甲醇(CH3OH)是绿色能源。工业上合成原理：2H2(g)＋

CO(g)CH3OH(g)。一定温度下，在1 L恒容密闭容器中充入H2和一定量的CO，CH3OH的体积分数与反应物投料比的关系如图所示。

下列说法正确的是()

A．当混合气体的密度保持不变时反应达到平衡

B．图像四个点中，d点处CH3OH的物质的量最大

C．图像四个点中，只有c点表示达到平衡状态

D．图像中c点到d点，平衡向正反应方向移动

答案：D

解析：A项，反应前后的物质均是气体，且混合气体的总质量不变，又因为是恒容容器，故气体密度始终不变，不正确；B项，达到平衡，d点相当于c点平衡后，再增加氢气的浓度，平衡向正方向移动，CO的平衡转化率增大，CH3OH的物质的量最大，错误；C项，曲线上的每个点都是不同反应物投料比下的平衡点，错误；D项，相当于c点达到平衡后，继续增大H2的物质的量，平衡向右移动，正确。

17．CO是一种重要化工原料，镍是有机化学的重要催化剂。

Ⅰ.镍能与CO反应，化学方程式如下：

Ni(s)＋4CO(g)

50～80 ℃

180～200 ℃Ni(CO)4(g)ΔH

(1)ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。

(2)工业上，利用密闭石英管提纯粗镍。在密闭石英管内充满CO，在________放置粗镍(填“高温区”或“低温区”)，在另一区域收集纯镍粉。

(3)吸烟时，烟草燃烧生成的CO会与烟草中微量的Ni在肺部发生该反应，生成容易进入血液的Ni(CO)4，随着CO与血红蛋白的结合，在血液中不断积累重金属镍单质，使人体中毒。用化学平衡原理解释“镍积累”：______________________________________。

(4)镍与CO反应会造成镍催化剂中毒。为了防止镍催化剂中毒，工业上常用SO2除去CO。

已知有关能量变化关系如图所示。

写出用SO2除去CO的热化学方程式：____________________。

Ⅱ.工业上用一氧化碳制取氢气的反应为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，420 ℃时，该反应的平衡常数K为9.0。在2 L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.6 mol,5 min末达到平衡，则此时CO的转化率为________，生成H2的平均速率为________。

答案：

Ⅰ.(1)<

(2)低温区

(3)Ni(CO)4进入血液后，CO与血红蛋白结合，平衡左移，镍在人体中积累

(4)SO2(g)＋2CO(g)===S(s)＋2CO2(g)

ΔH＝－(b－a)kJ·mol－1

Ⅱ.75%0.045 mol·L－1·min－1

解析：Ⅰ.(1)在较低温度下有利于合成四羰基合镍，在高温下四羰基合镍分解，说明正反应是放热反应。

(2)利用平衡移动原理提纯镍：粗镍中含有不反应且难挥发的杂质，将粗镍放在低温区，使镍与CO化合成气态四羰基合镍，将难挥发的杂质残留在低温区。在高温区，四羰基合镍蒸气分解，纯镍留在高温区。(3)CO 与血红蛋白结合能力很强，使平衡向左移动，产生的镍逐渐增多。(4)根据图像写出热化学方程式：

①S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－a kJ·mol－1

②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－b kJ·mol－1

根据盖斯定理，②－①得：SO2(g)＋2CO(g)===S(s)＋2CO2(g)ΔH＝－(b－a)kJ·mol－1。

Ⅱ.设平衡时CO的浓度减小量为x mol·L－1，则

CO(g)＋H2O(g )CO2(g)＋H2(g)

起始浓度/

(mol·L－1) 0.3 0.3 0 0

转化浓度/

(mol·L－1)x x x x

平衡浓度/

(mol·L－1) 0.3－x 0.3－x x x

K＝

x2

(0.3－x)2

＝9.0，x＝0.225

CO的转化率为0.225 mol·L－1

0.3 mol·L－1

×100%＝75%，

v(H2)＝0.225 mol·L－1

5 min＝0.045 mol·L

－1·min－1。

19.[2019·德阳诊断]已知反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值。设ΔH和ΔS不随温度而变，下列说法正确的是()

A．低温下能自发进行B．高温下能自发进行

C．任何温度下都能自发进行D．任何温度下都不能自发进行

答案：D

解析：反应2CO(g)===2C(s)＋O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值，则ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行，故选D。

20．[2019·江西联考]一定温度下，可逆反应2NO22NO＋O2在恒容密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是()

①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2；②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO；

③混合气体的密度不再改变；④混合气体的颜色不再改变；⑤密闭容器中压强不再改变；⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变。

A．②③⑤⑥B．①④⑤⑥C．①③④⑥D．全部

答案：B

解析：单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2，说明v正＝v逆，达到平衡状态，①正确；无论反应是否达到平衡状态，反应速率之比等于化学计量数之比，②错误；容器体积不变，气体质量不变，所以密度始终不变，密度不变不能判断反应是否达到平衡，③错误；混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，达到平衡状态，④正确；反应前后气体的化学计量数之和不相等，当达到平衡时，气体的压强不变，⑤正确；反应前后气体的化学计量数之和不相等，当达到平衡时，气体的物质的量不变，则混合气体的平均摩尔质量不再改变，⑥正确。

21．[2019·唐山质检]已知碳酸钡分解反应：(Ⅰ)BaCO3(s)===BaO(s)＋CO2(g)ΔH1仅在高温下能自发进行；高锰酸钾分解：(Ⅱ)2KMnO4(s)===K2MnO4(s)＋MnO2(s)＋O2(g)ΔH2在任何温度下都能自发进行。下列焓变判断正确的是()

A．ΔH1<0，ΔH2<0 B．ΔH1>0，ΔH2<0

C．ΔH1<0，ΔH2>0 D．ΔH1>0，ΔH2>0

答案：B

解析：反应(Ⅰ)是熵增反应(ΔS>0)，仅在高温下自发进行，由ΔH1－TΔS<0，知ΔH1>0。反应(Ⅱ)是熵增反应，在任何温度下都自发进行，该反应是焓减反应，即ΔH2<0。

22．在一个密闭容器中进行如下反应：2X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，反应过程中某一时刻X2、Y2、Z的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，下列数据可能合理的是() A．Z的浓度为0.4 mol·L－1 B．X2、Z的浓度均为0.15 mol·L－1

C．X2的浓度为0.4 mol·L－1 D．X2与Z的浓度之和为0.4 mol·L－1

答案：D

解析：反应若正向进行到底，Z的浓度才为0.4 mol·L－1，根据可逆反应特点，A错；B项不符合质量守恒定律；反应若逆向进行到底，X2的浓度才为0.4 mol·L－1，根据可逆反应特点，C错。

23．[2019·桂林模拟]对可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，下列叙述正确的是()

A．达到化学平衡时，若增加容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大

B．若单位时间内生成x mol N2，消耗2x mol NH3，则反应达到平衡状态

C．达到化学平衡时，2v正(H2)＝3v逆(NH3)

D．加入催化剂，正反应速率增大，逆反应速率不变

答案：C

解析：达到平衡时，减小压强，正、逆反应速率都减小，A项错误；生成N2和消耗NH3的反应方向相同，不能判断反应是否达到平衡，B项错误；H2、NH3的正反应速率之比为3:2，所以，NH3的正、逆反应速率相等，反应达到平衡，C项正确；加入催化剂，正、逆反应速率都会增大，D项错误。

24．下列有关叙述中正确的是()

选项化学反应方程式已知条件预测

A M(s)=== X(g)＋Y(s) ΔH>0 它是非自发反应

B W(s)＋x G(g) ===2Q(g) ΔH<0，自发反应x可能等于1、2、3

C 4X(g)＋5Y(g)=== 4W(g)＋6G(g) 能自发反应ΔH一定小于0

D 4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s) 常温下，自发进行ΔH>0

解析：该反应中固体分解生成气体和固体，则该反应熵增加，且为吸热反应，则有ΔH>0，ΔS>0，当温度升高时，使ΔH－TΔS<0，该反应能自发进行，A错误；该反应的ΔH<0，若为熵增加反应，任何温度下都能自发进行；若为熵减反应，在低温下能自发进行，故x可能等于1、2或3，B正确；该反应为熵增反应，即ΔS>0，当ΔH<0时，在任何温度下均能自发进行，当ΔH>0时，高温下可自发进行，C错误；该反应为熵减反应，常温下能自发进行，说明该反应一定是放热反应，则有ΔH<0，D错误。

25．[2019·四川乐山调研]在T℃时，将一定量A加入到体积为2 L的某密闭容器中，发生反应2A(g)B(g)＋C(g)ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)。反应在第15 min时

达到平衡，反应过程中c(B)

c(A)

与时间t有如图所示关系，若测得第15 min时，c(B)＝0.8

mol·L－1，下列结论正确的是()

A．反应达到平衡时，A的转化率为80%

B．A的初始物质的量为2 mol

C．反应达到平衡时，放出的热量为2a kJ D．15 min时，v正＝v逆＝0

答案：A

解析：第15 min时c(B)＝0.8 mol·L－1，则有n(B)＝0.8 mol·L－1×2 L＝1.6 mol；由图可知，此时c(B)

c(A)

＝2，

则有n(A)＝1

2n(B)＝0.8 mol；生成1.6 mol B时，消耗3.2 mol A，则A的平衡转化率为

3.2 mol

3.2 mol＋0.8 mol

×100%

＝80%，A正确。A的初始物质的量为3.2 mol＋0.8 mol＝4 mol，B错误。生成1 mol B时放出a kJ热量，则达到平衡时放出的热量为1.6a kJ，C错误。第15 min时，该反应达到平衡状态，此时正、逆反应速率相等，但不等于0，D错误。

26．[2019·山东菏泽一中第二次月考]将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度/℃15.0 20.0 25.0 30.0 35.0

平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0

平衡气体总浓度/(×10－3 mol·L－1) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4

(1)该反应的焓变ΔH________0，熵变ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)。

(2)可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是________(填序号)。

A．2v正(NH3)＝v逆(CO2)

B．密闭容器中总压强不变

C．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

(3)根据表中数据计算，在25.0 ℃时，反应2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)的平衡常数K＝________。

(4)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25 ℃下达到平衡状态。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量________(填“增大”“减小”或“不变”)。

答案：(1)>>(2)BC(3)6.1×107(4)增大

解析：

(1)分析表中数据可知，温度升高，平衡气体总浓度增大，说明平衡正向移动，该反应为吸热反应，则有ΔH>0；该反应是气体体积增大的反应，则有ΔS>0。

(2)达到平衡时，正、逆反应速率相等，则有v正(NH3)＝2v逆(CO2)，A项不符合题意；因为反应前后气体分子数不相等，未达到平衡前压强一直在变，所以总压强不变时，说明反应达到平衡，B项符合题意；反应

未达到平衡前，气体质量一直在变，而容器容积不变，依ρ＝m

V可知，混合气体的密度也在变，所以混合气体

的密度不变时，说明反应达到平衡，C项符合题意；反应产物中NH3和CO2的物质的量之比始终为2:1，密闭容器中氨气的体积分数始终不变，D项不符合题意。

(3)由表中数据可知，在25.0 ℃时，平衡气体的总浓度为4.8×10－3 mol·L－1，则有c(NH3)＝3.2 ×10－3 mol·L －1，c(CO2)＝1.6×10－3mol·L－1，反应2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)的平衡常数K＝

1

(3.2×10－3)2×1.6×10－3

≈6.1×107。

(4)在恒温条件下压缩容器体积，平衡逆向移动，氨基甲酸铵固体的质量增大。

27．[2019·广东深圳四校联考]工业上采用高温活性炭催化CO与Cl2合成光气(COCl2)。

(1)COCl2中的原子最外层都达到8电子稳定结构，光气分子的电子式为________。

(2)工业上利用天然气(CH4)与CO2进行高温重整制备CO的反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.3 kJ·mol－1。

已知：C—H、C≡O、H—H键的键能依次为413 kJ·mol－1、1 076 kJ·mol－1、436 kJ·mol－1，则C===O键的键能为________kJ·mol－1。

(3)光气为窒息性毒剂，极易水解生成氯化氢，泄漏后可用水雾吸收，化学方程式为_______________。

(4)某温度下，在2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO(g)、2 mol Cl2(g)和适量的活性炭，发生反应Cl2(g)＋CO(g)COCl2(g)ΔH＝－108 kJ·mol－1，测得在混合气中COCl2的体积分数φ(COCl2)和时间t的关系如图曲线Ⅰ所示。

①下列情况不能表明该反应达到平衡状态的是________。

A．CO的体积分数不改变

B．Cl2的消耗速率与COCl2的生成速率相等

C．体系中c(CO)

c(Cl2)

不改变

D．混合气体的平均相对分子质量不再变化

②按曲线Ⅰ，平衡常数K＝________。A点时，向容器中加入等物质的量的CO和Cl2，再次达到平衡时，光气的体积分数会________(填“增大”“减小”或“不变”)。

③曲线Ⅱ相对曲线Ⅰ改变的条件可能是________。

A．恒容通入“惰性气体”

B．通入适量CO

C．增大压强

D．升高温度

答案：

(1)(2)809.65

(3)COCl2＋H2O===2HCl＋CO2

(4)①BC②12增大③D

解析：

(1)COCl2中的原子最外层都达到8电子稳定结构，其结构式为，电子式为。

(2)根据反应热与键能的关系可知，反应CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝4×413 kJ·mol－1＋2×E(C===O)－(2×1 076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1)＝＋247.3 kJ·mol－1，解得E(C===O)＝809.65 kJ·mol－1。

(3)光气(COCl2)极易水解生成HCl，根据原子守恒推知还生成CO2，化学方程式为COCl2＋H2O===2HCl ＋CO2。

(4)①CO的体积分数不改变，该反应达到平衡状态，A不符合题意；Cl2的消耗速率与COCl2的生成速率均表示正反应速率，二者相等，不能判断是否达到平衡状态，B符合题意；CO和Cl2都是反应物，起始时c CO)

＝c(Cl2)，且二者化学计量数相等，则体系中c(CO )

c(Cl2)

始终不变，C符合题意；混合气体的平均相对分子质量不

变，则气体的总物质的量不变，该反应达到平衡状态，D不符合题意。

②曲线Ⅰ达到平衡时φ(COCl2)＝0.60，起始充入2 mol CO(g)、2 mol Cl2(g)，容器的容积为2 L，有

Cl2(g)＋CO(g)COCl2(g)

起始浓度/(mol·L－1) 1 1 0

转化浓度/(mol·L－1)x x x

平衡浓度/(mol·L－1) 1－x 1－x x

则有φ(COCl2)＝

x

2－x

＝0.60，解得x＝0.75，故该反应的平衡常数K＝

c(COCl2)

c(Cl2)·c(CO)

＝

0.75

0.25×0.25

＝12。A

点处于平衡状态，向容器中加入等物质的量的CO和Cl2，平衡正向移动，光气的体积分数增大。

③反应Cl2(g)＋CO(g)COCl2(g)的正反应是气体总分子数减少的放热反应。曲

线

Ⅱ与曲线Ⅰ相比，达到平衡的时间缩短，则曲线Ⅱ的反应速率快；曲线Ⅱ达到平衡时φ(COCl2)比曲线Ⅰ小，说明曲线Ⅱ表示的反应正向进行的程度小于曲线Ⅰ，综合分析可知，改变的条件可能是升高温度。

28．[2019·安徽黄山八校联考](1)一定条件下，将2 mol SO2与1 mol O2置于恒容密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列状态能说明该反应达到化学平衡的是________。

A．混合气体的密度保持不变

B．SO2的转化率保持不变

C．SO2和O2的物质的量之比保持不变

D．O2的消耗速率和SO3的消耗速率相等

(2)已知反应2NO(g)N2(g)＋O2(g)ΔH<0，在不同条件时N2的体积分数随时间(t)的变化如图所示。根据图像可以判断曲线R1、R2对应的下列反应条件中不同的是________。

A．压强B．温度C．催化剂

(3)CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。现在体积为1 L的恒容密闭容器(如图甲所示)中通入1 mol CO和2 mol H2，测定不同时间、不同温度(T/℃)下容器中CO的物质的量，如下表：

0 min 10 min 20 min 30 min 40 min

T1 1 mol 0.8 mol 0.62 mol 0.4 mol 0.4 mol

T2 1 mol 0.7 mol 0.5 mol a a

请回答：

①T1__________(填“>”或“<”或“＝”)T2，理由是_____________________。已知T2℃时，第20 min 时容器内压强不再改变，此时H2的转化率为________，该温度下的化学平衡常数为________。

②若将1 mol CO和2 mol H2通入原体积为1 L的恒压密闭容器(如图乙所示)中，在T2℃下达到平衡，此时反应的平衡常数为________；若再向容器中通入1 mol CH3OH(g)，重新达到平衡后，CH3OH(g)在体系中的百分含量________(填“变大”或“变小”或“不变”)。

答案：

(1)B(2)B

(3)①<相同时间内，T2℃时CO的变化量大于T1℃时CO的变化量50% 1.0②1.0不变

解析：

(1)SO2、O2和SO3都是气体，恒容反应时混合气体的密度始终不变，A错误。反应正向进行，SO2的转化率增大，反应逆向进行，SO2的转化率减小，故SO2的转化率保持不变，该反应达到平衡状态，B正确。起始加入SO2和O2的物质的量之比为2:1，与其化学计量数之比相等，则二者的物质的量之比始终等于2:1，C 错误。O2的消耗速率与SO3的消耗速率之比为1:2，该反应达到平衡状态，D错误。

(2)由图可知，曲线R2代表的反应比曲线R1代表的反应先达到平衡状态。A项，若R表示压强，改变压强，平衡不移动，N2的体积分数不变，与图像不符合。B项，若R表示温度，该反应的ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，N2的体积分数减小，与图像符合。C项，若R表示催化剂，使用催化剂，只能改变反应速率，但平衡不移动，N2的体积分数不变，与图像不符合。

(3)①由表中数据可知，未达到平衡之前，相同时间内，T2℃时CO的变化量大于T1℃时，则T2℃时化学反应速率快，而温度越高，反应速率越快，故有T1

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始浓度/(mol·L－1) 1 2 0

转化浓度/(mol·L－1)0.5 1 0.5

平衡浓度/(mol·L－1)0.5 1 0.5

故20 min时H2的转化率为1 mol·L－1×1 L

2 mol×100%＝50%，则该温度下化学平衡常数为K＝

c(CH3OH)

c(CO)·c2(H2)

＝

0.5

0.5×12

＝1.0。②若将1 mol CO和2 mol H2通入原体积为1 L的恒压密闭容器中，在T2℃下达到平衡，由于温度不变，化学平衡常数不变，则此时反应的平衡常数为1.0。若再向容器中通入1 mol CH3OH(g)，由于是恒压条件，该平衡与之前的平衡等效，重新达到平衡后，CH3OH(g)在体系中的百分含量不变。